Нервный центр - центральный компонент рефлекторной дуги, где происходит переработка информации, вырабатывается программа действия, формируется эталон результата.

Анатомическое понятие "нервный центр" - это совокупность нейронов, располагающихся в строго определенных отделах центральной нервной системы и осуществляющих один рефлекс. Например: центр коленного рефлекса - в передних рогах 2-4 поясничных сегментов спинного мозга; центр глотания - на уровне продолговатого мозга: 5, 7, 9 пары черепно-мозговых нервов.

Физиологическое понятие "нервный центр" - это совокупность нейронов, расположенных на различных уровнях центральной нервной системы и регулирующих сложный рефлекторный процесс. Например: центр глотания входит в состав пищевого центра.

Свойства нервных центров

Свойства нервных центров.

Одностороннее проведение возбуждения - возбуждение передается с афферентного на эфферентный нейрон. Причина: клапанное свойство синапса.

Задержка проведения возбуждения: скорость проведения возбуждения в нервном центре на много ниже таковой по остальным компонентам рефлекторной дуги. Чем сложнее нервный центр, тем дольше проходит по нему нервный импульс. Причина: синаптическая задержка. Время проведения возбуждения через нервный центр - центральное время рефлекса.

Суммация возбуждения - при действии одиночного подпорогового раздражителя ответной реакции нет. При действии нескольких подпороговых раздражителей ответная реакция есть. Рецептивное поле рефлекса - зона расположения рецепторов, возбуждение которых вызывает определенный рефлекторный акт.

Имеется 2 вида суммации: временная и пространственная.

Временная - возникает ответная реакция при действии нескольких следующих друг за другом раздражителей. Механизм: суммируются возбуждающие постсинаптические потенциалы рецептивного поля одного рефлекса. Происходит суммация во времени потенциалов одних и тех же групп синапсов.

Пространственная суммация - возникновение ответной реакции при одновременном действии нескольких подпороговых раздражителей. Механизм: суммация возбуждающего постсинаптического потенциала от разных рецептивных полей. Суммируются потенциалы разных групп синапсов.

Центральное облегчение - объясняется особенностями строения нервного центра. Каждое афферентное волокно входя в нервный центр иннервирует определенное количество нервных клеток. Эти нейроны - нейронный пул. В каждом нервном центре много пулов. В каждом нейронном пуле - 2 зоны: центральная (здесь афферентное волокно над каждым нейроном образует достаточное для возбуждения количество синапсов), периферическая или краевая кайма (здесь количество синапсов недостаточно для возбуждения). При раздражении возбуждаются нейроны центральной зоны. Центральное облегчение: при одновременном раздражении 2-х афферентных нейронов ответная реакция может быть больше арифметической суммы раздражения каждого из них, т. к. импульсы от них отходят к одним и тем же нейронам периферической зоны.

Окклюзия - при одновременном раздражении 2-х афферентных нейронов ответная реакция может быть меньше арифметической суммы раздражения каждого из них. Механизм: импульсы сходятся к одним и тем же нейронам центральной зоны. Возникновение окклюзии или центрального облегчения зависит от силы и частоты раздражения. При действии оптимального раздражителя, (максимального раздражителя (по силе и частоте) вызывающего максимальную ответную реакцию) - появляется центральное облегчение. При действии пессимального раздражителя (с силой и частотой вызывающих снижение ответной реакции) - возникает явление окклюзии.

Посттетаническая потенция - усиление ответной реакции, наблюдается после серии нервных импульсов. Механизм: потенциация возбуждения в синапсах;

Рефлекторное последействие - продолжение ответной реакции после прекращения действия раздражителя:

1. кратковременное последействие - в течение нескольких долей секунды. Причина - следовая деполяризация нейронов;
2. длительное последействие - в течение нескольких секунд. Причина: после прекращения действия раздражителя возбуждение продолжает циркулировать внутри нервного центра по замкнутым нейронным цепям.

Трансформация возбуждения - несоответствие ответной реакции частоте наносимых раздражений. На афферентном нейроне происходит трансформация в сторону уменьшения из-за низкой лабильности синапса. На аксонах эфферентного нейрона, частота импульса больше частоты наносимых раздражений. Причина: внутри нервного центра образуются замкнутые нейронные цепи, в них циркулирует возбуждение и на выход из нервного центра импульсы подаются с большей частотой.

Высокая утомляемость нервных центров - связана с высокой утомляемостью синапсов.

Тонус нервного центра - умеренное возбуждение нейронов, которое регистрируется даже в состоянии относительного физиологического покоя. Причины: рефлекторное происхождение тонуса, гуморальное происхождение тонуса (действие метаболитов), влияние вышележащих отделов центральной нервной системы.

Высокий уровень обменных процессов и, как следствие, высокая потребность в кислороде. Чем больше развиты нейроны, тем больше необходимо им кислорода. Нейроны спинного мозга проживут без кислорода 25-30 мин, нейроны ствола головного мозга - 15-20 мин, нейроны коры головного мозга - 5-6 мин.

Учение о рефлекторной деятельности ЦНС привело к развитию представления о нервном центре.

Нервным центром называют совокупность нейронов, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции той или иной функции.

Не следует понимать нервный центр как что-то узко локализованное в одном участке ЦНС. Понятие анатомическое по отношению к нервному центру рефлекса неприменимо потому, что в осуществлении любого сложного рефлекторного акта принимает участие всегда целая констелляция нейронов, расположенных на разных этажах нервной системы. Опыты с раздражением или перерезкой ЦНС показывают лишь, что отдельные нервные образования обязательны для осуществления того или иного рефлекса, а другие необязательны, хотя и участвуют при обычных условиях в рефлекторной деятельности. Примером служит дыхательный центр, в который в настоящее время включают не только "центр дыхания" продолговатого мозга, но и пневмотаксический центр моста, нейроны ретикулярной формации, коры и мотонейроны дыхательных мышц.

Нервные центры обладают рядом характерных свойств, определяемых свойствами составляющих его нейронов, особенностями синаптической передачи нервных импульсов и структурой нейронных цепей, образующих этот центр.

Свойства эти следующие:

1.Одностороннее проведение в нервных центрах можно доказать при раздражении передних корешков и отведении потенциалов от задних. В этом случае осциллограф не зарегистрирует импульсов. Если поменять электроды - импульсы будут поступать нормально.

2.Задержка проведения в синапсах . По рефлекторной дуге проведение возбуждения происходит медленнее, чем по нервному волокну. Это определяется тем, что в одном синапсе переход медиатора к постсинаптической мембране происходит за 0,3-0,5 мсек. (т.н. синаптическая задержка). Чем больше синапсов в рефлекторной дуге, тем больше время рефлекса, т.е. интервал от начала раздражения до начала деятельности. С учетом синаптической задержки проведение раздражения через один синапс требует около 1,5-2 мсек.

У человека наименьшую продолжительность имеет время сухожильных рефлексов (оно равно 20-24 мсек. У мигательного рефлекса оно больше 0 50-200 мсек. Время рефлекса складывается из:

а) времени возбуждения рецепторов;

б) времени проведения возбуждения по центростремительным нервам;

в) времени передачи возбуждения в центре через синапсы;

г) времени проведения возбуждения по центробежным нервам;

д) времени передачи возбуждения на рабочий орган и латентного периода его деятельности.

Время "в" носит название центрального времени рефлекса.

Для упомянутых выше рефлексов оно составляет соответственно 3 мсек. и 36-180 мсек. Зная центральное время рефлекса, и учитывая, что через один синапс возбуждение проходит за 2 мсек., можно определить число синапсов в рефлекторной дуге. Например, коленный рефлекс считают моносинаптическим.

3.Суммация возбуждений . Впервые Сеченов показал, что в целостном организме рефлекторный акт может осуществляться при действии подпороговых стимулов, если они действуют на рецепторное поле достаточно часто. Такое явление получило название временной (последовательной) суммацией. Пример - рефлекс чесания у собаки можно вызвать, если подать в одну точку подпороговые стимулы с частотой 18 гц. Суммация подпороговых стимулов можно получить и тогда, когда они прикладываются на разные точки кожи, но одновременно - это пространственная суммация.

В основе этих явлений лежит процесс суммации возбуждающих постсинаптических потенциалов на теле и дендритах нейронов. При этом происходит накопление медиатора в синаптической щели. В естественных условиях оба вида суммации сосуществуют.

4.Центральное облегчение . Возникновение временной и особенно пространственной суммации способствуют и особенности организации синаптического аппарата в нервных центрах. Каждый аксон, поступая в ЦНС, ветвится и образует синапсы на большой группе нейронов (нейронный пул, или нейронная популяция ). В такой группе принято условно различать центральную (пороговую) зону, и периферическую (подпороговую) кайму. Нейроны, находящиеся в центральной зоне, получают от каждого рецепторного нейрона достаточное количество синаптических окончаний для того, чтобы ответить разрядом ПД на приходящие импульсы. На нейронах же подпороговой каймы каждый аксон образует лишь небольшое число синапсов, возбуждение которых не способно возбудить нейрон. Нервные центры состоят из большого числа нейронных групп, причем отдельные нейроны могут входить в разные нейронные пулы. Это объясняется тем, что на одних и тех же нейронах оканчиваются разные афферентные волокна. При совместном раздражении этих афферентных волокон возбуждающие постсинаптические потенциалы в нейронах подпороговой каймы суммируются друг с другом и достигают критической величины. В результате в процесс возбуждения оказываются вовлеченными и клетки периферической каймы. При этом сила рефлекторной реакции суммарного раздражения нескольких "входов" в центр оказывается больше арифметической суммы раздельных раздражений. Этот эффект и носит название центрального облегчения.

