Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов
жизнедеятельности организма как основа его целостности, связи со средой
Нервная система
Многоклеточные организмы нуждаются в сложной системе согласования всех процессов жизнедеятельности для поддержания постоянства внутренней среды и своевременного реагирования на внешние воздействия. В организме человека эту функцию выполняют нервная, эндокринная и иммунная системы.
Нервная регуляция представляет собой совокупность показателей в организме человека, которые координируют работу отдельных органов и систем, осуществляют их взаимосвязь между собой и всего организма с окружающей средой за счет возникновения и передачи электрических волн — нервных импульсов.
Нервная регуляция обеспечивается функционированием нервной системы. В основе деятельности нервной системы лежат раздражимость и возбудимость.
Нервная система человека образована нервной тканью, структурной единицей которой является нейрон. Под действием достаточно сильных раздражителей, например вспышки света, в нейронах возникают и передаются нервные импульсы. По характеру деятельности нейроны делятся на чувствительные, вставочные и двигательные. Чувствительные нейроны проводят нервные импульсы от органов в центральную нервную систему, двигательные — из центральной нервной системы к органам, в то время как любые нейроны, лежащие между ними, называют вставочными.
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс.
Рефлекс — это реакция организма на любой раздражитель, которая осуществляется с помощью нервной системы.
Путь, по которому проходит нервный импульс при реализации рефлекса, называется рефлекторной дугой. Элементарная рефлекторная дуга образована двумя нейронами — чувствительным и двигательным. Примером такой рефлекторной дуги является дуга коленного рефлекса. Если нанести ниже колена легкий удар специальным молоточком, в ответ голень и стопа будут резко выброшены вперед. Большинство рефлекторных дуг в организме человека содержит все три типа нейронов: чувствительный, вставочный и двигательный.
Рефлекс осуществляется только в том случае, если все звенья рефлекторной дуги возбуждены. Если хоть в одном из них происходит торможение, то и рефлекс проявляться не будет.
Анатомически нервная система делится на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС). ЦНС, в свою очередь, подразделяется на головной и спинной мозг, а ПНС представляет собой совокупность нервов и нервных узлов, лежащих за пределами ЦНС. В зависимости от выполняемых функций выделяют соматическую и автономную (вегетативную) нервные системы. Соматическая нервная система, представляющая собой совокупность нервных центров и нервов, управляет работой мышц тела, а контроль над работой внутренних органов осуществляет вегетативная (автономная) нервная система.
Спинной мозг располагается в позвоночном канале, образованном телами и дугами позвонков. Снаружи он покрыт тремя оболочками: твердой, паутинной и мягкой. Спинной мозг имеет вид длинного шнура, разделенного продольными бороздами на правую и левую половины.
В центре спинного мозга проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Спинномозговой канал окружен серым веществом, тогда как на периферии спинного мозга располагается белое вещество. Белое вещество образовано длинными отростками нейронов, образующими проводниковые пути. Серое вещество состоит из тел двигательных и вставочных нейронов. От спинного мозга отходят 31–33 пары спинномозговых нервов, иннервирующих органы тела. Спинномозговые нервы образуются в результате слияния передних (двигательных) и задних (чувствительных) корешков.
Спинной мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. В нем находятся центры таких рефлексов, как коленный и мочеиспускательный. Однако работа спинного мозга осуществляется под контролем головного мозга, поэтому, сосредоточившись, мы можем не реагировать на постукивание неврологического молоточка под коленом.
При повреждении спинного мозга нарушается его проводимость: ниже места повреждения утрачивается чувствительность частей организма и способность к движению.
Головной мозг человека находится в полости черепа и имеет такие же три оболочки, как и спинной мозг — твердую, паутинную и мягкую. Снаружи и изнутри, в желудочках, мозг омывается особой жидкостью — ликвором. Масса головного мозга в среднем составляет около 1300–1400 г, однако мозг И. С. Тургенева весил более 2 кг, а мозг А. Франса — чуть более 1 кг, и это не помешало им стать классиками мировой литературы.
Головной мозг анатомически делят на продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний, промежуточный и передний мозг.
В продолговатом мозге находятся центры дыхания, сердцебиения, жевания, глотания, потоотделения, защитных рефлексов (кашель, чихание, рвота, слезоотделение и мигание), тонуса мышц, рефлексы поддержания позы и др. Помимо рефлекторной, он выполняет также и проводниковую функцию, поскольку через него проходят нервные тракты из спинного мозга в мост.
Мост, в свою очередь, соединяет средний и продолговатый мозг, и в основном выполняет проводниковую функцию.
Мозжечок образован двумя полушариями, покрытыми корой. Он координирует движения организма, участвует в поддержании тонуса мышц и регуляции работы внутренних органов.
В среднем мозге находятся центры первичного анализа информации, приходящей от органов чувств, а также проводниковые пути. В ответ на вспышку света или сильный звук человек поворачивает голову в направлении раздражителя — это безусловный ориентировочный рефлекс. Немаловажную роль средний мозг играет в регуляции тонуса мышц и тонких движений рук.
Промежуточный мозг образован таламусом (зрительным бугром) и гипоталамусом (подбугорьем). В таламусе находятся центры анализа зрительной информации, а также организации инстинктов, влечений и эмоций. Он интегрирует нервные пути, идущие в передний мозг и от него, а также осуществляет быстрый анализ и переключение на разные участки коры переднего мозга информации, поступающей от различных органов тела. В состав промежуточного мозга входят также гипоталамус, который является высшим центром нейрогуморальной регуляции в организме человека, и шишковидное тело — эпифиз, относящийся к эндокринной системе. В нижней части гипоталамус соединен с гипофизом — железой внутренней секреции. Функциями гипоталамуса являются регуляция обмена веществ, терморегуляция, деятельность пищеварительной, эндокринной и выделительной систем, системы кровообращения, голода и насыщения, жажды и ее утоления, страха, ярости, сна и бодрствования, а также эмоций.
В целом промежуточный мозг вместе со средним осуществляет сложные рефлекторные, или инстинктивные реакции. Некоторые его центры принимают участие в удержании внимания, не пропуская в кору больших полушарий ненужные в данный момент доцентровые сигналы. Спереди он переходит в большие полушария конечного мозга.
Продолговатый мозг, мост, средний и промежуточный мозг, а также мозжечок объединяют в ствол мозга. Он выполняет рефлекторную, проводниковую и ассоциативную функции, обеспечивая взаимодействие всех структур ЦНС. В толще серого вещества продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга располагается ретикулярная формация — сеть нейронов, тесно связанная с остальными структурами ЦНС. Ее основной функцией является регуляция уровня активности коры больших полушарий, мозжечка, таламуса и спинного мозга.
Большие полушария переднего мозга занимают большую часть мозгового отдела черепа, что связано с развитием функций данного отдела мозга. Они покрыты корой из серого вещества, под которой находится белое вещество. Серое вещество коры больших полушарий в основном состоит из тел нейронов и их коротких отростков, тогда как белое вещество представляет собой совокупность их длинных отростков, среди которых встречаются небольшие скопления нейронов — подкорковые центры или ядра.
Кора больших полушарий образует многочисленные борозды и извилины, увеличивающие ее площадь поверхности. Наиболее крупные борозды делят кору на доли: лобную, височную, теменную и затылочную. Участки коры, отвечающие за выполнение определенных функций, называют зонами, или центрами. Четких границ между ними не существует, однако всего выделяют от 50 до 200 таких центров. Их можно разделить на три группы: сенсорные, двигательные и ассоциативные. Сенсорные зоны воспринимают сигналы от различных рецепторов, в двигательных зонах формируются сигналы к соответствующим органам, тогда как ассоциативные объединяют деятельность двух первых.
В лобной доле расположены двигательные центры, в теменной — вкусовые, а также центры кожно-мышечного чувства, в височной — слуховые, в затылочной — зрительный.
С деятельностью ассоциативных зон наиболее сильно связаны высшие психические функции — мышление и сознание, речь и др.
Подкорка участвует в координации движений, регуляции работы внутренних органов и формировании эмоций. Таким образом, передний мозг в основном выполняет рефлекторную функцию, а также является основой психической деятельности человека.
В прошлом считалось, что у левшей доминирует правое полушарие, а у правшей — левое. Однако никаких анатомических различий между ними обнаружено не было. Впоследствии было установлено, что в левом полушарии располагаются центры речи, письма, восприятия цифр и нот, счета и др., тогда как в правом осуществляется восприятие пространственных образов. Таким образом, асимметрия полушарий носит функциональный характер. Вместе с тем между полушариями существуют настолько тесные связи, что ни обработка информации, ни большинство высших психических функций не могут осуществляться только одним из них.
Вегетативная нервная система, охватывающая отделы головного мозга и нервы с их разветвлениями, иннервирует в основном внутренние органы — сердце, сосуды, железы внутренней секреции и др. Она делится на два отдела — симпатический и парасимпатический.
