Ситуационные задачи:

1. Произойдет ли возбуждение нейрона, если к нему по нескольким аксо-нам одновременно подавать подпороговый стимул? Почему?

2. При изучении возбудимости сомы, дендритов и аксонного холмика нейрона получены следующие результаты: пороги раздражения разных отделов клетки 100 мв, 30 мв, 10 мв. Каким структурам нейрона соответ-ствуют эти параметры?

3. Какие реакции может интегрировать нейрон, суммируя ВПСП и ТПСП, возникающие на его теле?

4. Сила афферентного нервного сигнала, поступающего к нервному центру, увеличилась. В чем проявится более сильное возбуждение центра?

5. Каковы нейрональные механизмы удлинения в ЦНС биологически значимых афферентных нервных сигналов? При каких рефлексах и почему наблюдается рефлекторное последействие?

6. Является ли рефлексом сокращение мышцы при раздражении афферент-ного нерва, эфферентного нерва?

7. Почему чтение во время еды отрицательно сказывается на пищеварении?

8. Почему, когда болит зуб все слабые посторонние раздражители, действу-ющие на организм, усиливают эту боль?

9. Если днем пристально смотреть в окно, то, закрыв глаза, некоторое время можно видеть переплет рамы. Каким свойством нервных центров объясняется это явление и каков его механизм?

10. При действии боевых отравляющих веществ наблюдается блокада холинэстеразы. В каких синапсах и почему произойдет нарушение проведе-ния возбуждения?

11. Что происходит в нервном центре, если импульсы к его нейронам пос-тупают с частотой, при которой ацетилхолин не успевает полностью разрушиться и накапливается на постсинаптической мембране в большом количестве?

12. Почему стрихнин применяется в лечебной практике для активации ЦНС при глубоком торможении (кома, наркоз)?

13. Будет ли наблюдаться Сеченовское торможение при наложении на зрительные бугры кристаллов КСL?

14. Какой вид торможения обеспечивает подавление биологически малозначимых эфферентных сигналов?

15. Чем отличается возбуждение в ЦНС, возникающее при отравлении стрихнином, и при постепенном возрастании силы раздражителя, действу-ющего на организм?

Занятие 2.

Тема занятия: Частная физиология ЦНС. Особенности организации

соматической нервной системы.

МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ: Человек взаимодействует с окружающей средой и может влиять на неё только при помощи движения. Два вида двигательных функций: поддержание позы и собственного движения обеспечивают вертикальное положение в гравитационном поле земли при целенаправленном движении, тонкие двигательные акты в виде письма, речи, мимики и жестов, необходимые при общении. Структуры, отвечаю-щие за регуляцию позы и движения, локализуются в самых различных отделах ЦНС - от коры больших полушарий до спинного мозга. Характер-ные симптомы нарушения двигательной функции и мышечного тонуса могут свидетельствовать о локализации очага поражения в центрах разных уровней ЦНС.

Цель занятия: Изучить механизмы регуляции мышечного тонуса и движения, осуществляемые на уровне структур спинного и головного моз-га, познакомиться с симптомами их повреждения и методами исследования состояния моторных центров, коры больших полушарий.

Знать

Уметь

1) Рефлекторную природу и функ-циональное значение тонуса мышц. 2) Механизм возникновения и регу-ляции мышечного тонуса на спина-льном уровне. 3) Пути и механизмы влияния стру-ктур ствола мозга, мозжечка на мы-шечный тонус. 4) Функциональное значение стати-ческих и статокинетических рефле-ксов, условия их возникновения. 5) Участие компонентов стриапал-лидарной системы и коры больших полушарий в регуляции мышечного тонуса и движения. 6) Принципы анализа электроэнце-фалограммы.

Использовать знания о роли различ-ных отделов ЦНС в регуляции двига-тельных функций для выявления сим-птомов их повреждения. Анализировать закономерности фор-мирования мышечного тонуса, опти-мальной позы в различных состоя-ниях организма и условиях жизнедея-тельности с целью её физиологиче-ской коррекции. Владеть простейшими способами ис-следования спинальных двигательных центров при помощи миотатических рефлексов.

Вопросы, изученные ранее и необходимые для освоения данной темы:

1. Микроскопическая функциональная морфология структур головного и спинного мозга, закономерности эмбрионального и постэмбрионального развития.

2. Анатомическое строение, функции и топографическое расположение от-делов головного и спинного мозга структур ЦНС.

Контрольные вопросы для самостоятельной внеаудиторной работы:

1. Физиология спинного мозга. Строение и функции.

2. Характеристика спинального уровня организации соматической нервной системы. Принцип сегментарности.

3. Физиологическая характеристика проводниковой функции спинного мозга. Основные симптомы её повреждения.

4. Морфологическая основа сухожильного рефлекса и спинальные механи-змы регуляции тонуса скелетной мускулатуры.

5. Супраспинальные механизмы регуляции мышечного тонуса, роль двига-тельных ядер ствола мозга. Их функциональная характеристика.

6. Физиология ретикулярной формации, нисходящие влияния на спиналь-ные рефлексы.

7. Явление децеребрационной ригидности. Механизмы контрактильного, спастического тонуса у бульбарного животного.

8. Физиология мозжечка. Признаки его повреждения.

9. Биологическая роль статических рефлексов (характеристика и динамика рефлексов позы, установочных рефлексов).

10. Динамика организации статокинетических рефлексов.

11. Роль базальных ядер в формировании мышечного тонуса и сложных двигательных актов. Пластический тонус у диэнцефалического живот-ного.

12. Пирамидные системы мозга и их роль в организации движения. Колонковая организация.

13. Динамическая локализация функций в КБП. Значение ее сенсорных, ассоциативных и моторных зон.

14. Восходящее активирующее влияние ретикулярной формации на КБП и её участие в формировании целостной деятельности.

15. Электрофизиологические методы исследования функций структур головного и спинного мозга.

В тетради для практических занятий выполнить следующие задания:

1. Изобразить схемы восходящих путей спинного мозга с обозначением мест расположения и их функциональной значимости.

2. Нарисовать схему спинальных механизмов регуляции мышечного тонуса с каналами обратной связи и разными типами мотонейронов.

3. Перечислить все нисходящие пути к мотонейронам спинного мозга с указанием их адресного влияния преимущественно на флексорные или экстензорные эффекты.

4. Перечислите и объясните основные клинические симптомы, которые могут быть при повреждении передних корешков спинного мозга.

5. Перечислите и объясните симптомы повреждения при перерезке задних корешков спинного мозга на уровне 1 сегмента, 3-х соседних сегментов.

Учебная литература основная:

1. Нормальная физиология. Учебник. В 3-х томах. Яковлев В.Н., Есауленко И.Э., Сергиенко А.В. М.: Центр Академия, 2006.

2. Нормальная физиология. Практикум. Под ред. К.В. Судакова- М.: ООО «МИА», 2008.

3. Физиология человека. Задачи и упражнения. Учебное пособие. Под ред. Ю.И. Савченкова. Ростов н/ Д. Феникс, 2007.

4. Лекции по нормальной физиологии и физиологии ФУС.

Электронные издания:

5. Орлов Р.С. Нормальная физиология. Учебник.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.- ФИРО (ЭБС Консультант студента)

6. Камкин А.Г. Атлас по физиологии. В 2-х томах.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.- УМО (ЭБС Консультант студента)

Дополнительная литература:

7. Нормальная физиология: Под ред. К.В Судакова М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012

8. Физиология человека: Атлас динамических схем– К.В. Судаков, В.В. Адрианов, Ю.В. Вагин, И.И. Киселёв. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009.

9. Физиология человека. Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько, - М.: Медицина, 2003

Тематика рефератов:

1. Роль гамма-эфферентной и гамма - афферентной систем в регуляции мышечного тонуса.

2. Электроэнцефалография — метод изучения функции коры больших полушарий в эксперименте и клинике.

3. Человек в условиях современного производства (гиподинамия, моно-тония).

4. Влияние физических упражнений на развитие ЦНС.

5. Роль таламуса в организации локомоции.

6. Возрастные изменения в центральной нервной системе.

Информационный блок.

Н - рефлекс - моносинаптический рефлекс, который вызывают в лабо-раторной и неврологической практике путем электростимуляции афферен-тных волокон мышечных нервов (большеберцового нерва под коленом). Оценку Н - рефлекса проводятся по анализу М- и Н- ответов мышцы. Н – ответ уменьшается при повышении интенсивности стимуляции за счет встречи его с антидромным возбуждением альфа-мотонейрона.

Антидромное возбуждение нейрона - возникает в ответ не раздражение аксона на периферии и связано с двусторонним проведением возбуждения по нервному волокну.

М - ответ - нарастает при увеличении силы раздражения за счет непрямого раздражения мышцы с вовлечением в процесс возбуждения новых двигательных единиц.

Статические рефлексы - установочные рефлексы, возникающие при изменениях положения тела, не связанных с перемещением в пространстве. Различают рефлексы позы и выпрямления. Рефлексы положения (позно-тонические) определяют тонус мышц при различном положении тела (лежа, стоя, сидя). Рефлексы выпрямления приводят к перераспределению тонуса мышц для восстановления естественной позы в случаях ее изменения.

Статокинетические рефлексы - установочные рефлексы, представля-ющие собой тонические реакции на ускорение при перемещении тела в пространстве. Различают рефлексы на вращательное и прямолинейное движение. При вращении организма возникают рефлекторные компенса-торные движения головы (нистагм головы) и глаз (глазной нистагм). При прямолинейном движении вверх, вниз возникают лифтные рефлексы. При резком опускании животного вниз и вперед наблюдается рефлекс готовности к прыжку. Статокинетические рефлексы отличаются значитель-ной силой, быстротой и сложностью, представляя собой резкие фазные ответы в отличие от медленных позных реакций, характерных для статиче-ских рефлексов.

Экстрапирамидная система (ЭПС) - совокупность образований головного мозга, участвующих в организации движений, мышечного тонуса и позы помимо кортикоспинальных влияний. К ней относится структуры старой коры, полосатое тело, черная субстанция, красные ядра, мозжечек, ретикулярная формация, вестибулярные ядра. ЭПС - система многоканальной и многозвеньевой связи моторной коры со спинным мозгом, играет главную роль в построении движений, не требующих участия внимания.

Медиальная нисходящая система (вестибулоспинальные и ретикуло-спинальные пути) преимущественно регулирует грубые фазические и позные двигательные реакции организма через спинальные мотонейроны, которые иннервируют мышцы туловища и проксимальные мышцы конечностей.

Латеральная нисходящая система (руброспинальный и кортикоспи-нальный пути), регулирует тонкие точные фазические двигательные реак-ции через мотонейроны, которые иннервируют дистальные мышцы конеч-ностей.

Акинезия - отсутствие активных движений при общем падении уров-ня моторных функций и двигательной инициативы. Развивается при пора-жении подкорковых структур и их связей с лобными отделами коры.

Асинергия - нарушение содружественной (синергической) деятельно- сти мышц, проявляющееся расстройством движений, требующих одновре-менного сокращения нескольких мышечных групп. Наблюдается при поражении мозжечка.

Атаксия - нарушение движений, проявляющееся расстройством их координации. Нарушается согласованность действий мышечных групп: агонистов, антагонистов, синергистов. Выделяют атаксию статическую (нарушение равновесия при стоянии) и динамическую (дискоординация при движениях).

Ригидность - постоянное увеличение мышечного тонуса, не зависящее от положения суставов или движений.

Децеребрационная ригидность - резкое повышение тонуса мышц – разгибателей. У животных возникает при перерезке ствола мозга ниже уровня красных ядер при нарушение поступления сигналов по кортико-, ретикулоспинальным путям из тормозных отделов к мотонейронам мышц-разгибателей и по рубро - спинальным путям к мотонейронам мышц- сгибателей.

Диадохокинез - вид синергий при выполнении движений, быстро сменяющих друг друга. Проверяется выполнением пронации и супинации кистей вытянутых вперед рук. Их нарушение (адиадохокинез) наблюдается при повреждении мозжечка.

Зоны коры больших полушарий (КБП):

1. Ассоциативные - 1/3 всей поверхности полушарий, где расположены зоны перекрытия анализаторных систем, как основы для их динамичес-кого взаимодействия. При этом нервные клетки реагируют на стимулы многих модальностей, а также выполняют «специфические» человечес-кие функции: речь, письмо, интеллект и т. д. Расположены в передних отделах полушарий (лобные доли) и на стыке проекции главных анализаторов (нижнетеменные отделы коры).

2. Проекционные - корковые представительства анализаторов по принципу топической локализации функции. Имеют четкие анатомические связи с воспринимающими элементами периферии, получают сенсорные сигна-лы одной модальности.

Вызванный потенциал - комплекс негативно - позитивных отклоне-ний потенциала, наблюдаемых в разных участках мозга в ответ на электро-стимуляцию рецепторной зоны или афферентного нерва. Подразделяют на первичные и вторичные, локальные и генерализованные, нейрогенные и экзогенные, гомо - и гетеросенсорные, а также ассоциативные.

Первичный ответ - вид вызванного потенциала, представляющий собой реакцию прекционной зоны коры и подкорковых структур анализатора. Это позитивно (длительностью 7 - 15 мс) - негативное (длите-льностью 15 - 40 мс) колебание потенциала с амплитудой 500 мкВ и коротким латентным периодом.

Вторичный ответ - широкий спектр электрических реакций мозга, регистрируемых в ассоциативных областях коры и проекционных зонах анализаторов, не подвергшихся электростимуляции, амплитудой до 500 мкВ и более длительным латентным периодом 15-40 мс. Характеризуется нестабильностью и отсутствием локальности возникновения.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - результат суммирования потенциалов действия нервных клеток, синаптических возбуждающих и тормозных потенциалов, медленных колебаний, связанных с функцией глиальных клеток. В условиях полного покоя спонтанно изменяющаяся биоэлектрическая активность коры головного мозга обусловлена притоком афферентных сигналов из сенсорных систем, влияниями подкорковых образований, РФ и таламичесих ядер.

Компоненты ЭЭГ: Основными считаются два рода ритмических колебаний потенциала - альфа и бетта - волны.

Альфа - ритм - колебания с частотой 8-13 имп/с, амплитудой 50-100 мкВ. Возникает у человека при исключении зрительных раздражений. Отчётли-вее выявляется в темноте при закрытых глазах, в положении лежа, без напряжения мышц головы и умственной работы. Лучше всего регистри-руется в теменной области коры на границе с затылочной.

Бета - ритм - колебания с частотой 14 - 30 имп/с, амплитудой до 30 мкВ. Доминируют при деятельном состоянии, интенсивной физической и умст-венной работе. Определяются активным состоянием РФ ствола мозга и функционированием сенсомоторной системы. Выражены в переднелобных отведениях.

Гамма - ритм - периодические колебания на ЭЭГ, с частотой 30 - 35 имп/с и более, амплитудой до 15 мкВ, четко выраженные в передних отделах мозга при патологических состояниях.

Тета - ритм - колебания с частотой 4 - 8 имп/с и более, амплитудой до 150 мкВ. Его выраженность зависит от возраста испытуемого, фона основной активности и степени умственного напряжения.

Дельта - ритм - колебания с частотой 1 - 4 имп/с и более, амплитудой 20 - 30 мкВ. Выявляется при наркотическом сне или поражении кортикальных отделов мозга.

Сигма - ритм - веретенообразная активность, регистрируемая в состоянии естественного сна. Имеет частоту 10 - 16 Гц с нарастанием амплитуды в начале вспышки и ее убыванием в конце. Появляется в начальной стадии медленного сна, которая следует непосредственно за дремотой.

Реакция активации (десинхронизация) - смена в ЭЭГ медленных ритмов на низковольтную быструю активность при воздействии внешних раздра-жителей, смене сна и бодрствования, ориентировочной и условно-рефлек-торной деятельности, раздражении мозговых структур.

Реакция инактивации (синхронизация) - появление альфа-ритма вместо быстрой низкоамплитудной активности, дельта- и тета- ритмов вместо альфа- и бета- ритмов, дальнейшее замедление и возрастание амплитуды медленных волн, связанных со снижением уровня возбуждения в коре.