Рефлекторная дуга рисунок с подписями. Схема рефлекторной дуги и кольца

Без них человек был бы лишен возможности распознавать, а, следовательно, и удовлетворять свои потребности. Именно на рефлекторном уровне люди защищают свой организм от различных раздражителей, как внешнего, так и внутреннего происхождения. Во время простейших защитных действий, к примеру, зажмуриться при вспышке яркого света, в нашем организме происходит множество цепных реакций, и очень важно, чтобы эта цепь не была нарушена.

Что собой представляет рефлекторная дуга

По всему человеческому организму расположены чувствительные нервные окончания, именуемые рецепторами. Они реагируют на малейшее раздражение и направляют импульсы в центры, благодаря чему человек начинает понимать: что происходит с его организмом, причину происходящего и определяет методы устранения негативного воздействия.

Мозговым центром посылается ответный сигнал раздраженному органу – это своеобразная команда: как уклониться от нежеланного воздействия. Именно поэтому человек отдергивает руку от горячих предметов, пьет, испытывая жажду и т.д.

Вся эта цепная реакция называется рефлекторной дугой, а еще нервной дугой или рефлекторным путем, ведь нервный импульс продвигается к цели по определенной траектории. Дуга рефлекса похожа на замкнутое кольцо, по которому, как по дороге движутся импульсы к мозговым центрам и обратно.

Рефлекторная дуга являет собой важную деталь в механизме НС (), состоящую из множества нейронов, выстроенных в структурную цепочку. Эти частицы отвечают за всевозможные реакции функционирующих органов на различные раздражения. Нарушения этой цепи приводят к притуплению рефлекторной деятельности, в результате чего организм теряет способность реагировать на разнообразные изменения и приспосабливаться к ним.

Звенья дуги рефлекса

Являясь частью системы, нервная дуга включает в себя пять звеньев:

Рецепторов, которые принимают, распознают раздражение и реагируют на него возбуждением. Они находятся на кожных покровах, внутренних органах, в большом количестве сконцентрированы в органах чувств (нос, глаза, ).
Восходящего нервного чувствительного волокна, именуемого афферентным. Оно передает импульсы к центру. Местами расположения чувствительных нейронов являются нервные узлы около спинного и головного мозга.
Нервных центров – своеобразных переключателей чувствительных нейронов на двигательные. Основная масса двигательных нервных центров расположена в районе спинного мозга, а в головном размещены центры сложных рефлексов: пищевого, защитного, ориентировочного и т.п.
Эфферентного (нисходящего) двигательного нервного волокна, доставляющего импульсы от нервного центра к подвижному органу. Длинные отростки двигательного нейрона прилегают к органу и передают ему призыв к действию, движению.

Самого подвижного органа, именуемого эффектором, совершающим действие в ответ на импульс. К эффекторам могут относиться мышцы, железы, клетки, сухожилия и т.д.

При совершении простейших и привычных движений в организме человека происходит целый ряд процессов и взаимодействий, выполняемых с помощью нервной дуги.

Виды рефлекторной дуги

Существует два вида рефлекторных путей:

Простая (моносинаптическая) дуга включает в себя два нейрона: афферентный (рецепторный) и эффекторный (двигательный), имеющие между собой одно соединение. Основными особенностями этого вида нервной дуги считается территориальная приближенность рецептора к эффектору. Вследствие чего, подвижный орган реагирует быстрее, и рефлекс происходит в короткое время по принципу одиночных мышечных сокращений.
Сложная (полисинаптическая) дуга состоит из трех или более нейронов: рецепторного, одного либо нескольких вставочных и эффекторного. При таком виде нервной дуги рецептор и эффектор территориально удалены друг от друга, имеют два, и более соединений. сокращаются по титаническому типу, время реакции и рефлекса увеличивается.

Дуги соматической НС участвуют в рефлекторной деятельности скелетных мышц, они непрерывны на протяжении пути от центральной НС к скелетной иннервируемой мускулатуре.

Рефлекторные пути вегетативной нервной системы обеспечивают деятельность внутренних органов: желудка, почек и т.д. Эти дуги, как правило, прерываются в местах образования вегетативных ганглий. Разница между соматической и вегетативной дугой заключается в анатомических особенностях нервного волокна, составляющего нейронную цепочку. От этого фактора так же зависит скорость передвижения импульса по рефлекторному пути.

Вегетативные ганглии, в зависимости от расположения бывают трех видов:

Внутриорганные находятся в железах, обеспечивающих внешнюю и внутреннюю секрецию, и внутренних органах.
Вертебральные (позвоночные) располагаются с двух сторон позвоночника и образуют пограничные стволы, именуемые так же симпатическими цепочками.
Превертебральные или пред позвоночные несколько удалены и от позвоночника, и от эффектора. К ним относятся ресничный, средний и верхний шейные узлы, а так же солнечное сплетение.

Рефлекторные реакции могут быть двигательными, сократительными или выделительными, а сами рефлексы врожденными (безусловными) и приобретенными (условными).

Во время просмотра видео Вы узнаете о нервной системе.

Обязательным условием для реализации любого рефлекса является непрерывность цепи и целостность всех без исключения звеньев. При различных нарушениях и заболеваниях нервной тот или иной рефлекс может быть утрачен. Для многих позвоночных животных значение рефлекторных функций настолько велико, что даже частичные выпадения звеньев из цепи порой приводят к инвалидности.

