ЦНС и этология

Понятие раздражимости, нейрона, синапса. Развитие  нервной  системы в живых телах.

Раздражимостью – это способность живых организмов и образующих их систем (органов, тканей, клеток) реагировать на внешнее воздействие изменением своих физико-химических и физиологических свойств.

 Раздражимость проявляется  в изменениях текущих значений  физиологических параметров, величина  которых превышает их сдвиги  при покое. Раздражимость является  универсальным проявлением жизнедеятельности  всех  без исключения  биологических   систем.

Возбудимостью - способность организма, органа, ткани или клетки отвечать на раздражение активной специфической реакцией — возбуждением (генерацией нервного импульса, сокращением, секрецией и др.).

Раздражимость и возбудимость характеризуют в сущности одно и  то же свойство биологической системы  — способность отвечать на внешние  воздействия. Однако термин возбудимость используется для определения специфических  реакций, имеющих более позднее  филогенетическое происхождение. Возбудимость является, следовательно, высшим проявлением  более  общего  свойства раздражимости  тканей.

Нервная клетка – нейрон – это структурно-функциональная единица нервной ткани. Нейроны  располагаются  как в ЦНС, так  и на периферии. В ЦНС содержится около 100 млрд нейронов, на периферии  – около 25 млн.

Нейрон покрыт мембраной, которая образует замкнутое пространство, содержащее протоплазму. В состав протоплазмы  входит цитоплазма и ядро. Цитоплазма в свою очередь состоит из гиалоплазмы  и органелл. Гиалоплазма, или цитозоль – это основное вещество, которое  объединяет все содержимое клетки в  единое целое. Она состоит из 75-85% воды и 10-20% белка. Сюда входят также  липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты, и минеральные соединения. Цитозоль способен к гель-золь переходам.

Большинство органелл и ядро нейрона заключены в свои отсеки – компартмены, которые образованы внутриклеточными мембранами. Эти мембраны обладают избирательной проницаемостью к отдельным ионам и частицам, находящимся в гиалоплазме и  органеллах, и таким образом поддерживают специфический состав последних.

 

Нервные клетки имеют электрический  заряд. Потенциал покоя (ПП) нейрона  – мембранный потенциал – составляет 60-80 мВ; потенциал действия (ПД), то есть нервный импульс – 80-100 мВ.

Нейрон имеет отростки: короткие – дендриты – выросты  цитоплазмы, и длинный – аксон  – осевой цилиндр. Отростки нейрона  также покрыты мембраной, как  и тело ( сома ) нейрона.  Сома и  дендриты, кроме этого покрыты  еще и нервными окончаниями других  нейронов – синаптическими бутонами и отростками глиальных клеток. На одном нейроне число синаптических  бутонов может достигать 10 тыс. Аксон  начинается от тела клетки аксонным холмиком. Диаметр сомы нейрона составляет 10-100 мкм, аксона – 1-6 мкм, на периферии  длина аксона может достигать 1м  и более. Нейроны мозга образуют колонки, ядра и слои. Клеточные скопления  составляют серое вещество мозга. Между  клетками проходят немиелинизированные  и миелинизированные нервные  волокна, которые образуют белое  вещество мозга.

___ _____________________

 

Синапсы (от греч. sýnapsis —  соединение, связь),  - это специализированные функциональные контакты между возбудимыми клетками, служащие для передачи и преобразования сигналов. Термин "С." был впервые использован английским физиологом Ч. Шеррингтоном в 1897 для обозначения контактов между нейронами. Контакты между аксонами нейронов и клетками исполнительных органов часто определяют как соединение, хотя они представляют разновидность С. Поскольку С. — единственный путь, с помощью которого нейроны могут сообщаться друг с другом, они обеспечивают все основные проявления активности нервной системы и интегративную деятельность мозга. В Синапсы. входят пресинаптическая часть (синаптическое окончание), синаптическая щель (разделяющая 2 клетки) и постсинаптическая часть (участок клетки, к которому прилежит синаптическое окончание).

