Regulacija živčne aktivnosti je proces vzbujanja in inhibicije v centralnem živčnem sistemu. Sprva se pojavi kot osnovna reakcija na draženje. V procesu evolucije so nevrohumoralne funkcije postale bolj zapletene, kar je privedlo do oblikovanja glavnih oddelkov živčnega in endokrinega sistema. V tem članku bomo preučili enega od glavnih procesov - zaviranje v centralnem živčnem sistemu, vrste in mehanizme njegovega izvajanja.
Živčno tkivo, njegova struktura in funkcije
Ena od vrst živalskih tkiv, imenovana živčni, ima posebno strukturo, ki zagotavlja tako proces vzbujanja kot sproži funkcije zaviranja v centralnem živčnem sistemu. Živčne celice so sestavljene iz telesa in procesov: kratkih (dendriti) in dolgih (akson), ki zagotavljajo prenos živčnih impulzov iz enega nevrocita v drugega. Konec aksona živčne celice pride v stik z dendriti naslednjega nevrocita na mestih, imenovanih sinapse. Zagotavljajo prenos bioelektričnih impulzov skozi živčno tkivo. In navdušenjevedno se premika v eno smer – od aksona do telesa ali dendritov drugega nevrocita.
Še ena lastnost, poleg vzbujanja, ki se pojavlja v živčnem tkivu, je inhibicija v centralnem živčnem sistemu. Je odziv telesa na delovanje dražilnega sredstva, ki vodi do zmanjšanja ali popolnega prenehanja motorične ali sekretorne aktivnosti, v kateri sodelujejo centrifugalni nevroni. Do inhibicije v živčnem tkivu lahko pride tudi brez predhodnega vzbujanja, vendar le pod vplivom inhibitornega mediatorja, kot je GABA. Je eden glavnih oddajnikov zaviranja. Tu lahko poimenujete tudi takšno snov kot glicin. Ta aminokislina sodeluje pri krepitvi zaviralnih procesov in spodbuja proizvodnjo molekul gama-aminomaslene kisline v sinapsah.
I. M. Sechenov in njegovo delo v nevrofiziologiji
Izjemni ruski znanstvenik, ustvarjalec teorije refleksne aktivnosti možganov, je dokazal prisotnost v osrednjih delih živčnega sistema posebnih celičnih kompleksov, ki lahko inaktivirajo bioelektrične procese. Odkritje inhibicijskih centrov v osrednjem živčnem sistemu je postalo mogoče zahvaljujoč uporabi treh vrst eksperimentov I. Sechenova. Ti vključujejo: rezanje odsekov skorje v različnih predelih možganov, stimulacijo posameznih lokusov sive snovi s fizikalnimi ali kemičnimi dejavniki (električni tok, raztopina natrijevega klorida), pa tudi metodo fiziološkega vzbujanja možganskih centrov. I. M. Sechenov je bil odličen eksperimentator, ki je naredil ultra natančne reze v območju med vidnimi tuberkulami in neposredno vsam žabji talamus. Opazil je zmanjšanje in popolno prenehanje motorične aktivnosti okončin živali.
Tako je nevrofiziolog odkril posebno vrsto živčnega procesa - inhibicijo v centralnem živčnem sistemu. Vrste in mehanizme njegovega nastanka bomo podrobneje obravnavali v naslednjih poglavjih, zdaj pa se bomo še enkrat osredotočili na to dejstvo: v takih oddelkih, kot sta podolgovata medula in vidni tuberkuli, obstaja mesto, imenovano zaviralno ali " Sechenov" center. Znanstvenik je dokazal tudi njegovo prisotnost ne le pri sesalcih, ampak tudi pri ljudeh. Poleg tega je I. M. Sechenov odkril pojav toničnega vzbujanja zaviralnih centrov. Pod tem procesom je razumel rahlo vzbujanje v centrifugalnih nevronih in z njimi povezanih mišicah, pa tudi v samih živčnih centrih zaviranja.
Ali nevronski procesi medsebojno delujejo?