5. Центральная окклюзия (закупорка ). Может наблюдаться в деятельности нервного центра и обратный эффект, когда одновременное раздражение двух афферентных нейронов вызывает не суммацию возбуждения, а задержку, уменьшение силы раздражения. В этом случае суммарная реакция меньше арифметической суммы раздельных эффектов. Происходит это потому, что отдельные нейроны могут входить в центральные зоны разных нейронных популяций. В таком случае появление возбуждающих постсинаптических потенциалов на телах нейронов не приводят к увеличению числа возбужденных одновременно клеток. Если суммация лучше проявляется при действии слабых афферентных раздражений, то явления окклюзии хорошо выражены с случае применения сильных афферентных раздражений, каждое их которых активирует большое число нейронов. Более наглядно эти эффекты видны на схемах в таблицах.

6.Трансформация ритма возбуждений . Частота и ритм импульсов, поступающих к нервным центрам, и посылаемых ими на периферию, могут не совпадать. Это явление носит название трансформации. В ряде случаев на одиночный импульс, приложенный к афферентному волокну, мотонейрон отвечает серией импульсов. Образно говоря, в ответ на одиночный выстрел нервная клетка отвечает очередью. Чаще это бывает при длительном постсинаптическом потенциале и зависит от триггерных свойств аксонного холмика.

Другой механизм трансформации связан с эффектами сложения фаз двух или более волн возбуждения на нейроне - тут возможны эффекты как увеличения, так и снижения частоты выходящих из центра стимулов.

7.Последействие . Рефлекторные акты, в отличие от потенциалов действия, заканчиваются не одновременно с прекращением вызвавшего их раздражения, а через некоторый, иногда сравнительно длинный период времени. Продолжительность последействия может во много раз превышать продолжительность раздражения. Последействие обычно бывает больше при сильном и длительном раздражении.

Имеются два основных механизма, обусловливающих эффект последействия. Первый связан с суммацией следовой деполяризации мембраны при частых раздражениях (посттетаническая потенциация), когда нервная клетка продолжает давать разряды импульсов, несмотря на то, что кончилась серия раздражений. Второй механизм связывает последействие с циркуляцией нервных импульсов по замкнутым нейронным сетям рефлекторного центра.

8. Утомление нервных центров . В отличие от нервных волокон нервные центры легко утомляемы. Утомление нервного центра проявляется в постепенном снижении и в конечном итоге полном прекращении рефлекторного ответа при продолжительном раздражении афферентных нервных волокон. Если после этого приложить раздражение в эфферентному волокну - эффект возникает вновь.

Утомление в нервных центрах связано прежде всего с нарушением передачи возбуждения в межнейронных синапсах. Такое нарушение зависит от уменьшения запасов синтезированного медиатора, уменьшением чувствительности к медиатору постсинаптической мембраны, уменьшением энергетических ресурсов нервной клетки. Не все рефлекторные акты утомляются быстро (например, мало утомляемы проприоцептивные тонические рефлексы).

9.Рефлекторный тонус нервных центров . В его поддержании участвуют как афферентные импульсы, поступающие непрерывно от периферических рецепторов в ЦНС, так и различные гуморальные раздражители (гормоны, углекислота, и др.)

10.Высокая чувствительность к гипоксии . Показано, что 100 г. нервной ткани в единицу времени потребляет кислорода в 22 раза больше, чем 100 г. мышечной ткани. Поэтому нервные центры очень чувствительны к его недостатку. При этом чем выше центр, тем более страдает он от гипоксии. Для коры мозга 5-6 минут достаточно, чтобы без кислорода произошли необратимые изменения, клетки ствола мозга выдерживают 15-20 минут полного прекращения кровообращения, а клетки спинного мозга - 20-30 минут. При гипотермии, когда снижается обмен веществ, ЦНС дольше переносит гипоксию.

11.Избирательная чувствительность к химическим веществам . Объясняется особенностями обменных процессов и позволяет находить фармпрепараты направленного действия.

От рецепторов нервные импульсы по афферентным путям поступают в нервные центры. Следует различать анатомическое и физиологическое понимание нервного центра.

Анатомическое определение нервного центра. Нервный центр это совокупность нейронов, расположенных в определенном отделе центральной нервной системы. За счет работы такого нервного центра осуществляется несложная рефлекторная деятельность, например коленный рефлекс. Нервный центр этого рефлекса располагается в поясничном отделе спинного мозга.

Физиологическое определение нервного центра. Нервный центр это сложное функциональное объединение нескольких анатомических нервных центров, расположенных на разных уровнях центральной нервной системы и обусловливающих за счет своей активности сложнейшие рефлекторные акты. Например, в осуществлении пищевых реакций участвуют многие органы (железы, мышцы, кровеносные и лимфатические сосуды и т. л.). Деятельность этих органов регулируется нервными импульсами, поступающими из нервных центров, располагающихся в различных отделах центральной нервной системы. При пищевых реакциях различные анатомические нервные центры функционально объединяются для получения определенного полезного результата.

