Самостоятельная работа Физиология центральной нервной системы

Тема 1. ЦНС – основная регулирующая система организма.
1. Найти в рабочей программе содержание этой темы.
2. Изучить лекционный материал данной темы.
3. Выделить основные понятия темы. Составить краткий глоссарий.
4. Ответить на вопросы:
• Что изучает такая дисциплина как «ФЦНС»?

Физиология ЦНС исследует общие закономерности функционирования нервных клеток, отдельных структур ЦНС и всей нервной системы в целом.

• Решение, каких задач предусматривает курс «ФЦНС»?

и т.д.

Объемная контрольная работа, получена оценка "отлично" ...

Методами физиологических исследований в настоящее время являются:
1. Функциональные пробы (применяют для оценки резервных возможностей физиологических систем8 и организма в целом).
2. Стимуляция различных участков коры через электроды.
3. Коррелирование клинических наблюдений деятельности мозга с наблюдениями над живым мозгом посредством томографии (это позволяет изучать живой мозг во время чтения или слушания, при активной умственной деятельности).
4. Изучение молекулярных и клеточных проявлений некоторых феноменов в нервной системе (например, привыкание, сенситизация и классический условный рефлекс).
.............

Физиология ЦНС имеет несколько глобальных направлений, которые в основном заняты исследованиями ряда принципов ее функционирования: возбуждения и торможения, обратной связи, пространственной синхронизации, доминанты, функциональной межполушарной асимметрии, параллельной обработки информации, полисенсорности, интегративности, саморегуляции, а также рефлекторного, вероятностно-статистического принципа и др.

2. Изучить лекционный материал данной темы.
3. Выделить основные понятия темы. Составить краткий глосарий.
4. Дать определение понятию «Нервный центр».
Под нервным центром понимается совокупность нейронов, расположенных в разных отделах ЦНС и принимающих участие в осуществлении конкретного рефлекса (мигания, дыхания, глотания, кашля и т. д.).
5. Описать иерархический принцип устройства нервных центров.
В организме при формировании сложных адаптивных процессов происходит функциональное объединение нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС. Такое объединение позволяет осуществлять наиболее адекватную для конкретных условий рефлекторную деятельность. Функционально в нервном центре выделяют ядро и периферию (или, соответственно, главную и вспомогательную части). Для главной части характерна высокая специализация в функциональном отношении. Ее разрушение вызывает нарушение данного рефлекса.
Вспомогательная часть нервного центра представлена группами нейронов на разных этажах ЦНС. Нейроны периферии обладают более высокой пластичностью и имеют большие рецепторные поля, чем нейроны центра. Следовательно, наличие периферии расширяет возможности рефлекса при изменяющихся условиях окружающей среды.
6. Назвать основные свойства нервных центров. Кратко охарактеризовать их.
Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, обусловленных объединением нейронов в нейронные сети наличием межнейрональных синапсов. Многие из свойств нервных центров тесно связаны с аналогичными свойствами рефлексов:
1.Возбуждение в нервных центрах рефлексов распространяется односторонне — от рецептора к эффектору, что обусловливается свойством химических синапсов односторонне проводить возбуждение от пресинаптической мембраны к постсинаптической.
2.Проведение возбуждения в нервных центрах более медленное, чем по нервному волокну. Основным механизмом является синаптическая задержка.
3.Так же как и на мембране одиночного нейрона, в нервных центрах осуществляется суммация возбуждений. Различают два вида суммации: временная (или последовательная) и пространственная. Подробно механизмы суммаций изложены в предыдущих главах и останавливаться на них мы не будем.
4.Нервный центр способен изменять количество импульсов, генерируемых на своем выходе, по сравнению с количеством нервных импульсов, полученных им со входа. Подобный процесс получил название трансформация ритма возбуждения. Если вспомнить, что одним из видов кодирования информации в нервной системе является кодирование импульсам ПД, то изменение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра, по сравнению с числом импульсов, приходящих к нему, означает какую-либо обработку информации.
Основные свойства нервных центров — это одностороннее и замедленное проведение, суммация и трансформация ритма возбуждения, последействие (облегчение), утомление и тонус нервных центров, чувствительность нервных центров к снабжению кислородом и к действию нейротропных веществ, возбуждение и торможение, иррадиация возбуждения, конвергенция и окклюзия, отдача (индукция) и реципрокные отношения, принцип общего конечного пути и принцип обратной связи, принцип доминанты, пластичность нервных центров и их компенсаторные возможности.
7. Рассмотреть принципы координационной деятельности ЦНС:
общего конечного пути
проторение пути
доминанты
обратной связи
реципроктные
8. Выделить уровни интегративной деятельности ЦНС.
В интеграционных процессах выделяют:
уровень нейрона;
уровень микросистем нейронов;
уровень нервных центров;
уровень больших интегративных систем.
9. Охарактеризовать интегративные системы мозга.
Интеграция деятельности ЦНС осуществляется по нескольким морфофункциональным системам:
1. Проекционные системы – сенсорные системы (афферентные системы), обеспечивают проведение через все уровни спинного и головного мозга информации о воспринимаемых раздражителях в высшие корковые представительства (кора затылочной, частично височной и теменной области), где как итог деятельности всех предыдущих этапов завершается анализ биологической и семантической значимости раздражителей, воздействующих на рецепторы. Примером такой системы может служить система рецепции боли, или ноцицептивная система. Рецепторами для нее служат как специфические болевые рецепторы в тканях, так и рецепторы других анализаторов при сверхсильных для них раздражителях. Болевые рецепторы характеризуются высоким порогом возбуждения и низкой адаптацией. Раздражение передается в ретикулярную формацию, гипоталамус, лимбическую систему и кору, где формируется ощущение боли. Оценка и восприятие боли осуществляется с участием ассоциативных систем.
2. Ассоциативные системы. Эта группа систем интегрирует отдельные системы мозга в целостную систему. Выделяют таламолобную, таламовисочную и таламотеменную системы. Существует определенная функциональная дифференциация в пределах этих систем.
Таламолобная система (лобная кора и медиодорсальное ядро таламуса) участвует в формировании доминанты, в процессах вероятностного прогнозирования и программированного поведения.
Таламотеменная система (теменная кора и задние ассоциативные ядра таламуса) участвует в селективном сенсорном внимании на сигналы, связанные с движениями, гнозисе, праксисе, в формировании трехмерной модели тела.
Таламовисочная система (височная кора и задние ассоциативные ядра таламуса) участвует в слуховом и зрительном восприятии, формирует речь.
3. Лимбико-ретикулярная система. Лимбико-ретикулярная система осуществляет энергетическое, эмоциональное и вегетативное обеспечение деятельности организма, активизирует все системы мозга. Выполнение этих функций является причиной того, что данная система получила другое название – ее определяют как неспецифическую активирующую систему мозга. В состав этой системы входят: ретикулярная формация, неспецифические ядра таламуса, некоторые образования лимбической системы и коры полушарий большого мозга. Неспецифическая активирующая система мозга получает богатую афферентацию из других отделов ЦНС и, особенно, от сенсорных систем. Эта афферентация оказывает на нее стимулирующее влияние. Неспецифическая активирующая система мозга по эфферентным путям передает как активирующие, так и тормозные сигналы в структуры головного мозга. Таким образом, происходит регуляция сна и бодрствования. Активность активирующей системы резко возрастает при выбросе в кровь катехоламинов. Следовательно, активность данной системы значительно возрастает при психоэмоциональном напряжении.
4. Интегративно-пусковые системы представлены двигательной и орбитальной корой, имеющей мощные выходы к конечным моторным ядрам ствола и спинного мозга. Данные системы принимают участие в реализации двигательных программ.
5. В последнее время выделяют опиатную систему мозга. Впервые существование рецепторных зон на поверхностных мембранах нейронов, высоко чувствительных к молекулам морфия, было продемонстрировано в 70-х годах XX века. Это открытие привело к предположению о возможном существовании «эндогенных опиатов». Установлено, что распределение опиатных рецепторов соответствует одному из путей проведения боли. Рецепторы обнаружены в миндалине, в полосатом теле, гипоталамусе, в спинном мозге. Опиатоподобной активностью обладают энкефалины и эндорфины. Опиатная система мозга взаимодействует с другими системами физиологических нейромедиаторов. Так например β-эндорфин взаимодействует с дофаминовой системой в пределах области полосатого тела. К настоящему времени установлено, что опиатная система мозга является важным компонентом антиноцицептивной системы мозга.
