Нервен център- комплект нервни клетки(неврони), необходими за регулиране дейността на други нервни центрове или изпълнителни органи. Най-простият нервен център се състои от няколко неврона, образуващи възел (ганглий). При висшите животни и хората нервният център включва хиляди и дори милиони неврони. Повечето функции на тялото се осигуряват от редица нервни центрове, разположени на различни нива на централната нервна система (например, нервният център се намира в междинния и в кората). Нервният център е сложна комбинация от неврони, които се активират съвместно:

в регулирането на определена функция;
при изпълнение на рефлексен акт.

клетки нервен центърса свързани помежду си чрез синаптични контакти и се отличават с огромното разнообразие и сложност на външната и вътрешната тектоника. В зависимост от изпълняваната функция има:

сетивни нервни центрове;
нервни центрове на автономните функции;
двигателни нервни центрове и др.

Концепцията за нервните центрове

Нервният център е централният компонент на рефлексната дъга, където се обработва информацията, разработва се програма за действие и се формира стандарт за резултат.

Анатомичната концепция за "нервен център" е набор от неврони, разположени в строго определени части на централната нервна система и изпълняващи една функция. Например: центърът на коляното - в предните рога на 2-4 лумбални сегмента; център за преглъщане - на ниво: 5, 7, 9 двойки черепни нерви.

Физиологичната концепция за "нервен център" е набор от неврони, разположени на различни нива на централната нервна система и регулиращи сложен рефлексен процес. Например: центърът за преглъщане е част от хранителния център.

Свойства на нервните центрове

Едностранно провеждане - възбуждането се предава от аферент на еферент. Причина: клапно свойство на синапса.

Забавяне на провеждането на възбуждане: скоростта на провеждане на възбуждането в нервния център е много по-ниска от тази в другите компоненти на рефлексната дъга. Колкото по-сложен е нервният център, толкова по-дълго нервният импулс преминава през него. Причина: синаптично забавяне. Времето на провеждане на възбуждането през нервния център е централното време на рефлекса.

Сумиране на възбуждането – при действието на единичен подпрагов стимул няма отговор. Когато са изложени няколко подпрагови стимула, има отговор. Рецептивното поле на рефлекса е зона на местоположение, чието възбуждане предизвиква определен рефлексен акт.

Има 2 вида сумиране: времево и пространствено.

Времево сумиране– реакция възниква, когато няколко стимула следват един след друг. Механизъм: възбуждащите постсинаптични потенциали на рецептивното поле на един рефлекс се сумират. Потенциалите на едни и същи групи синапси се сумират във времето.

Пространствено сумиране– възникване на отговор при едновременно действие на няколко подпрагови стимула. Механизъм: сумиране на възбуден постсинаптичен потенциал от различни рецептивни полета. Обобщават се потенциалите на различните групи синапси.

Централен релеф– се обяснява със структурните особености на нервния център. Всяко аферентно влакно, влизащо в нервния център, инервира определен брой нервни клетки. Тези неврони са невронният пул. Всеки нервен център има много басейни. Всеки невронен пул има 2 зони: централна (тук аферентното влакно над всеки неврон образува достатъчен брой синапси за възбуждане), периферна или маргинална граница (тук броят на синапсите е недостатъчен за възбуждане). Когато се стимулират, невроните в централната зона се възбуждат. Централно улеснение: при едновременна стимулация на 2 аферентни неврона отговорът може да бъде по-голям от аритметичната сума на стимулацията на всеки от тях, тъй като импулсите от тях отиват към същите неврони на периферната зона.

Оклузия– при едновременна стимулация на 2 аферентни неврона, отговорът може да бъде по-малък от аритметичната сума на стимулацията на всеки от тях. Механизъм: импулсите се събират към същите неврони в централната зона. Появата на оклузия или централен релеф зависи от силата и честотата на стимулацията. Под въздействието на оптимален стимул (максималния стимул (по сила и честота), който предизвиква максимален отговор) се появява централен релеф. Когато е изложен на песимален стимул (със сила и честота причинявайки намалениеотговор) – появява се феноменът на оклузия.

Посттетанична потентност– повишен отговор, наблюдаван след поредица от нервни импулси. Механизъм: потенциране на възбуждането в синапсите;

Рефлексно последействие– продължаване на отговора след спиране на стимула:

краткотрайно последействие - в рамките на няколко части от секундата. Причината е следовата деполяризация на невроните;
дълго последействие – в рамките на няколко секунди. Причина: след спиране на стимула възбуждането продължава да циркулира в нервния център по затворени невронни вериги.

Трансформация на възбудата– несъответствие между отговора и честотата на прилаганите дразнения. На аферентния неврон настъпва трансформация в низходяща посока поради ниската лабилност на синапса. На аксоните на еферентния неврон честотата на импулса е по-голяма от честотата на приложената стимулация. Причина: вътре в нервния център се образуват затворени невронни вериги, в тях циркулира възбуда и към изхода от нервния център се изпращат импулси с по-висока честота.

Висока умора на нервните центрове– свързани с висока синаптична умора.

Тон на нервния център– умерено възбуждане на невроните, което се регистрира дори в състояние на относителна физиологична почивка. Причини: рефлексен произход на тонуса, хуморален произход на тонуса (действие на метаболитите), влияние на надлежащите части на централната нервна система.

Високо ниво метаболитни процесии в резултат на това с високо съдържание на . Колкото по-развити са невроните, толкова повече кислород се нуждаят. Невроните ще живеят без кислород 25-30 минути, невроните на мозъчния ствол - 15-20 минути, невроните на мозъчната кора - 5-6 минути.

Всички основни форми на дейност на нервната система в сложни многоклетъчни организми на животни и хора са свързани с функционирането определени групинервни клетки - нервни центрове. Нервен център е централният компонент на рефлексната дъга, където се обработва информацията, разработва се програма за действие и се формира стандарт за резултат.

Нервният център е колекция от неврони, разположени на различни нива на централната нервна система и регулиращи сложен рефлексен процес или функция. Нервният център е разделен на следните отдели: по-нисък или изпълнителен, работен и по-висок или регулаторен.

Нисък (изпълнителен ) Отдел Нервният център е локализиран в гръбначния мозък и предава информация от работния участък към работещите органи.

Работен отдел Нервният център е отделът, отговорен за тази функция, обикновено разположен в стволовите участъци на мозъка.

Висше (регулаторно) ) Отдел нервен център, разположен в кората мозъчни полукълбамозъка и регулира дейността на работната част на нервния център, той се намесва в регулирането на функциите епизодично, ако е необходимо да се коригира автоматичната активност на работната част. По-високите отдели са включени в работата на нервния център според механизма на условния рефлекс. Дейността на регулаторния (висш) отдел на нервния център зависи от функционалното състояние на работния отдел.

Структурата на нервния център може да се разгледа на примера на дихателния център. Изпълнителният клон на дихателния нервен център е разположен в предните рога гръднигръбначния мозък и предава заповеди от работния център към дихателни мускули. Работният участък е представен от центровете на вдишване, издишване и пневмотаксис, разположени в продълговатия мозък и моста. Нарушаването на този отдел причинява спиране на дишането. Регулаторният (по-висок) отдел на дихателния център се намира в предния лоб на мозъчната кора и ви позволява доброволно да регулирате белодробната вентилация (дълбочина и честота на дишане). Тази доброволна регулация обаче е ограничена, зависи от функционалната активност на работната зона и аферентните импулси, отразяващи състоянието на вътрешната среда (в в такъв случай pH на кръвта, концентрации на CO2 и O2 в кръвта).

Свойствата на нервните центрове се определят от характеристиките на провеждането на нервните импулси през синапсите, свързващи различни нервни клетки:

1. Едностранно провеждане на възбуждане – импулсът се провежда само в една посока, обратното провеждане на възбуждане през синапса е невъзможно.
2. Наличие на латентен период от началото на сигнала до проявата на рефлексния акт, т.нар синаптично забавяне. Това се дължи на факта, че освобождаването и дифузията на предавателя в синапса изисква период от време от 1,5–2 ms. Съответно, колкото повече неврони в рефлексна дъга, толкова по-дълго е времето за рефлекс.
3. Сумиране на възбужданията. В работата на нервните центрове възникват процеси на пространствено и времево сумиране на подпрагови (недостатъчни за предаване на импулс през синапса) дразнения. Времево сумиране се наблюдава, ако много слаби импулси пристигнат в неврон по същия път през един синапс с кратък интервал от време. В резултат на това тяхното действие се сумира, което води до генериране на възбуждане. Пространственото сумиране е свързано със сумирането на подпрагови потенциали, които възникват едновременно в различни синапси на един и същи неврон. И двата вида сумиране се срещат в областта на хълма на аксона на неврона.
4. Още ниска скорост на предаване на импулси в синапса в сравнение с предаването му по аксона (около 50-100 импулса в секунда, което е 5-6 пъти по-ниско от скоростта на предаване в аксона).
5. Умора на нервните центрове – продължителното многократно дразнене на рецептивното поле на рефлекса води до отслабване на рефлекторната реакция до пълното й изчезване. Този процес е свързан с активността на синапсите - в тях се изчерпват запасите от трансмитери, енергийните ресурси намаляват и реакцията на постсинаптичния рецептор към трансмитера намалява. Различните нервни центрове имат различна степен на умора. Центровете на автономната нервна система, които координират работата, са по-малко уморени вътрешни органи. Центровете на соматичната нервна система, които контролират волевите скелетни мускули, са много по-уморени.
6. Трансформация на ритъма – Нервните клетки имат способността да променят честотата на предаваните импулси. Естеството на разреждането на отговора на неврона зависи от свойствата на стимула, както и от функционалното състояние на самия неврон (неговия мембранен заряд, възбудимост, лабилност). При нормални условия, колкото по-силно е дразненето, толкова по-интензивен е отговорът.
7. Осъществява се в нервните клетки интензивен метаболизъм, Защо е необходимо постоянно снабдяване? достатъчно количествоенергия и кислород. Нервните клетки на мозъчната кора са особено чувствителни към липса на кислород: след 5-6 минути кислородно гладуванете умират; дори краткотрайното ограничаване на мозъчното кръвообращение води до загуба на съзнание при човек. Недостатъчното снабдяване с кислород се понася по-лесно от нервните клетки на мозъчния ствол: тяхната функция се възстановява 15-20 минути след пълното спиране на кръвоснабдяването. И функцията на клетките на гръбначния мозък се възстановява дори след 30 минути липса на кръвоснабдяване.
8. Нервните центрове са винаги в добра форма, което се осигурява от постоянно постъпващи импулси от различни мозъчни структури и изпълнителни органи. В отговор центровете изпращат редки импулси към органите, поддържайки подходящия тон в тях. Дори по време на сън мускулите не се отпускат напълно и се контролират от съответните центрове.
9. Нервните центрове са чувствителни към химикали (включително лекарства), които проникват през кръвно-цефалната бариера и имат специфична реакция към различни вещества. Например стрихнинът възбужда нервните центрове, блокирайки функционирането на инхибиторните синапси; хлороформът и етерът първо възбуждат и след това потискат работата на нервните центрове; апоморфинът стимулира центъра за повръщане; Cititos и Lobelias вълнуват дихателен център; морфинът го инхибира, коразолът възбужда клетките на моторния кортекс, причинявайки конвулсии.
10. След края на стимула, активното състояние на нервния център продължава известно време – т.нар последействие, или следи процеси. Продължителността на следовите процеси е различна: в гръбначния мозък - няколко секунди или минути, в подкоровите центрове на мозъка - десетки минути, часове и дори дни, в мозъчната кора те могат да продължат до няколко десетилетия. Процесите на следи имат важнов разбирането на механизмите на паметта. Кратко последействие до 1 час е свързано с циркулацията (реверберацията) на импулси в нервните вериги (R. Lorente de No, 1934) и според теорията на реверберацията осигурява краткотрайна памет. Според биохимичната теория на паметта (X. Hiden, 1969) механизмите дългосрочна паметсе осигуряват от промени в структурата на протеините на невроните и глиалните клетки: когато настъпва запаметяване структурни променив РНК молекулите, на базата на които се изграждат нови белтъци, носещи информация за предишни стимули. Тези протеини присъстват дълго време в невроните, както и в глиалните клетки на мозъка.

Свойства на нервните центрове

Нервните центрове имат по-големи възможности от един неврон. Това се проявява в техните свойства. Тези свойства до голяма степен се определят от наличието на синапси. Нервните центрове имат едностранно провеждане на възбуждането.

Възбуждането в нервния център се осъществява от аферентния неврон към еферентния. Нервният център има трансформация на ритъма;трансформацията може да бъде нарастваща (на един импулс нервният център може да отговори с "автоматичен изблик") или намаляваща (в отговор на поредица от възбуждания нервният център дава единичен импулс или изобщо не реагира). Намира се в нервния център последействие.Това свойство вероятно е свързано с наличието на невронни вериги с положителна обратна връзка в нервните центрове и с такова свойство на синапсите като постсинаптично потенциране. Последствието се проявява в протичащия рефлексен процес при липса на стимула, който е причинил тази реакция. Характеризира се нервният център висока чувствителност към липса на кислород.Това се дължи на интензивно метаболитни процесив невроните. Нервният център е избирателно чувствителен към различни биологични активни вещества, отрови и други химикали. Това свойство се нарича хемотропия.Хемотропията се определя от специфичен набор от медиатори, ензими, невропептиди и други вещества, които се синтезират от системата от неврони, включени в специфичен нервен център. Нервните центрове имат ниска лабилност и бърза умора,и забавяне на провеждането на възбуждане през нервния център.Тези свойства са свързани с наличието на огромен брой синапси в нервните центрове. Нервните центрове са винаги в добра форма. Тон на нервните центрове(определено ниво на възбудимост) се поддържа от притока на различни аферентации от периферията и потока на възбуждане от нервните центрове висши отделиЦНС. Намаляването или повишаването на тонуса на нервните центрове е в основата на регулирането и организацията на функциите.

5. Принципи координационни дейности
Централна нервна система

Рефлексен принцип

Рефлексният принцип е универсална и уникална форма на взаимодействие между тялото и околната среда, протичаща с участието на нервната система. Концепцията за рефлекс възниква през 16 век в учението
Р. Декарт (1596-1650) за механичната картина на света. Р. Декарт живее в разцвета на механиката, физиката и математиката. Неговият мироглед е решаващо повлиян от откритието на У. Харви за механизма на кръвообращението и иновативните идеи на А. Везалий, че носителите на психиката са „животински духове“, които се произвеждат във вентрикулите на мозъка и се предават по нервите към съответните органи. Р. Декарт си представи нервните процеси по модела на кръвоносната система, използвайки съществуващите по това време принципи на оптиката и механиката.

Под рефлекс Р. Декарт разбира движението на "животински духове" от мозъка към мускулите според вида на отражението светлинен лъч. Според неговата схема външните обекти действат върху периферните краища на нервните „нишки“, разположени вътре в нервните „тръби“, които при разтягане отварят клапаните на дупките, водещи от мозъка към нервите. По каналите на тези нерви „животинските духове” се преместват в съответните мускули, които в резултат набъбват и по този начин се получава движение. Въпреки това, намирайки се под влиянието на социално-историческите противоречия на своята епоха, Р. Декарт прави сериозни отстъпки пред идеализма: той разглежда човешкото съзнание под формата на субстанциален принцип, способен да влияе чрез церебралната епифизна жлеза върху телесните процеси, подчинени на рефлексни закони. Според Р. Декарт тялото и душата са независими субстанции. Поведението и съзнанието бяха разделени и превърнати в две независими серии от явления. Това разкрива дуализма на Р. Декарт.

Биологичната концепция за рефлекса е създадена от чешки анатом и физиолог Иржи Прохазкой(1749-1820). J. Prochazka изрази идеите си за рефлекса, както следва: външните впечатления, възникващи в сетивните нерви, бързо се разпространяват по цялата им дължина до самото начало. Там те се отразяват по определен закон, пренасят се в съответния моторни нервии по тях много бързо се насочват към мускулите, които след това произвеждат точни и строго ограничени движения. Терминът "рефлекс" е въведен за първи път в научния език от J. Prochazka. За разлика от Р. Декарт, Ж. Прохазка утвърждава монистична идея за нервна система, най-общо свързано със състава на „общата сетивност“, чиято телесна част е локализирана в гръбначния мозък, а умствената част в мозъка.