Нервная деятельность человеческого организма предполагает преобразование поступающих сигналов. Вследствие произошедших преобразований станут ответные реакции на раздражителей. В целях их осуществления организмом необходимо наличие налаженной взаимосвязи от получения импульса до реакции на раздражителя.

Практически все рефлексы замыкаются внутри головного и спинного мозга. Однако существуют такие, у которых дуга замкнута вне ЦНС в вегетативных ганглиях либо даже в границах конкретного внутреннего органа (к примеру, сердца). Надлежащее функционирование рефлексов является основой полноценного поступления импульсов, что обусловливает деятельность ЦНС.

Общие сведения

Рефлекс — целостная реакция на раздражитель, которая проводится ЦНС. Он проявляется контролируемыми и неконтролируемыми движениями, в работе организма, в поведенческих переменах, эмоциях и восприимчивости.

Восприятие раздражителя осуществляется благодаря деятельности рецепторов. Ими являются нервные волокна и структуры, которые восприимчивы к раздражителю. Данные рецепторы способны воспринимать некоторые из них – звук, свет, температурные изменения, давление и т.д. Отталкиваясь от данных критериев рецепторы разделяются на соответствующие разновидности.

В процессе раздражения внутри рецептора осуществляется возбуждение. Он начинает преобразовывать энергию в импульсы электрического происхождения. Воспринятые данные поступают в качестве электрического сигнала и направляется по нервным окончаниям нейронов до контактирования с остальными нервными волокнами. Импульс передается на вставочные нейроны, а после – на двигательные. Он поступает таким же образом что и от восприимчивых нейронов.

Нейронные цепи попадают в центральную НС, где формируют нервный центр. Полученные данные обрабатываются, вследствие чего образуется команда управления. Далее она направляется в рабочий орган, где импульс провоцирует мышечное сокращение.

Виды рефлексов

Рефлекс предполагает ответную реакцию организма на перемены во внешнем либо внутреннем окружении вследствие влияния на рецепторы. Они располагаются на верхнем слое кожного покрова, формируя экстерорецептивные рефлексы внутри сосудов.

Ответ на раздражителей по своему происхождению может быть условным либо безусловным.

К последним относят рефлексы, чья дуга образована еще до появления на свет. В условных она формируется под воздействием различных наружных провоцирующих факторов.

Классификация

Дуга является путем, через который импульс направляется к рабочему органу. Она состоит из нейронных цепей. Непосредственно они и их окончания формируют путь, через который передается сигнал в процессе осуществления какого-либо рефлекса. Существует определенная классификация, которая разделяет данные образования на виды.

Полисинаптические дуги

К данной разновидности относят 3-нейронную дугу, внутри которой посреди рецептора и эффектора расположен нервный центр. Ее проявлением станет отдергивание конечности как ответ на болевые ощущения.

Полисинаптическая дуга обладает специфической структурой. Подобная цепь непременно идет через мозг. С учетом расположения нейронных цепей, которые обрабатывают импульс, выделяются:

спинномозговые;
бульбарные;
мезэнцефальные;
кортикальные.

Когда рефлекс воспринимают верхние отделы ЦНС, то в его обрабатывании участвуют нейронные цепи в нижних частях.

В независимости от рефлекса, когда нарушено постоянство дуги, он исчезает. Зачастую подобный разрыв может произойти вследствие травматизма или заболевания. В сложных рефлексах в процесс реакции бывают включены прочие органы, что способно вызвать поведенческое изменение внутри организма.

Дуга мигательного рефлекса

Данная реакция организма из-за собственной сложности дает возможность исследовать подобное передвижение возбуждения по дуге, которое изучить в прочих ситуациях крайне сложно. Она начинается с приведения в активность процессов возбуждения и торможения в одно и то же время. С учетом характера поражения могут прийти в активность разные участки дуги. Вызвать мигательный рефлекс способен тройничный нерв - реакция на касание, слуховой - реакция на шум, зрительный - ответная рекция на световые амплитуды либо предполагаемую угрозу.

Ответная реакция характеризуется ранней и поздней составляющими. Вторая несет ответственность за торможение реакции. К примеру, прикосновение к кожному покрову век. Глаз закроется моментально. При вторичном прикосновении дермы рефлекс будет более замедленным. Когда обработаны полученные данные, осуществляется контролируемое замедление полученного рефлекса. Данное замедление, к примеру, приучает женщин крайне быстро использовать косметику для глаз, превозмогая природное стремление века закрыть глазную роговую оболочку. Прочие вариации таких дуг тоже исследуются, но они часто обладают чересчур сложной структурой и не отличаются наглядностью.

Моносинаптическая

Образование, состоящее из 2 нейронных цепей, достаточных для осуществления сигнала. Яркий пример такой структуры — коленный рефлекс. Характерной чертой будет отсутствие подключения к реакции отделов головного мозга. Подобный рефлекс относят к безусловным.

Непосредственно такая реакция будет проверена специалистом в качестве показателя состояния соматосенсорной НС. В процессе удара молоточком по колену, начинает растягиваться мышца. Раздражитель направится через афферентное волокно в спинномозговой узел, а импульс в эфферентное волокно. В данном опыте кожные рецепторы не задействованы, однако итог будет виден и сила ответа легко дифференцируется.