Узлы симпатического отдела лежат в грудном и поясничном отделах спинного мозга, а также по обе стороны от позвоночного столба. Симпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за мобилизацию резервов организма в ответ на сильные раздражители. При этом увеличиваются частота и сила сердечных сокращений и дыхательных движений, сужаются многие сосуды, расширяются зрачки, повышается концентрация сахара в крови, но в то же время ослабляются процессы пищеварения и выделения.
Узлы парасимпатического отдела находятся в среднем и продолговатом мозге, крестцовом отделе спинного мозга и во внутренних органах и возле них. Парасимпатический отдел нормализует жизнедеятельность организма, при этом снижается частота и сила сердечных сокращений и дыхательных движений, расширяются сосуды, сужаются зрачки, снижается концентрация сахара в крови, однако усиливается пищеварение и выделение.
Ряд внутренних органов иннервируется одновременно обоими отделами вегетативной нервной системы, однако ко многим кровеносным сосудам, селезенке, органам чувств и ЦНС подходят только симпатические или парасимпатические нервы.
Высшая нервная деятельность
Приспособление животных и человека к изменяющимся условиям существования во внешней среде обеспечивается функционированием нервной системы и реализуется через рефлекторную деятельность, что было доказано великими русскими физиологами И. М. Сеченовым и И. П. Павловым. Рефлексом называют реакцию организма на любой раздражитель, осуществляемую с помощью нервной системы. Рефлексы делят на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы — это относительно постоянные, стереотипные, генетически закрепленные (врожденные) реакции организма на внутренние и внешние раздражители, осуществляемые с участием ЦНС.
Одни безусловные рефлексы начинают проявляться сразу после рождения (дыхательный), а другие — только с возрастом. Безусловные рефлексы составляют основу низшей нервной деятельности, которая обеспечивает приспособление организма к относительно постоянным, привычным для него условиям окружающей среды.
Неизменяемые и стабильные формы поведения, представляющие собой сложные комплексы связанных друг с другом безусловных рефлексов, для запуска которых необходимы особые пусковые механизмы, называются инстинктами. Например, при рождении ребенка обрывается его связь с матерью через пуповину и прекращается газообмен, в результате чего в крови повышается концентрация углекислого газа, включается дыхательный центр и происходит вдох. Вследствие того, что в эмбриональном периоде легкие и дыхательные пути не функционировали, для вдоха необходимо их открытие, которое сопровождается инстинктивным криком.
Однако непрерывно меняющаяся внешняя среда требует от организма индивидуального приспособления, не предусмотренного генетическими программами, в результате чего безусловные рефлексы могут возникать, тормозиться и видоизменяться в ответ на самые разнообразные раздражения, с которыми сталкивается индивидуум.
Более совершенное приспособление организма к условиям среды достигается в процессе расширения жизненного опыта, усвоения знаний, умений, навыков — научения. К научению относят подражание, привыкание, запечатление (импринтинг), выработку условных рефлексов, рассудочную деятельность, вероятностное прогнозирование и др.
Запечатление, или импринтинг, — это форма обучения, заключающаяся в том, что в начальный период жизни человек или животное способны запоминать некие ключевые сигналы, которые впоследствии запускают определенные формы поведения.
Например, так фиксируются образы родителей и постигаются основы языка, которым пользуются окружающие.
Условные рефлексы — это индивидуально приобретенные приспособительные реакции животных и человека.
Для выработки условных рефлексов необходимо многократное совпадение во времени двух раздражителей, один из которых — безусловный, вызывающий безусловно-рефлекторную реакцию, а другой — условный, как бы возвещающий о предстоящем безусловном раздражении, при этом условный раздражитель должен предшествовать безусловному и быть слабее его, поскольку именно внешние стимулы являются наиболее важными для организма. Кроме того, кора головного мозга должна находиться в функционально активном состоянии, поскольку трудно представить себе выработку рефлекса у засыпающего человека. В выработке условного рефлекса важную роль играет подкрепление.
При совпадении во времени условного и безусловного раздражителей в коре головного мозга появляются очаги возбуждения. Один из них, который удовлетворяет некую существующую потребность организма, становится ведущим и его называют доминантой. Доминанта — это преобладающая в данный момент система связанных между собой нервных центров, которая определяет ответ организма на любые внешние и внутренние воздействия. Она определяется мотивацией и служит основой многих сложных проявлений высшей нервной деятельности. Различают пищевую, половую, оборонительную и другие доминанты. Влияние доминантного центра распространяется на другие центры, которые выполняют подчиненную роль. Учение о доминантных центрах получило название принципа доминанты, оно было разработано выдающимся российским физиологом академиком А. А. Ухтомским (1875–1942).
Мотивации — это активные состояния мозговых структур, которые направляют поведение животных и человека на удовлетворение возникающих потребностей.
Мотивации делят на три группы: биологические, свойственные человеку и животным; социальные, свойственные человеку и частично животным, и духовные, свойственные только человеку и связанные с интеллектуальными потребностями.
Между очагами возбуждения образуется временная связь — совокупность нейрофизиологических, биохимических и ультраструктурных изменений в мозге, возникающих в процессе совместного действия условного и безусловного раздражителей. По-видимому, образование временной связи обусловлено «схождением» нервных путей от различных очагов возбуждения к одному нейрону.
Поскольку для обеспечения приспособления к меняющимся условиям среды необходима не только способность к выработке условных рефлексов, но и возможность устранения ненужных, существует также и механизм торможения.
Различают три вида торможения: безусловное (внешнее), условное (внутреннее) и запредельное.
Безусловное торможение происходит в том случае, если в дальнейшем с безусловным рефлексом совпадает во времени более сильное торможение, которое более актуально для организма в данное время.
Условное торможение происходит при отсутствии подкрепления условного раздражителя безусловным, в том числе если они не совпадают во времени, по силе и т. д.
Условное торможение способствует быстрой смене форм поведения сообразно меняющимся условиям среды и биологическим мотивациям.
Запредельное торможение обусловлено слишком сильными или длительными воздействиями условного раздражителя.
Динамический стереотип — это относительно устойчивый комплекс условных рефлексов, основанный на способности нервной системы человека точно воспроизводить последовательность действий в ответ на одинаковые раздражители.
Примерами динамического стереотипа могут служить езда на велосипеде, письмо, различные привычки. Это характерная особенность психической деятельности человека.
Совокупность условных и безусловных рефлексов, а также психических функций, которые обеспечивают наиболее совершенное приспособление животных и человека к условиям окружающей среды и совершаются с участием высших отделов ЦНС (коры больших полушарий и подкорки), называется высшей нервной деятельностью. Высшая нервная деятельность обеспечивается двумя основными процессами — возбуждением и торможением. Во время действия условных и безусловных раздражителей эти процессы возникают в коре головного мозга, где они могут распространяться или концентрироваться на ограниченном участке. В основе приспособления лежит способность коры головного мозга быстро формировать новые рефлексы и тормозить старые в ответ на изменения в среде.
Типы высшей нервной деятельности. При исследовании поведения животных в естественных условиях и в процессе выработки условных рефлексов И. П. Павлов обратил внимание на то, что животные ведут себя по-разному. Он установил, что формирование и характер высшей нервной деятельности различных животных и человека зависит от типа их нервной системы. В основу классификации типов высшей нервной деятельности были положены сила, уравновешенность и подвижность возбуждения и торможения. Исследования этих процессов дали И. П. Павлову возможность выделить четыре основных типа высшей нервной деятельности, которые в основном совпадают с классическими типами темперамента, выделенными еще Гиппократом:
- Сангвинический тип характеризуется достаточной силой и подвижностью нервных процессов (сильный, уравновешенный, подвижный).
- Флегматический тип отличается достаточной силой нервных процессов на фоне относительно слабой их подвижности (сильный, уравновешенный, инертный).
- Холерическому типу присуща значительная сила нервных процессов с явным преобладанием возбуждения над торможением (сильный, неуравновешенный, безудержный).
- Меланхолический тип характеризуется низкой силой и подвижностью нервных процессов с преобладанием торможения над возбуждением (слабый, неуравновешенный, инертный).
Рассудочная деятельность — это способность прогнозировать возможное появление новых связей.
Рассудочная деятельность базируется на ранее найденных связях. При этом временные связи между явлениями устанавливаются спонтанно, путем догадки, которая затем проверяется на практике. Рассудочная деятельность является началом мышления.
Вероятностный характер внешней среды придает относительность любой адаптации и побуждает организм к вероятностному прогнозированию.
Сон, его значение
Сон — состояние сниженной двигательной активности, при котором в значительной степени отсутствует реакция на внешние раздражители.
Сон периодически сменяет бодрствование и, вероятно, является одним из проявлений биологических ритмов.
Переход человека в состояние сна объясняется необходимостью отдыха, накоплением во время бодрствования различных продуктов метаболизма, ограничением специальными структурами мозга притока сенсорной информации, включением нервных центров сна, общим торможением нервных процессов в мозге.
Ночной сон состоит обычно из 4–5 циклов продолжительностью 90–100 мин, в которых чередуются фазы медленного и быстрого сна. Медленный сон сопровождается снижением частоты сердечных сокращений, артериального давления, дыхания. Во время быстрого сна у человека наблюдаются быстрые движения глаз, усиливается сердцебиение и возрастает артериальное давление, частота дыхания, возникают сновидения.
