Физиология центральной нервной системы.

 

Центральная нервная система (ЦНС) связывает в единое целое все клетки, ткани и органы человеческого организма. Благодаря огромному количеству различных рецепторов центральная нервная система воспринимает все изменения, происходящие во внешней среде и внутри организма. Она регулирует все стороны жизнедеятельности организма и его поведение в окружающем мире. Поэтому многочисленные реакции организма формируются с обязательным участием различных отделов центральной нервной системы на основании взаимодействия процессов возбуждения и торможения.

Основным механизмом деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс -это ответная реакция организма на действие раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата. Структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга, которая представляет собою совокупность морфологических структур, обеспечивающих осуществление рефлекса. Рефлекторная дуга состоит из рецептора, афферентного нервного пути, нервного центра, эфферентного нервного пути, рабочего органа, или эффектора. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в ЦНС по звену обратной связи в виде обратной афферентации. Для осуществления рефлекса необходима анатомическая и физиологическая целостность всех звеньев рефлекторной дуги. Рефлекторные дуги бывают простые (коленный рефлекс) и сложные. Классификация рефлексов: безусловные и условные; экстероцептивные, интероцептивные, проприоцептивные; спинномозговые, бульбарные, мезенцефальные, диэнцефальные, кортикальные; пищевые, оборонительные, половые и т.д.; двигательные, секреторные, сосудодвигательные и т.д.

Свойства нервных центров. Нервный центр - совокупность нейронов, деятельность которых обеспечивает регуляцию отдельных функций организма или определенного рефлекторного акта (глотание, дыхание и т.д.). Основными общими свойствами нервных центров являются: одностороннее проведение возбуждения; наличие синаптической задержки; суммация возбуждения (временная и пространственная); трансформация ритма возбуждения (понижающая и повышающая); рефлекторное последействие; реверберация («нейронная ловушка»); высокая утомляемость; низкая лабильность; тонус; пластичность; высокая чувствительность к недостатку кислорода; высокая чувствительность к действию различных химических веществ, особенно ядов; конвергенция; дивергенция; интеграция; принцип доминанты; пространственное облегчение; окклюзия; проторение пути; общий конечный путь; реципрокность; субординация.

Торможение в ЦНС. Торможение - это активный биологический процесс, направленный на ослабление, прекращение или предотвращение возникновения процесса возбуждения. Виды торможения. По электрическому состоянию мембраны различают 2 вида или механизма торможения: гиперполяризационное и деполяризационное (состояние стойкой деполяризации, например при парабиозе). По отношению к синапсу выделяют пресинаптическое и постсинаптическое. По нейрональной организации - поступательное, латеральное (боковое), возвратное (антидромное), пессимальное, реципрокное и внутрицентральное, открытое И.М. Сеченовым.

Методы исследования ЦНС: электроэнцефалография, стереотаксическая техника, метод вызванных потенциалов, метод вживленных электродов и другие.

 

Частная физиология ЦНС.

Спинной мозг имеет сегментарное строение и состоит из серого и белого вещества. Выполняет собственные и проводниковые функции. Собственные функции (простые сегментарные рефлексы): задние рога серого вещества выполняют сенсорные функции, передние – двигательные, боковые – вегетативные. Закон Белла-Мажанди. Проводящие пути делятся на восходящие (от спинного мозга к головному) и нисходящие (от головного мозга к спинному). Восходящие пути несут в основном информацию от рецепторов кожи, мышц и внутренних органов. Нисходящие обеспечивают различные виды деятельности (моторную, секреторную). Спинальный шок (полное поперечное пересечение спинного мозга) – исчезновение всех видов рефлекторной деятельности (двигательной активности, всех видов чувствительности, нарушение вегетативных функций: непроизвольные мочеиспускание и дефекация) ниже уровня перерезки. Синдром Броун-Секара (одностороннее поражение спинного мозга) – паралич на стороне повреждения, отсутствие болевой и температурной чувствительности на противоположной стороне, частичное нарушение с обеих сторон тактильной чувствительности (ниже места повреждения).

Продолговатый мозг выполняет собственные и проводниковые функции. В нем расположены ядра от VIII до XII (преддверно-улиткового, языкоглоточного, блуждающего, добавочного и подъязычного) пар черепно-мозговых нервов, жизненно важные дыхательный и сосудодвигательный центры, центры слюноотделения, рвоты, кашля, чихания,сосания, жевания, глотания. Соматические рефлексы: статические (поддержание позы тела в пространстве) и статокинетические (перераспределение тонуса мышц туловища при движении).

Варолиев мост выполняет двигательные, сенсорные, интегративные и проводниковые функции. В нем расположены ядра от V до VIII (тройничного, отводящего, лицевого и предверно-улиткового) пар черепно-мозговых нервов; пневмотаксический центр, регулирующий смену вдоха выдохом.

