Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


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.


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 2206; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.099 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь