El principio fundamental del funcionamiento del sistema nervioso central es el proceso de regulación, control de las funciones fisiológicas, que tienen como objetivo mantener la constancia de las propiedades y la composición. ambiente interno cuerpo. El sistema nervioso central asegura relaciones óptimas entre el cuerpo y ambiente, estabilidad, integridad, nivel óptimo de actividad vital del cuerpo.
Hay dos tipos principales de regulación: humoral y nerviosa.
El proceso de control humoral implica cambiar la actividad fisiológica del cuerpo bajo la influencia de sustancias químicas liberadas por los fluidos corporales. La fuente de transmisión de información es sustancias químicas– zonas de utilización, productos metabólicos (dióxido de carbono, glucosa, ácido graso), informantes, hormonas de las glándulas endocrinas, hormonas locales o tisulares.
El proceso nervioso de regulación implica controlar los cambios en las funciones fisiológicas a lo largo de las fibras nerviosas utilizando el potencial de excitación bajo la influencia de la transferencia de información.
Características:
1) es un producto posterior de la evolución;
2) proporciona una regulación rápida;
3) tiene un objetivo de impacto exacto;
4) lleva a cabo manera económica regulación;
5) garantiza una alta fiabilidad de la transmisión de información.
En el cuerpo, los mecanismos nerviosos y humorales funcionan como un sistema control neurohumoral. Esta es una forma combinada, donde se utilizan dos mecanismos de control simultáneamente; están interconectados y son interdependientes.
El sistema nervioso es un conjunto de células nerviosas, o neuronas.
Según la localización distinguen:
1) sección central – cerebro y médula espinal;
2) periférico: procesos de las células nerviosas del cerebro y médula espinal.
Por características funcionales distinguir:
1) departamento somático, regulador actividad del motor;
2) actividad vegetativa y reguladora órganos internos, glándulas endocrinas, vasos sanguíneos, inervación trófica de los músculos y el propio sistema nervioso central.
Funciones del sistema nervioso:
1) función de coordinación integradora. Proporciona las funciones de varios órganos y sistemas fisiológicos, coordina sus actividades entre sí;
2) asegurar estrechas conexiones entre el cuerpo humano y el medio ambiente a nivel biológico y social;
3) regulación de nivel Procesos metabólicos en diversos órganos y tejidos, así como en sí mismo;
4) provisión actividad mental departamentos superiores del sistema nervioso central.
2. Neurona. Características estructurales, significado, tipos.
La unidad estructural y funcional del tejido nervioso es la célula nerviosa. neurona.
Una neurona es una célula especializada que es capaz de recibir, codificar, transmitir y almacenar información, establecer contactos con otras neuronas y organizar la respuesta del cuerpo a la irritación.
Funcionalmente, una neurona se divide en:
1) la parte receptiva (dendritas y membrana del soma de la neurona);
2) parte integrativa (soma con montículo axónico);
3) parte transmisora (montículo de axón con axón).
Percibir parte.
Dendritas– el principal campo receptivo de la neurona. La membrana dendrítica es capaz de responder a los mediadores. Una neurona tiene varias dendritas ramificadas. Esto se explica por el hecho de que una neurona, como formación de información, debe tener una gran cantidad de entradas. A través de contactos especializados, la información fluye de una neurona a otra. Estos contactos se llaman "espinas".
La membrana del soma de la neurona tiene un espesor de 6 nm y consta de dos capas de moléculas lipídicas. Los extremos hidrófilos de estas moléculas miran hacia la fase acuosa: una capa de moléculas mira hacia adentro y la otra hacia afuera. Los extremos hidrófilos están orientados uno hacia el otro, dentro de la membrana. La bicapa lipídica de la membrana contiene proteínas que realizan varias funciones:
1) bombear proteínas: mover iones y moléculas en la célula contra un gradiente de concentración;
2) las proteínas incrustadas en los canales proporcionan permeabilidad selectiva de la membrana;
3) las proteínas receptoras reconocen las moléculas necesarias y las fijan en la membrana;
4) las enzimas facilitan el flujo reacción química en la superficie de la neurona.
En algunos casos, la misma proteína puede servir como receptor, enzima y bomba.
Parte integrativa.
axón loma– el punto donde el axón sale de la neurona.
La neurona soma (cuerpo neuronal) realiza, junto con una función trófica e informativa, relativa a sus procesos y sinapsis. El soma asegura el crecimiento de dendritas y axones. El soma de la neurona está encerrado en una membrana multicapa, que asegura la formación y propagación del potencial electrotónico al montículo del axón.
Parte transmisora.
axón- una extensión del citoplasma, adaptada para transportar información que las dendritas recogen y procesan en la neurona. El axón de una célula dendrítica tiene un diámetro constante y está cubierto por una vaina de mielina, que se forma a partir de la glía; el axón tiene terminaciones ramificadas que contienen mitocondrias y formaciones secretoras.
Funciones de las neuronas:
1) generalización del impulso nervioso;
2) recibir, almacenar y transmitir información;
3) la capacidad de resumir señales excitadoras e inhibidoras (función integradora).
Tipos de neuronas:
1) por localización:
a) central (cerebro y médula espinal);
b) periférico (ganglios cerebrales, nervios craneales);
2) dependiendo de la función:
a) aferente (sensible), que transporta información desde los receptores al sistema nervioso central;
b) intercalar (conector), en el caso elemental que proporciona comunicación entre neuronas aferentes y eferentes;
c) eferente:
– motor – astas anteriores de la médula espinal;
– secretor – cuernos laterales de la médula espinal;
3) según las funciones:
a) estimulante;
b) inhibidor;
4) dependiendo de las características bioquímicas, de la naturaleza del mediador;
5) dependiendo de la calidad del estímulo que percibe la neurona:
a) monomodal;
b) multimodal.
3. Arco reflejo, sus componentes, tipos, funciones.
La actividad del cuerpo es una reacción refleja natural ante un estímulo. Reflejo– la reacción del cuerpo a la irritación de los receptores, que se lleva a cabo con la participación del sistema nervioso central. La base estructural del reflejo es el arco reflejo.
Arco reflejo- una cadena de células nerviosas conectadas en serie que asegura la implementación de una reacción, una respuesta a la irritación.
El arco reflejo consta de seis componentes: receptores, vía aferente (sensible), centro reflejo, vía eferente (motora, secretora), efector (órgano de trabajo), retroalimentación.
Los arcos reflejos pueden ser de dos tipos:
1) simple: arcos reflejos monosinápticos (arco reflejo del reflejo tendinoso), que constan de 2 neuronas (receptor (aferente) y efector), hay 1 sinapsis entre ellas;
2) complejo – arcos reflejos polisinápticos. Consisten en 3 neuronas (puede haber más): un receptor, una o más intercaladas y un efector.
La idea de un arco reflejo como una respuesta conveniente del cuerpo dicta la necesidad de complementar el arco reflejo con otro vínculo: un circuito de retroalimentación. Este componente establece una conexión entre el resultado obtenido de la reacción refleja y el centro nervioso que emite las órdenes ejecutivas. Con la ayuda de este componente, el arco reflejo abierto se transforma en cerrado.
Características de un arco reflejo monosináptico simple:
1) receptor y efector geográficamente cercanos;
2) arco reflejo de dos neuronas, monosináptico;
3) fibras nerviosas del grupo A? (70-120 m/s);
4) un tiempo corto reflejo;
5) músculos que se contraen según el tipo de contracción de un solo músculo.
Características de un arco reflejo monosináptico complejo:
1) receptor y efector territorialmente separados;
2) arco receptor de tres neuronas (puede haber más neuronas);
3) la presencia de fibras nerviosas de los grupos C y B;
4) contracción muscular según el tipo de tétanos.
Características del reflejo autónomo:
1) la interneurona está ubicada en los cuernos laterales;
2) la vía del nervio preganglionar comienza desde los cuernos laterales, después del ganglio, el posganglionar;
3) el camino eferente del reflejo del arco nervioso autónomo es interrumpido por el ganglio autónomo, en el que se encuentra la neurona eferente.
La diferencia entre el arco nervioso simpático y el parasimpático: el arco nervioso simpático tiene una vía preganglionar corta, ya que el ganglio autónomo se encuentra más cerca de la médula espinal y la vía posganglionar es larga.
En el arco parasimpático ocurre lo contrario: la vía preganglionar es larga, ya que el ganglio se encuentra cerca del órgano o en el propio órgano, y la vía posganglionar es corta.
4. Sistemas funcionales del cuerpo.
Sistema funcional– asociación funcional temporal centros nerviosos varios órganos y sistemas del cuerpo para lograr el resultado final beneficioso.
El resultado beneficioso es un factor de autoformación del sistema nervioso. El resultado de una acción es un indicador adaptativo vital que es necesario para el funcionamiento normal del cuerpo.
