Виды информационных сигналов.

Виды информационных сигналов.

Информация - это обозначение содержания сигналов (сообщений), полученных из среды существования.

Сигнал - это разнообразные виды вещества и энергии, передающие информацию.

Основные категории информационных сигналов в биологии

1. Химической природы (сигнальные молекулы) (молекулы
вкусовых веществ^_пахучих.веществ, гормоны, нейромедиаторы, цито-
кины, факторы роста и другие вещества).

2.Физической природы (свет, звук, давление, температура, электрические потенциалы).

3.Физико-химической природы (осмотическое давление, концентрация ряда ионов, напряжение в крови кислорода, углекислого газа).

4.Сигналы, обозначающие сложные события (сочетания звуков, цветов, запахов, слово, как сигнал сигналов).

Информационное сообщение приобретает биологическое значение тогда, когда оно воспринято сенсорным устройством (рецептором) и преобразовано им.

Основные способы межклеточной коммуникации.

Клетки многоклеточного организма нуждаются в обмене информацией друг с другом для регуляции своего развития и организации в ткани, для контроля процессов роста и деления и для координации функций. Взаимодействие животных клеток осуществляется следующими способами:

1) клетки образуют между собой плотные щелевые контакты;

2.клетки несут на своей поверхности связанные с плазматической мембраной сигнальные молекулы, оказывающие влияние на другие клетки при непосредственном физическом контакте;

3.клетки выделяют химические вещества, служащие сигналами для других клеток, расположенных на расстоянии:

а) в случае эндокринной сигнализации специализированные эндок-
ринные клетки выделяют гормоны, которые разносятся кровью и
воздействуют на клетки-мишени, находящиеся иногда в самых
разных частях организма;

б) в случае паракринной сигнализации клетки выделяют локальные
химические медиаторы, которые действуют только на клетки
ближайшего окружения, быть может в радиусе около милли-
метра, в т. ч. аутокриния, т. е. действие своей сигнальной моле-
кулы на саму клетку через внешний рецептор ее мембраны;

в) при синаптической передаче (используется только в нервной систе-
ме) клетки секретируют нейромедиаторы в специализированных
межклеточных контактах, называемых синапсами.

5. Выделяют следующие основные типы рецепторов:

Сенсорные (представлены в сенсорных системах - Гл. 5, 6, 7).

Молекулярные (генетически детерминированные макромолекулярные сенсоры белки, гликолипопротеиды).

Рецепторы предназначены:

для специфического-взаимодействия с биологически значимым сигналом химической или физической природы;

для восприятия, трансформации и передачи заключенной в сигналах информации па пострецешорные структуры;

для инициации каскада биохимических, и/или физико-химических процессов, составляющих основу ответной реакцииклетки-мишени на воспринятый сигнал.

Молекулы, выполняющие сигнальные функции, способные активировать специфические рецепторы, называются лигандами.

Лиганд-рецепторное взаимодействие. вторичные посредники

Механизмы трансмембранной передачи сигналов

Наиболее подробно изучены четыре основных механизма трансмембранной передачи сигналов:

1.проникновение растворимых в липидах лигандов через мембрану и их действие на внутриклеточный рецептор - ядерный или цито-зольный (стероидные и тиреоидные гормоны);

2.использование трансмембранного рецепторного белка, ферментативная активность которого регулируется лигандом (инсулин, эпидермальный фактор роста и др.). Это односегментныи трансмем-бранный рецептор;

3.закрытие или открытие трансмембранных ионных каналов при связывании с лигандом;

4.использование трансмембранного рецептора для стимуляции сигнального передающего белка (G-белка), который активирует уже внутриклеточный посредник. Это семисегментный трансмембранный рецептор.

Вторичные посредники

Рецепторы, связанные с G-белком, обычно запускают целую цепь событий, изменяющих в клепке концентрацию одной или нескольких внутриклеточных сигнальных молекул, которые называются вторичными посредниками. Эти молекулы в свою очередь изменяют поведение других белков в клетке-мишени.