Raziskave uglednih ruskih fiziologov I. P. Pavlova in I. M. Sechenova so dokazale, da je za delo osrednjega živčnega sistema značilna koordinacija refleksnih reakcij telesa. Interakcija procesov vzbujanja in zaviranja v centralnem živčnem sistemu vodi do usklajene regulacije telesnih funkcij: motorične aktivnosti, dihanja, prebave, izločanja. Bioelektrični procesi se hkrati pojavljajo v živčnih centrih in se lahko sčasoma dosledno spreminjajo. S tem je zagotovljena korelacija in pravočasen prehod odzivnih refleksov na signale iz notranjega in zunanjega okolja. Številni poskusi, ki so jih izvedli nevrofiziologi, so potrdili dejstvo, da sta vzbujanje in inhibicija v osrednjem živčnem sistemuključnih živčnih pojavov, ki temeljijo na določenih zakonitostih. Oglejmo si jih podrobneje.
Živčni centri možganske skorje so sposobni porazdeliti obe vrsti procesov po celotnem živčnem sistemu. Ta lastnost se imenuje obsevanje vzbujanja ali inhibicije. Nasproten pojav je zmanjšanje ali omejitev področja možganov, ki širi bioimpulze. Imenuje se koncentracija. Znanstveniki opazujejo obe vrsti interakcij med nastankom pogojenih motoričnih refleksov. V začetni fazi oblikovanja motoričnih sposobnosti se zaradi obsevanja vzbujanja hkrati skrči več mišičnih skupin, pri čemer ni nujno, da sodelujejo pri izvedbi motoričnega dejanja, ki se oblikuje. Šele po večkratnih ponovitvah oblikovanega kompleksa fizičnih gibov (drsanje, smučanje, kolesarjenje) kot posledica koncentracije vzbujevalnih procesov v specifičnih živčnih žariščih skorje postanejo vsa človeška gibanja visoko usklajena.
Do preklapljanja v delu živčnih centrov lahko pride tudi zaradi indukcije. Pojavi se, ko je izpolnjen naslednji pogoj: najprej pride do koncentracije zaviranja ali vzbujanja in ti procesi morajo biti dovolj močni. V znanosti sta znani dve vrsti indukcije: S-faza (centralna inhibicija v centralnem živčnem sistemu poveča vzbujanje) in negativna oblika (vzbujanje povzroči proces inhibicije). Obstaja tudi sekvenčna indukcija. V tem primeru se živčni proces obrne v samem živčnem središču. Raziskavenevrofiziologi so dokazali dejstvo, da vedenje višjih sesalcev in ljudi določajo pojavi indukcije, obsevanja in koncentracije živčnih procesov vzbujanja in inhibicije.
Brezpogojna inhibicija
Poglejmo podrobneje vrste inhibicije v centralnem živčnem sistemu in se osredotočimo na njeno obliko, ki je značilna tako za živali kot za ljudi. Sam izraz je predlagal I. Pavlov. Znanstvenik je ta proces smatral za eno od prirojenih lastnosti živčnega sistema in izpostavil dve njegovi vrsti: bledenje in konstantno. Oglejmo si jih podrobneje.
Predpostavimo, da je v skorji žarišče vzbujanja, ki ustvarja impulze delovnemu organu (mišice, sekretorne celice žlez). Zaradi sprememb v razmerah zunanjega ali notranjega okolja nastane drugo vzbujeno območje možganske skorje. Proizvaja bioelektrične signale večje intenzivnosti, ki zavirajo vzbujanje v prej aktivnem živčnem središču in njegovem refleksnem loku. Bledeča inhibicija v osrednjem živčnem sistemu vodi v dejstvo, da se intenzivnost orientacijskega refleksa postopoma zmanjšuje. Razlaga za to je naslednja: primarni dražljaj ne povzroča več procesa vzbujanja v receptorjih aferentnega nevrona.
Drugo vrsto inhibicije, opažene tako pri ljudeh kot pri živalih, dokazuje poskus, ki ga je izvedel Nobelov nagrajenec leta 1904 IP Pavlov. Med hranjenjem psa (s fistulo, ki je bila odstranjena z lica) so eksperimentatorji vklopili oster zvočni signal – izločanje sline iz fistule se je ustavilo. Znanstvenik je to vrsto inhibicije imenoval transcendentalno.
Kot prirojena lastnost je zaviranje v centralnem živčnem sistemupoteka po mehanizmu brezpogojnega refleksa. Je precej pasiven in ne povzroča porabe velike količine energije, kar vodi do prenehanja pogojenih refleksov. Nenehna brezpogojna inhibicija spremlja številne psihosomatske bolezni: diskinezije, spastične in ohlapne paralize.
