Регулирането на нервната дейност е процес на възбуждане и инхибиране в централната нервна система. Първоначално възниква като елементарна реакция на дразнене. В процеса на еволюция неврохуморалните функции се усложняват, което води до формиране на основните подразделения на нервната и ендокринната системи. В тази статия ще проучим един от основните процеси - инхибирането в централната нервна система, видовете и механизмите на неговото осъществяване.
Нервна тъкан, нейната структура и функции
Една от разновидностите на животински тъкани, наречена нервна, има специална структура, която осигурява както процеса на възбуждане, така и задейства функциите на инхибиране в централната нервна система. Нервните клетки се състоят от тяло и процеси: къси (дендрити) и дълги (аксони), които осигуряват предаването на нервните импулси от един невроцит към друг. Краят на аксона на нервната клетка контактува с дендритите на следващия невроцит на места, наречени синапси. Те осигуряват предаването на биоелектрични импулси през нервната тъкан. И вълнениетовинаги се движи в една посока - от аксона към тялото или дендритите на друг невроцит.
Още едно свойство, в допълнение към възбуждането, възникващо в нервната тъкан, е инхибирането в централната нервна система. Това е отговор на организма на действието на дразнител, водещ до намаляване или пълно прекратяване на двигателната или секреторната активност, в която участват центробежни неврони. Инхибирането в нервната тъкан може да настъпи и без предварително възбуждане, но само под въздействието на инхибиторен медиатор, като GABA. Той е един от основните предаватели на спиране. Тук можете също да назовете такова вещество като глицин. Тази аминокиселина участва в засилването на инхибиторните процеси и стимулира производството на молекули гама-аминомаслена киселина в синапсите.
I. М. Сеченов и работата му в неврофизиологията
Изключителен руски учен, създател на теорията за рефлексната дейност на мозъка, доказа наличието в централните части на нервната система на специални клетъчни комплекси, способни да инактивират биоелектричните процеси. Откриването на центрове на инхибиране в централната нервна система стана възможно благодарение на използването на три вида експерименти от И. Сеченов. Те включват: изрязване на участъци от кората в различни области на мозъка, стимулиране на отделни локуси на сивото вещество от физични или химични фактори (електрически ток, разтвор на натриев хлорид), както и метода за физиологично възбуждане на мозъчните центрове. И. М. Сеченов беше отличен експериментатор, правейки изключително прецизни разрези в областта между зрителните туберкули и директно всамия жабешки таламус. Той наблюдава намаляване и пълно спиране на двигателната активност на крайниците на животното.
Така неврофизиолог открива специален тип нервен процес - инхибиране в централната нервна система. Ще разгледаме по-подробно видовете и механизмите на образуването му в следващите раздели, а сега отново ще се съсредоточим върху този факт: в такива отдели като продълговатия мозък и зрителните туберкули има място, наречено инхибиторно, или " Сеченов" център. Ученият доказа и присъствието му не само при бозайниците, но и при хората. Освен това И. М. Сеченов открива феномена на тонично възбуждане на инхибиторни центрове. Той разбира от този процес леко възбуждане в центробежните неврони и мускулите, свързани с тях, както и в самите нервни центрове на инхибиране.
Взаимодействат ли невронните процеси?
Изследвания на видни руски физиолози И. П. Павлов и И. М. Сеченов доказаха, че работата на централната нервна система се характеризира с координация на рефлексните реакции на тялото. Взаимодействието на процесите на възбуждане и инхибиране в централната нервна система води до координирана регулация на функциите на тялото: двигателна активност, дишане, храносмилане, екскреция. Биоелектричните процеси протичат едновременно в нервните центрове и могат постоянно да се променят във времето. Това осигурява корелацията и навременното преминаване на рефлексите на реакция към сигнали от вътрешната и външната среда. Многобройни експерименти, проведени от неврофизиолози, потвърждават факта, че възбуждането и инхибирането в централната нервна система саключови нервни явления, които се основават на определени закономерности. Нека се спрем на тях по-подробно.
Нервните центрове на мозъчната кора са в състояние да разпределят и двата вида процеси в нервната система. Това свойство се нарича облъчване на възбуждане или инхибиране. Обратното явление е намаляване или ограничаване на областта на мозъка, която разпространява биоимпулси. Нарича се концентрация. Учените наблюдават и двата вида взаимодействия по време на формирането на условни двигателни рефлекси. По време на началния етап на формиране на двигателните умения, поради излъчване на възбуждане, няколко мускулни групи се свиват едновременно, като не е задължително да участват в изпълнението на формирания двигателен акт. Само след многократни повторения на формирания комплекс от физически движения (пързаляне, ски, колоездене), в резултат на концентрацията на възбуждащите процеси в специфични нервни огнища на кората, всички човешки движения стават силно координирани.
