Методы нейрофизиологии. Рефлексы спинного мозга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Вопросы контрольной работы

1. Методы нейрофизиологии

2. Рефлексы спинного мозга

1. Методы нейрофизиологии

Нейрофизиология - специальный раздел физиологии, изучающий деятельность нервной системы и её структурно-функциональных единиц - нейронов. Ещё в XVII веке Р. Декартом были выдвинуты представления о рефлекторном принципе функционирования нервной системы. Однако нейрофизиология как наука стала развиваться только в первой половине XIX века с внедрения в изучение работы нервной системы экспериментальных методов.

Первые экспериментальные методы в нейрофизиологии были связаны с разрушением или возбуждением определённых отделов центральной нервной системы. В начале XIX века Ч. Белл и Ф. Мажанди независимо друг от друга установили, что после перерезки задних спинномозговых корешков исчезает чувствительность, а после перерезки передних исчезают движения. Таким образом они установили, что задние корешки передают нервные импульсы к мозгу, а передние -- от мозга. Вслед за ними стали пользоваться перерезками и разрушениями различных структур мозга и искусственным их раздражением для определения локализации той или иной функции в нервной системе.

До второй половины XIX века нейрофизиология как экспериментальная наука свои исследования проводила на животных. Базовые проявления нервной деятельности, такие как проведение возбуждения по нервному волокну, переход возбуждения с одной нервной клетки на другую, простые рефлексы (например, сгибания или разгибания конечности), восприятие относительно простых световых, звуковых, тактильных и других раздражителей и др. одинаковы у животных и у человека. При проведении исследований нервных процессов физиологи не находили существенных различий в функционировании нервной системы как в целом, так и её частей у человека и животных. Поэтому на заре современной экспериментальной нейрофизиологии излюбленным объектом была лягушка.

Следующим этапом развития нейрофизиологии стало открытие И.М. Сеченовым в 1863 году центрального торможения - явления, когда раздражение определённого центра нервной системы вызывает не возбуждение, а подавление деятельности. Впоследствии было доказано, что взаимодействие возбуждения и торможения лежит в основе всех видов нервной деятельности.

К началу XX века были получены подробные сведения о функциональном значении различных отделов нервной системы и основных закономерностях их рефлекторной деятельности. Изучать функции коры головного мозга начали несколько позднее. Обширное исследование было произведено И.П. Павловым, который открыл условные рефлексы. Им был создан метод исследования коры больших полушарий головного мозга, который был назван «методом условных рефлексов».

По мнению, высказанному в своё время И.П.Павловым, физиология движется вперёд благодаря совершенствованию методик. И действительно, с появлением новых методов исследования (в первую очередь электроэнцефалографии) наступил новый этап в изучении функций головного мозга. Появилась возможность исследовать его функции, не разрушая сам мозг и не вмешиваясь в его функционирование. Стало возможным изучать высшие проявления деятельности мозга - восприятие сигналов, функции памяти, сознания и другие.

Существует несколько типов классификации методов нейропсихологических исследований. В одном из них выделяют экспериментальные и клинические методы.

Экспериментальные методы:

- метод перерезки и выключения

Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится различными способами. Используя этот метод можно наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения.

- методы холодового выключения

Методы холодового выключения структур головного мозга дают возможность визуализировать пространственно-временное распределение электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях.

- методы молекулярной биологии

Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условного рефлекса.

- стереотаксический метод

Стереотаксический метод заключается в том, что животному вводят в подкорковые структуры электрод, с помощью которого можно раздражать, разрушать, или вводить химические вещества. Тем самым животное готовят для хронического эксперимента. После выздоровления животного применяют метод условных рефлексов.

Клинические методы:

- электроэнцефалография

Методом энцефалографии производится ритмических изменений потенциалов определённых областей коры большого мозга между двумя активными электродами (биполярный способ) или активным электродом в определённой зоне коры и пассивным, наложенным на удалённую от мозга область.

- метод регистрации импульсной активности клеток

Для регистрации нейронной импульсной активности головного мозга человека используются микроэлектроды с диаметром кончиков 0,5-10 мкм. Электроды вводятся в мозг с помощью специальных микроманипуляторов, позволяющих точно подводить электрод к нужному месту.

