Regulacija živčane aktivnosti je proces ekscitacije i inhibicije u središnjem živčanom sustavu. U početku se javlja kao elementarna reakcija na iritaciju. U procesu evolucije neurohumoralne funkcije postale su složenije, što je dovelo do formiranja glavnih podjela živčanog i endokrinog sustava. U ovom ćemo članku proučavati jedan od glavnih procesa - inhibiciju u središnjem živčanom sustavu, vrste i mehanizme njegove provedbe.
Živčano tkivo, njegova struktura i funkcije
Jedna od varijanti životinjskog tkiva, nazvana živčana, ima posebnu strukturu koja osigurava i proces ekscitacije i aktivira funkcije inhibicije u središnjem živčanom sustavu. Živčane stanice sastoje se od tijela i procesa: kratkih (dendriti) i dugih (akson), koji osiguravaju prijenos živčanih impulsa s jednog neurocita na drugi. Kraj aksona živčane stanice dolazi u kontakt s dendritima sljedećeg neurocita na mjestima koja se nazivaju sinapse. Oni osiguravaju prijenos bioelektričnih impulsa kroz živčano tkivo. I uzbuđenjeuvijek se kreće u jednom smjeru - od aksona do tijela ili dendrita drugog neurocita.
Još jedno svojstvo, osim ekscitacije, koje se javlja u živčanom tkivu, je inhibicija u središnjem živčanom sustavu. To je odgovor tijela na djelovanje iritansa koji dovodi do smanjenja ili potpunog prestanka motoričke ili sekretorne aktivnosti, u čemu sudjeluju centrifugalni neuroni. Do inhibicije u živčanom tkivu može doći i bez prethodne ekscitacije, ali samo pod utjecajem inhibitornog medijatora, kao što je GABA. Jedan je od glavnih prijenosnika kočenja. Ovdje također možete nazvati takvu tvar kao glicin. Ova aminokiselina je uključena u pojačavanje inhibicijskih procesa i stimulira proizvodnju molekula gama-aminomaslačne kiseline u sinapsama.
I. M. Sechenov i njegov rad u neurofiziologiji
Izvanredni ruski znanstvenik, tvorac teorije refleksne aktivnosti mozga, dokazao je prisutnost u središnjim dijelovima živčanog sustava posebnih staničnih kompleksa sposobnih inaktivirati bioelektrične procese. Otkriće centara inhibicije u središnjem živčanom sustavu postalo je moguće zahvaljujući korištenju tri vrste eksperimenata I. Sechenova. To uključuje: rezanje dijelova korteksa u različitim područjima mozga, stimulaciju pojedinih lokusa sive tvari fizičkim ili kemijskim čimbenicima (električna struja, otopina natrijevog klorida), kao i metodu fiziološke ekscitacije moždanih centara. I. M. Sechenov bio je izvrstan eksperimentator, praveći ultraprecizne rezove u području između vizualnih tuberkula i izravno usam žablji talamus. Uočio je smanjenje i potpuni prestanak motoričke aktivnosti udova životinje.
Tako je neurofiziolog otkrio posebnu vrstu živčanog procesa - inhibiciju u središnjem živčanom sustavu. Vrste i mehanizme njegovog formiranja detaljnije ćemo razmotriti u sljedećim odjeljcima, a sada ćemo se još jednom usredotočiti na ovu činjenicu: u takvim odjelima kao što su oblongata medulla i vizualni tuberkuli postoji mjesto koje se zove inhibitorno, ili " Sečenov" centar. Znanstvenik je također dokazao njegovu prisutnost ne samo kod sisavaca, već i kod ljudi. Štoviše, I. M. Sechenov je otkrio fenomen toničke ekscitacije inhibicijskih centara. Pod tim je procesom shvatio blagu ekscitaciju u centrifugalnim neuronima i mišićima povezanim s njima, kao iu samim živčanim centrima inhibicije.
U interakciji su neuronski procesi?
Istraživanja istaknutih ruskih fiziologa I. P. Pavlova i I. M. Sechenova dokazala su da rad središnjeg živčanog sustava karakterizira koordinacija refleksnih reakcija tijela. Interakcija procesa ekscitacije i inhibicije u središnjem živčanom sustavu dovodi do usklađene regulacije tjelesnih funkcija: motoričke aktivnosti, disanja, probave, izlučivanja. Bioelektrični procesi se istodobno događaju u živčanim centrima i mogu se dosljedno mijenjati tijekom vremena. Time se osigurava korelacija i pravovremeni prolaz refleksa odgovora na signale iz unutarnjeg i vanjskog okruženja. Brojni eksperimenti koje su proveli neurofiziolozi potvrdili su činjenicu da su ekscitacija i inhibicija u središnjem živčanom sustavuključne živčane pojave, koje se temelje na određenim pravilnostima. Zaustavimo se na njima detaljnije.
Živčani centri moždane kore mogu distribuirati obje vrste procesa kroz živčani sustav. Ovo svojstvo naziva se zračenje ekscitacije ili inhibicije. Suprotan fenomen je smanjenje ili ograničenje područja mozga koje propagira bioimpulse. To se zove koncentracija. Znanstvenici promatraju obje vrste interakcija tijekom formiranja uvjetnih motoričkih refleksa. U početnoj fazi formiranja motoričkih sposobnosti, zbog ozračivanja ekscitacije, nekoliko mišićnih skupina istovremeno se skuplja, ne moraju nužno sudjelovati u izvedbi motoričkog čina koji se formira. Tek nakon ponovljenih ponavljanja formiranog kompleksa fizičkih pokreta (klizanje, skijanje, vožnja bicikla), kao rezultat koncentracije procesa ekscitacije u specifičnim živčanim žarištima korteksa, svi ljudski pokreti postaju visoko koordinirani.
Promjene u radu živčanih centara također mogu nastati zbog indukcije. Očituje se kada je ispunjen sljedeći uvjet: prvo postoji koncentracija inhibicije ili ekscitacije, a ti procesi moraju biti dovoljno jaki. U znanosti su poznate dvije vrste indukcije: S-faza (središnja inhibicija u središnjem živčanom sustavu pojačava ekscitaciju) i negativna forma (ekscitacija uzrokuje proces inhibicije). Postoji i sekvencijalna indukcija. U ovom slučaju, živčani proces je obrnut u samom živčanom centru. Istraživanjeneurofiziolozi su dokazali činjenicu da je ponašanje viših sisavaca i ljudi određeno pojavama indukcije, zračenja i koncentracije živčanih procesa ekscitacije i inhibicije.
Bezuvjetna inhibicija
Razmotrimo detaljnije vrste inhibicije u središnjem živčanom sustavu i zadržimo se na njenom obliku, koji je svojstven i životinjama i ljudima. Sam termin predložio je I. Pavlov. Znanstvenik je ovaj proces smatrao jednim od urođenih svojstava živčanog sustava i izdvojio dvije njegove vrste: blijeđenje i konstantno. Zaustavimo se na njima detaljnije.
Pretpostavimo da postoji žarište ekscitacije u korteksu koji generira impulse radnom organu (mišići, sekretorne stanice žlijezda). Zbog promjena u uvjetima vanjskog ili unutarnjeg okruženja, nastaje još jedno uzbuđeno područje moždane kore. Proizvodi bioelektrične signale većeg intenziteta, što inhibira ekscitaciju u prethodno aktivnom živčanom centru i njegov refleksni luk. Blijeđenje inhibicije u središnjem živčanom sustavu dovodi do činjenice da se intenzitet orijentacijskog refleksa postupno smanjuje. Objašnjenje za to je sljedeće: primarni podražaj više ne uzrokuje proces ekscitacije u receptorima aferentnog neurona.
Drugu vrstu inhibicije, uočene i kod ljudi i kod životinja, demonstrira eksperiment koji je proveo dobitnik Nobelove nagrade 1904. IP Pavlov. Dok su psa hranili (sa fistulom uklonjenom s obraza), eksperimentatori su uključili oštar zvučni signal – prestalo je oslobađanje sline iz fistule. Znanstvenik je ovu vrstu inhibicije nazvao transcendentalnom.
Kao urođeno svojstvo, inhibicija u središnjem živčanom sustavuodvija se mehanizmom bezuvjetnog refleksa. Prilično je pasivan i ne uzrokuje potrošnju velike količine energije, što dovodi do prestanka uvjetnih refleksa. Konstantna bezuvjetna inhibicija prati mnoge psihosomatske bolesti: diskinezije, spastične i mlohave paralize.
