Рефлекси, як основна форма нервової діяльності

3. Принцип зворотного зв'язку

4. Поняття про нервовий центр

Основною формою нервової діяльності є рефлекси. Рефлекс - відповідна реакція організму на подразнення із зовнішнього або внутрішнього середовища, здійснювана за допомогою центральної нервової системою.

Роздратування шкіри підошовної частини ноги у людей викликає рефлекторне згинання стопи і пальців. Це підошовний рефлекс. При ударі по сухожиль чотириголового м'яза стегна під надколенником розгинається нога в коліні. Це колінний рефлекс. Дотик до губ немовляти викликає смоктальні руху у нього - смоктальний рефлекс. Освітлення яскравим світлом очі викликає звуження зіниці - зіничний рефлекс.

Завдяки рефлекторної діяльності організм здатний швидко реагувати на різні зміни зовнішнього чи внутрішнього середовища. Рефлекторні реакції дуже різноманітні. Вони можуть бути умовними або безумовними.

Рефлекс (від лат. Reflexus --отражённий) - стереотипна реакція живого організму на подразник, що проходить за участю нервової системи. Рефлекси існують у багатоклітинних живих організмів, що володіють нервовою системою, здійснюються за допомогою рефлекторної дуги. Рефлекс - основна форма діяльності нервової системи.

1.1Классіфікація рефлексів

По ряду ознак рефлекси можуть бути розділені на групи:

· За типом освіти: умовні і безумовні рефлекси;

· За видами рецепторів: екстероцептивні (шкірні, зорові, слухові, нюхові), интероцептивні (з рецепторів внутрішніх органів) і пропріорецептивні (з рецепторів м'язів, сухожиль, суглобів);

· По ефекторами: соматичні, або рухові (рефлекси скелетних м'язів), наприклад флексорние, екстензорная, локомоторним, статокинетические і ін .; вегетативні внутрішніх органів - травні, серцево-судинні, видільні, секреторні і ін .;

· По біологічної значущості: оборонні, або захисні, травні, статеві, орієнтовні;

· За ступенем складності нейронної організації рефлекторних дуг розрізняють моносинаптічеськие, дуги яких складаються з аферентного і еферентної нейронів (наприклад, колінний), і полісинаптичні, дуги яких містять також 1 або декілька проміжних нейронів і мають 2 або декілька синаптичних перемикань (наприклад, флексорний);

· За характером впливів на діяльність ефектора: збудливі - викликають і підсилюють (полегшують) його діяльність, гальмівні - ослабляють і пригнічують її (наприклад, рефлекторне почастішання серцевого ритму симпатичним нервом і уражень його або зупинка серця - блукаючим);

· По анатомічному розташуванню центральної частини рефлекторних дуг розрізняють спінальні рефлекси і рефлекси головного мозку. У здійсненні спінальних рефлексів беруть участь нейрони, розташовані в спинному мозку. Приклад найпростішого спинального рефлексу - вилучання руки від гострої шпильки. Рефлекси головного мозку здійснюються за участю нейронів головного мозку. Серед них розрізняють бульбарні, здійснювані за участю нейронів довгастого мозку; мезенцефальние - за участю нейронів середнього мозку; кортикальні - за участю нейронів кори великих півкуль головного мозку.

Безумовні рефлекси - спадково передаються (вроджені) реакції організму, властиві всьому виду. Виконують захисну функцію, а також функцію підтримки гомеостазу (сталості внутрішнього середовища організму).

Безумовні рефлекси - це успадковані, незмінні реакції організму на певні дії зовнішнього або внутрішнього середовища, незалежно від умов виникнення і протікання реакцій. Безумовні рефлекси забезпечують пристосування організму до постійних умов середовища. Основні типи безумовних рефлексів: харчові, захисні, орієнтовні, статеві.

Прикладом захисного рефлексу є рефлекторне вилучання руки від гарячого об'єкта. Гомеостаз підтримується, наприклад, рефлекторним почастішанням дихання при надлишку вуглекислого газу в крові. Практично кожна частина тіла і кожен орган бере участь в рефлекторних реакціях.

Найпростіші нейронні мережі, або дуги (за висловом Шеррингтона), які беруть участь в безумовних рефлексах, замикаються в сегментарному апараті спинного мозку, але можуть замикатися і вище (наприклад, в підкіркових гангліях або в корі). Інші відділи нервової системи також беруть участь в рефлексах: стовбур мозку, мозочок, кора великих півкуль.

