РЕФЛЕКС КАК ОСНОВНАЯ ФОРМА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Строение нервной системы и совокупность процессов, происходящих в ней, позволяют ей выполнять регулирующие и управляющие функции, которые обеспечивают:

  • 1. Быструю координацию внутренних функций организма.
  • 2. Объединение отдельных органов и систем организма в единое целое.
  • 3. Приспособление функций организма к разным условиям окружающей среды.

Первые представления о рефлекторном принципе деятельности нервной системы, т.е. о принципе «отражения», и само понятие «рефлекс» были введены Рене Декартом в XVII в. Но в силу недостаточности научных сведений о строении и функции нервной системы его представления о механизме рефлекса были умозрительны и механистичны. Так, двигательную реакцию в ответ на внешнее воздействие Декарт объяснял тем, что под воздействием на органы чувств какого-либо стимула натягиваются «нервные нити», идущие по «нервным трубкам» к мозгу. Натяжение нитей приводит к открытию «клапанов», через которые из мозга выходит «животный дух», устремляющийся по нервам к мышцам и раздувающий их.

В настоящее время рефлексом называется всякая реакция организма, возникающая при действии раздражителя из внешней или внутренней среды и осуществляемая при обязательном участии ЦНС. Анатомической основой любого рефлекса является рефлекторная дуга. Согласно теории И.П. Павлова рефлекторная дуга любого рефлекса состоит из трех частей: анализаторной, контактной и исполнительной. Анализаторная часть включает в себя рецептор, афферентное волокно и чувствительную нервную клетку (рис. 3.3).

Функциональная структура рефлекторной дуги (по И.П. Павлову)

Рис. 3.3. Функциональная структура рефлекторной дуги (по И.П. Павлову)

Функция рецептора заключается в том, чтобы воспринимать раздражение и перерабатывать (трансформировать) его в нервный импульс.

Рецепторы специфичны: они приспособлены к восприятию определенного раздражителя. Раздражителем называется какой-либо агент, обладающий некоторым количеством энергии, который, будучи приложен к ткани, способен вызвать ее возбуждение. Так, действие химической энергии воспринимают хеморецепторы, тепловой —терморецепторы, механической—механорецепторы, электромагнитные колебания с определенной длиной волны (свет) — фоторецепторы и т.д. По отношению к рецепторам все раздражители можно разделить на адекватные и неадекватные. Адекватным для данного вида рецепторов является раздражитель, к восприятию которого они приспособлены. Пороговая интенсивность адекватного раздражителя намного ниже, чем неадекватного.

Кроме того, раздражители классифицируются по силе приложенной энергии. Выделяют:

  • а) допороговые —слабые раздражители, не вызывающие видимой ответной реакции;
  • б) пороговые—минимальные по силе раздражители, вызывающие минимальную ответную реакцию.

В зависимости от расположения рецепторов их можно разделить на 3 группы: экстеро-, интеро- и проприорецепторы. Первые возбуждаются различными факторами внешней среды, вторые чувствительны к колебаниям внутренней среды, третьи воспринимают изменения длины и напряжения мышц, связок и сухожилий.

Контактная часть рефлекторной дуги представлена вставочными нейронами спинного или головного мозга.

В простейшем случае рефлекторная дуга включает только два нейрона, и импульсы передаются с чувствительной на двигательную нервную клетку. Чаще возбуждение в ЦНС проходит через ряд вставочных нейронов. Чем сложнее рефлекс, тем больше ассоциативных клеток входит в состав контактной части рефлекторной дуги.

Следует отметить существование так называемых «рефлекторных дуг с гуморальным звеном». Такие дуги возникают в том случае, если из ЦНС информация поступает к железам внутренней секреции, которые в ответ выделяют биологически активные вещества — гормоны, оказывающие влияние на состояние рабочего органа (рис. 3.4).

Рефлекторная дуга с гуморальным звеном и обратной связью

Рис. 3.4. Рефлекторная дуга с гуморальным звеном и обратной связью

Исполнительное звено рефлекторной дуги состоит из эфферентного нейрона и исполнительного органа, или эффектора. К таким органам относятся мышцы и железы. Эффекторы характеризуются тем, что при возбуждении выполняют специфическую работу, которую можно измерить: мышцы сокращаются, железы выделяют секрет.