Ко вторичным посредникам относятся: 1) циклический аденозинмонофосфат (с AMP); 2) циклический гуанозинмонофосфат (с GMP); 3) инозитолтрифосфат (1Р3), 4) диацилглицерол (ДАГ), 5) ионы кальция (Са2⁺).

Понятие о раздражимости и возбудимости.

Потонциал покоя как основа для возникновения электрических сигналов.

Потенциал покоя – это разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностью мембраны у клетки, которая находится в состоянии физиологического покоя. При этом наружная сторона заряжена положительно, внутренняя- отрицательно. Величина ПП может быть в пределах 30—90 мВ. Для обозначения величины отрицательного заряда мембраны применяют символ Е0 (Е0 = = 30—90 мВ). В механизме возникновения потенциала покоя ведущая роль принадлежит следующим факторам.

1. Наличие разности концентраций (градиентов) ионов К+
и Na+ между внутриклеточной и внеклеточной средой

2. Различная проницаемость клеточных мембран для мине-
ральных ионов.

3. Работа натрий-калиевого насоса, которая вносит вклад в создание потенциала покоя

РЕЦЕПТОРНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ.

Рецепторным потенциалом называют изменение уровня поляризации мембраны рецептора, вызываемое воздействием раздражителя. Это местный потенциал, который быстро уменьшается (затухает) по мере удаления от точки возникновения. Между силой действующего раздражителя и величиной рецепторного потенциала существует логарифмическая зависимость.

Преобразование рецепторного потенциала в потенциал действия происходит благодаря возникновению локальных круговых токов между деполяризованной мембраной рецептора и ближайшим перехватом Ранвье (в мякотных нервных волокнах, рис. 4.5). На мембране нервного волокна в области таких перехватов сосредоточено много электроуправляемых натриевых каналов. Под влиянием кругового тока мембрана в перехвате Ранвье деполяризуется до критического уровня и эти

каналы открываются и обеспечивают генерацию потенциала действия.

Таким образом, в афферентных нервных волокнах потенциал действия первично возникает на ближайшем к рецептору участке мембраны нервного волокна, имеющем потенциалза-висимые натриевые каналы. Возникнув в начале волокна, потенциал действия проводится вдоль него по направлению к телу нейрона и далее к нервным центрам.

В сенсорных рецепторах, которые образованы не нервными окончаниями, а целостными нервными или эпителиальными клетками, возникший рецепторный потенциал оказывает возбуждающее действие на чувствительное нервное окончание через синаптическую связь. При возникновении рецепторного потенциала в синаптическую щель выделяется медиатор, который деполяризует постсинаптическую мембрану нервного окончания, и на ближайшем безмиелиновом участке этого волокна возникает потенциал действия, передающийся к нервным центрам.

В хеморецепторах механизм генерации рецепторного потенциала несколько отличается от механизма в механорецепторах. Так, в обонятельных рецепторах молекула вещества (одоранта) связывается с чувствительным к нему рецептором, что приводит к активации цепочки биохимических реакций, образующих вещества (так называемые вторичные посредники), которые открывают в мембране рецептора натриевые и кальциевые каналы. Вход в рецепторную обонятельную клетку Na и Са2+ обеспечивает генерацию на ее мембране рецепторного потенциала.

При длительном непрерывном действии раздражителя в некоторых видах рецепторов рецепторный потенциал, несмотря на продолжающееся воздействие раздражителя, может постепенно уменьшаться. В таком случае частота возникающих в афферентном нервном волокне импульсов также уменьшается. Интенсивность ощущения при этом тоже снижается, и оно может исчезнуть совсем. Такие рецепторы называют адаптирующимися. К быстроадаптирующимся рецепторам относятся тактильные (воспринимающие прикосновение), обонятельные и ряддругих. К практически неадаптирующимся рецепторам относят слуховые дуги аорты икаротидного тельца, воспринимающие давление и растяжение

Потенциал действия.

