Общая физиология ЦНС

План лекции

Общий план строения ЦНС.
Функции ЦНС.
Методы изучения функций центральной нервной

Нервная система обеспечивает:

Bыполняет информационную функцию обеспечивает восприятие, кодирование, передачу, хранение

Классификация нервной системы

Морфологическая

Central nervous system (ЦНС)
Peripheral nervous system

Периферическая н.с.
Нервы Нервные
(нервные узлы
волокна)
Нервные окончания

Нервная

Функциональное деление:

СОМАТИЧЕСКАЯ

Скелетная мускулатура

Внутренние органы

Произвольная регуляция
Двигательные центры находятся в коре

Методы исследования ЦНС по характеру объекта исследования их можно разделить на экспериментальные,

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Моделирование нервных процессов с применением математики. По характеру используемых методик

КЛИНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Метод визуализации: магнитоэнцефалография;эхоэнцефалография
позитронно- эмиссионная и магниторезонансная томография
Реэнцефалография исследование

Общие и специфические функции ЦНС

Различают.
ОБЩИЕ ФУНКЦИИ определяются нейронным строением ЦНС, синаптическими

Нервная система действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность,

Под интеграцией понимают объединение информационных сигналов, различных процессов, ответных реакций, необходимых

Интеграцию функций можно наблюдать на различных уровнях организации живых систем:
Ч. Шеррингтон

Вторым уровнем интеграции являются элементарные нервные сети.
В нейронных сетях

Третий уровень координации осуществляется в процессе деятельности нервных центров и

Четвёртый уровень - Высший

Высший уровень объединяет все центры регуляции в

Нейрональная теория
Функциональные особенности нейрона.

электронно-микроскопическая
фотография нейрона
28 миллиардов нейронов только в коре

У плода человека

Особенности метаболизма нейронов

Высокое потребление О2. Полная гипоксия в течение 5-6 минут

Особенности метаболизма

Высокий уровень метаболизма,
аэробный обмен
Основной субстрат – глюкоза
Интенсивный обмен

Нейронная теория

Основная морфо-функциональная единица - нейрон

Кроме этого, функциональными частями являются
Глия,

Глиальные клетки: виды, структура, функции.

Функции нейроглии:
Опорная
Трофическая
Разграничительная
Барьерная
Секреторная
Защитная (ГЭБ)
Поглощают нейромедиаторы и избыток

Нейроглия

микроглия

макроглия

Астроглия
Олигодендроглия
Эпендимная глия

Нейрон и его элементы

В каждой нервной клетке можно выделить четыре основных

СТРОЕНИЕ НЕЙРОНА

Функции отдельных частей нейрона

Дендриты – ветвящиеся отростки, увеличивают поверхность приема сигналов,

Понятие о регенерации нервов.

Н Е Й Р О Н

осуществляет:
Восприятие
Обработку (кодировка и генерация

Структурно-функциональная единица НС– нейрон

Основные типы нейронов

Классификации нейронов.

Моносинаптическая рефлекторная дуга

Афферентный, чувствительный,
сенсорный

Эфферентный, эффекторный, моторный, двигательный

Ассоциативный,
вставочный

Нейроны выполняют 3 основных функции:

Сенсорные – воспринимают и преобразуют стимулы внешней

Фунуции нейрона

Возбудимость
Проводимость
Лабильность
(основные процессы
- возбуждение
и торможение)

Первым уровнем интеграции
является нейрон, клеточная мембрана которого интегрирует синаптические влияния.

Что объединяет мышцу, нерв и рецептор?

Что объединяет мышцу, нерв и рецептор?

Наличие возбудимой мембраны

Физиологические особенности нейронов

Имеют возбудимую мембрану.
Возбудимость мембраны неоднородна: аксонный холмик (в 1

Связь между нейронами осуществляется с помощью синапсов

Синапс – это контакт между

Механизм синаптической передачи информации в электрическом синапсе.

