Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Координация функций

Учебная цель: уяснить понятие рефлекса, его структурную основу, звенья рефлекторной дуги. Усвоить современные представления о системной организации функций организма. Изучить рефлекторный механизм поддержания и перераспределения мышечного тонуса, усвоить роль различных отделов ЦНС в регуляции двигательных функций.

Вопросы для самоподготовки:

1. Значение ЦНС в процессах управления и связей в живом организме.

2. Понятие о рефлексе. Принципы рефлекторной теории. Классификация рефлексов.

3. Нервный центр. Свойства нервных центров.

4. Центральное торможение. Первичное (постсинаптическое и пресинаптическое) и вторичное торможение рефлексов.

5. Принципы координации рефлекторной деятельности.

6. Рефлекторная теория, ее развитие (доклад).

7. Открытие центрального торможения (доклад).

Самостоятельная работа дома:

1. Рассмотрите рисунок рефлекторной дуги. Сделайте обозначения. Письменно охарактеризуйте отличия вегетативной и соматической рефлекторных дуг. Дайте понятие обратной афферентации.

2. Рассмотрите рисунки 6 (а, б, в), где изображен синаптический контакт. На рисунке 6 а - по волокну идет один импульс. На рисунке 6 б - по волокну идут два импульса подпороговой силы. На рисунке 6 в - по волокну идут три импульса подпороговой силы.

Перенесите рисунки в тетрадь для практических работ и письменно ответьте на вопросы:

• В каком случае на мембране возникнут локальные ответы, а в каком случае возникнет потенциал действия (изобразите это на соответствующих графиках);
• Опишите сущность последовательной суммации.

3. Рассмотрите рисунки 7 (а, б), где изображен синаптический контакт. На рисунке 7 а – подпороговый импульс идет по одному волокну. На рисунке 7 б – подпороговый импульс идет по трем волокнам.

Перенесите рисунки в тетрадь для практических работ и письменно ответьте на вопросы:

1) В каком случае на мембране возникнут локальные ответы, а в каком случае возникнет потенциал действия (изобразите это на соответствующих графиках);

2) Опишите сущность пространственной суммации.

4. Рассмотрите рисунок 8. Обозначьте конвергенцию и дивергенцию. Письменно ответьте на вопросы:

• В чем сущность конвергенции;
• В чем сущность дивергенции;
• Физиологическое значение дивергенции и конвергенции.

5. Рассмотрите рисунок 9, перенесите его в тетрадь. Опишите этот принцип координации и его физиологическое значение.

6. Рассмотрите рисунки 10, 11, 12. Определите, какие виды торможения в ЦНС изображены.

Рисунки перенесите в тетрадь. Обозначьте на них направление проведения возбуждения и торможения, месторасположение тормозных нейронов.

Письменно ответьте на вопросы:

1) Чем отличаются постсинаптические и пресинаптические виды торможения?

2) Что такое возвратное постсинаптическое торможение, его физиологическая роль?

3) Что такое прямое торможение, его физиологическая роль?

4) Что такое латеральное торможение, его физиологическая роль?

7. Письменно решите задачи:

1) У некоторых пациентов коленный рефлекс бывает слабо выражен. Чтобы усилить его, предлагают сцепить руки перед грудью и тянуть их в разные стороны. Почему это приводит к усилению рефлекса?

2) Имеются препарат спинальной лягушки и пинцет. Продемонстрируйте явление иррадиации возбуждения.

3) Почему при слабом покашливании сокращаются в основном мышцы глотки, а при сильном – включаются и мышцы грудной клетки, живота, диафрагмы? Можно ли найти здесь некоторую аналогию с приступом бронхиальной астмы?

4) В эксперименте на животном вызывают два различных рефлекса. После этого животному вводят вещество, которое замедляет процесс освобождения медиатора. Время обоих рефлексов удлиняется, причем одного рефлекса значительно больше, чем другого. В чем причина этого различия?

5) При раздражении одного аксона возбуждаются 3 нейрона, при раздражении другого аксона – 5 нейронов, при совместном их раздражении – 12 нейронов. На скольких нейронах конвергируют эти аксоны?

6) Если у спинальной лягушки сильно ущипнуть лапку, то мышцы сокращаются, и лапка остается поджатой некоторое время после прекращения раздражения. Будет ли наблюдаться такой эффект, если разрушить спинной мозг и нанести электрическое раздражение на седалищный нерв?

7) Ребенок, который учится играть на пианино, первое время играет не только руками, но помогает себе головой, ногами и даже языком. Каков механизм этого явления?

8) При частых ритмических раздражениях афферентного нерва ионы кальция, которые входят в синаптические пузырьки при каждом импульсе возбуждения, не успевают выходить из них во время слишком коротких пауз между импульсами. К чему это приводит?

9) Какой процесс появился в эволюции раньше – возбуждение или торможение?

10) При пресинаптическом торможении в тормозном синапсе возникает деполяризация мембраны, а при постсинаптическом – гиперполяризация. Почему же эти противоположные реакции дают один и тот же тормозной эффект?

11) Можно ли вызвать судорожные сокращения мышц при помощи препарата, который не воздействует непосредственно ни на мышцы, ни на иннервирующие их мотонейроны?

12) При перфузии нескольких синаптических областей в спинном мозге в перфузате были обнаружены АХ, глицин, ГАМ К. Можно ли утверждать, что все эти синапсы одинаковы в функциональном отношении (являются возбуждающими пли тормозными)?

13) В Америке выражение «играть опоссума» означает притворяться, обманывать. Дело в том, что природа наградила опоссума необычной защитной реакцией. Попав в беду, а то и в зубы хищнику, опоссум настолько убедительно прикидывается мертвым, что это часто спасает ему жизнь. Неподвижность добычи, ее неестественная поза во многих случаях отпугивает врага, вызывает ориентировочно-оборонительную реакцию. Это дает возможность опоссуму улучить удобный момент и удрать. Однако ученые долгое время сомневались, действительно ли опоссум такой великий обманщик, или просто от страха впадает в обморочное состояние. Как был найден ответ?

14) Латеральное (боковое) торможение в ЦНС можно упрощенно представить таким образом, что при возбуждении нейрона он притормаживает соседние с ним нейроны. Это свойство играет особенно важную роль в сенсорных системах, где оно обеспечивает усиление контраста, например, четкое определение границ темного пятна на светлом фоне. Если лягушка снайперским ударом языка накрывает муху, ползущую по песку, то для этого мозг должен четко различать, где кончается муха и начинается песок. Попытайтесь объяснить, почему латеральное торможение способствует этому? Задача весьма трудная, поэтому в данном случае, если никаких идей не появится, можно сразу заглянуть в решение.

15) Стрихнин является антагонистом глицина. К чему приведет введение стрихнина в организм животного?

16) Реципрокная иннервация состоит в том, что при сгибании (разгибании) одних конечностей животного происходит торможение центров мышц-антагонистов других конечностей (у четвероногих). Чем можно доказать, что эти отношения не закреплены жестко, анатомически, а являются функциональными и, следовательно, могут перестраиваться?

 

 

Рис.6 Последовательная суммация возбуждения.

Рис. 7 Пространственная суммация возбуждения.

В)

Рис 8. Типы распространения возбуждения.

А) В)

Рис. 9. Воронка Шеррингтона (принцип координации).

Рис. 10. Торможение в ЦНС.

Рис. 11. Торможение в ЦНС.

Рис. 12. Торможение в ЦНС.