Английски анатом и лекар има голям принос за развитието на рефлексната теория Чарлз Бел(1774-1842) и френски физиолог Ф. Магенди(1783-1855). Те експериментално доказаха наличието на анатомична основа за рефлекса. Така К. Бел през 1811 г. в своя трактат „За новата анатомия на мозъка“ пише, че е възможно да се прекъсне задният сноп от нерви, излизащи от задната част на гръбначния мозък, без конвулсивни контракции на мускулите на гърба. Това обаче става невъзможно дори с едно докосване на върха на ножа до предния корен. Преход нервна възбудаот аферентни нерви през гръбначния мозък до еферентни нерви се нарича закон на Бел-Магенди. Чарлз Бел създава теорията за „мускулната чувствителност“ и формулира физиологична основа циклична функция на нервната система . Между мозъка и мускула има затворен нервен кръг: единият нерв предава влияние от мозъка към мускула, а другият предава на мозъка усещане за състоянието на мускула. Ако кръгът се отвори чрез прерязване на моторния нерв, движението ще изчезне. Ако се отвори чрез прерязване на сетивния нерв, изчезва сетивността на самия мускул, а същевременно изчезва и регулацията на дейността му. Например, една жена е загубила чувствителност в едната си ръка и способността да се движи в другата. Можеше да държи детето в ръката си, което само бе загубило усещане, стига да го гледаше. Щом жената свали очи от детето, веднага имаше опасност то да падне на пода.

Рефлексите на гръбначния мозък са били широко използвани от клиницистите, сред които най-важните фигури са били английски лекарМаршал Хол и немският физиолог Йоханес Мюлер. М. Хол измисли термина "рефлексна дъга". Според неговото учение рефлексната дъга се състои от отвеждащ нерв, гръбначен мозък и отвеждащ нерв. М. Хол и И. Мюлер настояват за фундаменталната разлика между функционирането на гръбначния и главния мозък. Според тях рефлексният механизъм е характерен само за гръбначния мозък. Мозъкът се оказа все по-далеч от сферата на влияние на физиологията.

Следващият етап в развитието на рефлексната теория е свързан с трудовете на великия руски физиолог ТЯХ. Сеченов(1829-1905). Самата концепция за рефлексния характер на нервната дейност в I.M. Сеченов претърпя значителни промени. Основните положения на неговата теория са следните.

1. Той разбира рефлекса като универсална и уникална форма на взаимодействие между организма и околната среда, основана на еволюционната биология. ТЯХ. Сеченов повдигна въпроса за съществуването на два вида рефлекси. Той идентифицира, първо, постоянни вродени рефлекси, извършвани от долните части на нервната система, които той нарича "чисти" рефлекси; второ, рефлексите на мозъка са променливи, придобити в индивидуален живот. Последни I.M. Сеченов си го представя като физиологичен и психически феномен.

Така за първи път беше показана неотделимостта на психичните процеси от мозъка и същевременно обусловеността на психиката. външен свят. Най-важното за I.M. Сеченов имаше позиция за единството на организма и условията външна среда. Голямо значениеТой приписва еволюционните фактори на образуването на рефлекси.

2. Физиологичният субстрат на рефлексните актове се характеризира като невродинамика, различна от динамиката на други системи. Отваряне на централната спирачка I.M. Сеченов през 1862 г. е първата стъпка към създаването на нова физиология на мозъка. Дейността на нервните центрове се възприема от учените като непрекъсната динамика на процесите на възбуждане и инхибиране.

3. На преден план се поставят междуцентралните координационни връзки. Висшите мозъчни центрове започват да се подлагат на физиологичен анализ. Ако преди И.М. Сеченов тълкува засилването или потискането на рефлексните реакции като усилие на волята, съзнанието, разума, тогава И.М. Сеченов превежда всичко това на строг физиологичен език и показва как центровете на мозъка могат да забавят или да усилят гръбначните рефлекси.

4. Функциите на мозъчните тръстове се тълкуват в широк смисъл биологична адаптация. Центровете влияят на движенията по усилващ или инхибиторен начин не защото се освобождава присъщата им „психическа сила“ и не защото пътят на нервния импулс се скъсява или удължава. ТЯХ. Сеченов въвежда понятието „физиологично състояние на центъра“, което е пряко свързано с биологичните нужди. Самото състояние на центъра, отразяващо характера на връзката с околната среда, представлява нервния субстрат на потребността. Така се прави значително допълнение към учението за рефлексите. Реакцията става пряко зависима не само от съществуващите стимули, но и от цялата сума от предишни въздействия, оставили дълготрайни следи в нервните центрове.

5. И.М. Сеченов смята, че мускулното усещане при извършване на едно движение става, по реда на свързване на рефлексите, сигнал за друго движение. Принципът на асоцииране на рефлексите е в основата на обучението на човек в сложни форми на трудова дейност. Инсталиран общ характерза движение и умствена дейност- Това е наличието на мускулна чувствителност.

По въпроса за връзката между физиологичното и психическото I.M. Сеченов зае напълно категорична позиция, която се отразява в думите му: „За нас, като физиолози, е достатъчно, че мозъкът е орган на душата, т. е. такъв жив механизъм, който, задвижван от каквито и да било причини, , в крайна сметка дава резултатът същата поредица от външни явления, които характеризират умствената дейност.

За да направи възгледите си по-убедителни, I.M. Сеченов нямаше експериментално потвърждение.

Брилянтни предположения, прозорливости и мисли на И.М. Сеченов беше експериментално подкрепен И.П. Павлов.Той създава научната концепция за условния рефлекс, която благодарение на неговите блестящи опити е въведена в строгата рамка на лабораторния експеримент. Ето основните елементи от рефлексната теория на I.P. Павлова.