Вегетативная дуга может прерываться на участки, формируя соединение, в то время как внутри анимальной системы направление, которое преодолевается сигналом, не будет прервано чем-либо.

Уровни рефлекторной дуги

Данное образование является анатомической структурой реакции. Состоит из цепи нервных окончаний, что позволяет проводить сигналы в рабочий орган.

Цепь включает следующие звенья:

Рецептор, который воспринимает раздражение (внутренний либо внешний). Он отвечает за выработку нервных сигналов.
Чувствительный путь, который состоит из нейронов. Непосредственно через них импульс направляется в .
Нервный центр, обладающий вставочными и двигательными нейронами. Первые направляют импульс ко последним, а те образуют команды.
Центробежный путь. Через него сигнал направляется в рабочий орган.
Исполнительный орган.

Необходимым условием рефлекса является целостная структура каждого участка дуги. Выпадение одного (вследствие травматизма либо прочих обстоятельств) сопряжено с отсутствием самого рефлекса.

Свойства системы

Рассматриваемое образование обладает следующими характеристиками:

Адекватность. Возможность реагирования на особое раздражение, которое сформировано для данного рецептора эволюционным способом (реакция глаз на световые изменения).
Полимодальность. Возможность реагирования на раздражение.
Возможность реакции несколькими сигналами на раздражителя. От некоторых рецепторов направляются частые сигналы, от 2 — редкие, от 3 — залпами. Ввиду этого ЦНС способна дифференцировать раздражение (боль). Частота сигнала зависит от силы раздражения.
Возможность преобразования энергии в сигнал.
Внезапное возбуждение. Самовозбуждение без влияния раздражителей. Спровоцировать это может повышенный тонус волокон вегетативной НС.
Флюктуация. Возможность изменения уровня собственного возбуждения. Колеблется от состояния волокон вегетативной НС.
Приспособление. Вероятность адаптации к продолжительному действию раздражения.

Указанные характеристики имеют важное значение в функционировании рефлекторной дуги, что в свою очередь является основой надлежащей работы ЦНС.

Реализация рефлекторной дуги

Как реакция на раздражителя возбуждается, происходят нервные процессы, формирующие либо усиливающие функцию органа. Основой возбудимости станет перемена содержания анионов и катионов в мембране аксонов.

В 2-нейронной дуге дендрит клетки обладает существенной длиной, он направляется на периферию вместе с восприимчивыми волокнами нервных окончаний. Оканчивается специфическим приспособлением для обработки раздражителей — рецептором. Возбудимость от него по нервному окончанию центростремительно поступает в ганглий. Отросток нейрона становится составляющей заднего корешка.

Данное волокно поступает в двигательный нейрон переднего рога и посредством синапса, где импульс передается посредством медиатора, контактирует с телом двигательного . Его отросток становится составляющей переднего корешка, через который центробежно импульс идет в рабочий орган. Вследствие этого мышца сокращается.

Возбуждение направляется через нервные волокна, обособленно и не распространяется на остальные составляющие указанного процесса. Это предотвращают оболочки, которые покрывают данные волокна.

Значение торможения РД

Торможение является противоположным процессом возбуждению. Оно заканчивает функционирование второго, замедляет либо предотвращает его появление. Возбуждение в одном центре НС может сопровождать торможение в другом: сигналы, которые поступают в ЦНС, способны замедлить различного рода рефлексы.

Каждый из процессов связан между собой, что гарантирует согласованное функционирование внутренних органов и организма полностью. К примеру, в процессе двигательной активности человека происходит чередование мышечного сокращения сгибателей и разгибателей: во время возбуждения сгибательного центра сигналы направляются к мышцам, которые отвечают за этот процесс. В то же время разгибательный центр замедляет и не отправляет сигналы к разгибательным мышцам, в итоге они расслабятся.

Взаимодействие, которое определяет возбудительные и тормозящие процессы, то есть саморегуляцию работы внутренних органов, происходит посредством непосредственных связей ЦНС и рабочего органа.

Функционирования организма представляет собой обусловленную рефлекторную реакцию на раздражение. Рефлекс является его реакцией на раздражителей, осуществляющейся при помощи центральной НС. Его анатомическую основу составляет рефлекторная дуга. Она представляет собой последовательную цепь нервных клеток, обеспечивающих реакцию, ответа на раздражение рецепторов. Для осуществления надлежащей реакции организма требуется наличие налаженного взаимодействия между получением импульса до ответа на раздражителя.

Основной формой нервной деятельности является рефлекс. Рефлекс - причинно-обусловленная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при обязательном участии центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов. За счет рефлексов происходит возникновение, изменение или прекращение какой-либо деятельности организма.

Нервный путь, по которому распространяется возбуждение при осуществлении рефлексов, называют рефлекторной дугой .

Рефлекторные дуги состоят из пяти компонентов: 1) рецептор; 2) афферентный нервный путь; 3) рефлекторный центр; 4) эфферентный нервный путь; 5) эффектор (рабочий орган).

