Препараты группы регулируют процессы торможения и возбуждения в коре головного мозга. Нервные процессы в коре головного мозга Когда снятся вещие сны

Торможение условных рефлексов

Для обеспечения приспособления и адекватного поведения необходимы не только способность к выработке новых условных рефлексов и их длительное сохранение, но и возможность к устранению тех условно-рефлекторных реакций, необходимость в которых отсутствует. Исчезновение условных рефлексов обеспечивается процессами торможения. По И.П.Павлову, различают следующие формы коркового торможения: безусловное, условное и запредельное торможение.

Безусловное торможение

Этот вид торможения условных рефлексов возникает сразу в ответ на действие постороннего раздражителя, т.е. является врожденной, безусловной формой торможения. Безусловное торможение может быть внешним и запредельным. Внешнее торможение возникает под влиянием нового раздражителя, создающего доминантный очаг возбуждения, формирующего ориентировочный рефлекс. Биологическое значение внешнего торможения состоит в том, что, затормаживая текущую условно-рефлекторную деятельность, оно позволяет переключить организм на определение значимости и степени опасности нового воздействия. Посторонний раздражитель, оказывающий тормозящее влияние на течение условных рефлексов, называется внешним тормозом. При многократном повторении постороннего раздражителя вызываемый ориентировочный рефлекс постепенно уменьшается, а затем исчезает и уже не вызывает торможения условных рефлексов. Такой внешний тормозящий раздражитель называется гаснущим тормозом. Если же посторонний раздражитель содержит биологически важную информацию, то он всякий раз вызывает торможение условных рефлексов. Такой постоянный раздражитель называется постоянным тормозом.

Биологическое значение внешнего торможения - обеспечение условий для более важного в данный момент ориентировочного рефлекса, вызванного экстренным раздражителем, и создание условий для его срочной оценки.

Условное торможение (внутреннее)

Оно возникает, если условный раздражитель перестает подкрепляться безусловным. Его называют внутренним, потому что оно формируется в структурных компонентах условного рефлекса. Условное торможение требует для выработки определенного времени. К этому виду торможения относятся: угасательное, дифференцировочное, условный тормоз и запаздывающее.

Угасательное торможение развивается в тех случаях, когда условный раздражитель перестает подкрепляться безусловным, при этом условная реакция постепенно исчезает. Дифференцировочное торможение вырабатывается на раздражители, близкие по характеристике к условному раздражителю.

Условный тормоз - это разновидность дифференцировочно-го торможения. Возникает в том случае, если положительный условный раздражитель подкрепляется безусловным, а комбинация из условного и индифферентного раздражителей не подкрепляется. Запаздывающее торможение характеризуется тем, что условная реакция на условный раздражитель возникает до действия безусловного раздражителя.

Запредельное торможение

Этот вид торможения отличается от внешнего и внутреннего по механизму возникновения и физиологическому значению. Оно возникает при чрезмерном увеличении силы или продолжительности действия условного раздражителя, вследствие того, что сила раздражителя превышает работоспособность корковых клеток. Это торможение имеет охранительное значение, так как препятствует истощению нервных клеток. Запредельное торможение может вызываться действием не только очень сильного раздражителя, но и действием небольшого по силе, но длительного и однообразного по характеру раздражения. Это раздражение, постоянно действуя на одни и те же корковые элементы, приводит их к истощению, а следовательно, сопровождается возникновением охранительного торможения. Запредельное торможение легче развивается при снижении работоспособности, например, после тяжелого инфекционного заболевания, стресса, чаще развивается у пожилых людей.

Для образования, закрепления и поддержания условных рефлексов существенное значение имеют следующие процессы в коре головного мозга.

Возбуждение и торможение , которые представляют собой как бы две противоположные стороны единого процесса уравновешивания организма с внешней средой. Ответные реакции организма на воздействия тех или других раздражителей всегда характеризуются совместным действием этих двух нервных процессов.

Иррадиация процессов возбуждения и торможения . Она состоит в распространении нервных процессов от места их первоначального возникновения в коре на соседние участки.

Концентрация процессов возбуждения и торможения . Она противоположна иррадиации и состоит в постепенном сосредоточении нервного процесса в относительно небольшом участке коры.

Всякое вновь возникающее возбуждение вначале отличается иррадиацией, а затем, в процессе повторения, постепенно концентрируется в определенных нервных центрах, которые необходимы для его проведения.

Взаимная индукция процессов возбуждения и торможения . Если в определенном участке коры головного мозга возникает процесс возбуждения, то по закону индукции в других участках коры развивается торможение, и наоборот.

Установлено, что индукция бывает не только одновременной (в разных участках коры), но и последовательной (в том же участке коры). Она состоит в том, что после прекращения в данном центре возбудительного процесса в нем начинает развиваться тормозной процесс, и наоборот.

Усиление возбудительного процесса под влиянием тормозного называется положительной индукцией. Усиление тормозного процесса под влиянием возбудительного называется отрицательной индукцией.

Функционирование условно рефлекторного механизма базируется на двух основных нервных процессах: возбуждения и торможения. Достаточно сильное раздражение органа приводит его в активное деятельное состояние - возбуждение.

Возбуждение - свойство живых организмов, активный ответ возбудимой ткани на раздражение. Основная функция нервной системы, направленная на реализацию того или иного способа активации организма. Оно проявляется в мгновенных и существенных сдвигах в процессах обмена веществ, то есть может происходить только в живых клетках. Первый и притом обязательный признак возникшего возбуждения - электрическая реакция на результат изменений электрического заряда поверхностной мембраны клеток. Затем наступает специфическая для каждого органа реакция, чаще всего выражающаяся во внешней работе: мышца сокращается, железа выделяет сок, в нервной клетке возникает импульс.

Возбудимость, то есть способность в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения, - одно из основных свойств живой клетки. Исчезновение возбудимости означает прекращение рабочих функций, а в конечном счете, и жизни.

Вызвать состояние возбуждения можно различными раздражителями, например механическими (укол булавкой, удар), химическими (кислота, щелочь), электрическими. Наименьшая сила раздражения, достаточная для того, чтобы вызвать минимальное возбуждение, называется порогом раздражения.

По мере укрепления условного рефлекса происходит усиление тормозного процесса.

Торможение - активный, неразрывно связанный с возбуждением процесс, приводящий к задержке деятельности нервных центров или рабочих органов. В первом случае торможение называется центральным, во втором -периферическим.

В зависимости от природы физиологического механизма, лежащего в основе тормозного эффекта на условнорефлекторную деятельность организма, различают безусловное (внешнее и запредельное) и условное (внутреннее) торможение условных рефлексов.

Торможение безусловное - разновидность коркового торможения. В отличие от условного торможения наступает без предварительной выработки. Включает в себя: 1) индукционное (внешнее) торможение; 2) запредельное (охранительное) торможение.

Внешнее торможение условного рефлекса возникает под действием другого постороннего условного или безусловного раздражителя. Когда под влиянием какого-нибудь изменения внешней или внутренней среды в коре больших полушарий возникает достаточно сильный очаг возбуждения, то вследствие отрицательной индукции, возбудимость других ее пунктов оказывается пониженной - в той или иной степени в них развивается тормозное состояние.

Индукционное (внешнее) торможение - экстренное прекращение условнорефлекторной деятельности под воздействием посторонних стимулов, биологическое значение его - преимущественное обеспечение ориентировочной реакции на неожиданно возникший раздражитель. Примером такого торможения может служить следующий опыт.

У собаки выработан прочный условный рефлекс на свет электрической лампочки. Величина реакции - 10 капель слюны за 30 секунд изолированного действия раздражителя. Включение одновременно с зажиганием лампочки нового раздражителя (звонка) привело к уменьшению условного рефлекса до 1-2 капель. На повторное действие света (без включения звонка) выделилось 7 капель слюны. Испробованный еще через несколько минут условный рефлекс на свет лампочки полностью восстановился. Таким образом, под влиянием нового постороннего раздражителя произошло торможение услов¬ного рефлекса, продолжавшееся в течение некоторого времени. Источником индукционного торможения могут оказаться и раздражения, возникающие в самом организме, например сдвиги в работе пищеварительного аппарата.

При повторном действии одного и того же постороннего раздражителя вызываемый им очаг возбуждения постепенно слабеет, явление индукции исчезает и в результате прекращается тормозящее влияние на условные рефлексы.

Если изолированное действие условного пищевого раздражителя, обычно подкрепляемого через 20 секунд, продолжать 2-3 минуты, выделение слюны прекратится. То же произойдет при чрезмерном усилении раздражения. Секреция прекращается в результате развившегося торможения. Это можно доказать, пробуя также другие условные раздражители. Примененные сразу же после удлиненного во времени или чрезмерно сильного раздражения, они вызывают слабую рефлекторную реакцию вследствие иррадиации тормозного процесса на другие клетки коры.

Торможение, развивающееся в корковой клетке под влиянием длительного или сверхсильного раздражения, Павлов назвал запредельным.

Запредельное (охранительное) торможение - торможение, возникаю¬щее при действии стимулов, возбуждающих соответствующие корковые структуры выше присущего им предела работоспособности, и обеспечивающее тем самым реальную возможность ее сохранения или восстановления.

Как индукционное, так и запредельное торможение свойственно не только коре больших полушарий, но и всем другим отделам нервной системы. Существует, однако, вид торможения, встречающийся только в высшем отделе головного мозга. Такое специфическое корковое торможение Павлов назвал условным или внутренним.

Условное (внутреннее) торможение условного рефлекса носит условный характер и требует специальной выработки. Биологический смысл его в том, что изменившиеся условия внешней среды требуют соответствую¬щего адаптивного приспособительного изменения в условнорефлекторном поведении.

