Regulering van zenuwactiviteit is een proces van opwinding en remming in het centrale zenuwstelsel. Aanvankelijk komt het voor als een elementaire reactie op irritatie. Tijdens het evolutieproces werden neurohumorale functies complexer, wat leidde tot de vorming van de belangrijkste afdelingen van het zenuwstelsel en het endocriene systeem. In dit artikel zullen we een van de belangrijkste processen bestuderen - remming in het centrale zenuwstelsel, de typen en mechanismen van de implementatie ervan.
Zenuwweefsel, zijn structuur en functies
Een van de soorten dierlijke weefsels, zenuw genaamd, heeft een speciale structuur die zowel voor het proces van opwinding zorgt als voor de remmingsfuncties in het centrale zenuwstelsel. Zenuwcellen bestaan uit een lichaam en processen: kort (dendrieten) en lang (axonen), die zorgen voor de overdracht van zenuwimpulsen van de ene neurocyt naar de andere. Het uiteinde van het axon van een zenuwcel maakt contact met de dendrieten van de volgende neurocyt op plaatsen die synapsen worden genoemd. Ze zorgen voor de overdracht van bio-elektrische impulsen door het zenuwweefsel. En de opwindingbeweegt altijd in één richting - van het axon naar het lichaam of dendrieten van een andere neurocyt.
Nog een eigenschap, naast opwinding, die optreedt in het zenuwweefsel, is remming in het centrale zenuwstelsel. Het is een reactie van het lichaam op de werking van een irriterend middel, wat leidt tot een afname of volledige stopzetting van motorische of secretoire activiteit, waaraan centrifugale neuronen deelnemen. Remming in het zenuwweefsel kan ook optreden zonder voorafgaande excitatie, maar alleen onder invloed van een remmende mediator, zoals GABA. Het is een van de belangrijkste zenders van remmen. Hier kun je ook zo'n stof als glycine noemen. Dit aminozuur is betrokken bij het versterken van remmende processen en stimuleert de productie van gamma-aminoboterzuurmoleculen in synapsen.
I. M. Sechenov en zijn werk in de neurofysiologie
Een uitstekende Russische wetenschapper, de maker van de theorie van reflexactiviteit van de hersenen, bewees de aanwezigheid in de centrale delen van het zenuwstelsel van speciale celcomplexen die in staat zijn om bio-elektrische processen te inactiveren. De ontdekking van remmingscentra in het centrale zenuwstelsel werd mogelijk dankzij het gebruik van drie soorten experimenten door I. Sechenov. Deze omvatten: het snijden van secties van de cortex in verschillende delen van de hersenen, stimulatie van individuele loci van grijze stof door fysieke of chemische factoren (elektrische stroom, natriumchloride-oplossing), evenals de methode van fysiologische excitatie van hersencentra. I. M. Sechenov was een uitstekende experimentator, die ultraprecieze sneden maakte in het gebied tussen de visuele knobbeltjes en direct inde kikker-thalamus zelf. Hij constateerde een afname en volledige stopzetting van de motorische activiteit van de ledematen van het dier.
Zo ontdekte een neurofysioloog een speciaal type zenuwproces - remming in het centrale zenuwstelsel. We zullen de soorten en mechanismen van zijn vorming in de volgende secties in meer detail bekijken, en nu zullen we ons opnieuw op dit feit concentreren: in afdelingen als de medulla oblongata en visuele knobbeltjes, is er een site die de remmende, of " Sechenov" centrum. De wetenschapper bewees zijn aanwezigheid ook niet alleen bij zoogdieren, maar ook bij mensen. Bovendien ontdekte I. M. Sechenov het fenomeen van tonische excitatie van remmende centra. Hij begreep door dit proces een lichte opwinding in de centrifugale neuronen en de spieren die ermee verbonden zijn, evenals in de zenuwcentra van remming zelf.
Interactie tussen neurale processen?
Onderzoek door vooraanstaande Russische fysiologen I. P. Pavlov en I. M. Sechenov heeft aangetoond dat het werk van het centrale zenuwstelsel wordt gekenmerkt door de coördinatie van reflexreacties van het lichaam. De interactie van de processen van excitatie en inhibitie in het centrale zenuwstelsel leidt tot een gecoördineerde regulatie van lichaamsfuncties: motorische activiteit, ademhaling, spijsvertering, uitscheiding. Bio-elektrische processen vinden gelijktijdig plaats in de zenuwcentra en kunnen in de loop van de tijd constant veranderen. Dit zorgt voor de correlatie en tijdige passage van responsreflexen op signalen uit de interne en externe omgeving. Talrijke experimenten uitgevoerd door neurofysiologen hebben het feit bevestigd dat excitatie en remming in het centrale zenuwstelsel zijn:belangrijke zenuwverschijnselen, die gebaseerd zijn op bepaalde regelmatigheden. Laten we er dieper op ingaan.
