Физиология центральной нервной системы

ЦНС возникла у животных, как система приспособления организма к окружающей среде. ЦНС – регуляторная система, наряду с химической регуляцией

ЦНС выполняет следующие процессы:

сенсорное распознавание, обработку информацию, формирование поведения

Впервые ЦНС появилась у кишечно-полостных(Гидра)-диффузный тип, ганглионарная - у червей(трубчатый тип) – узловой тип.

Сенсорная функция – процесс при котором энергия внешних раздражителей переходит в нервные импульсы.

Обработка:

1. Восприятие информации
2. Преобразование информационных сигналов и соединение их с другими
3. Использование сенсорной информации для восприятия окружающего мира
4. Передача информации в нервных цепях
5. Сохранение и извлечение информации из памяти
6. Обеспечение мыслительного процесса
7. Обучение
8. Планирование и формирование ответа
9. Эмоции
10. Синтез нейромедиаторов, липидов, углеводов, гормонов
11. Регуляторная функция
12. Трофическая функция

Поведение – система обобщенных взаимосвязанных реакций, осуществляемых живым организмом для приспособления к определенной среде.

3 функции нейрона –

-сенсорное восприятие,

-интегративная функция(обработка поступающих сигналов)

-команда(на аксоном холмике)

Специфическая структура – гранулярная ЭПС(вещество Нисля). Гладкая ЭПС

Астроциты – строма нервных клеток. После повреждения нервной ткани астроциты образуют рубец. Олигодендроциты окружают нейроны и участвуют в трофической функции. Олигодендроциты высокопроницаемы для К+. Нервные клетки концентрируются в узлах(ганглиях). Ганглии связаны с определенным участком тела.

Сегментарность строения. Установлены связи между отдельными ганглиями.

Развитие – нервная пластинка – нервная трубка – спинной и головной мозг. Белое вещество – отростки нервных клеток.

В состав рефлекторной дуги преобладают чувствительные нейроны и все сходятся на двигательном. ЧУВ-ДВИГ как 5-1 и 20-1(спинной и головной мозг) – принцип общего конечного пути. В рефлекторных дугах большое значение имеет поступление сигналов из ЦНС. Исполнительный орган отдает сигналы обратно в ЦНС – механизм обратной связи. На основе этой связи осуществляется процесс регулирования. Обратная связь может быть как «+» так и «-». По локализации синапсы делятся на аксодендритные, аксосоматические и аксоаксональные. По структуре – простые и сложные, по функции – возбуждающие и тормозящие. По механизму передачи возбуждения – электрические и химические. Медиаторы – ацетилхолин, норадреналин, допанин, сератонин, глутамат, аспартат, ГАМК, глицин, NO.

Синапсы ЦНС обладают рядом особенностей –

-Пре и постсинаптическая мембрана имеет общее происхождение

-Может присутствовать не один, а несколько медиаторов. Имеются разные рецепторы и разные ионные каналы.

- пресинаптическое волокно заканчивается расширением – терминальный бугорок. В них содержится пузырьки с медиатороми и митохондрии. Мембрана чувствительна к действию электрического тока, но она не чувствительна к химическим веществам. Между мембранами щель – 20-30 Нм. На постсинаптической мембране имеются белковые рецепторы избирательной чувствительности к медиатору. Молекулы рецептора имеют 2 компонента-1.связывающий, который выступает в щель. К нему и присоединяется медиатор, 2-ионофоменный. Может быть представлен ионным каналом, либо активатором образования вторичного посредника внутри клетки. Медиатор меняет проницаемость ионных каналов(каналы могут быть катионными и анионными)

Механизм проведения возбуждения

Электрические и химические(в основном преобладают. С медиатором)