Рецептор - это чувствительное нервное окончание, воспринимающее раздражение. В рецепторах энергия раздражителя превращается в энергию нервного импульса. Различают: 1) экстерорецепторы - возбуждаются под влиянием раздражений из окружающей среды (рецепторы кожи, глаза, внутреннего уха, слизистой оболочки носа и ротовой полости); 2) интерорецепторы - воспринимают раздражения из внутренней среды организма (рецепторы внутренних органов, сосудов); 3) проприорецепторы - реагируют на изменение положения отдельных частей тела в пространстве (рецепторы мышц, сухожилий, связок, суставных сумок).

Афферентный нервный путь представлен отростками рецепторных нейронов, несущих возбуждения в центральную нервную систему.

Рефлекторный центр состоит из группы нейронов, расположенных на различных уровнях центральной нервной системы и передающих нервные импульсы с афферентного на эфферентный нервный путь.

Эфферентный нервный путь проводит нервные импульсы от центральной нервной системы к эффектору.

Эффектор - исполнительный орган, деятельность которого изменяется под влиянием нервных импульсов, поступающих к нему по образованиям рефлекторной дуги. Эффекторами могут быть мышцы или железы.

Рефлекторные дуги могут быть простыми и сложными. Простая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов - воспринимающего и эффекторного, между которыми имеется один синапс. Схема такой двухнейронной рефлекторной дуги приведена на рис. 71.

Рис. 71. Схема двухнейронной рефлекторной дуги спинномозгового рефлекса. 1 - рецептор; 2 - эффектор (мышца); Р - рецепторный нейрон; М - эффекторный нейрон (мотонейрон)

Примером простой рефлекторной дуги являются рефлекторные дуги сухожильных рефлексов, например рефлекторная дуга коленного рефлекса.

Рефлекторные дуги большинства рефлексов включают не два, а большее количество нейронов: рецепторный, один или несколько вставочных и эффекторный. Такие рефлекторные дуги называют сложными, многонейронными. Схема сложной (трехнейронной) рефлекторной дуги приведена на рис. 72.

Рис. 72. Схема трехнейронной рефлекторной дуги спинномозгового рефлекса. Р - рецепторный нейрон; В - вставочный нейрон; М - мотонейрон

В настоящее время установлено, что во время ответной реакции эффектора возбуждаются многочисленные нервные окончания, имеющиеся в рабочем органе. Нервные импульсы теперь уже от эффектора вновь поступают в центральную нервную систему и информируют ее о правильности ответа рабочего органа. Таким образом, рефлекторные дуги являются не разомкнутыми, а кольцевыми образованиями.

Рефлексы отличаются большим многообразием. Их можно классифицировать по ряду признаков: 1) по биологическому значению (пищевые, оборонительные, половые); 2) в зависимости от вида раздражаемых рецепторов: экстероцептивные, интероцептивные и проприоцептивные; 3) по характеру ответной реакции: двигательные или моторные (исполнительный орган - мышца), секреторные (эффектор - железа), сосудодвигательные (сужение или расширение кровеносных сосудов).

Все рефлексы целостного организма могут быть разделены на две большие группы: безусловные и условные. Различия между ними будут разобраны в главе XII.

Понятие о нервных центрах

От рецепторов нервные импульсы по афферентным путям поступают в нервные центры. Следует различать анатомическое и физиологическое понимание нервного центра.

Анатомическое определение нервного центра . Нервный центр - это совокупность нейронов, расположенных в определенном отделе центральной нервной системы. За счет работы такого нервного центра осуществляется несложная рефлекторная деятельность, например коленный рефлекс. Нервный центр этого рефлекса располагается в поясничном отделе спинного мозга (II-IV сегменты).

Физиологическое понимание нервного центра . Нервный центр - это сложное функциональное объединение нескольких анатомических нервных центров, расположенных на разных уровнях центральной нервной системы и обусловливающих за счет своей активности сложнейшие рефлекторные акты. Например, в осуществлении пищевых реакций участвуют многие органы (железы, мышцы, кровеносные и лимфатические сосуды и т. д.). Деятельность этих органов регулируется нервными импульсами, поступающими из нервных центров, располагающихся в различных отделах центральной нервной системы. При пищевых реакциях различные анатомические нервные центры функционально объединяются для получения определенного полезного результата. А. А. Ухтомский эти функциональные объединения назвал "созвездиями" нервных центров.

Физиологические свойства нервных центров . Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, зависящих от наличия синапсов и большого количества нейронов, входящих в их состав. Основными свойствами нервных центров являются: 1) одностороннее проведение возбуждения; 2) задержка проведения возбуждения; 3) суммация возбуждений; 4) трансформация ритма возбуждений; 5) рефлекторное последействие; 6) быстрая утомляемость.

Одностороннее проведение возбуждения . В центральной нервной системе возбуждение распространяется только в одном направлении - от рецепторного нейрона к эффекторному. Это обусловлено наличием в нервных центрах синапсов, в которых передача возбуждения возможна только в одном направлении - от нервного окончания, выделяющего медиатор, к постсинаптической мембране.

Задержка проведения возбуждения в нервных центрах также связана с наличием большого количества синапсов. На выделение медиатора, его диффузию через синаптическую щель, возбуждение постсинаптической мембраны требуется больше времени, чем на распространение возбуждения по нервному волокну.