Zenuwcentra van de hersenschors zijn in staat om beide soorten processen door het zenuwstelsel te verdelen. Deze eigenschap wordt bestraling van excitatie of inhibitie genoemd. Het tegenovergestelde fenomeen is een vermindering of beperking van het gebied van de hersenen dat bio-impulsen verspreidt. Dat heet concentratie. Wetenschappers observeren beide soorten interacties tijdens de vorming van geconditioneerde motorreflexen. Tijdens de beginfase van de vorming van motorische vaardigheden, als gevolg van de bestraling van excitatie, trekken verschillende spiergroepen tegelijkertijd samen, niet noodzakelijkerwijs deelnemend aan de uitvoering van de motorische handeling die wordt gevormd. Pas na herhaalde herhalingen van het gevormde complex van fysieke bewegingen (schaatsen, skiën, fietsen), als gevolg van de concentratie van excitatieprocessen in specifieke zenuwfoci van de cortex, worden alle menselijke bewegingen sterk gecoördineerd.
Het omschakelen van het werk van zenuwcentra kan ook optreden als gevolg van inductie. Het manifesteert zich wanneer aan de volgende voorwaarde is voldaan: eerst is er een concentratie van inhibitie of excitatie, en deze processen moeten van voldoende sterkte zijn. In de wetenschap zijn er twee soorten inductie bekend: S-fase (centrale remming in het centrale zenuwstelsel versterkt excitatie) en negatieve vorm (excitatie veroorzaakt het proces van remming). Er is ook sequentiële inductie. In dit geval wordt het zenuwproces omgekeerd in het zenuwcentrum zelf. Onderzoekneurofysiologen hebben het feit bewezen dat het gedrag van hogere zoogdieren en mensen wordt bepaald door de verschijnselen van inductie, bestraling en concentratie van zenuwprocessen van excitatie en inhibitie.
Onvoorwaardelijke remming
Laten we in meer detail de soorten remming in het centrale zenuwstelsel bekijken en stilstaan bij de vorm ervan, die inherent is aan zowel dieren als mensen. De term zelf werd voorgesteld door I. Pavlov. De wetenschapper beschouwde dit proces als een van de aangeboren eigenschappen van het zenuwstelsel en onderscheidde twee soorten ervan: vervagen en constant. Laten we er dieper op ingaan.
Veronderstel dat er een focus van excitatie is in de cortex die impulsen genereert naar het werkende orgaan (spieren, secretoire cellen van de klieren). Door veranderingen in de omstandigheden van de externe of interne omgeving ontstaat een ander opgewonden gebied van de hersenschors. Het produceert bio-elektrische signalen met een grotere intensiteit, die de excitatie in het voorheen actieve zenuwcentrum en zijn reflexboog remt. Vervagende remming in het centrale zenuwstelsel leidt ertoe dat de intensiteit van de oriëntatiereflex geleidelijk afneemt. De verklaring hiervoor is als volgt: de primaire stimulus veroorzaakt niet langer het proces van excitatie in de receptoren van het afferente neuron.
Een ander soort remming, waargenomen bij zowel mensen als dieren, wordt aangetoond door het experiment uitgevoerd door de Nobelprijswinnaar in 1904 IP Pavlov. Tijdens het voeren van de hond (met de fistel verwijderd van de wang), zetten de onderzoekers een scherp geluidssignaal aan - het vrijkomen van speeksel uit de fistel stopte. De wetenschapper noemde dit type remming transcendentaal.
Omdat het een aangeboren eigenschap is, remming in het centrale zenuwstelselverloopt via een onvoorwaardelijk reflexmechanisme. Het is vrij passief en veroorzaakt niet het verbruik van een grote hoeveelheid energie, wat leidt tot het stoppen van geconditioneerde reflexen. Constante onvoorwaardelijke remming gaat gepaard met veel psychosomatische ziekten: dyskinesieën, spastische en slappe verlamming.