- томографические методы

Томография основана на получении отображения срезов мозга с помощью специальных техник. Идея этого метода была предложена Дж.Родоном в 1927 г., который показал, что структуру объекта можно восстановить по совокупности его проекций, а сам объект может быть описан множеством своих проекций. Сюда относятся компьютерная томография, позитронно-эмиссионная томография.

- реоэнцефалография

Представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов и состоянии венозного оттока.

- эхоэнцефалография

Основана на свойстве ультразвука по-разному отражаться от структур мозга, цереброспинальной жидкости, костей черепа, патологических образований. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга этот метод позволяет оценить скорость и направление кровотока.

Параллельно с этими методами стали применять электронную микроскопию, с помощью которой были подробно изучены структуры нейронов и межнейронных связей.

Эти технические достижения позволили нейрофизиологам перейти к прямому изучению способов кодирования и передачи информации в нервной системе, а также к разработке методов активного вмешательства в работу нервных клеток с помощью различных химических и физических средств.

Большое влияние на изучение механизмов нервной деятельности оказали работы Винера, с появлением которых в 1948 году в нейрофизиологии стал применяться кибернетический подход. Такой подход предполагает изучение закономерностей саморегулирования функций нервной системы. Основное внимание обращается на функциональную организацию нервных структур, изучение принципов восприятия, кодирования и хранения информации и, наконец, изучение законов управления, существующих в нервной системе.

Методики нейрокибернетики основаны на новых подходах, отличных от классических. Общим для этих методов является моделирование механизмов регуляции и действия обратных связей на основе точного количественного учёта и математической формализации с использованием современных ЭВМ. В зависимости от конкретной ситуации нейрокибернетика использует адаптированные частные методики теории ин-формации, математической логики, теории автоматов, теории вероятности, теории массового обслуживания, теории синтеза информационных систем, теории размытых множеств и размытых алгоритмов.

Как и в классической физиологии ЦНС, нейрокибернетический подход предусматривает изучение функций на субклеточном, клеточном, ансамблевом, ядерном и органном уровнях.

Ещё одно направление исследования головного мозга человека возникло в годы Второй мировой войны - это нейропсихология. Одним из основоположников этого подхода был профессор Московского университета А.Р. Лурия. Метод представляет собой сочетание приёмов психологического обследования с физиологическим исследованием человека с повреждённым головным мозгом.

2. Рефлексы спинного мозга

Спинной мозг выполняет важнейшие функции - рефлекторную, проводниковую и регулирующую, отвечающие за нормальную жизнедеятельность человеческого организма.

Рефлекторная функция. Позволяет организму вовремя и правильно реагировать на внешние раздражители. За реализацию этой функции отвечают рефлекторные дуги, по которым происходит передача информации в спинной мозг, активация нейрона, отвечающего за движение мышц, передача импульса мышцам. Эти реакции могут быть как врождёнными так и приобретёнными.

Проводниковая функция. Обеспечивает контакт периферических нервов и других отделов ЦНС за счёт движения импульсов, пересылаемых серым веществом. Белое вещество спинного мозга в этом случае проводит сигналы от рецепторов мышц и кожи, а также внутренних органов. Главные сигналы передаются в головной мозг. Проводниковая функция спинного мозга обеспечивает слаженную деятельность всех элементов нервной системы. Также она отвечает за работу вегетативной системы, обеспечивая иннервацию сердца, сосудов, ЖКТ и многих других органов.

Регулирующая функция. Регулирует передачу в головной мозг сообщений о воздействиях болевого характера.

Классификация спинномозговых рефлексов

Рефлексы спинного мозга бывают 2-х типов:

- соматические, проявляются в сокращениях скелетной мускулатуры

- вегетативные, проявляются в регуляции работы внутренних органов

Соматические рефлексы делятся на:

Двигательные. К ним относится широкая группа сегментальных реакций сгибательного и разгибательного характера. В эту же сферу входят такие подтипы, как фазные и тонические. Фазные реакции отвечают за сгибание и разгибание конечностей при раздражении кожи. Они затрагивают такие системы опорно-двигательного аппарата, как подошвы, ахилловы сухожилия, локти. Разгибательная реакция связана с коленным суставом. Тонические реакции развиваются при долгом расслаблении или раздражении мышц и отвечают за удержание позы.

