Функции центральной нервной системы и её изменение под влиянием физических нагрузок

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 33Следующая ⇒

Нервная система человека объединяет все системы организма в единое целое и состоит из нескольких миллиардов нервных клеток и их отростков. Длинные отростки нервных клеток, объединяясь, образуют нервные волокна, которые подходят ко всем тканям и органам человека.

Нервную систему делят на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят головной и спинной мозг.

Спинной мозг - это главный кабель, соединяющий периферическую нервную систему с головным мозгом. Спинной мозг расположен в канале, образованном дужками позвонков. Его длина у взрослого человека в пределах 41-45 см, толщина — 1 см. Первый шейный позвонок является границей спинного мозга сверху, а граница снизу — второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга находится канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество мозга состоит из скопления тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спинномозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, сухожилий, слизистых оболочек. Белое вещество состоит из: отростков, связывающих между собой нервные клетки спинного мозга; восходящих чувствительных (афферентных) путей, связывающих все органы с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к двигательным клеткам спинного мозга.

Следовательно, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. В различных отделах спинного мозга находятся мотонейроны (двигательные нервные клетки), иннервирующие мышцы верхних конечностей, спины, груди, живота, нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры дефекации, мочеиспускания и половой деятельности. Важной функцией мотонейронов является постоянное обеспечение необходимого тонуса мышц, благодаря которому все рефлекторные двигательные акты осуществляются мягко и плавно. Тонус центров спинного мозга регулируется высшими отделами центральной нервной системы. Поражения спинного мозга влекут за собой различные нарушения, связанные с выходом из строя проводниковой функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к нарушению болевой, температурной чувствительности, структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса и т.д.

В своих верхних отделах спинной мозг переходит в головной. Головной мозг состоит из большого количества нервных клеток. Выделяют передний, промежуточный, средний и задний отделы мозга. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела. Назовем некоторые особенности и жизненно важные функции. Например, продолговатый мозг, входящий в задний отдел, является местом расположения важнейших рефлекторных центров (дыхательного, пищевого, регулирующих кровообращение, потоотделение). Поражение продолговатого мозга может вызвать мгновенную гибель человека вследствие остановки дыхания.

В процессе эволюции кора больших полушарий приобрела существенные структурные и функциональные особенности и стала высшим отделом центральной нервной системы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой.

Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией (малоподвижным образом жизни). При гиподинамии наиболее часты жалобы на головную боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, пониженную умственную работоспособность, ухудшение памяти, раздражительность.

Периферическая нервная система образуется нервами, отходящими от головного и спинного мозга. От головного мозга отходят 12 пар черепных нервов, а от спинного - 31 пара спинномозговых нервов. Периферическая нервная система состоит из огромного числа нервных волокон, пронизывающих все органы и ткани человеческого тела. Около половины всех нервных волокон - чувствительные нервы (афферентные или приносящие), которые оканчиваются специальными разветвлениями - рецепторами, расположенными в большинстве клеток организма. От рецепторов информация обо всем, что происходит в организме доставляется в центральную нервную систему. Другая половина нервных волокон - двигательные нервы, идущие от центральной нервной системы к тканям и органам (эфферентные или выносящие) и передающие «инструкции», «приказы», определяющие их деятельность в тех или иных ситуациях.

По функциональному принципу нервную систему делят на соматическую и вегетативную. Соматические нервы иннервируют на поперечнополосатую мускулатуру скелета и некоторые органы (язык, глотка, гортань и др.). Вегетативные нервы регулируют работу внутренних органов (сокращение сердца, перистальтика кишечника и др.).

Вегетативная нервная система — отдел нервной системы мозга — регулируется корой больших полушарий. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых органов, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) — все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем со стороны высшего отдела центральной нервной системы.

Главным условием нормального существования организма является его способность быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Эта способность реализуется за счет периферической нервной системы.

Рецепторы, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражения (звук, температуру, свет, давление и т.д.) в нервные импульсы, которые по нервным волокнам передаются в центральную нервную систему. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы. Каждый рецептор является составной частью системы, воспринимающей импульсы и называемой анализатором.

Анализатор состоит из трех отделов — рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге. Высший отдел анализатора — корковый. Назовем несколько анализаторов: кожный (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность), двигательный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под влиянием давления и растяжения), вестибулярный (воспринимает положение тела в пространстве), зрительный (свет и цвет), слуховой (звук), обонятельный (запах), вкусовой (вкус), висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Основным структурным элементом нервной системы является нервная клетка или нейрон. Через нейроны передается информация от одного участка нервной системы к другому, происходит обмен информацией между нервной системой и различными участками тела. Максимальная скорость нервных импульсов от нейрона к нейрону составляет 400 км/час. В нейронах происходят сложнейшие процессы обработки информации, формируются ответные реакции (рефлексы) на внешние и внутренние раздражения.

Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии ЦНС.

Различают два вида рефлексов: безусловный (врожденный) и условный (приобретенный в процессе жизнедеятельности). Примером безусловных рефлексов являются сосудодвигательные рефлексы (сужение или расширение сосудов в ответ на раздражение кожи холодом или теплом), рефлекс слюноотделения (выделение слюны при раздражении вкусовых сосочков пищей) и многие другие. Примером условных рефлексов является выделение слюны при виде пищи, при ощущении запахов пищи, даже при разговоре о ней.

Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, возникающие в нервных клетках. Возбуждение - состояние нервных клеток, когда они передают или направляют сами нервные импульсы другим клеткам. Торможение - состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление. Сон, например, является состоянием нервной системы, когда подавляющее число нервных клеток ЦНС заторможено.

Регулирующая функция нервной системы осуществляется на основе учета постоянно меняющихся внутреннего состояния и внешних условий функционирования организма. Воздействия из внешней среды и внутренней нервная система воспринимает через сложные физиологические образования - анализаторы (И. П. Павлов) или сенсорные системы (от лат. «сенсус» - чувства, ощущения). Структурно каждое образование включает воспринимающий компонент - рецептор и нервные клетки, передающие возникающие в нем возбуждение к соответствующим участкам мозга. Функции сенсорных систем строго специализированы: одни воспринимают и обрабатывают оптические раздражения, другие - звуковые, тактильные, вкусовые и др. Поступающая от анализаторов в ЦНС информация отражает состояние органов и тканей, а так же характер процессов, происходящих внутри и вне организма.

В двигательной деятельности ЦНС играет особенно важную роль.

При выполнении движений возрастает потребность мышц в энергетических веществах, кислороде. Для удовлетворения этой потребности повышается уровень активности систем дыхания, кровообращения, обменных процессов, других органов и тканей. Кроме того, по ходу того или иного движения, состав участвующих в нем мышц меняется в зависимости от изменения скорости движения, степени развиваемого усилия, утомления и ряда других факторов. Целенаправленное выполнение движения, работу обеспечивающих его органов и систем организма координирует ЦНС.

При освоении новых движений ведущим фактором выступает также ЦНС.

У родившегося ребенка имеется небольшой двигательный багаж: сосательные движения, глотание, мигание, сгибание и разгибание конечностей. С развитием организма и совершенствованием нервной системы двигательный багаж человека увеличивается за счет овладения новыми движениями. Постепенно социальные условия жизни человека усложняют его двигательную деятельность, благодаря чему вырабатываются сугубо человеческие формы движения: бытовые, трудовые, спортивные.

В процессе физической тренировки нервная система человека совершенствуется, осуществляя более тонко взаимодействие процессов возбуждения и торможения различных нервных центров. Тренировка позволяет органам чувств более дифференцированно осуществлять двигательное действие, формирует способность к более быстрому усвоению новых двигательных навыков.

Для поддержания хорошего состояния ЦНС требуется использование широкого арсенала средств.

Сила нервных процессов воспитывается через упражнения силового и скоростно-силового характера (работа с тяжестями, гимнастические упражнения, метания, прыжки), требующие максимальной концентрации возбудительного процесса в короткие периоды времени. При этом возрастают частота и амплитуда импульсации мотонейронов спинного мозга, что обеспечивает внутримышечную координацию и включение в работу наибольшего количества двигательных единиц. Адекватный же выбор «нужных» для осуществления данного движения мышц и выключения «ненужных» осуществляется за счет сложного реципрокного (взаимного) согласования возбуждения и торможения, что обеспечивает так называемую межмышечную координацию. Таким образом, благодаря силовым и скоростно-силовым упражнениям происходит совершенствование основных показателей функционирования ЦНС уравновешенности, силы и подвижности нервных процессов. Аналогичным действием обладают подвижные и спортивные игры, закаливание и другие интенсивные средства. Для поддержания оптимального состояния ЦНС эффективными оказываются упражнения на выносливость — циклические малоинтенсивные. Их влияние многозначно. Так, под влиянием физической тренировки открываются закрытые и увеличивается просвет функционирующих капилляров в ЦНС (что особенно важно — в наибольшей степени это происходит в лобных долях коры головного мозга; возможно, именно этим можно объяснить появляющееся при физических нагрузках чувство удовольствия). Кроме того, продолжение работы в условиях нарастающего утомления требует проявления соответствующей силы нервных процессов. Следует отметить то обстоятельство, что при выполнении такой нагрузки происходит разрушение в ЦНС и в мышцах гормонов стресса — это особенно важно в условиях исключительно высокой плотности информации, которую должен воспринять и переработать современный человек.

2.11. Рефлекторная природа двигательной активности. Формирование двигательного навыка (мне кажется это и дальше отдельная глава, например «Физиологические основы двигательной деятельности)

Спортивная и трудовая деятельность человека, в том числе и овладение двигательными навыками, осуществляется по принципу взаимосвязи условных рефлексов и динамических стереотипов с безусловными рефлексами.

