Reglering av nervaktivitet är en process av excitation och hämning i det centrala nervsystemet. Inledningsvis uppstår det som en elementär reaktion på irritation. I evolutionsprocessen blev neurohumorala funktioner mer komplexa, vilket ledde till bildandet av huvudavdelningarna av nervsystemet och endokrina systemen. I den här artikeln kommer vi att studera en av huvudprocesserna - hämning i det centrala nervsystemet, typerna och mekanismerna för dess genomförande.
Nervvävnad, dess struktur och funktioner
En av varianterna av djurvävnader, kallad nervös, har en speciell struktur som tillhandahåller både excitationsprocessen och aktiverar hämningsfunktionerna i det centrala nervsystemet. Nervceller består av en kropp och processer: kort (dendriter) och lång (axon), vilket säkerställer överföringen av nervimpulser från en neurocyt till en annan. Änden av en nervcells axon kommer i kontakt med dendriterna i nästa neurocyt på platser som kallas synapser. De tillhandahåller överföring av bioelektriska impulser genom nervvävnaden. Och spänningenrör sig alltid i en riktning - från axonet till kroppen eller dendriter hos en annan neurocyt.
En annan egenskap, förutom excitation, som förekommer i nervvävnaden, är hämning i det centrala nervsystemet. Det är ett svar från kroppen på verkan av ett irriterande ämne, vilket leder till en minskning eller fullständigt upphörande av motorisk eller sekretorisk aktivitet, där centrifugala neuroner deltar. Hämning i nervvävnaden kan också ske utan föregående excitation, men endast under inverkan av en hämmande mediator, såsom GABA. Det är en av de viktigaste sändarna för bromsning. Här kan du också namnge ett sådant ämne som glycin. Denna aminosyra är involverad i att förstärka hämmande processer och stimulerar produktionen av gamma-aminosmörsyramolekyler i synapser.
I. M. Sechenov och hans arbete inom neurofysiologi
En enastående rysk vetenskapsman, skaparen av teorin om hjärnans reflexaktivitet, bevisade närvaron i de centrala delarna av nervsystemet av speciella cellkomplex som kan inaktivera bioelektriska processer. Upptäckten av hämningscentra i centrala nervsystemet blev möjlig tack vare användningen av tre typer av experiment av I. Sechenov. Dessa inkluderar: skärande av sektioner av cortex i olika delar av hjärnan, stimulering av individuella loci av grå substans av fysiska eller kemiska faktorer (elektrisk ström, natriumkloridlösning), såväl som metoden för fysiologisk excitation av hjärncentra. I. M. Sechenov var en utmärkt experimenterare som gjorde ultraexakta snitt i området mellan synknölarna och direkt isjälva grodan thalamus. Han observerade en minskning och fullständigt upphörande av den motoriska aktiviteten hos djurets lemmar.
En neurofysiolog upptäckte alltså en speciell typ av nervprocess - hämning i det centrala nervsystemet. Vi kommer att överväga typerna och mekanismerna för dess bildande mer i detalj i följande avsnitt, och nu kommer vi återigen att fokusera på detta faktum: i sådana avdelningar som medulla oblongata och visuella tuberkler finns det en plats som kallas hämmande, eller " Sechenov" mitt. Forskaren bevisade också sin närvaro inte bara hos däggdjur utan också hos människor. Dessutom upptäckte I. M. Sechenov fenomenet tonisk excitation av hämmande centra. Han förstod med denna process en lätt excitation i centrifugalneuronerna och musklerna som är förknippade med dem, såväl som i själva hämningens nervcentra.
Samverkar neurala processer?
