Reglarea activității nervoase este un proces de excitare și inhibiție în sistemul nervos central. Inițial, apare ca o reacție elementară la iritație. În procesul de evoluție, funcțiile neuroumorale au devenit mai complexe, ducând la formarea principalelor diviziuni ale sistemelor nervos și endocrin. În acest articol, vom studia unul dintre procesele principale - inhibarea în sistemul nervos central, tipurile și mecanismele de implementare a acestuia.
Țesutul nervos, structura și funcțiile sale
Una dintre varietățile de țesuturi animale, numită nervos, are o structură specială care asigură atât procesul de excitare, cât și funcțiile de inhibiție în sistemul nervos central. Celulele nervoase sunt formate dintr-un corp și procese: scurte (dendrite) și lungi (axon), care asigură transmiterea impulsurilor nervoase de la un neurocit la altul. Capătul axonului unei celule nervoase intră în contact cu dendritele următorului neurocit în locuri numite sinapse. Acestea asigură transmiterea impulsurilor bioelectrice prin țesutul nervos. Și emoțiase mișcă întotdeauna într-o direcție - de la axon la corpul sau dendritele altui neurocit.
O altă proprietate, pe lângă excitație, care apare în țesutul nervos, este inhibarea sistemului nervos central. Este un răspuns al organismului la acțiunea unui iritant, care duce la scăderea sau încetarea completă a activității motorii sau secretorii, la care participă neuronii centrifugi. Inhibarea în țesutul nervos poate apărea și fără excitare prealabilă, dar numai sub influența unui mediator inhibitor, cum ar fi GABA. Este unul dintre principalii transmițători de frânare. Aici puteți denumi și o astfel de substanță precum glicina. Acest aminoacid este implicat în îmbunătățirea proceselor inhibitoare și stimulează producția de molecule de acid gamma-aminobutiric în sinapse.
I. M. Sechenov și munca sa în neurofiziologie
Un remarcabil om de știință rus, creatorul teoriei activității reflexe a creierului, a dovedit prezența în părțile centrale ale sistemului nervos a unor complexe celulare speciale capabile să inactiveze procesele bioelectrice. Descoperirea centrelor de inhibiție în sistemul nervos central a devenit posibilă datorită utilizării a trei tipuri de experimente de către I. Sechenov. Acestea includ: tăierea secțiunilor cortexului în diferite zone ale creierului, stimularea locilor individuali ai materiei cenușii prin factori fizici sau chimici (curent electric, soluție de clorură de sodiu), precum și metoda de excitare fiziologică a centrilor creierului. I. M. Sechenov a fost un experimentator excelent, făcând tăieturi ultra-precise în zona dintre tuberculii vizuali și direct înînsuși talamusul broaștei. El a observat o scădere și încetarea completă a activității motorii a membrelor animalului.
Astfel, un neurofiziolog a descoperit un tip special de proces nervos - inhibiția în sistemul nervos central. Vom lua în considerare tipurile și mecanismele formării sale mai detaliat în secțiunile următoare, iar acum ne vom concentra din nou pe acest fapt: în departamente precum medula oblongata și tuberculii vizuali, există un loc numit inhibitor sau Centrul Sechenov”. Omul de știință și-a dovedit prezența nu numai la mamifere, ci și la oameni. Mai mult, I. M. Sechenov a descoperit fenomenul excitației tonice a centrilor inhibitori. El a înțeles prin acest proces o ușoară excitație în neuronii centrifugi și mușchii asociați acestora, precum și în centrii nervoși de inhibiție înșiși.
Procesele neuronale interacționează?
Cercetările fiziologilor ruși de seamă I. P. Pavlov și I. M. Sechenov au demonstrat că activitatea sistemului nervos central se caracterizează prin coordonarea reacțiilor reflexe ale corpului. Interacțiunea proceselor de excitație și inhibiție din sistemul nervos central duce la o reglare coordonată a funcțiilor corpului: activitate motorie, respirație, digestie, excreție. Procesele bioelectrice apar simultan în centrii nervoși și se pot schimba constant în timp. Aceasta asigură corelarea și trecerea în timp util a reflexelor de răspuns la semnalele din mediul intern și extern. Numeroase experimente efectuate de neurofiziologi au confirmat faptul că excitația și inhibiția în sistemul nervos central suntfenomene nervoase cheie, care se bazează pe anumite regularități. Să ne oprim asupra lor mai detaliat.