Потенциал действия — это быстрое, высокоамплитудное изменение заряда мембраны, вызываемое действием достаточно сильных (сверхпороговых) раздражителей (рис. 4.2). Характерным признаком наличия потенциала действия служит появление кратковременной инверсии (перемены) знака заряда на мембране. Снаружи он на короткое время (0, 5—2 мс) становится отрицательным. Величина инверсии может составлять до 30 мВ, а величина всего потенциала действия — 60— 130 мВ.

Потенциал действия подразделяют на участки: деполяризацию, реполяризацию и гиперполяризацию (см. рис. 4.4). Деполяризацией называют всю восходящую часть потенциала действия, в ней выделяют участок, соответствующий локальному потенциалу (от уровня Е0 до £ к), быструю деполяризацию (от уровня £ к до уровня 0 мВ), инверсию знака заряда (от 0 мВ до начала реполяризации). Далее идет реполяриза-ция. Приближаясь к уровню £ 0, ее скорость может замедляться, и этот участок называют следовой отрицательностью (или следовым отрицательным потенциалом). У некоторых клеток вслед за реполяризацией идет гиперполяризация (возрастание поляризации мембраны). Ее называют следовым положительным потенциалом.

Начальную высокоамплитудную быстропротекающую часть потенциала действия называют также пик или спайк. Он включает фазы деполяризации и быстрой реполяризации (до следового отрицательного потенциала).В механизме развития потенциала действия важнейшая роль принадлежит увеличению проницаемости клеточной мембраны для ионов Na+. Например, при действии на клетку электрического тока он вызывает ее деполяризацию, и когда заряд мембраны уменьшается до критического уровня (£ к) — открываются электроуправляемые натриевые каналы. Эти каналы образованы встроенными в мембрану белковыми молекулами, внутри которых имеется своеобразная пора и два вида перекрывающих ее ворот. Различают так называемые актива-ционные, расположенные с наружной стороны, и инактиваци-онные ворота, находящиеся с внутренней стороны мембраны (рис. 4.3). Ворота представляют собой участки белковой молекулы, изменяющие свое положение в зависимости от уровня поляризации мембраны. Чтобы канал мог пропускать Na+, необходимо, чтобы все его ворота были открыты. Это и происходит, когда деполяризация достигает уровня Ек. Открытие натриевых каналов приводит к лавинообразному вхождению натрия внутрь клетки. Поскольку ионы натрия несут положительный заряд, они нейтрализуют избыток отрицательных зарядов в клетке, затем на внутренней стороне мембраны происходит инверсия (перемена)знака заряда с отрицательного на положительный.

Изменение заряда мембраны имеет жесткую связь с изменением возбудимости клетки (рис. 4.4). При действии на клетку подпорогового по силе кратковременного раздражителя возни-каетлокальный потенциал и возбудимость в это время повышается. Когда поляризация мембраны возвращается к исходному уровню, возбудимость также приходит к нормальному значению (условно исходная величина возбудимости принята за 100%).

Если же на клетку действует сверхпороговый раздражитель, то величина локального потенциала достигает уровня Ек и возникает потенциал действия. В этот момент возбудимость клетки мгновенно падает до нулевого уровня. Начинается фаза абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Эта фаза длится до начала реполяризации. После начала реполяризации возбудимость клетки начинает возрастать, но остается пониженной относительно уровня нормы — фаза относительной рефрактерности. Во время следовой отрицательности возбудимость клетки повышена — фаза супернормальной возбудимости (или экзальтации), а во время следовой положительности — понижена (фаза субнормальной возбудимости).

Возбудимость клетки имеет прямую зависимость от разности уровней потенциала покоя (Е0) и потенциала критической деполяризации (Ек). Эту разность называют пороговым потенциалом (А£ ):

А£ = Е0 - £ к.

Классификация синапсов

1.По месту расположения в организме (морфологически):

Центральные (между двумя нервными клетками).

Периферические (нервно-мышечные, нервно-железистые).

2.По способу воздействия на другие клетки (физиологически):

Возбуждающие.

Тормозящие.

3.По химической природе выделяемого медиатора (химически):

Холинергические (медиатор ацетилхолин).

Адренергические (медиатор норадреналин).

Серотонинергические (медиатор серотонин) и т. д.

4.По механизму передачи возбуждения:

Химические (в организме человека их много).

