Взаимодействие между чувствительными и двигательными системами.

Поступление информации по чувствительным системам и деятельность двигательных систем тесно связаны между собой. Для правильного осу­ществления движений необходимо, чтобы все отвечающие за эти движения центры в каждый момент времени получали от пе­риферических структур информацию о по­ложении тела в пространстве и о том, как производится движение. Вместе с тем некоторые виды чувствитель­ной информации (например, зрительная и осязательная) могут быть получены толь­ко при участии определенных движений.

При любой форме движения поток биоэлектрических импульсов от од­них мышц усиливается, от других ослабевает, меняя свою частоту и амплитуду. Импульсы, возникающие в рецепторах двигательного анали­затора, поступают в центральную нервную систему и по проводящим путям спинного мозга достигают раз­личных отделов коры больших полушарий.

Основной путь к коре полушарий состоит из трех групп нейронов. Первые нейроны лежат в межпозво­ночных чувствительных ганглиях (или в ганглиях черепно-мозговых нервов); вторые - в ядрах про­долговатого мозга; третьи - в цен­трах промежуточного мозга.

Наличие двусторонней афферент­ной и эфферентной связи между мышцами и центрами создает замкнутую цепь, в которой нервные им­пульсы, распространяющиеся по дви­гательным волокнам, вызывают со­кращение мышц. В свою очередь, мышца сигнализирует в центры о ка­честве выполняемой работы (сильно, слабо, быстро, медленно и т. д.). Эта обратная связь поддерживает необходимый уровень функционирования всей мышечной системы в данной ситуации (движение по пря­мой, по кругу, галоп, прыжки и др.). Проприорецепторы мышц при со­кращении последних воспринимают раздражение, которое передается в соответствующие нервные центры, вызывая ответную реакцию.

Благо­даря сигналам, поступающим от проприорецепторов мышц, осуществляются шейные тонические реф­лексы, имеющие большое значение для движения животных. Для осу­ществления движения важное значе­ние имеют импульсы, идущие от кож­ных чувствительных рецепторов. Ве­лика роль мозжечка и лабиринтов, центры которых связаны с ядром Дейтерса. Сигналы, идущие от лаби­ринтов, регулируют положение голо­вы, а это влияет на тонус мышц конечностей. Например, если лошадь должна сдвинуть с места значитель­ный груз, то она вначале опускает голову, а это перемещает центр тя­жести и увеличивает тонус задних конечностей, обеспечивающих толчок при движении вперед. Если же голо­ва поднимется кверху, то тонус тазо­вых конечностей будет ослаблен и лошадь не сможет «взять с места».

Управление движениями обуслов­лено совместной деятельностью всех уровней нервной системы. Предмет биологической кибернетики состоит в изучении специфических для живых существ общих принципов и конкрет­ных механизмов целесообразного саморегулирования и активного вза­имодействия с окружающей средой. Физиология и биокибернетика взаим­но дополняют друг друга. Биоки­бернетика помогает понять сложные процессы саморегуляции движения. В частности, она рассматривает мышцу как структурный элемент локомоторной системы с множествен­ными обратными связями. Регуляция работы мышц конечностей осуществ­ляется тремя типами сенсорных ре­цепторов: рецепторы мышцы, реагирующие на изменения ее длины; рецепторы сухожилий, чувствитель­ные к изменению их напряжений; рецепторы суставов, реагирующие на изменение положения конечностей. Все виды рецепторов играют важную роль в координации движения, но наибольшее значение имеют ре­цепторы первой группы, расположенные параллельно мышечным пучкам. При растяжении мышц они воз­буждаются и передают информацию о степени данного растяжения. В ре­зультате этого в центрах возникают командные импульсы, возвращаю­щиеся по эфферентному пути к мыш­це и вызывающие ее сокращение.

Считают, что в нервной регуляции деятельности мышц участвуют мини­мум три подсистемы. Первая под­система определяет сократительную функцию мышц. Она состоит из мото­нейронов и мышц с расположенными в них проприорецепторами. Импульс­ная информация в ней распростра­няется от клеток передних рогов спинного мозга к мышцам и от мышечных рецепторов в обратном на­правлении через заднекорешковую систему к спинномозговым центрам и вновь к мотонейронам. Вторая подсистема обеспечивает оптималь­ный уровень возбудимости проприо­рецепторов; третья, состоящая из аксонных коллатералей мотонейро­нов и вставочных нейронов Реншоу, предназначена для саморегуляции мотонейронов.