Суммация возбуждений в нервных центрах возникает или при нанесении слабых, но повторяющихся (ритмичных) раздражений, или при одновременном действии нескольких подпороговых раздражений Механизм этого явления связан с накоплением медиатора на постсинаптической мембране и повышением возбудимости клеток нервного центра. Примером суммации возбуждения может служить рефлекс чихания. Этот рефлекс возникает только при длительном раздражении рецепторов слизистой оболочки носа. Впервые явление суммации возбуждений в нервных центрах описано И. М. Сеченовым в 1863 г.

Трансформация ритма возбуждений . Центральная нервная система на любой ритм раздражения, даже медленный, отвечает залпом импульсов. Частота возбуждений, поступающих из нервных центров на периферию к рабочему органу, колеблется от 50 до 200 в 1 с. Этой особенностью центральной нервной системы объясняется то, что все сокращения скелетных мышц в организме являются тетаническими.

Рефлекторное последействие . Рефлекторные акты заканчиваются не одновременно с прекращением вызвавшего их раздражения, а через некоторый, иногда сравнительно длительный период. Это явление получило название рефлекторного последействия. Установлены два механизма, обусловливающие последействие. Первый связан с тем, что возбуждение в нервных клетках исчезает не сразу после прекращения раздражения. В течение некоторого времени (сотые доли секунды) нервные клетки продолжают давать ритмические разряды импульсов. Этот механизм может обусловить лишь сравнительно кратковременное последействие. Второй механизм является результатом циркуляции нервных импульсов по замкнутым нейронным цепям нервного центра и обеспечивает более длительное последействие. На рис. 73 показана такая замкнутая цепь нейронов.

Рис 73. Кольцевые связи нейронов в нервном центре

Возбуждение одного из нейронов передается на другой, а по ответвлениям его аксона вновь возвращается к первой нервной клетке и т. д. Циркуляция нервных импульсов в нервном центре будет продолжаться до тех пор, пока не наступит утомление одного из синапсов или же активность нейронов не будет приостановлена приходом тормозных импульсов.

Утомление нервных центров . Нервные центры в отличие от нервных волокон легко утомляемы. При продолжительном раздражении афферентных нервных волокон утомление нервного центра проявляется постепенным снижением, а затем и полным прекращением рефлекторного ответа.

Эта особенность нервных центров доказывается следующим образом. После прекращения мышечного сокращения в ответ на раздражение афферентных нервов начинают раздражать эфферентные волокна, иннервирующие мышцу. В этом случае мышца вновь сокращается. Следовательно, утомление развилось не в эфферентных путях; а в нервном центре.

В многочисленных исследованиях установлено, что наиболее утомляемыми являются воспринимающие нейроны (чувствительные и промежуточные) по сравнению с эфферентными нервными клетками рефлекторной дуги. В настоящее время считают, что утомление нервных центров связано прежде всего с нарушением передачи возбуждения в синапсах. Такое нарушение может быть обусловлено уменьшением запасов медиатора или снижением чувствительности к медиатору постсинаптической мембраны нервной клетки.

Рефлекторный тонус нервных центров . В состоянии относительного покоя, без нанесения дополнительных раздражений из нервных центров на периферию к соответствующим органам и тканям поступают разряды нервных импульсов. В покое частота разрядов и количество одновременно работающих нейронов очень небольшие. Редкие импульсы, непрерывно поступающие из нервных центров, обусловливают тонус (умеренное напряжение) скелетных мышц, гладких мышц кишечника и сосудов. Такое постоянное возбуждение нервных центров носит название тонуса нервных центров. Он поддерживается афферентными импульсами, непрерывно поступающими от рецепторов (особенно проприорецепторов), и различными гуморальными влияниями (гормоны, углекислый газ и др.).

Похожая информация.

Рефлекс и рефлекторная дуга

Pефлекс (от лат. "рефлексус" - отражение) - реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

Рефлексы проявляются в возникновении или прекращении какой-либо деятельности организма: в сокращении или расслаблении мышц, в секреции или прекращении секреции желез, в сужении или расширении сосудов и т. п.

Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней среды или своего внутреннего состояния и приспособляться к этим изменениям. У позвоночных животных значение рефлекторной функции центральной нервной системы настолько велико, что даже частичное выпадение ее (при оперативном удалении отдельных участков нервной системы или при заболеваниях ее) часто ведет к глубокой инвалидности и невозможности осуществлять необходимые жизненные функции без постоянного тщательного ухода.

Значение рефлекторной деятельности центральной нервной системы в полной мере было раскрыто классическими трудами И. М. Сеченова и И. П. Павлова. И. М. Сеченов еще в 1862 г. в своем составившем эпоху труде "Рефлексы головного мозга" утверждал: "Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы".

Виды рефлексов

Все рефлекторные акты целостного организма разделяют на безусловные и условные рефлексы .

Безусловные рефлексы передаются по наследству, они присущи каждому биологическому виду; их дуги формируются к моменту рождения и в норме сохраняются в течение всей жизни. Однако они могут изменяться под влиянием болезни.

Условные рефлексы возникают при индивидуальном развитии и накоплении новых навыков. Выработка новых временных связей зависит от изменяющихся условий среды. Условные рефлексы формируются на основе безусловных и с участием высших отделов головного мозга.

Безусловные и условные рефлексы можно классифицировать на различные группы по ряду признаков.