Физиологические свойства нервных центров . Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, зависящих от наличия синапсов и большого количества нейронов, входящих в их состав. Основными свойствами нервных центров являются:

* Одностороннее проведение возбуждения. В центральной нервной системе возбуждение распространяется только в одном направлении от рецепторного нейрона к эффекторному. Это обусловлено наличием в нервных центрах синапсов, в которых передача возбуждения возможна только в одном направлении от нервного окончания, выделяющего медиатор, к постсинаптической мембране.

* Задержка проведения возбуждения в нервных центрах также связана с наличием большого количества синапсов. На выделение медиатора, его диффузию через синаптическую щель, возбуждение постсинаптической мембраны требуется больше времени, чем на распространение возбуждения по нервному волокну.

* Суммация возбуждений в нервных центрах возникает или при нанесении слабых, но повторяющихся (ритмичных) раздражений, или при одновременном действии нескольких подпороговых раздражений. Механизм этого явления связан с накоплением медиатора на постсинаптической мембране и повышением возбудимости клеток нервного центра. Примером суммации возбуждения может служить рефлекс чихания. Этот рефлекс возникает только при длительном раздражении рецепторов слизистой оболочки носа.

* Трансформация ритма возбуждений . Центральная нервная система на любой ритм раздражения, даже медленный, отвечает залпом импульсов. Частота возбуждений, поступающих из нервных центров на периферию к рабочему органу, колеблется от 50 до 200 в 1 с. Этой особенностью центральной нервной системы объясняется то, что все сокращения скелетных мышц в организме являются тетаническими.

* Рефлекторное последействие . Рефлекторные акты заканчиваются не одновременно с прекращением вызвавшего их раздражения, а через некоторый, иногда сравнительно длительный период. Это явление получило название рефлекторного последействия. Установлены два механизма, обусловливающие последействие. Первый связан с тем, что возбуждение в нервных клетках исчезает не сразу после прекращения раздражения. В течение некоторого времени (сотые доли секунды) нервные клетки продолжают давать ритмические разряды импульсов. Этот механизм может обусловить лишь сравнительно кратковременное последействие. Второй механизм является результатом циркуляции нервных импульсов по замкнутым нейронным цепям нервного центра и обеспечивает более длительное последействие.

Возбуждение одного из нейронов передается на другой, а по ответвлениям его аксона вновь возвращается к первой нервной клетке и т. д. Циркуляция нервных импульсов в нервном центре будет продолжаться до тех пор, пока не наступит утомление одного из синапсов или же активность нейронов не будет приостановлена приходом тормозных импульсов.

* Утомление нервных центров . Нервные центры в отличие от нервных волокон легко утомляемы. При продолжительном раздражении афферентных нервных волокон утомление нервного центра проявляется постепенным снижением, а затем и полным прекращением рефлекторного ответа.

Свойства нервных центров

Нервным центром называется совокупность нейронов в различных отделах ЦНС, обеспечивающих регуляцию какой-либо функции организма. Например, бульбарный дыхательный центр.

Для проведения возбуждения через нервные центры характерны следующие особенности:

1. Одностороннее проведение. Оно идет от афферентного, через вставочный, к эфферентному нейрону. Это обусловлено наличием межнейронных синапсов.

2. Центральная задержка проведение возбуждения, т.е. по ЦНС возбуждение идет значительно медленнее, чем по нервному волокну. Это объясняется синаптической задержкой. Так как больше всего синапсов в центральном звене рефлекторной дуги, там скорость проведения наименьшая. Исходя из этого время рефлекса – это время от начала воздействия раздражителя до появления ответной реакции. Чем длительнее центральная задержка, тем больше время рефлекса. Вместе с тем оно зависит от силы раздражителя. Чем оно больше, тем время рефлекса короче и наоборот. Это объясняется явлением суммации возбуждений в синапсах. Кроме того, оно определяется и функциональным состоянием ЦНС. Например, при утомлении нервного центра длительность рефлекторной реакции увеличивается.

3. Пространственная и временная суммация. Временная суммация возникает как в синапсах вследствие того, что чем больше поступает нервных импульсов, тем больше выделяется нейромедиатора в них, тем выше амплитуда возбуждающего постсинаптического потенциала. Поэтому рефлекторная реакция может возникать на несколько последовательных подпороговых раздражений. Пространственная суммация наблюдается тогда, когда к нервному центру идут импульсы от нескольких рецепторных нейронов. При действии на них подпороговых стимулов, возникающие постсинаптические потенциалы суммируются, и в мембране нейрона генерируется распространяющийся потенциал действия.