Hay varios grupos de resultados finales útiles:
1) metabólico: consecuencia de procesos metabólicos a nivel molecular que crean sustancias y productos finales necesarios para la vida;
2) homeostático – constancia de los indicadores del estado y composición de los medios del cuerpo;
3) conductual – resultado necesidad biológica(sexual, comida, bebida);
4) social – satisfacción de necesidades sociales y espirituales.
El sistema funcional incluye varios órganos y sistemas, cada uno de los cuales participa activamente en la consecución de un resultado útil.
El sistema funcional, según P.K. Anokhin, incluye cinco componentes principales:
1) un resultado adaptativo útil: aquel para el cual se crea un sistema funcional;
2) aparato de control (aceptador de resultados): un grupo de células nerviosas en el que se forma un modelo del resultado futuro;
3) aferencia inversa (suministra información desde el receptor al enlace central del sistema funcional): impulsos nerviosos aferentes secundarios que van al aceptor del resultado de la acción para evaluar el resultado final;
4) aparato de control (enlace central): asociación funcional de los centros nerviosos con el sistema endocrino;
5) los componentes ejecutivos (aparatos de reacción) son órganos y sistemas fisiológicos cuerpo (vegetativo, endocrino, somático). Consta de cuatro componentes:
a) órganos internos;
b) glándulas endocrinas;
d) reacciones conductuales.
Propiedades de un sistema funcional:
1) dinamismo. El sistema funcional puede incluir órganos y sistemas adicionales, lo que depende de la complejidad de la situación actual;
2) la capacidad de autorregularse. Cuando el valor controlado o el resultado final útil se desvía del valor óptimo, se produce una serie de reacciones de un complejo espontáneo que devuelve los indicadores al nivel óptimo. La autorregulación se produce en presencia de retroalimentación.
Varios sistemas funcionales operan simultáneamente en el cuerpo. Están en continua interacción, que está sujeta a ciertos principios:
1) el principio del sistema de génesis. Se produce una maduración selectiva y una evolución de los sistemas funcionales (los sistemas circulatorio, respiratorio y nutricional funcionales maduran y se desarrollan antes que otros);
2) el principio de interacción múltiplemente conectada. Existe una generalización de las actividades de varios sistemas funcionales destinadas a lograr un resultado multicomponente (parámetros de homeostasis);
3) el principio de jerarquía. Los sistemas funcionales se organizan en una fila determinada de acuerdo con su importancia (sistema funcional de integridad tisular, sistema funcional de nutrición, sistema funcional de reproducción, etc.);
4) el principio de interacción dinámica secuencial. Existe una secuencia clara de cambio de las actividades de un sistema funcional a otro.
5. Actividades de coordinación del sistema nervioso central.
La actividad de coordinación (CA) del SNC es el trabajo coordinado de las neuronas del SNC, basado en la interacción de las neuronas entre sí.
Funciones del CD:
1) asegura el desempeño claro de determinadas funciones y reflejos;
2) asegura la inclusión constante de varios centros nerviosos en el trabajo para garantizar formas complejas de actividad;
3) asegura el trabajo coordinado de varios centros nerviosos (durante el acto de tragar, la respiración se contiene en el momento de tragar; cuando el centro de deglución está excitado, el centro respiratorio se inhibe).
Principios básicos de la EC del SNC y sus mecanismos neuronales.
1. El principio de irradiación (propagación). Cuando se excitan pequeños grupos de neuronas, la excitación se propaga a un número significativo de neuronas. La irradiación se explica:
1) la presencia de terminaciones ramificadas de axones y dendritas, debido a la ramificación, los impulsos se propagan a una gran cantidad de neuronas;
2) disponibilidad interneuronas en el sistema nervioso central, que aseguran la transmisión de impulsos de una célula a otra. La irradiación tiene límites, que son proporcionados por la neurona inhibidora.
2. El principio de convergencia. Cuando se excita una gran cantidad de neuronas, la excitación puede converger en un grupo de células nerviosas.
3. El principio de reciprocidad: trabajo coordinado de los centros nerviosos, especialmente en reflejos opuestos (flexión, extensión, etc.).
4. El principio de dominancia. Dominante– el foco dominante de excitación en el sistema nervioso central en este momento. Este es el centro de la excitación persistente, inquebrantable y que no se propaga. Él tiene ciertas propiedades: suprime la actividad de otros centros nerviosos, tiene una mayor excitabilidad, atrae impulsos nerviosos de otros focos, resume los impulsos nerviosos. Los focos de dominante son de dos tipos: origen exógeno (causado por factores ambiente externo) y endógeno (causado por factores ambientales internos). El dominante subyace a la formación de un reflejo condicionado.
5. Principio de retroalimentación. La retroalimentación es un flujo de impulsos hacia el sistema nervioso que informa al sistema nervioso central sobre cómo se lleva a cabo la respuesta, si es suficiente o no. Hay dos tipos de retroalimentación:
1) positivo Comentario, provocando una mayor respuesta del sistema nervioso. Subyace el círculo vicioso que conduce al desarrollo de enfermedades;
2) retroalimentación negativa, que reduce la actividad de las neuronas del SNC y la respuesta. Subyace a la autorregulación.
6. El principio de subordinación. En el sistema nervioso central existe una cierta subordinación de las secciones entre sí, siendo la sección superior la corteza cerebral.
7. El principio de interacción entre los procesos de excitación e inhibición. El sistema nervioso central coordina los procesos de excitación e inhibición:
ambos procesos son capaces de converger, el proceso de excitación y, en menor medida, el de inhibición son capaces de irradiarse. La inhibición y la excitación están conectadas por relaciones inductivas. El proceso de excitación induce la inhibición y viceversa. Hay dos tipos de inducción:
1) consistente. El proceso de excitación e inhibición se alterna en el tiempo;
2) mutuo. Hay dos procesos al mismo tiempo: excitación e inhibición. La inducción mutua se lleva a cabo mediante inducción mutua positiva y negativa: si se produce inhibición en un grupo de neuronas, surgen focos de excitación a su alrededor (inducción mutua positiva) y viceversa.
Según la definición de I. P. Pavlov, la excitación y la inhibición son dos caras de un mismo proceso. La actividad de coordinación del sistema nervioso central garantiza una interacción clara entre las células nerviosas individuales y los grupos individuales de células nerviosas. Hay tres niveles de integración.
El primer nivel está garantizado debido al hecho de que los impulsos de diferentes neuronas pueden converger en el cuerpo de una neurona, lo que resulta en una suma o una disminución de la excitación.
El segundo nivel proporciona interacciones entre grupos individuales de células.
El tercer nivel lo proporcionan las células de la corteza cerebral, que contribuyen a un nivel más avanzado de adaptación de la actividad del sistema nervioso central a las necesidades del cuerpo.
6. Tipos de inhibición, interacción de procesos de excitación e inhibición en el sistema nervioso central. Experiencia de I. M. Sechenov
Frenado– proceso activo, que ocurre cuando los estímulos actúan sobre el tejido, se manifiesta en la supresión de otras excitaciones; no existe una función funcional del tejido.
La inhibición sólo puede desarrollarse en forma de respuesta local.
Hay dos tipos de frenado:
1) primario. Para que ocurra es necesaria la presencia de neuronas inhibidoras especiales. La inhibición ocurre principalmente sin excitación previa bajo la influencia de un transmisor inhibidor. Hay dos tipos de inhibición primaria:
a) presináptico en la sinapsis axo-axonal;
b) postsináptica en la sinapsis axodendrítica.
2) secundario. No requiere estructuras inhibidoras especiales, surge como resultado de cambios en la actividad funcional de estructuras excitables ordinarias y siempre está asociada con el proceso de excitación. Tipos de frenado secundario:
a) trascendental, que se produce cuando hay un gran flujo de información que ingresa a la célula. El flujo de información va más allá de la funcionalidad de la neurona;
b) pesimista, que cursa con alta frecuencia de irritación;
c) parabiótico, que ocurre con irritación severa y prolongada;
d) inhibición después de la excitación, resultante de una disminución estado funcional neuronas después de la excitación;
e) inhibición según el principio de inducción negativa;
e) inhibición de reflejos condicionados.
Los procesos de excitación e inhibición están estrechamente relacionados entre sí, ocurren simultáneamente y son diferentes manifestaciones de un solo proceso. Los focos de excitación e inhibición son móviles, cubren áreas más grandes o más pequeñas de poblaciones neuronales y pueden ser más o menos pronunciados. Ciertamente, la excitación es reemplazada por la inhibición, y viceversa, es decir, existe una relación inductiva entre inhibición y excitación.
La inhibición es la base de la coordinación de los movimientos y protege a las neuronas centrales de la sobreexcitación. La inhibición del sistema nervioso central puede ocurrir cuando impulsos nerviosos de diferente intensidad provenientes de varios estímulos ingresan simultáneamente a la médula espinal. Una estimulación más fuerte inhibe los reflejos que deberían haber ocurrido en respuesta a los más débiles.