По биологическому значению

оборонительные
ориентировочные
позно-тонические (рефлексы положения тела в пространстве)
локомоторные (рефлексы передвижения тела в пространстве)

По расположению рецепторов, раздражение которых вызывает данный рефлекторный акт

экстерорецептивный рефлекс - раздражение рецепторов внешней поверхноcти тела
висцеро- или интерорецептивный рефлекс - возникающий при раздражении рецепторов внутренних органов и сосудов
проприорецептивный (миотатический) рефлекс - раздражение рецепторов скелетных мышц, суставов, сухожилий

По месту расположения нейронов, участвующих в рефлексе

спинальные рефлексы - нейроны расположены в спинном мозге
бульбарные рефлексы - осуществляемые при обязательном участии нейронов продолговатого мозга
мезэнцефальные рефлексы - осуществляемые при участии нейронов среднего мозга
диэнцефальные рефлексы - участвуют нейроны промежуточного мозга
кортикальные рефлексы - осуществляемые при участии нейронов коры больших полушарий головного мозга

NB! (Nota bene - обрати внимание!)

В рефлекторных актах, осуществляемых при участии нейронов, расположенных в высших отделах центральной нервной системы, всегда участвуют и нейроны, находящиеся в низших отделах - в промежуточном, среднем, продолговатом и спинном мозгу. С другой стороны, при рефлексах, которые осуществляются спинным или продолговатым, средним или промежуточным мозгом, нервные импульсы доходят до высших отделов центральной нервной системы. Таким образом, эта классификация рефлекторных актов до некоторой степени условна.

По характеру ответной реакции, в зависимости от того, какие органы в ней участвуют

моторные, или двигательные рефлексы - исполнительным органом служат мышцы;
секреторные рефлексы - заканчиваются секрецией желез;
сосудодвигателъные рефлексы - проявляющиеся в сужении или расширении кровеносных сосудов.

NB! Эта классификация приемлема к более или менее простым рефлексам, направленным на объединение функций внутри организма. При сложных же рефлексах, в которых участвуют нейроны, находящиеся в высших отделах центральной нервной системы, как правило, в осуществление рефлекторной реакции вовлекаются различные исполнительные органы, в результетате чего происходит изменение соотношения организма с внешней средой, изменение поведения организма.

Примеры некоторых относительно простых рефлексов, наиболее часто исследуемых в условиях лабораторного эксперимента на животном или в клинике при заболеваниях нервной системы человека [показать] .

Как уже отмечалось выше, подобная классификация рефлексов условна: если какой-либо рефлекс может быть получен при сохранности того или иного отдела центральной нервной системы и разрушении вышележащих отделов, то это не означает, что данный рефлекс осуществляется в нормальном организме только при участии этого отдела: в каждом рефлексе участвуют в той или иной мере все отделы центральной нервной системы.

Любой рефлекс в организме осуществляется при помощи рефлекторной дуги.

Рефлекторная дуга - это путь, по которому раздражение (сигнал) от рецептора проходит к исполнительному органу. Структурную основу рефлекторной дуги образуют нейронные цепи, состоящие из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Именно эти нейроны и их отростки образуют путь, по которому нервные импульсы от рецептора передаются исполнительному органу при осуществлении любого рефлекса.

В периферической нервной системе различают рефлекторные дуги (нейронные цепи)

соматической нервной системы, иннервирующие скелетную иускулатуру

вегетативной нервной системы, иннервирующие внутренние органы: сердце, желудок, кишечник, почки, печень и т.д.

Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:

рецепторов , воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением. Рецепторами могут быть окончания длинных отростков центростремительных нервов или различной формы микроскопические тельца из эпителиальных клеток, на которых оканчиваются отростки нейронов. Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления рецепторов образуют органы чувств (глаз, ухо и т. д.).

чувствительного (центростремительного, афферентного) нервного волокна , передающего возбуждение к центру; нейрон, имеющий данное волокно, также называется чувствительным. Тела чувствительных нейронов находятся за пределами центральной нервной системы - в нервных узлах вдоль спинного мозга и возле головного мозга.

нервного центра , где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства двигательных рефлексов находятся в спинном мозге. В головном мозге расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный и т. д. В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного и двигательного нейрона.

двигательного (центробежного, эфферентного) нервного волокна , несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; Центробежное волокно - длинный отросток двигательного нейрона. Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра.

эффектора - рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Простейшую рефлекторную дугу можно схематически представить как образованную всего двумя нейронами: рецепторным и эффекторным, между которыми имеется один синапс. Такую рефлекторную дугу называют двунейронной и моносинаптической. Моносинаптические рефлекторные дуги встречаются весьма редко. Примером их может служить дуга миотатического рефлекса.

В большинстве случаев рефлекторные дуги включают не два, а большее число нейронов: рецепторный, один или несколько вставочных и эффекторный. Такие рефлекторные дуги называют многонейронными и полисинаптическими. Примером полисинаптической рефлекторной дуги является рефлекс отдергивания конечности в ответ на болевое раздражение.

Рефлекторная дуга соматической нервной системы на пути от ЦНС к скелетной мышце нигде не прерывается в отличии от рефлекторной дуги вегетативной нервной системы, которая на пути от ЦНС к иннервируемому органу обязательно прерывается с образованием синапса - вегетативного ганглия.

