Деятельность нервной системы по принципу функциональных систем

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ  ПО ПРИНЦИПУ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ

В последние  годы учение о рефлекторной деятельности организма углублено, расширено  и дополнено новыми положениями, оформлением представлений об обратной связи периферических исполнительных органов с ЦНС. Это привело  к созданию П. К. Анохиным новой концепции  о работе центральной нервной  системы, согласно которой она осуществляет свою деятельность по принципу функциональных систем.

Функциональная  система -- это широкое объединение различно локализованных структур и процессов в целях обеспечения той или иной конкретной приспособительной реакции.

Приспособление  достигается взаимодействием клеток, тканей и органов, взаимосвязью процессов  благодаря нервно-гуморальным механизмам.

Каждая функциональная система имеет свое название по конкретному  приспособительному эффекту. По своей  архитектуре функциональная система  представляет собой замкнутую циклическую  саморегулирующуюся систему, центрально-перифирическое образование. Каждая функциональная система  включает в себя определенные звенья, которые имеют различную физиологическую  значимость.

Архитектура функциональной системы:

Звено пусковой афферентации, представлено рецепторами  и афферентными проводниками. Воспринимает изменение окружающей среды и  передает информацию в ЦНС.

Центральное звено, или нервный центр, включает в  себя многочисленные нейроны, расположенные  в различных отделах ЦНС, формирует  программу действия.

Эфферентное звено, представлено эфферентными нервными проводниками и железами внутренней секреции с  гормонами.

Передает программу  действия на периферические исполнительные органы.

Звено периферических исполнительных органов, представлено отдельными структурами различных  органов, выполняющими программу действия.

Звено обратной афферентации, включает в себя специальные  рецепторы, воспринимающие результаты ответной реакции исполнительного  органа, а также специальные афферентные  проводники, проводящие информацию с  этих рецепторов, и совокупность нейронов в нервном центре -- акцептор действия, обеспечивающий сопоставление программы  действия с результатами ответной реакции  исполнительного органа.

Некоторые функциональные системы не имеют звена пусковой афферентации и состоят из четырех  звеньев. К таким относятся те, которые поддерживают постоянство  физиологических констант. В этих функциональных системах деятельность поддерживается за счет звена обратной афференции.

Принцип работы функциональной системы. Функциональная система формируется в процессе развития организма для осуществления конкретного действия, например у кур -- образование и выведение яиц. Звено пусковой афферентации воспринимает изменение среды и передает информацию в нервный центр, который осуществляет анализ и синтез этой информации, определяет цель к действию, решение и формирует программу действия, передает ее на эфферентное звено и в акцептор действия. Программа действия по эфферентному звену поступает к периферическим исполнительным органам. Они осуществляют ответную реакцию на действие программы. Ответная реакция характеризуется определенным результатом действия, параметрами. Параметры ответной реакции воспринимаются звеном обратной афферентации и передаются в акцептор действия. В акцепторе действия сопоставляются параметры действия с программой действия. Если они совпадают -- тогда программа действия становится санкционирующей, а если не совпадают, то программа действия в центральном звене разрушается и формируется новая программа действия. При формировании новой программы действия используется дополнительная информация.

Каждая функциональная система осуществляет приспособительную  реакцию при условии постоянного  восприятия изменений условий внешней  и внутренней среды.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РОЛИ ЧАСТНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ  ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ  СИСТЕМЫ

Центральная нервная  система -- это головной и спинной  мозг. Головной мозг включает в себя задний мозг, или продолговатый мозг и варолиев мост, средний мозг, ретикулярную формацию, мозжечок, промежуточный  мозг, лимбическую систему, подкорковые  ядра, кору больших полушарий.

СПИННОЙ МОЗГ

Спинной мозг расположен в позвоночном канале и представляет собой цилиндрический тяж с дорсальными  и вентральными корешками. Он переходит  в ствол головного мозга. Спинной  мозг -- структурно-физиологическое  образование ЦНС из нейронов. Тела нейронов формируют серое вещество спинного мозга, а отростки нейронов -- белое вещество. По физиологической  роли различают три вида нейронов спинного мозга: промежуточные, моторные и вегетативные. Нейроны спинного мозга формируют исполнительные отделы нервных центров рефлекторных дуг рада рефлексов. Вентральные  корешки называют двигательными, так как они содержат отростки двигательных нейронов, иннервирующие скелетные мышцы; дорсальные корешки -- чувствительными: состоят из отростков рецепторных нейронов.