Электрические (в организме человека их мало).

Смешанные.

Нейрон.

Основная структурно-функпионяльняя елинитта TIHC - нейрон, g мозге более 25 млрд. нейронов, которые соединены между собой благодаря синапсам (на теле каждого нейрона многие тысячи синапсов).

Нейрон включает сому (тело), отростки - дендрит(ы) и 1 аксон. Дсндриты ветвятся и имеют много синапсов с другими клетками. Аксон отходит от аксонального холмика - самой возбудимой части мембраны.

По проявлению активности нейроны бывают: фоновоактивные (генерируют импульсы непрерывно с разной частотой) и молчащие (реагируют только на предъявление раздражения).

Возбудимость нейрона снижается при гиперполяризации и увеличивается при деполяризации заряда его мембраны. При деполяризации мембраны до критического уровня - Екр (обычно - 40-50 мВ) возникает потенциал действия.

Общие свойства нейронов: возбудимость (ПД); проводимость (проведение ПД); лабильность, т. е. способность генерировать ПД с определенной частотой (если чаще - лабильность больше); тонус, т. е. тоническое

возбуждение за счет афферентных импульсов; высокая чувствительность нейронов к недостатку кислорода - гипоксии (кора погибает через 5-6 минут, ствол мозга через 15-20 минут, спинной мозг через 20-30 минут после прекращения притока кислорода). Мозг потребляет 15-20 % всего 02. Прекращение кровотока на 10 сек. ведет к потере сознания.

Капилляры мозга не пропускают крупные молекулы. Легко проходят 02, С02, глюкоза, незаменимые аминокислоты. Это ограничение диффузии веществ называется гематоэнцефалическим барьером - ГЭБ. I ЭБ - защита мозга от многих веществ из крови.

Классификация нейронов (функционально):

Афферентные нейроны (от рецептора в ЦНС).

Вставочные нейроны (нейрон-нейрон) Они бывают как возбуждающие, так и тормозные.

3. Эфферентные нейроны (нервный центр —» другой нервный
центр или орган-исполнитель). Аксон у них длинный с высокой скоро-
стью проведения ПД.

.Нейронные цепи. Функциональные возможности нервной системы во многом обеспечиваются наличием нейронных цепей. К наиболее распространенным нейронным цепям относят: локальные, иерархические и дивергентные нейронные цепи с одним входом (рис. 6.3)

Локальные нейронные цепи могут выполнять функцию ловушек, в которых возбуждение способно длительное время бежать по кругу, образованному несколькими нейронами. Возможность длительного существования однократно возникшей за счет движения по кольцевой структуре волны возбуждения впервые экспериментально показал проф. И.А. Ветохин в опытах на нервном кольце медузы. Круговое движение возбуждения по нейронным цепям выполняет функцию трансформации ритма возбуждений, обеспечивает возможность длительного возбуждения нервных центров после устранения раздражения, участвует в механизмах запоминания поступающей информации.

Возбуждение, возникшее в мотонейроне, по ответвлению аксона активирует клетку Реншо, которая тормозит а-мотонейрон. Таким образом реализуется так называемое возвратное торможение.

Иерархические цепи обеспечивают связь и быструю передачу управляющих сигналов между высшими и низшими отделами нервной системы. Например, кора мозга управляет сокращением скелетных мышц за счет передачи команд по иерархическим нервным цепям, обеспечивающим надежную и быструю передачу возбуждений к мотонейронам спинного мозга и черепным нервам. В такую цепь кроме нейрона моторной зоны коры могут входить нейроны ствола головного мозга и спинного мозга.

Дивергентные цепи с одним входом выполняют роль множительной системы, передающей возбуждение от одного нейрона сразу на многие нейроны. Это достигается за счет сильного ветвления (образования до 20 ООО коллатералей) аксона. Такие нейроны часто встречаются в ядрах ретикулярной формации ствола мозга. Они обеспечивают быстрое повышение возбудимости многочисленных отделов мозга и мобилизацию его функциональных резервов.

