Regulering af nerveaktivitet er en excitations- og hæmningsproces i centralnervesystemet. I første omgang opstår det som en elementær reaktion på irritation. I evolutionsprocessen blev neurohumorale funktioner mere komplekse, hvilket førte til dannelsen af hovedafdelingerne af nerve- og endokrine systemer. I denne artikel vil vi studere en af hovedprocesserne - hæmning i centralnervesystemet, typerne og mekanismerne for dens implementering.
Nervevæv, dets struktur og funktioner
En af varianterne af dyrevæv, kaldet nervøs, har en speciel struktur, der giver både excitationsprocessen og aktiverer hæmningsfunktionerne i centralnervesystemet. Nerveceller består af en krop og processer: korte (dendritter) og lange (axon), som sikrer overførsel af nerveimpulser fra en neurocyt til en anden. Enden af axonen af en nervecelle kontakter dendritterne af den næste neurocyt på steder, der kaldes synapser. De giver overførsel af bioelektriske impulser gennem nervevævet. Og spændingenbevæger sig altid i én retning - fra axonet til kroppen eller dendritter af en anden neurocyt.
En yderligere egenskab, udover excitation, der forekommer i nervevævet, er hæmning i centralnervesystemet. Det er en reaktion fra kroppen på virkningen af et irritationsmiddel, hvilket fører til et fald eller fuldstændigt ophør af motorisk eller sekretorisk aktivitet, hvor centrifugale neuroner deltager. Hæmning i nervevævet kan også forekomme uden forudgående excitation, men kun under påvirkning af en hæmmende mediator, såsom GABA. Det er en af de vigtigste sendere til bremsning. Her kan du også navngive et sådant stof som glycin. Denne aminosyre er involveret i at øge hæmmende processer og stimulerer produktionen af gamma-aminosmørsyremolekyler i synapser.
I. M. Sechenov og hans arbejde i neurofysiologi
En fremragende russisk videnskabsmand, skaberen af teorien om refleksaktivitet i hjernen, beviste tilstedeværelsen i de centrale dele af nervesystemet af specielle cellekomplekser, der er i stand til at inaktivere bioelektriske processer. Opdagelsen af hæmningscentre i centralnervesystemet blev mulig takket være brugen af tre typer eksperimenter af I. Sechenov. Disse omfatter: skæring af sektioner af cortex i forskellige områder af hjernen, stimulering af individuelle loci af gråt stof af fysiske eller kemiske faktorer (elektrisk strøm, natriumchloridopløsning) samt metoden til fysiologisk excitation af hjernecentre. I. M. Sechenov var en fremragende eksperimentator, der lavede ultrapræcise snit i området mellem de visuelle tuberkler og direkte iselve frøens thalamus. Han observerede et fald og fuldstændigt ophør af den motoriske aktivitet af dyrets lemmer.
En neurofysiolog opdagede således en særlig type nerveproces - hæmning i centralnervesystemet. Vi vil overveje typerne og mekanismerne for dens dannelse mere detaljeret i de følgende afsnit, og nu vil vi igen fokusere på denne kendsgerning: i sådanne afdelinger som medulla oblongata og visuelle tuberkler er der et sted kaldet det hæmmende, eller " Sechenov" center. Forskeren beviste også sin tilstedeværelse ikke kun hos pattedyr, men også hos mennesker. Desuden opdagede I. M. Sechenov fænomenet med tonisk excitation af hæmmende centre. Han forstod ved denne proces en let excitation i de centrifugale neuroner og musklerne forbundet med dem, såvel som i selve inhiberingsnervecentrene.
Interagerer neurale processer?
Forskning udført af fremtrædende russiske fysiologer I. P. Pavlov og I. M. Sechenov beviste, at centralnervesystemets arbejde er karakteriseret ved koordinering af kroppens refleksreaktioner. Samspillet mellem excitations- og hæmningsprocesserne i centralnervesystemet fører til en koordineret regulering af kropsfunktioner: motorisk aktivitet, respiration, fordøjelse, udskillelse. Bioelektriske processer forekommer samtidigt i nervecentrene og kan konsekvent ændre sig over tid. Dette sikrer korrelation og rettidig passage af responsreflekser til signaler fra det interne og eksterne miljø. Talrige eksperimenter udført af neurofysiologer har bekræftet det faktum, at excitation og hæmning i centralnervesystemet ercentrale nervøse fænomener, som er baseret på visse regelmæssigheder. Lad os dvæle ved dem mere detaljeret.