Однако деятельностью исполнительного органа не заканчивается рефлекторный акт. Каждый эффектор имеет свои чувствительные приборы, которые в свою очередь сигнализируют в ЦНС об осуществленной ими работе. Информация от локализованных в эффекторах рецепторов, возбуждение которых вызывается изменением состояния органа, поступает в ЦНС, где происходит сопоставление результата деятельности с эфферентной информацией. Благодаря такому сопоставлению достигается уточнение ответной реакции организма. Связь чувствительных приборов рабочего органа с ЦНС называется «обратной связью». Поэтому правильнее говорить не о рефлекторной дуге, а о рефлекторном кольце (рис. 3.4).

Чтобы понять, как осуществляется рефлекс, рассмотрим, каким образом происходит отдергивание руки при действии на нее горячего предмета.

Под действием горячего предмета в рецепторах возникает возбуждение, которое по афферентному (центростремительному) волокну передается к чувствительной нервной клетке. От нее — по аксону в ЦНС к вставочным нейронам, в которых происходят сложные процессы переработки поступившей информации. После этого возбуждение будет передаваться на двигательные нервные клетки и по их аксону (эфферентному, центробежному волокну) поступит к мышцам, которые, сокращаясь, вызовут отдергивание руки.

Как установлено И.П. Павловым, любой рефлекторный акт независимо от его сложности подчиняется трем универсальным принципам рефлекторной деятельности. Согласно первому из них — принципу детерминизма, или причинной обусловленности, рефлекторный акт может осуществляться только при действии раздражителя, иначе говоря, всякий процесс, протекающий в организме, причинно обусловлен. Раздражитель, действующий на рецептор, является причиной, а рефлекторный ответ—следствием.

Второй принцип— структурности, или целостности. Согласно этому принципу рефлекторный акт может быть осуществлен лишь при условии структурной и функциональной целостности материальной основы рефлекса —рефлекторной дуги, а вернее рефлекторного кольца. Структурная целостность рефлекторной дуги может быть нарушена при механическом повреждении какой-либо ее части: рецепторов, афферентных или эфферентных нервных путей, участков ЦНС, рабочих органов. Это может произойти в результате травмы: ожог слизистой носа с повреждением обонятельного эпителия приводит к задержке и изменению глубины дыхания при вдыхании веществ с резким запахом; повреждение дыхательного центра в продолговатом мозге при переломе основания черепа может повлечь остановку дыхания; пересечение какого-либо нерва, иннервирующего поперечнополосатую мускулатуру, влечет невозможность совершения тех или иных мышечных движений. Невозможность осуществления рефлекса по причине нарушения функциональной целостности может быть связано с блокадой проведения нервных импульсов по рефлекторной дуге. Так, многие применяемые для местного обезболивания вещества блокируют передачу нервного импульса от рецептора по нервному волокну. Поэтому, например, после местной анестезии манипуляции стоматолога с больным зубом не вызывают болевой реакции. При применении общей анестезии возбуждение блокируется в центральной части рефлекторных дуг. Функциональная целостность структуры рефлекса нарушается и в случае возникновения процессов торможения в центральной части рефлекторной дуги. В этом случае также наблюдается отсутствие или прекращение ответной реакции на раздражитель. Например, ребенок прекращает рисовать, увидев новую яркую игрушку.

Третий принцип — анализ и синтез. В соответствии с этим принципом любой рефлекторный акт осуществляется на основе процессов анализа и синтеза. Анализ — это нейробиологический процесс «разложения» раздражителя, выявления его отдельных количественных и качественных свойств. Анализ раздражителя начинается уже в рецепторах, но полностью осуществляется в ЦНС, в том числе наиболее тонко в коре больших полушарий. Синтез —это нейробиологический процесс обобщения, познания раздражителя как целостности на основе выявления взаимосвязи его свойств, выделенных при анализе. Синтез завершается выбором ответной реакции организма, адекватной действию раздражителя. Так, проанализировав такие свойства зрительного раздражителя, как, например, форма, цвет, характер поверхности, удаленность, направление движения и т.д., в результате синтеза можно определить, что это за предмет, и осуществить действие по отношению к нему.

Совершенство процессов анализа и синтеза возрастает в процессе индивидуального развития организма. Именно этими процессами определяется точность рефлекторных реакций, а значит, и способность организма взаимодействовать с окружающей средой, сохраняя свою целостность.

Примером воздействия, нарушающего аналитико-синтетическую деятельность, в частности, является употребление алкоголя: как известно, в состоянии опьянения у человека нарушается координация движений, точность, наблюдается неадекватная оценка окружающей действительности и т.д.

 
Посмотреть оригинал