Forskning av framstående ryska fysiologer I. P. Pavlov och I. M. Sechenov bevisade att det centrala nervsystemets arbete kännetecknas av koordinationen av kroppens reflexreaktioner. Interaktionen mellan processerna för excitation och hämning i centrala nervsystemet leder till en samordnad reglering av kroppsfunktioner: motorisk aktivitet, andning, matsmältning, utsöndring. Bioelektriska processer sker samtidigt i nervcentra och kan konsekvent förändras över tiden. Detta säkerställer korrelation och snabb passage av svarsreflexer till signaler från den interna och externa miljön. Många experiment utförda av neurofysiologer har bekräftat det faktum att excitation och hämning i det centrala nervsystemet ärcentrala nervfenomen, som bygger på vissa regelbundenheter. Låt oss uppehålla oss mer i detalj.
Nervcentra i hjärnbarken kan fördela båda typerna av processer i nervsystemet. Denna egenskap kallas bestrålning av excitation eller inhibering. Det motsatta fenomenet är en minskning eller begränsning av det område av hjärnan som sprider bioimpulser. Det kallas koncentration. Forskare observerar båda typerna av interaktioner under bildandet av betingade motorreflexer. Under det inledande skedet av bildandet av motoriska färdigheter, på grund av bestrålningen av excitation, drar flera muskelgrupper ihop sig samtidigt och deltar inte nödvändigtvis i utförandet av den motoriska handlingen som bildas. Först efter upprepade upprepningar av det bildade komplexet av fysiska rörelser (skridskoåkning, skidåkning, cykling), som ett resultat av koncentrationen av excitationsprocesser i specifika nervhärdar i cortex, blir alla mänskliga rörelser mycket koordinerade.
Byte på nervcentras arbete kan också uppstå på grund av induktion. Det visar sig när följande villkor är uppfyllt: först finns det en koncentration av hämning eller excitation, och dessa processer måste vara av tillräcklig styrka. Inom vetenskapen är två typer av induktion kända: S-fas (central hämning i centrala nervsystemet förstärker excitation) och negativ form (excitation orsakar hämningsprocessen). Det finns också sekventiell induktion. I detta fall är den nervösa processen omvänd i själva nervcentret. Forskningneurofysiologer bevisade det faktum att beteendet hos högre däggdjur och människor bestäms av fenomenen induktion, bestrålning och koncentration av nervösa processer av excitation och hämning.
Ovillkorlig hämning
Låt oss mer i detalj överväga typerna av hämning i det centrala nervsystemet och uppehålla oss vid dess form, som är inneboende hos både djur och människor. Själva termen föreslogs av I. Pavlov. Forskaren ansåg att denna process var en av nervsystemets medfödda egenskaper och pekade ut två typer av den: blekning och konstant. Låt oss uppehålla oss mer i detalj.
Antag att det finns ett excitationsfokus i cortex som genererar impulser till det arbetande organet (muskler, sekretoriska celler i körtlarna). På grund av förändringar i förhållandena i den yttre eller inre miljön uppstår ett annat upphetsat område i hjärnbarken. Den producerar bioelektriska signaler med högre intensitet, vilket hämmar excitation i det tidigare aktiva nervcentret och dess reflexbåge. Avklingande hämning i centrala nervsystemet leder till att orienteringsreflexens intensitet gradvis minskar. Förklaringen till detta är följande: den primära stimulansen orsakar inte längre excitationsprocessen i den afferenta neurons receptorer.
En annan sorts hämning, som observerats både hos människor och hos djur, demonstreras av experimentet utfört av Nobelpristagaren 1904 IP Pavlov. Medan hunden matades (med fisteln borttagen från kinden) slog försöksledarna på en skarp ljudsignal - utsläppet av saliv från fisteln stoppade. Forskaren kallade denna typ av hämning transcendental.
Att vara en medfödd egenskap, hämning i det centrala nervsystemetfortsätter med en ovillkorlig reflexmekanism. Det är ganska passivt och orsakar inte förbrukningen av en stor mängd energi, vilket leder till att betingade reflexer upphör. Konstant ovillkorlig hämning åtföljer många psykosomatiska sjukdomar: dyskinesier, spastisk och slapp förlamning.