Проведение возбуждения через синапс начинается с активации пресинаптического волокна, он вызывает процесс деполяризации пресинаптической мембраны. В результате этого открываются электровозбудимые Ca каналы. Ca входит в пресинаптическое окончание. Он выходит в клетку и освобождает пузырьки с медиатором путем экзоцитоза. Выделевшийся медиатор диффундирует к  постсинаптической мембране, где он присоединяется к связанному компоненту рецептора(0,3-0,5 мс) и это вызывает открытие ионных каналов. Каналы пропускают ионы. Каналы заряжены «-». К ним притягивается Na. Вход Na вызывает реполяризацию. Здесь возникает возбуждающий постсинаптический потенциал(ВПСП). Он отличается от потенциала действия. Он не подчиняется закону «все или ничего», не обладает рефрактерностью и способностью к суммации. При достижении критического уровня(20мв) этот потенциал может вызвать потенциал действия на нейроне в области аксонального холмика. Ток понижает мембранный потенциал на аксоном холмике до критического уровня. Область аксонального холмика очень чувствительна. Здесь можно снизить на 10мВ. Количество Na каналов на мембране аксонного холмика в 5 раз больше чем в других местах. Потенциал действия будет формироваться на аксоне. Возбуждение через синапс происходит в одностороннем направлении. Для проведения возбуждения требуется 1,5-2,0 мс.

Общее время рефлекса – от момента нанесения раздражения до начала рефлекса

Центральное время рефлекса – время передачи импульса с чувствительного на

двигательный. Оно будет короче если будет меньше вставочных.

Прохаска вводит термин рефлекса с участием ЦНС

Сеченов открывает безусловные рефлексы

Павлов – условные рефлексы

Принципы – 1)детерминирования – имеет свою причину. 2) анализа и синтеза 3) принцип структурности – рефлекторная дуга 4)Принцип сигнальности(звонок, лампочка) 5) Принцип подкрепления – постоянное подкрепление сигнала

Сегментарный центр – тот центр который связан и аф. И эф. Путями.

СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ

1. Одностороннее проведение возбуждения
2. Рефлекторное последейсвие(под действием раздражителя может возникнуть несколько ПД, продолжающихся некоторое время после отсутствия раздражителя)
3. Суммация возбуждения – возможно только при открытом действии подпороговых раздражителей. Подразделяется на

 А - последовательные – раздражители один за другим

 Б – пространствнные – суммация подпороговых раздражителей действующих на рецепторное поле. Суммация объясняется тем, что потенциалы могут складываться во времени

   4. Центральное облегчение. Нервные центры имеют центральную и переферическую зону.

Нейроны центральной зоны имеют больше синапсов и возбуждаются чаще. Нейроны переферической зоны получают меньше сигналов.

При совместном раздражении 2х нейронов их раздражение сильнее, чем при суммации

5. Окклюзия(закупорка) – уменьшение рефлекторного ответа на совместное раздражение 2х чувствительных нейронов. Это явление объясняется тем, что могут перекрывать не только периферические, но и центральные зоны

6. Трансформация возбуждения – преобразование нервными центрами одиночных раздражений в серию импульсов.

7. Постсинаптическая потенциация – она проявляется в усиление рефлекторного ответа после предварительного ритмического раздражения.. Ритмическое раздражение способствует выходу медиатора из пресинаптической мембраны.

8. Иррадиация возбуждения -распространение процесса возбуждения или торможения в центральной нервной системе.

9. Быстрая утомляемость – уменьшение запасов медиатора. Снижение чувствительности постсинаптической мембраны

10. Дивергенция и конвергенция- с разных нервных центров на 1

11. Высокая чувствительность к недостатку O2. Клетки коры выдерживают голодание 5-6минут, спинноо мозга – 15-20 минут, мышечные ткани 5-6 минут

12. Тонус – повышенная активность нервынх центров.

13. Доминанта нервных центров – главный рефлекс из нескольких

Классификация рефлексов-

1.По биологической значимости – пищевые, оборонительные, локомоторные, познотонические

2. По типу раздражителя рецептора – экстероцептивные, интероцептивные, проприоцептивные

3. По уровню замыкания рефлекторной дуги – сигнальные, бульбарные, мезенцефальные, корковые.

4. По характеристике ответной реакции. – моторные, секреторные, сосудодвигательные

5. Безусловные, условные

6. Физиологические, патологические