Превключване в работата на нервните центрове може да се случи и поради индукция. Той се проявява, когато е изпълнено следното условие: първо има концентрация на инхибиране или възбуждане и тези процеси трябва да са с достатъчна сила. В науката са известни два вида индукция: S-фаза (централното инхибиране в централната нервна система засилва възбуждането) и отрицателна форма (възбуждането предизвиква процеса на инхибиране). Има и последователна индукция. В този случай нервният процес се обръща в самия нервен център. Изследванияневрофизиолозите доказаха факта, че поведението на висшите бозайници и хората се определя от явленията на индукция, облъчване и концентрация на нервните процеси на възбуждане и инхибиране.
Безусловно потискане
Нека разгледаме по-подробно видовете инхибиране в централната нервна система и да се спрем на неговата форма, която е присъща както на животните, така и на хората. Самият термин е предложен от И. Павлов. Ученият счита този процес за едно от вродените свойства на нервната система и отдели два негови вида: избледняващ и постоянен. Нека се спрем на тях по-подробно.
Да приемем, че има фокус на възбуждане в кората, който генерира импулси към работния орган (мускули, секреторни клетки на жлезите). Поради промени в условията на външната или вътрешната среда възниква друга възбудена област на мозъчната кора. Той произвежда биоелектрични сигнали с по-голяма интензивност, което инхибира възбуждането в преди това активния нервен център и неговата рефлексна дъга. Избледняването на инхибирането в централната нервна система води до факта, че интензивността на рефлекса за ориентация постепенно намалява. Обяснението за това е следното: първичният стимул вече не предизвиква процеса на възбуждане в рецепторите на аферентния неврон.
Друг вид инхибиране, наблюдаван както при хората, така и при животните, е демонстриран от експеримента, проведен от носителя на Нобелова награда през 1904 г. И. П. Павлов. Докато хранеха кучето (с извадена фистула от бузата), експериментаторите включиха остър звуков сигнал - отделянето на слюнка от фистулата спря. Ученият нарече този тип инхибиране трансцедентално.
Като вродено свойство, инхибирането в централната нервна системапротича по безусловен рефлекторен механизъм. Той е доста пасивен и не предизвиква консумация на голямо количество енергия, което води до спиране на условните рефлекси. Постоянното безусловно инхибиране придружава много психосоматични заболявания: дискинезии, спастична и вяла парализа.
Какво е затихваща спирачка
Продължавайки да изучаваме механизмите на инхибиране в централната нервна система, нека разгледаме кой е един от неговите видове, наречен гасителна спирачка. Добре известно е, че ориентировъчният рефлекс е реакция на тялото към въздействието на нов външен сигнал. В този случай се образува нервен център в кората на главния мозък, който е в състояние на възбуда. Той образува рефлексна дъга, която отговаря за реакцията на тялото и се нарича ориентационен рефлекс. Този рефлексен акт предизвиква инхибиране на условния рефлекс, който се осъществява в момента. След многократно повторение на външен стимул, рефлексът, наречен ориентировъчен, постепенно намалява и накрая изчезва. Това означава, че вече не предизвиква инхибиране на условния рефлекс. Този сигнал се нарича затихваща спирачка.
По този начин външното инхибиране на условните рефлекси е свързано с влиянието на външен сигнал върху тялото и е вродено свойство на централната и периферната нервна система. Внезапен или нов стимул, например усещане за болка, външен звук, промяна в осветеността, не само предизвиква ориентировъчен рефлекс, но също така допринася за отслабването или дори пълното прекратяване на условноторефлексна дъга, която е активна в момента. Ако външен сигнал (с изключение на болка) действа многократно, инхибирането на условния рефлекс се проявява по-слабо. Биологичната роля на безусловната форма на нервния процес е да осъществи реакцията на тялото към стимула, най-важният в момента.
Вътрешно спиране
Другото му име, използвано във физиологията на висшата нервна дейност, е условно инхибиране. Основната предпоставка за възникването на такъв процес е липсата на подсилване на сигналите, идващи от външния свят с вродени рефлекси: храносмилателни, слюнчени. Процесите на инхибиране в централната нервна система, възникнали при тези условия, изискват определен интервал от време. Помислете за техните видове по-подробно.
Например, диференциалното инхибиране възниква като отговор на сигнали от околната среда, които съответстват по амплитуда, интензитет и сила на условния стимул. Тази форма на взаимодействие между нервната система и околния свят позволява на тялото по-фино да разграничава стимулите и да изолира от тяхната съвкупност този, който получава подсилване от вроден рефлекс. Например, на звука на зов със сила 15 Hz, поддържан от хранилка с храна, кучето развива условна реакция на слюнката. Ако към животното се приложи друг звуков сигнал със сила 25 Hz, без да се подсилва с храна, в първата серия от опити ще се отдели слюнка от фистулата на кучето и към двата условни стимула. След известно време животното ще разграничи тези сигнали и слюнката от фистулата ще спре да се отделя със звук с мощност 25 Hz, т.е.ще се развие диференциално инхибиране.