Kaj je bledeča zavora
Še naprej preučujemo mehanizme zaviranja v centralnem živčnem sistemu, razmislimo, kaj je ena od njegovih vrst, imenovana gasilna zavora. Znano je, da je orientacijski refleks reakcija telesa na udarec novega tujega signala. V tem primeru se v možganski skorji oblikuje živčni center, ki je v stanju vzbujanja. Tvori refleksni lok, ki je odgovoren za reakcijo telesa in se imenuje orientacijski refleks. To refleksno dejanje povzroči zaviranje pogojnega refleksa, ki poteka v tem trenutku. Po večkratnem ponavljanju tujega dražljaja se refleks, imenovan indikativni, postopoma zmanjša in končno izgine. To pomeni, da ne povzroča več zaviranja pogojnega refleksa. Ta signal se imenuje umirjena zavora.
Tako je zunanja inhibicija pogojenih refleksov povezana z vplivom tujega signala na telo in je prirojena lastnost centralnega in perifernega živčnega sistema. Nenaden ali nov dražljaj, na primer občutek bolečine, tuj zvok, sprememba osvetlitve, ne povzroči le orientacijskega refleksa, temveč prispeva tudi k oslabitvi ali celo popolni prekinitvi pogojenegarefleksni lok, ki je trenutno aktiven. Če zunanji signal (razen bolečine) deluje večkrat, se zaviranje pogojnega refleksa manj kaže. Biološka vloga brezpogojne oblike živčnega procesa je, da izvede odziv telesa na dražljaj, ki je trenutno najpomembnejši.
Notranje zaviranje
Njegovo drugo ime, ki se uporablja v fiziologiji višje živčne aktivnosti, je pogojena inhibicija. Glavni predpogoj za nastanek takšnega procesa je pomanjkanje okrepitve signalov, ki prihajajo iz zunanjega sveta s prirojenimi refleksi: prebavnimi, slinavnimi. Procesi inhibicije v centralnem živčnem sistemu, ki so nastali v teh pogojih, zahtevajo določen časovni interval. Podrobneje razmislite o njihovih vrstah.
Na primer, diferencialna inhibicija se pojavi kot odziv na okoljske signale, ki se po amplitudi, intenzivnosti in moči ujemajo s pogojenim dražljajem. Ta oblika interakcije med živčnim sistemom in okoliškim svetom omogoča telesu, da bolj subtilno razlikuje med dražljaji in iz njihove celote izolira tistega, ki prejme okrepitev s prirojenim refleksom. Na primer, ob zvoku klica z močjo 15 Hz, podprt s hranilnikom s hrano, je pes razvil pogojeno reakcijo sline. Če na žival nanesemo drug zvočni signal, z jakostjo 25 Hz, ne da bi jo okrepili s hrano, se bo v prvi seriji poskusov iz fistule pri psu sprostila slina na oba pogojena dražljaja. Čez nekaj časa bo žival te signale razlikovala in slina iz fistule bo prenehala izločati zvok z močjo 25 Hz, tj.razvila se bo diferencialna inhibicija.
Osvobodite možgane informacij, ki so izgubile svojo vitalno vlogo za telo - to funkcijo natančno izvaja zaviranje v centralnem živčnem sistemu. Fiziologija je empirično dokazala, da lahko pogojeni motorični odzivi, dobro fiksirani z razvitimi veščinami, vztrajajo skozi vse življenje osebe, na primer drsanje, kolesarjenje.
Če povzamemo, lahko rečemo, da so procesi zaviranja v centralnem živčnem sistemu oslabitev ali prenehanje določenih reakcij telesa. So zelo pomembni, saj se vsi refleksi telesa popravijo v skladu s spremenjenimi pogoji, in če je pogojni signal izgubil svojo vrednost, lahko celo popolnoma izginejo. Različne vrste zaviranja v centralnem živčnem sistemu so osnovne za takšne sposobnosti človeške psihe, kot so ohranjanje samonadzora, razlikovanje dražljajev in pričakovanja.