Существует еще одна классификация систем мозга, основанная на биохимических системах межнейронных взаимоотношений. В ней выделяют:
адренэргические системы;
ацетилхолинэргические и дофаминэргические системы;
серотонинэргическую систем
Тема 5. Физиология спинного мозга.
1. Найти в рабочей программе содержание этой темы.
2. Изучить лекционный материал данной темы.
3. Выделить основные понятия темы. Составить краткий глоссарий.
4. Назвать основные направления функции спинного мозга.
Спинной мозг иннервирует скелетную мускулатуру (кроме мышц головы) и внутренние органы. Афферентными (чувствительными) путями спинной мозг связан с рецепторами, а эффернтными – со скелетной мускулатурой и со всеми внутренними органами. Основные функции спинного мозга:
1. Рефлекторная(принимает участие в двигательных реакциях)
здесь располагаются центры безусловных рефлексов (коленный рефлекс);
вегетативные центры рефлексов мочеиспускания, дефекации, рефлекторная деятельность желудка.
2. Проводниковая (проведение нервных импульсов)
осуществляется связь различных отделов спинного мозга;
связь головного мозга с остальными частями ЦНС;
соединение рецепторов с исполнительными органами.
5. Описать тонические, вегетативные, защитно-болевые рефлексы спинного мозга.
Тонические разгибательные рефлексы представляют собой длительное сокращение мышц-разгибателей при длительном растяжении их сухожилий. Их роль — поддержание позы. В положении стоя тоническое сокращение мышц-разгибателей предотвращает сгибание нижних конечностей и обеспечивает сохранение вертикальной естественной позы. Тоническое сокращение мышц спины удерживает туловище в вертикальном положении, обеспечивая осанку человека. Тонические рефлексы на растяжение мышц (сгибателей и разгибателей) называют также миотатическими.
Спиной мозг осуществляет многие вегетативные рефлексы, регулирующие работу внутренних органов на основе поступающих интеро- и экстероцептивных поступающих сигналов. Вегетативная регуляция осуществляется тремя отделами: симпатическим, парасимпатическим, метасимпатическим (диффузным). Все они содержат как сенсорные, так и двигательные компоненты рефлекторных дуг. Сенсорный компонент обеспечивается рецепторами мышц, сухожилий, сосудов и полых внутренних органов. Информация о внутреннем состоянии через афферентные волокна поступает в преганглионарные вегетативные нейроны ЦНС. В ганглиях эта информация объединяется и анализируется. Постганглионарные нейроны, аксоны которых выходят из вентральных корешков спинного мозга передают команды к органам.
Защитные рефлексы — сложные непроизвольные движения парализованных или паретичных частей тела, возникающие в ответ на раздражение кожи или глубоколежащих тканей; служат проявлением спинномозгового автоматизма при выключении центральных (пирамидных и экстрапирамидных) влияний в невропатологии. Защитные рефлексы чаще всего обнаруживаются на нижних конечностях при поражениях спинного мозга в его грудном отделе. В огромном большинстве случаев они носят сгибательный, реже разгибательный характер.
Особенно демонстративны защитные рефлексы при болезненных процессах, вызывающих сдавление спинного мозга: при опухолях, исходящих из спинномозговых оболочек, при спондилитах. Рефлекс сгибательного типа выражается непроизвольным сгибанием ноги в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах, ведущим к «укорочению конечности». Разгибательный рефлекс, наоборот, ведет к удлинению конечности вследствие непроизвольного выпрямления ее во всех суставах.
Такой защитный рефлекс можно, разумеется, получить только на конечности, более или менее значительно согнутой. В защитном рефлексе могут участвовать и верхние конечности при высокой локализации спинального процесса, и мышцы туловища (особенно часто — мышцы живота), и мускулатура тазовых органов. Защитные рефлексы вызывают чаще всего, раздражая кожу штриховым движением иглы, уколом, щипком кожи конечности, прикосновением к ней чем-нибудь холодным.
6. Охарактеризовать проводниковую функцию спинного мозга. Вспомнить основные проводящие пути спинного мозга (курс «АЦНС»)
Проводниковая функция осуществляется с помощью нисходящих и восходящих путей. Центростремительные импульсы, поступающие в спинной мозг по задним корешкам, передаются по коротким проводящим путям в другие его сегменты, а по длинным проводящим путям — в разные отделы головного мозга.
Основными длинными проводящими путями являются следующие восходящие и нисходящие пути.
Восходящие пути задних столбов:
1. Нежный пучок (Голля), проводящий импульсы в промежуточный мозг и большие полушария из рецепторов кожи (осязания, давления), интерорецепторов и проприорецепторов нижней части туловища и ног.
2. Клиновидный пучок (Бурдаха), проводящий импульсы в промежуточный мозг и большие полушария из тех же рецепторов верхней части туловища и рук.
Восходящие пути боковых столбов:
3. Задний спинно-мозжечковый (Флексига)
4. Передний спинно-мозжечковый (Говерса), проводящие импульсы из тех же рецепторов в мозжечок.
5. Спинно-таламический, проводящий импульсы в промежуточный мозг из рецепторов кожи — осязания, давления, болевых и температурных и из интерорецепторов.
Нисходящие пути из головного мозга в спинной.
1. Прямой пирамидный, или передний кортико-спинальный пучок, из нейронов передней центральной извилины лобных долей больших полушарий в нейроны передних рогов спинного мозга; перекрещивается в спинном мозге.
2. Перекрещенный пирамидный, или кортико-спинальный боковой пучок, из нейронов лобных долей больших полушарий в нейроны передних рогов спинного мозга; перекрещивается в продолговатом мозге. По этим пучкам, достигающим наибольшего развития у человека, осуществляются произвольные движения, в которых проявляется поведение. Большая часть нервных волокон, проходящих в пирамидных пучках, поступает у человека в мышцы рук, что является результатом развития организма человека в процессе труда. Так как оба пучка перекрещиваются, то правая лобная доля больших полушарий иннервирует скелетные мышцы левой половины тела, и наоборот. В пирамидных путях проходит примерно 2 млн. центробежных нервных волокон нейронов передней центральной нервной извилины (40%), премоторной зоны, задней центральной извилины и других зон (60%)- В них содержится 80% вегетативных волокон, которые проводят центробежные импульсы к внутренним органам.
3. Рубро-спинальный пучок (Монакова) проводит в спинной мозг из красного ядра среднего мозга центробежные импульсы, регулирующие тонус скелетных мышц.
4. Вестибуло-спинальный пучок проводит из вестибулярного аппарата в спинной мозг через продолговатый и средний импульсы, перераспределяющие тонус скелетных мышц.
Тема 6. Физиология головного мозга.
1. Найти в рабочей программе содержание этой темы.
2. Изучить лекционный материал данной темы.
3. Выделить основные понятия темы. Составить краткий глоссарий.
4. Назвать основные функции продолговатого мозга и моста.
Продолговатый мозг и варолиев мост относят к заднему мозгу. Он является частью ствола мозга. Задний мозг осуществляет сложную рефлекторную деятельность и служит для соединения спинного мозга с вышележащими отделами головного мозга. В срединной его области расположены задние отделы ретикулярной формации, оказывающие неспецифические тормозные влияния на спинной и головной мозг.
Через продолговатый мозг проходят восходящие пути от рецепторов слуховой и вестибулярной чувствительности. Функции нейронов вестибулярных ядер продолговатого мозга разнообразны. Одна часть их реагирует на перемещение тела (например, при горизонтальных ускорениях в одну сторону они увеличивают частоту разрядов, а при ускорениях в другую сторону уменьшают их). Другая часть предназначена для связи с моторными системами. Эти вестибулярные нейроны, повышая возбудимость мотонейронов спинного мозга и нейронов двигательной зоны коры больших полушарий, позволяют регулировать двигательные акты в соответствии с вестибулярными влияниями.
5. Описать основные группы рефлексов заднего мозга.