En 1862, I.M. Sechenov descubrió el fenómeno de la inhibición central. En su experimento demostró que la irritación con un cristal de cloruro de sodio del tálamo visual de una rana (se han extirpado los hemisferios cerebrales) provoca la inhibición de los reflejos de la médula espinal. Una vez eliminado el estímulo, se restableció la actividad refleja de la médula espinal. El resultado de este experimento permitió a I.M. Secheny concluir que en el sistema nervioso central, junto con el proceso de excitación, se desarrolla un proceso de inhibición, que es capaz de inhibir los actos reflejos del cuerpo. N. E. Vvedensky sugirió que el fenómeno de inhibición se basa en el principio de inducción negativa: un área más excitable del sistema nervioso central inhibe la actividad de áreas menos excitables.
Interpretación moderna del experimento de I.M. Sechenov (I.M. Sechenov irritó la formación reticular del tronco del encéfalo): la excitación de la formación reticular aumenta la actividad de las neuronas inhibidoras de la médula espinal: las células de Renshaw, lo que conduce a la inhibición de las neuronas motoras de la médula espinal. e inhibe la actividad refleja de la médula espinal.
7. Métodos para estudiar el sistema nervioso central.
Existen dos grandes grupos de métodos para estudiar el sistema nervioso central:
1) método experimental, que se lleva a cabo en animales;
2) método clínico, que se aplica a los humanos.
al numero metodos experimentales La fisiología clásica incluye métodos destinados a activar o suprimir la formación de nervios en estudio. Éstas incluyen:
1) método de sección transversal del sistema nervioso central en varios niveles;
2) método de extirpación (eliminación varios departamentos, denervación de órganos);
3) método de irritación por activación (irritación adecuada - irritación con un impulso eléctrico similar a uno nervioso; irritación inadecuada - irritación compuestos químicos, irritación gradual por corriente eléctrica) o supresión (bloqueo de la transmisión de excitación bajo la influencia del frío, agentes químicos, corriente continua);
4) observación (uno de los métodos más antiguos para estudiar el funcionamiento del sistema nervioso central que no ha perdido su importancia. Puede usarse de forma independiente y, a menudo, se usa en combinación con otros métodos).
Los métodos experimentales a menudo se combinan entre sí al realizar experimentos.
Método clínico dirigido a estudiar estado fisiológico Sistema nervioso central humano. Incluye los siguientes métodos:
1) observación;
2) método de registro y análisis potenciales electricos cerebro (electro, neumo, magnetoencefalografía);
3) método de radioisótopos (investiga los sistemas reguladores neurohumorales);
4) método del reflejo condicionado (estudia las funciones de la corteza cerebral en el mecanismo de aprendizaje y el desarrollo de la conducta adaptativa);
5) método de cuestionario (evalúa las funciones integradoras de la corteza cerebral);
6) método de modelado ( modelo matematico, físico, etc.). Un modelo es un mecanismo creado artificialmente que tiene cierta similitud funcional con el mecanismo del cuerpo humano que se está estudiando;
7) método cibernético (estudia los procesos de control y comunicación en el sistema nervioso). Dirigido a estudiar organización (propiedades sistémicas del sistema nervioso en varios niveles), gestión (selección e implementación de influencias necesarias para asegurar el funcionamiento de un órgano o sistema), actividad de información (la capacidad de percibir y procesar información, un impulso para adaptar el cuerpo a los cambios ambientales).
1. Principio dominantes Fue formulado por A. A. Ukhtomsky como el principio básico del funcionamiento de los centros nerviosos. Según este principio, la actividad del sistema nervioso se caracteriza por la presencia en el sistema nervioso central de focos de excitación dominantes (dominantes) en un período de tiempo determinado, en los centros nerviosos, que determinan la dirección y la naturaleza del cuerpo. funciones durante este período. El foco dominante de excitación se caracteriza por las siguientes propiedades:
Mayor excitabilidad;
Persistencia de la excitación (inercia), porque es difícil de suprimir con otra excitación;
La capacidad de resumir excitaciones subdominantes;
La capacidad de inhibir focos de excitación subdominantes en centros nerviosos funcionalmente diferentes.
2. Principio relieve espacial. Se manifiesta en el hecho de que la respuesta total del cuerpo bajo la acción simultánea de dos estímulos relativamente débiles será mayor que la suma de las respuestas obtenidas durante su acción separada. La razón del alivio se debe al hecho de que el axón de la neurona aferente en el sistema nervioso central hace sinapsis con un grupo de células nerviosas en las que se distingue una zona central (umbral) y un "borde" periférico (subumbral). Las neuronas ubicadas en la zona central reciben de cada neurona aferente una cantidad suficiente de terminaciones sinápticas (por ejemplo, 2) (Fig. 13) para formar un potencial de acción. Una neurona en la zona subumbral recibe de las mismas neuronas un número menor de terminaciones (1 cada una), por lo que sus impulsos aferentes serán insuficientes para provocar la generación de potenciales de acción en las neuronas "fronterizas", y solo se produce excitación subumbral. Como resultado, con la estimulación separada de las neuronas aferentes 1 y 2, surgen reacciones reflejas, cuya gravedad total está determinada únicamente por las neuronas de la zona central (3). Pero con la estimulación simultánea de las neuronas aferentes, las neuronas en la zona subumbral también generan potenciales de acción. Por lo tanto, la gravedad de dicha respuesta refleja total será mayor. Este fenómeno se llama relieve central. Se observa con mayor frecuencia cuando el cuerpo está expuesto a irritantes débiles.
Arroz. 13. Esquema del fenómeno de relieve (A) y oclusión (B). Los círculos indican las zonas centrales (línea continua) y el “borde” subumbral (línea discontinua) de la población de neuronas.
3. Principio oclusión. Este principio es lo opuesto a la facilitación espacial y consiste en que las dos entradas aferentes excitan conjuntamente un grupo más pequeño de motoneuronas en comparación con los efectos de activarlas por separado. La razón de la oclusión es que las entradas aferentes, debido a la convergencia, se dirigen en parte a las mismas neuronas motoras, que se inhiben cuando ambas entradas se activan simultáneamente (Fig. 13). El fenómeno de oclusión se manifiesta en casos de fuerte estimulación aferente.
4. Principio comentario. Los procesos de autorregulación en el cuerpo son similares a los técnicos, que implican la regulación automática del proceso mediante retroalimentación. La presencia de retroalimentación nos permite correlacionar la gravedad de los cambios en los parámetros del sistema con su funcionamiento en su conjunto. La conexión entre la salida de un sistema y su entrada con ganancia positiva se llama retroalimentación positiva, y con un coeficiente negativo - retroalimentación negativa. EN sistemas biológicos La retroalimentación positiva se implementa principalmente en situaciones patológicas. La retroalimentación negativa mejora la estabilidad del sistema, es decir, su capacidad de volver a su estado original una vez que cesa la influencia de los factores perturbadores.
Los comentarios se pueden dividir en varios signos. Por ejemplo, según la velocidad de acción: rápida (nerviosa) y lenta (humoral), etc.
Hay muchos ejemplos de efectos de retroalimentación. Así, por ejemplo, en el sistema nervioso se regula la actividad de las neuronas motoras. La esencia del proceso es que los impulsos de excitación que se propagan a lo largo de los axones de las neuronas motoras llegan no solo a los músculos, sino también a las neuronas intermedias especializadas (células de Renshaw), cuya excitación inhibe la actividad de las neuronas motoras. Este efecto se conoce como proceso de inhibición recurrente.
Un ejemplo de retroalimentación positiva es el proceso de generar un potencial de acción. Así, durante la formación de la parte ascendente de la AP, la despolarización de la membrana aumenta su permeabilidad al sodio, lo que, a su vez, al aumentar la corriente de sodio, aumenta la despolarización de la membrana.
La importancia de los mecanismos de retroalimentación para mantener la homeostasis es grande. Así, por ejemplo, mantener un nivel constante presión arterial Se lleva a cabo cambiando la actividad impulsiva de los barorreceptores de las zonas reflexogénicas vasculares, que cambian el tono de los nervios simpáticos vasomotores y, por lo tanto, normalizan la presión arterial.
5. Principio reciprocidad(combinación, conjugación, exclusión mutua). Refleja la naturaleza de la relación entre los centros responsables de la implementación de funciones opuestas (inhalación y exhalación, flexión y extensión de la extremidad, etc.). Por ejemplo, la activación de los propioceptores del músculo flexor excita simultáneamente las neuronas motoras del músculo flexor e inhibe las neuronas motoras del músculo extensor a través de neuronas inhibidoras intercalares (Fig. 18). Juegos de inhibición recíproca papel importante en la coordinación automática de los actos motores.