Вегетативные ганглии, в зависимости от локализации, могут быть разделены на три группы:

позвоночные (вертебральные) ганглии - относятся к симпатической нервной системе. Они расположены по обе стороны позвоночника, образуя два пограничных ствола (их еще называют симпатическими цепочками)

предпозвоночные (превертебральные) ганглии располагаются на большем расстояни от позвоночника, вместе с тем они находятся в некотором отдалении и от иннервируемых ими органов. К числу превертебральных ганглиев относят ресничный узел, верхний и средний шейный симпатические узлы, солнечное сплетение, верхний и нижний брыжеечные узлы.

внутриорганные ганглии расположены во внутренних органах: в мышечных стенках сердца, бронхов, средней и нижней трети пищевода, желудка, кишечника, желчного пузыря, мочевого пузыря, а также в железах внешней и внутренней секреции. На клетках этих ганглий прерываются парасимпатические волокна.

Такое различие соматической и вегетативной рефлекторной дуги обусловлено анатомическим строением нервных волокон, составляющих нейронную цепь, и скоростью проведения по ним нервного импульса.

Для осуществления любого рефлекса необходима целостность всех звеньев рефлекторной дуги. Нарушение хотя бы одного из них ведет к исчезновению рефлекса.

Схема реализации рефлекса

В ответ на раздражение рецептора нервная ткань приходит в состояние возбуждения, которое представляет собой нервный процесс, вызывающий или усиливающий деятельность органа. В основе возбуждения лежит изменение концентрации анионов и катионов по обе стороны мембраны отростков нервной клетки, что приводит к изменению электрического потенциала на мембране клетки.

В двухнейронной рефлекторной дуге (первый нейрон - клетка спинно-мозгового ганглия, второй нейрон - двигательный нейрон [мотонейрон] переднего рога спинного мозга) дендрит клетки спинно-мозгового ганглия имеет значительную длину, он следует на периферию в составе чувствительных волокон нервных стволов. Заканчивается дендрит особым приспособлением для восприятия раздражения - рецептором.

Возбуждение от рецептора по нервному волокну центростремительно (центрипетально) передается в спинно-мозговой ганглий. Аксон нейрона спинномозгового ганглия входит в состав заднего (чувствительного) корешка; это волокно доходит до мотонейрона переднего рога и с помощью синапса, в котором передача сигнала происходит при помощи химического вещества - медиатора, устанавливает контакт с телом мотонейрона или с одним из ее дендритов. Аксон этого мотонейрона входит в состав переднего (двигательного) корешка, по которому центробежно (центрифугально) сигнал поступает к исполнительному органу, где соответствующий двигательный нерв заканчивается двигательной бляшкой в мышце. В результате происходит сокращение мышцы.

Возбуждение проводится по нервным волокнам со скоростью от 0,5 до 100 м/с, изолированно и не переходит с одного волокна на другое, чему препятствуют оболочки, покрывающие нервные волокна.

Процесс торможения противоположен возбуждению: он прекращает деятельность, ослабляет или препятствует ее возникновению. Возбуждение в одних центрах нервной системы сопровождается торможением в других: нервные импульсы, поступающие в центральную нервную систему, могут задерживать те или иные рефлексы.

Оба процесса - возбуждение и торможение - взаимосвязаны, что обеспечивает согласованную деятельность органов и всего организма в целом. Например, во время ходьбы чередуется сокращение мышц сгибателей и разгибателей: при возбуждении центра сгибания импульсы следуют к мышцам-сгибателям, одновременно с этим центр разгибания тормозится и не посылает импульсы к мышцам-разгибателям, вследствие чего последние расслабляются, и наоборот.

Взаимосвязь, определяющая процессы возбуждения и торможения, т.е. саморегуляции функций организма, осуществляется при помощи прямых и обратных связей между центральной нервной системой и исполнительным органом. Обратная связь ("обратная афферентация" по П.К.Анохину), т.е. связь между исполнительным органом и центральной нервной системой, подразумевает передачу сигналов с рабочего органа в центральную нервную систему о результатах его работы в каждый данный момент.

Согласно обратной афферентации, после получения исполнительным органом эфферентного импульса и выполнения рабочего эффекта, исполнительный орган сигнализирует центральной нервной системе о выполнении приказа на периферии.

Так, при взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозгу происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие мозгу чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в каждый данный момент. Такая двусторонняя сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т.е. пока рука не возьмет предмет. Следовательно, все время совершается самопроверка работы органа, возможная благодаря механизму "обратной афферентации", который имеет характер замкнутого круга.

Существование такой замкнутой кольцевой, или круговой, цепи рефлексов центральной нервной системы и обеспечивает все сложнейшие коррекции протекающих в организме процессов при любых изменениях внутренних и внешних условий (В.Д. Моисеев, 1960). Без механизмов обратной связи живые организмы не смогли бы разумно приспособиться к окружающей среде.

Следовательно, вместо прежнего представления о том, что в основе строения и функции нервной системы лежит разомкнутая рефлекторная дуга, теория информации и обратной связи ("обратной афферентации") дает новое представление о замкнутой кольцевой цепи рефлексов, о круговой системе эфферентно-афферентной сигнализации. Не разомкнутая дуга, а сомкнутый круг - таково новейшее представление о строении и функции нервной системы.

