Процессы распространения возбуждения и торможения в ЦНC

Процессы распространения возбуждения и тормо­жения в ЦНС также имеют особенности. Рассматривая их в режиме распространения возбуждения в ЦНС, можно вы­делить следующие моменты.

• Одностороннее проведения возбуждения. В ЦНС, ее центрах, внутри рефлекторных дуг и нейронных цепей воз­буждение, как правило, идет в одном направлении: от аф­ферентного нейрона к эфферентному, а не наоборот. Обу­словлено это особенностями расположения и характером функционирования химического синапса. В целом это ор­ганизует деятельность ЦНС и является одним из ее коор­динационных принципов.
• Суммация возбуждения (или торможения): Один им­пульс (даже, если он достаточно сильный) не в состоянии вызвать возбуждение на мембране синапса. Для этого не­обходима серия таких импульсов (по силе и частоте), кото­рые могут достичь критического уровня поляризации мем­браны, в результате чего начинает действовать механизм передачи этого возбуждения (пример с картинкой: калиево- натриевый насос). Если раздражение не достигает порого­вого (т.е. критического) уровня, то возбуждение не насту­пает.
• Явление окклюзии (закупорки). Один и тот же нейрон может передавать сигналы на ряд других нейронов, в ре­зультате чего возникает определенный эффект. Например, нейрон активизировал 10 мышечных волокон в мышце, вследствие чего возникло ее определенное электрическое напряжение. Второй нейрон тоже возбуждает 10 других мышечных волокон. Но если оба нейрона возбуждать од­новременно, то суммарная электрическая активность мыш­цы будет на 20% меньше, чем при последовательном воз­буждении. Оказывается часть волокон у 1-го и 2-го нейро­на были общими при возбуждении. Это и вызвало блоки­ровку некоторой части информации и ее закупорку (т.е. яв­ление окклюзии).
• Трансформация ритма возбуждения (или торможения). В отличие от скелетной мышцы или аксона нейрон способен трансформировать ритм возбуждений, приходящий к нему. Например, на него поступает импульс с частотой 25 Гц, а нейрон в ответ на это, возбуждаясь, генерирует 50 Гц или уменьшает силу импульса с 25 до 15 Гц и т.д.
• Последействие — один из вариантов этого свойства. По­ступающий импульс может минутами или даже часами пробегать небольшой отрезок нейронной цепи. Это обес­печивает перевод «следа» из кратковременной в долговре­менную память.
• Утомление нервных центров. При длительном возбуж­дении одного и того же нейрона в его синапсе снижается содержание медиатора, который влияет на работоспособ­ность нейрона.

Наряду с возбуждающими, в ЦНС имеются и тормо­зящие нейроны, число которых также огромно. Механизм торможения в науке до конца не изучен. По немногочис­ленным данным литературных источников каждый тор­мозной нейрон вырабатывает какой-то один определенный гип медиатора (активное вещество: глицин или гамма- аминомаслянную кислоту) и осуществляет в соответствии с этим торможение. И.М. Сеченов был первым в этом уче­нии.

Выделяют четыре вида торможения: предсинаптиче- ское; постсинаптическое; рецепторное и возвратное.

Предсинаптическое торможение осуществляется пу­тем вытормаживания какого-то определенного пути, иду­щего к данному нейрону. Скажем, к нейрону подходит 10 аксонов, и к каждому из этих аксонов подходят аксоны от тормозных, нейронов. Они и могут тормозить проведение возбуждения по каждому из нейронов в отдельности.

Постсинаптическое торможение происходит в ре­зультате гиперполяризации всего нейрона, который весь полностью и одновременно блокируется. Блокиратором выступают выделяемые тормозными нейронами медиаторы (глицин, гамма аминомасляная кислота и др.). Кроме того, в деятельности рефлекторных дуг также можно выделить определенные виды торможения.

Рецепторное торможение. Пример. Сигнал от мы­шечного веретена поступает с афферентного нейрона в спинной мозг, где переключается на альфа-мотонейрон сгибателя и одновременно на тормозной нейрон, который тормозит активность альфа-мотонейрона разгибателя. Это явление открыто Ч. Шеррингтоном.

Возвратное торможение. Пример. Альфа-мотоней­рон посылает аксон к соответствующим мышечным волок­нам. По пути от аксона отходит коллатераль, которая воз­вращается в ЦНС и заканчивается на одном из тормозных нейронов (клетка Реншоу), активизируя его. В результате, тормозной нейрон вызывает торможение того альфа- мотонейрона, который запустил всю эту цепочку. Активи­зируясь, через систему тормозных нейронов, альфа- мотонейрон сам себя тормозит. Процесс развития нервных клеток в разных отделах головного мозга совершается не­одинаково энергично: для клеток коры больших полуша­рий головного мозга он заканчивается лишь к полутора го­дам, в то время как спинной мозг к моменту рождения ока­зывается более законченным, по своей структуре.

Нервная система новорожденного малыша, наряду с морфологическими, имеет и ряд функциональных особен­ностей. А именно? Поскольку кора, пирамидные пути и полосатое тело к моменту рождения ребенка недостаточно развиты, то его жизненно важные функции регулируются промежуточным мозгом, т.е. подкорковыми центрами. До­казательством этому служит тот факт, что голова ребенка в первые недели жизни беспомощно свисает, а движения беспорядочны.

Имея при рождении целый ряд безусловных рефлек­сов, к концу первого года жизни, функции организма ре­бенка существенно эволюционизируют и приспосаблива­ются к окружающей среде. Появление примитивных реф­лексов на ранних этапах онтогенеза, как и исчезновение на более поздних, является признаком нормального развития ребенка. При этом их сохранение после определенного срока или их повторное появление является патологиче­ским признаком.

По причине весьма короткого периода бодрствования новорожденного малыша его кора больших полушарий го­ловного мозга способна вырабатывать условные рефлексы, но в очень ограниченном объеме. Внешние раздражители в этот период являются для коры больших полушарий ре­бенка сверхсильными, вследствие чего его ЦНС быстро утомляется, понижается возбудимость нервных центров, развивается утомление, приводящее ребенка в физиологи­ческий сон.

Исследования нейрофизиологов показывают, что в конце первого и начале второго месяца жизни у ребенка образуется целый ряд условных рефлексов со всех анализа­торов, что свидетельствует о том, что мозг и его высшие отделы (кора больших полушарий) начинают выполнять основную функцию: установление связи организма с внешней средой.