Cilvēka nervu sistēmu var attēlot kā nervu tīklu, t.i. neironu ķēžu sistēmas, kas pārraida ierosinošus un inhibējošus signālus. Neironu tīkli ir veidoti no trim galvenajām sastāvdaļām: ievades šķiedrām, starpneironiem un eferentiem neironiem. Vienkāršākās un elementārākās neironu ķēdes ir vietējie tīkli, vai mikrorežģi(69. att.). Bieži vien noteikta veida mikrotīkls atkārtojas visā nervu struktūras slānī, piemēram, smadzeņu garozā, un darbojas kā modulis par īpašu informācijas apstrādes veidu.

Vietējie tīkli pastāv dažādās smadzeņu daļās. Tie kalpo: 1) lai uzlabotu vāji signāli; 2) pārāk intensīvas aktivitātes samazināšana un filtrēšana; 3) kontrastu izcelšana; 4) ritmu uzturēšana vai neironu darba stāvokļa uzturēšana, pielāgojot to ievades. Mikrotīkliem var būt ierosinoša vai inhibējoša iedarbība uz mērķa neironiem.

Vietējos tīklus var salīdzināt ar integrālajām shēmām elektronikā, t.i. standarta elementi, kas veic visbiežāk atkārtotās darbības un var tikt iekļauti visdažādāko elektronisko ierīču shēmās.

Viena no šķirnēm vietējie tīkli Kā likums, tie sastāv no neironiem ar īsiem aksoniem (69. att., A). Tāpēc šādu neironu uzdevumi un ietekmes sfēras ir ļoti ierobežotas. Otra veida lokālo tīklu veido neironi, kas atrodas pietiekami tālu viens no otra, bet pieder vienai un tai pašai nervu zonai. Šo tīklu galvenās funkcijas ir izplatīt aktivitāti ārpus viena moduļa vai nodrošināt antagonistisku mijiedarbību starp blakus esošajiem moduļiem noteiktā neironu reģionā.

Sarežģītāki ir tīkli ar attāliem savienojumiem, kas savieno divas vai vairākas nervu sistēmas zonas ar vietējiem tīkliem. Tīkli ar attāliem savienojumiem var būt vai nu specifiski (69. att., B), vai izkliedēti (69. att., C). Konkrēts vairāku zonu secīgs savienojums veic informācijas pārraides funkciju no perifērijas uz centrālo nervu sistēmu (piemēram, analizatoru vadošajām sekcijām) vai no centrālajām sekcijām uz perifēriju (piemēram, motoru sistēmu). Šādos gadījumos tīklus ar attāliem savienojumiem parasti sauc par augšup un lejup pa straumi jeb sistēmām. Augšupejošajos ceļos iekļautās neironu struktūras tiek apvienotas pēc augšupejošās hierarhijas principa, un tās, kas veido lejupejošos ceļus, tiek apvienotas pēc dilstošās hierarhijas principa.

Augstākais organizācijas līmenis ir savienojumu sistēma starp vairākām jomām, kas kontrolē kādu uzvedību, kurā piedalās viss organisms. Tādus tīklus sauc sadalītās sistēmas(69. att., D). Tie var atrasties dažādās smadzeņu daļās, un tos var savienot hormonālas ietekmes vai gari nervu ceļi. Izkliedētās sistēmas ir iesaistītas motoru un sensoro sistēmu augstāko funkciju īstenošanā, kā arī daudzas citas centrālās sistēmas, kas nodrošina sarežģītus uzvedības aktus, abstraktu domāšanu, runu un citus psihofizioloģiskus procesus.

Evolūcijas procesā neironu tīkli kļuva sarežģītāki. Bezmugurkaulniekiem ar vāji integrētu nervu sistēmu neironu tīkli parasti tiek organizēti vai nu formā gangliji, vai formā ieraksti(70. att., A). Ganglijas ir struktūra ar koncentrētu sinaptisko kontaktu izvietojumu starp ievades un izvades elementiem, un lamina ir struktūra ar šādu kontaktu divslāņu organizāciju.

Augstākiem bezmugurkaulniekiem signālu integrācija augstākā līmenī notiek nervu centros, kā to pierāda sēņu ķermeņi kukaiņu smadzenes. Sēņu ķermeņi ir paslēpti dziļi smadzenēs, nevis uz to virsmas, kur tie varētu augt plašāk.

