Спинной мозг, его строение и функции. Проводящие пути спинного мозга.

Предмет и задачи курса. Роль знания основ нейрофизиологии и ВНД в системе подготовки педагога-дефектолога.

Основой нейрофизиологии является совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознательную и бессознательную деятельность и приспособительное поведение организма в окружающей среде.

Задачи курса.

1. Изучить физиологические механизмы условных рефлексов.

2. Изучить возрастные особенности их формирование и протекание.

3. Изучить особенности высшей нервной деятельности человека в различные возрастные периоды.

4. Изучить особенностей функционирования анатомических систем и их взаимодействия.

5. Особенности формирования 2-й сигнальной системы.

6. Изучение физиологических механизмов высших психических функций.

7. Биоритмические основы деятельности мозговых структур.

Эти задачи должны предопределять основные требования и не допускать условия при которых могут происходить нарушения в развитии рефлекторных процессов и формирования высших психических функций.

2. Роль отечественных учёных в развитии представлений о функциях нервной системы. (И.М. Сетченов, И.П. Павлов, А.А. Ухтомский, И.Е. Введенский, Н.И. Красногорский и т.д.)

3. Виды регуляции деятельности организма: нервная, гуморальная, саморегуляция.

Гуморальная регуляция осуществляется через жидкие среды организма (кровь (гумор), лимфу, межклеточную, цереброспинальную жидкости) с помощью различных биологически активных веществ, которые выделяются специализированными клетками, тканями или органами. Этот вид регуляции может осуществляться на уровне структур органа - местная саморегуляция, или обеспечивать генерализованные эффекты через систему гормональной регуляции. В кровь поступают химические вещества, образующиеся в специализированных тканях и обладающих специфическими функциями. Среди этих веществ различают: метаболиты, медиаторы, гормоны. Они могут действовать местно или дистантно. Например, продукты гидролиза АТФ, концентрация которых возрастает при повышении функциональной активности клеток, вызывают расширение кровеносных сосудов и улучшают трофику этих клеток. Особенно важную роль играют гормоны- продукты секреции специальных, эндокринных органов. К железам внутренней секреции относят: гипофиз, щитовидную и околощитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, кору и мозговое вещество надпочечников, половые железы, плаценту и эпифиз. Гормоны влияют на обмен веществ, стимулируют морфообразовательные процессы, дифференцировку, рост, метаморфоз клеток, включают определенную деятельность исполнительных органов, изменяют интенсивность деятельности исполнительных органов и тканей. Гуморальный путь регуляции действует относительно медленно, скорость ответной реакции зависит от скорости образования и секреции гормона, его проникновения в лимфу и кровь, скорости кровотока. Локальное действие гормона определяется наличием к нему специфического рецептора. Длительность действия гормона зависит от скорости его разрушения в организме. В различных клетках организма, в том числе и мозге, образуются нейропептиды, которые действуют на поведение организма, целый ряд различных функций и регулируют секрецию гормонов.

Нервная регуляция осуществляется посредством нервной системы, базируется на переработке информации нейронами и передаче ее по нервам. Имеет следующие особенности:

•большую скорость развития действия;

•точность связи;

•высокую специфичность - в реакции участвует строго определенное количество компонентов, необходимых в данный момент.

Нервная регуляция осуществляется быстро, с направленностью сигнала к определенному адресату. Передача информации (потенциалов действия нейронов) осуществляется со скоростью до 80-120 м/с без снижения амплитуды и потери энергии. Нервной регуляции подлежат соматические и вегетативные функции организма. Основной принцип нервной регуляции - рефлекс. Нервный механизм регуляции филогенетически возник позднее местного и гуморального и обеспечивает высокую точность, скорость и надежность ответной реакции. Он является наиболее совершенным механизмом регуляции.

Нервно-гуморальная корреляция. В процессе эволюции произошло объединение нервного и гуморального видов корреляций в нервно-гуморальную форму, когда экстренное вовлечение в процесс действия органов путем нервной корреляции дополняется и пролонгируется гуморальными факторами.

Нервная и гуморальная корреляции играют ведущую роль в объединении (интеграции) составных частей (компонентов) организма в единое целоеорганизм. При этом они как бы дополняют друг друга своими особенностями. Гуморальная связь имеет генерализованный характер. Она одновременно реализуется во всем организме. Нервная связь имеет направленный характер, она наиболее избирательна и реализуется в каждом конкретном случае преимущественно на уровне определенных компонентов организма.

Креаторные связи обеспечивают обмен между клетками макромолекулами, которые способны оказать регуляторное влияние на процессы метаболизма, дифференцировки, роста, развития, функционирования клеток, тканей. Через креаторные связи осуществляется влияние кейлонов - белков, подавляющих синтез нуклеиновых кислот и деление клеток.

Метаболиты по механизму обратной связи оказывают влияние на внутриклеточный обмен и функции клеток и на функционирование рядом расположенных структур. Например, при интенсивной мышечной работе молочная и пировиноградная кислоты, образующиеся в мышечной клетке в условиях дефицита кислорода, ведут к расширению микрососудов мышцы, к увеличению притока крови, питательных веществ и кислорода, что улучшает питание мышечных клеток. Одновременно они стимулируют метаболические пути их использования, снижают сократительную способность мышцы.

Нейроэндокринная система обеспечивает соответствие метаболических, физических функций и поведенческих реакций организма условиям внешней среды, поддерживает процессы дифференциации, роста, развития, регенерации клеток; в целом способствуют сохранению и развитию как индивидуума, так и биологического вида в целом. Двойная (нервная и эндокринная) регуляция обеспечивает через механизм дублирования надёжность регуляции, высокую скорость ответа через нервную систему и длительность ответа во времени через выделение гормонов. Филогенетически наиболее древние гормоны вырабатываются нервными клетками, химический сигнал и нервный импульс часто взаимопревращаемы. Гормоны, будучи нейромодуляторами, оказывают влияние на эффекты в ЦНС многих медиаторов (гастрин, холецистокинин, ВИП, ГИП, нейротензин, бомбезин, субстанция Р, опиомеланокортины - АКТГ, бета-, гамма-липотропины, альфа-, бета-, гамма-эндорфины, пролактин, соматотропин). Описаны гормон продуцирующие нейроны.

В основе нервной и гуморальной регуляции лежит принцип кольцевой связи, который в биологических системах был приоритетно показан советским физиологом П.К.Анохиным. Положительные и отрицательные обратные связи обеспечивают оптимальный уровень функционирования - усиление слабых ответов и ограничение сверхсильных.

Деление механизмов регуляции на нервные и гуморальные является условным. В организме эти механизмы неразделимы.

1) Информация о состоянии внешней и внутренней среды, как правило, воспринимается элементами нервной системы, и после обработки в нейронах в качестве исполнительных органов могут использоваться как нервный, так и гуморальный путь регуляции.

2) Деятельность желез внутренней секреции управляется нервной системой. В свою очередь, метаболизм, развитие и дифференцировка нейронов осуществляется под влиянием гормонов.

3) Потенциалы действия в местах контакта нейрона и рабочей клетки вызывают секрецию медиатора, который через гуморальное звено изменяет функцию клетки. Таким образом, в организме существует единая нейрогуморальная регуляция с приоритетным значением нервной системы. Организм на действие каждого раздражителя отвечает сложной биологической реакцией как единое целое. Это достигается взаимо­действием всех систем, тканей и клеток организма. Взаимодействие обеспечивается местными, гуморальными и нервными механизмами регуляции

Нервная система человека делится на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую. Центральная нервная система обеспечивает индивидуальное приспособление организма к среде обитания, адаптацию организма, поведение организма в соответствии с конституцией и его потребностями, обеспечивает интеграцию и объединение органов в единое целое на основе восприятия, оценки, сравнения, анализа информации, поступающей из внешней и внутренней среды организма. Периферическая нервная система обеспечивает трофику тканей и оказывает непосредственное влияние на структуру и функциональную активность органов.

Центральная и периферическая нервная система. Общий план строения и основные функции.

Вся нервная система делится на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относится головной и спинной мозг. От них по всему телу расходятся нервные волокна —периферическая нервная система. Она соединяет мозг с органами чувств и с исполнительными органами — мышцами и железами.

Все живые организмы обладают способностью реагировать на физические и химические изменения в окружающей среде.

Стимулы внешней среды (свет, звук, запах, прикосновение и т.п.) преобразуются специальными чувствительными клетками (рецепторами) в нервные импульсы —серию электрических и химических изменений в нервном волокне. Нервные импульсы передаются по чувствительным (афферентным) нервным волокнам в спинной и головной мозг. Здесь вырабатываются соответствующие командные импульсы, которые передаются по моторным (эфферентным) нервным волокнам к исполнительным органам (мышцам, железам). Эти исполнительные органы называются эффекторами.

Основная функция нервной системы — соединение внешнего воздействия с соответствующей приспособительной реакцией организма.

Структурной единицей нервной системы является нервная клетка —нейрон. Он состоит из тела клетки, ядра, разветвленных отростков —дендритов —по ним нервные импульсы идут к телу клетки —и одного длинного отростка —аксона —по нему нервный импульс проходит от тела клетки к другим клеткам или эффекторам.

Отростки двух соседних нейронов соединяются особым образованием — синапсом. Он играет существенную роль в фильтрации нервных импульсов: пропускает одни импульсы и задерживает другие. Нейроны связаны друг с другом и осуществляют совместную деятельность.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Головной мозг подразделяется на ствол мозга и передний мозг. Ствол мозга состоит из продолговатого мозга и среднего мозга. Передний мозг подразделяется на промежуточный и конечный.

Все отделы мозга имеют свои функции.

Так, промежуточный мозг состоит из гипоталамуса —центра эмоций и витальных потребностей (голода, жажды, либидо), лимбической системы (ведающей эмоционально-импульсивным поведением) и таламуса (осуществляющего фильтрацию и первичную обработку чувственной информации).

У человека особенно развита кора больших полушарий — орган высших психических функций. Она имеет толщину 3— мм, а общая площадь ее в среднем равна 0, 25 кв.м.

Кора состоит из шести слоев. Клетки коры мозга связаны между собой.

Их насчитывается около 15 миллиардов.

Различные нейроны коры имеют свою специфическую функцию. Одна группа нейронов выполняет функцию анализа (дробления, расчленения нервного импульса), другая группа осуществляет синтез, объединяет импульсы, идущие от различных органов чувств и отделов мозга (ассоциативные нейроны). Существует система нейронов, удерживающая следы от прежних воздействий и сличающая новые воздействия с имеющимися следами.

По особенностям микроскопического строения всю кору мозга делят на несколько десятков структурных единиц —полей, а по расположению его частей —на четыре доли: затылочную, височную, теменную и лобную.

Кора головного мозга человека является целостно работающим органом, хотя отдельные его части (области) функционально специализированы (например, затылочная область коры осуществляет сложные зрительные функции, лобно-височная —речевые, височная —слуховые). Наибольшая часть двигательной зоны коры головного мозга человека связана с регуляцией движения органа труда (руки) и органов речи.

Все отделы коры мозга взаимосвязаны; они соединены и с нижележащими отделами мозга, которые осуществляют важнейшие жизненные функции. Подкорковые образования, регулируя врожденную безусловно-рефлекторную деятельность, являются областью тех процессов, которые субъективно ощущаются в виде эмоций (они, по выражению И.П.Павлова, являются “источником силы для корковых клеток”).

5. Методы исследования высшей нервной деятельности. ЭЭГ, её возрастные особенности.

При изучении нейрофизиологических процессов используются следующие методы:

1) Метод условных рефлексов,

2) Метод регистрации активности мозговых образований(ЭЭГ), вызванный потенциал: оптические и электрофизиологические методы регистрации мультиклеточной активности групп нейронов.

3) Исследование мозговых процессов, обеспечивающих поведение психических процессов с помощью электронновычеслительной техники.

4) Нейрохимические методы, позволяющие определить изменения в скорости образования и количества нейрогормонов, поступающих в кровь.

5) Метод вживления электродов,

6) Метод расщепленного мозга,

7) Метод наблюдения за людьми с органическими поражениями ЦНС,

8) Тестирование,

9) Наблюдение.