Во сне происходит восстановление объемов кратковременной памяти, эмоционального равновесия, нарушенной системы психологических защит.
Сновидения видят все люди, однако далеко не все способны их воспроизвести после пробуждения в силу различных особенностей. По-видимому, они являются механизмом своеобразной психологической защиты, попыткой решения конфликтов, возникающих в реальной действительности.
Сознание, память, эмоции, речь, мышление
Сознанием называют способность человека отделять себя от других людей и окружающего мира, реально оценивать окружающую действительность.
Оно может быть выражено в словах, образах, художественных произведениях и др. Возникновение и развитие сознания исторически сопряжено с возникновением и развитием трудовой деятельности человека, однако оно не является врожденным и формируется в процессе индивидуального развития.
Сознание включает в себя все формы психической деятельности человека: ощущения, представления, восприятие, мышление, внимание, эмоции и волю.
Ощущение — это процесс отражения в нашей ЦНС отдельных свойств предметов и явлений окружающего мира (цвет, форма, запах и т. д.), непосредственно воздействующих на наши органы чувств. Все ощущения суммируются в виде восприятия, однако лишь более обобщенное представление может нам позволить оперировать предметом.
Восприятие — это процесс приема с помощью органов чувств и преобразование информации, обеспечивающей организму ориентировку в окружающем мире. Этот процесс познания определяется внешними причинами, при этом явления внешнего мира запечатлеваются в виде образов, ощущений и словесных символов. Ощущение и восприятие — это активные процессы, которым способствуют мышление и речь, поскольку мышление позволяет нам познать предметы и явления окружающего мира, которые не могут быть восприняты непосредственно. Однако, в отличие от представления, восприятие не дает целостной картины объекта или явления, оно все еще достаточно расчленено.
Представление — это образное отражение предмета или явления, проявляющееся в пространственно- временной связи составляющих его признаков и свойств. Оно является более высокой формой конкретно-чувственного отражения действительности, формирующегося в процессе индивидуальной жизни организма, чем ощущение и восприятие.
Накопление индивидуального опыта в процессе жизни личности обеспечивается памятью.
Память — это способность запоминать, хранить, узнавать и воспроизводить информацию, в основе которой лежит деятельность нервной системы.
Противоположностью процесса запоминания является забывание.
Виды памяти классифицируют по форме проявления (образная, эмоциональная, логическая, словесно-логическая), по временной характеристике, или продолжительности (мгновенная, кратковременная, долговременная). Мгновенная, или сенсорная память необходима для обеспечения головного мозга возможностью выделения отдельных признаков и свойств сенсорного сигнала, распознавания образа. При достаточной силе воздействия она переходит в разряд кратковременной памяти, которая необходима для выполнения текущих поведенческих и мыслительных операций. Ей также свойственны процессы забывания, и лишь наиболее важная информация переходит в долговременную («вечную») память.
В основе механизмов памяти лежат передача нервных импульсов между нейронами коры головного мозга, а также накопление специфических пептидов, формирующих памятные следы.
Запоминание информации определяется многими составляющими, ведущую роль среди которых играют внимание, эмоции и объем памяти.
Вниманием называется сосредоточенность психической деятельности на определенном объекте, с помощью которого обеспечивается отбор необходимой информации.
Различают непроизвольное и произвольное внимание. Непроизвольное внимание возникает помимо воли человека. Оно обычно сохраняется до тех пор, пока объект сохраняет новизну, и утрачивается, как только он перестает вызывать интерес. В основе непроизвольного внимания лежит ориентировочный рефлекс. Произвольное внимание связано с волевым сосредоточением на определенном предмете или явлении, которое может не вызывать интереса, но быть необходимым.
Эмоции — это субъективные реакции животных и человека на внешние и внутренние раздражители, которые проявляются в виде неудовольствия или удовольствия, радости, страха, гнева и т. д. Эмоции тесно связаны с понятиями «потребности» и «мотивации», поскольку именно с возможностью их удовлетворения или неудовлетворения связаны проявления эмоций. С физиологической точки зрения эмоции — это активные состояния структур мозга, регулирующие поведение таким образом, чтобы достичь максимально положительных результатов на фоне минимизации отрицательных.
Различают эмоциональные реакции, эмоциональные состояния и эмоциональные отношения. Эмоциональные состояния, или настроения — это субъективные переживания, отражающие отношение данного индивидуума к окружающему миру и к самому себе, например радость, грусть, ярость и др. Изменения же в организме, сопровождающие эмоциональные состояния, называются эмоциональными реакциями. К ним относятся улыбка, смех, плач. Эмоции же, порождаемые социальными или духовными потребностями, принято называть эмоциональными отношениями, или чувствами. От эмоциональных состояний их отличает направленность на конкретный объект. К ним относятся любовь, ненависть, ревность, зависть.
В отличие от животных, человек способен не только непосредственно воспринимать предметы и явления с помощью органов чувств, но и анализировать их свойства, находить общее и различия, а также создавать новые образы и синтезировать ситуации, т. е. ему свойственно мышление.
Мышление — это процесс опосредованного, обобщенного отражения действительности с ее связями, отношениями, закономерностями. Оно позволяет не только связать какие-то объекты и явления на основе имеющегося опыта, но и спрогнозировать развитие ситуации. Отличительной особенностью человеческого мышления является его неразрывная связь с языком, речью.
Язык — это социальное средство хранения и передачи информации, для которого характерна системность организации единиц языка, хотя строение, словарный состав и другие характеристики языков могут различаться. Язык прежде всего реализуется и существует в речи.
Речь — один из видов коммуникативной деятельности человека, использование средств языка для общения с другими членами языкового коллектива. Она выполняет коммуникативную, регулирующую и программирующую функции. Коммуникативная функция речи заключается в осуществлении общения между людьми с помощью языка. Регулирующая функция речи реализуется в высших психических функциях — сознательных формах психической деятельности. Программирующая функция выражается в построении смысловых схем речевого высказывания, грамматических структур предложений, в переходе от замысла к внешнему развернутому высказыванию.
Воля — это сознательное управление эмоциями и действиями, осуществление задуманного.
Особенности психики человека
Психика — это специфическое свойство головного мозга, заключающееся в отражении предметов и явлений существующего вне нас и независимо от нас материального мира.
Лишь человеку свойственен такой высший уровень психического отражения действительности, как сознание. Сознание является не просто функцией человеческого мозга — это прежде всего способность передавать другим членам общества некую информацию с помощью слов, математических символов и художественных образов, а также способность отделять себя от окружающего мира и признавать существование других индивидуумов.
Сознание не дано человеку от рождения, оно формируется в процессе индивидуального развития на основе биологических, социальных и идеальных потребностей. Однако далеко не все содержание психических явлений может быть передано другим членам общества, но тем не менее вызывает некие поведенческие реакции, относится к неосознаваемым психическим процессам. К ним относятся подсознание и сверхсознание. К подсознанию принадлежит все то, что ранее уже было осознано и вновь может стать осознаваемым в определенных условиях. Это различные автоматизированные навыки, глубоко усвоенные человеком нормы поведения, мотивационные конфликты, вытесненные из сферы сознания. Подсознание предохраняет человека от излишней информационной нагрузки и эмоционального стресса.
Сверхсознание, или интуиция, связано с процессами творчества, которые не контролируются сознанием. Сущность сверхсознания заключается в анализе имеющейся информации и синтезе новой, выдвижении гипотез, создании художественных образов и шедевров искусств.
В отличие от животных, у которых имеется только первая сигнальная система, оперирующая ощущениями и восприятием реально существующих предметов, и они способны вырабатывать рефлексы исключительно на эти сигналы, у человека сформировалась качественно отличная форма высшей нервной деятельности — вторая сигнальная система — система речевых сигналов (произносимых, видимых, слышимых).
Слово содержит не отражение конкретного предмета (сигнала первой сигнальной системы), а обобщенное, или абстрактное его представление, понятие. Процесс обобщения сигналов развивается в результате выработки условных рефлексов. Вторая сигнальная система породила абстрактное мышление, письмо, чтение, счет и само сознание.
Понимание словесных раздражителей и осуществление словесных реакций связано с функцией доминирующего, речевого полушария.
Данные о лингвистических способностях правого полушария, а также сходство функций обоих полушарий на ранних этапах онтогенеза, скорее, свидетельствуют о том, что в процессе эволюции оба полушария, обладая первоначально сходными, симметричными функциями, постепенно специализировались, что и привело к появлению доминантного и подчиненного полушарий.
Соотношение активности двух полушарий может быть очень различным. На этом основании И. П. Павлов выделил специфически человеческие типы высшей нервной деятельности: художественный, мыслительный и средний.
Художественный тип характеризуется преобладанием первой сигнальной системы над второй. Люди художественного типа имеют преимущественно «правополушарное» образное мышление. Они охватывают действительность целиком, не разделяя ее на части.
Для мыслительного типа характерно преобладание второй сигнальной системы над первой, т. е. «левополушарного» абстрактного мышления.