 

Межнейронные Синапсы. в большинстве случаев образованы окончаниями аксонов одних нервных клеток и телом, дендритами или аксонами других. В соответствии с этим различают аксо-соматические, аксо-дендритные и аксо-аксонные С. Ввиду того что поверхность дендритов преобладает, наиболее многочисленны аксо-дендритные С. Число синаптических контактов на различных нейронах центральной нервной системы варьирует в широких пределах. На одних клетках оканчиваются сотни или тысячи отдельных пресинаптических волокон, другие нейроны имеют единственный С. Крупный нейрон ретикулярной формации ствола мозга получает свыше 4000 синаптических контактов; на некоторых клетках примерное число синапсических контактов составляет более 10000—20000. Плотность расположения Синапсов . на поверхности нейрона может достигать 15—20 на 100 мкм2.

Развитие нервной системы в живых телах.

Нервная система высших животных и человека представляет собой результат  длительного развития в процессе приспособительной эволюции живых  существ. Развитие центральной нервной  системы происходило прежде всего  в связи с усовершенствованием  восприятия и анализа воздействий  из внешней среды.

Вместе с тем совершенствовалась и способность отвечать на эти  воздействия координированной, биологически целесообразной реакцией. Развитие нервной  системы шло также в связи  с усложнением строения организмов и необходимостью согласования и  регуляции работы внутренних органов. Для понимания деятельности нервной  системы человека необходимо познакомиться  с основными этапами ее развития в филогенезе.

У самых низко организованных животных, например у амебы, еще нет  ни специальных рецепторов, ни специального двигательного аппарата, ни чего-либо похожего на нервную систему. Любым  участком своего тела амеба может  воспринимать раздражение и реагировать  на него своеобразным движением образованием выроста протоплазмы, или псевдоподии. Выпуская псевдоподию, амеба передвигается  к раздражителю, например к пище.

У многоклеточных организмов в процессе приспособительной эволюции возникает специализация различных  частей тела. Появляются клетки, а затем  и органы, приспособленные для  восприятия раздражений, для движения и для функции связи и координации.

Появление нервных клеток не только позволило передавать сигналы  на большее расстояние, но и явилось  морфологической основой для  зачатков координации элементарных реакций, что приводит к образованию  целостного двигательного акта.

В дальнейшем по мере эволюции животного мира происходит развитие и усовершенствование аппаратов  рецепции, движения и координации. Возникают  разнообразные органы чувств, приспособленные  для восприятия механических, химических, температурных, световых и иных раздражителей. Появляется сложно устроенный двигательный аппарат, приспособленный, в зависимости  от образа жизни животного, к плаванию, ползанию, ходьбе, прыжкам, полету и  т. д. В результате сосредоточения, или  централизации, разбросанных нервных  клеток в компактные органы возникают  центральная нервная система  и периферические нервные пути. По одним из этих путей нервные импульсы передаются от рецепторов в центральную  нервную систему, по другим — из центров к эффекторам.

Рефлексы и  рефлекторная дуга. Отличие условных рефлексов от безусловных.

 Рефлексы – это стереотипные ответные реакции организма на определенные раздражения, поступающие в нервную систему из окружающей и внутренней среды. Рефлексы могут быть врожденными и приобретенными, простыми, например сухожильные рефлексы, и сложными, например вегетативные рефлексы, обеспечивающие постоянство внутренней среды организма (регуляция АД, уровня глюкозы в крови и др.).

Рефлекторная дуга (нервная  дуга) — путь, проходимый нервными импульсами при осуществлении рефлекса.

Рефлекторная дуга состоит  из пяти отделов:

рецепторов, воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением. Рецепторами могут  быть окончания длинных отростков  центростремительных нервов или  различной формы микроскопические тельца из эпителиальных клеток, на которых оканчиваются отростки нейронов. Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления  рецепторов образуют органы чувств (глаз, ухо и т. д.).

чувствительного (центростремительного, афферентного) нервного волокна, передающего  возбуждение к центру; нейрон, имеющий  данное волокно, также называется чувствительным. Тела чувствительных нейронов находятся  за пределами центральной нервной системы - в нервных узлах вдоль спинного мозга и возле головного мозга.

нервного центра, где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства  двигательных рефлексов находятся  в спинном мозге. В головном мозге  расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный  и т. д. В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного  и двигательного нейрона.

двигательного (центробежного, эфферентного) нервного волокна, несущего возбуждение от центральной нервной  системы к рабочему органу; Центробежное волокно - длинный отросток двигательного  нейрона. Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра.