6. Principio camino final común. Las neuronas efectoras del sistema nervioso central (principalmente neuronas motoras de la médula espinal), al ser las últimas de una cadena formada por neuronas aferentes, intermedias y efectoras, pueden participar en la implementación de diversas reacciones del cuerpo mediante las excitaciones que les llegan. de una gran cantidad de neuronas aferentes e intermedias, para las cuales son la vía final (camino del sistema nervioso central al efector). Por ejemplo, en las neuronas motoras de los cuernos anteriores de la médula espinal, que inervan los músculos de la extremidad, terminan las fibras de las neuronas aferentes, las neuronas del tracto piramidal y el sistema extrapiramidal (núcleos cerebelosos, formación reticular y muchas otras estructuras). Por lo tanto, estas neuronas motoras, que proporcionan actividad refleja de la extremidad, se consideran el camino final para implementación general en el limbo de muchas influencias nerviosas.
3-1. ¿Qué principio subyace a la actividad del sistema nervioso? Dibuje un diagrama de su implementación.
3-2. Enumere los reflejos protectores que se producen cuando se irrita la mucosa de los ojos, la cavidad nasal, la boca, la faringe y el esófago.
3-3. Compruebe el reflejo nauseoso según todos los criterios de clasificación.
3-4. ¿Por qué el tiempo reflejo depende del número de interneuronas?
3-5. ¿Es posible registrar el potencial de acción del nervio A si se estimula el nervio B en las condiciones experimentales que se muestran en el diagrama (en el punto 1)? ¿Qué pasa si aplicas irritación al nervio A en el punto 2?
3-6. ¿Se excitará una neurona si se le aplican simultáneamente estímulos por debajo del umbral a lo largo de varios axones? ¿Por qué?
3-7. ¿Cuál debe ser la frecuencia de los estímulos irritantes para que la estimulación subumbral provoque la excitación de una neurona? Da tu respuesta en términos generales.
3-8. La neurona A es estimulada a lo largo de dos axones que se acercan a ella con una frecuencia de 50 g.¿A qué frecuencia puede la neurona A enviar impulsos a lo largo de todo el axón?
3-9. ¿Qué le sucede a una neurona motora de la médula espinal cuando se excita una célula de Renshaw?
3-10. Compruebe si la tabla está compilada correctamente:
3-11. Supongamos que la excitación del centro que se muestra a continuación es suficiente para liberar dos cuantos del transmisor para cada neurona. ¿Cómo cambiará la excitación del centro y la función de los dispositivos regulados por él si, en lugar de un axón, se estimulan simultáneamente los axones A y B? ¿Cómo se llama este fenómeno?
3-12. Para excitar las neuronas de este centro bastan dos cuantos del transmisor. Enumere qué neuronas del centro nervioso se excitarán si se aplica estimulación a los axones A y B, B y C, A, B y C. ¿Cómo se llama este fenómeno?
3-13. ¿Cuáles son las principales ventajas de la regulación nerviosa de funciones frente a la regulación humoral?
3-14. La irritación prolongada del nervio somático provoca que el músculo se fatiga. ¿Qué pasará con el músculo si ahora conectamos la irritación del nervio simpático que va a este músculo? ¿Cómo se llama este fenómeno?
3-15. La figura muestra quimogramas del reflejo de la rodilla de un gato. ¿La irritación de qué estructuras del mesencéfalo causa los cambios en los reflejos que se muestran en las quimografías 1 y 2?
3-16. ¿La irritación de qué estructura del mesencéfalo causa la reacción que se muestra en el electroencefalograma dado? ¿Cómo se llama esta reacción?
Ritmo alfa Ritmo beta
3-17. ¿A qué nivel se debe seccionar el tronco del encéfalo para producir los cambios en el tono muscular que se muestran en la figura? ¿Cómo se llama este fenómeno?
3-18. ¿Cómo cambiará el tono de las extremidades delanteras y traseras en un animal bulbar cuando echa la cabeza hacia atrás?
3-19. ¿Cómo cambiará el tono de los músculos de las extremidades delanteras y traseras de un animal bulbar cuando su cabeza se inclina hacia adelante?
3-20. Marque las ondas alfa, beta, theta y delta en el EEG y proporcione sus características de frecuencia y amplitud.
3-21. Al medir la excitabilidad del soma, las dendritas y el montículo axónico de una neurona, se obtuvieron las siguientes cifras: reobase diferentes departamentos Las células resultaron ser iguales a 100 mv, 30 mv, 10 mv. Dime, ¿qué partes de la celda corresponden a cada uno de los parámetros?
3-22. Un músculo que pesa 150 g consumió 20 ml en 5 minutos. oxígeno. ¿Aproximadamente cuánto oxígeno por minuto consumen 150 g de tejido nervioso en estas condiciones?
3-23. ¿Qué sucede en el centro nervioso si los impulsos llegan a sus neuronas con una frecuencia en la que la acetilcolina no tiene tiempo de ser completamente destruida por la colinesterasa y se acumula en grandes cantidades en la membrana postsináptica?
3-24. ¿Por qué, cuando se les administra estricnina, las ranas experimentan convulsiones en respuesta a cualquier irritación, incluso la más leve?
3-25. ¿Cómo cambiará la contracción de un fármaco neuromuscular si se añade colinesterasa o amina oxidasa al líquido perfundido?
3-26. Al perro le extirparon el cerebelo hace dos meses. ¿Qué síntomas de disfunción motora puedes detectar en este animal?
3-27. ¿Qué sucede con el ritmo alfa en el EEG en humanos cuando se aplica estimulación luminosa a los ojos y por qué?
3-28. ¿Cuál de las curvas presentadas corresponde al potencial de acción (AP), al potencial postsináptico excitador (EPSP) y al potencial postsináptico inhibidor (IPSP)?
3-29. El paciente tiene una rotura completa de la médula espinal entre las regiones torácica y lumbar. ¿Tendrá trastornos al defecar y orinar y, de ser así, cómo se manifestarán? términos diferentes después de una lesión?
3-30. Un hombre desarrolló una úlcera que no cicatrizó en la parte inferior de su pierna después de una herida de bala en el área de las nalgas. ¿Cómo se puede explicar su apariencia?
3-31. Se destruye la formación reticular del tronco del encéfalo del animal. ¿Puede aparecer el fenómeno de inhibición de Sechenov en estas condiciones?
3-32. Cuando la corteza cerebral está irritada, el perro realiza movimientos con las patas delanteras. ¿Qué área del cerebro crees que se está estimulando?
3-33. Al animal se le inyectó una gran dosis de clorpromazina, que bloquea el sistema activador ascendente de la formación reticular del tronco del encéfalo. ¿Cómo cambia el comportamiento del animal y por qué?
3-34. Se sabe que durante el sueño narcótico durante la cirugía, el anestesista monitorea constantemente la reacción de las pupilas del paciente a la luz. ¿Con qué propósito hace esto y cuál podría ser el motivo de la ausencia de esta reacción?
3-35. El paciente es zurdo y sufre de afasia motora. ¿Qué zona de la corteza cerebral está afectada?
3-36. El paciente es diestro y no recuerda los nombres de los objetos, pero da una descripción correcta de su finalidad. ¿Qué área del cerebro está afectada en esta persona?
3-37. Una fibra muscular suele tener una placa terminal y el potencial de cada placa terminal excede un nivel umbral. En las neuronas centrales hay cientos y miles de sinapsis y los EPSP de las sinapsis individuales no alcanzan el nivel umbral. ¿Cuál es el significado fisiológico de estas diferencias?
3-38. Dos estudiantes decidieron demostrar mediante un experimento que el tono del músculo esquelético se mantiene de forma refleja. Se colgaron dos ranas espinales de un gancho. Sus patas inferiores estaban ligeramente dobladas, lo que indica la presencia de tono. Luego, el primer estudiante cortó las raíces anteriores de la médula espinal y el segundo, las posteriores. Las ancas de ambas ranas colgaban como látigos. ¿Qué estudiante realizó el experimento correctamente?
3-39. Por qué enfriar el cerebro puede prolongar la duración del período muerte clínica?
3-40. ¿Por qué cuando una persona se cansa, primero se altera la precisión de sus movimientos y luego la fuerza de las contracciones?
3-41. Cuando reflejo de rodilla en el paciente se expresa débilmente; para fortalecerlo, a veces se le pide al paciente que junte las manos frente al pecho y las tire en diferentes direcciones. ¿Por qué esto conduce a un aumento del reflejo?
3-42. Cuando se estimula un axón, se excitan 3 neuronas. Cuando se irrita a otro - 6. Cuando se irritan juntas, se excitan 15 neuronas. ¿En cuántas neuronas convergen estos axones?
