Общие вопросы физиологии человека

Сергей Баранов

Книга «Общие вопросы физиологии человека» посвящена принципам работы организма. Рассмотрены ключевые аспекты: функционирование нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем. Автор объясняет механизмы регуляции процессов, адаптацию к условиям среды и взаимодействие систем для поддержания гомеостаза. Издание предназначено для широкого круга читателей и специалистов в области медицины, биологии и смежных наук.

КООРДИНАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦНС

Концепция работы центральной нервной системы (ЦНС) зависит от взаимодействия двух основных типов нейронных процессов: возбуждения и торможения. Процесс торможения играет активную роль в регулировании и изменении уровня возбуждения.

Значение процесса торможения в ЦНС

В 1862 году Иван Михайлович Сеченов обнаружил явление торможения в нервных центрах. В своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863) он подробно изучил этот процесс.

И. М. Сеченов провел эксперименты на лягушках, подтверждая свои идеи. Он выяснил, что стимуляция определенных участков головного мозга вместе с кислотным раздражителем вызывает замедление или прекращение рефлекторной реакции спинного мозга. Это привело его к выводу, что верхние нервные центры могут влиять на нижние через торможение. Этот эксперимент стал известен как «Сеченовское торможение» и был важным для физиологии.

Тормозные процессы важны для координации нейрональной активности. Во-первых, они ограничивают распространение возбуждения на соседние нервные центры, концентрируя его в ключевых областях ЦНС. Во-вторых, чередование возбуждения и торможения в разных нервных центрах позволяет выключить ненужную активность. В-третьих, развитие торможения в нервных центрах защищает их от перегрузки.

Внутренние механизмы нейрона работают как система саморегуляции, защищая его от излишней активности. Клетки Пуркинье в мозжечке действуют как тормозные регуляторы, контролируя мышечный тонус через воздействие на клетки подкорковых ядер и стволовых структур. Корзинчатые клетки в промежуточном мозге играют роль «ворот», регулируя передачу импульсов от различных частей тела в кору больших полушарий. Пресинаптическое подавление происходит перед синаптическим контактом, когда аксон тормозной нервной клетки образует синапс с аксоном возбуждающей нервной клетки. Это приводит к избыточной деполяризации мембраны, которая подавляет прохождение потенциалов действия и препятствует передаче возбуждения. Такой механизм торможения ограничивает поток входящих импульсов к нервным центрам, исключая внешние воздействия, не связанные с основной деятельностью.

Феномены иррадиации и концентрации

Когда один из наших чувствительных рецепторов активируется, сигнал возбуждения может распространяться по разным направлениям в нашем мозге и влиять на разные нервные клетки. Это происходит из-за того, что у нас есть много связей между разными нервными центрами. Этот процесс распространения возбуждения называется «иррадиацией».

Чем сильнее начальное раздражение и чем больше нервные клетки вокруг возбудимы, тем дальше распространяется этот процесс. Но есть и процессы, которые могут ограничивать распространение возбуждения и сосредотачивать его в одном месте.

Иррадиация играет важную роль в том, как наш организм формирует новые реакции, такие как ориентировочные реакции и условные рефлексы. Она помогает нашим разным нервным центрам взаимодействовать и создавать новые связи, что позволяет нам, например, учиться новым двигательным навыкам.

Однако иррадиация возбуждения также может иметь негативные последствия. Она может нарушать тонкое равновесие между возбужденными и подавленными нервными центрами и вызывать проблемы с координацией движений.

Преобладающий центр

В исследованиях А. А. Ухтомского обнаружено, что при сложной рефлекторной реакции, например, при глотании, электрическое раздражение моторных центров не только останавливает движение конечностей, но и усиливает глотательный рефлекс. Этот центральный возбудитель, определяющий текущую активность организма, А. А. Ухтомский назвал «преобладающим центром».

Преобладающий центр может формироваться при повышенной возбудимости нервных клеток под воздействием различных факторов. Он подавляет деятельность других центров, что приводит к торможению.

Образование преобладающего центра связано с синхронизацией активности множества нейронов к общему ритму. Некоторые клетки замедляют свою активность, в то время как другие увеличивают её до оптимального уровня. Преобладающий центр может оставаться скрытым, но при изменении обстановки может снова проявиться.

Преобладающий центр играет важную роль в поведении и психологии человека, являясь физиологической основой внимания. Под его влиянием многие внешние воздействия могут остаться незамеченными, в то время как особенно интересные становятся предметом усиленного внимания.

Таким образом, преобладающий центр играет ключевую роль в выборе наиболее значимых стимулов, делая выбор в пользу наиболее важных раздражителей.