1. На първо място е създаден лабораторен методобективно изследване на приспособителната дейност на хора и животни – метод условни рефлекси.

2. Изучаване на условните рефлекси върху целия организъм, I.P. Павлов подчерта тяхното адаптивно-еволюционно значение за животинския свят.

3. И.П. Павлов се опита сам да го локализира нервен процесзатваряне на нервните връзки в кората на главния мозък при висши животни и хора. Той обаче не изключи специфичното участие на други части на мозъка в този процес.

4. И.П. Павлов отбелязва наличието на процес на инхибиране в мозъчната кора, което затвърждава идеите на Сеченов за инхибиращото влияние на мозъка.

5. Доктрината за физиологията на анализаторите беше ясно формулирана, според която I.P. Павлов, подобно на И.М. Сеченов, мисли за структури, състоящи се от периферни рецептори, пътища и мозъчни центрове, чак до мозъчната кора.

6. И.П. Павлов формира идеята за кората на главния мозък като мозайка от възбуждания и задръжки.

7. В края на творческия живот на И.П. Павлов изложи принципа на систематичност в работата на кората на главния мозък, способен да формира динамичен стереотип на дейност, вече до известна степен независим от качеството на външните стимули.

По-нататъшното развитие на рефлексния принцип се случва в произведенията на A.A. Ухтомски и П.К. Анохина.

А.А. Ухтомскиподчертава: „... рефлексът е реакция, която е мотивирана съвсем ясно от текущата ситуация или среда. Това обаче не унищожава спонтанното действие на субстрата, а само се поставя в определени граници в противопоставянето му на факторите на околната среда и от това става по-определено по отношение на поддържането и значението. Рефлексът не е изобразен като чисто пасивно движение на топката под въздействието на удара, който получава отвън, но по този начин рефлексът може да бъде изобразен, докато е необходимо да се подчертае по-специално неговата мотивация от околната среда. Но в своята цялост изглежда, че това е среща във времето на две условия: от една страна, дейността, подготвена или формирана в самия субстрат (клетка) по време на предишната му история, и, от друга страна, външни импулси на настоящия момент." Принципите на историцизма и връзката между реактивността и активността в холистичното поведение като начин за разрешаване на противоречия, пренесени във физиологията от A.A. Ухтомски значително обогати рефлексната теория, която най-накрая се отърва от дуализма и механизма на картезианския смисъл, заемайки солидна диалектическа позиция.

НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР. Анохинразглежда поведението като системен процес. Основата на организацията на поведението, според П.К. Анохин, функционалните системи лъжат. Създаването на теорията на функционалните системи от P.K. Анохин определя по-нататъшното развитие на рефлексния принцип.

Има водеща роля в осигуряването на целостта на тялото, както и в неговата регулация. Тези процеси се осъществяват от анатомо-физиологичен комплекс, включващ части от централната нервна система (ЦНС). Има собствено име - нервен център. Свойства, с които се характеризира: оклузия, централно улеснение, трансформация на ритъма. Те и някои други ще бъдат проучени в тази статия.

Концепцията за нервния център и неговите свойства

Преди това определихме Главна функциянервна система - интегрираща. Това е възможно благодарение на структурите на главния и гръбначния мозък. Например дихателният нервен център, чиито свойства са инервацията на дихателните движения (вдишване и издишване). Намира се в четвъртата камера, в областта на ретикуларната формация ( медула). Според изследванията на Н. А. Миславски, тя се състои от симетрично разположени части, отговорни за вдишването и издишването.

В горната зона на моста има пневмотаксичен отдел, който регулира горепосочените части и структури на мозъка, отговорни за дихателни движения. По този начин, общи свойстванервните центрове осигуряват регулиране на физиологичните функции на тялото: сърдечно-съдова дейност, отделяне, дишане и храносмилане.

Теорията на динамичната локализация на функциите на И. П. Павлов

Според учения доста простите рефлексни действия имат стационарни зони в кората на главния мозък, както и в гръбначния мозък. Сложни процеси, като памет, реч, мислене, са свързани с определени области на мозъка и са интегративен резултат от функциите на много от неговите области. Физиологични свойстванервни центрове и определят формирането на основните процеси на висшата нервна дейност. В неврологията от анатомична гледна точка областите на централната нервна система, състоящи се от аферентните и еферентните части на невроните, започват да се наричат нервни центрове. Те, както смята руският учен П. К. Анохин, образуват (съюз от неврони, които изпълняват подобни функции и могат да бъдат разположени в различни части на централната нервна система).

Облъчване на възбуждане

Продължавайки да изучаваме основните свойства на нервните центрове, нека се спрем на формата на разпределение на двата основни процеса, протичащи в нервна тъкан- възбуждане и инхибиране. Нарича се облъчване. Ако силата на стимула и продължителността на неговото действие са големи, нервните импулси се разпръскват по процесите на невроцитите, както и през интерневроните. Те обединяват аферентни и еферентни невроцити, причинявайки непрекъснатостта на рефлексните дъги.

Нека разгледаме инхибирането (като свойство на нервните центрове) по-подробно. мозъкът осигурява както облъчване, така и други свойства на нервните центрове. Физиологията обяснява причините, които ограничават или предотвратяват разпространението на възбудата. Например наличието на инхибиторни синапси и невроцити. Тези структури изпълняват важни защитни функции, което води до намален риск от превъзбуждане скелетни мускулиспособни да се развият в конвулсивно състояние.

