Какова роль коры головного мозга в регуляции дыхательного процесса.

Для оценки роли коры головного мозга в регуляции дыхания большое значение имеют данные, полученные с помощью метода условных рефлексов. Если у человека или животных звук метронома сопровождать вдыханием газовой смеси с повышенным содержанием углекислого газа, то это приведет к увеличению легочной вентиляции. Через 10…15 сочетаний изолированное включение метронома (условный сигнал) вызовет стимуляцию дыхательных движений – образовался условный дыхательный рефлекс на избранное количество ударов метронома в единицу времени.

Учащение и углубление дыхания, которые наступают до начала физической работы или спортивных состязаний, также осуществляются по механизму условных рефлексов. Эти изменения в дыхательных движениях отражают сдвиги в активности дыхательного центра и имеют приспособительное значение, способствуя подготовке организма к выполнению работы, требующей большой затраты энергии и усиления окислительных процессов.

По мнению М.Е. Маршака, корковая: регуляция дыхания обеспечивает необходимый уровень легочной вентиляции, темп и ритм дыхания, постоянство уровня углекислого газа в альвеолярном воздухе и артериальной крови.

 

В регуляции дыхания принимают участие, кроме центров продолговатого мозга, многие другие отделы центральной нервной системы, в том числе и кора больших полушарий головного мозга. Имеются, однако, существенные различия в роли разных нервных центров в регуляции дыхания. Наличие дыхательных центров продолговатого мозга является абсолютно необходимым для осуществления дыхательных движений. При их разрушении дыхание прекращается. При перерезке же вышележащих отделов центральной нервной системы дыхание сохраняется.

Большим полушариям головного мозга принадлежит особая роль в связи с тем, что они обеспечивают всю гамму тончайших приспособлений дыхания потребностям организма в связи с непрерывными изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организмаю

По мнению М. В. Сергиевского, нейроны коры больших полушарий головного мозга более чувствительны к избытку углекислоты, чем нейроны прододолговатого мозга, и потому кора полушарий может принимать участие регуляции нормального дыхания, посылая импульсы к дыхательному центру.

Способность коры больших полушарии влиять на процессы внешнего дыхания является общеизвестным фактом: можно произвольно изменять ритм и глубину дыхательных движений, а также задерживать дыхание на 30—60 секунд и более.

Экспериментально влияние коры больших полушарий на дыхание доказано опытами с выработкой условных дыхательных рефлексов. Впервые образование таких рефлексов, изменяющих функцию внешнего дыхания и газообмена, наблюдали В. М. Бехтерев н В. II. Протопопов. Г. П. Конради вырабатывал условные рефлексы на дыхание, многократно заставляя человека или животное дышать воздухом, содержащим значительный процент углекислого газа. Перед этим воздействием включался индифферентный сигнал—стук метронома. В результате ряда сочетаний сигнала и воздействия образовывался условный рефлекс на этот сигнал, и при одном применении его наступало увеличение легочной вентиляции, как и при вдыхании воздуха с повышенным содержанием углекислого газа.

Влияние коры больших полушарий головного мозга на дыхание доказывается еще и тем, что при внушении человеку, находящемуся в состоянии гипнотического сна, будто он выполняет тяжелую физическую работу, дыхание усиливается и газообмен увеличивается, несмотря на то, что человек продолжает оставаться в состоянии полного физического покоя.

Возможность условнорефлекторных изменений дыхания объясняет факты предстартовых изменений дыхания у спортсменов, т. е. значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Эти предстартовые изменения дыхания имеют приспособительное значение, способствуя подготовке организма спортсмена к выполнению упражнений, требующих большой затраты энергии и усиления окислительных процессов.

Условнорефлекторные углубление и учащение дыхательных движений, приводящие к увеличению объема легочной вентиляции, а также учащение и усиление сердечных сокращений, вызывающие увеличение минутного объема крови, обеспечивают доставку работающим мышцам необходимого им дополнительного количества кислорода и удаление образующегося углекислого газа еще до того, как в крови начнут накапливаться углекислота н другие продукты обмена, возникающие при интенсивной мышечной работе (молочная кислота в др.). Выработка условных рефлексов, регулирующих дыхание, происходит в процессе тренировки к определенной мышечной работе. У тренированных людей условнорефлекторный механизм регуляции дыхания является весьма совершенным.

Особо важное значение имеет регулирующее влияние коры больших полушарий мозга на дыхательные движения у человека при речи и пении.