Режимы сокращений. Тетанус

Режим сокращениймышечных волокон определяется частотой импульсации мотонейронов. При однократном раздражении мышечной клетки или отдельной мышцы происходит одиночное сокращение. При записи одиночного сокращения выделяют фазу развития напряжения или укорочения и фазу расслабления или удлинения. В режиме одиночного сокращения мышца способна работать длительное время без развития утомления, но развиваемое напряжение не достигает максимально возможных величин. При достаточно высокой частоте импульсации мотонейронов каждый последующий раздражающий импульс приходится на фазу расслабления или на предшествующую ей фазу напряжения мышечного волокна, В этом случае механические эффекты каждого предыдущего сокращения суммируются с последующим. Этот режим сокращения называется тетаническим. При отсутствии расслабления и поддержания постоянного уровня напряжения мышцы говорят о гладком тетанусе, развиваемое при этом напряжение в 2-4 раза больше, чем при одиночных сокращениях. В целостном организме исключена возможность одиночного сокращения, которое воспроизводится только в эксперименте. Отдельные сокращения ДЕ сливаются в тетаническое сокращение мышцы, что делает движения человека плавными и относительно медленными по сравнению с одиночным сокращением мышцы.

Для регуляции силы сокращения мышцы ЦНС использует три механизма:

1. Регуляция числа активных ДЕ зависит от величины возбуждающих влияний. При малой импульсации включаются низкопороговые ДЕ, по мере усиления импульсации – быстрые, устойчивые к утомлению ДЕ, и, наконец, при необходимости активируются быстрые, легко утомляемые ДЕ. В условиях повседневной жизни чаще используются малые медленные ДЕ и реже – большие быстрые ДЕ.

2. Регуляция частоты импульсации мотонейронов, так как с увеличением частоты раздражения мотонейронов все большее количество ДЕ начинает работать в режиме гладкого тетануса, тем самым, увеличивая силу сокращения мышцы.

3. Синхронизация активности ДЕ во времени, так как при небольших напряжениях большинство ДЕ работают несинхронно. Мышцы развивают большую силу, когда большее количество ДЕ работают синхронно.

Лекция 5. Физиология основных нервных структур (2 ч.)

Общий план строения ЦНС. Физиология основных нервных структур. Типы и функции нейронов. Виды и функции синапсов. Строение синаптических контактов и механизм проведения возбуждения с помощью медиаторов. Характеристика возбуждающих и тормозных синапсов, возбуждающие и тормозящие постсинаптические потенциалы (ВПСП и ТПСП).

Физиологические свойства нервных центров. Конвергенция и дивергенция. Скрытое (латентное) время рефлекса, его значение для оценки функционального состояния ЦНС.

Координация деятельности ЦНС. Открытие процесса торможения в ЦНС И.М. Сеченовым («Сеченовское торможение»). Координационная и охранительная роль торможения. Разновидности безусловно-рефлекторного торможения в ЦНС – пресинаптическое и постсинаптическое. Тормозные нервные клетки, их функциональные особенности и значение в регуляции деятельности спинальных мотонейронов, мышц-антагонистов, активности коры больших полушарий и в отборе значимой афферентной информации. Явления иррадиации и концентрации возбуждения в нервной системе, их роль при ориентировочных реакциях, формировании условных рефлексов и координации движений. Представления А.А. Ухтомского о доминанте. Механизмы образования доминанты и ее свойства. Потенциальная доминанта и ее актуализация. Роль доминанты в поведении человека, доминанта как основа акта внимания, как фактор отбора биологически и социально значимых раздражений. Значение доминанты при выработке двигательных навыков в процессе идеомоторной тренировки спортсменов.

Лекция 6. Частная физиология ЦНС (4 ч.)

Периферическая и центральная нервная система (ЦНС). Основные функции ЦНС. Представление о ведущем отделе ЦНС.

Частная физиология ЦНС. Понятие о сегментарных и надсегментарных отделах ЦНС. Роль спинного мозга в организации элементарных двигательных реакций и регуляции вегетативных функций. Основные функции различных отделов ствола головного мозга (продолговатый мозг, варолиев мост, средний мозг, промежуточный мозг). Роль неспецифических отделов головного мозга в процессах интеграции нервных влияний, регуляции уровня бодрствования, тонических и фазных реакций мышц. Лабиринтные и тонические рефлексы ствола мозга. Мозжечок, его роль в поддержании равновесия, регуляции позно-тонических реакций и их согласования с движениями, значение в программировании баллистических движений и автоматической коррекции моторных программ. Ретикулярная формация. Функции базальных ядер (полосатое тело и бледное ядро), их роль в рефлекторной деятельности организма, осуществлении древних автоматизмов (циклоидных движений), контроле психических процессов. Лимбическая система корковых и подкорковых структур как морфофункциональная основа мотивационно-эмоциональных реакций, памяти и обучении человека.

Кора больших полушарий. Отделы коры и их функции. Сенсорные и моторные зоны.

Современные методы исследования ЦНС, развитие регистрирующей, вычислительной и телеметрической аппаратуры. Исследование функционального состояния ЦНС. Исследование биоэлектрических явлений в ЦНС (электроэнцефалография).

Лекция 7. Высшая нервная деятельность (4 ч.)

Представления И.П. Павлова о высшей нервной деятельности (ВНД). Условные рефлексы, их отличия от безусловных рефлексов. Методики исследования и условия образования условных рефлексов. Биологическое значение условных рефлексов. Механизмы и фазы формирования условных рефлексов. Разновидности условных рефлексов (натуральные и искусственные, положительные и отрицательные, наличные и следовые, условные рефлексы на время, первого порядка и более высоких порядков). Условные рефлексы I рода – сенсорные и II рода – оперантные или инструментальные.

Внешнее и внутреннее торможение условных рефлексов. Двигательный стереотип как системный процесс в коре больших полушарий. Двигательный динамический стереотип (Л.Н. Крестовников).

Учение И.П. Павлова о типах нервной системы человека и животных и о специфически человеческих типах (художественном и мыслительном). Первая и вторая сигнальные системы, их соотношение у различных индивидов с вербальным и невербальным интеллектом. Свойства второй сигнальной системы, необозримо увеличивающие возможности человеческого познания и общения. Состояния и особенности нарушения речи, физиологические механизмы компенсации. Виды и механизмы памяти. Сон и бодрствование. Методы исследования типологических особенностей ВНД.