4. Трансформация ритма возбуждения – изменение частоты нервных импульсов при прохождении через нервный центр. Частота может снижаться или повышаться. Например, повышающая трансформация – увеличение частоты обусловлено дисперсией и мультипликацией возбуждения в нейронах. Первое явление возникает в результате разделения нервных импульсов на несколько нейронов, аксоны которых образуют затем синапсы на одном нейроне. Второе – генерацией нескольких нервных импульсов при развитии возбуждающего постсинаптического потенциала на мембране одного нейрона. Понижающая трансформация объясняется суммацией нескольких возбуждающих постсинаптических потенциалов и возникновением одного потенциала действия в нейроне.

5. Посттетаническая потенциация – это усиление рефлекторной реакции в результате двигательного возбуждения нейронов центра. Под влиянием многих серий нервных импульсов, проходящих с большой частотой через синапсы, выделяется большое количество нейромедиаторов в межнейронных синапсах. Это приводит к прогрессирующему нарастанию амплитуды возбуждающего постсинаптического потенциала и длительному (несколько часов) возбуждению нейронов.

6. Последействие – это запаздывание окончания рефлекторного ответа после прекращения действия раздражителя. Связано с циркуляцией нервных импульсов по замкнутым цепям нейронов.

7. Тонус нервных центров – состояние постоянной повышенной активности. Он обусловлен постоянным поступлением к нервному центру нервных импульсов от периферических рецепторов, возбуждающим влиянием на нейроны продуктов метаболизма и других гуморальных факторов. Например, проявлением тонуса соответствующих центров является тонус определенной группы мышц.

8. Автоматия (спонтанная активность) нервных центров. Периодическая или постоянная генерация нейронами нервных импульсов, которые возникают в них самопроизвольно, т.е. в отсутствии сигналов от других нейронов или рецепторов. Обусловлена колебаниями процессов метаболизма в нейронах и действием на них гуморальных факторов.

9. Пластичность нервных центров. Это их способность изменять функциональные свойства. При этом центр приобретает возможность выполнять новые функции или восстанавливать старые после повреждения. В основе пластичности нервного центра лежит пластичность синапсов и мембран нейронов, которые могут изменять свою молекулярную структуру.

10. Низкая физиологическая лабильность и быстрая утомляемость. Нервные центры могут проводить импульсы лишь ограниченной частоты. Их утомление объясняется утомлением синапсов и ухудшением метаболизма нейронов, истощение состава медиаторов, длительность их синтеза.

Торможение в ЦНС

Явление центрального торможения обнаружено И. М. Сеченовым в 1862 году. Он удалял у лягушки полушария мозга и определял время спинномозгового рефлекса на раздражение лапки серной кислотой. Затем на таламус (зрительные бугры) накладывал кристаллик поваренной соли и обнаружил, что время рефлекса значительно увеличивалось. Это свидетельствовало о торможении рефлекса. Сеченов сделал вывод, что вышележащие нервные центры при своем возбуждении тормозят нижележащие. Торможение в ЦНС препятствует развитию возбуждения или ослабляет протекающее возбуждение. Примером торможения может быть прекращение рефлекторной реакции, на фоне действия другого более сильного раздражителя.

Первоначально была предложена унитарно-химическая теория торможения. Она основывалась на принципе Дейла: один нейрон – один медиатор. Согласно ей торможение обеспечивается теми же нейронами и синапсами, что и возбуждение. В последующем была доказана правильность бинарно-химической теории. В соответствии с последней. Торможение обеспечивается специальными тормозными нейронами, которые являются вставочными. Это клетки Реншоу спинного мозга и нейроны Пуркинье промежуточного. Торможение в ЦНС необходимо для интеграции нейронов в единый нервный центр.

В ЦНС выделяют следующие механизмы торможения:

1. Постсинаптическое. Оно возникает в постсинаптической мембране сомы и дендритов нейронов, т.е. после передающего синапса. На этих участках образуют аксо-дендритные или аксосоматические синапсы специализированные тормозные нейроны. Эти синапсы являются глицинергическими. В результате воздействия глицина на глициновые хеморецепторы постсинаптической мембраны открываются ее калиевые и хлорные каналы. Ионы калия и хлора входят в нейрон, развивается тормозной постсинаптический потенциал. Роль ионов хлора в развитии тормозного постсинаптического потенциала небольшая. В результате возникающей гиперполяризации возбудимость нейрона падает. Проведение нервных импульсов через него прекращается. Алкалоид стрихнин может связываться с глициновыми рецепторами постсинаптической мембраны и выключать тормозные синапсы. Это используется для демонстрации роли торможения. После введения стрихнина у животного развиваются судороги всех мышц.

2. Пресинаптическое торможение. В этом случае тормозной нейрон образует синапс на аксоне нейрона, подходящим к передающему синапсу, т.е. такой синапс является аксо-аксональным. Медиатором этих синапсов служит ГАМК. Под действием ГАМК активируются хлорные каналы постсинаптической мембраны. Но в этом случае ионы хлора начинают выходить из аксона. Это приводит к небольшой локальной, но длительной деполяризации его мембраны. Значительная часть натриевых каналов мембраны инактивируется, что блокирует проведение нервных импульсов по аксону, а, следовательно, выделение нейромедиатора в передающем синапсе. Чем ближе тормозной синапс расположен к аксонному холмику, тем сильнее его тормозной эффект. Пресинаптическое торможение наиболее эффективно при обработке информации, так как проведение возбуждения блокируется не во всем нейроне, а только на его одном входе. Другие синапсы, находящиеся на нейроне продолжают функционировать.