Centrii nervoși ai cortexului cerebral sunt capabili să distribuie ambele tipuri de procese în sistemul nervos. Această proprietate se numește iradiere de excitație sau inhibiție. Fenomenul opus este reducerea sau limitarea zonei creierului care propagă bio-impulsurile. Se numește concentrare. Oamenii de știință observă ambele tipuri de interacțiuni în timpul formării reflexelor motorii condiționate. În stadiul inițial de formare a abilităților motrice, datorită iradierii excitației, mai multe grupe musculare se contractă simultan, nu participând neapărat la realizarea actului motor în curs de formare. Numai după repetări repetate ale complexului format de mișcări fizice (patinaj, schi, ciclism), ca urmare a concentrării proceselor de excitare în focarele nervoase specifice ale cortexului, toate mișcările umane devin foarte coordonate.
Comutarea activității centrilor nervoși poate apărea și din cauza inducției. Se manifestă atunci când este îndeplinită următoarea condiție: mai întâi există o concentrație de inhibiție sau excitare, iar aceste procese trebuie să fie suficient de puternice. În știință, sunt cunoscute două tipuri de inducție: faza S (inhibația centrală în sistemul nervos central sporește excitația) și forma negativă (excitația determină procesul de inhibiție). Există și inducție secvențială. În acest caz, procesul nervos este inversat în centrul nervos însuși. Cercetareneurofiziologii au dovedit faptul că comportamentul mamiferelor superioare și al oamenilor este determinat de fenomenele de inducție, iradiere și concentrare a proceselor nervoase de excitare și inhibiție.
Inhibație necondiționată
Să luăm în considerare mai detaliat tipurile de inhibiție din sistemul nervos central și să ne oprim asupra formei sale, care este inerentă atât animalelor, cât și oamenilor. Termenul în sine a fost propus de I. Pavlov. Omul de știință a considerat acest proces ca fiind una dintre proprietățile înnăscute ale sistemului nervos și a evidențiat două tipuri de el: estompare și constantă. Să ne oprim asupra lor mai detaliat.
Să presupunem că există un focar de excitație în cortex care generează impulsuri către organul de lucru (mușchi, celule secretoare ale glandelor). Datorită schimbărilor în condițiile mediului extern sau intern, apare o altă zonă excitată a cortexului cerebral. Produce semnale bioelectrice de intensitate mai mare, care inhibă excitația în centrul nervos activ anterior și arcul său reflex. Inhibarea estompată în sistemul nervos central duce la faptul că intensitatea reflexului de orientare scade treptat. Explicația pentru aceasta este următoarea: stimulul primar nu mai provoacă procesul de excitare în receptorii neuronului aferent.
Un alt fel de inhibiție, observată atât la om, cât și la animale, este demonstrat de experimentul realizat de câștigătorul Premiului Nobel în 1904 IP Pavlov. În timp ce hrăneau câinele (cu fistula îndepărtată de pe obraz), experimentatorii au activat un semnal sonor ascuțit - eliberarea de salivă din fistulă s-a oprit. Omul de știință a numit acest tip de inhibiție transcendental.
Fiind o proprietate înnăscută, inhibiție în sistemul nervos centraldecurge printr-un mecanism reflex neconditionat. Este destul de pasiv și nu provoacă consumul unei cantități mari de energie, ducând la încetarea reflexelor condiționate. Inhibarea constantă necondiționată însoțește multe boli psihosomatice: diskinezii, paralizii spastice și flasce.