След като разгледахме излъчването на възбуждане, трябва да запомним следната характеристика на нервния импулс. Той се движи само от центростремителния неврон към центробежния (за двуневронна, рефлексна дъга). Ако рефлексът е по-сложен, тогава в мозъка или гръбначния мозък се образуват интерневрони - интеркаларни нервни клетки. Те получават възбуждане от аферентния невроцит и след това го предават на двигателните нервни клетки. В синапсите биоелектричните импулси също са еднопосочни: те се движат от пресинаптичната мембрана на първата нервна клетка, след това в синаптичната цепнатина и оттам в постсинаптичната мембрана на друг невроцит.

Сумиране на нервните импулси

Нека продължим да изучаваме свойствата на нервните центрове. Физиологията на основните части на мозъка и гръбначния мозък, като най-важният и сложен раздел на медицината, изучава провеждането на възбуждане чрез набор от неврони, които изпълняват общи функции. Техните свойства са сумиране и могат да бъдат времеви или пространствени. И в двата случая се добавят (сумират) слаби нервни импулси, причинени от подпрагови стимули. Това води до обилно отделянемолекули на ацетилхолин или друг невротрансмитер, който генерира потенциал за действие в невроцитите.

Трансформация на ритъма

Този термин се отнася до промяна в честотата на възбуждане, което преминава през комплекси от неврони в централната нервна система. Сред процесите, характеризиращи свойствата на нервните центрове, е трансформацията на ритъма на импулсите, която може да възникне в резултат на разпределението на възбуждането между няколко неврона, дългите процеси на които образуват контактни точки на една нервна клетка (нарастваща трансформация). Ако в невроцита се появи един потенциал на действие, в резултат на сумирането на възбуждането на постсинаптичния потенциал, те говорят за низходяща трансформация на ритъма.

Дивергенция и конвергенция на възбуждането

Те са взаимосвързани процеси, които характеризират свойствата на нервните центрове. Координацията на рефлексната активност се дължи на факта, че невроцитът едновременно получава импулси от рецепторите на различни анализатори: зрителна, обонятелна и мускулно-кожна чувствителност. В нервната клетка те се анализират и обобщават в биоелектрични потенциали. Те от своя страна се предават в други части на ретикуларната формация на мозъка. Този важен процес се нарича конвергенция.

Всеки неврон обаче не само получава импулси от други клетки, но и сам образува синапси със съседни невроцити. Това е феномен на дивергенция. И двете свойства осигуряват разпространението на възбуждането в централната нервна система. По този начин колекцията от нервни клетки на мозъка и гръбначния мозък, които изпълняват общи функции, е нервният център, чиито свойства разглеждаме. Осигурява регулиране на функционирането на всички органи и системи на човешкото тяло.

Фонова дейност

Физиологичните свойства на нервните центрове, един от които включва спонтанно, т.е. фоново образуване на електрически импулси от неврони, например дихателен или храносмилателен център, се обясняват със структурните характеристики на самата нервна тъкан. Той е способен на самогенериране на процеси на биоелектрично възбуждане дори при липса на адекватни стимули. Благодарение на дивергенцията и конвергенцията на възбуждането, които обсъдихме по-рано, невроцитите получават импулси от възбудени нервни центрове по постсинаптичните връзки на същата ретикуларна формация на мозъка.

Спонтанната активност може да бъде причинена от микродози ацетилхолин, навлизащи в невроцита от синаптичната цепнатина. Конвергенцията, дивергенцията, фоновата активност, както и други свойства на нервния център и техните характеристики директно зависят от нивото на метаболизма както в невроцитите, така и в невроглията.

Видове сумиране на възбуждане

Те са разгледани в трудовете на И. М. Сеченов, който доказва, че рефлексът може да бъде причинен от няколко слаби (подпрагови) стимули, които доста често действат върху нервния център. Свойствата на неговите клетки, а именно: централно улеснение и оклузия, ще бъдат обсъдени допълнително.

При едновременно стимулиране на центростремителните процеси отговорът е по-голям от аритметична сумасилата на стимулите, действащи върху всяко от тези влакна. Това свойство се нарича централно улеснение. Ако действието на песимални стимули, независимо от тяхната сила и честота, предизвиква намаляване на реакцията, това е оклузия. Това е обратното свойство на сумирането на възбуждането и води до намаляване на силата на нервните импулси. По този начин свойствата на нервните центрове - централно улеснение, оклузия - зависят от структурата на синаптичния апарат, състоящ се от прагова (централна) зона и подпрагова (периферна) граница.

Умора на нервната тъкан и нейната роля

Физиологията на нервните центрове, дефиницията, видовете и свойствата, които вече сме изучавали по-рано и са присъщи на невронните комплекси, ще бъдат непълни, ако не разгледаме феномена на умората. Нервните центрове са принудени да провеждат непрекъснати серии от импулси през себе си, осигурявайки рефлексните свойства на централните части на нервната система. В резултат на интензивни метаболитни процеси, извършвани както в самото невронно тяло, така и в глията, се натрупват токсични метаболитни отпадъци. Влошаването на кръвоснабдяването на нервните комплекси също причинява намаляване на тяхната активност поради липса на кислород и глюкоза. Местата на контакт на невроните - синапси, които бързо намаляват освобождаването на невротрансмитери в синаптичната цепнатина, също допринасят за развитието на умора на нервните центрове.