Для выполнения четких целенаправленных движений необходимо непрерывное поступление в ЦНС сигналов о функциональном состоянии мышц, о степени их сокращения, напряжения и расслабления, о позе тела, о положении суставов и углов сгиба в них.

Вся эта информация передается от рецепторов сенсорных систем и особенно от рецепторов двигательной сенсорной системы, от так называемых проприорецепторов, которые расположены в мышечной ткани, фасциях, суставных сумках и сухожилиях.

От этих рецепторов по принципу обратной связи и по механизму рефлекса в ЦНС поступает полная информация о выполнении данного двигательного действия и о сравнении ее с заданной программой.

Каждое, даже самое простое движение совершенствуется, что обеспечивается информацией, поступающей от проприорецепторов и от других сенсорных систем и изменением импульсации, идущей к мышцам. Благодаря такому сложному рефлекторному механизму происходит совершенствование двигательной деятельности.

Все движения человека представляют собой приобретенные в процессе индивидуальной жизни новые формы двигательных актов.

Двигательные действия - это действия произвольные, которые выполняются сознательно и в волевом режиме управляются человеком. В свою очередь двигательное действие - это система отдельных движений, процессов, объединенных смысловой задачей и направленных на достижение конкретного результата.

В механизмах управления двигательными действиями выделяется три уровня: одни компоненты действия управляются при активном участии сознания, другие - автоматизировано, третьи - не осознаются вообще. Соответственно в физиологии, психологии различаются умения, навыки и безусловно-рефлекторные реакции. Умение - это действие, основу которого составляет практическое применение полученных знаний, приводящее к успеху конкретной деятельности. Навык - то же действие, доведенное путем повторения до такой степени совершенства, при которой оно выполняется правильно, быстро и экономно (легко) с высоким количественным и качественным результатом.

Современные представления об организации и осуществлении сложных двигательный действий, целостных поведенческих актов отражены в теории функциональных систем П.К. Анохина. Суть ее в том, что полезный результат является решающим фактором (смыслом) поведения животных и человека, для достижения которого в нервной системе формируется группа взаимосвязанных нейронов, так называемая функциональная система. Сколько нервных клеток будет включено в эту систему, какой уровень их активности необходим, какие взаимоотношения должны быть между ними установлены, а какие исключены - все это определяется намечаемым результатом. С возникновением цели, вошедшие в функциональную систему элементы из самостоятельных и независимых превращаются во взаимосвязанные и подчиненные единому процессу достижения результата.

Деятельность функциональной системы можно условно разделить на четыре последовательных этапа:

- обработка сигналов из внешней и внутренней среды об условиях предстоящего действия;

- принятие решения о начале действия;

- формирование программы действия;

- анализ полученного результата, коррекция программы с учетом содержания обратных связей.

Универсальное значение теории функциональных систем состоит в том, что она помогает увидеть различные аспекты достижения организмом любой двигательной задачи: оптимальный момент начала движения, наиболее выгодную его структуру (сочетание мышц, степень и скорость их напряжения, порядок включения в работу и т.д.), целесообразный уровень функционирования вегетативных систем, постоянную и эффективную коррекцию по ходу выполнения и др.

Двигательное умение – это такой уровень овладения двигательным действием, при котором управление движениями осуществляется при активной роли мышления.

Двигательный навык – это такая степень владения действием, при которой управление движениями происходит автоматизировано, т.е. не требуется специально направленного на них внимания.

Образование двигательного навыка происходит последовательно по трем фазам: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением и усилением возбудительного процесса, в результате чего в работу включаются дополнительные группы мышц. В этой фазе движения неэкономичны, плохо координированы и неточны.

Фаза концентрации характеризуется дифференцированным торможением излишнего возбуждения и его концентрации в нужных зонах головного мозга. Движения в этой фазе становятся точными, экономичными, стабильными.

Фаза автоматизации характеризуется выполнением движения автоматически, без участия внимания и мышления. Автоматизированный навык отличается высокой степенью надежности и стабильности выполнения всех составляющих его движений.

В образовании двигательного навыка участвуют различные анализаторы: двигательный, вестибулярный, кожный и др. Анализатор - это структурная целостность рецептора и нерва, проводящего возбуждение в центр, находящийся в коре головного мозга. Изменение функции того или иного анализатора тесно связано со спецификой физических упражнений. У занимающихся физическими упражнениями совершенствуется глазодвигательный анализатор, увеличивается поле зрения (норма - 1 5°, при специальной тренировке до 30°) и совершенствуется глубина восприятия. При исследованиях кожного анализатора в процессе тренировок установлено, что те области тела, которые подвергаются соприкосновениям и ударам, имеют пониженную тактильную и болевую чувствительность.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