Mugurkaulniekiem un cilvēkiem daži neironu tīkli ir sagrupēti ganglijos. Centri, kas atrodas dziļi smadzenēs, palielinās līkumu veidošanās dēļ, piemēram, kukaiņu sēņu ķermeņi. Tomēr principiāli jauna iezīme augstākajiem mugurkaulniekiem un

cilvēkiem ir milzīga skaita neironu grupēšana slāņos, kas atrodas uz smadzeņu virsmas, t.i. izglītība mizu(70. att., B).

Garoza atrodas tā, lai visu tās slāņu neironi būtu pieejami jebkuriem ievades signāliem. Kopā ar vietējiem tīkliem, ko veido neironu procesu atzari un starpneuroni, garozai ir milzīgas iespējas integrēt, uzglabāt un apvienot informāciju. Katrā garozas apgabalā vai laukā līdzīgi moduļi (lokālie tīkli) tiek atkārtoti daudzkārt, pateicoties kuriem šis lauks spēj veikt noteiktas darbības, kas ietver noteiktus ievades un izvades savienojumus (redzes lauks, dzirdes lauks). Pārejot uz garozas blakus lauku, visi šie trīs elementi, t.i. vietējie tīkli, ieejas un izejas, nedaudz mainās. Mainās arī funkcionālās īpašības. Tādējādi katrs no kortikālajiem laukiem ir vieta, kas pielāgota noteiktu funkciju veikšanai sadalītajā sistēmā, kuras daļa tas ir.

5.11. Nervu tīklu darbības pamatlikumi

5.11.1. Neironu ceļu diverģence un konverģence

Visos pētītajos neironu tīklos tika konstatēta ceļu diverģence un konverģence. Atšķirība sauc par neirona spēju izveidot daudzus sinaptiskos savienojumus ar daudzām citām nervu šūnām (71. att., A). Piemēram, sensorā neirona aksons nonāk muguras smadzeņu mugurējā ragā kā daļa no muguras saknēm un muguras smadzeņu zaros daudzos zaros (kolaterālos), kas veido sinapses uz daudziem starpneironiem un motoriem neironiem. Diverģences procesā viena un tā pati nervu šūna var piedalīties dažādās nervu reakcijās un kontrolēt lielu skaitu citu neironu. Šo signāla darbības jomas paplašināšanu un izplatīšanos nervu tīklos sauc apstarošana. Var izstarot gan uzbudinājums, gan kavēšana.

Tiek saukta daudzu nervu ceļu saplūšana uz vienu un to pašu neironu konverģence(71. att., B). Piemēram, uz katra muguras smadzeņu motorā neirona tūkstošiem sensoro procesu, kā arī ierosinošie un inhibējošie interneuroni no dažādām centrālās nervu sistēmas daļām veido sinapses. Sakarā ar daudzu nervu ceļu saplūšanu vienam neironam, šis neirons veic integrācija ierosinošie un inhibējošie signāli, kas vienlaikus nonāk pa dažādiem ceļiem. Ja EPSP un IPSP algebriskās pievienošanas rezultātā, kas rodas uz neirona membrānas, dominē ierosme, tad neirons satrauksies un nosūtīs nervu impulsu uz otro šūnu. Ja dominē pietiekama IPSP vērtība, neirons palēnināsies. Šo postsinaptisko potenciālu pievienošanu sauc telpisks, vai vienlaicīga summēšana.

Nervu sistēmā ir aptuveni 5 reizes vairāk aferento neironu nekā eferento. Šajā sakarā daudzi aferentie impulsi nonāk pie tiem pašiem interkalārajiem un eferenajiem neironiem, kas ir paredzēti impulsiem. kopīgie pēdējie ceļi darba struktūrām.

Kopējo gala ceļu modeļus 20. gadsimta sākumā pirmo reizi pētīja angļu fiziologs K. Šeringtons. Kopējo gala traktu morfoloģiskais pamats ir nervu šķiedru konverģence. Pateicoties kopējiem gala ceļiem, stimulējot dažādas nervu struktūras, var iegūt vienādu noteiktas motoro neironu grupas refleksu reakciju. Piemēram, motoriskie neironi, kas inervē rīkles muskuļus, ir iesaistīti rīšanas, klepus, sūkšanas un elpošanas refleksos, veidojot kopīgu gala ceļu dažādiem refleksu lokiem.