Мембраны соседних клеток тесно прилегают

Центральный синапс

ВПСП

поляризованная, деполяризованная - ПД,
гиперполяризованная

Рецепторы нейромедиатора

Сконцентрированы на постсинаптической мембране нейрона
Делятся на 2 основных вида:
Ионотропные

Возбуждающий постсинаптический потенциал ВПСП

- 70

- 65

- 50

мв

0

Метаботропные рецепторы (связаны с G-белками)

Метаботропные рецепторы состоят из двух
основых модулей:

Аденилатциклазный механизм – цAMФ механизм

ATP

cAMP

+ PPi

cAMP

(inactive)

Protein kinase A

(active)

Phosphorylation
of proteins:

Activation of

Нервно-мышечная трансмиссия

Передача возбуждения с нерва на мышцу

События в нервно-мышечном синапсе, приводящее к генерации ПД

ПКП

Центральные и нервно-мышечные синапсы

Мышечное волокно имеет 1 синапс,
нервная клетка

Электрические процессы в ЦНС (МЕМБРАННАЯ ТЕОРИЯ)

1.На одном нейроне оканчивается
от 5 000

Нейрон

Виды активности нейронов

Виды активности нейронов (патерн)

Фоновая активность

Вызванная активность

Кодирование
ИМПУЛЬСНОЕ:
НЕПРЕРЫВНОЕ,
ПАЧЕЧНОЕ,
ЧАСТОТНОЕ,

Временная суммация возбуждения

Пространственная суммация возбуждения

Синапсы в нервной системе не подчиняются правилу Дейла

Синапс выделяет только один

Ч. Шеррингтон дал название и предсказал функции синапсов

Обязательное участие нейротрансмиттеров
Однонаправленное

Физиологические особенности нейронов

На мембране нейронов имеется огромное количество химических рецепторов (белки),

Передача возбуждения в химических синапсах происходит с помощью посредников.

Посредниками являются:

Классификация нейротрансмиттеров

По химическому строению:
аминокислоты (глутамат, аспартат,глицин, γ-аминомасляная кислота – ГАМК),

Физиологические свойства химических синапсов.

возбуждение через синапсы проводится только в одном направлении

Схема трансформации ритмов ПД

Трансформация ритма

Триггерные свойства аксонного холмика

«На ружейный выстрел нейрон отвечает пулеметной очередью»

В НЕРВАХ «ТЕЧЕТ» АКСОПЛАЗМА

АКСОПЛАЗМА транспортирует :
БЕЛКИ, ПЕПТИДЫ, ГЛЮКОЗУ, АТФ
ВЕЗИКУЛЫ, МЕДИАТОРНЫЕ СИСТЕМЫ,

Транспорт в аксоне осуществляют:

Микротрубочки
Фибриллярные белки: семейства кинезинов и динеинов
АТФ

кинезин

Работа моторных белков

Головки кинезина и динеина

ВИДЫ ТРАНСПОРТА

АНТЕРОГРАДНЫЙ (ПРЯМОЙ):
БЫСТРЫЙ – 250- 400 мм/день
МЕДЛЕННЫЙ – 1-4

Ретроградный транспорт переносит:

Вирусы, бактерии, токсины,
Лекарства от терминалей аксона к телу нейрона

Интегративная деятельность ЦНС заключается в объединении и соподчинении всех функциональных элементов

Нейроны в ЦНС образуют сети

Вторым уровнем интеграции являются элементарные нервные сети.

Иерархические
Локальные
Дивергентные

Иерархические сети:
- Наиболее распространенные
Высокоспециализированные
Многоуровневые (многослойные)
Многоканальные
Соблюдают принцип субординации
Встречаются в сенсорных (восходящих)

ИС обеспечивают очень точную передачу информации.
Любая инактивация любого уровня,

Локальные сети:
Образованы нейронами с короткими аксонами
Фильтры, удерживающие информацию в пределах

Локальные сети

Дивергентные сети с одним входом:
Оказывают влияние на множество нейронов сразу
Неспецифические
Важны для

В нейронных сетях происходит:
дивергенция,
иррадиация,
конвергенция,
суммация,
реверберация,
распространения возбуждения.