3-43. Al aprender a escribir, el niño se “ayuda” con la cabeza y la lengua. ¿Cuál es el mecanismo de este fenómeno?
3-44. Se indujo un reflejo de flexión en la rana. En este caso, los centros flexores se excitan y los centros extensores se inhiben recíprocamente. Durante el experimento se registran los potenciales postsinápticos de las neuronas motoras. ¿Qué respuesta (PEPS flexor o EPSP extensor) se registra más tarde?
3-45. Con la inhibición presináptica, se produce la despolarización de la membrana y con la inhibición postsináptica, se produce la hiperpolarización. ¿Por qué estas reacciones opuestas producen el mismo efecto inhibidor?
3-46. Cuando una persona se pone de pie, la fuerza de gravedad comienza a actuar sobre ella. ¿Por qué no se doblan las piernas?
3-47. ¿El animal conserva algún reflejo, además de los espinales, después de la sección de la médula espinal debajo del bulbo raquídeo? La respiración se apoya artificialmente.
3-48. ¿Cómo pueden las influencias descendentes del sistema nervioso central alterar la actividad motora sin afectar a las neuronas motoras de la médula espinal?
3-49. Al animal se le realizaron dos cortes transversales completos consecutivos de la médula espinal debajo del bulbo raquídeo, a nivel de los segmentos C-2 y C-4. ¿Cómo cambiará la presión arterial después de la primera y segunda sección?
3-50. Dos pacientes sufrieron una hemorragia cerebral, uno de ellos en la corteza cerebral. en otro, en el bulbo raquídeo. ¿Qué paciente tiene un pronóstico más desfavorable?
3-51. ¿Qué le sucede a un gato en estado de rigidez descerebrada después de cortar el tronco del encéfalo por debajo del núcleo rojo, si también se cortan las raíces dorsales de la médula espinal?
3-52. Cuando se corre en una curva en la pista de un estadio, se requiere que un patinador tenga un juego de pies particularmente preciso. ¿Importa en esta situación en qué posición se encuentra la cabeza del atleta?
3-53. El mareo por movimiento (mareo) ocurre debido a la irritación. aparato vestibular, que afecta la redistribución tono muscular. ¿Qué explica la aparición de síntomas de náuseas y mareos durante mareo?
3-54. En un experimento con un perro, se calentó la zona del núcleo ventromedial del hipotálamo a 50°C y luego se mantuvo al animal en condiciones normales. ¿Cómo ha cambiado? apariencia perros después de un tiempo?
3-55. Cuando la corteza cerebral se apaga, una persona pierde el conocimiento. ¿Es posible tal efecto con una corteza completamente intacta y un suministro de sangre normal?
3-56. Se encontró que el paciente tenía trastornos gastrointestinales. El médico de la clínica lo remitió para recibir tratamiento no a una clínica terapéutica, sino a una clínica neurológica. ¿Qué pudo haber dictado tal decisión?
3-57. Uno de los principales criterios de muerte cerebral es la ausencia de actividad eléctrica en la misma. ¿Es posible, por analogía, hablar de la muerte de un músculo esquelético si no se puede registrar un electromiograma en reposo?
(Problemas No. 3-58 – 3-75 de la Colección de problemas editada por G.I. Kositsky [1])
3-58. Poder reflejo incondicionado¿Se llevará a cabo con la participación de una sola parte del sistema nervioso central? ¿El reflejo espinal se lleva a cabo en todo el organismo con la participación de un solo segmento ("su propio") de la médula espinal? ¿Se diferencian los reflejos de un animal espinal y, en caso afirmativo, en qué forma, de los reflejos espinales que se llevan a cabo con la participación de partes del sistema nervioso central ubicadas en niveles superiores?
3-59. ¿A qué nivel, I o II, se debe realizar una sección del cerebro y cómo se debe realizar el experimento de Sechenov para demostrar la presencia de inhibición intracentral?
Diagrama del cerebro de rana
3-60. Indique en la figura las estructuras que perciben cambios en el estado de los músculos esqueléticos y nombre su inervación aferente y eferente. ¿Cómo se llaman las fibras eferentes gamma y qué papel juegan en la propiocepción? Usando el diagrama, caracterice papel fisiológico huso muscular
3-61. ¿Qué tipos de inhibición se pueden realizar en las estructuras que se muestran en las Figuras 1 y 2?
Esquema diversas formas inhibición en el sistema nervioso central
3-62. Nombra las estructuras indicadas en el diagrama con los números 1, 2, 3. ¿Qué proceso ocurre en las ramas terminales del axón 1 si llega un impulso por el camino 1? ¿Qué proceso ocurrirá bajo la influencia de los impulsos de la neurona 2 en las terminaciones nerviosas 1?
Ubicación de las sinapsis inhibidoras en las ramas del axón presináptico.
3-63. ¿Dónde se puede registrar la actividad eléctrica que se muestra en la figura y cómo se llama? ¿En qué? proceso nervioso Se registra la actividad eléctrica de tipo 1 y, en cuyo caso, de tipo 2. Reflejos bioeléctricos del estado funcional de las sinapsis.
3-64. ¿Cómo se llama el estado en el que se encuentra el gato que se muestra en la Figura 2? ¿En qué línea I, II, III o IV se debe hacer una incisión para que un gato desarrolle una condición similar a la que se muestra en la figura? ¿Qué núcleos y qué parte del sistema nervioso central se separan de los subyacentes durante esta sección? 1. Esquema de transecciones cerebrales en varios niveles. 2. Gato después de una sección del tronco encefálico.
3-65. Cual característica estructural¿Se muestra el sistema nervioso autónomo en el diagrama? ¿Qué características de la inervación de órganos están asociadas con esta estructura de conexiones sinápticas en el ganglio?
3-66. Habiendo examinado los diagramas presentados de arcos reflejos, determine:
1) ¿Es posible registrar un potencial de acción en la segunda raíz sensorial tras la estimulación de la primera en el experimento A?
2) ¿Es posible registrar un potencial de acción en la raíz motora 2 tras la estimulación de la raíz motora 1 en el experimento B?
3) Sobre qué fenómeno fisiológico¿Qué indican los hechos obtenidos en estos experimentos?
3-67. ¿En qué caso habrá sumación, en qué caso habrá oclusión? ¿Qué tipo de suma en el sistema nervioso central se muestra en el diagrama?
3-68. ¿El diagrama de qué parte del sistema nervioso autónomo se muestra en la figura? ¿Qué órganos y sistemas del cuerpo están invertidos por esta parte del sistema nervioso autónomo?
3-69. ¿El diagrama de qué parte del sistema nervioso autónomo se muestra en la figura? Nombra los segmentos de la médula espinal en los que se ubican sus centros. ¿Qué órganos y sistemas del cuerpo están inervados por este departamento?
3-70. Explique por qué no hay una respuesta primaria al segundo "estímulo" (cuando el momento de aplicación del primer estímulo (condicionamiento) y del segundo (prueba) es muy cercano. Las respuestas primarias surgen en zonas de proyección específicas de la corteza durante dos irritaciones sucesivas de las zonas sensibles. troncos nerviosos. El "fenómeno de supresión" de la segunda primaria es la respuesta visible. Las letras a, b, c, d, d, etc. indican el orden del experimento. Los números indican el tiempo en mseg entre estimulaciones.
3-71. ¿Por qué la reacción de la corteza cerebral en los animales ante la estimulación aferente y ante la estimulación de la formación reticular tiene las mismas manifestaciones en el EEG? ¿Cómo se llama esta reacción?
Cambios en el electroencefalograma durante la estimulación aferente (A)
y con irritación de la formación reticular (B).
3-72. Considere ambas figuras y explique por qué, cuando se irritan núcleos inespecíficos del tálamo, se registran cambios EEG en diferentes partes de la corteza cerebral. ¿Cómo se llama esta reacción de la corteza cerebral? La Figura A muestra esquemáticamente la respuesta eléctrica de varias zonas de la corteza cerebral a la estimulación por corriente rítmica de los núcleos inespecíficos del tálamo en un gato. En la Figura B hay un registro de los cambios de EEG en las zonas 1, 2, 3. A continuación se muestra una marca de irritación.
3-73. ¿Qué reacción al sonido de un metrónomo se registra en el EEG de un gato en estado de calma? ¿En qué se diferencia el EEG de la Figura A del EEG de la Figura B? ¿Cuál es el motivo de tales cambios en el EEG cuando un gato reacciona ante la aparición de un ratón?
Reacciones electroencefalográficas de un gato al sonido de un metrónomo en varios estados motivacionales (A y B).
3-74. ¿Al irritar qué estructuras cerebrales puede ocurrir una reacción defensiva? ¿Al irritar qué estructuras cerebrales se puede obtener una reacción de autoestimulación en los animales?
Reacciones conductuales de ratas tras la estimulación de estructuras hipotalámicas.