Проприоцептивные. Широкая группа реакций, возникающих при контакте скелетных мышц с раздражителями. Необходимы для поддержания мышечного тонуса, напрямую формируют акт ходьбы: рефлексы брюшные, анальные, яичковые и конечностей.

Вегетативные рефлексы спинного мозга делятся на симпатические и парасимпатические. И те и другие проявляются реакцией внутренних органов на раздражение рецепторов кожи, внутренних органов, мышц. Вегетативные нейроны спинного мозга образуют низшие центры регуляции тонуса сосудов, сердечной деятельности, просвета бронхов, потоотделения, мочевыведения, дефекации, эрекции, эякуляции и т.д.

Реализация рефлекторной функции спинного мозга

Рефлекторная деятельность спинного мозга обеспечивается:

- передачей возбуждения с афферентных (чувствительных) нейронов на эфферентные (моторные) нейроны.

- регуляцией передачи возбуждения в рефлекторной дуге без изменения самого рефлекса. нейрофизиология спинной мозг

Спинной мозг является центром элементарных врождённых двигательных программ, которые закрепились в процессе эволюции путём естественного отбора как самые эффективные, осуществляемые бессознательно и призванные сохранить целостность организма.

Спинномозговые рефлексы реализуются через замыкания рефлекторной дуги спинного мозга.

Реализация соматического рефлекса

Дуга соматического рефлекса включает в себя следующие элементы:

1. Рецептор

2. Нейрон спинального ганглия

3. Афферентный (чувствительный) нейрон

4. Интернейрон (вставочный)

5. Эфферентный (моторный) нейрон

6. Мышца.

Возбуждение, возникшее в рецепторе по аксону рецептора передаётся на нейроны спинального ганглия, они обрабатывают полученную информацию и дальше возбуждение передаётся на афферентные чувствительные нейроны. Далее возбуждение передаётся на 4-й элемент дуги - вставочный нейрон. От вставочного возбуждение передаётся эфферентный мотонейрон. Мотонейрон формирует команду, которая направляется по аксонам мотонейронов к исполнительному органу - мышце.

Возбуждение в соматической рефлекторной дуге всегда передаётся в одном направлении - от афферентного звена к эфферентному.

Важным механизмом, регулирующим протекание спинальных соматических рефлексов является организованное торможение, которое включает в себя три механизма для решения разных задач.

? Внутрисегментное торможение: координирует работу мотонейронов сгибателей и мотонейронов разгибателей.

? Межсегментное торможение: координирует работу мышечных групп.

? Эфферентное (центральное) торможение внутриспинальных тормозных связей: регулирует силу и скорость рефлекторных реакций.

Реализация вегетативного рефлекса

Наряду с соматическими рефлексами, осуществляемыми с помощью скелетной мускулатуры, спинной мозг осуществляет обширную рефлекторную регуляцию деятельности внутренних органов - висцеральные рефлексы, осуществляемые через эфферентные структуры вегетативной нервной системы. Наиболее изученные среди рефлексов симпатической нервной системы - сосудодвигательные, приводящие к изменению просвета артериальных сосудов и соответствующему изменению уровня кровяного давления.

Часть структур, которая по морфологическим свойствам и функции относится к парасимпатической нервной системе, расположена в стволовой части головного мозга.

Большинство внутренних органов иннервируются как симпатическим, так и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, которые оказывают на них противоположное влияние.

Вегетативные рефлексы проявляются в изменениях работы внутренних органов, направленных на поддержание гомеостаза. Рефлексы вегетативной нервной системы происходят автоматически и совершенно не контролируются сознанием.

Дуга вегетативного рефлекса включает элементы:

1. Рецептор внутреннего органа.

2. Нейрон спинального ганглия.

3. Вегетативный нейрон (эфферентный).

4. Периферический нейрон.

5. Орган.

Литература

1. Воронова Н.В., Климова Н.М., Менджерицкий А.М. Анатомия центральной нервной системы. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. - 98с.:ил.

2. Костюк П. Г. Физиология центральной нервной системы. Киев, 1977.

3. Котляр Б.И., Шульговский В.В. Физиология центральной нервной системы. М. Изд-во МГУ. 1979.

4. Синельников Р.Д., Синельников Я.Р. Атлас анатомии человека: в 4 т. - М.: Медицина, 1989. Т3.

Размещено на Allbest.ru