При выработке обычного условного рефлекса устанавливается связь раздражаемого пункта с другим возбужденным пунктом коры. При выработке условного торможения действие раздражителя связывается с тормозным состоянием корковых клеток. Один и тот же раздражитель в зависимости от того, с каким состоянием коры связывается его действие, может привести к образованию либо условного рефлекса, либо условного торможения. В первом случае он станет положительным условным раздражителем, а во втором -отрицательным.

Развитие торможения легко обнаружить в эксперименте. Так, у собаки предварительно были выработаны прочный условный рефлекс на удары метронома с подкреплением через 3 минуты и условные рефлексы на другие раздражители с подкреплением через 30 секунд. Затем метроном пускался в ход на 1 минуту и тотчас заменялся другим раздражителем, подкрепляемым через 30 секунд. При такой постановке опыта эффект действия второго раздражителя оказывался резко сниженным, то есть заторможенным. Очевидно, торможение, развившееся под влиянием, одноминутного действия метронома, захватило и другие участки коры.

Различают четыре вида внутреннего торможения: угасание, дифференцировка, условный стимул, запаздывание.

Если условный раздражитель предъявляется без подкрепления безусловным, то через некоторое время после изолированного применения условного стимула реакция на него угасает. Такое торможение условного рефлекса называется угасательным (угасание). Угасание условного рефлекса - это временное торможение, угнетение рефлекторной реакции. Спустя некоторое время новое предъявление условного стимула без подкрепления его безусловным вначале вновь приводит к проявлению условнорефлекторной реакции.

Если у животного или человека с выработанным условным рефлексом на определенную частоту звукового стимула (например, звука метронома с частотой 50 в секунду) близкие по смыслу раздражители (звук метронома с частотой 45 или 55 в секунду) не подкреплять безусловным стимулом, то условно рефлекторная реакция на последние угнетается, подавляется. Такой вид внутреннего (условного) торможения называется дифференцировочным торможением (дифференцировка). Дифференцировочное торможение лежит в основе многих форм обучения, связанных с выработкой тонких навыков.

Если условный стимул, на который образован условный рефлекс, применяется в комбинации с некоторым другим стимулом и их комбинация не подкрепляется безусловным стимулом, наступает торможение условного рефлекса, вызываемого этим стимулом. Этот вид условного торможения называется условным тормозом.

Запаздывательное торможение - торможение, наступающее тогда, когда подкрепление условного сигнала безусловным раздражителем осуществляется с большим опозданием (2-3 мин.) по отношению к моменту предъявления условного раздражителя.

Умеренно сильный выброс КХ приводит к учащению пульса и повышению АД, периферические сосуды сужаются, повышается выброс ГК, что приводит к повышению иммунитета и подавлению воспалительных реакций. Кроме того, глюкокортикоиды в умеренных дозах повышают прочность клеточных мембран, делая клетки более устойчивыми ко всем без исключения внешним воздействиям. Обладают ГК и антиоксидантными свойствами. Поскольку ГК подавляют воспалительные реакции, стресс может привести к излечению от легкого простудного заболевания.

Так как в I стадии стресса происходит повышение боевой готовности организма, она носит название стадии тревоги.

II. стадия стресса. Развивается в ответ на действие сильных стрессоров. Изменения в организме носят выраженный характер. Резервы организма на грани истощения, т. к. наблюдается максимальная мобилизация всех наличных ресурсов. Выброс КХ очень сильный. Подъем АД и сужение периферических сосудов носят выраженный характер. Выброс ГК огромен.

Поскольку во II стадии стресса мобилизация всех наличных ресурсов организма максимальна, организм в этой стадии стресса обладает самой большой устойчивостью ко всем внешним факторам. Человек во II стадии стресса способен творить чудеса: переносить огромный холод и жару, пробегать большие расстояния и побеждать в неравных поединках. Известны случаи, когда человек, спасаясь бегством от медведя, перепрыгнул 3-х метровую преграду, маленькая старушонка во время пожара вынесла из огня кованный сундук, который потом не могли сдвинуть с места 6 человек. Все, наверное, читали оБенвенутто Челлини, который один, будучи вооруженным лишь кинжалом, напал на 12 человек, вооруженных шпагами, и одержал победу. Мировые достижения в спорте базируются на вызывании в организме II стадии стресса.

Однако повышение функциональных возможностей организма во II стадии стресса даются очень дорогой ценой. Чрезмерный выброс КХ вызывает множественные микрокровоизлияния во внутренних органах и в головном мозге, приводит к частичному разрушению клеточных мембран. Другими словами, наряду с элементами защиты, в организме начинают проявляться элементы разрушения и они оставляют свой след. По этой причине спортсмены мирового класса долго не живут. II стадия стресса характеризуется чрезмерной силой всех защитных реакций, что приводит к резкой диско-ординации всех процессов жизнедеятельности организма.

III стадия стресса называется дистрессом. Дистресс может протекать в 2-х вариантах - остром и хроническом.

В остром варианте дистресса чрезмерно сильный стрессор вызывает огромный выброс катехоламинов и глюкокортикоидов, чрезмерное повышение АД, и резкое падение иммунитета. Каждый из этих факторов сам по себе уже может вызвать смертельный исход. Так, например, адреналин (относящийся к КХ) резко повышает потребность сердца в О 2 , в результате чего возникает противоречие между потребностью сердца в кислороде и способность сосудов удовлетворить эту потребность. Развивается внезапная смерть или инфаркт. Наступают они тем легче, чем более склерозированы сосуды, однако сосуды могут быть и здоровыми. Чрезмерный выброс ГК вызывает острый некроз (омертвление) печени и смерть от печеночной комы. Вызванное ГК понижение иммунитета может привести к развитию острых инфекции, которые не поддаются лечению и заканчиваются смертью и т. д.

Все мы знаем, что сильное нервное потрясение может вызвать смерть человека от какого-то заболевания. Где тонко, там и рвется. Обычно человек умирает от обострения уже имеющихся хронических заболеваний. Как видим, смерть от стресса как таковая не существует. Происходит обострение уже имеющихся или возникновение соматического заболевания, от которого наступает смерть.

В хроническом варианте дистресса сильный, но недостаточный для быстрой смерти стрессор приводит к острому истощению резервов КХ, глюкокортикоидов и некоторых других гормонов. Истощение резервов КХ приводит к тому, что их выброс резко снижается, и это служит причиной тяжелой депрессии, которая может закончиться самоубийством. Истощение резервов ГК приводит к понижению их уровня в крови ниже исходного. Организм теряет возможность бороться с инфекцией не только внешней, но и внутренней. Развиваются тяжелые хронические заболевания, не характерные для людей, живущих в обычных условиях. Например, заключенный может заболеть тяжелой формой туберкулеза всего за несколько дней, проведенных в карцере. Такое заболевание с самого начала протекает по типу хронического и не поддается лечению антибиотиками.

В общем случае может развиться какое угодно хроническое заболевание. Многое зависит от окружающих условий и наследственной предрасположенности. Поэтому, начиная лечение любого хронического заболевания, нужно помнить о возможной стрессовой природе его возникновения. Часто бывает достаточно привести в порядок нервную систему, как заболевание проходит, будто его и не было вовсе.

Итак, механизм возникновения и последствия стресса нам известны. Теперь поговорим о том, как предупредить возникновение стресса и ликвидировать стресс уже начавшийся.

Самое разумное на первый взгляд решение - оградить себя от стрессоров. Избегать психологических конфликтов, источников инфекции, чрезмерного физического, химического и биологического воздействия. Но реально ли это? Увы, полностью избежать стрессоров невозможно. Оградить себя от загрязнений окружающей среды лично я не могу. Экологически чистых продуктов питания взять негде не только мне но и всем моим соотечественникам. Оградить себя от инфекции можно лишь настолько, насколько поможет в этом проявление личной гигиены, но не более того. Избегать психологических конфликтов можно, но это настолько обедняет жизнь, что она становится невыносимо скучной и неинтересной. К тому же человек, ставящий перед собой более или менее значительные цели в жизни, просто вынуждены бороться, а значит и вступать с кем-то в конфликты.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что нужна не только пассивная защита, которая осуществляется путем ограждения организма от стрессоров, но и активная защита, которая осуществляется путем погашения или предупреждения стресса на уровне организма, несмотря на действующие внешние стрессоры.

Поскольку психологические стрессоры начинают свое действие с коры головного мозга, формируя застойный очаг возбуждения, мы можем просто погасить этот очаг, предупреждая включение гипоталамуса, выброс КХ и ГК и т. д. Если же реакция стресса начинается на уровне гипоталамуса, мы должны блокировать возбуждение гипоталамических клеток. Дело лишь за малым: найти тот агент, который мог бы стереть очаг застойного возбуждения в коре головного мозга или в гипоталамусе, будучи достаточно сильным для этого, и, в то же время, достаточно безвредным, а, в идеальном случае, еще и полезным. Лекарства неудовлетворяют таким требованиям. Есть, безусловно очень сильные антистрессовые препараты, но и их нельзя назвать целиком безвредными, а кроме того, человек может попасть в ситуацию, когда у него нет под рукой никаких фармакологических средств и взять их негде. Тут-то и приходит нам на помощь ГДТ. Способность ГДТ оказывать антистрессовое действие просто поразительна, а в безвредности ее, я думаю, вы, дочитавшие книгу до этого места, уже не сомневаетесь.

Застойные очаги возбуждения в ЦНС имеют одну особенность: они притягивают к себе импульс от других очагов, более слабых, как бы подпитывая себя за счет других раздражителей. Если же возникнет очаг возбуждения крупнее предыдущих, то он, в свою очередь, гасит их.

Гипоксия-гиперкапния вызывает возбуждение дыхательного центра, который гасит все другие застойные очаги возбуждения, блокируя тем самым реакцию стресса в самом зародыше. Если же реакция стресса уже возникла, то ликвидация очага в ЦНС прекращает ее, т. к. прекрекращается поступления стресс-сигналов из центра на периферию. Кроме того, выраженная гипоксия приводит к некоторому накоплению в крови кислых метаболитов, которые обладают тормозным действием на нервную систему, способствуя ликвидации патологических очагов возбуждения.

Во время практических занятий антистрессовое действие - ГДТ проявляется очень четко. Если человек пришел на занятие взвинченным, взбудораженным и взволнованным, то уходит он спокойным, уравновешенным, в хорошем расположении духа. 5-ти упражнений подряд оказывается достаточно, чтобы оборвать стресс средней тяжести. Для снятия более тяжелого стресса требуется большее число упражнений. Иногда их приходится делать часами. В исключительных случаях - целыми днями, по несколько дней подряд. Успех приходит обязательно, хотя и в разные сроки.

Имея в руках такое сильное оружие борьбы со стрессом как ГДТ, мы можем значительно повысить уровень своих притязаний в этой жизни. Ведь часто мы сами ставим перед собой исключительно трудные задачи, а дистресс выступав как противоречие между социальной нагрузкой на организм и способностью организма с этой нагрузкой справиться. Ликвидируя дистресс, мы справляемся с теми трудными задачами, которые сами же перед собой и ставим. Другими словами, я считаю, что не нужно отказываться от поставленных целей. Нужно просто укрепить организм настолько, чтобы эти цели стали легко достижимыми. И ГДТ поможет нам в этом.

Примечания:

Время дыхания чистым кислородом всегда строго ограничено, т. к. избыток кислорода в крови приводит к резкому сужению сосудов, в результате чего наступают тяжелые расстройства обмена, даже если кислород дается в смеси с углекислым газом

Не исключено существование неизвестных науке стрессоров ипи биологических полей, природа которых в настоящее время науке неизвестна.

Довольно часто в быту внешний фактор совершенно неправильно называют стрессом.

Не исключено существование неизвестных науке стрессоров типа биологических полей, природа которых в настоящее время науке неизвестна.

Свертываемость крови тоже повышается, и это так же является защитной реакцией.

А такое истощение может возникнуть, если стрессор будет слишком сильным или не очень сильным, но длительным. В данном случае расход имеющихся ресурсов будет превышать их синтез и в результате наступит декомпенсация с нарушением функций организма.

В каждом организме есть условно-патогенные микроорганизмы, которые не вызывают заболевания в обычных условиях. При резком падении иммунитета или противовоспалительного потенциала они могут вызвать воспаление какого-либо органа.

У ряда спортсменов повышение возбудимости коры головного мозга может быть столь велико, когда начинают генерализовываться ответные реакции, появляется излишнее напряжение мышц, возникает в определенной степени расторможенность нервных центров. Чаще эти явления встречаются у малоподготовленных спортсменов. На рисунке приводятся электромиограммы спортсменов 3-го разряда, в которых обнаруживается на 4 день приезда в среднегорье расплывчатость «залпов» импульсов возбуждения, остаточная импульсация в паузах между напряжениями.

Степенью возбудимости центральной нервной системы тренер может управлять с помощью физических упражнений и кратковременных подъемов на большие высоты. Тренировочная работа, выполняемая в спокойном темпе и с равномерной скоростью, понижает возбудимость коры головного мозга у тех спортсменов, которые находятся в состоянии чрезмерного возбуждения. Кратковременные подъемы на большие высоты могут усилить положительное действие горного климата на функциональное состояние центральной нервной системы.

Сокращение времени при переделке сигнального значения раздражителей, уменьшение количества ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей, укорочение латентного периода при развитии напряжения и расслабления скелетных мышц (ЛBH и ЛВР), увеличение количества движений в единицу времени, т. е. повышение способности человека быстро чередовать напряжение и расслабление мышц, ускорение процесса адаптации зрительного анализатора к различной степени освещенности указывает на повышение подвижности нервных процессов. При этом мы исходили из выдвинутого Б. М. Тепловым (1956) положения, что под подвижностью в широком значении этого слова следует понимать все те стороны работы нервной системы, к которым применима категория скорости. При правильной организации двигательного режима тренировочные занятия усиливают положительное влияние на подвижность нервных процессов.

Сближение величин ЛBH и ЛBP, длительности «залпов» импульсов возбуждения и пауз между ними, сокращение числа ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей свидетельствуют о совершенствовании уравновешенности тормозно-возбудительных процессов. Таким образом, тренировочные занятия в условиях среднегорья в большинстве случаев быстро повышают подвижность и уравновешенность нервных процессов, благотворно влияют на свойства нервной системы, являющиеся наиболее надежным показателем нервной активности. Однако в отдельных случаях наблюдалось нарушение соотношений тормозно-возбудительных процессов. Спортсмены жаловались на плохое расслабление мышц, появление их регидности. В этих случаях спортсмены плохо адаптировались к мышечной деятельности, и требовалась специальная организация их двигательного режима.

Электромиограммы при произвольных напряжениях
двуглавой мышцы плеча спортсменов
3-го разряда И-ва и Т-ва

А — в г. Фрунзе; Б — на высоте 2100 м.

Изучение анализаторной деятельности коры больших полушарий показало, что в целом условия среднегорья значительных нарушений со стороны функций зрительного, двигательного и вестибулярного анализаторов не вызывают. Больше других в начальный период акклиматизации подвержен неблагоприятным воздействиям двигательный анализатор. Вместе с тем у значительной части спортсменов с подъемом на высоту обнаруживается увеличение остроты и поля зрения, скорости адаптации к различным условиям освещенности, обостряется проприоцептивная чувствительность, повышается устойчивость вестибулярного аппарата. Указанные изменения возникают чаще всего после первых 5—7 дней пребывания в горах и могут свидетельствовать об улучшении состояния высшей нервной деятельности спортсменов, их готовности к началу выполнения больших физических нагрузок.

Таким образом, результаты наших исследований по изучению влияний климата среднегорья и физической работы на высшую нервную деятельность спортсменов подтверждают то положение, что кора головного мозга чувствительна к сравнительно небольшому снижению парциального давления кислорода (119—125 мм рт. ст.) в атмосферном воздухе. Направленность этих изменений во многом определяет развитие адаптации к мышечной деятельности в среднегорье.

«Среднегорье и спортивная тренировка»,
Д.А.Алипов, Д.О.Омурзаков

Смотрите также:

text_fields

arrow_upward

Кора головного мозга является высшим отделом центральной нервной системы , обеспечивающим на основе врожденных и приобретенных в онтогенезе функций наиболее совершенную организацию поведения организма.

Кора головного мозга имеет ряд морфофункциональных особенностей:

многослойность расположения нейронов;
модульный принцип организации;
соматотопическая локализация рецептор-ных систем;
экранность - распределение внешней рецепции на плоскости нейронального поля коркового конца анализатора;
зависимость уровня активности от влияния подкорковых структур и ретикулярной формации;
наличие представительства всех функций нижележащих структур центральной нервной системы;
цитоархи-тектоническое распределение на поля;
наличие в специфических проекционных сенсорных и моторной системах коры вторичных и третичных полей с превалированием ассоциативных функций;
наличие специализированных ассоциативных областей коры;
динамическая локализация функций, выражающаяся в возможности компенсаций функций утраченных структур коры;
перекрытие в коре зон соседних периферических рецептивных полей;
возможность длительного сохранения следов раздражения;
реципрокная функциональная взаимосвязь возбудительных и тормозных состояний коры;
способность к иррадиации состояния;
наличие специфической электрической активности.

Особенности структурно-функциональной организации коры мозга связаны с тем, что в эволюции происходила кортиколизация функций центральной нервной системы, т.е. передача ей функций нижележащих структур мозга. Однако, эта передача не означает, что кора берет на себя выполнение функций других структур. Ее роль сводится к коррекции возможных нарушений функций взаимодействующих с ней систем, более совершенного, с учетом индивидуального опыта, анализа сигналов и организации оптимальной реакции на эти сигналы, формирование в своих и в других заинтересованных структурах мозга памятных следов о сигнале, его характеристиках, значении и характере реакции на него. В дальнейшем, по мере автоматизации реакция начинает выполняться подкорковыми структурами.

Общая площадь коры мозга человека около 2200 кв.см, количество нейронов коры - более 10 млрд. Значительное место в клеточном составе коры занимают пирамидные нейроны. Пирамидные нейроны имеют разную величину, их дендриты несут большое количество шипиков: аксон (как правило, идет через белое вещество в другие зоны коры или в другие структуры ЦНС); звездчатые клетки -имеют короткие дендриты и короткий аксон, обеспечивающий связи нейронов самой коры; веретенообразные нейроны - обеспечивают вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейронов.

Строение коры головного мозга

text_fields

arrow_upward

Кора головного мозга имеет шестислойное строение

Верхний - молекулярный слой , представлен преимущественно восходящими дендритами пирамидных нейронов, сюда же подходят волокна неспецифических ядер таламуса, регулирующие через дендриты этого слоя уровень возбудимости коры.
Второй слой - наружный зернис тый , состоит из звездчатых клеток, определяющих длительность циркулирования возбуждения в коре мозга, имеют отношение к памяти.
Третий слой - наружный пирамидный , формируется из пирамидных клеток малой величины и функционально вместе со вторым слоем обеспечивает корко-корковые связи различных извилин мозга.
Четвертый слой - внутренний зернистый , содержит звездчатые клетки, здесь заканчиваются специфические таламокор-тикальные пути, т.е. пути, начинающиеся от рецепторов анализаторов.
Пятый слой - внутренний пирамидный , слой крупных пирамид, которые являются выходными нейронами, аксоны их идут в продолговатый и спинной мозг.
Шестой слой - полиморфных кле ток . Большинство нейронов этого слоя образуют кортикоталамические пути.

Нейронный состав, его распределение по слоям различаются в разных областях коры, что позволило выделить в мозге человека 53 цитоархитектонических поля . Причем, разделение на цитоархитектонические поля формируется по мере совершенствования функции коры в филогенезе.

Первичные слуховые, соматосенсорные, кожные и другие поля имеют рядом расположенные вторичные и третичные поля, обеспечивающие ассоциацию функций данного анализатора (сенсорной системы) с функциями других анализаторов. Для всех анализаторов характерен соматотопический принцип организации проекции на кору периферических рецепторных систем. Так, в сенсорной коре II центральной извилины имеются участки представительства каждой точки кожной поверхности, в двигательной коре каждая мышца имеет свою топику, свое место, раздражая которые можно получить движение этой мышцы; в слуховой коре имеется топическая локализация определенных тонов (тонотопическая локализация). В проекции рецепторов сетчатки глаза на 17-е зрительное поле коры имеется точное топографическое распределение. Гибель локальной зоны 17 поля приводит к слепоте, если изображение падает на участок сетчатки, проецирующийся на поврежденную зону коры.

Особенности коры головного мозга

text_fields

arrow_upward

Экранный принцип функционирования

Особенностью корковых полей является экранный принцип их функционирования. Этот принцип заключается в том, что рецептор проецирует свой сигнал не на один нейрон коры, а на их поле, которое образуется коллатералями и связями нейронов. В результате сигнал фокусируется не точка в точку, а на множестве нейронов, что обеспечивает его полный анализ и возможность передачи в другие заинтересованные в процессе структуры. Экранный принцип реализуется благодаря особой организации взаимодействия входных и выходных элементов коры.

Входные (афферентные) импульсы поступают в кору снизу, поднимаются к звездчатым и пирамидным клеткам 3-4-5 слоев коры. От звездчатых клеток 4-го слоя сигнал идет к пирамидным нейронам 3-го слоя, а отсюда - по ассоциативным волокнам - к другим полям, областям коры мозга. Звездчатые клетки 3 поля переключают сигналы, идущие в кору, на пирамидные нейроны 5 слоя, отсюда обработанный сигнал уходит из коры к другим структурам мозга.

В коре входные и выходные элементы вместе со звездчатыми клетками образуют так называемые «колонки » - функциональные единицы коры, организованные в вертикальном направлении. Доказательством этому является то, что если микроэлектрод погружается перпендикулярно в кору, то на своем пути он встречает нейроны, реагирующие на один вид раздражения, если же микроэлектрод идет горизонтально по коре, то он встречает нейроны, реагирующие на разные виды стимулов.

Колонка имеет диаметр около 500 мкм и определяется зоной распределения коллатералей восходящего афферентного таламокор-тикального волокна. Соседние колонки имеют взаимосвязи, организующие участки множества колонок в организации той или иной реакции. Возбуждение одной из колонок приводит к торможению соседних. Каждая колонка может иметь ряд ансамблей, реализующих какую-либо функцию по вероятностно-статистическому принципу. Этот принцип заключается в том, что в реакции при повторном раздражении участвует не вся группа нейронов, а только ее часть, причем, в каждом случае эта часть участвующих нейронов может быть разная. Для выполнения функции формируется группа активных нейронов , среднестатистически достаточная для обеспечения нужной функции (статический принцип ).

Зоны коры головного мозга

Наличие структурно-различных полей предполагает и разное их функциональное предназначение. Так, в коре мозга в затылочной доле имеется зрительная область, которая воспринимает зрительные сигналы (поле 17), распознает их (поле 18), оценивает значение увиденного (поле 19). Повреждение поля 18 приводит к тому, что человек видит, но не узнает предметы, видит написанные слова, но не понимает их. В височной доле коры расположены 22, 41, 42 поля, участвующие в восприятии и анализе слуховых раздражений, организации слухового контроля речи. Повреждение поля 22 приводит к нарушению понимания значения произносимых слов. В височной доле локализован и корковый конец вестибулярного анализатора. Теменная доля мозга связана с соматической чувствительностью, относящейся к речевой функции. Здесь оцениваются воздействия на рецепторы кожи, рецепторы глубокой чувствительности и осуществляется оценка веса, свойств поверхности, формы, размера предмета. В лобной области расположены центры координации движений, в том числе и речи.

Распределение функций по областям мозга не является абсолютным: практически все области мозга имеют полисенсорные нейроны, т.е. нейроны, реагирующие на различные раздражения. Отсюда, при повреждении, например, 17 поля зрительной области, его функцию могут выполнять поля 18 и 19. Помимо этого, разные двигательные эффекты раздражения одного и того же пункта коры наблюдаются в зависимости от текущей деятельности. Если операцию удаления одной из зон коры провести в раннем детском возрасте, когда распределение функций закреплено еще не жестко, восстановление функции утраченной области происходит практически полностью. Все это - проявления механизмов динамической локализации функций, позволяющих компенсировать функционально и анатомически нарушенные структуры. Механизм динамической локализации функций проявляется тем, что в коре имеет место последовательное перекрытие периферических рецептивных полей.

Сохранение следов возбуждения

Особенностью коры головного мозга является ее способность длительно сохранять следы возбуждения.

В спинном мозге, после раздражения, следовые процессы сохраняются секунды;
В подкорковостволовых отделах - в форме сложных двитательно-координаторных актов, доминантных установок, эмоциональных состояний эти процессы длятся часами;
В коре мозга следовые процессы могут сохраняться в течение всей жизни.

Это свойство придает коре исключительное значение в механизмах переработки и хранения информации, накопления базы знаний. Сохранение следов возбуждения в коре проявляется в колебаниях циклов уровня возбудимости коры, которые длятся в двигательной коре 3- 5 минут, в зрительной - 5-8 минут.

Основные процессы, происходящие в коре, реализуются двумя /состояниями: возбуждения и торможения . Эти состояния всегда реципрокны. Они возникают, например, в пределах двигательного анализатора, что наблюдается всегда при движениях, они могут возникать и между разными анализаторами. Тормозное влияние одного анализатора на другие обеспечивает сужение, сосредоточенность внимания на одном процессе. Реципрокные отношения активности часто наблюдаются в соседних нейронах.

Отношение между возбуждением и торможением в коре проявляется в форме так называемого латерального торможения . При латеральном торможении вокруг зоны возбуждения формируется зона заторможенных нейронов, и она, как правило, в два раза по протяженности больше зоны возбуждения. Латеральное торможение обеспечивает контрастность восприятия, что, в свою очередь, позволяет идентифицировать воспринимаемый объект.

Помимо латерального пространственного торможения, в коре после возбуждения всегда возникает торможение активности, и наоборот, после торможения - возбуждение (последовательная индукция ). В тех случаях, когда торможение не в состоянии сдерживать возбудительный процесс в определенной зоне, возникает иррадиация воз буждения в коре. Иррадиация может происходить по коре от нейрона к нейрону, по системам ассоциативных волокон 1-го слоя, тогда она имеет очень малую скорость - 0,5-2,0 м в секунду. Иррадиация возбуждения возможна и за счет аксонных связей пирамидных клеток 3-го слоя коры между соседними структурами, в том числе, между разными анализаторами. Иррадиация возбуждения обеспечивает взаимоотношение состояний областей коры при организации условнорефлекторного и других форм поведения.

Наряду с иррадиацией возбуждения, которое происходит за счет импульсной передачи активности, существует иррадиация торможения по коре. Механизм иррадиации торможения заключается в переводе нейронов в тормозное состояние, за счет торможения приходящих к ним аксонов, их синапсов.

Оценка функционального состояния коры головного мозга человека трудная, и до настоящего времени нерешенная задача. Одним из подходов, косвенно свидетельствующем о функциональном состоянии головного мозга, его структур, является регистрация в них колебаний электрических потенциалов .

Каждый нейрон имеет заряд мембраны, при активации нейрона этот заряд генерируется в форме импульсных разрядов, при торможении заряд мембраны чаше увеличивается и возникает ее гипер поляризация . Глия мозга также имеет заряд мембран своих звездчатых элементов. Заряд мембраны нейронов, глии, его динамика, процессы, происходящие в синапсах, дендритах, аксонном холмике, в аксоне - все это постоянно изменяющиеся, разнообразные и разнонаправленные по знаку, по интенсивности, по скорости процессы. Их интегральные характеристики зависят от функционального состояния нервной структуры и определяют суммарно ее электрические показатели. Эти показатели, если они регистрируются через микроэлектроды, отражают активность локального (до 100 мкм в диаметре) участка мозга и называются фокальной активностью .

В случае, если регистрирующий электрод располагается в подкорковой структуре, регистрируемая через него активность называется субкортикограммой , если электрод располагается в коре мозга - кортикограммой .

Основные ритмы Коры головного мозга

text_fields

arrow_upward

Наконец, тогда, когда электрод располагается на поверхности кожи головы, через него регистрируется суммарная активность , в которой есть вклад как коры, так и подкорковых структур. Это проявление активности называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ) (рис.15.6 Основные ритмы электроэнцефалограммы).

Все виды активности мозга в динамике подвержены усилению и ослаблению и сопровождаются определенными ритмами электрических колебаний.

В покое у человека, при отсутствии внешних раздражений, преобладают медленные ритмы. Это находит отражение в ЭЭГ в форме так называемого альфа-ритма, частота колебаний которого составляет 8-13 колебаний в секунду, а их амплитуда составляет примерно 50 мкв.

Переход человека к деятельности приводит к смене альфа-ритма на более быстрый бета-ритм, имеюшей частоту 14-30 колебаний в секунду, амплитуда которых достигает 25 мкв.

Переход от состояния покоя ко сну сопровождается развитием более медленной ритмики - тета-ритм - 4-7 колебаний в секунду, или дельта-ритм - 0,5-3,5 колебаний в секунду. Амплитуда медленных ритмов колеблется в пределах 100-300 мкв.

В том случае, когда на фоне покоя или другого состояния мозга человека предъявляется раздражение, например, свет, звук, электрический ток, то в ЭЭГ регистрируются так называемые вызванные потенциалы (ВП). Латентный период и амплитуда вызванных потенциалов зависят от интенсивности наносимого раздражения, их компоненты, количество и характер колебаний зависят от адекватности стимула.