Рефлекторная  деятельность спинного мозга. Спинной мозг получает информацию с рецепторов кожи, мышц, туловища и конечностей, внутренних органов. Информация с рецепторов поступает к центрам спинного мозга. В спинном мозге находятся исполнительные отделы нервных центров, с участием которых осуществляется целый ряд наиболее простых и сложных рефлексов: 1) сгибания и разгибания конечностей; 2) потоотделения; 3) мочеиспускания; 4) дефекации; 5) молоковыведения, 6) эрекции полового члена; 7) эякуляции; 8) сердечнососудистых, дыхательных, пищевых, обмена веществ. Все рефлексы спинного мозга в естественных условиях осуществляются с участием головного мозга, включая кору больших полушарий.

Проводниковая деятельность спинного мозга. Она осуществляется за счет наличия в спинном мозге проводящих путей, которые образованы промежуточными нейронами. Проводящие пути структурно-функционально соединяют нейроны спинного мозга с нейронами других отделов ЦНС. Проводящие пути делят на восходящие и нисходящие пути. По парным восходящим спинокортикальным путям информация с нейронов спинного мозга поступает к нейронам коры больших полушарий, по спиноталамическим -- к нейронам промежуточного мозга, по спиномозжечковым -- к нейронам мозжечка. По нисходящим кортикоспинальным путям программа действия передается от нейронов коры больших полушарий головного мозга" к нейронам спинного мозга, по руброспинальным -- от нейронов красного ядра среднего мозга, по вестибулоспинальным -- от вестибулярных ядер продолговатого мозга, по ретикулоспинальным -- от нейронов ретикулярной формации, по тектоспинальным -- от нейронов бугров четверохолмия к нейронам спинного мозга. В итоге обеспечиваются полноценные приспособительные соматические и вегетативные реакции организма.

ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ И ВАРОЛИЕВ МОСТ

Продолговатый мозг и варолиев мост -- структурно-физиологическое  образование ЦНС - образованы нейронами. Они, объединяясь, образуют ядра ряда черепно-мозговых нервов -- тройничных, отводящих, лицевых, слуховых, языкоглоточных, блуждающих, добавочных, подъязычных и соответственно нервные центры, эфферентные звенья рефлекторных дуг ряда рефлексов. В  черепномозговых ганглиях располагаются  рецепторные нейроны, образующие афферентные  звенья рефлекторных дуг ряда рефлексов. Продолговатому мозгу присущи два  вида деятельности: рефлекторная и  проводниковая. Ему характерна большая  сложность выполняемых функций, чем спинному. Все реакции, осуществляемые продолговатым мозгом, более сложные.

Рефлекторная  деятельность. Скопления нейронов продолговатого мозга образуют нервные центры, осуществляющие следующие жизненно важные рефлексы: дыхания, сердечнососудистый, пищевой, сосания, жевания, глотания, мигания, кашля, чихания, слезоотделения, рвоты, углеводного обмена, потоотделения, тонуса мышц.

Проводниковая деятельность. Нейроны продолговатого мозга и варолиева моста связаны с нейронами спинного мозга и всех других отделов ЦНС посредством проводящих путей. От них идут ретикулоспинальный и вестибулоспинальный проводящие пути, кортикоспинальный и спинокортикальный пути здесь переключаются на новые нейроны. На нейронах продолговатого мозга и варолиева моста заканчиваются кортикобульбарные пути.

СРЕДНИЙ МОЗГ

Средний мозг -- структурно-физиологическое образование  ЦНС. Нейроны его объединяются и  образуют: четверохолмие, красное ядро, черную субстанцию, ядра глазодвигательного и блокового нервов. Каждому образованию  присуща определенная роль.

