Закономерности проведения возбуждения в ЦНС: одностороннее проведение, задержка проведения, последовательная и пространственная суммация, окклюзия. Явление последействия, проторение. Трансформация ритма. Значение этих свойств для работы нервной системы.

Закономерности проведения возбуждения в ЦНС Простейшим нервным центром является нервная цепь, состоящая из трех последовательно соединенных нейронов. Нейроны сложных нервных центров имеют многочисленные связи между собой, образуя нервные сети трех типов: иерархические,локальные сети,дивергентные сети с одним входом. 1.Одностороннее проведение возбуждения через синапсы - когда по нервным волокнам импульсы возбуждения способны распространяться в обе стороны от места раздражения. В центральной же нервной системе они распространяются обычно лишь в одном направлении - только с афферентных нейронов на эфферентные. Это означает, что в ЦНС импульсы передаются лишь с аксона одного нейрона на клеточное тело и дендриты других нейронов и не передаются с дендритов и с тела нервной клетки на подходящие к ним веточки аксона. Одностороннее проведение возбуждения в нервных центрах обусловлено строением синапсов: медиаторы выделяются только концевыми аппаратами аксонов и к медиаторам чувствительна только постсинаптическая мембрана синапса, на которой возникает потенциал действия (возбуждающий или тормозящий). Таким образом, возбуждение в синапсе распространяется от окончаний аксона через медиатор на постсинаптическую мембрану тела нервной клетки, дендрита или вставочного нейрона. В обратном направлении передача возбуждения возможна только в электрическом синапсе, в котором возбуждение от пресимпатической мембраны передается к постсинаптической электрическим путем. 2.Синаптическая задержка проведения возбуждения Для того, чтобы возбуждение распространилось по рефлекторной дуге затрачивается определенное время. Это время состоит из следующих периодов: 1. период временно необходимый для возбуждения рецепторов (рецептора) и для проведения импульсов возбуждения по афферентным волокнам до центра; 2. период времени, необходимый для распространения возбуждения через нервные центры; 3. период времени, необходимый на распространение возбуждения по эфферентным волокнам до рабочего органа; 4. латентный период рабочего органа. Вычитая из общего времени рефлекса время, идущее на процессы, указанные под цифрами 1,3,4 можно узнать время прохождения возбуждения через центр. Опытами установлено, что на период возбуждения с афферентного нерва на эфферентный требуется некоторое время, т.е. происходит замедление проведения возбуждения по нервным центрам, получившее название центральной задержки. Она обусловлена более медленным проведением нервных импульсов через синапсы, так как затрачивается время на следующие процессы: выделение медиатора окончаниями аксона в ответ на пришедший нервный импульс; диффузию медиатора через синаптическую щель к постсинаптической мембране; возникновение возбуждающего постсинаптического потенциала под действием медиатора. С момента поступления импульса к окончанию аксона до начала возникновения возбуждающего постсинаптического потенциала в мотонейроне спинного мозга у млекопитающих при температуре тела 38о С проходит 0,3-0,5 мс. От момента появления возбуждающего постсинаптического потенциала до возникновения распространяющегося потенциала действия проходит еще примерно 1,2 мс. Следовательно, на проведение возбуждения через один синапс требуется примерно 1,5-2 мс. Суммация импульсов в нервных центрах В нервном волокне каждое одиночное раздражение (если оно не подпороговой и не свехпороговой силы) вызывает один импульс возбуждения. В нервных же центрах, как показал впервые И.М.Сеченов, одиночный импульс в афферентных волокнах обычно не вызывает возбуждения, т.е. не передается на эфферентные нейроны. Чтобы вызвать рефлекс необходимо быстрое нанесение допороговых раздражений одно за другим. Это явление получило название временной или последовательной суммации. Ее сущность состоит в следующем. Квант медиатора, выбрасываемого окончанием аксона при нанесении одного допорогового раздражения, слишком мал для того, чтобы вызвать возбуждающий постсинаптический потенциал, достаточный для критической деполяризации мембраны. Если же к одному и тому же синапсу идут быстро следующие один за другим допороговые импульсы, происходит суммирование квантов медиатора, и наконец его количество становится достаточным для возникновения возбуждающего постсинаптического потенциала, а затем и потенциала действия. Кроме суммации во времени, в нервных центрах возможна пространственная суммация. Она характеризуется тем, что если раздражать одно афферентное волокно раздражителем допороговой силы, то ответной реакции не будет, а если раздражать несколько афферентных волокон раздражителем той же допороговой силы, то возникает рефлекс, так как импульсы, приходящие с нескольких афферентных волокон суммируются в нервном центре. Последовательное возбуждение в центрах. В нервном волокне одиночное раздражение пороговой силы вызывает лишь одиночный импульс возбуждения. В нервных же центрах возбуждение часто продолжается некоторое время даже после прекращения раздражения рецепторов или афферентных волокон. Это возбуждение, вспыхивающее в виде нескольких разрядов эфферентных импульсов после прекращения афферентного раздражения получило название последствия или последовательного возбуждения. Это свойство нервного центра связано с тем, что нервные импульсы обычно достигают афферентных нейронов не все одновременно: идущие по более прямым путем - быстрее, по менее прямым значительно медленнее. Эти запаздывающие импульсы поддерживают возбужденное состояние соответствующего центра. Большое значение при этом имеет также циркуляция импульсов по замкнутым нейронным цепям. Трансформация ритма и силы импульсов. С лат.