Što je kočnica koja slabi
Nastavljajući proučavati mehanizme inhibicije u središnjem živčanom sustavu, razmotrimo što je jedna od njegovih vrsta, koja se zove kočnica za gašenje. Dobro je poznato da je orijentacijski refleks reakcija tijela na udar novog stranog signala. U tom slučaju nastaje živčani centar u moždanoj kori, koji je u stanju ekscitacije. Formira refleksni luk, koji je odgovoran za reakciju tijela i naziva se orijentacijski refleks. Ovaj refleksni čin uzrokuje inhibiciju uvjetnog refleksa koji se trenutno odvija. Nakon ponovnog ponavljanja stranog podražaja, refleks, nazvan indikativnim, postupno se smanjuje i konačno nestaje. To znači da više ne uzrokuje inhibiciju uvjetnog refleksa. Taj se signal naziva kočnica zatamnjenja.
Dakle, vanjska inhibicija uvjetnih refleksa povezana je s utjecajem stranog signala na tijelo i urođeno je svojstvo središnjeg i perifernog živčanog sustava. Iznenadni ili novi podražaj, na primjer, osjećaj boli, strani zvuk, promjena osvjetljenja, ne samo da uzrokuje orijentacijski refleks, već također doprinosi slabljenju ili čak potpunom prestanku uvjetovanogrefleksni luk koji je trenutno aktivan. Ako vanjski signal (osim boli) djeluje više puta, inhibicija uvjetnog refleksa se manje manifestira. Biološka uloga bezuvjetnog oblika živčanog procesa je da izvrši odgovor tijela na podražaj, koji je trenutno najvažniji.
Unutarnje kočenje
Njegov drugi naziv koji se koristi u fiziologiji više živčane aktivnosti je uvjetovana inhibicija. Glavni preduvjet za nastanak takvog procesa je nedostatak pojačanja signala koji dolaze iz vanjskog svijeta urođenim refleksima: probavnim, slinovnim. Procesi inhibicije u središnjem živčanom sustavu koji su nastali u tim uvjetima zahtijevaju određeni vremenski interval. Razmotrite njihove vrste detaljnije.
Na primjer, diferencijalna inhibicija se javlja kao odgovor na signale iz okoline koji se po amplitudi, intenzitetu i snazi podudaraju s uvjetovanim podražajem. Ovaj oblik interakcije između živčanog sustava i okolnog svijeta omogućuje tijelu da suptilnije razlikuje podražaje i izolira iz njihove ukupnosti onaj koji dobiva pojačanje urođenim refleksom. Primjerice, na zvuk poziva jačine 15 Hz, potpomognutog hranilicom s hranom, pas je razvio uvjetovanu reakciju sline. Ako se na životinju primijeni drugi zvučni signal, jačine 25 Hz, bez pojačanja hranom, u prvoj seriji pokusa će se iz fistule kod psa ispustiti slina na oba uvjetna podražaja. Nakon nekog vremena, životinja će razlikovati te signale, a slina iz fistule će se prestati izlučivati u zvuk snage 25 Hz, tj. Razvit će se diferencijalna inhibicija.
Oslobodite mozak od informacija koje su izgubile vitalnu ulogu za tijelo - tu funkciju upravo obavlja inhibicija u središnjem živčanom sustavu. Fiziologija je empirijski dokazala da uvjetovani motorički odgovori, dobro fiksirani razvijenim vještinama, mogu postojati tijekom cijelog života osobe, na primjer, klizanje, vožnja bicikla.
Rezimirajući, možemo reći da je proces inhibicije u središnjem živčanom sustavu slabljenje ili prestanak određenih reakcija tijela. Oni su od velike važnosti, jer se svi refleksi tijela korigiraju u skladu s promijenjenim uvjetima, a ako je uvjetovani signal izgubio svoju vrijednost, onda mogu čak i potpuno nestati. Različite vrste inhibicije u središnjem živčanom sustavu osnovne su za takve sposobnosti ljudske psihe kao što su održavanje samokontrole, razlikovanje podražaja i očekivanja.
Odgođeni prikaz živčanog procesa
Empirijski, možete stvoriti situaciju u kojoj se reakcija tijela na uvjetovani signal iz vanjskog okruženja manifestira čak i prije izlaganja bezuvjetnom podražaju, kao što je hrana. S povećanjem vremenskog intervala između početka izlaganja uvjetovanom signalu (svjetlo, zvuk, na primjer, otkucaji metronoma) i trenutka pojačanja do tri minute, oslobađanje sline na navedene uvjetovane podražaje sve je više i više. odgođen i manifestira se tek u trenutku kada se ispred životinje pojavi hranilica s hranom. Kašnjenje u odgovoru na uvjetovani signal karakterizira procese inhibicije u središnjem živčanom sustavu, koji se nazivaju odgođenioblik u kojem vrijeme njegovog protoka odgovara intervalu kašnjenja bezuvjetnog podražaja, kao što je hrana.