Дуги безумовних рефлексів формуються до моменту народження і зберігаються протягом усього життя. Однак вони можуть змінюватися під впливом хвороби. Багато безумовні рефлекси проявляються лише в певному віці; так, властивий новонародженим хапальний рефлекс згасає у віці 3-4 місяців.

Розрізняють моносинаптічеськие (які включають передачу імпульсів до командного нейрона через одну синаптичну передачу) і полісинаптичні (які включають передачу імпульсів через ланцюжки нейронів) рефлекси.

Умовні рефлекси виникають в ході індивідуального розвитку і накопичення нових навичок. Вироблення нових тимчасових зв'язків між нейронами залежить від умов зовнішнього середовища. Умовні рефлекси формуються на базі безумовних за участю вищих відділів мозку.

Розробка вчення про умовні рефлекси пов'язана в першу чергу з ім'ям І. П. Павлова. Він показав, що новий стимул може почати рефлекторну реакцію, якщо він деякий час пред'являється разом з безумовним стимулом. Наприклад, якщо собаці дати понюхати м'ясо, то у неї виділяється шлунковий сік (це безумовний рефлекс). Якщо ж одночасно з м'ясом дзвеніти дзвіночком, то нервова система собаки асоціює цей звук з їжею, і шлунковий сік виділятиметься у відповідь на дзвінок, навіть якщо м'ясо не пред'явлено. Умовні рефлекси лежать в основі придбаного поведінки. Це найбільш прості програми.

Навколишній світ постійно змінюється, тому в ньому можуть успішно жити лише ті, хто швидко і доцільно відповідає на ці зміни. У міру набуття життєвого досвіду в корі півкуль складається система умовно рефлекторних зв'язків. Таку систему називають динамічним стереотипом. Він лежить в основі багатьох звичок і навичок. Наприклад, навчившись кататися на ковзанах, велосипеді, ми згодом вже не думаємо про те, як нам рухатися, щоб не впасти.

2. Рефлекторна дуга

У всіх органах тіла розташовуються нервові закінчення, чутливі до подразників. Це рецептори. Рецептори різні за будовою, розташуванням і функцій. Деякі рецептори мають вигляд порівняно просто влаштованих нервових закінчень, або вони є окремими елементами складно влаштованих органів почуттів, як, наприклад, сітківка ока. спадковий нервовий рефлекс імпульс

За місцем розташування рецептори ділять на екстерорецептори, пропріорецептори і інтерорецептори. Екстерорецептори сприймають роздратування зовнішнього середовища. До них відносяться сприймають клітини сітківки ока, вуха, рецептори шкіри, органів нюху, смаку. Інтерорецептори розташовані в тканинах внутрішніх органів (серця, печінки, нирок, кровоносних судин і ін.) І сприймають зміни внутрішнього середовища організму. Пропріорецептори знаходяться в м'язах і сприймають скорочення і розтягування м'язів, тобто сигналізують про стан і рухах тіла.

В рецепторах при дії відповідних подразників певної сили і часу дії виникає процес збудження. Виник порушення з рецепторів передається в центральну нервову систему по доцентрових нервових волокнах. У центральній нервовій системі за рахунок вставних нейронів рефлекс з узкоместного акта перетворюється в цілісну діяльність нервової системи. У центральній нервовій системі відбувається обробка надійшли сигналів і передача імпульсів на відцентрові нервові волокна.

Виконавчий орган, діяльність якого змінюється в результаті рефлексу, називають ефектором. Шлях, по якому проходять нервові імпульси від рецептора до виконавчому органу, називають рефлекторної дугою. Це матеріальна основа рефлексу.