Генезис на нервните центрове

Комплекси от невроцити, разположени в и изпълняващи координираща роля в дейността на тялото, претърпяват анатомични и физиологични промени. Те се обясняват с нарастващата сложност на физиологичните и психологическите функции, които възникват по време на живота на човека. Повечето важни промени, засягащи възрастови характеристикисвойства на нервните центрове, наблюдаваме при формирането на такива важни процеси като изправено ходене, реч и мислене, които отличават Хомо сапиенс от другите представители на класа бозайници. Например, развитието на речта се случва през първите три години от живота на детето. Като сложен конгломерат от условни рефлекси, той се формира на базата на дразнения, възприемани от проприорецепторите на мускулите на езика, устните, гласни струниларинкса и дихателните мускули. До края на третата година от живота на детето всички те се обединяват в функционална система, който включва част от кората, лежаща в основата на долния фронтален гирус. Наричаше се центърът на Брока.

Областта на горния темпорален гирус (центърът на Вернике) също участва във формирането. Вълнение от нервни окончанияговорният апарат навлиза в двигателните, зрителните и слуховите центрове на кората на главния мозък, където се формират говорните центрове.

Едностранно провеждане на възбуждане. В нервните центрове преминаването на импулси на възбуждане по веригата от неврони става само в една посока: от сетивния нерв през междинните нерви до двигателния нерв и от двигателния нерв до изпълнителния орган. Това се дължи на еднопосочното синаптично предаване на импулси от една нервна клетка към друга с помощта на медиатор, който се секретира от крайния апарат на аксона и се съдържа само в пресинаптичната цепнатина. В тази връзка потокът от нервни импулси в рефлексната дъга има определена посока. Това свойство осигурява координиращата роля на централната нервна система и допринася за затварящата функция на условните рефлекторни връзки.
Забавяне на провеждането на възбуждане. Това свойство се нарича централно забавяне или латентен (скрит) период на рефлекса. Централното забавяне се причинява от по-бавното предаване на нервните импулси през синапсите.
Интервалът от началото на рецепторната стимулация до появата на отговор е 0,2-0,5 секунди. Колкото по-сложен е рефлексът, толкова по-дълго е централното забавяне. Обучаващият трябва да вземе предвид латентния период при разработването на условен рефлекс и подсилващият стимул трябва да се приложи не по-рано от 0,5 секунди след излагане на сигналния стимул. Латентният период на рефлекса се увеличава, когато животното е уморено и болно.
Последействие. Той е присъщ на всички нервни центрове и се характеризира с това, че краткотрайното дразнене води до дълготраен отговор, т.е. рефлексният акт продължава известно време след спиране на дразненето на рецептора. Това последействие се обяснява с факта, че нервните импулси от рецепторите достигат до двигателните центрове по различни нервни пътища неедновременно: по късите по-бързо, отколкото по дългите. Забавените импулси поддържат възбуденото състояние на съответния нервен център. Остатъчното възбуждане в нервните центрове може да продължи до 2 секунди и по този начин да допринесе за по-добра функция на затваряне при образуването на условни рефлекси. В допълнение, в практиката на обучение трябва да се помни, че след края на всеки стимул е необходимо известно време, за да намалее и да се освободи остатъчното възбуждане на нервния център рефлексни пътищаза нова рефлексна дейност.
Сумиране. Възниква чрез натрупване на слаби подпрагови стимули до критичен потенциал, който може да предизвика възбуждане на нервния център. Прави се разлика между пространствена и времева сумация. Пространствено сумиране се наблюдава в случай на едновременно излагане на стимули с подпрагова сила върху няколко чувствителни неврони. Входящите импулси със слаба сила се сумират в нервния център и предизвикват възбуждане. Сумирането във времето възниква, когато един и същ сензорен неврон се активира от серия от последователни стимулации с подпрагова сила. Слаби импулси от предишни дразнения се наслагват един върху друг, сумират се и предизвикват рефлекс. Сумирането в пространството и времето в нервните центрове става едновременно. Те се допълват и засилват взаимно и например повишават обонятелната и слуховата чувствителност на кучето, което е толкова необходимо при работа с миризма, когато изключително слаби дразнения от миризливи частици (1 молекула в един литър въздух) предизвикват усещане за миризма и съответните реакции .
Трансформация. Свойството на нервните центрове да променят честотата и силата на предаваните импулси, т.е. Проявява се в активирането и преструктурирането на невроните към по-високо или по-високо нисък ритъми променяйки тяхната лабилност, осигурява взаимодействие и установяване на връзки между различни нервни центрове и други части на нервната система, което е важно за затваряне на условнорефлекторни връзки при обучение на кучета.
облекчение. Свойството на нервните центрове да осигуряват висока възбудимост и ефективност на рефлексната дейност на нервната система. Същността на облекчението се състои в това, че след всяко дразнене в нервния център се повишава възбудимостта към повтарящи се дразнения, които следват на кратки интервали. Един поток от импулси изглежда улеснява действието на друг и допринася за образуването на условен рефлекс.
Утъпкване. Способността на някои нервни центрове да повишават възбудимостта на други и да взаимодействат чрез обмен и предаване на импулси на възбуждане между центровете по невронни пътища. Процесът на формиране на временна връзка се разглежда като резултат от взаимодействието на две огнища на възбуждане в кората, което води до създаването на път между тези кортикални точки. Проходимостта на пътя се определя от функционални и морфологични промени в синапсите.
Облъчване на възбуждане. При силна и продължителна стимулация импулсите, влизащи в нервната система, не се ограничават до възбуждането на един рефлексен център, а се разпространяват в други центрове. Колкото по-силно е дразненето, толкова повече нервни центрове обхваща облъчването. Възбуждането на голям брой различни нервни центрове позволява да се изберат най-необходимите и да се установят нови функционални връзки между тях - условни рефлекси. Повечето двигателни условни рефлекси се формират поради излъчването на възбуждане. Прекомерното облъчване на възбуждане на централната нервна система нарушава баланса на поведенческите реакции и води до нарушение на рефлексната дейност. Излъчването на възбуждането е ограничено и балансирано чрез инхибиране.