3. Пессимальное торможение. Обнаружено Н. Е. Введенским. Возникает при очень высокой частоте нервных импульсов. Развивается стойкая длительная деполяризация всей мембраны нейрона и инактивация ее натриевых каналов. Нейрон становится невозбужденным.

В нейроне одновременно могут возникать и тормозные, и возбуждающие постсинаптические потенциалы. За счет этого и происходит выделение нужных сигналов.



Чтобы формулировать кратко свойства нервных центров, сперва нужно разобраться с базовым понятием. Под НЦ принято понимать такую сложную систему, сформированную многочисленными нейронами, которая создана из связанных меж собою элементов. НЦ имеет строго определенную биологическую функцию. В области ответственности этого органического образования - переформатирование возбуждения, получаемого на входе, в иной поток, отличающийся характеристиками, на выходе.

Тут или там?

Понятие о нервном центре, свойствах нервных центров во многом обусловлены односторонним режимом работы. НЦ обеспечивает передвижение возбуждающих импульсов только посредством промежуточных звеньев к двигательному нерву, откуда далее данные направляются к органу, ответственному за исполнение сигнала. Такая система работы базируется на особенностях синаптического механизма перенаправления импульсов. Посредством медиатора между клетками, сведения проходят только в одном направлении. Во многом это связано с тем фактом, что продуцирование медиатора - ответственность аксона, его завершающего элемента. Такое соединение можно встретить лишь в пресинаптической щели.

Физиологические свойства нервных центров во многом обусловлены тем фактом, что импульсный поток, его направление задаются рефлекторной дугой. Благодаря такому устройству ЦНС может координировать деятельность различных структур и систем организма. Связи, обеспечивающие рефлексы, условные реакции, именно благодаря такому строению НЦ имеют функцию замыкания.

Спешим к цели

Рассматривая свойства нервных центров и их особенности, необходимо упомянуть о замедленном процессе проводимости касаемо возбуждения. В медицине эту специфическую черту назвали центральной задержкой. Альтернативное наименование - рефлекторный латентный временной промежуток. Подобная логика работы НС связана с тем фактом, что синапсы проводят импульсы относительно медленно.

С момента раздражения рецептора до получения реакции ответа проходит до половины секунды, но не менее двух десятых долей этого временного промежутка. Центральная задержка увеличивается, если необходимо произвести сложный рефлекс.

Такие свойства и функции нервных центров особенно важны для лиц, работающих в области дрессировки. Формируя у подопытной особи условный рефлекс, нужно помнить о латентном временном промежутке и использовать раздражитель, подкрепляющий ответ, через полсекунды с момента первичного влияния. Если объект болен или сильно устал, продолжительность рефлекторного ответа растет.

И сразу, и потом

Анализируя свойства нервного центра и их характеристику, необходимо упомянуть одну особенность. Если имел место относительно короткий факт, спровоцировавший раздражение, ответный эффект, вызываемый им, будет достаточно продолжительным. Рефлекторный ответ продолжается уже после прекращения воздействия на рецепторы. Последействие, как удалось выяснить ученым, спровоцировано способностью центрами получать импульсы через рецепторы в разные временные промежутки, поскольку используются разнообразные пути. Некоторые требуют больше времени, другие - меньше.

Описанное свойство нервных центров обусловлено наличием запаздывающей импульсной реакции. Благодаря такой специфической особенности возбужденность сохраняется на некоторое время (вплоть до двух секунд) дольше, что влияет на качество замыкательной функции, повышая ее.

Наиболее важно это при необходимости формирования условного рефлекса у объекта, с которым работает специалист. Так, если стоит задача дрессировки животного, следует учитывать нужду в предоставлении некоторого временного промежутка для устранения остаточного возбуждения. Это позволяет очистить пути рефлексов, подготовив НС для обновления деятельности.

Все под учетом

Как известно из физиологии, свойство нервных центров - суммация. Это такое явление, при котором слабые раздражения постепенно накапливаются. Речь идет о таких раздражителях, влияния которых недостаточно, чтобы перешагнуть порог чувствительности. В определенный момент накопление многочисленных явлений становится достаточным, чтобы потенциал стал критическим, и нервный центр возбуждается. Суммация различается по времени и пространству.

В последнем случае о суммации говорят, когда несколько чувствительных участков оказываются под влиянием слабых раздражителей, по отдельности не переступающих порог, свойственный организму. Как объясняет физиология, свойства нервных центров проявляют себя так, что происходит суммирование, провоцирующее возбуждение, одновременно учитываются все слабые импульсы некоторого участка.