Zakasnjeni pogled na živčni proces
Empirično lahko ustvarite situacijo, v kateri se odziv telesa na pogojen signal iz zunanjega okolja pokaže še pred izpostavljenostjo brezpogojnemu dražljaju, kot je hrana. S povečanjem časovnega intervala med nastopom izpostavljenosti pogojenemu signalu (svetloba, zvok, na primer udarci metronoma) in trenutkom okrepitve na tri minute je sproščanje sline na zgoraj navedene pogojene dražljaje vse več. zamuja in se pokaže šele v trenutku, ko se pred živaljo pojavi krmilnik s hrano. Zakasnitev v odzivu na pogojen signal označuje procese inhibicije v osrednjem živčnem sistemu, ki se imenujejo zakasnjenioblika, v kateri njegov čas pretoka ustreza intervalu zakasnitve brezpogojnega dražljaja, kot je hrana.
Vrednost inhibicije v centralnem živčnem sistemu
Človeško telo je, figurativno rečeno, "pod pištolo" ogromnega števila dejavnikov zunanjega in notranjega okolja, na katere je prisiljeno reagirati in tvoriti številne reflekse. Njihovi živčni centri in loki se oblikujejo v možganih in hrbtenjači. Preobremenjenost živčnega sistema z ogromnim številom vznemirjenih centrov v možganski skorji negativno vpliva na duševno zdravje človeka in tudi zmanjša njegovo zmogljivost.
Biološka osnova človeškega vedenja
Obe vrsti aktivnosti živčnega tkiva, tako vzbujanje kot inhibicija v CNS, sta osnova višje živčne aktivnosti. Določa fiziološke mehanizme človekove duševne dejavnosti. Nauk o višji živčni dejavnosti je oblikoval IP Pavlov. Njegova sodobna interpretacija je naslednja:
Vzbujanje in inhibicija v centralnem živčnem sistemu, ki se pojavljata v interakciji, zagotavljata kompleksne miselne procese: spomin, mišljenje, govor, zavest in tvorita tudi kompleksne človeške vedenjske reakcije
Za sestavo znanstveno utemeljenega načina študija, dela, počitka znanstveniki uporabljajo znanje o zakonih višje živčne dejavnosti.
Biološki pomen tako aktivnega živčnega procesa, kot je inhibicija, je mogoče določiti na naslednji način. Spremembe pogojev zunanjega in notranjega okolja (pomanjkanje ojačitvepogojen signal s prirojenim refleksom) povzroči ustrezne spremembe v prilagoditvenih mehanizmih v človeškem telesu. Zato se pridobljeno refleksno dejanje zavira (ugasne) ali pa popolnoma izgine, saj postane za telo neprimerno.
Kaj je spanje?
I. P. Pavlov je v svojih delih eksperimentalno dokazal dejstvo, da so procesi inhibicije v centralnem živčnem sistemu in spanja enake narave. V obdobju budnosti telesa se v ozadju splošne aktivnosti možganske skorje še vedno diagnosticirajo njegovi posamezni deli, ki jih pokriva notranja inhibicija. Med spanjem seva po celotni površini možganskih hemisfer in doseže subkortikalne tvorbe: vidne tuberkule (talamus), hipotalamus, retikularno formacijo in limbični sistem. Kot je poudaril izjemni nevrofiziolog P. K. Anokhin, vsi omenjeni deli osrednjega živčnega sistema, ki so odgovorni za vedenjsko sfero, čustva in nagone, zmanjšajo svojo aktivnost med spanjem. To pomeni zmanjšanje proizvodnje živčnih impulzov, ki prihajajo izpod skorje. Tako se aktivacija skorje zmanjša. To zagotavlja možnost počitka in obnove presnove tako v nevrocitih velikih možganov kot v celotnem telesu.
Izkušnje drugih znanstvenikov (Hess, Economo) so vzpostavile posebne komplekse živčnih celic, vključenih v nespecifična jedra vidnih tuberkulov. V njih diagnosticirani vzbujevalni procesi povzročijo zmanjšanje frekvence kortikalnih bioritmov, kar lahko obravnavamo kot prehod iz aktivnega stanja.(zbujenje) spati. Študije takšnih delov možganov, kot sta Sylviusov akvadukt in tretji prekat, so znanstvenike spodbudili k ideji centra za uravnavanje spanja. Anatomsko je povezan z delom možganov, ki je odgovoren za budnost. Poraz tega lokusa skorje zaradi travme ali kot posledica dednih motenj pri ljudeh vodi do patoloških stanj nespečnosti. Opažamo tudi dejstvo, da regulacijo tako življenjsko pomembnega procesa inhibicije za telo, kot je spanje, izvajajo živčni centri diencefalona in subkortikalnih jeder: repasto, mandljevo, ograjno in lečasto.
