Нейропептиды

Вторая группа химических агентов мозга – нейропептиды, вещества, вырабатываемые нейронами и сходны по действию с морфием, поэтому их называют опиатными пептидами. Их насчитывают более десяти. Представителями являются энкефалины и эндорфины. Вслед за открытием этой категории пептидов пришло понимание, что некоторые структуры мозга имеют рецепторы, чувствительные к препаратам опия (к наркотикам). Такие рецепторы были обнаружены в структурах мозга, имеющих отношение к формированию боли и эмоций, их называют опиатные.

В 1975 г. Дж.Хьюз и Х.Кастерлиц выделили из мозга 2 пептида, которые связывались с опиатными рецепторами, их назвали энкефалины.

Позже из гипофиза были выделены эндорфины, здесь их больше всего содержится. Было установлено, что повышение уровня этих нейропептидов может быть достигнуто при иглоукалывании, гипнозе или электростимуляции мозга. Энкефалины обладают обезболивающим эффектом, так как подавляют выделение медиатора – вещества «Р» из сенсорных волокон, несущих информацию от болевых рецепторов в центр. Таким образом регулируется поступление болевых сигналов в головной мозг. Помимо обезболивающего действия опиатные пептиды влияют на образование долговременной памяти, на процессы обучения, регулируют аппетит, половые функции, снижают последствия стресса.

Нейрогормоны

Третья группа химических веществ мозга. Наиболее значительным открытием в области эндокринологии было обнаружение секреции в головном мозге биологически активных веществ, обладающих свойствами гормонов. Они выделяются нейронами непосредственно в кровь и называются нейрогормонами. Оказалось, что нейроны гипоталамуса оказывают регулирующее действие на гипофиз либо через либерины, либо через статины.

Кроме того, нейроны гипоталамуса вырабатывают гормоны: окситацин и антидиуретический. Выяснилось, что антидиуретический гормон помимо регуляции водно-солевого обмена улучшает запоминание. Окситоцин, помимо основного действия на родовой процесс, отвечает за формирование материнского инстинкта. У некоторых видов грызунов мать после родов убивает своих детенышей, но если перед родами дать ей понюхать окситоцин, она не убивает детенышей.

Следует подчеркнуть, что любое проявление поведенческих реакций имеет в своей основе участие различных групп биологически активных веществ, некоторые из них обладают активирующим, некоторые тормозным влиянием. Предполагают, что модальность, качество, их интенсивность определяются взаимоотношением норадренергической, дофаминергической, холинергической, серотонинергической систем, а также целым рядом нейропептидов, включая эндорфины, энкефалины и нейрогормоны.

Эволюция (филогенез) высшей нервной деятельности.

И.М. Сеченов – основоположник эволюционной физиологии. Он пытался проследить развитие поведения животных и человека исторически.

Нервная система живых существ в процессе эволюции прошла долгий путь от совокупности примитивных рефлексов у простейших животных до сложной системы анализа и синтеза информации у высших приматов.

В условиях, где есть все для жизни, организм может существовать без нервной системы.

Для большинства организмов окружающий мир слишком нестабилен и требует постоянного приспособления к нему. Органом, обеспечивающим организму возможность приспособления к условиям среды, стала нервная система.

Простейшие организмы относятся к донервному этапу развития и их поведение генетически обусловлено.

Наиболее древним свойством нервной системы является способность распространять информацию.

У кишечно-полостных животных (гидры, медузы, полипы) впервые появляется слабо-дифференцированная нервная система. Она обеспечивает быструю реакцию всего организма на различные раздражители. Отвечают они всегда однотипно на действие любого раздражителя. Например, гидра на прикосновение или покачивание воды реагирует одинаково – сжимается. Гидру можно тренировать двигаться в определенном направлении.

Следующим этапом в эволюции нервной системы стало появление нового качества – упреждающей адаптации, то есть способности организма заранее готовиться к изменению условий среды. Для этого у животных развивается разнообразные органы чувств.

Первые органы чувств возникли у беспозвоночных (червей, моллюсков). С появлением органов чувств возник универсальный код информации в нервной системе – биопотенциалы. Но чтобы организм мог выбрать самый важный импульс из многих, нужно было устройство, анализирующее информацию. У беспозвоночных чувствительные нейроны организуются в узлы или ганглии. У червей появляется головной ганглий, это сопровождается проявлением примитивных условных рефлексов. У дождевых червей можно хоть и медленно, на 400 повторов, вырабатывать условные рефлексы: перемещение в лабиринте в нужном направлении.

В постоянно меняющихся условиях простых адаптивных реакций для выживания недостаточно. Необходима система, которая сравнивала бы сигналы и производила выбор оптимальных для данных условий сигналов. Для чего организм в процессе эволюции приобретает новое свойство нервной системы – память. Объем памяти определяется числом нервных клеток, вовлекаемых в процесс запоминания. Минимальное число нейронов должно быть не менее ста. У моллюсков нервная система содержит до 18 тысяч нейронов в головном ганглии. У них проявляются такие формы научения как габитуация (привыкание) и сенситизация (Кэндол, 1980).

Из насекомых следует выделить пчел, обладающих невероятной способностью к обучению. У них выражена память на запахи, которые они запоминают после первого прилета к медоносам. Легко находят путь. У пчел вырабатываются все виды условного торможения. У них высокий уровень аналитико-синтетической деятельности; такой же как у высокоорганизованных млекопитающих. Правда, дело не только в уровне развития нервной системы, а в заложенных генетических программах.

У позвоночных выход на сушу и действие гравитации предъявили новые требования к нервной системе.

Впервые основные признаки ЦНС формируются у миног. У них есть рецепторные системы, а головной мозг усложняется и состоит из конечного, промежуточного, среднего, ромбовидного и мозжечка.

Выход на сушу является важнейшим эволюционным событием. Для синхронизации управления рецепторными, двигательными системами, поведением на базе различных отделов мозга возникли ассоциативные центры.

Класс рептилий является узловым этапом эволюции. С него начинается корковая линия формирования мозга.

У птиц увеличиваются передние отделы мозга – это определяет их математические способности. Но звери в целом умнее птиц.

У млекопитающих формируется ассоциативные таламо-кортикальные связи. В ассоциативных центрах устанавливается функция контроля за работой сенсорных систем.

Высокий уровень интеллекта отмечен у морских млекопитающих, так, дельфин обучается с одного предъявления условного сигнала.

Важнейшим прогрессом является развитие новой коры у приматов. Главной особенностью мозга приматов является высокое развитие ассоциативных систем и объединение кортико-кортикальными путями в единую интегративную систему мозга, что и объясняет высокий уровень ВНД у некоторых видов обезьян: задатки интеллекта, сложные формы поведения. Память, когнитивное обучение у обезьян, имеют все формы: а) образное поведение; б) рассудочная деятельность; в) вероятность прогнозирования. Зоны Бродмана, ответственные за речь, у обезьян достаточно хорошо развиты. Зрительная память у шимпанзе лучше развита, чем у человека.

У человека мозг иерархически делится на 3 отдела в связи с этапами его эволюционного развития:

1) древний мозг – соответствует уровню развития рептилий, он обеспечивает врожденные поведенческие акты и выживание в постоянный среде.

2) старый мозг – включает структуры лимбической системы, обеспечивает формирование эмоций, памяти и простых когнитивных форм поведения.

3) новый мозг – обеспечивает произвольные формы деятельности организма, прогнозирование поведения.

Как говорил американский физиолог Мак Лин: «Не следует забывать, что в каждом человеке присутствует мозг крокодила и лошади; и с этим следует считаться».