Четверохолмие. Состоит из передних и задних бугров. Передние бугры получают информацию со зрительных рецепторов и обеспечивают зрительные ориентировочные и сторожевые рефлексы, которые выражаются в повороте глаз и головы в сторону действия зрительных раздражителей, повышении тонуса мышц сгибателей конечностей, учащении сокращений сердца, повышении давления крови в сосудах, учащении дыхания. Задние бугры воспринимают информацию со слуховых рецепторов и обеспечивают слуховые ориентировочные и сторожевые рефлексы, выражающиеся в настораживании ушей и повороте головы в сторону звука, повышении тонуса мышц сгибателей конечностей, учащении сокращений сердца и дыхания.

Красное ядро. Получает информацию с мозжечка, подкорковых ядер, коры больших полушарий. Участвует в формировании программы действия, которую посылает к нейронам вестибулярного ядра продолговатого мозга, обеспечивающего мышечный тонус. Красное ядро, обеспечивая торможение деятельности мотонейронов, играет большую роль в распределении тонуса мышц, координации двигательных реакций.

Черная  субстанция. Взаимосвязана с полосатым телом и бледным шаром. Обеспечивает пластический тонус мышц, участвует в регуляции сложных, точных, тонких двигательных реакций -- жевания, глотания, а также вегетативных реакций -- дыхания, тонуса сосудов, сокращений сердца.

СТАТИЧЕСКИЕ И СТАТОКИНЕТИЧЕСКИЕ  РЕФЛЕКСЫ ПРОДОЛГОВАТОГО И СРЕДНЕГО МОЗГА

С участием продолговатого и среднего мозга осуществляются перераспределение тонуса мышц в  зависимости от положения тела в  пространстве, тонические и установочные, а также статокинетические рефлексы.

Статические тонические или познотонические  рефлексы. Обеспечивают поддержание естественной позы животного. Они осуществляются через продолговатый мозг с участием спинного:

рефлекс с вестибулярного аппарата на мышцы разгибатели конечностей. Обеспечивает их высокий тонус, сохранение положения позы животного теменем  и спиной вверх;

рефлекс с вестибулярного аппарата на мышцы сгибатели конечностей. Возникает при положении животного  теменем и спиной вниз и проявляется  в повышении тонуса мышц сгибателей конечностей;

рефлекс с рецепторов мышц шеи на мышцы сгибатели задних конечностей и мышцы разгибатели  передних конечностей. Проявляется  при запрокидывании головы в выпрямлении  передних конечностей и сгибании задних;

рефлекс с рецепторов мышц шеи на мышцы разгибатели  задних конечностей и сгибатели  передних конечностей. Проявляется  в сгибании передних и разгибании задних конечностей при наклоне  головы и шеи;

рефлекс с рецепторов мышц шеи на мышцы разгибатели  конечности одной стороны и мышцы  сгибатели противоположной стороны. Проявляется при вращении в разгибании конечностей той стороны тела, в которую поворачивается голова, и в сгибании конечностей противоположной  стороны.

Выпрямительные  рефлексы. Обеспечивают возвращение головы и тела из неестественного положения в естественное. Осуществляются через средний мозг:

рефлекс с рецепторов вестибулярного аппарата на мышцы головы возникает при положении головы и туловища на боку. Проявляется в перераспределении тонуса мышц головы и возврате головы в естественное положение;

¦ рефлекс с  тактильных рецепторов кожи при положении  животного лежа на боку на мышцы  головы. Обеспечивает возврат головы в естественное положение;

* рефлекс с  рецепторов мышц шеи, возникающий  при изменении положения шеи,  на мышцы туловища. Обеспечивает  перевод туловища в положение,  соответствующее положению шеи,  за счет перераспределения тонуса  мышц;

рефлекс с рецепторов кожи туловища, возникающий при положении  животного на боку, на мышцы туловища. Обеспечивает за счет перераспределения  тонуса мышц возврат туловища в естественное положение, соответствующее положению  головы и шеи.

Статокинетические рефлексы. Проявляются при движении животного, изменении положения отдельных частей тела, когда происходит перераспределение тонуса мышц глаз, туловища и конечностей, что обеспечивает устойчивое положение глаз, головы и тела в пространстве: