Лекція 14. Особливості будови і властивості нервової системи

План лекції:

1. Загальні поняття про будову і властивості нервової системи.

3. Поняття про рефлекс та рефлекторну дугу.

4. Поняття про нервові центри. Властивості та функції нервових центрів.

5. Координація діяльності центральної нервової системи: процеси збудження та гальмування в центральній нервовій системі, їх взаємозв’язок.

Організм людини являє собою складну високоорганізовану біологічну систему, яка складається із складних і нерозривно пов’язаних між собою систем, органів, тканин. Особливе місце у цій складній організації посідає нервова система, яка поєднує у єдине функціональне ціле всі клітини, тканини, органи людини.

Нервова система виконує найскладніші функції. Вона об’єднує окремі органи й системи організму в єдине функціональне ціле, узгоджує їх діяльність на основі наявності між ними двостороннього кругового зв’язку, здійснює взаємодію організму як цілого з навколишнім середовищем.

Найважливішою властивістю нервової системи є здатність відповідати на дію подразників зовнішнього та внутрішнього середовища генерацією нервових імпульсів. Нервовий імпульс є загальним механізмом взаємозв’язку та взаємодії різних відділів нервової системи. За допомогою нервових імпульсів здійснюється контроль, регуляція і керування в організмі. У нервовій системі передача інформації за допомогою нервових імпульсів здійснюється зі швидкістю, що у сотні і тисячі разів перевищує швидкість гуморальних регулюючих впливів Нервова система сприймає велику кількість аферентних імпульсів від різних рецепторів, аналізує, інтегрує її і потім забезпечує доцільну відповідну реакцію, яка називається рефлексом.

Рефлекс – реакція-відповідь організму на подразнення із зовнішнього чи внутрішнього середовища, що здійснюється за участю центральних і периферичних відділів нервової системи. Усі рефлекси, що формуються в процесі пренатального і постнатального розвитку, поділяються на умовні та безумовні. Безумовні рефлекси – це рефлекси, які обов’язково здійснює організм у відповідь на безпосереднє подразнення певного рецептивного поля, які не потребують для свого виникнення спеціальних умов. Ці рефлекси вроджені, вони передаються спадково і сформувалися в процесі філогенезу для підтримки нормальної життєдіяльності організму у його взаємозв’язку з навколишнім середовищем. Безумовні рефлекси мають видову приналежність. За біологічною значимістю розрізняють харчові, захисні, статеві та орієнтувальні рефлекси. Харчові рефлекси забезпечують акти ковтання, жування, смоктання, слиновиділення, секреції шлункового та підшлункового соків, жовчі, моторну функцію шлунково-кишкового тракту, а також складні інстинктивні форми пошукової харчової діяльності. Захисні рефлекси спрямовані на усунення руйнівних і больових факторів шляхом скорочення різних м’язів; захисні реакції можуть бути як активними, так і пасивними. Статеві рефлекси пов’язані зі здійсненням статевого акту, до цієї групи належать також так звані батьківські рефлекси, пов’язані з вигодовуванням та вирощуванням потомства. Орієнтувальні (дослідницькі) рефлекси виникають у відповідь на будь-які зміни у навколишньому середовищі. Орієнтувальна реакція забезпечує підсилення дії фактора шляхом підготовки м’язового апарату і руховими актами – рухами голови, вух, спрямованими на покращення сприйняття нового фактора. Орієнтувальні рефлекси містять руховий, дихальний, судинний та інші компоненти. За фізіологічноюхарактеристикою безумовні рефлекси поділяють на:

- рухові рефлекси, які забезпечують реакції підтримання положення і переміщення тіла у просторі;

- вісцеральні (вегетативні) рефлекси, які забезпечують вегетативні реакції підтримання гомеостазу, рефлекторні зміни серцево-судинної, дихальної та іншої діяльності;

- адаптаційні – спрямовані на послаблення чи підсилення дії фактора.

Організм може існувати тільки тоді, коли він відповідає на зміни зовнішнього середовища адекватними реакціями, тобто коли він може пристосовуватися до мінливих умов зовнішнього середовища. Такою формою пристосування є умовні рефлекси. Умовні рефлекси – нові, набуті у процесі індивідуального життя рефлекторні форми поведінки. Особливістю цих рефлексів є те, що вони виникають тільки при наявності спеціальних умов, які відповідають змінам існування.

Умови розвитку умовних рефлексів:

- співпадання у часі дії безумовного і умовного подразників;

- багаторазове повторення співпадання у часі дії безумовного і умовного подразників;

- дія умовного подразника має передувати дії безумовного;

- дієвий стан кори великих півкуль головного мозку;

- відсутність інших сторонніх подразників;

- умовний подразник за своєю фізіологічною характеристикою і біологічною значимістю має бути слабкішим за безумовний.

Захарактером утворення умовні рефлекси поділяються на натуральні та штучні. Натуральніумовні рефлекси утворюються на основі природних безумовних подразників (вигляд, запах їжі), вони не потребують для свого утворення великої кількості повторень, вони зберігаються протягом життя (імпринтінг). Штучніумовні рефлекси утворюються на подразники, що не мають біологічного значення і не мають прямого відношення до даного безумовного подразника (їстівний рефлекс на світло); ці рефлекси утворюються повільніше за натуральні, вони швидко згасають без підкріплення. За біологічною значимістю розрізняють харчові, захисні,статеві умовні рефлекси.

Рефлекторна дуга – це шлях, по якому проходить нервовий імпульс від рецептора до ефектора. У рефлекторній дузі виділяють п’ять елементів:

1) рецептор;

2) доцентрове нервове волокно;

3) нервовий центр, де відбувається остаточний аналіз отриманої інформації і збудження з доцентрового нервового волокна переключається на відцентрове;

4) рухове (відцентрове) волокно, що несе нервовий імпульс від центру до периферії;

5) ефектор – нервове закінчення відцентрового волокна, яке передає нервовий імпульс до робочого органа.

Нервовим центром називається функціональне об’єднання нейронів, яке забезпечує регуляцію якої-небудь функції і розташоване або у певних відділах ЦНС, або на різних рівнях ЦНС. Нервовий центр можна розглядати як фізіологічну системну одиницю ЦНС. Від складності рефлексу або функції, що регулюється, залежить рівень складності морфологічної будови нервового центру і характер функціональної взаємодії окремих нейронів центру. Нейрони нервового центру зв’язані між собою синапсами, що визначає особливості проведення збудження у нервовому центрі. Кожен нервовий центр надійно зв’язаний з іншими нервовими центрами, рецептивними полями та ін.

До властивостей нервових центрів відносяться:

- одностороннє проведення збудження – у нервових центрах збудження розповсюджується в одному напрямку – від рецепторних нейронів через вставкові до ефекторних, що пояснюється одностороннім проведенням у синапсах;

- сумація збудження – рефлекторна реакція-відповідь може не виникати на поодинокий імпульс, але серія таких імпульсів викликає рефлекторну реакцію. Є просторова, або одночасна сумація і сумація у часі, або послідовна. Просторова сумація виникає при одночасному подразненні декількох територіально віддалених один від одного рецепторів, які належать до одного рецептивного поля. Під послідовною сумацією розуміють сумацію збуджень, що надходять один за одним з коротким проміжком у часі; 

- конвергенція збудження – імпульси від декількох джерел сходяться до одного нейрона;

- дивергенція збудження – збудження, що надходить у нервовий центр по одному нервовому волокну, може викликати збудження великої кількості нервових волокон, які виходять з нервового центру;

- ірадіація збудження – широке розповсюдження збудження: при подразненні рецепторів збудження охоплює не тільки нейрони, що безпосередньо пов’язані з даним входом. На рівні ЦНС відбувається переключення збудження на численні сусідні нейрони;

- трансформація ритму збудження – ритм нервових імпульсів, що виходять з нервових центрів, завжди відрізняється від ритму подразнення, хоча й залежить від нього.

Усі форми прояву нервової діяльності тварин і людини реалізуються в процесі взаємодії у корі великих півкуль двох нервових процесів – збудження і гальмування. Процеси гальмування формувалися у нервовій системі в процесі еволюції разом з процесами збудження.

Гальмування – самостійний процес, що відбувається у нервовій системі. Функцією гальмування є ослаблення або повне й тривале виключення процесу збудження (реакції). Гальмування може розвиватися у ЦНС тоді, коли збудження надходить від декількох різних рецепторів. Більш сильне збудження може гальмувати слабкіше, тому рефлекс на сильний подразник гальмує рефлекс на слабкий подразник. Гальмування характеризується зниженням або повною зупинкою певної нервової діяльності; у цей період активізуються процеси відновлення як у ЦНС, так і на периферії. Виділяють два види гальмування – зовнішнє і внутрішнє.

Зовнішнє гальмування є пасивною формою гальмівного процесу. Воно завжди виникає як наслідок і одночасно як супутник процесу збудження. Зовнішнє гальмування носить безумовний характер, для його виникнення не потрібно спеціальних умов. Формою зовнішнього гальмування, що найчастіше зустрічається, є зовнішнє гальмо. Зовнішнє гальмо – це сторонній агент (фактор), що впливає на розвиток умовного рефлексу. Цей фактор не має відношення до структури цього рефлексу. До зовнішнього гальмування належить також позамежне, або охоронне гальмування, яке охороняє клітини кори від перенапруження.

Внутрішнім гальмуванням називається вид гальмування умовних реакцій, що виникає протягом індивідуального життя у відповідь на дію умовних подразників, тобто розвивається всередині системи даного умовного рефлексу, чому й називається внутрішнім. Внутрішнє гальмування набуте.