3.2. Понятие о нервном центре. Свойства нервных центров

Нервные центры и их свойства

Нервным центром называется функциональная совокупность нейронов, необходимая для осуществления определённого рефлекса или регуляции той или иной функции.

Свойства нервных центров

• Односторонность проведения возбуждения в синапсах.

Обусловлено особенно­стями синаптической передачи возбуждения в отдельных нервных клетках.

Поскольку проведение волны возбуждения от одного нейрона к другому через синапс происходит химическим путем — с помощью медиатора, а медиатор содержится лишь в пресинаптической части синапса и отсутствует в постсинаптической мембране, — проведение нервных влияний через синапс возможно только от пресинаптиче­ской мембраны к постсинаптической и невозможно в обратном на­правлении. В связи с этим поток нервных импульсов в рефлекторной дуге имеет определенное направление: от афферент­ных нейронов к вставочным и затем к эффекторным — мотонейро­нам и вегетативным нейронам.

• Замедление проведения в синапсах (синаптическая задержка).

Замедление проведения связано с затратой времени на процессы, происходящие от момента прихода пресинаптического импульса в синапс до появ­ления в постсинаптической мембране возбуждающих или тормозных потенциалов. Этот интервал называется синаптической задерж­кой и составляет в мотонейронах и большинстве других клеток центральной нервной системы примерно 0,3 мсек. В вегетативной нервной системе длительность синаптической задержки больше — не менее 10 мсек. За это время пресинаптический импульс вызыва­ет опорожнение синаптических пузырьков, происходит диффузия медиатора через синаптическую щель, увеличение под его влиянием ионной проницаемости постсинаптической мембраны и возникает постсинаптический потенциал. После этого требуется еще около 1,2 мсек. на развитие возбуждающего постсинаптического потенци­ала (ВПСП) до максимума, чтобы возник (в случае достижения критического уровня деполяризации) ПД. Таким образом, весь процесс передачи нервного импульса (от ПД одной клетки до ПД следующей клетки) через один синапс занимает примерно 1,5 мсек. При утомлении, охлаждении и ряде других воздействий длитель­ность синаптической задержки возрастает. Если же для осуществле­ния какой-либо реакции требуется участие большого числа нейро­нов (многих сотен и даже тысяч), то суммарная величина задержки проведения по нервным центрам — так называемое центральное время проведения — может составить десятые доли секунды и даже целые секунды.

• Суммация возбуждения в нервных центрах (временная и пространственная).

Заключается в сложении эффектов подпороговых раздражений. Одно подпороговой раздражение не вызывает ответной реакции, т.к. пресинаптическим отделом синапса выделяется недостаточное количество медиатора. Несколько подпороговых раздражений в сумме дают нужный эффект.

• Трансформация ритма возбуждения.

Нервные импульсы обладают способностью трансформировать частоту и ритм поступающих импульсов: на одиночное раздражение нервный центр может ответить серией импульсов. Если поступают импульсы с частотой, превышающей лабильность нервного центра, он отвечает с частотой, соответствующей его возможностям, т.е. более редкими импульсами.

• Фоновая и вызванная активность.

Многие нервные клетки обладают способ­ностью к постоянной импульсной активности. Их мембранный по­тенциал периодически колеблется, то, увеличиваясь, то уменьшаясь. Каждый раз, когда его увеличение превышает критический уровень деполяризации (порог возбудимо­сти клетки), возникает импульс­ный разряд. Такая автоматиче­ская деятельность называется фоновой активностью нейрона.

Фоновая активность играет важную роль в деятельности цело­го организма. Во-первых, импуль­сы, приходящие по афферентным путям, легче возбуждают клетки со спонтанной активностью, чем бездеятельные. Это облегчает протекание многих рефлекторных реакций. Во-вторых, клетки, обладающие постоянным ритмом фо­новой активности, могут иметь значение водителя ритма (пейсмекера), т. е. задавать этот ритм другим нервным клеткам. В-третьих, некоторые та­кие клетки выполняют роль счетчиков времени в центральной нерв­ной системе. Их деятельность помогает поддерживать определенный ритм движений, субъективно оценивать интервалы времени, через определенные сроки включать необходимые функции и т. п.

Автоматическая деятельность присуща клеткам дыхательного центра. Их спонтанные разряды позволяют поддерживать ритмиче­ские дыхательные движения не только при бодрствовании, но и во время сна человека, в условиях наркоза; периодические разряды дыхательного центра регистрируются даже при полной изоляции продолговатого мозга от других отделов центральной нервной сис­темы.

Импульсные разряды нейрона, возника­ющие в ответ на внешнее раздражение, называются вызванной активностью. Ответ нервной клетки может возникнуть в форме оди­ночного ПД, серии импульсов с затухающей частотой, а также в ви­де пачек импульсов, появляющихся через определенные интервалы. В различных нейронах наблюдаются разные типы вызванной ак­тивности. Одни клетки дают разряды только в момент включения раздражителя (эффект включения) — это наиболее частая реакция клеток, другие — только в момент его выключения (эффект выклю­чения), третьи — в обоих случаях. В центральной нервной системе имеются клетки, дающие разряды лишь на новые раздражители, что обеспечивает ориентировоч­ную реакцию. Известны также клетки, в которых отмечается вызванная активность при не­правильных реакциях организ­ма, т. е. сигнализирующие об ошибках, что позволяет вносить коррекции в действия человека.

• Утомляемость нервного центра.

Обусловлена его низкой лабильностью, причиной возникновения утомления является нарушение передачи возбуждения в синапсах.

• Последействие.

Ответная реакция продолжается некоторое время, и после прекращения действия раздражения вследствие того, что нервные клетки посылают импульсы ещё некоторое время и по окончании раздражения. Нейроны способны хранить следы прежней деятельности. Непродолжительные следовые процессы (до 1 часа) являются базой кратковременной памяти человека, а длительные следовые процессы – основой долговременной памяти.

• Высокая чувствительность нервных центров к недостатку кислорода.