Vad är en blekande broms
Vi fortsätter att studera mekanismerna för hämning i det centrala nervsystemet, låt oss överväga vad som är en av dess typer, som kallas en släckbroms. Det är välkänt att orienteringsreflexen är kroppens reaktion på påverkan av en ny främmande signal. I detta fall bildas ett nervcentrum i hjärnbarken, som är i ett tillstånd av excitation. Den bildar en reflexbåge, som är ansvarig för kroppens reaktion och kallas orienteringsreflexen. Denna reflexhandling orsakar hämning av den betingade reflexen som äger rum för tillfället. Efter upprepad upprepning av en främmande stimulans minskar reflexen, som kallas indikativ, gradvis och försvinner slutligen. Detta innebär att det inte längre orsakar hämning av den betingade reflexen. Denna signal kallas för blekningsbroms.
Således är extern hämning av betingade reflexer förknippad med påverkan av en främmande signal på kroppen och är en medfödd egenskap hos det centrala och perifera nervsystemet. En plötslig eller ny stimulans, till exempel en smärtkänsla, ett främmande ljud, en förändring i belysningen, orsakar inte bara en orienterande reflex, utan bidrar också till att försvaga eller till och med helt upphöra med den betingadereflexbåge som för närvarande är aktiv. Om en främmande signal (förutom smärta) verkar upprepade gånger, uppenbarar sig hämning av den betingade reflexen mindre. Den biologiska rollen för den ovillkorliga formen av nervprocessen är att utföra kroppens svar på stimulansen, den viktigaste för tillfället.
Intern broms
Dess andra namn som används i fysiologin för högre nervös aktivitet är betingad hämning. Huvudförutsättningen för uppkomsten av en sådan process är bristen på förstärkning av signaler som kommer från omvärlden med medfödda reflexer: matsmältning, saliv. De hämningsprocesser i centrala nervsystemet som har uppstått under dessa förhållanden kräver ett visst tidsintervall. Överväg deras typer mer detaljerat.
Differentiell hämning uppstår till exempel som ett svar på omgivningssignaler som i amplitud, intensitet och styrka matchar den betingade stimulansen. Denna form av interaktion mellan nervsystemet och den omgivande världen tillåter kroppen att mer subtilt skilja mellan stimuli och från sin helhet isolera den som får förstärkning av en medfödd reflex. Till exempel, till ljudet av ett samtal med en styrka på 15 Hz, stödd av en matare med mat, utvecklade hunden en betingad salivreaktion. Om en annan ljudsignal appliceras på djuret, med en styrka på 25 Hz, utan att förstärka det med mat, i den första serien av experiment, kommer saliv att släppas ut från fisteln hos hunden till båda betingade stimuli. Efter en tid kommer djuret att differentiera dessa signaler, och saliven från fisteln kommer att sluta utsöndra till ett ljud med en effekt på 25 Hz, det vill säga,differentiell hämning kommer att utvecklas.
Befria hjärnan från information som har förlorat sin vitala roll för kroppen - denna funktion utförs just av hämning i det centrala nervsystemet. Fysiologi har empiriskt bevisat att betingade motoriska reaktioner, väl fixerade av utvecklade färdigheter, kan bestå under en persons liv, till exempel skridskoåkning, cykling.
Sammanfattningsvis kan vi säga att hämningsprocesserna i det centrala nervsystemet är försvagningen eller upphörandet av vissa reaktioner i kroppen. De är av stor betydelse, eftersom alla reflexer i kroppen korrigeras i enlighet med de ändrade förhållandena, och om den betingade signalen har förlorat sitt värde, kan de till och med försvinna helt. Olika typer av hämning i det centrala nervsystemet är grundläggande för sådana förmågor hos det mänskliga psyket som att behålla självkontroll, särskilja stimuli och förväntan.
Försenad bild av den nervösa processen
Empiriskt kan du skapa en situation där kroppens svar på en betingad signal från den yttre miljön manifesterar sig redan innan exponering för en obetingad stimulans, såsom mat. Med en ökning av tidsintervallet mellan början av exponering för en betingad signal (ljus, ljud, till exempel metronomslag) och förstärkningsögonblicket upp till tre minuter, blir salivfrisättningen till ovanstående betingade stimuli mer och mer försenad och visar sig endast i det ögonblick då en matare med mat dyker upp framför djuret. Fördröjningen som svar på en betingad signal karaktäriserar hämningsprocesserna i det centrala nervsystemet, kallade fördröjdaen form i vilken dess flödestid motsvarar fördröjningsintervallet för en obetingad stimulans, såsom mat.