Касаемо времени, суммация предполагает последовательное воздействие на один нейрон. То есть один за другим следуют слабые импульсы, каждый из которых не в силах спровоцировать возбуждение, но происходит наложение, в силу чего значения складываются, достигая уровня, достаточного для возбуждения элемента НС.

Это любопытно

Нервные центры не обладают свойством различения временного и пространственного суммирования эффектов раздражителей, недостаточных для самостоятельного преодоления порога. Оба процесса сложения в организме происходят параллельно, за счет чего эффект усиливается.

Именно по такой логике становится выше чувствительность собак к запахам и звукам. Это важно, когда животное обучают работать по чутью, что вынуждает его улавливать очень слабые - молекула на литр атмосферных газов - запахи. Несмотря на невозможность активизации рецептора столь слабым раздражителем, эффект суммации позволяет отметить запаховые ощущения, за чем следует рефлекторная ответная реакция.

От А к Б

Среди прочих свойств нервных центров суммация - далеко не единственное, заслуживающее пристального внимания. Не менее важна и трансформация. Это такая особенность, в силу которой НЦ может усилить или ослабить импульс, а также скорректировать частоту.

Работает это следующим образом: нейроны активизируются, некоторые структуры перестраиваются, меняя ритмичность работы, лабильность. Это дает возможность эффективного взаимодействия, одновременно с чем между НЦ появляются доступные для передачи информации связи. Формируются связи с различными отделами НС. Такой эффект особенно важен для ветеринаров, специалистов по дрессировке животных. Известно, что он помогает замыкать рефлекторные, условные связи, что делает процесс обучения животным более эффективным.

Проще и сложнее

Изучая основные свойства нервных центров, следует уделить внимание особенности, благодаря которой реализуется высокий уровень возбудимости при эффективном ответе НС через рефлекс. Речь идет об облегчении - такой специфической реакции, за счет которой повторное раздражение требует большей силы влияния. Это справедливо, если между отдельными импульсами есть небольшие временные промежутки. Первый импульсный поток словно бы облегчает второй. Такая логика позволяет формировать стойкий условный рефлекс.

Еще одно важное, причисленное к основным, свойство нервной системы - проторение. Один НЦ может положительно влиять на возбудимость других. Обменные процессы, импульсная передача - методы взаимодействия НЦ меж собою. Для этого используются нейронные пути.

Формирование временной связи при этом становится итогом взаимного влияния друг на друга очагов возбуждения, инициируется проторение меж пунктами коры пути. Проходимость маршрута во многом зависит от синапсов, изменений, которые эти структуры претерпевают. Это касается и морфологии, и функций элементов.

Иррадиация

Если исследовать сформулированные в современной науке понятия нервного центра, основные свойства нервных центров, известные ученым, то придется особенное внимание обратить на ситуацию, когда НС подвержена продолжительному раздражению достаточно высокой силы. В такой ситуации активизируются не только центры, через которые происходит первичная обработка сведений, но постепенно происходит распространение на близлежащие структуры. Чем больше сила влияния, тем большее число центров будет охвачено процессом.

Отличительное свойство нервных центров связано с ситуацией, когда одновременно возбужденными оказываются сразу большое их количество. Сложные ЦНС устроены таким образом, что происходит автоматический отбор самых значимых НЦ, между которыми формируются стойкие связи на базе функциональности. Они и становятся условными рефлексами.

Преимущественно рефлекторное условное поведение - это двигательные реакции, спровоцированные иррадиацией. Будучи слишком сильным, такой эффект приводит к неуравновешенности реакций организма, а рефлекторная активность нарушается. В нормальном, здоровом организме противоположный иррадиации процесс - торможение - позволяет ограничить распространение возбуждения, уравновесить состояние НС.

Приводим в норму

Торможение - такое свойство нервных центров, благодаря которому активность НС скоординирована, адекватна. Подобный ответ провоцируется в структурах НС при наличии волнового возбуждения, подавляющего иные формы. Торможение сопровождается угнетением активности органов, не требующейся в настоящий момент времени.

Такая система обеспечивает организму эффективную защиту, предупреждая перенапряжение. НС становится местом продуцирования различных условных рефлексов, связанных с угнетением возбужденного состояния. Живое существо при этом осваивает выдержку, учится дифференцировать объекты, сигналы. Вырабатывается прекращение на рефлекторном уровне недопустимых, нежелательных поступков.

Главное и второстепенное

Еще одно важное свойство нервных центров - доминанта, то есть ситуация, когда одни НЦ в плане активности более значимы, нежели иные. Наиболее важный очаг формируется, если тому способствует функциональное состояние НЦ. Если присутствуют гуморальные, нервные факторы, провоцирующие высокий уровень возбудимости клеток НС конкретного центра, появляется доминирующий очаг. Суммирование провоцирует повышение уровня возбудимости доминанты, при этом угнетенные НЦ влияют на активную зону, за счет чего рефлексы становятся сильнее.