Говорячи про рефлекторну дугу, треба мати на увазі, що будь-який рефлекторний акт здійснюється за участю великої кількості нейронів. Дво- або трухнейронная дуга рефлексу всього лише схема. Насправді рефлекс виникає при подразненні не одного, а багатьох рецепторів, розташованих в тій чи іншій області тіла. Нервові імпульси при будь-якому рефлекторному акті, приходячи в центральну нервову систему, широко поширюються в ній, доходячи до різних її відділів. Тому правильніше говорити, що структурну основу рефлекторних реакцій складають нейронні ланцюги з доцентрових, центральних, або вставних, і відцентрових нейронів. У зв'язку з тим що в будь-якому рефлекторному акті беруть участь групи нейронів, що передають імпульси в різні відділи мозку, в рефлекторну реакцію втягується весь організм. І дійсно, якщо вас несподівано вкололи шпилькою в руку, ви негайно її відсмикуватиме. Це рефлекторна реакція. Але при цьому не тільки скоротяться м'язи руки. Зміниться подих, діяльність серцево-судинної системи. Ви словами відреагуєте на несподіваний укол. У реакцію включився практично весь організм. Рефлекторний акт - координована реакція всього організму.

3. Принцип зворотного зв'язку

Між центральною нервовою системою і робітниками, виконавчими органами існують як прямі, так і зворотні зв'язки. При дії подразника на рецептори виникає рухова реакція. В результаті цієї реакції від ефекторних органів - м'язів нервові імпульси надходять у центральну нервову систему. Це вторинні аферентні (доцентрові) імпульси постійно сигналізують нервових центрів про стан рухового апарату, і у відповідь на ці сигнали з центральної нервової системи до м'язів надходять нові імпульси, які включають наступну фазу руху або змінюють рух відповідно до умов діяльності. Значить, є кільцеве взаємодія між регуляторами (нервовими центрами) і регульованими процесами, що дає підставу говорити не про рефлекторну дугу, а про рефлекторному кільці, або рефлекторної ланцюга.

Структура рефлекторного кільця істотно відрізняється від структури рефлекторної дуги, по суті розімкнутої на периферії. У рефлекторному кільці є додаткові ланки у вигляді рецепторів виконавчого органу, аферентного нейрона і системи вставних нейронів, що передають вторинні аферентні імпульси на відцентрові нейрони рефлекторного кільця.

Вторинна аферентна пульсація (зворотний зв'язок) дуже важлива в механізмах координації, яку здійснює нервова система. У хворих з порушеною чутливістю м'язів руху, особливо ходьба, втрачають плавність, стають не координованими. Центральна нервова система у таких хворих втрачає контроль над рухами.

Завдяки зворотним зв'язкам ми можемо не тільки судити про результати дії, але і вносити поправки в нашу діяльність, виправляти допущені помилки. Отже, щоб діяльність організму була координованої, забезпечувала потрібний ефект, недостатньо тільки прямих зв'язків від мозку до робочого органу, важливі і зворотні зв'язки (робочі органи - мозок), за якими йдуть імпульси, які сигналізують про правильність або помилковість виконуваної дії. Фізіологам відомо багато прикладів саморегуляції функцій в організмі за допомогою зворотних зв'язків: це підтримка артеріального тиску крові на постійному рівні за рахунок імпульсів, що надходять в центральну нервову систему від рецепторів кровоносних судин, або значення імпульсації від рецепторів легень і дихальних м'язів у регуляції дихання і ін.

Вчення про рефлекторної діяльності центральної нервової системи призвело до подання про нервовий центр. Нервовим центром називають сукупність нейронів центральної нервової системи, що беруть участь в здійсненні певного рефлекторного анта або регуляції тієї чи іншої функції.

Нервовий центр являє собою складні функціональні об'єднання, «ансамблі» нейронів, розташованих в різних відділах центральної нервової системи, узгоджено беруть участь в регуляції функцій і рефлекторних реакціях.

Нервові центри мають ряд характерних властивостей, визначених особливостями проведення збудження через синапси центральної нервової системи і структурою нейронних ланцюгів, що утворюють їх.

Проведення збудження через синапси центральної нервової системи.

У центральній нервовій системі відзначається одностороннє проведення збудження. Це пов'язано з особливостями синапсів; передача збудження в них можлива тільки в одному напрямку - від нервового закінчення, де вивільняється при порушенні медіатор, до постсинаптичні мембрані. У зворотному напрямку збудливий постсинаптичний потенціал на поширюється.

У синапсах центральної нервової системи відзначається уповільнене проведення збудження. Відомо, що порушення по нервових волокнах проводиться швидко. У синапсах швидкість проведення збудження приблизно в 200 разів нижче швидкості проведення збудження в нервовому волокні. Це пов'язано з тим, що при передачі імпульсу через синапс витрачається час на виділення медіатора нервовим закінченням у відповідь на що прийшов імпульс; на дифузію медіатора через синоптичну щілину до постсинаптичної мембрани; на виникнення під впливом цього медіатора збудливого постсинаптичного потенціалу.

У центральній нервовій системі відбувається трансформація ритму приходять в неї імпульсів в собственни ритм. При цьому може відбувається як уражень частоти надходять в неї імпульсів, так і почастішання їх. У відповідь на одиночне роздратування доцентровий нейрона центральна нервова система посилає по відцентровому нейрона серію імпульсів, наступних один за одним з певним інтервалом. Трансформація ритму пов'язана з особливостями передачі збудження через синапси. Для нервових центрів властиво явище сумації збудження. Це властивість було вперше описано І.М. Сеченовим в 1863 році. Було виявлено, що слабкі за силою роздратування не викликають видимої рефлекторної реакції центральної нервової системи. Рефлекторний відповідь може викликати лише подразник, який досяг порогової сили. Але якщо слабкий подразник буде діяти одночасно на кілька рецепторних областей (наприклад, кілька ділянок шкіри) або слабкий подразник буде діяти на рецептор багаторазово (тривало), то відповідна рефлекторна реакція виникне внаслідок складання, тобто сумації, збудження.

В основі цього явища лежить процес сумації збуджуючих постсинаптичних потенціалів на тілі нейронів. Як прищепило, порція медіатора, що викидається нервовим закінченням у відповідь на одиночний імпульс, занадто мала, для того щоб викликати збудливий постсинаптичний потенціал, достатній для деполяризаціїмембрани нервової клітини. Така деполяризация можлива або у випадку одночасного збудження декількох синапсів, розташованих на тілі нейрона, або при надходженні до одного і того ж синапси серії нервових імпульсів, що слідують один за одним з коротким інтервалом. При цьому постсинаптические потенціали підсумовуються один з одним, і в момент, коли сумарний потенціал досягає порогової величини, виникає поширюється потенціал дії. Рефлекторна реакція не припиняється зрощені ж після припинення подразника, а ще якийсь період часу до робочого органу (ефектору) від центральної нервової системи продовжують надходити збуджуючі імпульси. Це - післядія. Післядія зазвичай буває тим тривалішим, ніж сильніше роздратування і чим довше воно діяло на рецептори. На відміну від ізольованих нервових волокон нервові центри легко утоміми. Стомлюваність нервових центрів проявляється в поступовому зниженні і в кінцевому підсумку повне припинення рефлекторної відповіді при тривалому подразненні рецептора. Вважають, що стомлення нервових центрів пов'язано з порушенням передачі збудження в міжнейронних синапсах. При цьому відбувається зменшення запасів синтезованого медіатора в нервових закінченнях і зниження чутливості до медіатора постсинаптичної мембрани.

Після порушення центральної нервової системи ритмічним роздратуванням наступне роздратування викликає більший ефект або для підтримки колишнього рівня відповідної реакції потрібна менша сила наступного роздратування. Це властивість нервових центрів отримало назву проторения. Полегшує ефект при второваною пояснюють тим, що при перших стимулах роздратування відбувається переміщення бульбашок медіатора ближче до пресинаптичної мембрани і при подальшому подразненні медіатор швидше виділяється в синаптичну щілину.

Вчення про рефлекси дало дуже багато для розуміння самої суті нервової діяльності. Однак сам рефлекторний принцип не міг пояснити багато форм цілеспрямованої поведінки. В даний час поняття про рефлекторних механізмах доповнено поданням про роль потреб в організації поведінки, стало загальноприйнятим уявлення про те, що поведінка тварин організмів, в тому числі і людини, носить активний характер і визначається не стільки виникають подразненнями, скільки планами і намірами, що виникають під впливом певних потреб. Ці нові уявлення отримали своє вираження в фізіологічних концепціях «функціональної системи» П. К. Анохіна або «фізіологічної активності» Н. А. Бернштейна.

Сутність цих концепцій зводиться до того, що мозок може не тільки адекватно відповідати на зовнішні роздратування, але і передбачати майбутнє, активно будувати плани своєї поведінки і реалізувати їх в дію. Уявлення про «акцептор дії», або «моделі потрібного майбутнього», дозволяють говорити про «випередженні дійсності».

Розміщено на Allbest.ru