Nervecentre i hjernebarken er i stand til at fordele begge typer processer i hele nervesystemet. Denne egenskab kaldes bestråling af excitation eller hæmning. Det modsatte fænomen er en reduktion eller begrænsning af det område af hjernen, der udbreder bioimpulser. Det kaldes koncentration. Forskere observerer begge typer interaktioner under dannelsen af betingede motoriske reflekser. Under den indledende fase af dannelsen af motoriske færdigheder, på grund af bestrålingen af excitation, trækker flere muskelgrupper sig samtidigt sammen og deltager ikke nødvendigvis i udførelsen af den motoriske handling, der dannes. Først efter gentagne gentagelser af det dannede kompleks af fysiske bevægelser (skøjteløb, skiløb, cykling), som et resultat af koncentrationen af excitationsprocesser i specifikke nervefoci af cortex, bliver alle menneskelige bevægelser meget koordinerede.
Switching i nervecentres arbejde kan også forekomme på grund af induktion. Det manifesterer sig, når følgende betingelse er opfyldt: først er der en koncentration af hæmning eller excitation, og disse processer skal være af tilstrækkelig styrke. I videnskaben kendes to typer induktion: S-fase (central inhibering i centralnervesystemet øger excitation) og negativ form (excitation forårsager hæmningsprocessen). Der er også sekventiel induktion. I dette tilfælde vendes nerveprocessen i selve nervecentret. Forskningneurofysiologer beviste det faktum, at højere pattedyrs og menneskers adfærd er bestemt af fænomenerne induktion, bestråling og koncentration af nervøse processer af excitation og hæmning.
Ubetinget hæmning
Lad os overveje mere detaljeret typerne af hæmning i centralnervesystemet og dvæle ved dens form, som er iboende i både dyr og mennesker. Selve udtrykket blev foreslået af I. Pavlov. Forskeren anså denne proces for at være en af nervesystemets medfødte egenskaber og udpegede to typer af den: falmende og konstant. Lad os dvæle ved dem mere detaljeret.
Antag, at der er et excitationsfokus i cortex, som genererer impulser til det arbejdende organ (muskler, sekretoriske celler i kirtlerne). På grund af ændringer i forholdene i det ydre eller indre miljø opstår et andet ophidset område af hjernebarken. Det producerer bioelektriske signaler med større intensitet, som hæmmer excitation i det tidligere aktive nervecenter og dets refleksbue. Faldende hæmning i centralnervesystemet fører til, at intensiteten af orienteringsrefleksen gradvist aftager. Forklaringen på dette er som følger: den primære stimulus forårsager ikke længere excitationsprocessen i receptorerne af den afferente neuron.
En anden form for hæmning, observeret både hos mennesker og hos dyr, demonstreres af forsøget udført af Nobelprisvinderen i 1904 IP Pavlov. Mens de fodrede hunden (med fistelen fjernet fra kinden), tændte forsøgslederne et skarpt lydsignal - frigivelsen af spyt fra fistelen stoppede. Videnskabsmanden kaldte denne type hæmning transcendental.
At være en medfødt egenskab, hæmning i centralnervesystemetforløber ved en ubetinget refleksmekanisme. Det er ret passivt og forårsager ikke forbruget af en stor mængde energi, hvilket fører til ophør af betingede reflekser. Konstant ubetinget hæmning ledsager mange psykosomatiske sygdomme: dyskinesier, spastisk og slap lammelse.