Освободете мозъка от информация, която е загубила жизненоважната си роля за тялото - тази функция се изпълнява точно чрез инхибиране в централната нервна система. Физиологията е доказала емпирично, че условните двигателни реакции, добре фиксирани от развити умения, могат да се запазят през целия живот на човек, например каране на кънки, колоездене.
Обобщавайки, можем да кажем, че процесите на инхибиране в централната нервна система са отслабването или спирането на определени реакции на тялото. Те са от голямо значение, тъй като всички рефлекси на тялото се коригират в съответствие с променените условия и ако условният сигнал е загубил стойността си, тогава те дори могат напълно да изчезнат. Различни видове инхибиране в централната нервна система са основни за такива способности на човешката психика като поддържане на самоконтрол, разграничаване на стимули и очакване.
Отложен преглед на нервния процес
Емпирично можете да създадете ситуация, в която реакцията на тялото към условен сигнал от външната среда се проявява дори преди излагане на безусловен стимул, като храна. С увеличаване на интервала от време между началото на излагане на условен сигнал (светлина, звук, например удари на метроном) и момента на усилване до три минути, отделянето на слюнка на горните условни стимули става все повече и повече. закъснява и се проявява само в момента, когато пред животното се появи хранилка с храна. Забавянето в отговор на условен сигнал характеризира процесите на инхибиране в централната нервна система, наречени забавениформа, в която времето му на протичане съответства на интервала на забавяне на безусловен стимул, като храна.
Стойността на инхибирането в централната нервна система
Човешкото тяло, образно казано, е "под оръжието" на огромен брой фактори от външната и вътрешната среда, на които е принудено да реагира и да формира множество рефлекси. Техните нервни центрове и дъги се образуват в главния и гръбначния мозък. Претоварването на нервната система с огромен брой възбудени центрове в мозъчната кора се отразява негативно на психичното здраве на човек, а също така намалява неговата работоспособност.
Биологична основа на човешкото поведение
И двата вида активност на нервната тъкан, както възбуждането, така и инхибирането в ЦНС, са в основата на висшата нервна дейност. Той определя физиологичните механизми на човешката психическа дейност. Учението за висшата нервна дейност е формулирано от И. П. Павлов. Съвременната му интерпретация е следната:
Възбуждането и инхибирането в централната нервна система, възникващи при взаимодействие, осигуряват сложни психични процеси: памет, мислене, реч, съзнание, а също така формират сложни човешки поведенчески реакции
За да съставят научно обоснован начин на обучение, работа, почивка, учените прилагат знанията за законите на висшата нервна дейност.
Биологичното значение на такъв активен нервен процес като инхибиране може да се определи по следния начин. Промени в условията на външната и вътрешната среда (липса на армировкаусловен сигнал чрез вроден рефлекс) води до адекватни промени в адаптивните механизми в човешкото тяло. Следователно, придобитият рефлексен акт се инхибира (изгасва) или изчезва напълно, тъй като става неподходящ за тялото.
Какво е сънят?
I. П. Павлов в своите трудове експериментално доказа факта, че процесите на инхибиране в централната нервна система и съня са от едно и също естество. По време на периода на будност на тялото, на фона на общата активност на мозъчната кора, все още се диагностицират отделните му участъци, обхванати от вътрешно инхибиране. По време на сън се излъчва по цялата повърхност на мозъчните полукълба, достигайки до субкортикалните образувания: зрителни туберкули (таламус), хипоталамус, ретикуларна формация и лимбична система. Както отбеляза изключителният неврофизиолог П. К. Анохин, всички горепосочени части на централната нервна система, отговорни за поведенческата сфера, емоциите и инстинктите, намаляват активността си по време на сън. Това води до намаляване на генерирането на нервни импулси, идващи от под кората. Така се намалява активирането на кората. Това осигурява възможност за почивка и възстановяване на метаболизма както в невроцитите на големия мозък, така и в цялото тяло като цяло.
Опитът на други учени (Hess, Economo) установява специални комплекси от нервни клетки, включени в неспецифичните ядра на зрителните туберкули. Процесите на възбуждане, диагностицирани в тях, причиняват намаляване на честотата на кортикалните биоритми, което може да се разглежда като преход от активно състояние(събуждане) да спя. Изследвания на такива части на мозъка като акведукта на Силвий и третата камера подтикнаха учените към идеята за център за регулиране на съня. Той е анатомично свързан с частта от мозъка, отговорна за будността. Поражението на този локус на кората поради травма или в резултат на наследствени нарушения при хората води до патологични състояния на безсъние. Отбелязваме също така факта, че регулирането на такъв жизнено важен за тялото процес на инхибиране като съня се осъществява от нервните центрове на диенцефалона и субкортикалните ядра: каудати, бадемовидни, оградни и лещовидни.