Средний мозг выполняет собственные и проводниковые функции. В нем расположены ядра IV(блоковидного) и III (глазодвигательного) черепно-мозговых нервов. Верхние бугры четверохолмия отвечают за зрительный ориентировочный рефлекс, нижние – за слуховой. Красные ядра регулируют (усиливают) тонус мышц-сгибателей и оказывают тормозное влияние на ядро Дейтерса продолговатого мозга, активирующего тонус мышц-разгибателей. Перерезка между средним и продолговатым мозгом приводит к децеребрационной ригидности (резкое повышение тонуса мышц-разгибателей конечностей, шеи и спины). Черное вещество участвует в регуляции актов жевания, глотания, выполнения мелких и точных движений пальцев рук. Поражение черного вещества приводит к болезни Паркинсона. Средний мозг реализует статические (позо-тонические и установочные, или выпрямительные) и статокинетические рефлексы (рефлекс лифта, нистагм головы и глаз).

Мозжечок отвечает за координацию и регуляцию произвольных и непроизвольных движений, вегетативные функции. Поражения мозжечка приводят к нарушению координации движений (атаксии), понижению или повышению тонуса мышц (атонии или дистонии), быстрой утомляемости (астении), неточности движений (астазии), невозможности сохранить центр тяжести тела (абазии) дрожанию пальцев рук и головы в покое (тремору), нарушению плавности речи (дизартрии), растройству равномерности движений (дисметрии).

Таламус (зрительный бугор) – место переключения проводников от всех видов чувствительности. Содержит группы специфических, неспецифических и ассоциативных ядер. Латеральные коленчатые тела – подкорковый центр зрения, медиальные – слуха.

Гипоталамус является главным подкорковым центром, регулирующим вегетативные функции; отвечает за эмоциональные поведенческие реакции, терморегуляцию, пищевое поведение (центры голода и насыщения), чувство жажды, является центральным водителем циркадианных (околосуточных) ритмов, регулирует цикл “сон-бодствование”, вместе с гипофизом (гипоталамо-гипофизарная система) осуществляет регуляцию деятельности желез внутренней секреции, входит в состав лимбической системы, отвечающей за реализацию эмоционального поведения, секретирует пептиды, гормоны, медиаторы.

Лимбическая система – это функционально единый комплекс нервных структур (обонятельный мозг, гиппокамп, гипоталамус, поясная извилина, миндалина, мамиллярные тела), ответственных за эмоции, мотивации, память, инстинкты (пищевые, оборонительные, половые), регуляцию цикла “сон-бодствование”. “Круг Пейперса” (гиппокамп – мамиллярные тела - передние ядра таламуса - кора поясной извилины -парагиппокампальная извилина - гиппокамп) отвечает за эмоции, память, процессы научения. Круг “амигдала – гипоталамус - мезенцефальные структуры – амигдала” регулирует агрессивно-оборонительные, пищевые и сексуальные формы поведения.

Базальные ганглии (или подкорковые ядра) включают в себя полосатое тело (хвостатое ядро и скорлупу), бледный шар и ограду. Отвечают за процессы перехода от замысла (подготовки) движения к выбранной программе действия (выполнению движения).

Ретикулярная формация (РФ) располагается в центральной части мозгового ствола, заходит одним концом в спинной мозг, другим – в таламус. Образует сетевые связи со всеми структурами ЦНС. Оказывает восходящее активирующее влияние на кору больших полушарий и нисходящее, как облегчающее, так и тормозное действие на спинной мозг. РФ контролирует двигательную активность, постуральный тонус и фазные движения, вегетативные функции (дыхательные и сосудодвигательные), образует диффузную неспецифическую систему мозга, регулирует цикл “сон-бодствование”.

Кора больших полушарий – высший отдел ЦНС, отвечает за реализацию условных и безусловных рефлексов, переработку и длительное хранение информации, поведение человека и животных в соответствии с изменяющимися условиями внешней среды. Имеет сенсорные, моторные и ассоциативные зоны. В сенсорных зонах представлены корковые концы всех анализаторов (зрительного, слухового, вестибулярного, кожного, вкусового, обонятельного). Передние отделы лобной коры связаны с “творческим мышлением”. В ассоциативной коре происходит интеграция различной сенсорной информации и формируется программа целенаправленного поведения.

Гемато-энцефалический барьер – комплексный физиологический механизм, находящийся в ЦНС на границе между кровью и нервной тканью и регулирующий поступление из крови в цереброспинальную жидкость и нервную ткань циркулирующих в крови веществ. Выполняет защитную (задержка проникновения в кровь веществ, оказывающих повреждающее действие на мозг) и регуляторную (поддержание постоянства состава цереброспинальной жидкости) функции.

 

Занятия 1. Особенности распространения возбуждения в

центральной нервной системе. Рефлекс. Рефлекторная дуга.

Задача 1. Рецептивное поле спинномозгового рефлекса. (Пр. стр. 336).

Задача 2. Определение времени спинномозгового рефлекса по методу

Тюрка (Пр. стр. 335).

Задача 3. Анализ рефлекторной дуги (Пр. стр. 330).

 

Занятие 2. Основные свойства нервных центров.

Задача 1. Изучение чувствительности ЦНС к недостатку кислорода.

 

Занятие 3. Процессы торможения в ЦНС.

Задача 1. Центральное торможение спинномозговых рефлексов

(сеченовское торможение) (Пр. стр. 338).

Задача 2. Действие эфира и стрихнина на ЦНС. (Демонстрация).

 

Занятие 4. Современные методы исследования функций

центральной нервной системы.

Задача 1. Стереотаксическая техника в нейрофизиологических

исследованиях. (Демонстрация).

Задача 2. Микроэлектродная техника. (Демонстрация).