Основные физиологические процессы – возбуждение и торможение: понятие возбуждения, механизм проведения, характеристика потенциала покоя и потенциала действия; понятие торможения, его виды и функции.

Возбуждение – реакция живой клетки на раздражение, выработанная в процессе эволюции, при которой клетка из состояния относительного покоя переходит к деятельности.

Проводимость – способность живой ткани проводить возбуждение, связанная с тем, что возникший в месте возбуждения потенциал действия в свою очередь вызывает изменения электрических зарядов в соседнем участке.

Лабильность - свойство, характеризующее способность возбудимой ткани воспроизводить максимальное количество потенциалов действия в единицу времени.

Медиаторы – это вещества, осуществляющие перенос возбуждения с нервного окончания на рабочий орган или с одной нервной клетки на другую.

^ Потенциал действия- волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в процессе передачи нервного сигнала. По сути своей представляет электрический разряд — быстрое кратковременное изменение потенциала на небольшом участке мембраны возбудимой клетки.Обладает способностью распространяться вдоль по нервному волокну. Между зоной возбуждения (имеющей на поверхности отрицательный заряд и на внутренней стороне мембраны — положительный) и соседним невозбужденным участком мембраны (с обратным соотношением зарядов) возникают электрические токи — так называемые местные токи. Потенциалы действия могут различаться по своим параметрам в зависимости от типа клетки и даже на различных участках мембраны одной и той же клетки. Наиболее характерный пример различий: потенциал действия сердечной мышцы и потенциал действия большинства нейронов.

Тем не менее, в основе любого потенциала действия лежат следующие явления:1.Мембрана живой клетки поляризована — её внутренняя поверхность заряжена отрицательно по отношению к внешней благодаря тому, что в растворе возле её внешней поверхности находится бо́льшее количество положительно заряженных частиц (катионов), а возле внутренней поверхности — бо́льшее количество отрицательно заряженных частиц (анионов).2 Мембрана обладает избирательной проницаемостью — её проницаемость для различных частиц (атомов или молекул) зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств.3 Мембрана возбудимой клетки способна быстро менять свою проницаемостъ для определённого вида катионов, вызывая переход положительного заряда с внешней стороны на внутреннюю.Первые два свойства характерны для всех живых клеток. Третье же является особенностью клеток возбудимых тканей и причиной, по которой их мембраны способны генерировать и проводить потенциалы действия. Потенциа́л поко́я (ПП) - мембранный потенциал возбудимой клетки в невозбужденном состоянии. Он представляет собой разность электрических потенциалов, имеющихся на внутренней и наружной сторонах мембраны и составляет у теплокровных от -55 до -100 мВ[1]. У нейронов и нервных волокон обычно составляет -70 мВ. Измеряется изнутри клетки.ПП формируется в два этапа.Первый этап: создание незначительной (-10 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт неравного асимметричного обмена Na+ на K+ в соотношении 3: 2. В результате этого клетку покидает больше положительных зарядов с натрием, чем возвращается в неё с калием. Такая особенность работы натрий-калиевого насоса, осуществляющего взаимообмен этих ионов через мембрану с затратами энергии АТФ, обеспечивает его электрогенность.Результаты деятельности мембранных ионных насосов-обменников на первом этапе формирования ПП таковы:1. Дефицит ионов натрия (Na+) в клетке.2. Избыток ионов калия (K+) в клетке.3. Появление на мембране слабого электрического потенциала (-10 мВ).Второй этап: создание значительной (-60 мВ) отрицательности внутри клетки за счёт утечки из неё через мембрану ионов K+. Ионы калия K+ покидают клетку и уносят с собой из неё положительные заряды, доводя отрицательность до -70 мВ.Итак, мембранный потенциал покоя - это дефицит положительных электрических зарядов внутри клетки, возникающий за счёт утечки из неё положительных ионов калия и электрогенного действия натрий-калиевого насоса.Торможение – активный нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения.Выделяют два типа торможения:1) первичное. Для его возникновения необходимо наличие специальных тормозных нейронов. Торможение возникает первично без предшествующего возбуждения под воздействием тормозного медиатора. Различают два вида первичного торможения:а) пресинаптическое в аксональном синапсе;б) постсинаптическое в аксодендрическом синапсе.2) вторичное. Не требует специальных тормозных структур, возникает в результате изменения функциональной активности обычных возбудимых структур, всегда связано с процессом возбуждения. Виды вторичного торможения:а) запредельное, возникающее при большом потоке информации, поступающей в клетку. Поток информации лежит за пределами работоспособности нейрона;б) пессимальное, возникающее при высокой частоте раздражения;в) парабиотическое, возникающее при сильно и длительно действующем раздражении;г) торможение вслед за возбуждением, возникающее вследствие снижения функционального состояния нейронов после возбуждения;д) торможение по принципу отрицательной индукции;е) торможение условных рефлексов.