Hvad er en falmende bremse
Fortsat med at studere hæmningsmekanismerne i centralnervesystemet, lad os overveje, hvad der er en af dens typer, kaldet en slukningsbremse. Det er velkendt, at orienteringsrefleksen er kroppens reaktion på påvirkningen af et nyt fremmedsignal. I dette tilfælde dannes et nervecenter i hjernebarken, som er i en tilstand af excitation. Den danner en refleksbue, som er ansvarlig for kroppens reaktion og kaldes orienteringsrefleksen. Denne reflekshandling forårsager hæmning af den betingede refleks, der finder sted i øjeblikket. Efter gentagen gentagelse af en uvedkommende stimulus aftager refleksen, kaldet indikativ, gradvist og forsvinder til sidst. Det betyder, at det ikke længere forårsager hæmning af den betingede refleks. Dette signal kaldes fading-bremsen.
Således er ekstern hæmning af betingede reflekser forbundet med påvirkningen af et uvedkommende signal på kroppen og er en medfødt egenskab i det centrale og perifere nervesystem. En pludselig eller ny stimulus, for eksempel en smertefornemmelse, en uvedkommende lyd, en ændring i belysningen, forårsager ikke kun en orienteringsrefleks, men bidrager også til svækkelsen eller endog fuldstændig ophør af den konditionerederefleksbue, der i øjeblikket er aktiv. Hvis et uvedkommende signal (bortset fra smerte) virker gentagne gange, viser hæmning af den betingede refleks sig mindre. Den biologiske rolle for den ubetingede form af nerveprocessen er at udføre kroppens reaktion på stimulus, den vigtigste i øjeblikket.
Intern bremsning
Dens andet navn, der bruges i fysiologien af højere nervøs aktivitet, er betinget hæmning. Hovedforudsætningen for fremkomsten af en sådan proces er manglen på forstærkning af signaler, der kommer fra omverdenen med medfødte reflekser: fordøjelse, spyt. De hæmningsprocesser i centralnervesystemet, der er opstået under disse forhold, kræver et vist tidsinterval. Overvej deres typer mere detaljeret.
For eksempel opstår differentiel hæmning som en reaktion på miljøsignaler, der matcher i amplitude, intensitet og styrke til den betingede stimulus. Denne form for interaktion mellem nervesystemet og den omgivende verden giver kroppen mulighed for mere subtilt at skelne mellem stimuli og fra deres helhed isolere den, der modtager forstærkning af en medfødt refleks. For eksempel, til lyden af et opkald med en styrke på 15 Hz, understøttet af en foderautomat med mad, udviklede hunden en betinget spytreaktion. Hvis et andet lydsignal påføres dyret, med en styrke på 25 Hz, uden at forstærke det med mad, vil der i den første række af forsøg blive frigivet spyt fra fistelen i hunden til begge betingede stimuli. Efter nogen tid vil dyret differentiere disse signaler, og spyttet fra fistelen vil stoppe med at udskille til en lyd med en effekt på 25 Hz, dvs.differentiel hæmning vil udvikle sig.
Befri hjernen for information, der har mistet sin vitale rolle for kroppen - denne funktion udføres netop ved hæmning i centralnervesystemet. Fysiologi har empirisk bevist, at betingede motoriske reaktioner, godt fikseret af udviklede færdigheder, kan vare ved gennem en persons liv, f.eks. skøjteløb, cykling.
Opsummering kan vi sige, at hæmningsprocesserne i centralnervesystemet er svækkelse eller ophør af visse reaktioner i kroppen. De er af stor betydning, da alle kroppens reflekser korrigeres i overensstemmelse med de ændrede forhold, og hvis det betingede signal har mistet sin værdi, kan de endda helt forsvinde. Forskellige typer hæmning i centralnervesystemet er grundlæggende for sådanne evner i den menneskelige psyke som at opretholde selvkontrol, skelne stimuli og forventning.
Forsinket syn på den nervøse proces
Empirisk kan du skabe en situation, hvor kroppens reaktion på et betinget signal fra det ydre miljø manifesterer sig selv før udsættelse for en ubetinget stimulus, såsom mad. Med en stigning i tidsintervallet mellem begyndelsen af eksponering for et betinget signal (lys, lyd, for eksempel metronomslag) og forstærkningsmomentet op til tre minutter, er frigivelsen af spyt til de ovennævnte betingede stimuli mere og mere forsinket og manifesterer sig kun i det øjeblik, hvor en foderautomat med mad dukker op foran dyret. Forsinkelsen som reaktion på et betinget signal karakteriserer hæmningsprocesserne i centralnervesystemet, kaldet forsinketen form, hvor dens flowtid svarer til forsinkelsesintervallet for en ubetinget stimulus, såsom mad.