Конвергенция. Схождение к одному и тому же нейрону информации от нескольких

Схема конвергенции и дивергенции (иррадиации) Дивергенция- способность нейрона устанавливать многочисленные синаптические связи с

Конвергенция афферентов в спинном мозге Общий конечный путь.

Рецепторы
кишечника

Кожные рецепторы

Проприо
рецепторы

Из других

Схема общего конечного пути

Пластичность нервных сетей

Обеспечивает процессы обучения, память, компенсацию функций при повреждении ЦНС
Обусловлена

Третий уровень координации осуществляется в процессе деятельности нервных центров и их

Нервный центр (НЦ)

НЦ – это функциональное объединение нейронов для обеспечения контроля

Классификация нервных центров (по ряду признаков)

Локализации (корковые, подкорковые, спинальные);
Функции (дыхательный, сосудодвигательный, теплообразования);
Модальности

Рефлекс

– это универсальная форма взаимодействия организма со средой в виде ответной

французский
философ-дуалист
и естествоиспытатель
Разработал схему рефлекторной дуги

(1596-1650)

Рене Декарт

Сеченов И.М.

По мнению И.М.Сеченова, всё сознательное и бессознательное совершенствуется по

Павлов И.П.

И.П.Павлов, разделяя идеи о рефлекторной деятельности как основе деятельности

Принципы рефлекторной теории И.П.Павлова

1. Принцип детерминизма
2. Принцип анализа и синтеза

Структурной основой рефлекса является РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА – последовательно соединенная цепочка нервных

Рефлекторная дуга

Моносинаптическая

Полисинаптическаяая

Согласно современным представлениям, рефлексы «закольцованы» т.к. результат действия влияет на

Время рефлекса Центральное время рефлекса

Время рефлекса (латентный период рефлекса) –

Коленный рефлекс

Моносинаптический. В результате резкого растяжения проприорецепторов четырехглавой мышцы происходит разгибание

Рефлекторная дуга соматического рефлекса

Представление об эфферентной части соматических и автономных рефлексов.

Эфферентная – из

Реципрокное торможение мышц - антагонистов

Примеры рефлекторных дуг

БИсинаптический

это взаимное (сопряженное) торможение центров

Шагательный рефлекс

Примеры рефлекторных дуг

А. непрерывное возбуждение двигательных центров ЦНС разбивается на

Рефлекторная дуга – структурная основа любого рефлекса

Элементы рефлекторной дуги:
Сенсорные рецепторы

РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА И РЕФЛЕКТОРНОЕ КОЛЬЦО

Понятие об обратной афферентации (связи), ее значение.
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ – заключается в

Рефлекс - как еденица отраженной деятельности

ФУС - как еденица процессов
саморегуляции

Классификация рефлексов

В зависимости от расположения рецепторов:
экстрарецептивные,
интеррецептивные

Классификация рефлексов

В зависимости от того, какие отделы мозга необходимы для осуществления

по характеру ответной реакции:
- двигательные или моторные (к мышцам),
- секреторные

Классификация рефлексов

В зависимости от отдела нервной системы, который реализует ответ:
вегетативные

Классификация рефлексов

По биологическому значению:
витальные (пищевые, оборонительные, гомеостатические, экономии

Классификация рефлексов

А. БЕЗУСЛОВНЫЕ (врожденные) - наследственно закрепленная стереотипная форма реагирования на

Классификация рефлексов

Б. УСЛОВНЫЕ (приобретенные) – образование временной связи между безразличным стимулом

Условные рефлексы А.Классический

– сочетание индифферентного (безусловного) рефлекса с условным рездражителем (И.П.

Образование временной связи