. Кроме того, в ЦНС имеется нейроглия. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы ЦНС. Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями (15— 20 нм). Эти взаимосвязанные межклеточные щели называют интерстициальным пространством. Интерстициальное пространство занимает до 12—14% объема мозга.

Глиальные клетки служат опорным и защитным (входят в структуру гематоэнцефалического барьера) аппаратом для нейронов. Кроме того, нейроглия может влиять на возбудимость нейронов благодаря своей способности поглощать некоторые ионы (особенно калия), выходящие в интерстициальное пространство при высокой функциональной активности нейронов.

Торможение в ЦНС

И. Сеченов (1862) впервые обнаружил в ЦНС структуры, тормозящие спинальный рефлекс.

Торможение - активный процесс, результатом которого является снижение или подавление возбуждения.

Торможение важно в ЦНС для координации работы нервных центров и предохранения I [НС от перевозбуждения. Виды торможения в ЦНС:

Первичное (требует специализированных структур - тормозные синапсы) подразделяется на пресинаптическое и постсинатгическое (в

т. ч. прямое, возвратное, латеральное). Вторичное (не требует специа-/ лизированных структур на постсинаптической мембране или в возбуж-| дающем синапсе) подразделяется на торможение вслед за возбуждением и пессимальное торможение.

18.Принцип реципрокной связи проявляется во взаимодействии центров-антагонистов по функциональному назначению, например группы мотонейронов, ответственных за сгибание руки, и группы, управляющей мышцами-разгибателями руки. При реципрокной связи возбуждение одного из антагонистических центров приводит к торможению другого. Это осуществля ется за счет активации тормозных нейронов на конечном участке проводящих путей, идущих от возбужденного центра к антагонисту.

Принцип конвергенции заключается в схождении, поступлении к одному и тому же нейрону импульсаций от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот головы, насторажи-вание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием. Возможность конвергенции импульсаций с разных входов на одни и те же эфферентные нейроны называют принципом общего конечного пути.

Принцип дивергенции утверждает возможность расхождения импульсаций от одного нейрона сразу на многие нейроны. На основе дивергенции происходит иррадиация возбуждения и становится возможным быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.

Принцип доминанты характеризует особенности взаимодействия нервных центров. Доминантный очаг возбуждения обладает стойкой высокой активностью, он подавляет возбуждение в других нервных центрах, подчиняет их своему влиянию, притягивает к себе афферентные импульсаций, адресуемые к другим центрам, и усиливает свою активность за счет этих импульсаций. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.

Примером рефлекторной реакции, вызванной доминантным очагом возбуждения, может служить обнимательный рефлекс самца лягушки, проявляющийся в период размножения. Если в этот период положить самца лягушки брюшком на палец, то у животного возникает обнимательный рефлекс. Самец обхватывает и сжимает передними лапками палец. Затем металлическим пинцетом проводят по спинке животного. Это воздействие обычно вызывает оборонительную реакцию (бегства). Но в данных условиях воздействие пинцетом лишь усиливает обнимательный рефлекс, самец сильнее сдавливает палец.

Нервные центры (НЦ)

Нервный центр - совокупность нейронов, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции той или иной функции. Эти клетки функционально могут быть расположены в разных отделах ЦНС.

Нервное ядро - группа топографически рядом расположенных нейронов, которые тоже отвечают за выполнение определенной функции.

Основные свойства нервных центров

В нервном центре много синапсов. Поэтому свойства нервных центров во многом определяются свойствами синапсов.

1.Одностороннее проведение возбуждения.

2.Задержка проведения возбуждения.

3.Трансформация ритма (как правило - понижающая).

4.Утомление - в отличие от нервных волокон, нервные центры быстро утомляются. Оно связано с синапсами - истощение запасов медиатора, снижение запасов энергии.

5.Рефлекторный тонус нервных центров - НЦ постоянно возбуждены (тонус) из-за нервных импульсов от афферентов и гуморальных воздействий.

6. Повышенная чувствительность к снижению содержания 02.

7. Пластичность нервных центров - способность перестраиваться
(замещение) при гибели рядом лежащих нейронов

20. Вегетативная и соматическая части нервной системы.