Refleksi, kuru lokiem ir kopīgs gala ceļš, ir sadalīti sabiedrotais Un antagonistisks. Satiekoties uz kopīgiem gala ceļiem, sabiedrotie refleksi viens otru pastiprina, un antagonistiskie refleksi viens otru kavē, it kā sacenšoties par kopējā gala ceļa sagrābšanu. Vienu vai citu, tai skaitā uzvedības, refleksu reakciju pārsvars uz gala ceļiem ir saistīts ar tās nozīmi organisma dzīvē. Šis brīdis.

Neironu ķēdes ir neironi, kas savienoti piemērotā veidā, visbiežāk virknē, un kas veic noteiktu uzdevumu. Neironu tīkli ir neironu savienība, kas satur daudzas paralēlas un savstarpēji saistītas secīgas neironu ķēdes. Šādas asociācijas veic sarežģītus uzdevumus. Piemēram, sensoru tīkli veic sensorās informācijas apstrādes uzdevumu. Neironu pakārtotās uzvedības princips tīklā paredz, ka savstarpēji savienotu elementu kopai ir liels potenciāls funkcionāliem pārkārtojumiem, tas ir, neironu tīkla līmenī notiek ne tikai ievades informācijas transformācija, bet arī interneurona optimizācija. attiecības, kas noved pie nepieciešamo informācijas kontroles sistēmas funkciju īstenošanas.Pēc būtības organizācijas nervu sistēmā izšķir trīs veidu tīklus - hierarhiskos, lokālos un diverģentos. Tādā veidā šie tīkli vienlaikus var ietekmēt daudzu elementu darbību, ko var saistīt ar dažādiem hierarhijas līmeņiem.Par neironu ansambļiem parasti tiek saukta neironu grupa ar diametru 300-500 mikrometri, ieskaitot smadzeņu garozas piramīdas un zvaigžņu neironus. , kas ģenerē vienfrekvences modeļus.Nervu sistēmas galvenā funkcija ir saistīta ar informācijas apstrādi, uz kuras pamata notiek ārējās vides uztvere, mijiedarbība ar to, motoriskās aktivitātes kontrole un arī kopā ar endokrīno sistēmu, visu iekšējo orgānu darba kontroli.Cilvēkam nervu sistēma nodrošina augstāku nervu darbību un tās būtiska sastāvdaļa- garīgā darbība.

21. Inhibīcija kā viena no neironu darbības formām. Mūsdienu idejas par bremžu mehānismiem, to veidiem. Inhibīcija centrālajā nervu sistēmā ir nepieciešama, lai neironi integrētos vienā nervu centrā. Centrālajā nervu sistēmā izšķir šādus inhibējošus mehānismus: 1.

Postsinaptisks. Tas rodas somas un neironu dendritu postsinaptiskajā membrānā, t.i. pēc pārraides sinapses. Šajās zonās specializēti inhibējošie neironi veido aksodendrītiskas vai aksosomatiskas sinapses. Šīs sinapses ir glicerīnerģiskas. NLI iedarbības rezultātā uz postsinaptiskās membrānas glicīna ķīmijreceptoriem atveras tā kālija un hlorīda kanāli. Kālija un hlorīda joni nonāk neironā, un attīstās IPSP. Hlora jonu loma IPSP attīstībā: maza. Iegūtās hiperpolarizācijas rezultātā samazinās neirona uzbudināmība. Nervu impulsu vadīšana caur to apstājas.Alkaloīds strihnīns var saistīties ar postsinaptiskās membrānas glicerīna receptoriem un izslēgt inhibējošās sinapses. To izmanto, lai parādītu inhibīcijas lomu. Pēc strihnīna ievadīšanas dzīvniekam attīstās visu muskuļu krampji 2. Presinaptiskā inhibīcija.Šajā gadījumā inhibējošais neirons veido sinapsi uz neirona aksona, kas tuvojas pārraidošajai sinapsei. Tie. šāda sinapse ir aksoaksonāla. Šo sinapsu starpnieks ir GABA.GABA ietekmē tiek aktivizēti postsinaptiskās membrānas hlorīda kanāli. Bet šajā gadījumā hlora joni sāk atstāt aksonu. Tas noved pie nelielas lokālas, bet ilgstošas ​​tās membrānas depolarizācijas. Ievērojama daļa membrānas nātrija kanālu ir inaktivēta, kas bloķē nervu impulsu vadīšanu gar aksonu un līdz ar to neirotransmitera izdalīšanos pārraides sinapsē. Jo tuvāk inhibējošā sinapse atrodas aksona pauguram, jo ​​spēcīgāka ir tās inhibējošā iedarbība. Presinaptiskā inhibīcija ir visefektīvākā informācijas apstrādē, jo ierosmes vadīšana netiek bloķēta visā neironā, bet tikai vienā ieejā. Citas sinapses, kas atrodas uz neirona, turpina funkcionēt 3. Pesimālā inhibīcija.