В настоящие время используется метод изучения деятельности функциональных систем, что обеспечивает системный подход в изучении ВНД. Таким образом содержание ВНД- изучение условно-рефлекторной деятельности во взаимодействии + и - условных рефлексов друг с другого. Поскольку при определении условий этого взаимодействия происходит переход от нормально до патологического состояния функций нервной системы: нарушается баланс между нервными процессами и тогда нарушается способности адекватно реагировать на воздействия внесшей среды или внутренних процессов, что провоцирует отношение психики и поведение.

Возрастные особенности ЭЭГ.

Электрическая активность головного мозга плода появляется в возрасте 2 мес, она низкоамплитудная, имеет прерывистый, нерегулярный характер. Наблюдается межполушарная ассеметрия ЭЭГ.

ЭЭГ новорожденного представляет собой так же аритмичные колебания, наблюдается реакция активации на достаточно сильные раздражения- звук, свет.

ЭЭГ детей грудного и ясельного возраста характеризуется наличием фи-ритмами, гамма-ритмами. Амплитуда волн достигает 80мкВ.

На ЭЭГ детей дошкольного возраста преобладают два типа волн: альфа- и фи-ритм, последний регистрируется в виде групп высокоамплитудных колебаний.

ЭЭГ школьников с 7 до 12 лет. Стабилизация и учащение основного ритма ЭЭГ, стабильность альфа-ритма. К 16-18 годам ЭЭГ детей идентично ЭЭГ взрослого человека.

Спинной мозг, его строение и функции. Проводящие пути спинного мозга.

Строение. Спинной мозг представляет собой тяж длинной около 45 см, имеет сегментарное строение; каждый его участок связан с определенной часть тела. Спинной мозг включает в себя 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В процессе эволюции сформировалось два утолщения: шейное(иннервирует верхние конечности) и поясничное (иннервирует нижние конечности).

Общее количество нейронов 13 млн.(3% мотонейронов, 97% вставочных нейронов, отнсящихся также к вегеттивной нервной системе). Классификация:

· По отделу НС- нейроны вегетативной и соматической НС;

· По направлению информации, - эфферентные, афферентные и вставочные.

· По влиянию- возбуждающие и тормозные.

Эфферентные нейроны спинного мозга иннервируют рабочие органы – эффекторы (скелетные мышцы), их называют мотонейронами. Альфа-мотонейроны иннервируют скелетную мускулатуру, характеризуются низкой лабиьностью, их аксоны хар-ся высокой скоростью проведения возбуждения. Альфа1- быстрые, иннервируют белые мышечные волокна. Альфа2- медленные, иннервируют красные мышечные волокна. Гамма-мотонейроны рассеяны среди Альфа-мотонейронов, они иннервируют интрафузальные мышечные волокна.

Афферентные нейроны локализуются в спинальных ганглиях и ганглиях черепных нервов. Их отростки проводят афферентную импульсацию от мышечных, сухожильных и кожных рецепторов, образуют синаптические контакты либо на Альфа-мотонейронах, либо на вставочных нейронах.

Вставочные нейроны устанавливают связь с мотонейронами спинного мозга, с чувствительными нейронами. Обеспечивают связь спинного мозга с ядрами ствола мозга, а через них – с корой большого мозга. Могут быть возбуждающими\тормзными, присуща высокая лабильность.

Ассоциативные нейроны образуют собственный аппарат спинного мозга, устанавливают связь между сегментами и внутри сегментов. Участвуют в координации позы, тонуса мышц, движений конечностей и туловища.

Ретикулярная формация спинного мозга состоит из тонких перекладин серого вещества, пересекающихся в различных направлениях, ее нейроны. Обнаруживается на уровне шейных сегментов между передними и задними рогами.

Функции спинного мозга: проводниковая и рефлекторная.

В спинном мозге находятся центры регуляции большинства внутренних органов и скелетной мускулатуры. В спином мозге локализованы центр зрачкового рефлекса, регуляции деятельности сердца, слюноотделения, центры регулирующие фунции потовых желёз и сосудов, гладких мышц внутренних органов, центры пиломоторных рефлексов.

Центры управления скелетной мускулатурой находятся во всех отделах спинного мозга и иннервируют по сегментарному принципу скелетную мускулатуру шеи, диафрагмы, верхних конечностей, туловища, нижних конечностей.