Нервная система по физиологическому действию подразделяется на соматическую и вегетативную.

Часть ЦНС и ПНС, иннервирующая скелетную мускулатуру, кости и кожу, называется соматической нервной системой

Вегетативная нервная система — часть нервной системы, регулирующая работу внутренних органов: сердци, сосудов, желудка и др.

4.4. Особенности вегетативной нервной системы)

• центры ее находятся в виде скоплений нейронов в промежуточном, среднем, продолговатом мозге и в боковых poгах спинного мозга;

• не имеет собственных чувствительных путей;

центробежные импульсы всегда проходят по двум последовательно расположенным нейронам: тела первых нейронов (преганглиолярных) находятся в ЦНС, тела вторых ней ронов (постганглиолярных) — в нервных узлах ПНС;

возбуждение проводится медленнее, чем по другим нервам, так как нервные волокна лишены миелиновой оболочки(скорость распространения нервных импульсов по волокнам вегетативной нервной системы составляет 1—18 м/с а по волокнам соматической нервной системы — до 120 м/с),

• деятельность ее не подчинена воле человека;

• высший контроль функций вегетативной нервной системы осуществляет кора головного мозга (лобные доли).

21. По анатомическим и функциональным особенностям вегетативную нервную систему подразделяют на 2 части: симпатическую и парасимпатическую.

Симпатическая часть: тела первых нейронов расположены в боковых рогах спинного мозга. Отростки этих нейронов (преганглиолярные) заканчиваются в узлах двух симпатических нервных цепочек (здесь находятся тела вторых нейронов), идущих вдоль позвоночника. От этих узлов отходят нервные волокна (постганглионарные) ко всем органам.

Парасимпатическая часть: тела первых нейронов расположены в среднем, продолговатом мозге и в крестцовых сегментах спинного мозга. Непосредственно от них к органам отходят нервные волокна (преганглиолярные) в составе блуж-
дающего нерва. Тела вторых нейронов располагаются в узлах нервных сплетений, которые находятся вблизи внутренних органов или внутри органов (в стенке желудочно-кишечного тракта). От этих узлов отходят нервные волокна (постганглионарные).

Таким образом, в парасимпатической нервной системе преганглионарные волокна по сравнению симпатическими — длинные, а постганглионарные волокна — короткие.

Симпатическая и парасимпатическая части оказывают противоположное действие на функции органов.

Симпатическая иннервации — учащает ритм и усиливает силу сердечных сокращений, сужает кровеносные сосуды, повышает артериальное давление, расширяет зрачок, тормозит работу пищеварительной системы, расслабляет желчные протоки, усиливает секрецию потовых желез, расширяет бронхи, увеличивает количество сахара в крови, увеличивает потребность организма в кислороде. Медиатором этой системы является норадреналин.

Парасимпатическая иннервация — замедляет ритм и уменьшает силу сердечных сокращений, сужает зрачок, усиливает работу пищеварительной системы, вызывает сокращение желчных протоков печени, сужает бронхи, уменьшает количество сахара в крови, уменьшает потребность организма в кислороде. На артерии и потовые железы действия не оказывает. Медиатором этой системы является ацетилхолин.

Благодаря двойной иннервации осуществляется быстрая и точная регуляция деятельности органов.

Функции спинного мозга.

Спинной мозг морфофункционально организован в форме сегментов, образующих задние афферентные (чувствительные) и передние афферентные (двигательные) корешки (закон Белла-Мажанди).

Афферентные входы спинного мозга образованы входами от сенсорных рецепторов. Эфферентные выходы идут к эфферентным структурам (мыщцы. органы и т. д.).

Функционально нейроны спинного мозга делятся на а- и у-мотонейроны, интернейроны, нейроны симпатической и парасимпатической системы (см. гл. 8).

Функиии спинного мозга:

Проведение возбуждения (в головной мозг, из головного мозга к эфферентам, между сегментами спинного мозга).

Рефлекторная деятельность. В спинном мозге заложены спи-нальные центры многих функций: тонус мышц и двигательных актов, мочеиспускания, дефекации, регуляции тонуса сосудов, половой функции и т. д.