Värdet av hämning i centrala nervsystemet
Människokroppen, bildligt talat, är "under pistolen" av ett stort antal faktorer i den yttre och inre miljön, som den tvingas reagera på och bilda många reflexer på. Deras nervcentra och bågar bildas i hjärnan och ryggmärgen. Överbelastningen av nervsystemet med ett stort antal exciterade centra i hjärnbarken påverkar en persons mentala hälsa negativt och minskar också hans prestation.
Biologisk grund för mänskligt beteende
Båda typerna av aktivitet i nervvävnaden, både excitation och hämning i CNS, är grunden för högre nervös aktivitet. Det bestämmer de fysiologiska mekanismerna för mänsklig mental aktivitet. Läran om högre nervös aktivitet formulerades av IP Pavlov. Dess moderna tolkning är följande:
Excitation och hämning i det centrala nervsystemet, som sker i interaktion, ger komplexa mentala processer: minne, tänkande, tal, medvetande, och bildar även komplexa mänskliga beteendereaktioner
För att komponera ett vetenskapligt grundat sätt att studera, arbeta, vila, tillämpar vetenskapsmän kunskapen om lagarna för högre nervös aktivitet.
Den biologiska betydelsen av en sådan aktiv nervprocess som hämning kan bestämmas enligt följande. Förändringar i förhållandena för den yttre och inre miljön (brist på förstärkningbetingad signal av en medfödd reflex) medför adekvata förändringar i de adaptiva mekanismerna i människokroppen. Därför hämmas (släcks) den förvärvade reflexverkan eller försvinner helt, eftersom den blir olämplig för kroppen.
Vad är sömn?
I. P. Pavlov bevisade i sina verk experimentellt det faktum att hämningsprocesserna i centrala nervsystemet och sömnen är av samma karaktär. Under kroppens vakenhetsperiod, mot bakgrund av den allmänna aktiviteten i hjärnbarken, diagnostiseras fortfarande dess individuella sektioner som täcks av inre hämning. Under sömnen strålar den över hela ytan av hjärnhalvorna och når de subkortikala formationerna: syntuberkler (thalamus), hypotalamus, retikulär bildning och limbiska systemet. Som den enastående neurofysiologen P. K. Anokhin påpekade, minskar alla ovanstående delar av centrala nervsystemet, ansvariga för beteendesfären, känslor och instinkter, deras aktivitet under sömnen. Detta innebär en minskning av genereringen av nervimpulser som kommer under cortex. Således minskar aktiveringen av cortex. Detta ger möjlighet till vila och återställande av ämnesomsättningen både i neurocyterna i den stora hjärnan och i hela kroppen som helhet.
Erfarenheter från andra forskare (Hess, Economo) etablerade speciella komplex av nervceller som ingår i de icke-specifika kärnorna i synknölarna. Excitationsprocesser som diagnostiserats i dem orsakar en minskning av frekvensen av kortikala biorytmer, vilket kan betraktas som en övergång från ett aktivt tillstånd(vakna) för att sova. Studier av sådana delar av hjärnan som Sylvius akvedukt och den tredje ventrikeln fick forskare till idén om ett sömnregleringscenter. Det är anatomiskt relaterat till den del av hjärnan som är ansvarig för vakenhet. Nederlaget för detta locus av cortex på grund av trauma eller som ett resultat av ärftliga störningar hos människor leder till patologiska tillstånd av sömnlöshet. Vi noterar också det faktum att regleringen av en så livsviktig hämningsprocess för kroppen som sömn utförs av nervcentra i diencephalon och subkortikala kärnor: caudate, mandelformad, staket och linsformad.