22.Reflekss kā galvenais nervu darbības akts. Refleksa loka vispārīgā diagramma, tās daļas. Refleksu klasifikācija. Nervu sistēmas pamatprincips ir reflekss. Reflekss (refleksi - atspulgs) ir dabiska ķermeņa reakcija uz ietekmi no ķermeņa ārējās vai iekšējās vides ar obligātu centrālās nervu sistēmas līdzdalību.Visus kairinājumus, kas iedarbojas uz ķermeni no vides vai iekšējās vides, uztver nervu sistēmas jutīgie perifērie gali ar receptoriem. Uzbudinājums no receptoriem gar aferentajām nervu šķiedrām tiek nosūtīts uz centrālo nervu sistēmu, kur tiek apstrādāta saņemtā informācija un veidojas impulsi, kas pa eferentajām nervu šķiedrām tiek nosūtīti uz orgāniem, izraisot vai mainot to darbību. Ceļu, pa kuru ierosme izplatās no receptora uz darba orgānu (efektoru), sauc par refleksu loku.Refleksa lokā ietilpst: 1) receptors - uztver kairinājumu un pārvērš kairinājuma enerģiju ierosmē (nervu impulsos) - tas ir primārais. saņemtās informācijas apstrādi. Receptori ir aferento neironu vai specializēto šūnu dendrītu zari (konusi, stieņi redzes sensorajā sistēmā, dzirdes mati un vestibulārās šūnas) 2) aferentais ceļš - ceļš no receptora uz centrālo nervu sistēmu, tiek attēlots ar aferentais (jutīgais jeb centripetālais) neirons, kura procesi veido aferento nervu šķiedru; 3) nervu centrs - neironu kopums centrālajā nervu sistēmā, kurā tiek apstrādāta informācija un veidojas reakcija; 4) eferents (motorais vai centrbēdzes) ) ceļš - ceļš no centrālās nervu sistēmas uz perifēriju, ko attēlo eferents neirons, kura aksons veido eferento nervu šķiedru, kas vada ierosmi uz orgānu; 5) izpildorgāns jeb efektors (muskulis, dziedzeris, iekšējais orgāns)

Ja tiek pārkāpta vismaz vienas refleksa loka saites integritāte, reflekss nenotiek.Atkarībā no refleksa lokā iekļauto neironu skaita izšķir vienkāršus un sarežģītus refleksus. Vienkāršā refleksā loka sastāv no 2 neironiem (jutīga un motora) un vienas sinapses; to sauc par monosinaptisko loku. Vienkārši refleksi tiek veikti, piedaloties muguras smadzenēm, un tie izpaužas vienā refleksā, piemēram, rokas atvilkšanā sāpīgas stimulācijas laikā vai cīpslu refleksos. Vairumā gadījumu refleksu lokos ir 3 vai vairāk neironi, kas savienoti viens ar otru ar daudzām sinapsēm; šādus refleksus sauc par kompleksiem, bet lokus sauc par multineironiem vai polisinaptiskiem. Šie refleksu loki ietver ievērojamu skaitu starpneuronu un tiek veikti, piedaloties smadzeņu stumbram un garozai. Tie ietver instinktus, kas nodrošina adekvātu cilvēku un dzīvnieku uzvedību mainīgos vides apstākļos. Jēdziens "reflekss loks" vēlāk tika aizstāts ar jēdzienu "reflekss gredzens". Gredzens, atšķirībā no loka, ietver papildu saiti - atsauksmes. Kad orgāns funkcionē, ​​nervu impulsi no tā pa aferentiem ceļiem tiek nosūtīti uz centrālo nervu sistēmu, informējot to par reakcijas izpildi un šīs reakcijas atbilstību vides apstākļiem šobrīd. Centrālā nervu sistēma analizē un sintezē saņemto informāciju un veic izmaiņas refleksa aktā. Refleksi tiek klasificēti pēc vairākām pazīmēm:

1) pēc bioloģiskās nozīmes - uztura, seksuāla, aizsargājoša, indikatīva utt.;

2) pēc reakcijas rakstura - motora, sekrēcijas, veģetatīvā;

3) atbilstoši refleksu loku slēgšanas līmenim smadzeņu daļās - mugurkaula, bulbar (slēgtā smadzenēs), mezencefālā (vidussmadzenēs) utt.