Полное пересечение спинного мозга в эксперименте или у человека при травме вызывает спинальный шок (шок-удар). Все центры ниже перерезки перестают осуществлять рефлексы. Спинальный шок у человека проходит через несколько недель, а то и месяцев. Причиной шока является нарушение регуляции рефлексов со стороны головного мозга.

Замыкательная функция спинного мозга. Рефлексы, замыкание рефлекторной дуги которых происходит в спинном мозге, называют спинальными. Спинальные рефлексы подразделяют по их функциональной значимости и особенностям рефлекторной дуги. Выделяют миотатические, оборонительные сгибательные, перекрестные разгибательные и вегетативные спинальные рефлексы.

• Миотатические рефлексы. Рефлексы, возникающие в ответ на раздражение рецепторов мышечных веретен, называют миотатическими, сухожильными или рефлексами растяжения.

Функции таламуса.

Таламус, или зрительный бугор, представляет собой парное образование яйцевидной формы объёмом около 3, 3 см3, состоящее в основном из серого вещества. Передний конец таламуса (передний бугорок) заострён, а задний конец (подушка) закруглён.

Функции таламуса: 1) обработка и интеграция всех сенсорных сигналов, идущих в кору головного мозга от нейронов спинного мозга, среднего мозга, мозжечка, базальных ганглиев (сенсорный коллектор); 2) регуляция функциональных состояний организма. В таламусе до 40 парных ядер. Ядра таламуса делят на специфические, неспецифические и ассоциативные. Специфические ядра содержат " релейные" нейроны, которые переключают пути, несущие в кору информацию о кожной, мышечной и других видах чувствительности и направляют их в строго определенные участки 3–4-го слоев коры. Ассоциативные ядра содержат полисенсорные нейроны, которые возбуждаются разными раздражениями и посылают интегрированный сигнал в ассоциативную кору мозга. Неспецифические ядра таламуса состоят из нейронов, аксоны ко-торых поднимаются в кору и контактируют со всеми ее слоями, образуя диффузные связи. К неспецифическим ядрам таламуса поступают сигналы из ретикулярной формации ствола мозга, гипоталамуса, лимбической системы, базальных ганглиев, специфических ядер таламуса.

Двигательные области коры

Б. Различение сигналов

Это важная характеристика СС – замечать различия в свойствах од-новременно или последовательно действующих раздражителей. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое СС может заметить (дифференциальный или разностный порог). По закону Ве-бера порог различения силы раздражителя практически всегда выше ранее действовавшего раздражителя на определенную величину ( 3 – так-тильные рецепторы, зрение, слух и т. д.).

Для пространственного различения необходимо, чтобы между двумя возбуждающими рецепторами находился хотя бы один невоз-бужденный.

Для временного различения 2-х раздражителей надо, чтобы сиг-нал, вызванный вторым стимулом, не попадал в рефрактерный период первого стимула.

В. Передача и преобразование сигналов

Передача сигналов. Афферентные нейроны – это первые нейроны, которые участвуют в обработке сенсорной информации. Они, как правило, лежат в ганглиях (спинномозговые, ганглии головы, шеи – вестибулярный, коленчатый, спиральный и др). Исключение – фото-рецепторы – их афферентные нейроны (ганглиозные клетки) лежат непосредственно на сетчатке.

Следующий нейрон СС расположен в спинном мозге, продолговатом или среднем мозге. Далее пути большинства анализаторов идут к та-ламусу – его специфическим ядрам (кроме обонятельного анализатора). И, наконец, от общего сенсорного коллектора (таламуса) информация поступает в соответствующие проекционные и ассоциативные зоны коры.

В проекционных зонах происходит декодирование информации, возникает представление о силе, качестве и модальности сигнала, а в ас-социативных участках коры происходит акцепция сигналов, т. е. определение " что это такое". При этом задействуются механизмы памяти. Этот путь информации от рецептора до коры с сохранением модально-сти сигнала называется специфическим.