Спиране. Процес на спиране - необходимо условиев координацията на нервната дейност. Спирането възниква при определени нервни структурипод влияние на вълна от възбуждане, която потиска друго възбуждане. При спиране се изключва дейността на ненужните в момента органи и работата на нервните центрове се предпазва от прекомерно пренапрежение. Нервната система развива инхибиторни условни рефлекси: спиране на нежелани действия, издръжливост, диференциация и др.
Доминантен. Преобладаването на активността на някои нервни центрове над активността на други.
Доминиращ (доминантен) фокус възниква при определен функционално състояниенервни центрове. Едно от условията за образуването му е повишена възбудимостнервни клетки на един или повече нервни центрове под въздействието на определени нервни и хуморални фактори. Възбудимостта на доминиращия фокус се засилва от сумирането на импулси, идващи от други нервни центрове, рефлекторна дейносткоито се потискат, а рефлекторната активност на доминантния фокус се засилва значително. Установеното надмощие в инстинктите може да бъде дългосрочно състояние, което определя поведението на животното за даден период. Доминантата може да се наблюдава и при условнорефлекторната дейност. Доминиращият фокус на възбуждане в мозъчната кора привлича импулси от нервните центрове на други центрове на възбуждане и по този начин допринася за сумирането, улесняването, изчистването и затварянето на условните рефлексни връзки към сигналите на треньора. Доминантата, според теорията на академик И. П. Павлов, е от първостепенно значение в механизма на формиране и проявление на условните рефлекси. Кучето винаги показва силно развити умения, които доминират над другите рефлекси и осигуряват безпроблемно управление на кучето при разсейващи стимули. Дресьорът трябва да вземе предвид свойството на доминанта, когато подготвя кучетата.
Конвергенция (сближаване). Конвергенция на импулси на възбуждане, пристигащи по чувствителни пътища в един междинен или двигателен център. Централната нервна система има 4-5 пъти повече сензорни пътища, отколкото двигателни пътища. Следователно импулсите на възбуждане могат да се приближат до един и същ двигателен център по много пътища. Тази особеност на преминаване на възбуждането през нервните центрове е противоположна на облъчването и е в основата на концентрацията на възбуждане в отделни точки на мозъчната кора. Конвергенцията осигурява специализация на условния рефлекс и формиране на умения за сложни и комплексни стимули.
Запушване (запушване). Появява се при комбиниране особено силни дразнители, давайки ефект, по-малък от сумата от величините на тези реакции към всеки стимул поотделно. Това свойство е обратното на сумирането. Оклузията и пространственото сумиране постоянно взаимодействат помежду си. При слаба стимулация се появява сумация, при силна стимулация - оклузия. При обучението на кучета е грешка да се използват силни стимули за ускоряване на първоначалния условен рефлекс. По правило слабите условни рефлекси се развиват в отговор на силни команди и силни подкрепления.
Пластичност (гъвкавост). Способността за преструктуриране на функциите на нервните центрове. Рефлексните актове, поведенческите реакции и инстинктите, формирани в процеса на еволюцията, могат да бъдат преструктурирани, а нервните центрове могат да променят своите функции. Експериментално е установено, че преструктурирането на функциите на нервните центрове при животните става под регулаторното влияние на кората на главния мозък. Благодарение на това свойство, когато условията на живот се променят, поведението на животните, техните навици и умения се променят: куче и котка могат да се разбират мирно, инстинктът на кучето да следва следите на дивите животни се заменя с реакцията на търсене за човек по миризмата му, лоши навици, нежеланите връзки в кучето могат да бъдат коригирани чрез систематично обучение. Пластичността на нервните центрове позволява по време на обучението да се развиват сложни умения под формата на динамични стереотипи.
Инерция. Нервните центрове имат свойството да преминават в състояние на възбуда само при относително продължителна стимулация. Веднъж възбудени, те поддържат това състояние на възбуда за определено време. И. П. Павлов нарече това явление инерция. Способността на нервните центрове да задържат следи от възбуждане и инхибиране за дълго време е силно изразена в нервните клетки на мозъчната кора. И. П. Павлов каза, че ако нервните клетки нямаха инерция, нямаше да имаме нито памет, нито обучение, нито навици. Животните имат два вида памет: краткосрочна и дългосрочна. И двата вида памет дават възможност на животните да развият условни рефлекси и да формират трайни умения. Краткосрочната памет на кучето се появява в рамките на няколко минути, докато дългосрочната или дългосрочната памет отнема много дни, месеци и дори години. И двата вида памет при животните се изразяват във възпроизвеждане на образа на възприеманите отделни стимули или цял обект.
Тон. Нервните центрове имат свойството постоянно да са в състояние на леко възбуждане с относителна рефлексна почивка. Те непрекъснато изпращат импулси, които осигуряват тонично свиване на скелетните мускули. Тонусът на нервните центрове се поддържа от действието на хуморални вещества и непрекъснат поток от импулси, идващи от рецепторите. Страхотна ценав поддържането на мускулния тонус, нервните центрове на продълговатия мозък, средната и диенцефалон. Тонично състояние на нервните центрове и мускулна системаосигурява стабилно развитие на условни рефлекси и добро представяне на кучето. Състоянието на работен тонус се поддържа чрез правилно организирано обучение, систематично обучение и редовно използване на кучето в служба.
Изброените свойства на нервните центрове осигуряват тяхното функционално предназначение в нервната система и тялото.

От книгата Филимон Арасланов, Алексей Алексеев, Валерий Шигорин "Обучение на кучета"