Ce este o frână care se estompează
Continuând să studiem mecanismele de inhibiție în sistemul nervos central, să luăm în considerare care este unul dintre tipurile acestuia, numit frână de stingere. Este bine cunoscut faptul că reflexul de orientare este reacția organismului la impactul unui nou semnal străin. În acest caz, în cortexul cerebral se formează un centru nervos, care se află într-o stare de excitație. Formează un arc reflex, care este responsabil de reacția corpului și se numește reflex de orientare. Acest act reflex determină inhibarea reflexului condiționat care are loc în acest moment. După repetarea repetată a unui stimul străin, reflexul, numit indicativ, scade treptat și în final dispare. Aceasta înseamnă că nu mai provoacă inhibarea reflexului condiționat. Acest semnal se numește frână care se estompează.
Astfel, inhibarea externă a reflexelor condiționate este asociată cu influența unui semnal străin asupra organismului și este o proprietate înnăscută a sistemului nervos central și periferic. Un stimul brusc sau nou, de exemplu, o senzație de durere, un sunet străin, o schimbare a iluminării, nu numai că provoacă un reflex de orientare, dar contribuie și la slăbirea sau chiar la încetarea completă aarc reflex care este activ în prezent. Dacă un semnal străin (cu excepția durerii) acționează în mod repetat, inhibarea reflexului condiționat se manifestă mai puțin. Rolul biologic al formei necondiționate a procesului nervos este de a realiza răspunsul organismului la stimul, cel mai important moment.
Frânare internă
Celăl alt nume folosit în fiziologia activității nervoase superioare este inhibiția condiționată. Principala condiție prealabilă pentru apariția unui astfel de proces este lipsa de întărire a semnalelor venite din lumea exterioară cu reflexe înnăscute: digestive, salivare. Procesele de inhibiție din sistemul nervos central care au apărut în aceste condiții necesită un anumit interval de timp. Luați în considerare tipurile lor mai detaliat.
De exemplu, inhibiția diferențială apare ca răspuns la semnalele de mediu care se potrivesc ca amplitudine, intensitate și putere cu stimulul condiționat. Această formă de interacțiune între sistemul nervos și lumea înconjurătoare permite organismului să distingă mai subtil între stimuli și să-l izoleze din totalitatea lor pe cel care primește întărire printr-un reflex înnăscut. De exemplu, la sunetul unui apel cu o putere de 15 Hz, susținut de un alimentator cu hrană, câinele a dezvoltat o reacție salivară condiționată. Dacă animalului i se aplică un alt semnal sonor, cu o putere de 25 Hz, fără a-l întări cu hrană, în prima serie de experimente, saliva va fi eliberată din fistulă la câine la ambii stimuli condiționati. După ceva timp, animalul va diferenția aceste semnale, iar saliva din fistulă va înceta să mai secrete la un sunet cu o putere de 25 Hz, adicăse va dezvolta inhibiția diferențială.
Eliberați creierul de informații care și-au pierdut rolul vital pentru organism - această funcție este îndeplinită tocmai prin inhibiție în sistemul nervos central. Fiziologia a dovedit empiric că răspunsurile motorii condiționate, bine fixate de abilitățile dezvoltate, pot persista de-a lungul vieții unei persoane, de exemplu, patinaj, ciclism.
Rezumând, putem spune că procesele de inhibiție din sistemul nervos central reprezintă slăbirea sau încetarea anumitor reacții ale organismului. Ele sunt de mare importanță, deoarece toate reflexele corpului sunt corectate în conformitate cu condițiile modificate, iar dacă semnalul condiționat și-a pierdut valoarea, atunci ele pot chiar să dispară complet. Diverse tipuri de inhibiție în sistemul nervos central sunt de bază pentru astfel de abilități ale psihicului uman, cum ar fi menținerea autocontrolului, distingerea stimulilor și așteptarea.
Vizualizare întârziată a procesului nervos
Empiric, puteți crea o situație în care răspunsul organismului la un semnal condiționat din mediul extern să se manifeste chiar înainte de expunerea la un stimul necondiționat, cum ar fi mâncarea. Cu o creștere a intervalului de timp dintre debutul expunerii la un semnal condiționat (lumină, sunet, de exemplu, bătăi de metronom) și momentul de întărire de până la trei minute, eliberarea salivei la stimulii condiționati de mai sus este din ce în ce mai mare. intarziat si se manifesta doar in momentul in care apare in fata animalului o hranitoare cu mancare. Întârzierea ca răspuns la un semnal condiționat caracterizează procesele de inhibiție din sistemul nervos central, numite întârziate.o formă în care timpul său de curgere corespunde intervalului de întârziere al unui stimul necondiționat, cum ar fi mâncarea.