3-75. ¿Qué reflejo se muestra en la figura? Por favor explique. ¿Cómo cambiará el tono muscular si se daña la raíz dorsal de la médula espinal?
(Tareas No. 3-76 – 3-82 del apéndice del CD en el Libro de texto de fisiología editado por K.V. Sudakov [3])
3-76. Estímulos de igual fuerza evocan dos reflejos somáticos motores en un animal de experimentación. Las partes aferente y eferente del arco reflejo en el primer reflejo son mucho más largas que en el arco reflejo del segundo reflejo. Sin embargo, el tiempo de reacción refleja es más corto en el primer caso. ¿Cómo se puede explicar una mayor velocidad de reacción en presencia de vías aferentes y eferentes más largas? ¿Qué tipo de fibras nerviosas son las que aseguran la conducción de la excitación a lo largo de las partes aferente y eferente del arco reflejo somático?
3-77. La administración del fármaco a un animal de experimentación provoca el cese de los reflejos somáticos. Qué partes del arco reflejo deben someterse a estimulación eléctrica para determinar si este fármaco bloquea la conducción de la excitación en las sinapsis del sistema nervioso central, la sinapsis neuromuscular o altera la actividad contráctil del propio músculo esquelético.
3-78. La estimulación alternativa de dos fibras nerviosas excitadoras que convergen en una neurona no provoca su excitación. Cuando sólo una de las fibras se estimula al doble de frecuencia, la neurona se excita. ¿Puede ocurrir la excitación de una neurona con la estimulación simultánea de las fibras que convergen en ella?
3-79. Las fibras nerviosas A, B y C convergen en una neurona. La llegada de la excitación a lo largo de la fibra A provoca la despolarización de la membrana de la neurona y la aparición de un potencial de acción (AP). Con la llegada simultánea de la excitación a lo largo de las fibras A y B, no se produce AP y se observa hiperpolarización de la membrana neuronal. Con la llegada simultánea de la excitación a lo largo de las fibras A y C, tampoco se produce AP, pero tampoco se produce hiperpolarización de la membrana neuronal. ¿Qué fibras son excitadoras y cuáles inhibidoras? ¿Qué mediadores son inhibidores en el sistema nervioso central? ¿En qué caso es más probable que la inhibición se produzca mediante un mecanismo postsináptico y en qué caso es más probable que se produzca mediante un mecanismo presináptico?
3-80. ¿Una persona herida en un accidente automovilístico sufrió una rotura de la médula espinal, lo que le provocó parálisis de las extremidades inferiores? ¿A qué nivel se produjo la rotura de la médula espinal?
3-81. La regulación de las funciones fisiológicas está garantizada por los centros nerviosos, conjuntos de estructuras del sistema nervioso central que pueden ubicarse en niveles diferentes cerebro y contribuir a asegurar los procesos vitales. Desde este punto de vista, ¿qué lesión, en igualdad de condiciones, es más desfavorable para la supervivencia del paciente: la hemorragia en el bulbo raquídeo o en los hemisferios cerebrales?
3-82. droga farmacologica reduce el aumento de la excitabilidad de la corteza cerebral. Los experimentos con animales han demostrado que el fármaco no afecta directamente a las neuronas corticales. ¿Qué estructuras cerebrales pueden verse afectadas por el fármaco indicado para provocar una disminución del aumento de la excitabilidad de la corteza cerebral?
Para llevar a cabo reacciones complejas es necesaria la integración del trabajo de los centros nerviosos individuales. La mayoría de los reflejos son reacciones complejas que ocurren de forma secuencial y simultánea. Los reflejos en el estado normal del cuerpo están estrictamente ordenados, ya que existen mecanismos generales su coordinación. Las excitaciones que surgen en el sistema nervioso central se irradian a través de sus centros.
La coordinación está asegurada por la excitación selectiva de algunos centros y la inhibición de otros. La coordinación es la unificación de la actividad refleja del sistema nervioso central en un todo único, que asegura la implementación de todas las funciones del cuerpo. Se distinguen los siguientes principios básicos de coordinación:
1. El principio de irradiación de excitaciones. Las neuronas de diferentes centros están interconectadas por interneuronas, por lo que los impulsos que llegan durante una estimulación fuerte y prolongada de los receptores pueden excitar no solo las neuronas del centro de un reflejo determinado, sino también otras neuronas. Por ejemplo, si irritas una de las patas traseras de una rana espinal apretándola suavemente con unas pinzas, se contrae (reflejo defensivo); si la irritación aumenta, entonces se contraen ambas patas traseras e incluso las delanteras. La irradiación de la excitación garantiza que, ante estímulos fuertes y biológicamente significativos, se incluya en la respuesta un mayor número de neuronas motoras.
2. El principio de un camino final común. Los impulsos que llegan al sistema nervioso central a través de diferentes fibras aferentes pueden converger (convergir) en las mismas neuronas intercalares o eferentes. Sherrington llamó a este fenómeno el "principio del camino final común". Una misma neurona motora puede ser excitada por impulsos provenientes de diferentes receptores (visual, auditivo, táctil), es decir. participar en muchas reacciones reflejas (estar incluido en varios arcos reflejos).
Por ejemplo, las neuronas motoras que inervan los músculos respiratorios, además de proporcionar inspiración, participan en reacciones reflejas como estornudos, tos, etc. En las neuronas motoras, por regla general, convergen impulsos de la corteza cerebral y de muchos centros subcorticales ( a través de neuronas intercalares o debido a conexiones nerviosas directas).
En las neuronas motoras de los cuernos anteriores de la médula espinal, que inervan los músculos de la extremidad, terminan las fibras del tracto piramidal, tractos extrapiramidales, del cerebelo, la formación reticular y otras estructuras. La neurona motora, que proporciona diversas reacciones reflejas, se considera su camino final común. El acto reflejo específico en el que participarán las neuronas motoras depende de la naturaleza de la estimulación y del estado funcional del cuerpo.
3. El principio de dominancia. Fue descubierto por A. A. Ukhtomsky, quien descubrió que la irritación del nervio aferente (o centro cortical), que generalmente conduce a la contracción de los músculos de las extremidades cuando los intestinos del animal están llenos, provoca el acto de defecar. En esta situación, la excitación refleja del centro de defecación suprime e inhibe los centros motores, y el centro de defecación comienza a reaccionar a señales que le son ajenas.
A. A. Ukhtomsky creía que en cada momento dado de la vida surge un foco de excitación definitorio (dominante), que subordina la actividad de todo el sistema nervioso y determina la naturaleza de la reacción adaptativa. Las excitaciones de varias áreas del sistema nervioso central convergen en el foco dominante y se inhibe la capacidad de otros centros para responder a las señales que les llegan. Gracias a esto, se crean las condiciones para la formación de una determinada reacción del cuerpo al estímulo que tiene mayor significado biológico, es decir. satisfaciendo una necesidad vital.
En condiciones naturales de existencia, la excitación dominante puede cubrir sistemas completos de reflejos, lo que da como resultado actividades alimentarias, defensivas, sexuales y de otro tipo. El centro de excitación dominante tiene varias propiedades:
1) sus neuronas se caracterizan por una alta excitabilidad, lo que contribuye a la convergencia de las excitaciones de otros centros hacia ellas;
2) sus neuronas pueden resumir las excitaciones entrantes;
3) la excitación se caracteriza por la perseverancia y la inercia, es decir la capacidad de persistir incluso cuando el estímulo que provocó la formación del dominante ha dejado de actuar.
A pesar de la relativa estabilidad e inercia de la excitación en el foco dominante, la actividad del sistema nervioso central en condiciones normales La existencia es muy dinámica y cambiante. El sistema nervioso central tiene la capacidad de reorganizar las relaciones dominantes de acuerdo con las necesidades cambiantes del cuerpo. La doctrina de la dominancia ha encontrado aplicación amplia en psicología, pedagogía, fisiología del trabajo físico y mental, deportes.
4. Principio de retroalimentación. Los procesos que ocurren en el sistema nervioso central no pueden coordinarse si no hay retroalimentación, es decir, datos sobre los resultados de la gestión de funciones. La retroalimentación le permite correlacionar la gravedad de los cambios en los parámetros del sistema con su funcionamiento. La conexión entre la salida de un sistema y su entrada con una ganancia positiva se llama retroalimentación positiva, y con una ganancia negativa se llama retroalimentación negativa. La retroalimentación positiva es principalmente característica de situaciones patológicas.
La retroalimentación negativa asegura la estabilidad del sistema (su capacidad de volver a su estado original después de que cesa la influencia de factores perturbadores). Hay retroalimentaciones rápidas (nerviosas) y lentas (humorales). Los mecanismos de retroalimentación aseguran el mantenimiento de todas las constantes de la homeostasis. Por ejemplo, guardar nivel normal La presión arterial se lleva a cabo cambiando la actividad impulsiva de los barorreceptores de las zonas reflexogénicas vasculares, que cambian el tono de los nervios simpáticos vago y vasomotor.
5. El principio de reciprocidad. Refleja la naturaleza de la relación entre los centros responsables de la implementación de funciones opuestas (inhalación y exhalación, flexión y extensión de las extremidades), y radica en el hecho de que las neuronas de un centro, cuando se excitan, inhiben las neuronas del otro y viceversa.
6. El principio de subordinación (subordinación). La principal tendencia en la evolución del sistema nervioso se manifiesta en la concentración de funciones de regulación y coordinación en las partes superiores del sistema nervioso central: la cefalización de las funciones del sistema nervioso. Existen relaciones jerárquicas en el sistema nervioso central. centro más alto La regulación es la corteza cerebral, los ganglios basales, el medio, el bulbo raquídeo y la médula espinal obedecen sus órdenes.
7. El principio de compensación de funciones. El sistema nervioso central tiene una enorme capacidad compensatoria, es decir. puede restaurar algunas funciones incluso después de la destrucción de una parte importante de las neuronas que forman el centro nervioso (ver plasticidad de los centros nerviosos). Si los centros individuales están dañados, sus funciones pueden transferirse a otras estructuras cerebrales, lo que se lleva a cabo cuando participación obligatoria corteza cerebral. En animales en los que se eliminó la corteza después de la restauración de las funciones perdidas, su pérdida se produjo nuevamente.
Con una insuficiencia local de los mecanismos inhibidores o con un aumento excesivo de los procesos de excitación en un centro nervioso particular, un cierto conjunto de neuronas comienza a generar de forma autónoma una excitación patológicamente mejorada: se forma un generador de excitación patológicamente mejorada.
Con una potencia de generador alta, aparece todo un sistema de formaciones no ferrosas que funcionan en un solo modo, lo que refleja una etapa cualitativamente nueva en el desarrollo de la enfermedad; las conexiones rígidas entre los componentes individuales de tal sistema patológico subyacen a su resistencia a diversos efectos terapéuticos. El estudio de la naturaleza de estas conexiones permitió a G. N. Kryzhanovsky descubrir nuevo uniforme Relaciones intracentrales y actividad integradora del sistema nervioso central: el principio del determinante.
Su esencia es que la estructura del sistema nervioso central, que forma la premisa funcional, subyuga aquellas partes del sistema nervioso central a las que se dirige y forma con ellas un sistema patológico, determinando la naturaleza de su actividad. Un sistema de este tipo se caracteriza por la falta de constancia y la insuficiencia de las premisas funcionales, es decir. un sistema así es biológicamente negativo. Si, por una razón u otra, el sistema patológico desaparece, entonces la formación del sistema nervioso central, que desempeñaba Rol principal, pierde su significado determinante.
Neurofisiología de los movimientos.
La relación de las células nerviosas individuales y su conjunto forman conjuntos complejos de procesos que son necesarios para el pleno funcionamiento de una persona, para la formación de una persona como sociedad, la define como un ser altamente organizado, lo que coloca a la persona en un nivel superior. nivel. nivel alto desarrollo en relación con otros animales. Gracias a las relaciones altamente específicas de las células nerviosas, una persona puede realizar acciones complejas y mejorarlas. Consideremos a continuación los procesos necesarios para implementar movimientos voluntarios.
El acto de movimiento en sí comienza a formarse en el área motora de la corteza de la capa. Hay corteza motora primaria y secundaria. En la corteza motora primaria (circunvolución precentral, área 4) hay neuronas que inervan las neuronas motoras de los músculos de la cara, el tronco y las extremidades. Tiene una proyección topográfica precisa de los músculos del cuerpo. Las proyecciones se centran en las partes superiores de la circunvolución precentral. miembros inferiores y torso, en las zonas inferiores - miembros superiores cabezas, cuellos y caras que ocupan la mayor parte de la circunvolución (el “hombre motor” de Penfield). Esta zona se caracteriza por una mayor excitabilidad. La zona motora secundaria está representada por la superficie lateral del hemisferio (campo 6), es responsable de planificar y coordinar los movimientos voluntarios. Recibe la mayor parte de los impulsos eferentes de los ganglios basales y el cerebelo y también participa en la recodificación de información sobre movimientos complejos. La irritación de la corteza del área 6 provoca movimientos coordinados más complejos (girar la cabeza, los ojos y el torso hacia el lado opuesto, contracciones cooperativas de los músculos flexores-extensores del lado opuesto). En la zona premotora, los centros motores responsables de funciones sociales humano: el centro del habla escrita en la parte posterior del medio giro frontal, el centro motor del habla de Broca (área 44) en la parte posterior de la circunvolución frontal inferior, que proporciona la praxis del habla, así como el centro motor musical (área 45), que determina el tono del habla y la capacidad de cantar.
En la corteza motora, la capa de grandes células piramidales de Betz se expresa mejor que en otras áreas de la corteza. Las neuronas de la corteza motora reciben aferencias a través del tálamo desde receptores musculares, articulares y cutáneos, así como desde los ganglios basales y el cerebelo. Las interneuronas piramidales y asociadas se encuentran verticalmente en relación con la corteza. Estos complejos neuronales cercanos que realizan funciones similares se denominan columnas motoras funcionales. Las neuronas piramidales de la columna motora pueden inhibir o excitar las neuronas motoras del tronco encefálico o de los centros espinales, por ejemplo, inervando un músculo. Las columnas adyacentes se superponen funcionalmente y las neuronas piramidales que regulan la actividad de un músculo suelen estar ubicadas en varias columnas.
Los tractos piramidales constan de 1 millón de fibras del tracto corticoespinal, que comienzan en la corteza del tercio superior y medio de la circunvolución precentral, y 20 millones de fibras del tracto corticobulbar, que comienzan en la corteza del tercio inferior de la circunvolución precentral ( proyección de la cara y la cabeza). Las fibras del tracto piramidal terminan en las neuronas motoras alfa de los núcleos motores 3-7 y 9-12. nervios craneales(tracto corticobulbar) o en los centros motores espinales (tracto corticoespinal). A través de la corteza motora y los tractos piramidales se llevan a cabo movimientos voluntarios simples y programas motores complejos dirigidos a objetivos (habilidades profesionales), cuya formación comienza en los ganglios basales y el cerebelo y finaliza en la zona motora secundaria. La mayoría de las fibras vía motora cruzados, pero una pequeña parte de ellos va hacia el mismo lado, lo que ayuda a compensar el daño unilateral.
Los tractos extrapiramidales corticales incluyen los tractos corticorubral y corticoreticular, comenzando aproximadamente desde las zonas en las que comienzan los tractos piramidales. Las fibras del tracto corticorubral terminan en las neuronas de los núcleos rojos del mesencéfalo, desde donde comienza el tracto rubroespinal. Las fibras del tracto corticoreticular terminan en los núcleos mediales de la formación reticular del puente (el comienzo del tracto reticular medial) y en las neuronas de las células gigantes del tracto reticular. Medula oblonga, desde donde comienzan los haces reticuloespinales laterales. A través de estas vías se regula el tono y la postura, asegurando movimientos precisos. Estas vías extrapiramidales son componentes del sistema extrapiramidal, que también incluye el cerebelo, los ganglios basales y los centros motores del tronco del encéfalo; regula el tono, equilibra la postura y realiza actos motores aprendidos como caminar, correr, hablar, escribir, etc.
Al evaluar en general el papel de varias estructuras cerebrales en la regulación de movimientos complejos dirigidos a objetivos, se puede observar que la necesidad de moverse se crea en el sistema límbico, la intención de movimiento está en la zona asociativa de los hemisferios cerebrales, el movimiento Los programas se crean en los ganglios basales, el cerebelo y la corteza premotora, y la ejecución de movimientos complejos se produce a través de la corteza motora, los centros motores del tronco del encéfalo y la médula espinal.
La actividad de coordinación (CA) del SNC es el trabajo coordinado de las neuronas del SNC, basado en la interacción de las neuronas entre sí.
Funciones del CD:
1) asegura el desempeño claro de determinadas funciones y reflejos;
2) asegura la inclusión constante de varios centros nerviosos en el trabajo para garantizar formas complejas de actividad;
3) asegura el trabajo coordinado de varios centros nerviosos (durante el acto de tragar, la respiración se contiene en el momento de tragar; cuando el centro de deglución está excitado, el centro respiratorio se inhibe).
Principios básicos de la EC del SNC y sus mecanismos neuronales.
1. El principio de irradiación (propagación). Cuando se excitan pequeños grupos de neuronas, la excitación se propaga a un número significativo de neuronas. La irradiación se explica:
1) la presencia de terminaciones ramificadas de axones y dendritas, debido a la ramificación, los impulsos se propagan a una gran cantidad de neuronas;
2) la presencia de interneuronas en el sistema nervioso central, que aseguran la transmisión de impulsos de una célula a otra. La irradiación tiene límites, que son proporcionados por la neurona inhibidora.
2. El principio de convergencia. Cuando se excita una gran cantidad de neuronas, la excitación puede converger en un grupo de células nerviosas.
3. El principio de reciprocidad: trabajo coordinado de los centros nerviosos, especialmente en reflejos opuestos (flexión, extensión, etc.).
4. El principio de dominancia. Dominante– el foco dominante de excitación en el sistema nervioso central en este momento. Este es el centro de la excitación persistente, inquebrantable y que no se propaga. Tiene ciertas propiedades: suprime la actividad de otros centros nerviosos, aumenta la excitabilidad, atrae impulsos nerviosos de otros focos y resume los impulsos nerviosos. Los focos de dominancia son de dos tipos: exógenos (causados por factores ambientales) y endógenos (causados por factores ambientales internos). El dominante subyace a la formación de un reflejo condicionado.
5. Principio de retroalimentación. La retroalimentación es un flujo de impulsos hacia el sistema nervioso que informa al sistema nervioso central sobre cómo se lleva a cabo la respuesta, si es suficiente o no. Hay dos tipos de retroalimentación:
1) retroalimentación positiva, que provoca un aumento de la respuesta del sistema nervioso. Subyace el círculo vicioso que conduce al desarrollo de enfermedades;
2) retroalimentación negativa, que reduce la actividad de las neuronas del SNC y la respuesta. Subyace a la autorregulación.
6. El principio de subordinación. En el sistema nervioso central existe una cierta subordinación de las secciones entre sí, siendo la sección superior la corteza cerebral.
7. El principio de interacción entre los procesos de excitación e inhibición. El sistema nervioso central coordina los procesos de excitación e inhibición:
ambos procesos son capaces de converger, el proceso de excitación y, en menor medida, el de inhibición son capaces de irradiarse. La inhibición y la excitación están conectadas por relaciones inductivas. El proceso de excitación induce la inhibición y viceversa. Hay dos tipos de inducción:
1) consistente. El proceso de excitación e inhibición se alterna en el tiempo;
2) mutuo. Hay dos procesos al mismo tiempo: excitación e inhibición. La inducción mutua se lleva a cabo mediante inducción mutua positiva y negativa: si se produce inhibición en un grupo de neuronas, surgen focos de excitación a su alrededor (inducción mutua positiva) y viceversa.
Según la definición de I. P. Pavlov, la excitación y la inhibición son dos caras de un mismo proceso. La actividad de coordinación del sistema nervioso central garantiza una interacción clara entre las células nerviosas individuales y los grupos individuales de células nerviosas. Hay tres niveles de integración.
El primer nivel está garantizado debido al hecho de que los impulsos de diferentes neuronas pueden converger en el cuerpo de una neurona, lo que resulta en una suma o una disminución de la excitación.
El segundo nivel proporciona interacciones entre grupos individuales de células.
El tercer nivel lo proporcionan las células de la corteza cerebral, que contribuyen a un nivel más avanzado de adaptación de la actividad del sistema nervioso central a las necesidades del cuerpo.
Tipos de inhibición, interacción de procesos de excitación e inhibición en el sistema nervioso central. Experiencia de I. M. Sechenov
Frenado– un proceso activo que ocurre cuando los estímulos actúan sobre el tejido, se manifiesta en la supresión de otras excitaciones, no existe una función funcional del tejido.
La inhibición sólo puede desarrollarse en forma de respuesta local.
Hay dos tipos de frenado:
1) primario. Para que ocurra es necesaria la presencia de neuronas inhibidoras especiales. La inhibición ocurre principalmente sin excitación previa bajo la influencia de un transmisor inhibidor. Hay dos tipos de inhibición primaria:
a) presináptico en la sinapsis axo-axonal;
b) postsináptica en la sinapsis axodendrítica.
2) secundario. No requiere estructuras inhibidoras especiales, surge como resultado de cambios en la actividad funcional de estructuras excitables ordinarias y siempre está asociada con el proceso de excitación. Tipos de frenado secundario:
a) trascendental, que se produce cuando hay un gran flujo de información que ingresa a la célula. El flujo de información va más allá de la funcionalidad de la neurona;
b) pesimista, que cursa con alta frecuencia de irritación;
c) parabiótico, que ocurre con irritación severa y prolongada;
d) inhibición después de la excitación, resultante de una disminución en el estado funcional de las neuronas después de la excitación;
e) inhibición según el principio de inducción negativa;
e) inhibición de reflejos condicionados.
Los procesos de excitación e inhibición están estrechamente relacionados entre sí, ocurren simultáneamente y son diferentes manifestaciones de un solo proceso. Los focos de excitación e inhibición son móviles, cubren áreas más grandes o más pequeñas de poblaciones neuronales y pueden ser más o menos pronunciados. Ciertamente, la excitación es reemplazada por la inhibición, y viceversa, es decir, existe una relación inductiva entre inhibición y excitación.
La inhibición es la base de la coordinación de los movimientos y protege a las neuronas centrales de la sobreexcitación. La inhibición del sistema nervioso central puede ocurrir cuando impulsos nerviosos de diferente intensidad provenientes de varios estímulos ingresan simultáneamente a la médula espinal. Una estimulación más fuerte inhibe los reflejos que deberían haber ocurrido en respuesta a los más débiles.
En 1862, I.M. Sechenov descubrió el fenómeno de la inhibición central. En su experimento demostró que la irritación con un cristal de cloruro de sodio del tálamo visual de una rana (se han extirpado los hemisferios cerebrales) provoca la inhibición de los reflejos de la médula espinal. Una vez eliminado el estímulo, se restableció la actividad refleja de la médula espinal. El resultado de este experimento permitió a I.M. Secheny concluir que en el sistema nervioso central, junto con el proceso de excitación, se desarrolla un proceso de inhibición, que es capaz de inhibir los actos reflejos del cuerpo. N. E. Vvedensky sugirió que el fenómeno de inhibición se basa en el principio de inducción negativa: un área más excitable del sistema nervioso central inhibe la actividad de áreas menos excitables.
Interpretación moderna de la experiencia de I.M. Sechenov (I.M. Sechenov irritó la formación reticular del tronco del encéfalo): la excitación de la formación reticular aumenta la actividad de las neuronas inhibidoras de la médula espinal, las células de Renshaw, lo que conduce a la inhibición de las motoneuronas α del médula espinal e inhibe la actividad refleja de la médula espinal.
Métodos para estudiar el sistema nervioso central.
Existen dos grandes grupos de métodos para estudiar el sistema nervioso central:
1) método experimental, que se lleva a cabo en animales;
2) un método clínico que sea aplicable a humanos.
al numero metodos experimentales La fisiología clásica incluye métodos destinados a activar o suprimir la formación de nervios en estudio. Éstas incluyen:
1) método de sección transversal del sistema nervioso central en varios niveles;
2) método de extirpación (extirpación de varias partes, denervación del órgano);
3) método de irritación por activación (irritación adecuada - irritación con un impulso eléctrico similar a uno nervioso; irritación inadecuada - irritación con compuestos químicos, irritación graduada con corriente eléctrica) o supresión (bloqueo de la transmisión de excitación bajo la influencia del frío, agentes químicos, corriente continua);
4) observación (uno de los métodos más antiguos para estudiar el funcionamiento del sistema nervioso central que no ha perdido su importancia. Puede usarse de forma independiente y, a menudo, se usa en combinación con otros métodos).
Los métodos experimentales a menudo se combinan entre sí al realizar experimentos.
Método clínico destinado a estudiar el estado fisiológico del sistema nervioso central en humanos. Incluye los siguientes métodos:
1) observación;
2) método de registro y análisis de potenciales eléctricos del cerebro (electro, neumo, magnetoencefalografía);
3) método de radioisótopos (investiga los sistemas reguladores neurohumorales);
4) método del reflejo condicionado (estudia las funciones de la corteza cerebral en el mecanismo de aprendizaje y el desarrollo de la conducta adaptativa);
5) método de cuestionario (evalúa las funciones integradoras de la corteza cerebral);
6) método de modelado (modelado matemático, modelado físico, etc.). Un modelo es un mecanismo creado artificialmente que tiene cierta similitud funcional con el mecanismo del cuerpo humano que se está estudiando;
7) método cibernético (estudia los procesos de control y comunicación en el sistema nervioso). Dirigido a estudiar organización (propiedades sistémicas del sistema nervioso en varios niveles), gestión (selección e implementación de influencias necesarias para asegurar el funcionamiento de un órgano o sistema), actividad de información (la capacidad de percibir y procesar información, un impulso para adaptar el cuerpo a los cambios ambientales).