- преобразование, превращение - одно из свойств проведения возбуждения в центре, заключающееся в способности нейрона изменять ритм приходящих импульсов. Особенно четко проявляется трансформация ритма возбуждения при раздражении афферентного волокна одиночными импульсами. На такой импульс нейрон отвечает серией импульсов. Это обусловлено возникновением длительного возбуждающего постсинаптического потенциала, на фоне которого развивается несколько ликов (спайков). Другой причиной возникновения множественного разряда импульсов являются следовые колебания мембранного потенциала. Когда его величина достаточно велика, следовые колебания могут привести к достижению критического уровня деполяризации мембраны и обусловливают появление вторичных спайков. В нервных центрах может происходить и трансформация силы импульсов: слабые импульсы усиливаются, а сильные ослабевают. Центральная нервная система обеспечивает взаимную связь отдельных органов и систем, согласует и объединяет их функции. Благодаря этому организм работает как единое целое. Точность контроля за работой внутренних органов достигается существованием двусторонней круговой связи между центральной нервной системой и периферическими органами.

Центральная нервная система человека как мне известно является одной из самых сложных и малоисследованных структур, для человечества. С ее сложностью может сравниться только ее жизненная важность для организма, ведь ни для кого не секрет, что даже незначительные изменения в нервной системе могут приводить к огромным последствиям. Центральная нервная система руководит всеми остальными системами нашего организма, обеспечивая их скоординированную работу. Главной тканью нервной системы является нервная ткань, которая состоит из двух основных типов клеток: нейронов и клеток нейроглии или клеток-спутниц. Количество нейронов в головном мозге взрослого человека колеблется от 10-20млрд. нервная система представляет собой совокупность множества генераторов электрического тока и его проводников. Особенности распространения возбуждения в ЦНС Всем нам хорошо известно, что электрический сигнал передается от нейрона к нейрону с помощью синапса. Однако, это весьма упрощенный механизм передачи и, как показывают исследования нейрофизиологов, передача возбуждения в ЦНС обладает рядом специфических свойств, без которых невозможна нормальная нервная деятельность. Свойства нервной системы можно рассматривать на уроне нервных центров. Нервный центр - совокупность нервных клеток, более или менее строго локализованная в нервной системе и непременно участвующая в осуществлении рефлекса или другого вида нервной деятельности. Основными свойствами передачи возбуждения являются: · одностороннее проведение возбуждения; · задержка проведения возбуждения; · суммация возбуждений; · трансформация ритма возбуждений; · рефлекторное последействие; · быстрая утомляемость. · облегчение проведения · иррадиация · торможение возбуждения Одностороннее проведение возбуждения в центральной нервной системе из-за наличия нервных центров в синапсах, которые могут передавать возбуждения только в одном направлении - от нервных окончаний, выпуская медиатор в постсинаптической мембране. Задержка возбуждения в нервных центрах, связанных с наличием большого количества синапсов. О выборе посредника, его диффузия через синаптическую щель, возбуждение постсинаптической мембраны требуется больше времени, чем с распространением возбуждения по нервному волокну. Суммирование возбуждения в нервных центрах происходит или при нанесении на слабых, но повторяющихся (художественная) раздражителях, или при одновременном действии нескольких подсознательных стимулов. Механизм этого явления связан с накоплением медиатора на постсинаптической мембране и повышенной возбудимости клеток нервного центра. Примером может служить суммирование рефлекторного возбуждения чихания. Этот рефлекс возникает при длительной стимуляции рецепторов слизистой оболочки носа. В процессе изучения механизмов работы мозга, в особенности нейронных процессов запоминания и мышления, ученые-нейрофизиологи пришли к выводу, что многообразие выполняемых мозгом функций невозможно объяснить на клеточном уровне - как бы сложен не был нейрон, он не может обеспечить мозгу полную функциональность. Так родилась идея о том, что в мозгу существуют иерархические системы нейронов, которые получили название нейронных сетей. Главным постулатом теории нейронных сетей можно считать идею синергетики: « Целое есть нечто иное, чем просто сумма элементов, это взаимодействие, приводящее к образованию новых качеств » Другими словами, нейроны, объединяясь между собой приобретают дополнительные возможности. Концепция организации и самоорганизации в строении и функций нервной системы получила наибольшее развитие в представлениях о модульной (ансамблевой) конструкции нервной системы как принципиальной основы построения функциональных систем мозга.