Инстинктивное доминирование - такое свойство нервного центра, которое может растянуться на продолжительный временной промежуток. Во многом именно от этого зависит, как будет вести себя объект испытаний. Нередко доминанту фиксируют, исследуя рефлекторную условную деятельность. Возбужденный мозговой центр становится объектом притяжения нервных импульсов других участков. Это провоцирует эффект суммации, формируются пути связей, наблюдается замыкание, облегчение. Особенно заметно это при наблюдении за реакциями животного, работающего с опытным дрессировщиком.

Теории Павлова и практика

Доминанта - свойство НЦ, привлекшее особенное внимание академика И. Павлова. В своих работах этот ученый отмечал, что доминирующий центр - это ключевой аспект формирования условного рефлекса, проявления наработанной реакции. Если рассматривать собаку как объект исследования, то следует отметить стойкость сформированных реакций. Ответ НС доминирует относительно прочих рефлекторных реакций, благодаря чему можно управлять животным даже в присутствии раздражителей, способных отвлекать его внимание. В настоящее время эти выкладки обширно применяются в работе дрессировщиков. Доминантные очаги учитываются при подготовке к работе собак различных пород.

Подойдешь поближе?

Еще одной свойство НЦ, выявленное учеными, получило наименование «конвергенция». Возбуждающие импульсные энергетические потоки, проходя по чувствительным траекториям, сходятся в двигательном, промежуточном центре. Одна из особенностей ЦНС - увеличенное приблизительно впятеро количество чувствительных дорожек в сравнении с числом двигательных. За счет этого возбуждающие импульсы в один центр могут прийти разными траекториями. Конвергенция по своей сути противоположна иррадиации.

На основании этой особенности НС возбуждение может концентрироваться в конкретном участке мозговой коры. Конвергенция - залог специализации условной рефлекторной реакции. Благодаря такой особенности НС становится возможным сформировать навык ответа на комплексный, сложный раздражающий внешний аспект.

Ни туда ни сюда

Не менее значимой считается окклюзия. Это свойство проявляет себя, если одновременно НЦ сталкиваются с достаточно сильными раздражающими факторами, суммарный эффект которых оказывается меньше, нежели ответ на каждый из аспектов сам по себе. Фактически это суммация с отрицательным знаком.

Суммация по пространственному эффекту и окклюзия - свойства, меж которыми наблюдается тесная связь. Если возбуждение достаточно слабое, реакция обусловлена суммацией как основным свойством НЦ, а при усилении выше определенной границы проявляется окклюзия.

На практике связь этих двух качеств НЦ нередко становится причиной ошибок людей, работающих с животными. При дрессировке некоторые пытаются использовать излишне сильные раздражители, чтобы стимулировать формирование условного рефлекса. Вместо этого, в реальности, повышенная громкость голоса или очень сильное подкрепление становится причиной слабости условной рефлекторной реакции.

Подлежит корректировке

НЦ - объекты, чья функциональность довольно пластична, может перестраиваться по прошествии времени при наличии стимулирующих к этому условий. Акты рефлекторного поведения, обусловленные эволюционным процессом, поведенческие реакции, инстинктивные поступки со временем меняются, а НЦ корректируются. Как показали многочисленные опыты, посвященные этому вопросу, у животных в головном мозге НЦ могут меняться, если есть советующее воздействие на кору органа.

На практике это свойство проявляется в способности подстраиваться поведенческими реакциями под условия внешней среды. Собака и кошка, к примеру, могут вполне нормально, мирно сосуществовать в одном доме. Инстинктивно собака по следам ищет дикое животное, но под влиянием внешней среды этот рефлекс заменяется на способность обнаружения по запаху предмета, принадлежащего хозяину. Если животное имеет неправильные поведенческие связи, дурные привычки, исправить их можно, постоянно применяя дрессировочные методики, подходы. НЦ пластичны, благодаря чему обучение дает хорошие результаты: появляются достаточно сложные навыки, формируются динамические стереотипы.

Стабильность - залог успеха

От природы НЦ - инертные структуры, которые возбуждаются, если раздражающий фактор воздействует достаточно продолжительно. И если возбуждение произошло, состояние сохраняется. В работах академика И. Павлова это качество было обозначено инертностью. Наиболее сильно такое свойство выражено в клетках, формирующих собой кору мозговых полушарий.

Ученые придерживаются мнения, что именно инертность - качество мозга, обеспечивающее человеку и другим высокоорганизованным существам способность помнить, учиться, вырабатывать привычки и рефлексы. Память делится на продолжительную и кратковременную, но оба этих вида нужны, чтобы сформировались навыки, рефлекторные реакции. При исследовании собак было выявлено, что кратковременная - память, чья длительность составляет лишь несколько минут, а вот второй ее тип проявляет себя через дни и годы. В восприятии животного раздражители и объекты репродуцируются образами.