Vrijednost inhibicije u središnjem živčanom sustavu
Ljudsko tijelo, slikovito rečeno, "pod oružjem" je ogromnog broja čimbenika vanjskog i unutarnjeg okruženja, na koje je prisiljeno reagirati i formirati mnoge reflekse. Njihovi živčani centri i lukovi nastaju u mozgu i leđnoj moždini. Preopterećenje živčanog sustava s ogromnim brojem uzbuđenih centara u moždanoj kori negativno utječe na mentalno zdravlje osobe, a također smanjuje njegovu učinkovitost.
Biološka osnova ljudskog ponašanja
Obje vrste aktivnosti živčanog tkiva, i ekscitacija i inhibicija u CNS-u, temelj su više živčane aktivnosti. Određuje fiziološke mehanizme ljudske mentalne aktivnosti. Doktrinu o višoj živčanoj aktivnosti formulirao je IP Pavlov. Njegova moderna interpretacija je sljedeća:
Uzbuđenje i inhibicija u središnjem živčanom sustavu, koji se javljaju u interakciji, osiguravaju složene mentalne procese: pamćenje, mišljenje, govor, svijest, a također formiraju složene ljudske reakcije ponašanja
Da bi sastavili znanstveno utemeljen način učenja, rada, odmora, znanstvenici primjenjuju znanje o zakonima višeg živčanog djelovanja.
Biološki značaj takvog aktivnog živčanog procesa kao što je inhibicija može se odrediti na sljedeći način. Promjene u uvjetima vanjskog i unutarnjeg okruženja (nedostatak pojačanjauvjetovani signal urođenim refleksom) povlači za sobom adekvatne promjene adaptivnih mehanizama u ljudskom tijelu. Stoga se stečeni refleksni čin inhibira (ugasi) ili potpuno nestaje, jer postaje neprikladan za tijelo.
Što je spavanje?
I. P. Pavlov je u svojim djelima eksperimentalno dokazao činjenicu da su procesi inhibicije u središnjem živčanom sustavu i spavanju iste prirode. Tijekom razdoblja budnosti tijela, na pozadini opće aktivnosti moždane kore, još uvijek se dijagnosticiraju njegovi pojedinačni dijelovi pokriveni unutarnjom inhibicijom. Tijekom spavanja zrači cijelom površinom moždanih hemisfera, dosežući subkortikalne formacije: vizualne tuberkule (talamus), hipotalamus, retikularnu formaciju i limbički sustav. Kako je istaknuo izvanredni neurofiziolog P. K. Anokhin, svi navedeni dijelovi središnjeg živčanog sustava, odgovorni za sferu ponašanja, emocije i instinkte, smanjuju svoju aktivnost tijekom spavanja. To podrazumijeva smanjenje generiranja živčanih impulsa koji dolaze ispod korteksa. Tako se smanjuje aktivacija korteksa. To pruža mogućnost odmora i obnavljanja metabolizma kako u neurocitima velikog mozga tako i u cijelom tijelu.
Iskustva drugih znanstvenika (Hess, Economo) ustanovila su posebne komplekse živčanih stanica uključenih u nespecifične jezgre vidnih tuberkula. U njima dijagnosticirani ekscitacijski procesi uzrokuju smanjenje učestalosti kortikalnih bioritma, što se može smatrati prijelazom iz aktivnog stanja(buđenje) spavati. Studije takvih dijelova mozga kao što su Sylviusov akvadukt i treća komora potaknule su znanstvenike na ideju centra za regulaciju sna. Anatomski je povezan s dijelom mozga odgovornim za budnost. Poraz ovog lokusa korteksa uslijed traume ili kao posljedica nasljednih poremećaja kod ljudi dovodi do patoloških stanja nesanice. Također primjećujemo činjenicu da regulaciju tako vitalno važnog procesa inhibicije za tijelo kao što je san provode živčani centri diencefalona i subkortikalne jezgre: repasta, bademasta, ogradna i lećasta.