Værdien af hæmning i centralnervesystemet
Den menneskelige krop er billedligt t alt "under pistolen" af et stort antal faktorer i det ydre og indre miljø, som det er tvunget til at reagere på og danne mange reflekser på. Deres nervecentre og buer dannes i hjernen og rygmarven. Overbelastningen af nervesystemet med et stort antal spændte centre i hjernebarken påvirker en persons mentale sundhed negativt og reducerer også hans ydeevne.
Biologisk grundlag for menneskelig adfærd
Begge typer af aktivitet i nervevævet, både excitation og hæmning i CNS, er grundlaget for højere nervøs aktivitet. Det bestemmer de fysiologiske mekanismer for menneskelig mental aktivitet. Læren om højere nervøs aktivitet blev formuleret af IP Pavlov. Dens moderne fortolkning er som følger:
Excitation og hæmning i centralnervesystemet, der forekommer i interaktion, giver komplekse mentale processer: hukommelse, tænkning, tale, bevidsthed og danner også komplekse menneskelige adfærdsreaktioner
For at komponere en videnskabeligt funderet måde at studere, arbejde, hvile på anvender videnskabsmænd viden om lovene for højere nervøs aktivitet.
Den biologiske betydning af en så aktiv nerveproces som hæmning kan bestemmes som følger. Ændringer i forholdene i det ydre og indre miljø (manglende forstærkningbetinget signal ved en medfødt refleks) medfører passende ændringer i de adaptive mekanismer i den menneskelige krop. Derfor hæmmes (slukker) den erhvervede reflekshandling eller forsvinder helt, da den bliver upassende for kroppen.
Hvad er søvn?
I. P. Pavlov beviste i sine værker eksperimentelt det faktum, at hæmningsprocesserne i centralnervesystemet og søvnen er af samme karakter. I løbet af kroppens vågenhedsperiode, på baggrund af den generelle aktivitet af hjernebarken, diagnosticeres dens individuelle sektioner, der er dækket af intern hæmning, stadig. Under søvn stråler det ud over hele overfladen af hjernehalvdelene og når de subkortikale formationer: visuelle tuberkler (thalamus), hypothalamus, retikulær dannelse og limbisk system. Som den fremragende neurofysiolog P. K. Anokhin påpegede, reducerer alle de ovennævnte dele af centralnervesystemet, der er ansvarlige for adfærdssfæren, følelser og instinkter, deres aktivitet under søvn. Dette medfører et fald i genereringen af nerveimpulser, der kommer fra under cortex. Dermed reduceres aktiveringen af cortex. Dette giver mulighed for hvile og genopretning af stofskiftet både i neurocytter i den store hjerne og i hele kroppen som helhed.
Erfaringer fra andre videnskabsmænd (Hess, Economo) etablerede specielle komplekser af nerveceller, der er inkluderet i de ikke-specifikke kerner i de visuelle tuberkler. Excitationsprocesser diagnosticeret i dem forårsager et fald i hyppigheden af kortikale biorytmer, hvilket kan betragtes som en overgang fra en aktiv tilstand(vågner) til at sove. Undersøgelser af sådanne dele af hjernen som Sylvius akvædukt og den tredje ventrikel fik videnskabsmænd til ideen om et søvnreguleringscenter. Det er anatomisk relateret til den del af hjernen, der er ansvarlig for vågenhed. Nederlaget for dette sted af cortex på grund af traumer eller som følge af arvelige lidelser hos mennesker fører til patologiske tilstande af søvnløshed. Vi bemærker også, at reguleringen af en så afgørende vigtig hæmningsproces for kroppen som søvn udføres af nervecentrene i diencephalon og subkortikale kerner: caudat, mandelformet, hegn og linseformet.