^ 16. Механизм проведения возбуждения в синапсах ЦНС: виды синапсов, этапы электрохимической передачи импульсов, роль медиаторов и их виды.

В центральной нервной системе отмечается одностороннее проведение возбуждения. Это связано с особенностями синапсов. Передача возбуждения с одного нейрона на другой или с нейрона на мышцу или железу происходит через зоны контакта, которые называются синапс. Больше всего химических синапсов, и принцип передачи возбуждения в них – химический. В качестве химического вещества используется медиатор (нейро-трансмиттер). Все синапсы устроены одинаково.Этапы синаптической передачи: •возбуждение охватывает пресинаптическое окончание, она деполяризуется, в неё поступает К+; •пузырьки с медиатором вываливаются в синаптическую щель, лопаются и из них выходит медиатор (например, ацетилхолин); •молекулы медиатора диффундируют через синаптическую щель и связываются с рецептором постсинаптической мембраны (халинорецептором); •активируются ионные каналы и Na+ поступает в клетку, при этом постсинаптическая мембрана деполяризуется – возбуждается; •возникшее в синапсе возбуждение передается на всю мембрану клетки. Сделавший свое дело, медиатор разрушается. Синапс является местом приложения действия многих лекарственных веществ, БАВ, токсины, ядов, наркотиков. Медиаторов существует несколько десятков: кроме ацетилхолина есть норадреналин, глицин.

Виды синапсов:I.по расположению.1. Аксодендритические синапсы - на дендритах и теле нейронов. Передатчики - аксоны.2. Аксосоматические синапсы - между аксоном и телом нейрона.3. Аксошипиковые синапсы - на шипиках (выросты на дендритах. С их изменением меняется работа нейронов).4. Аксоаксональные синапсы - между аксонами нейронов.5. Дендродендритические синапсы - между дендритами нейронов.6. Сомосоматические синапсы - между телами нейронов.II.по способу передачи сигналов.1. Химические синапсы – возбуждение передается посредством медиаторов.2. Электрические синапсы - возбуждение передается посредством ионов.3. Смешанные синапсы - возбуждение передается посредством и медиаторов, и ионов.III. по анатомо-гистологическому принципу.1. Нейросекреторные.2. Нервно-мышечные.3.Межнейронные.IV по нейрохимическому принципу.1. Адренергические – медиатор норадреналин.2. Холинэргические – медиатор ацетилхолин.V.по функциональному принципу.1 Возбуждающие.2.Тормозные.Медиаторы – это вещества, осуществляющие перенос возбуждения с нервного окончания на рабочий орган или с одной нервной клетки на другую.