Nervu centra neironi strukturālo un funkcionālo savienojumu (procesu sazarošanās un daudzu sinapšu izveidošanās starp dažādām šūnām) dēļ tiek apvienoti nervu tīklos. Šajā gadījumā savienojumi starp nervu šūnām ir ģenētiski noteikti.

Ir trīs galvenie neironu tīklu veidi: hierarhiskie, lokālie un atšķirīgie ar vienu ievadi. Hierarhiskie tīkli nodrošina pakāpenisku augstāka līmeņa neironu struktūru iekļaušanu, jo katra nervu šūna spēj izveidot daudzus sinaptiskos savienojumus ar dažādām nervu šūnām, kā rezultātā aferentie impulsi tiek piegādāti arvien lielākam skaitam neironu. Šo principu sauc par diverģenci. Pateicoties tam, viena nervu šūna var piedalīties vairākās dažādās reakcijās, pārraidīt ierosmi ievērojamam skaitam citu neironu, kas savukārt var uzbudināt lielāku skaitu neironu, tādējādi nodrošinot plašu ierosmes procesa apstarošanu centrālajā nervu sistēmā. sistēma. Ja, gluži pretēji, impulsi no daudziem satrauktiem neironiem saplūst mazākam nervu šūnu skaitam, šo signāla izplatīšanās principu sauc par konverģenci. Konverģence ir raksturīgākā mugurkaula motoro refleksu efektordaļā, kad neliels skaits muguras smadzeņu motoro neironu saņem ierosmes impulsus no dažādiem daudzu refleksu loku eferentiem ceļiem. Uz muguras smadzeņu motorajiem neironiem, papildus primārajām aferentajām šķiedrām, saplūst dažādu lejupejošu traktu šķiedras no smadzeņu centriem un pašiem mugurkaula centriem, kā arī no ierosinošiem un inhibējošiem interneuroniem. Pētot šo mehānismu muguras smadzeņu līmenī, Čārlzs Šeringtons formulēja kopējā gala ceļa principu, saskaņā ar kuru muguras smadzeņu motoriskie neironi ir daudzu refleksu kopīgs gala ceļš. Tādējādi motoriskie neironi, kas kontrolē labās rokas saliecējus, ir iesaistīti daudzās motoru refleksu reakcijās - skrāpējumos, žestos runas laikā, pārtikas pārnešanā uz muti un citās. Konverģentu ceļu vairāku sinapšu līmenī notiek konkurence par kopīgu galīgo ceļu. Nervu tīkli nodrošina subordinācijas principa īstenošanu, kad zemāk izvietoto neironu struktūru darbība tiek pakārtota augstākām.

Vietējie tīkli satur neironus ar īsiem aksoniem, kas sazinās vienā līmenī. Šāda lokālā tīkla piemērs ir Lorento de No apļveida neironu ķēdes, kurās ierosme cirkulē apburtā lokā. Uzbudinājuma atgriešanos tajā pašā neironā sauc par ierosmes reverberāciju. Vietējie tīkli nodrošina sistēmas uzticamību, dublējot elementus, jo daudziem lokālo tīklu neironiem ir vienādi sinaptiskie savienojumi un tie darbojas pārmaiņus, tas ir, tie ir savstarpēji aizvietojami.

Atšķirīgi vienas ievades tīkli ir neironu ansambļi, kuros viens neirons veido izejas savienojumus ar liela summa citas dažādu hierarhijas līmeņu šūnas un, galvenais, dažādi nervu centri. Visizteiktākā savienojumu atšķirība starp dažādiem nervu centriem norāda, ka šie nervu tīkli nav specifiski noteiktu refleksu īstenošanai, bet nodrošina dažādu refleksu darbību integrāciju un daudzu neironu vispārējo darbības stāvokli dažādās smadzeņu daļās.