Средний тип характеризуется уравновешенностью функционирования двух сигнальных систем. Большинство людей относится именно к этому типу.
Благодаря речи, памяти, мышлению и другим функциям психика человека отличается богатством и разнообразием.
Психика сложна и многообразна по своим проявлениям. К ней относят три крупные группы психических явлений: психические процессы, психические состояния и психические свойства личности.
Психический процесс — это динамическое изменение психического явления, имеющего начало и конец. Психические процессы связаны и составляют единый поток сознания, обеспечивающий адекватное отражение действительности и осуществление различных видов деятельности. Эти процессы вызываются как внешними, так и внутренними раздражителями. Они обеспечивают формирование знаний и первичную регуляцию поведения и деятельности человека. Скорость и интенсивность протекания психических процессов зависят от особенностей внешних воздействий и состояний личности.
Все психические процессы подразделяются на познавательные (ощущения и восприятия, представления и память, мышление и воображение), эмоциональные (активные и пассивные переживания) и волевые (решение, исполнение, волевое усилие).
Психическое состояние — это относительно устойчивый уровень психической деятельности, который проявляется в повышенной или пониженной активности личности. Психические состояния имеют рефлекторную природу: они возникают под влиянием обстановки, физиологических факторов, хода работы, времени и словесных воздействий.
К психическим состояниям относят общее психическое состояние, например внимание, эмоциональные состояния, или настроения, творческое состояние (вдохновение).
Однако высшими и устойчивыми регуляторами психической деятельности являются психические свойства личности — устойчивые образования, обеспечивающие определенный качественно- количественный уровень деятельности и поведения, типичный для данного человека.
Психические свойства не существуют вместе, они синтезируются и образуют сложные структурные образования личности, к которым необходимо отнести: жизненную позицию личности (систему потребностей, интересов, убеждений, идеалов, определяющую избирательность и уровень активности человека), темперамент (систему природных свойств личности — подвижность, уравновешенность поведения и тонус активности, характеризующую динамическую сторону поведения), способности (систему интеллектуально-волевых и эмоциональных свойств, определяющую творческие возможности личности) и, наконец, характер как систему отношений и способов поведения.
Нервная система: строение и
функционирование. Подготовка к ОГЭ/ ЕГЭ
автор: Бахматова Л.Е., учитель биологии
Значение нервной системы
- объединяет органы и системы организма в единое целое;
- регулирует работу всех органов и систем организма;
- осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
- составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.
Строение нервной ткани
-Нервные клетки- нейроны: тело (сома)+отростки (аксон, дендриты);
-Клетки нейроглии (глиальные клетки):
— формируют миелиновые оболочки вокруг аксонов,
— вспомогательные функции: опорная, трофическая (питательная), защитная. Нейроны составляют лишь 25 % от всех клеток мозга, остальные 75 % клеток относятся к нейроглии
Строение нейрона
Дендрит
Аксон
Синапс
Ядро
Тело
Нейрон- структурно-функциональная единица нервной системы.
Аксон- длинный отросток нейрона, проводит нервный импульс от тела нейрона → к другому нейрону или рабочему органу.
Дендриты – короткие отростки нейрона, проводят нервный импульс к телу нейрона.
Важнейшее свойство
нервной ткани-
возбудимость и
проводимость
Синапс
СИНАПС- место контакта (сближения) нейронов друг с другом или с другими клетками (мышечными, железистыми и т.п.) .
Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками.
Нервная клетка- нейрон- может образовывать до 10 000 синапсов с соседними клетками.
Синапсы могут возникнуть между аксоном и телом нервной клетки, аксоном и дендритом, аксоном и аксоном.
Синапс: строение и функционирование
Синапсы:
возбуждающие: усиливают нервный импульс;
тормозные: ослабляют нервный импульс.
Медиатор (норадреналин, ацетилхолин, гистамин, дофамин и др.) через синаптическю щель передается аксону, дендриту или клеткам тела.
Медиатор вызывает возбуждение или торможение в соседней клетке.
с медиатором
Типы нейронов
Чувствительные нейроны:
тела лежат за пределами ЦНС в нервных узлах. Передают импульсы от рецепторов поверхности тела и внутренних органов к ЦНС
Двигательные нейроны: тела лежат в ЦНС, отростки за ее пределами. Передают импульсы от ЦНС к мышцам и внутренним органам
Вставочные нейроны: тела и отростки не выходят за пределы ЦНС. Осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами
Чувствительные
Вставочные
Двигательные
(исполнительные)
|
Вид нейрона |
Местоположение и путь |
Функция |
|
Чувствительные нейроны |
от рецептора к ЦНС |
воспринимают раздражения, преобразуют их в нервные импульсы и передают в мозг |
|
Эффекторные нейроны (двигательные, секреторные) |
от ЦНС к исполнительному органу |
вырабатывают и посылают команды к рабочим органам |
|
Вставочные нейроны (интернейроны) |
в ЦНС |
осуществляют связь: между чувствительными и двигательными нейронами, между сегментами спинного мозга, между спинным и головным мозгом; участвуют в обработке информации и выработке команд |
Нервные волокна- длинные отростки (аксоны), окруженные меелиновой оболочкой.
Нервы- пучки нервных волокон за пределами ЦНС.
Нервные узлы- тела и короткие отростки нейронов ( дендриты) вблизи внутренних органов и в их стенках
Типы нервов
Состоят из дендритов чувствительных нейронов
Состоят из аксонов двигательных нейронов
Состоят из дендритов чувствительных и аксонов двигательных нейронов.
Импульсы идут в двух направлениях:
от рецепторов в ЦНС и от ЦНС к органам.
Чувствительные
Двигательные (исполнительные)
Смешанные
В основе деятельности НС лежат рефлексы- ответная реакция организма на раздражение, которая осуществляется ЦНС.
Классификация рефлексов: по типу образования
Готовые рефлекторные дуги. Сохраняются в течение жизни
Рефлекторные дуги формируются в течении жизни. Не постоянны. Могут затухать
Безусловные
(врождённые)
Условные
(приобретённые)
Видовые
Индивидуальные
Рефлекторные центры- спинной мозг и ствол головного мозга
Рефлекторные центры- кора головного мозга
Путь, по которому нервные импульсы идут от рецепторов к исполнительным органам (эффекторам), называется рефлекторной дугой.
Рецептор
Чувствительный нейрон
Вставочный нейрон
Двигательный нейрон
Рабочий орган (эффектор)
Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:
Рецептор (окончание дендрита чувствительного нейрона, воспринимает раздражение);
чувствительный (центростремительный) нейрон- передает возбуждение к ЦНС;
вставочный нейрон- происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные;
двигательный (центробежный) нейрон- несет возбуждение (сигнал) от ЦНС к рабочему органу;
эффектор (рабочий орган)- осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора.
Простая двухнейронная рефлекторная дуга: чувствительный нейрон- двигательный нейрон.
Сложная трехнейронная рефлекторная дуга: чувствительный нейрон- вставочный нейрон- двигательный нейрон.
Схема трехнейронной рефлекторной дуги оборонительного (защитного) рефлекса
Рецептор
Чувствительный
нейрон
Двигательный
нейрон
Вставочный
нейрон
Рабочий орган
рецепторы кожи → чувствительный нейрон →
вставочный нейрон → исполнительный (двигательный) нейрон →
скелетная мышца
Схема двухнейронной рефлекторной дуги коленного рефлекса
Рецептор
Чувствительный
нейрон
Двигательный
нейрон
Рабочий
орган
рецепторы сухожилия → чувствительный нейрон → спинной мозг → двигательный нейрон → четырёхглавая мышца бедра
двухнейронный рефлекс -изображены чувствительный и двигательный нейроны, отсутствует вставочный нейрон.
Чувствительный
нейрон
Двигательный
нейрон
24. А) элементы рефлекторной дуги рефлекса чихания у человека:
рецепторы носовой полости → чувствительный нейрон → центр продолговатого мозга → двигательный нейрон → дыхательные мышцы.
Б) элементы рефлекторной дуги рефлекса кашля у человека:
рецепторы гортани → чувствительный нейрон → центр продолговатого мозга → исполнительный нейрон → сокращение дыхательных мышц.
В) Рефлекторная дуга (нервная дуга): чувствительные нервные окончания → чувствительный путь → участок ЦНС → исполнительный путь → рабочий орган.
Классификация рефлексов: по эффектам
Рефлекторная дуга 2-х нейронная ( чувствительный и двигательный нейроны) или 3-х нейронная ( чувствительный, вставочный и двигательный нейроны)
Рефлексы внутренних органов: пищеварительные, сердечно-сосудистые, выделительные, секреторные и др.
Соматические ( двигательные)
Вегетативные
Образуются при участии соматичекой нервной системы
Образуются при участии вегетативной (автономной) нервной системы
Чувствительный нейрон находится в заднем корешке спинного нерва.
Синапс, соединяющий чувствительный и I двигательный нейрон, находится в боковых рогах спинного мозга. Синапс между I и II двигательными нейронами расположен в либо в боковом симпатическом стволе, либо в парасимпатическом ганглии ( нервном узле) в районе рабочего органа.
Рефлекторная дуга состоит из чувствительного и двух двигательных нейронов. Вставочный нейрон отсутствует
Рефлексы скелетных мышц
Рефлекторные дуги соматического (А) и вегетативного (Б) рефлекса: 1 — рецептор; 2 — чувствительный нейрон; 3 — спинной мозг; 4 — двигательный нейрон; 5 — рабочий орган ( скелетная мышца); 6 — I двигательный нейрон; 7 — тело II двигательного нейрона в вегетативном ганглии (в нервном узле); 8- железы, органы, сосуды и т.д.
8
Отделы нервной системы ( по строению и выполняемым функциям)
Отделы нервной системы ( по строению и выполняемым функциям)
Нервная система
Центральная НС
Периферическая НС
Вегетативная НС
Головной мозг
Спинной мозг
Нервы
Нервные
узлы
Симпатический отдел
Парасимпатический отдел
Соматическая НС
Нервные
окончания
Отделы нервной системы
Центральная
Периферическая
Головной
мозг
Спинной
мозг
Нервы
Нервные
узлы
отходят от головного и спинного мозга
находятся вне спинного и ГМ
Нервные окончания( рецепторы и синапсы):
— рецепторные- концевые образования дендритов в органах, воспринимают раздражения и преобразуют в нервные импульсы
— эффекторные- концевые образования аксонов в рабочих органах: мышцах, железах
|
Серое вещество |
Белое вещество |
|
Вставочные нейроны, тела и дендриты двигательных нейронов |
Аксоны нейронов, образующих восходящие и нисходящие проводниковые пути |
|
в спинном мозге находится в центре, вокруг спинно-мозгового канала в головном мозге – на поверхности, образуя кору и отдельные скопления – ядра, в белом веществе; кора мозжечка |
в спинном мозге – находится снаружи, в головном мозге – под серым веществом и составлено волокнами проводящих путей |
ЦНС: Головной и спинной мозг состоит из серого и белого вещества.
ЦНС: спинной мозг
Нервный тяж, лежащий в позвоночном канале, образованном позвонками. Тянется от затылочного отверстия до поясничного отдела позвоночника. Вверху переходит в продолговатый мозг.
Имеет длину около 45 см и диаметр 1 см. В центре проходит центральный спинномозговой канал (полость) со спинномозговой жидкостью;
от спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинно-мозговых нервов, каждый из которых имеет передний корешок (аксоны двигательных нейронов) и задний корешок ( аксоны чувствительных нейронов). СМ иннервирует мускулатуру и внутренние органы.
Спинномозговой канал
ЦНС : спинной мозг
На поперечном срезе спинной мозг (СМ) напоминает бабочку. В центре расположено серое вещество, состоящее из тел нейронов. На периферии расположено белое вещество, которое образовано аксонами нейронов.
В сером веществе СМ различают два передних выступа (передние рога), два боковых (боковые рога) и два задних (задние рога).
В рогах серого вещества находятся нейроны, которые входят в состав рефлекторных дуг. В передних рогах расположены двигательные нейроны (мотонейроны), их аксоны иннервируют скелетные мышцы. В задних рогах находятся вставочные нейроны, в боковых рогах- вегетативные нейроны (их аксоны идут к внутренним органам).
ЦНС: функции спинного мозга
В белом веществе располагаются пути спинного мозга: восходящие пути (аксоны нейронов СМ) от рецепторов к головному мозгу; нисходящие пути ( аксоны нейронов ГМ) от головного мозга к исполнительным органам (эффекторам)
Функции СМ:
Рефлекторная- осуществление простых рефлексов- безусловных двигательных ( н-р коленный) и вегетативных ( пищевой, дыхательный, дефекации, половой, мочеиспускания, сосудодвигательный) за счет тел нейронов, которые расположены в сером веществе спинного мозга и входят в состав рефлекторных дуг.
Проводниковая- проводит нервные импульсы от и к головному мозгу. Повреждение СМ приводит к нарушению проводниковой функции и к параличу
ЦНС: головной мозг и его отделы
В мозге человека выделяют пять отделов: 1.продолговатый,
2.задний (мост и мозжечок),
3.средний,
4.промежуточный ,
5.конечный (передний) -большие полушария ГМ.
Наиболее древние отделы — продолговатый, задний ( мост), средний, а
в некоторых источниках и промежуточный мозг- образуют ствол мозга, напоминающий по строению спинной мозг.
От ствола мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.
Продолговатый мозг
Самый древний отдел головного мозга. он регулирует жизненно важные функции.
Выполняет рефлекторную- здесь находятся центры сердечной деятельности, вдоха и выдоха, пищеварения (глотания, слюноотделения), секреции пищеварительных соков, защитные рефлексы (чихание, кашель, рвота, мигание)- и проводниковую функции
Задний мозг : мост и мозжечок
Варолиев мост контролирует работу мимических и жевательных мышц лица, слезной железы. Находятся центры, связанные с движениями глазных яблок.
Мозжечок имеет свои собственные полушария, принимает участие в координации движений, влияет на тонус мышц, помогает сохранить равновесие. Благодаря мозжечку наши движения четкие и плавные.
У собаки поврежден мозжечок.
.
Мозжечок состоит из двух полушарий, соединяющего их «червя» и ножек.
Мозжечок отвечает за координацию движений, регуляцию равновесия и
мышечного тонуса, за двигательное научение и выработку стереотипных движений, таких как письмо, печатание на клавиатуре ( плавность движений, сила нажатия и т.д) поэтому нарушение его работы может привести к нарушению
координации движений, походки, почерка.
Средний мозг
В среднем мозге находятся верхние и задние бугры четверохолмия. Верхние бугры четверохолмия отвечают за зрительный ориентировочный рефлекс, а задние — за слуховой ориентировочный.
Основные функции:
— проводниковая: проведение импульсов к промежуточному мозгу и от коры больших полушарий к продолговатому и спинному мозгу;
— рефлекторная: находятся центры регуляции мышечного тонуса и позы, подкорковые центры зрения и слуха.
Промежуточный мозг
Гипоталамус ( высший центр нейрогуморальной регуляции) контролирует деятельность гипофиза, т.к. его нейроны способны выделять либерины и статины, стимулирующие или угнетающие выработку гормонов гипофизом- дирижера желез внутренней секреции, поэтому функциями гипоталамуса являются: регуляция обмена белков, жиров и углеводов, а также водно-солевой обмен.
Гипоталамус контролирует симпатическую и парасимпатическую системы, обеспечивает гомеостаз, регулирует температуру тела, отвечает за циклы сна и бодрствования, здесь находятся центры голода и насыщения.
К промежуточному мозгу относятся гипоталамус, связанный с ним гипофиз, эпифиз и таламус.
Конечный (передний ) мозг: большие полушария головного мозга
Состоит из подкорковых структур и коры больших полушарий (КБП). Поверхность КБП достигает 1,5-1,7 м2 , образуя извилины — возвышения мозгового вещества, и борозды — углубления между извилинами.
Правое полушарие отвечает за левую сторону тела, а левое – за правую сторону. В левом полушарии находятся механизмы абстрактного мышления (языковые способности, аналитическое мышление, логика), а в правом — конкретно-образного (воображение, параллельная обработка информации). Левое полушарие- «мыслительное, логическое», правое- «художественное , эмоциональное»,
При травмах, повреждениях левого полушария может нарушаться речь.
Осуществляет психическую деятельность
- память, речь, мышление, поведение
Кора больших полушарий
Височная доля коры головного мозга регулирует слух и обоняние,
затылочная — зрение,
теменная — вкус и осязание; лобная – речь, мышление, движение.
Теменная доля между центральной и постцентральной бороздами содержит постцентральную извилину, которая является центром осязания, болевой и температурной чувствительности.
при падении на затылок человек видит «искры из глаз», когда нейроны затылочной доли возбуждаются механически, вследствие удара.
Корковое представительство двигательного анализатора — моторная зона — находится в передней центральной (в прецентральной) извилине, а представительство кожного анализатора — сенсорная зона — в задней центральной (в постцентральной) извилине.
При совершении любого произвольного (осознанного) движения нервный импульс возникает именно в нейронах прецентральной извилины, откуда начинает свой длинный путь через ствол мозга, спинной мозг и, наконец, достигает исполнительного органа-эффектора.
Импульсы от кожных рецепторов достигают нейронов постцентральной извилины — сенсорного отдела, благодаря чему мы получаем от них информацию и осознаем собственные ощущения.
Зона проекции пальцев кисти занимает много места в прецентральной извилине , благодаря чему становятся возможны тонкие движения пальцами. Зона проекции мышц туловища гораздо меньше зоны пальцев, так как движения туловища более однообразные и менее сложные.
Участки мозга, в которых происходит преобразование и анализ поступающей информации, называются ассоциативными зонами КБП. Эти зоны связывают различные участки КБП, координируют ее работу, играют важнейшую роль в образовании условных рефлексов.
Наша осознанная деятельность, любое осознанное движение, любое ощущение (температурное, болевое, тактильное), лежит в рамках коры больших полушарий.