Одновременно функционирует неспецифический путь, в котором модальность сигнала не сохраняется, а сохраняется только поток им-пульсов. Неспецифический путь – это ответвление информации по кол-латералям к ретикулярной формации продолговатого и среднего мозга с активацией ее структур. Далее информация идет к неспецифическим ядрам таламуса, а от них диффузно во все участки коры с их активаци-ей. Активация нейронов коры способствует восприятию информации, приходящей по специфическому пути. Торможение неспецифического пути (операция, некоторые наркотические средства) приводит к тому, что ощущения не будут возникать. Пока информация доходит до коры, где декодируется, она используется в процессах двигательной активно-сти или вегетативной регуляции.

Преобразование сигналов. Переработку информации в СС осу-ществляют процессы возбудительного (дивергенция) и тормозного характера (последовательное, возвратное, латеральное торможение, синаптическая задержка).

Важны понятия пространственных и временных преобразований сигналов в СС. Процесс пространственного преобразования сигнала приводит к значительному искажению (соотношению) на корковом уровне геометрических пропорций (части тела, полей зрения). Процесс временных преобразований включает сжатие сигнала во времени: длительная тоническая импульсация нейронов нижних уровней СС переходит в короткие (фазические) разряды нейронов высших уровней.

И третий процесс – это ограничение избыточности информации и выделение существенных признаков сигнала. То, что мы восприни-маем в любой момент времени, – лишь крошечная доля приходящего на наши сенсорные органы потока информации об окружающем мире

Кодирование – совершаемое по определенным правилам преобра-зование информации в условную форму – код. В СС сигналы кодируются двойным кодом – наличие или отсутствие ПД в тот или иной момент времени. Кодирование информации на уровне рецепторов осуществля-ется следующим образом.Сенсорные рецепторы применяют двоичный код, т. е. наличие или отсутствие электрического импульса. Информация о раздражении и его свойствах передается отдельными импульсами, а также пачками импульсов. Число импульсов в пачке, длительность пачек, их частота, интервалы между ними различны и зависят от параметров раздражителя (структура " пачки" ). В сенсорной системе выделяются аналоговое и дискретное кодирование.

Аналоговое кодирование – кодирование силы и продолжительно-сти стимула в виде амплитуды и продолжительности РП.

Дискретное кодирование – кодирование длительности и продол-жительности стимула в виде структуры пачек ПД.

Вкус

Вкусовой анализатор обеспечивает формирование вкусовых ощущений. Роль вкусового (химического) анализатора изолированно определить трудно, так как возникающее чувство вкуса связано не толь-ко с раздражением пищей химических, но и механических, температур-ных и даже болевых рецепторов слизистой оболочки полости рта, а также обонятельных рецепторов.

Различают сладкий, соленый, кислый и горький вкус, а также вкус воды, острый и жгучий вкус. Установлено, что кончик языка и передняя его треть наиболее чувствительны к сладкому, боковые поверхности – к кислому и соленому и корень языка – к горькому.

При регистрации импульсов в отдельных афферентных волокнах обнаружено, что многие из них отвечают только на определенные вку-совые вещества (сахар, соль, кислота, хинин), т. е. обладают специфич-ностью, что свидетельствует о связи этих волокон с определенным видом вкусовых рецепторов. В настоящее время установлено также, что в одном и том же нервном волокне при действии вкусового раздражителя различного качества возникают импульсы определенной частоты, продолжительности и рисунка (паттерн), т. е. определенный паттерн нерв-ной активности определяет разные виды вкусовых ощущений. Центральный, или корковый, отдел вкусового анализатора локализуется в нижней части соматосенсорной зоны коры в области представительства языка. Большая часть нейронов этой области мультимодальна, т. е. реагирует не только на вкусовые, но и на температурные, механические и ноцицептивные раздражители.

39.Современные представления о ноциценции и центральных механизмах боли. Биологическое значение боли.

Ноцицепция — это нейрофизиологическое понятие, обозначающее восприятие, проведение и центральную обработку сигналов о вредоносных … То есть это физиологический механизм передачи боли, и он не затрагивает описание её эмоциональной составляющей.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