эффектора - рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию  в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся  при поступлении к ним возбуждения  из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Простейшая рефлекторная дуга у человека образована двумя  нейронами — сенсорным и двигательным (мотонейрон). Примером простейшего  рефлекса может служить коленный рефлекс. В других случаях в рефлекторную дугу включены три(и более)нейрона  — сенсорный, вставочный и двигательный. В упрощенном виде таков рефлекс, возникающий при уколе пальца булавкой. Это спинальный рефлекс, его  дуга проходит не через головной, а  через спинной мозг. Отростки сенсорных  нейронов входят в спинной мозг в  составе заднего корешка, а отростки двигательных нейронов выходят из спинного мозга в составе переднего. Тела сенсорных нейронов находятся в  спинномозговом узле заднего корешка (в дорсальном ганглии), а вставочных и двигательных — в сером веществе спинного мозга.

Простая рефлекторная дуга, описанная выше, позволяет человеку автоматически (непроизвольно) адаптироваться к изменениям окружающей среды, например, отдергивать руку от болевого раздражителя, изменять размеры зрачка в зависимости  от условий освещенности. Также она  помогает регулировать процессы, протекающие  внутри организма. Все это способствует сохранению постоянства внутренней среды, то есть поддержанию гомеостаза.

Безусловные рефлексы - это врожденные, наследственно передающиеся реакции организма.

-являются видовыми, т. е. свойственными всем представителям данного вида, - относительно постоянны, как правило, сохраняются в течение всех жизни

-осуществляются в ответ на адекватные раздражения, приложенные к одному определенному рецептивному полю

-замыкаются на уровне спинного мозга и стволовой части головного мозга

-осуществляются через филогенетически закрепленную, анатомически выраженную рефлекторную дугу.

Условные рефлексы - это реакции, приобретаемые организмом в процессе индивидуального развития на основе "жизненного опыта"

-являются индивидуальными: у одних представителей одного и того же вида они могут быть, а у других отсутствуют

-непостоянны и в зависимости от определенных условий они могут выработаться, закрепиться или исчезнуть; это их свойство и отражено в самом их названии

-могут образоваться на самые разнообразные раздражения, приложенные к различным рецептивным полям

-замыкаются на уровне коры. После удаления коры больших полушарий выработанные условные рефлексы исчезают и остаются только безусловные.

-осуществляются через функциональные временные связи

 

Безусловные рефлексы - это  врожденные, наследственно передающиеся реакции организма, а условные рефлексы – это реакции , приобретенные организмом в процессе индивидуального развития на основе «жизненного опыта» .Безусловные рефлексы относительно постоянны; условные рефлексы непостоянны и это свойство отражено в самом их названии. Осуществляются безусловные рефлексы в ответ на адекватные раздражения, приложенные к определенному рецептивному полю. Условные рефлексы могут образоваться на любые воспринимаемые организмом раздражения любого рецептивного поля. Условные рефлексы являются преимущественно функцией коры большого мозга. Безусловные рефлексы могут осуществляться на уровне спинного мозга и мозгового ствола . Они входят в состав сформированного в процессе филогенеза и наследственно передающегося фонда рефлекторных реакций .

Условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных. Для образования  условного рефлекса необходимо сочетание  во времени какого-либо изменения  окружающей среды ( или внутреннего  состояния организма ), воспринятого корой полушарий  большого мозга, с осуществлением того или иного  безусловного рефлекса. Такой раздражитель, вызывающий образование условного  рефлекса, называют условным раздражителем, или условным сигналом, в отличие  от безусловного раздражителя, вызывающего  безусловный рефлекс .

ЦНС. Механизм передачи нервного возбуждения от органов  чувств через ЦНС к исполнительным органам.

Центральная нервная система (ЦНС) — основная часть нервной  системы животных (в том числе  человека), состоящая из нейронов и  их отростков; у беспозвоночных представлена системой тесно связанных между  собой нервных узлов (ганглиев), у  позвоночных животных (включая людей) — спинным и головным мозгом.

Главная и специфическая  функция ЦНС — осуществление  простых и сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У высших животных и человека низшие и средние отделы ЦНС — спинной мозг, продолговатый  мозг, средний мозг, промежуточный  мозг и мозжечок — регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого  организма, осуществляют связь и  взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность  его деятельности. Высший отдел ЦНС  — кора больших полушарий головного  мозга и ближайшие подкорковые  образования — в основном регулирует связь и взаимоотношения организма  как единого целого с окружающей средой.