Wat is een vervagende rem
Laten we doorgaan met het bestuderen van de mechanismen van remming in het centrale zenuwstelsel, laten we eens kijken naar wat een van zijn typen is, een blusrem genaamd. Het is algemeen bekend dat de oriënteringsreflex de reactie van het lichaam is op de impact van een nieuw extern signaal. In dit geval wordt een zenuwcentrum gevormd in de hersenschors, die zich in een staat van opwinding bevindt. Het vormt een reflexboog, die verantwoordelijk is voor de reactie van het lichaam en wordt de oriëntatiereflex genoemd. Deze reflexhandeling veroorzaakt remming van de geconditioneerde reflex die op dit moment plaatsvindt. Na herhaalde herhaling van een externe stimulus, neemt de reflex, indicatief genoemd, geleidelijk af en verdwijnt uiteindelijk. Dit betekent dat het niet langer remming van de geconditioneerde reflex veroorzaakt. Dit signaal wordt de fading rem genoemd.
Externe remming van geconditioneerde reflexen wordt dus geassocieerd met de invloed van een extern signaal op het lichaam en is een aangeboren eigenschap van het centrale en perifere zenuwstelsel. Een plotselinge of nieuwe stimulus, bijvoorbeeld een pijnsensatie, een vreemd geluid, een verandering in verlichting, veroorzaakt niet alleen een oriëntatiereflex, maar draagt ook bij aan de verzwakking of zelfs volledige stopzetting van de geconditioneerdereflexboog die momenteel actief is. Als een extern signaal (behalve pijn) herhaaldelijk werkt, manifesteert de remming van de geconditioneerde reflex zich minder. De biologische rol van de onvoorwaardelijke vorm van het zenuwproces is het uitvoeren van de reactie van het lichaam op de stimulus, de belangrijkste op dit moment.
Intern remmen
De andere naam die wordt gebruikt in de fysiologie van hogere zenuwactiviteit is geconditioneerde remming. De belangrijkste voorwaarde voor het ontstaan van een dergelijk proces is het gebrek aan versterking van signalen van de buitenwereld met aangeboren reflexen: spijsvertering, speeksel. De remmingsprocessen in het centrale zenuwstelsel die onder deze omstandigheden zijn ontstaan, vereisen een bepaald tijdsinterval. Overweeg hun typen in meer detail.
Differentiële remming treedt bijvoorbeeld op als een reactie op omgevingssignalen die qua amplitude, intensiteit en sterkte overeenkomen met de geconditioneerde stimulus. Deze vorm van interactie tussen het zenuwstelsel en de omringende wereld stelt het lichaam in staat om op een subtielere manier onderscheid te maken tussen stimuli en van hun totaliteit degene te isoleren die wordt bekrachtigd door een aangeboren reflex. Op het geluid van een roep met een sterkte van 15 Hz, ondersteund door een voerbak met voedsel, ontwikkelde de hond bijvoorbeeld een geconditioneerde speekselreactie. Als een ander geluidssignaal wordt toegepast op het dier, met een sterkte van 25 Hz, zonder het te versterken met voedsel, zal in de eerste reeks experimenten speeksel vrijkomen uit de fistel bij de hond voor beide geconditioneerde stimuli. Na enige tijd zal het dier deze signalen differentiëren, en het speeksel van de fistel stopt met afscheiden van een geluid met een kracht van 25 Hz, dat wil zeggen,differentiële remming zal zich ontwikkelen.
Bevrijd de hersenen van informatie die zijn vitale rol voor het lichaam heeft verloren - deze functie wordt precies uitgevoerd door remming in het centrale zenuwstelsel. Fysiologie heeft empirisch bewezen dat geconditioneerde motorische reacties, goed gefixeerd door ontwikkelde vaardigheden, gedurende het hele leven kunnen aanhouden, bijvoorbeeld bij skaten, fietsen.
Samenvattend kunnen we zeggen dat de remmingsprocessen in het centrale zenuwstelsel de verzwakking of stopzetting van bepaalde reacties van het lichaam zijn. Ze zijn van groot belang, omdat alle reflexen van het lichaam worden gecorrigeerd in overeenstemming met de veranderde omstandigheden, en als het geconditioneerde signaal zijn waarde heeft verloren, kunnen ze zelfs volledig verdwijnen. Verschillende soorten remming in het centrale zenuwstelsel zijn fundamenteel voor vermogens van de menselijke psyche als het handhaven van zelfbeheersing, het onderscheiden van prikkels en verwachting.