 

Виды медиаторов: -ацетилхолин – регулятор ощущения жажды и элементом системы памяти.-дофамин – множество реакций, прямое усиление почечной экскреции натрия.- норадреналин- адреналин-сератонин – облегчает двигательную активность, играет важную роль в механизмах гипоталамической регуляции, гормональной функции гипофиза и участвует в регуляции сосудистого тонуса.-гистамин – участвует в регуляции жизненно важных функций организма и играет важную роль в патогенезе ряда болезненных состояний.ожоги обморожения- глицин - Рецепторы к глицину имеются во многих участках головного мозга и спинного мозга и оказывают «тормозящее» воздействие на нейроны, уменьшают выделение из нейронов «возбуждающих» аминокислот, таких, как глутаминовая кислота, и повышают выделение ГАМК.(гаммо амино масляная кислота)- гамк – модулируют высвобождение других медиаторов.-глутамат- главный возбуждающий медиатор мозга человека.

17. Понятие и общие свойства сенсорных систем: обнаружение и различение сигналов, их передача, преобразование и кодирование, детектирование и опознание признаков сенсорного образа.

^ Сенсорные системы – это воспринимающие системы организма (зрительная, слуховая, обонятельная, осязательная, вкусовая, болевая, тактильная, вестибулярный аппарат, проприоцептивная, интероцептивная).Можно сказать, что сенсорные системы — это «информационные входы» организма для восприятия им характеристик окружающей среды, а также хараетеристик внутренней среды самого организма. Обнаружение сигналов. Оно начинается в рецепторе — специализированной клетке, эволюционно приспособленной к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения.Различение сигналов. Важная характеристика сенсорной системы — способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (дифференциальный, или разностный, порог).Передача и преобразование сигналов. Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа.Преобразования сигналов могут быть условно разделены на пространственные и временные. Среди пространственных преобразований выделяют изменения соотношения разных частей сигнала. Так, в зрительной и соматосенсорной системах на корковом уровне значительно искажаются геометрические пропорции представительства отдельных частей тела или частей поля зрения. В зрительной области коры резко расширено представительство информационно наиболее важной центральной ямки сетчатки при относительном сжатии проекции периферии поля зрения («циклопический глаз»). В соматосенсорной области коры также преимущественно представлены наиболее важные для тонкого различения и организации поведения зоны — кожа пальцев рук и лица («сенсорный гомункулюс»).Для временных преобразований информации во всех сенсорных системах типично сжатие, временная компрессия сигналов: переход от длительной (тонической) импульсации нейронов на нижних уровнях к коротким (фазическим) разрядам нейронов высоких уровней.Ограничение избыточности информации и выделение существенных признаков сигналов. Зрительная информация, идущая от фоторецепторов, могла бы очень быстро насытить все информационные резервы мозга. Избыточность сенсорных сообщений ограничивается путем подавления информации о менее существенных сигналах. Менее важно во внешней среде то, что неизменно либо изменяется медленно во времени и в пространстве. Например, на сетчатку глаза длительно действует большое световое пятно. Чтобы не передавать все время в мозг информацию от всех возбужденных рецепторов, сенсорная система пропускает в мозг сигналы только о начале, а затем о конце раздражения, причем до коры доходят сообщения только от рецепторов, которые лежат по контуру возбужденной области.Кодирование информации. Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму — код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т. е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Такой способ кодирования крайне прост и устойчив к помехам. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов («залпов» импульсов). Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов, а также местом возбуждения в нейронном слое.Особенности кодирования в сенсорных системах. В отличие от телефонных или телевизионных кодов, которые декодируются восстановлением первоначального сообщения в исходном виде, в сенсорной системе такого декодирования не происходит. Еще одна важная особенность нервного кодирования — множественность и перекрытие кодов. Так, для одного и того же свойства сигнала (например, его интенсивности) сенсорная система использует несколько кодов: частотой и числом импульсов в пачке, числом возбужденных нейронов и их локализацией в слое. В коре большого мозга сигналы кодируются последовательностью включения параллельно работающих нейронных каналов, синхронностью ритмических импульсных разрядов, изменением их числа. В коре используется также позиционное кодирование. Оно заключается в том, что какой-то признак раздражителя вызывает возбуждение определенного нейрона или небольшой группы нейронов, расположенных в определенном месте нейронного слоя. Например, возбуждение небольшой локальной группы нейронов зрительной области коры означает, что в определенной части поля зрения появилась световая полоска определенного размера и ориентации.Для периферических отделов сенсорной системы типично временное кодирование признаков раздражителя, а на высших уровнях происходит переход к преимущественно пространственному (в основном позиционному) коду.Детектирование сигналов. Это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. При других наклонах той же полоски ответят другие нейроны. В высших отделах сенсорной системы сконцентрированы детекторы сложных признаков и целых образов. Примером могут служить детекторы лица, найденные недавно в нижневисочной области коры обезьян (предсказанные много лет назад, они были названы «детекторы моей бабушки»). Многие детекторы формируются в онтогенезе под влиянием окружающей среды, а у части из них детекторные свойства заданы генетически.Опознание образов. Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т. е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.Опознание часто происходит независимо от изменчивости сигнала. Мы надежно опознаем, например, предметы при различной их освещенности, окраске, размере, ракурсе, ориентации и положении в поле зрения. Это означает, что сенсорная система формирует независимый от изменений ряда признаков сигнала (инвариантный) сенсорный образ.