Кора БП — основа связи с внешней средой, адаптации к ней.
В фундаменте процесса мышления также лежит КБП.
ТРАВМЫ СПИННОГО МОЗГА
В зависимости от уровня поражения спинного мозга при травме картина неврологических нарушений проявляется по-разному. Чем выше уровень поражения, тем больше нервных путей оказываются «отрезанными» от головного мозга. Так, к примеру, при травме поясничного отдела движения руками сохранены, а при травме шейного — движения руками невозможны.
Иногда после инсульта (кровоизлияния в ткани мозга) или травмы развивается паралич (полное отсутствие движений) на одной из сторон тела : если движения пропали в правой руке и ноге, то инсульт произошел слева.
Нервные волокна, идущие от прецентральной извилины к рабочим органам — мышцам, формируют так называемый физиологический перекрест на границе продолговатого и спинного мозга.
То есть, часть нервов, которые шли от левого полушария переходят на правую сторону и наоборот — нервы от правого полушария переходят на левую сторону.
Функциональное деление НС
Регулирует деятельность скелетной (произвольной) мускулатуры.
Осуществляет связь организма с внешней средой.
Регулирует работу внутренних органов, гладкой мускулатуры, желез и обмен веществ.
Соматические рефлексы осуществляются быстро, подчиняются воле человека
Вегетативные рефлексы медленные, не подчиняются воле человека
Соматическая
Вегетативная
(автономная)
Симпатический
отдел
Парасимпатичес
кий отдел
Нервные центры: грудной и поясничный сегменты спинного мозга.
Нервные центры: ствол мозга, крестцовый отдел спинного мозга
нервные центры → в коре головного мозга
Функции отделов ВНС
Стресс! «Бей или Беги!»
— мобилизация сил в напряжённой ситуации;
— усиление секреции адреналина и норадреналина;
— учащение и усиление сердечных сокращений
— расширение бронхов;
— сужение кровеносных сосудов, повышение давления;
— расширение зрачков;
— ослабление работы пищеварительной системы,
— расслабление мочевого пузыря;
— уменьшение слюноотделения;
- усиление потоотделения.
Возбуждается при воздействии
гормона адреналина
Отбой! Покой.
— Мобилизация сил организма, в состоянии покоя;
— замедление и ослабление сокращений сердца,
— расширение кров.сосудов, снижение давления;
— сужение бронхов;
— сужение зрачка;
— усиление слюноотделения, усиление работы пищев. системы;
— уменьшение потоотделения.
Возбуждается под воздействием гормона ацетилхолина
Симпатическая НС
Парасимпатическая НС
Функции отделов ВНС
Стресс!
— мобилизация сил в напряжённой ситуации;
— усиление секреции адреналина и норадреналина;
— учащение и усиление сердечных сокращений
— расширение бронхов;
— сужение кровеносных сосудов, повышение давления;
— расширение зрачков;
— ослабление работы пищеварительной системы,
— расслабление мочевого пузыря;
— уменьшение слюноотделения;
— усиление потоотделения.
Нервные центры → грудной и поясничный сегменты спинного мозга
— Мобилизация сил организма, в состоянии покоя;
— замедление и ослабление сокращений сердца,
— расширение кров.сосудов, снижение давления;
— сужение бронхов;
— сужение зрачка;
— усиление слюноотделения, усиление работы пищев. системы;
— уменьшение потоотделения.
Нервные центры → ствол мозга, крестцовый отдел спинного мозга
Симпатическая НС
Парасимпатическая НС
Расстройство деятельности вегетативной нервной системы у человека
приводит к нарушению согласованной работы внутренних органов,
так как вегетативная нервная система — это часть нервной системы,
обеспечивающая деятельность внутренних органов, регуляцию
сосудистого тонуса, иннервацию желез, трофическую иннервацию
скелетной мускулатуры, рецепторов и самой нервной системы.
Взаимодействуя с соматической нервной системой и эндокринной
системой, она обеспечивает поддержание постоянства гомеостаза
и адаптацию в меняющихся условиях внешней среды.
Выводы:
1. Основной принцип работы НС – рефлекторный.
2. С помощью рефлексов устанавливается взаимодействие различных систем целого организма и его приспособление к меняющимся условиям окружающей среды.
3. Благодаря рефлекторной деятельности, организм быстро реагирует на различные воздействия внешней и внутренней среды.
4. Путь, по которому осуществляется рефлекс, называется рефлекторной дугой.
5. Рефлекторная дуга не может контролировать исполнение рефлекса. Контроль осуществляется ЦНС.
Строение синапса
СИНАПС- специализированное образование в местах контакта 2-х нейронов или нейрона и рабочего органа. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками.
Синапсы:
возбуждающие: усиливают нервный импульс;
тормозные: ослабляют нервный импульс. Медиатор ( н-р норадреналин) через синаптическю щель передается аксону, дендриту или клеткам тела.
Медиатор вызывает возбуждение или торможение в соседней клетке. Синапсы могут возникнуть между аксоном и телом нервной клетки, аксоном и дендритом, аксоном и аксоном.
Схема трехнейронной рефлекторной дуги оборонительного (защитного) рефлекса
Схема двухнейронной рефлекторной дуги коленного рефлекса
Рецептор
Чувствительный
нейрон
Двигательный
нейрон
Рецептор
Чувствительный
нейрон
Двигательный
нейрон
Вставочный
нейрон
Рабочий
орган
Рабочий орган
Информационные ресурсы:
- Колесов Д.В. Биология. Человек. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений / Д.В Колесов., Р.Д. Маш, И.Н. Беляев – М.: Дрофа, 2011.
- Беллевич Юрий Сергеевич
- фоксфорд
Закономерности работы ЦНС
Биология. Подготовка к олимпиадам. 8–9 классы.
Поведение
человека основано на анализе и синтезе многочисленных данных:
·
анализ и переработка поступившей из внешней и внутренней среды
информации;
·
сопоставление новых данных с уже имеющимися сведениями;
·
сопоставление данных с актуальными потребностями организма;
·
синтез наиболее адекватной для данных условий формы
поведения.
Открытый
И. П. Павловым метод условных рефлексов позволил путём сопоставления
раздражений с ответными реакциями на них обнаружить определённые закономерности
работы головного мозга.
Закономерности
работы головного мозга
·
Возбуждение и торможение — основа регуляции
функций головного мозга.
·
Иррадиация — распространение возбуждения
от очага возбуждения или торможения на другие области коры.
·
Концентрация — стягивание возбуждения или
торможения к исходному очагу. Распространение возбуждения или торможения
ограничивается возникновением противоположного процесса, который заставляет
возникший очаг стягиваться к пунктам своего первоначального
возникновения.
·
Взаимная индукция возбуждения и торможения —
способность одного нервного процесса порождать другой. Возбуждение в одном
участке коры вызывает торможение в другом участке, и наоборот, торможение в
одном участке может вызывать возбуждение в другом.
·
Анализ и синтез раздражений —
способность высших нервных центров раскладывать поступающую информацию на
отдельные элементы и затем соединять их снова в целое.
·
Анализ и синтез ответных действий —
разложение на элементы отдельных ответных действий и синтез целостного сложного
действия, адекватного новой ситуации.
·
Доминанта — торможение более слабых
очагов возбуждения при возникновении более сильного очага.
Возбуждение
и торможение
Процесс
возбуждения — это активное состояние нервной ткани, через которую
проходит поток нервных импульсов, следующих с определённой частотой.
Возбуждение
двигательных центров приводит к ответной реакции: движению тела, речевой
активности и т. д.
Процесс
торможения можно наблюдать при активном представлении в уме
определённых действий. При этом в возбужденное
состояние приходят соответствующие центры мозга, но внешнее их
проявление затормаживается. Таким образом, наряду с возбуждением в мозге
действует процесс торможения. Благодаря ему поток нервных импульсов доходит до
рабочих органов в ослабленном виде.
Доказательства
Если
взять в руки маятник и с закрытыми глазами как можно ярче представить вращение
маятника, то через некоторое время маятник придёт в движение, которое испытуемый
представлял. Маятник раскачивается едва заметными движениями, которые
затормаживаются нервными центрами.
«ПЕРЕДАЧА МЫСЛЕЙ НА
РАССТОЯНИИ»
Эстрадные
артисты В. Мессинг и М. Куни использовали это явление для демонстрации
аттракциона «Передача мыслей на расстоянии». Он заключался в том, что любой из
зрителей мог мысленно продиктовать артисту задуманное действие, а тот точно его
выполнить. При этом зритель должен был неотступно следовать за человеком,
отгадывающим мысль, не снимая своей руки с его предплечья, и по этапам мысленно
диктовать действия.
Зритель
про себя произносил слова, которые вызывали незаметные движения его руки. Эти
движения чутко улавливали натренированные артисты и, следуя полученным
сигналам, выполняли задуманные зрителем действия. При этом зритель мог
диктовать свои задачи на любом языке, и они могли быть выполнены при наличии
связи с движением.
Животные
и человек обладают двумя безусловными рефлексами: пассивнооборонительным и
ориентировочным, которые являются ответами на один и тот же стимул, но
противоположны по проявлению.