Vertraagd zicht op het zenuwproces
Empirisch gezien kun je een situatie creëren waarin de reactie van het lichaam op een geconditioneerd signaal van de externe omgeving zich manifesteert zelfs vóór blootstelling aan een ongeconditioneerde stimulus, zoals voedsel. Met een toename van het tijdsinterval tussen het begin van blootstelling aan een geconditioneerd signaal (licht, geluid, bijvoorbeeld metronoombeats) en het moment van versterking tot drie minuten, wordt het vrijkomen van speeksel bij de bovengenoemde geconditioneerde stimuli steeds meer vertraagd en manifesteert zich pas op het moment dat een voerbak met voer voor het dier verschijnt. De vertraging in reactie op een geconditioneerd signaal kenmerkt de processen van remming in het centrale zenuwstelsel, vertraagd genoemdeen vorm waarin de stroomtijd overeenkomt met het vertragingsinterval van een ongeconditioneerde stimulus, zoals voedsel.
De waarde van remming in het centrale zenuwstelsel
Het menselijk lichaam, figuurlijk gesproken, is "onder het geweer" van een groot aantal factoren van de externe en interne omgeving, waarop het wordt gedwongen te reageren en vele reflexen te vormen. Hun zenuwcentra en bogen worden gevormd in de hersenen en het ruggenmerg. De overbelasting van het zenuwstelsel met een groot aantal opgewonden centra in de hersenschors heeft een negatieve invloed op de mentale gezondheid van een persoon en vermindert ook zijn prestaties.
Biologische basis van menselijk gedrag
Beide soorten activiteit van het zenuwweefsel, zowel excitatie als remming in het CZS, vormen de basis van hogere zenuwactiviteit. Het bepa alt de fysiologische mechanismen van de menselijke mentale activiteit. De doctrine van hogere zenuwactiviteit werd geformuleerd door IP Pavlov. De moderne interpretatie is als volgt:
Excitatie en remming in het centrale zenuwstelsel, die optreden in interactie, zorgen voor complexe mentale processen: geheugen, denken, spraak, bewustzijn, en vormen ook complexe menselijke gedragsreacties
Om een wetenschappelijk onderbouwde manier van studeren, werken en rusten samen te stellen, passen wetenschappers de kennis van de wetten van hogere zenuwactiviteit toe.
De biologische betekenis van zo'n actief zenuwproces als inhibitie kan als volgt worden bepaald. Veranderingen in de omstandigheden van de externe en interne omgeving (gebrek aan versterkinggeconditioneerd signaal door een aangeboren reflex) leidt tot adequate veranderingen in de adaptieve mechanismen in het menselijk lichaam. Daarom wordt de verworven reflexhandeling geremd (gedoofd) of verdwijnt helemaal, omdat het ongepast wordt voor het lichaam.
Wat is slapen?
I. P. Pavlov bewees in zijn werken experimenteel het feit dat de processen van remming in het centrale zenuwstelsel en slaap van dezelfde aard zijn. Tijdens de periode van waakzaamheid van het lichaam, tegen de achtergrond van de algemene activiteit van de hersenschors, worden nog steeds de individuele secties gediagnosticeerd die worden gedekt door interne remming. Tijdens de slaap stra alt het uit over het gehele oppervlak van de hersenhelften en bereikt het de subcorticale formaties: visuele knobbeltjes (thalamus), hypothalamus, reticulaire formatie en limbisch systeem. Zoals de uitstekende neurofysioloog P. K. Anokhin opmerkte, verminderen alle bovengenoemde delen van het centrale zenuwstelsel, die verantwoordelijk zijn voor de gedragssfeer, emoties en instincten, hun activiteit tijdens de slaap. Dit houdt een afname in van het genereren van zenuwimpulsen die van onder de cortex komen. Zo wordt de activering van de cortex verminderd. Dit biedt de mogelijkheid tot rust en herstel van het metabolisme, zowel in de neurocyten van de grote hersenen als door het hele lichaam als geheel.
Ervaringen van andere wetenschappers (Hess, Economo) hebben speciale complexen van zenuwcellen vastgesteld die zijn opgenomen in de niet-specifieke kernen van de visuele knobbeltjes. Excitatieprocessen die daarin worden gediagnosticeerd, veroorzaken een afname van de frequentie van corticale bioritmen, wat kan worden beschouwd als een overgang van een actieve toestand(wakker) slapen. Studies van dergelijke delen van de hersenen als het aquaduct van Sylvius en de derde ventrikel brachten wetenschappers op het idee van een slaapregulatiecentrum. Het is anatomisch gerelateerd aan het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor wakker zijn. De nederlaag van deze locus van de cortex als gevolg van trauma of als gevolg van erfelijke aandoeningen bij mensen leidt tot pathologische aandoeningen van slapeloosheid. We merken ook op dat de regulatie van zo'n vitaal belangrijk remmingsproces voor het lichaam als slaap wordt uitgevoerd door de zenuwcentra van het diencephalon en subcorticale kernen: caudate, amandelvormig, hek en lenticulair.