^ 18. Зрительная и слуховая сенсорные системы: строение, основные характеристики, роль в профессиональной деятельности.

Зрительная сенсорная система служит для восприятия и анализа световых раздражений. Через нее человек получает до 80-90 % всей информации о внешней среде. Глаз человека воспринимает световые лучи лишь в видимой части спектра — в диапазоне от 400 до 800 нм.

Зрительная ceнсорная система состоит из следующих отделов:

1. 
   периферический отдел -это сложный вспомогательный орган — глаз, в котором находятся фоторецепторы и тела 1-х (биполярных) и 2-х (ганглиозных) нейронов;
2. 
   проводниковый отдел -зрительный нерв (вторая пара черепно-мозговых нервов), представляющий собой волокна 2-ых нейронов и частично перекрещивающийся в хиазме, передает информацию третьим нейронам, часть которых расположена в переднем двухолмии среднего мозга, другая часть — в ядрах промежуточного мозга, так называемых наружных коленчатых телах;
3. 
   корковый отдел — 4-е нейроны находятся в 17 поле затылочной области коры больших полушарий. Это образование представляет собой первичное (проекционное) поле или ядро анализатора, функцией которого является возникновение ощущений. Рядом с ним находится вторичное поле или периферия анализатора (18 и 19 поля), функция которого — опознание и осмысливание зрительных ощущений, что лежит в основе процесса восприятия. Дальнейшая обработка и взаимосвязь зрительной информации с информацией от других сенсорных систем происходит в ассоциативных задних третичных полях коры — нижнетеменных областях.

^ Слуховая сенсорная система служит для восприятия и анализа звуковых колебаний внешней среды. Она приобретает у человека особо важное значение и связи с развитием речевого общения между людьми. Деятельность слуховой сенсорной системы имеет также значение для оценки временных интервалов — темпа и ритма движений.

Слуховая сенсорная система состоит из следующих разделов:

1. 
   периферический отдел, который представляет собой сложный специализированный орган, состоящий из наружного, среднего и внутреннего уха;
2. 
   проводниковый отдел — первый нейрон проводникового отдела, находящийся в спиральном узле улитки, получает возбуждение от рецепторов внутреннего уха, отсюда информация поступает по его волокнам, т. е. по слуховому нерву (входящему в 8 пар черепно-мозговых нервов) ко второму нейрону в продолговатом мозге и после перекреста часть волокон идет к третьему нейрону в заднем двухолмии среднего мозга, а часть к ядрам промежуточного мозга — внутреннему коленчатому телу;
3. 
   корковый отдел — представлен четвертым нейроном, который находится в первичном (проекционном) слуховом поле и височной области коры больших полушарий и обеспечивает возникновение ощущения, а более сложная обработка звуковой информации происходит в расположенном рядом вторичном слуховом поле, отвечающем за формирование восприятия и опознание информации. Полученные сведения поступают в третичное поле нижнетеменной зоны, где интегрируются с другими формами информации.