Valoarea inhibiției în sistemul nervos central
Corpul uman, la figurat vorbind, se află „sub pistolul” unui număr imens de factori ai mediului extern și intern, la care este forțat să reacționeze și să-și formeze multe reflexe. Centrii și arcurile lor nervoase sunt formate în creier și măduva spinării. Supraîncărcarea sistemului nervos cu un număr mare de centri excitați în cortexul cerebral afectează negativ sănătatea mintală a unei persoane și, de asemenea, îi reduce performanța.
Bazele biologice ale comportamentului uman
Ambele tipuri de activitate ale țesutului nervos, atât excitația, cât și inhibiția în SNC, sunt baza activității nervoase superioare. Determină mecanismele fiziologice ale activității mentale umane. Doctrina activității nervoase superioare a fost formulată de IP Pavlov. Interpretarea sa modernă este următoarea:
Excitația și inhibiția în sistemul nervos central, care apar în interacțiune, asigură procese mentale complexe: memorie, gândire, vorbire, conștiință și, de asemenea, formează reacții comportamentale umane complexe
Pentru a compune un mod de studiu, lucru, odihnă bazat științific, oamenii de știință aplică cunoștințele legilor activității nervoase superioare.
Semnificația biologică a unui astfel de proces nervos activ precum inhibiția poate fi determinată după cum urmează. Modificări ale condițiilor mediului extern și intern (lipsa de întăriresemnal condiționat de un reflex înnăscut) implică modificări adecvate ale mecanismelor adaptative din corpul uman. Prin urmare, actul reflex dobândit este inhibat (stins) sau dispare cu totul, deoarece devine inadecvat pentru organism.
Ce este somnul?
I. P. Pavlov în lucrările sale a demonstrat experimental faptul că procesele de inhibiție în sistemul nervos central și somn sunt de aceeași natură. În perioada de veghe a corpului, pe fondul activității generale a cortexului cerebral, secțiunile sale individuale acoperite de inhibiția internă sunt încă diagnosticate. În timpul somnului, iradiază pe toată suprafața emisferelor cerebrale, ajungând la formațiunile subcorticale: tuberculi vizuali (talamus), hipotalamus, formațiune reticulară și sistem limbic. După cum a subliniat remarcabilul neurofiziolog P. K. Anokhin, toate părțile de mai sus ale sistemului nervos central, responsabile pentru sfera comportamentală, emoțiile și instinctele, își reduc activitatea în timpul somnului. Aceasta implică o scădere a generării impulsurilor nervoase care vin de sub cortex. Astfel, activarea cortexului este redusă. Acest lucru oferă posibilitatea odihnei și restabilirii metabolismului atât în neurocitele creierului mare, cât și în întregul corp.
Experiențele altor oameni de știință (Hess, Economo) au stabilit complexe speciale de celule nervoase incluse în nucleii nespecifici ai tuberculilor vizuali. Procesele de excitare diagnosticate în ele determină o scădere a frecvenței bioritmurilor corticale, care poate fi privită ca o tranziție de la o stare activă.(trezire) a dormi. Studiile unor părți ale creierului precum apeductul lui Sylvius și cel de-al treilea ventricul i-au determinat pe oamenii de știință la ideea unui centru de reglare a somnului. Este legat din punct de vedere anatomic de partea creierului responsabilă de starea de veghe. Înfrângerea acestui loc al cortexului din cauza unei traume sau ca urmare a unor tulburări ereditare la om duce la stări patologice de insomnie. De asemenea, remarcăm faptul că reglarea unui proces de inhibiție atât de important pentru organism precum somnul este realizată de centrii nervoși ai diencefalului și nucleilor subcorticali: caudat, migdalat, gard și lenticular.