При
ориентировочном рефлексе животное движется к незнакомому раздражителю,
обнюхивает и рассматривает его: процесс возбуждения.
При
пассивнооборонительном рефлексе животное при появлении незнакомого раздражителя
неподвижно замирает на месте: процесс торможения.
Безусловное
(внешнее) торможение присуще организму от
рождения.
Примеры:
·
рефлекторная задержка дыхания при резком запахе нашатырного спирта;
·
замедление сердечной деятельности после бега;
·
задержка дыхания при падении в воду;
·
расслабление трицепса при сокращении бицепса (относится ко всем
мышцам-антагонистам);
·
цыплята замирают в скорлупе при тревожном сигнале наседки.
Виды
безусловного торможения.
— запредельное
торможение: возникает в ответ на очень сильные раздражители, требующие
от организма действий, превышающих его возможности.
Механизм:
чем сильнее раздражитель, тем выше частота генерации нервных импульсов. Если частота
превышает определённый уровень, возникают процессы, препятствующие прохождению
возбуждения по цепи нейронов. Поток нервных импульсов, следующих по
рефлекторной дуге, прерывается, и наступает торможение, которое защищает
рабочий орган от истощения.
Условное
(внутреннее) торможение: возникает при нарушении
внутренней связи между условным сигналом и безусловным раздражителем (важным
событием, о котором предупреждает сигнал).
Особенности: вырабатывается
постепенно.
— угасательное
торможение возникает в том случае, если условный рефлекс не
подкрепляется безусловным (сигнал перестает соответствовать тому, о чём он
сигнализировал).
Условия
появления:
·
требуется многократное неподкрепление условного сигнала: только
после того, как условный раздражитель потеряет сигнальное значение, временная
внутренняя связь придет в состояние торможения.
Пример:
·
Много раз свет лампочки сопровождался кормлением, но вот дан свет,
а пищи нет. При достаточном числе таких неподкрепленных сочетаний временная
связь придёт в состояние внутреннего торможения, и животное перестанет
реагировать на свет пищевой реакцией.
·
Рефлекс на слово — условный рефлекс, и без подкрепления он тоже
угасает.
Значение:
·
Угасание условного рефлекса позволяет животному изменять тактику
поведения в изменившихся условиях.
— дифференцировочное торможение развивается, если один
сигнал подкреплять пищей или другими важными раздражителями, а другой нет. Тот
сигнал, который не подкрепляется, в результате угасательного торможения
постепенно начнёт вызывать всё меньшую и меньшую реакцию, которая наконец
совсем прекратится. Подкрепляемый же сигнал будет по-прежнему вызывать условную
реакцию. В результате животное станет способным различать раздражения: на одно
оно будет отвечать действием, на второе — отказом от действия.
Особенности:
·
вызывается раздражителем, похожим на условный сигнал, но не
связанным с событиями, о которых он предупреждает.
Условие
появления:
·
Многократные повторения действий («повторение — мать учения»).
·
Ошибочные действия при тренировках не подкрепляются (например, за
них снижаются оценки). Правильные действия подкрепляются (например, отмечаются
высокими баллами).
Примеры:
·
Правописание безударных гласных: человек после ряда
тренировочных упражнений обучается писать в одних случаях «а», в других «о»,
хотя произносятся эти звуки одинаково.
·
Распознавание близких нот и интервалов между ними.
Значение:
·
Дифференцировочное торможение позволяет находить разницу между
сходными предметами.
— запаздывательное торможение
Особенности:
·
ответная реакция на условный раздражитель наступает не сразу, а
лишь после начала действия условного сигнала, к моменту получения пищи или
другого биологически важного воздействия.
Условия
появления:
·
подкрепление даётся с опозданием.
Пример:
·
Кошка, которая подстерегает мышь, может долго сидеть неподвижно.
Появление грызуна не вызывает у кошки немедленной реакции. Она задерживается до
наиболее удобного момента.
·
Человек на рыбалке.
Значение:
·
Все виды условного торможения экономят энергию, тормозя реакцию
организма на сигнал, потерявший свое значение.
·
Выдержка и самообладание.
·
Воспитанность.
Иррадиация
Как
уже отмечалось, способностью к иррадиации и концентрации обладают и процесс
возбуждения, и процесс торможения. Пока тормозной процесс не натренирован, не
упрочен, он охватывает большие участки мозга. Положительный сигнал, применяемый
после длительного тормозного раздражителя, ответа не вызывает.
Пример:
·
Каждый, кому приходилось играть в мяч, знает, что после ряда
обманных бросков партнёр остается неподвижным, он не только не пытается поймать
мяч, но не сходит со своего места, не меняет позы. Торможение, наступившее
вследствие угасания условного рефлекса на бросок мяча, распространилось на
многочисленные нервные центры.
·
Ребёнку обработали рану на пальце зелёнкой. Сначала он отдергивает
руку, потом машет ей, а потом начинает прыгать по комнате и кричать. Происходит
распространение возбуждения.
Концентрация
Пример:
·
В начале обучения какому-либо навыку человек делает большое
количество лишних движений. Постепенно движения становятся точными и
координированными (энергетически менее затратными).
·
Кошка реагирует на множество звуков, сходных с писком мыши, но
постепенно, благодаря дифференцировочному торможению и концентрации
возбуждения, условный рефлекс станет более специализированным.
Взаимная
индукция
Процессы
возбуждения и торможения связаны друг с другом.
Пример:
·
Ребёнку дали суп, он с аппетитом начал его есть, но тут включили
телевизор, и ребёнок застыл с поднятой ложкой. Произошло знакомое нам внешнее
торможение: сильное возбуждение зрительных центров затормозило пищевой
центр.
·
Опыты с рисунками: по закону последовательной индукции
возникает поочередное возбуждение и торможение в центре А (видение вазы) и в
центре Б (видение двух профилей). То же самое на рисунке с молодой и
старой женщиной.
Рис.
Ваза и два профиля
Рис. Молодая и
старая женщина
·
При утомлении ребёнок может стать сверхвозбудимым (капризным,
неумеренно весёлым и т. п.). Торможение в коре по закону индукции вызывает
возбуждение подкорковых центров, в частности тех, с которыми связаны эмоции.
Часто положительные и отрицательные эмоции сменяют друг друга: ребёнок то
плачет, то вновь начинает смеяться.
·
При опьянении алкоголь вызывает наркотическое торможение коры, что
приводит к возбуждению подкорковых центров вследствие положительной индукции.
Эмоциональные реакции усиливаются, человек переходит в состояние болезненной
весёлости — эйфории, которая нередко сменяется сильной тоской или
агрессией.
ДОМИНАНТА
Явление
доминанты открыл физиолог А. А. Ухтомский.
Доминанта
— это сильный очаг возбуждения в коре головного мозга,
вызывающий интенсивную отрицательную индукцию на соседние участки
головного мозга.
Механизм:
В
головном мозге могут возникать сильные очаги возбуждения, которые способны
оказывать сильное тормозящее влияние на участки коры, которые не относятся к
доминанте. Более того, возбуждения, вызванные раздражителями, не относящимися к
доминанте, меняют своё обычное направление. Нервные импульсы, вместо того чтобы
двигаться по своему традиционному пути, идут в сторону доминантного очага.
Доминанта как бы притягивает их и усиливается за их счёт.
Пример:
·
Наблюдение болельщиков за спортивным матчем. Доминанта в коре
головного мозга тормозит восприятие всех раздражителей, не относящихся к матчу.
При этом возбуждение от внешних раздражителей стимулирует общее возбуждение
(доминанту).
·
Участие в соревнованиях: поддержка болельщиков (крик, гудки и т.
п.) усиливают двигательную активность (стимулируют) спортсмена. В данном случае
очаг двигательной активности является доминантой.
ОПЫТ С МОРСКОЙ
СВИНКОЙ
Голодную
морскую свинку посадите на стол и дайте ей небольшой кусочек капустного листа
(свёклы, морковки). Когда животное съест приманку, выработайте у него условный
рефлекс на постукивание. Для этого перед кормлением начните тихонько
постукивать пальцами по столу. В дальнейшем продолжайте постукивать в ритме
жевательных движений. Опыты должны идти в полной тишине. Обычно рефлекс
вырабатывается быстро. При подкреплении рефлекса давайте морской свинке откусывать
пищу от целого куска. Следите, чтобы на столе не было корма.
Когда
рефлекс выработан, можно приступить к опыту. Дождитесь, когда морская свинка
перестанет жевать. Затем вместо постукивания скажите любую фразу или
четырехзначную цифру. Морская свинка начнет жевать, когда услышит голос, и
прекратит жевание, когда вы кончите говорить.
Выждав
некоторое время после этого опыта (около 1 минуты), дайте животному небольшой
кусок корма и, когда оно кончит жевать, попытайтесь его погладить. Чем сильнее
вы будете гладить морскую свинку, тем сильнее она будет жевать. Любое
раздражение — слуховое, тактильное, зрительное — может вызвать у неё
жевательные движения без предварительной выработки.