Структурную основу рефлекторной деятельности, составляют нейронные цепи из репепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Они образуют путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к исполнительному органу при осуществлении всякого рефлекса. Этот путь носит название рефлекторной дуги . В ее состав входят:

воспринимающие раздражения рецепторы;
афферентные нервные волокна - отростки рецепторных нейронов, несущие возбуждение к центральной нервной системе;
и , передающие импульсы к эффекторным нейронам;
эфферентные нервные волокна, проводящие импульсы от центральной нервной системы на периферию;
исполнительный орган, деятельность которого изменяется в результате рефлекса.

Простейшую рефлекторную дугу можно схематически представить как образованную всего двумя нейронами: рецепторным и эффекторным, между которыми имеется один синапс. Такую рефлекторную дугу называют двунейронной и моносинаптической (рис. 170, А ).

Существуют полисинаптические рефлекторные дуги, в которых рецепторный нейрон соединен с несколькими вставочными, каждый из которых образует синапсы на разных в одном и том же эффекторном нейроне. Затем легко представить рефлекторные дуги, в формировании которых участвует несколько рецепторных нейронов, соединенных с одним и тем же или с разными вставочными нейронами. Полисинаптические рефлекторные дуги, даже представленные в виде схем, могут быть весьма сложными (рис. 171 ).

Рецептивные поля равных pефлексов, находящиеся на поверхности кожи, могут заходить одно за другое. Вследствие этого раздражение, наносимое на определенный участок кожи, в зависимости от его силы и состояния центральной нервной системы, может вызывать то один, то другой рефлекс.

Схемы рефлекторных дуг надо представлять себе как состоящие из рядов рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Отсюда следует, что простейшая рефлекторная дуга лишь условно может быть названа «моносинаптической», так как она включает в себя не один синапс между двумя нейронами, а один ряд параллельно расположенных синапсов, соединяющих группу рецепторных нейронов с группой вызывающих одну и ту же ответную реакцию эффекторных нейронов.

Моносинаптические рефлекторные дуги встречаются весьма редко. Примером их может служить дуга рефлекса растяжения мышцы, или миотатического рефлекса. Рецепторы -мышечные веретена, - раздражение которых вызывает эти рефлексы, расположены в скелетных мышцах, тела рецепторных нервных клеток - в социальных ганглиях, тела эффекторных клеток - в передних рогах спинного мозга. Растяжение мышцы вызывает в рецепторах разряд нервных импульсов. Последние по отросткам рецепторных нейронов направляются в спинной мозг и непосредственно (без участия вставочных нейронов) передаются на двигательные нейроны, от которых разряд импульсов направляется к концевым пластинкам, находящимся в той же мышце. В результате растяжение спины вызывает ее рефлекторное укорочение. Поскольку в такой рефлекторной дуге возбуждение проходит всего через один межнейронный синапс, такие «моносинаптические» рефлексы осуществляются быстрее, чем другие, в рефлекторные дуги которых входит большее число нейронов и синапсов.

Полисинаптические рефлекторные дуги включают несколько последовательно соединенных рядов нейронов и синапсов между ними. Примером такого рефлекса может быть рефлекс отдергивания конечности у животных и человека в ответ на болевое раздражение кожи руки или ноги Этот рефлекс является многонейронным даже в том случае, когда он исскуственно вызван раздражением всего одного рецептора.

Представление о рефлекторной дуге следует рассматривать как удобную для анализа схему, в которой показаны нейроны, обязательно учавствующие в том или ином рефлекторном акте. Вместе с тем нужно учитывать, что нервные импульсы при всяком рефлексе способны широко распространяться в центральной нервной системе по многочисленным проводящим путям. Так, у животных при целости всей центральной нервной системы возбуждение, возникающее в ответ на болевое раздражение, распространяется и к подкорковым ядрам и коре больших полушарий, а оттуда по эфферентным путям возвращается в спинной мозг. Именно благодаря тому, что в защитной реакции на сильное болевое раздражение участвуют нейроны подкорковых ядер и коры, возникает ощущение боли, сопровождающееся рядом вегетативных реакций - изменениями частоты пульса, частоты и глубины дыхания, сосудистого тонуса и др.

Равным образом, в осуществлении пищевых рефлексов (жевания, слюноотделения, глотания, секреции пищеварительных соков) или дыхательных и сосудодвигательных рефлексов участвуют нейроны, расположенные на разных уровнях центральной нервной системы - в спинном и продолговатом мозгу, в ядрах зрительных бугров, в коре больших полушарий. Даже при наиболее простых рефлекторных реакциях - сухожильно-мышечных проприорецептивных рефлексах,-для осуществления которых достаточно участия двух нейронов, возбуждение широко распространяется по центральной нервной системе. Так, удар по сухожилию вызывает изменение электрической активности коры больших полушарий головного мозга.

Следовательно, нервный импульс при спинномозговом рефлексе может доходить до высших отделов центральной нервной системы, которые могут в той или иной мере участвовать в рефлекторной реакции.

Степень вовлечения в реакцию на раздражитель нервных клеток различных отделов центральной нервной системы зависит от силы нанесённого раздражения, длительности его действия и состояния центральной нервной системы.