В продолговатом мозгу и варолиевом мосту находится большая группа черепно-мозговых ядер (от V до XII пары), иннервирующих кожу, слизистые оболочки, мускулатуру головы и ряд внутренних органов (сердце, легкие, печень). Совершенство этих рефлексов обусловлено наличием большого количества нейронов, образующих ядра и соответственно большого числа нервных волокон. Так, только одном нисходящем корешке тройничного нерва, проводящем болевую, температурную и тактильную чувствительность от головы, содержится во много раз больше волокон, чем в спинно-таламическом пути, содержащем волокна, идущие от болевых и температурных рецепторов остальной части тела.
В продолговатом мозгу находится ряд рефлекторных центров, связанных с процессами пищеварения. Это группа центров моторных рефлексов (жевания, глотания, движений желудка и части кишечника), а также секреторных (слюноотделение, выделение пищеварительных соков желудка, поджелудочной железы и др.). Кроме того, здесь находятся центры некоторых защитных рефлексов: чихания, кашля, мигания, слезоотделения, рвоты.
Продолговатый мозг играет важную роль в осуществлении двигательных актов и в регуляции тонуса скелетных мышц. Влияния, исходящие из вестибулярных ядер продолговатого мозга, усиливают тонус мышц-разгибателей, что важно для организации позы.
6. Определить роль структур среднего мозга в регуляции вегетативных процессов, тонуса и движений. Описать статические и статокинетические рефлексы.
Средний мозг играет важную роль в регуляции движений глаз. Управление глазодвигательным аппаратом осуществляют расположенные в среднем мозгу ядра блокового (IV) нерва, иннервирующего верхнюю косую мышцу глаза, и глазодвигательного (III) нерва иннервирующего верхнюю, нижнюю и внутреннюю прямые мышцы нижнюю косую мышцу и мышцу, поднимающую веко, а также расположенное в заднем мозгу ядро отводящего (VI) нерва, иннервирующего наружную прямую мышцу глаза. С участием этих ядер осуществляются поворот глаза в любом направлении, аккомодация глаза, фиксация взгляда на близких предметах путем сведения зрительных осей, зрачковый рефлекс (расширение зрачков в темноте и сужение их на свету).
Статические рефлексы регулируют тонус скелетных мышц с целью удержания определенного положения тела. Статокинетические рефлексы продолговатого мозга обеспечивают перераспределение тонуса мышц туловища для организации позы, соответствующей моменту прямолинейного или вращательного движения.
Статические рефлексы подразделяются на позные, благодаря которым сохраняется вертикальная поза, и установочные рефлексы, проявляющиеся при смене одной позы на другую, например при вставании из положения сидя или лежа. Статокинетические рефлексы вызываются действием на организм прямолинейного или углового ускорения.
7. Указать роль ориентировочных рефлексов в оценке информационной среды и формировании механизмов внимания.
Среди всех видов рефлекторной деятельности нужно, однако, выделить один, при котором поведение животного не возбуждается ни одним из перечисленных выше мотивов поведения и который не является ни пищевым, ни оборонительным, ни половым рефлексом. Основой этой деятельности является активная реакция животного на каждое изменение обстановки, которое и вызывает у животного общее оживление и ряд избирательных реакций, направленных на ознакомление с этими изменениями в ситуации. И. П. Павлов назвал этот вид рефлексов «ориентировочными рефлексами», или «рефлексами "что такое?"».
Ориентировочный рефлекс выражается в ряде отчетливых электрофизиологических, сосудистых и двигательных реакций, появляющихся каждый раз, когда в обстановке, окружающей животное, возникает что-нибудь необычное или существенное. К этим реакциям относятся :
поворот глаз и головы в сторону нового объекта;
реакция настораживания или прислушивания.
А у человека — появление кожно-гальванической реакции (изменение сопротивляемости кожи к электрическому току или появление собственных электрических потенциалов кожи), сосудистые реакции (сужение сосудов руки с расширением сосудов головы), изменение дыхания, наконец, возникновение явлений «десинхронизации» в биоэлектрических реакциях мозга, выражающихся в депрессии «альфа ритма» (электрических колебаний 10-12 в сек, характерных для работы мозговой коры в спокойном состоянии). Все эти явления можно наблюдать каждый раз, когда возникает реакция настораживания, или ориентировочный рефлекс, вызываемый появлением нового или существенного для субъекта раздражителя.
Среди ученых нет еще единодушного ответа на вопрос, является ли ориентировочный рефлекс безусловной или условной реакцией.