Теперь
разберём опыт. Мы начали с кормления животного и выработки у него пищевого
условного рефлекса для того, чтобы создать пищевую доминанту. Чем голоднее
животное и чем вкуснее корм, тем больше шансов на успех. При слабом пищевом
возбуждении опыты могут не получиться.
Избегайте
также давать морской свинке много пищи. Если она насытится, очаг сильного
возбуждения в пищевом центре сменится торможением: произойдет разрешение
доминанты, и опыты в этом случае также не получатся.
Но вот
доминанта образована. Новые раздражители, которые у морской свинки обычно
вызывают вздрагивание или ориентировочную реакцию, теперь без всякой выработки
оказываются связанными с пищевым возбуждением. Это происходит потому, что
нервные импульсы, появившиеся под влиянием этих раздражений, меняют свой
обычный путь, иррадиируя в сторону доминантного очага возбуждения, как бы
притягиваются им. Они усиливают доминантное возбуждение, что мы и видим по
появлению жевательной реакции.
В нашем
опыте поглаживание, человеческий голос пока еще не стали сигнальными
раздражителями, но они могут ими стать при условии, если систематически будут
подкрепляться едой.
А.
А. Ухтомский полагал, что доминировать могут целые системы рефлексов. Доминанта
лежит в основе таких психических процессов, как внимание, сосредоточенность,
способность к волевым усилиям.
Однако
в некоторых случаях появление длительно не затухающих очагов доминантного
возбуждения может стать причиной различных душевных заболеваний. Подобного рода
застойные очаги патологического возбуждения наблюдал И. П. Павлов. Они являются
одной из причин, в силу которых душевнобольные люди неправильно оценивают
события и ненормально на них реагируют.
Нервная система
Нервная система (НС) обеспечивает согласованную деятельность внутренних органов и связь организма с внешней средой.
Значение нервной системы:
- объединяет органы и системы организма в единое целое;
- регулирует работу всех органов и систем организма;
- осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
- составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.
Нервная ткань состоит из:
- нейронов (нервные клетки): тело (сома) + отростки (аксон, дендриты);
- клетки глии (глиальные клетки):
— формируют миелиновые оболочки вокруг аксонов, изолирую нервное волокно и способствуя увеличению скорости передачи нервного импульса;
— вспомогательные функции: изолирующая, опорная, трофическая (питательная), защитная.
Аксон – длинный отросток нейрона, проводит нервный импульс от тела нейрона → к другому нейрону или рабочему органу.
Дендриты – короткие отростки нейрона, проводят нервный импульс к телу нейрона.
Синапс – специализированные образования в местах контакта 2х нейронов или нейрона и рабочего органа.
Синапсы состоят из трех основных элементов: пресинаптической мембраны, постсинаптической мембраны и синаптической щели. В химических синапсах возбуждение передается с помощью медиаторов (посредников).
Медиаторы — молекулы химических веществ, которые обеспечивают передачу возбуждения в синапсах. Другими словами химические вещества, участвующие в передаче возбуждения или торможения от одной возбудимой клетки к другой.
НС ПО СТРОЕНИЮ подразделяется на:
|
НЕРВНАЯ СИСТЕМА |
|||
|
Центральная |
Периферическая |
||
|
головной мозг |
спинной мозг |
нервы, отходящие от головного и спинного мозга |
нервные узлы вне спинного и головного мозга |
НС ПО ФУНКЦИЯМ подразделяется на:
|
НЕРВНАЯ СИСТЕМА |
|
|
СОМАТИЧЕСКАЯ |
ВЕГЕТАТИВНАЯ (АВТОНОМНАЯ) |
|
|
|
Симпатическая |
Парасимпатическая |
|
Стресс! — мобилизация сил в напряжённой ситуации; — усиление секреции адреналина и норадреналина; — учащение и усиление сердечных сокращений — расширение бронхов; — сужение кров. сосудов, повышение давления; — расширение зрачков; — ослабление работы пищеварит. системы, — расслабление мочевого пузыря; — уменьшение слюноотделения; — усиление потоотделения. Нервные центры → грудной и поясничный сегменты спинного мозга |
— сил организма, в состоянии покоя; — замедление и ослабление сокращений сердца, — расширение кров. сосудов, снижение давления; — сужение бронхов; — сужение зрачка; — усиление слюноотделения, усиление работы пищев. системы; — уменьшение потоотделения. Нервные центры → ствол мозга, крестцовый отдел спинного мозга |
Головной и спинной мозг состоит из серого и белого вещества.
|
Серое вещество |
Белое вещество |
|
скопление тел нейронов и дендритов |
скопление нервных волокон, образующих проводящие пути |
|
в спинном мозге находится в центре, вокруг спинно-мозгового канала в головном мозге – на поверхности, образуя кору и отдельные скопления – ядра, в белом веществе |
в спинном мозге – находится снаружи, в головном мозге – под серым веществом и составлено нервными волокнами |
Виды нейронов
|
Чувствительные (афферентные, или центростемительные) |
Вставочные (ассоциативные) |
Двигательные (эфферентные, или центробежные) |
|
проводят возбуждение … |
||
|
… с периферии в ЦНС |
… с чувствительного на двигательный нейрон |
… от ЦНС к рабочему органу |
Головной и спинной мозг покрыты тремя оболочками:
- Твёрдая – наружная, соединительнотканная, выстилает внутреннюю полость черепа и позвоночного канала.
- Паутинная – тонкая оболочка с небольшим числом нервов и сосудов.
- Сосудистая – сращена с мозгом, заходит в борозды и содержит много кровеносных сосудов.
Спинной мозг:
— расположен в позвоночном канале, имеет длину около 45 см и диаметр 1 см;
— в центре проходит спинномозговой канал (полость) со спинномозговой жидкостью;
— серое вещество – внутри, вид «бабочки»;
— в сером веществе различают два передних и два задних рога, в передних рогах → двигательные нейроны – мотонейроны, от них отходят двигательные нервы;
— задние рога включают нейроны, к которым подходят чувствительные волокна задних корешков;
— от спинного мозга отходит 31 пара спинно-мозговых нервов смешанного типа,
Функции спинного мозга:
1. Рефлекторная → в сером веществе замыкаются рефлекторные пути многих двигательных реакций, расположены многие центры вегетативной иннервации внутренних органов.
2. Проводниковая → нервные волокна белого вещества, соединяют различные отделы спинного мозга между собой и головной мозг со спинным.
Головной мозг:
— расположен в черепной коробке – в мозговом отделе черепа, окружен 3мя оболочками, омывается черепно-мозговой жидкостью; средняя масса 1,3- 1,5 кг.
Мозг состоит из пяти отделов (см. таблицу).
Отделы головного мозга
|
Отдел головного мозга |
Расположение |
Функции |
|
|
Продолговатый мозг |
Продолжение спинного мозга, белое в-во – проводящие пучки + ядра |
Центры сердечной деятельности, вдоха и выдоха, пищеварения (глотания, слюноотделения), секреция пищеварительный соков, защитные рефлексы (чихание, кашель, рвота, мигание) |
|
|
З А Д Н И Й М О З Г |
Мост (варолиев мост) |
Выше продолговатого |
Центры, связанные с движениями глазных яблок, мимикой. Через мост проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие мост с мозжечком, спинным мозгом, корой больших полушарий и другими структурами ЦНС. |
|
Мозжечок |
Позади от моста и продолговатого мозга, поверхность – кора из серого в-ва, имеет два полушария. |
Регуляция движений, поддержание мышечного тонуса и равновесия, координация движений. |
|
|
Средний мозг |
Между мостом и промежуточным мозгом |
Основные функции: — проводниковая: проведение импульсов к промежуточному мозгу и от коры больших полушарий к продолговатому и спинному мозгу; — рефлекторная: находятся центры регуляции мышечного тонуса и позы, подкорковые центры зрения и слуха. Ориентировочный рефлекс. |
|
|
Промежуточный мозг |
Состоит из гипоталамуса и таламуса. |
Таламус — называют «коллектором чувствительности», так как к нему сходятся афферентные (чувствительные) пути от всех рецепторов, кроме обонятельных. Гипоталамус: в нем располагаются центры гомеостаза, теплорегуляции, голода и насыщения, жажды, сна и бодрствования. Особое место в функциях гипоталамуса занимает регуляция деятельности гипофиза. |
|
|
Передний мозг (или конечный мозг) |
Состоит из двух полушарий, которые имеют множество борозд и извилин. Сверху они покрыты корой, состоящей из долей. |
Правое полушарие отвечает за левую сторону тела, а левое – за правую сторону. Височная доля коры головного мозга регулирует слух и обоняние, затылочная – зрение, теменная – вкус и осязание; лобная – речь, мышление, движение. Теменная доля между центральной и постцентральной бороздами содержит постцентральную извилину, которая является центром осязания, болевой и температурной чувствительности. |
Рецепторы – нервные окончания, воспринимающие информацию из внешней и внутренней среды.
Части рефлекторной дуги:
1- рецептор
2-чувствительный путь
3-вставочный нейрон
4-двигательный путь
5-рабочий орган
