13. Характеристика потенциала действия и механизм его возникновения.

Физико-химические механизмы возникновения потенциала действия

Потенциал действия – это сдвиг мембранного потенциала, возникающий в ткани при действии порогового и сверхпорогового раздражителя, что сопровождается перезарядкой клеточной мембраны.

При действии порогового или сверхпорогового раздражителя изменяется проницаемость клеточной мембраны для ионов в различной степени. Для ионов Na она повышается и градиент развивается медленно. В результате движение ионов Na происходит внутрь клетки, ионы К двигаются из клетки, что приводит к перезарядке клеточной мембраны. Наружная поверхность мембраны несет отрицательный заряд, внутренняя – положительный.

Компоненты потенциала действия:

1) локальный ответ;

2) высоковольтный пиковый потенциал (спайк);

3) следовые колебания.

Ионы Na путем простой диффузии поступают в клетку без затрат энергии. Достигнув пороговой силы, мембранный потенциал снижается до критического уровня деполяризации (примерно 50 мВ). Критический уровень деполяризации – это то количество милливольт, на которое должен снизиться мембранный потенциал, чтобы возник лавинообразный ход ионов Na в клетку.

Высоковольтный пиковый потенциал (спайк).

Пик потенциала действия является постоянным компонентом потенциала действия. Он состоит из двух фаз:

1) восходящей части – фазы деполяризации;

2) нисходящей части – фазы реполяризации.

Лавинообразное поступление ионов Na в клетку приводит к изменению потенциала на клеточной мембране. Чем больше ионов Na войдет в клетку, тем в большей степени деполяризуется мембрана, тем больше откроется активационных ворот. Возникновение заряда с противоположным знаком называется инверсией потенциала мембраны. Движение ионов Na внутрь клетки продолжается до момента электрохимического равновесия по иону Na Амплитуда потенциала действия не зависит от силы раздражителя, она зависит от концентрации ионов Na и от степени проницаемости мембраны к ионам Na. Нисходящая фаза (фаза реполяризации) возвращает заряд мембраны к исходному знаку. При достижении электрохимического равновесия по ионам Na происходит инактивация активационных ворот, снижается проницаемость к ионам Na и возрастает проницаемость к ионам K. Полного восстановления мембранного потенциала не происходит.

В процессе восстановительных реакций на клеточной мембране регистрируются следовые потенциалы – положительный и отрицательный.

24. Характеристика уровня построения движений в нервной системе человека.

Физиологическое основание двигательных действий В 1901 г. И. Сеченов, изучая регуляцию движений человека, доказал, что, наряду с физиологическим содержанием, двигательное действие имеет и психическое содержание. Мышечные движения является следствием бесконечных проявлений мозговой деятельности. Идеи этого выдающегося ученого развили и обогатили результатами экспериментов И. Павлов и его последователи. Весомый вклад в постижение регуляции движений и действий человека, значение моделирования мозгом предметов и явлений внешнего мира сделали исследования Д. Узнадзе (1961) и представителей его школы. Согласно его концепции, фактам сознательной деятельности человека всегда предшествует определенный динамическое состояние, готовность к осуществлению конкретного действия. Это состояние заключается в предварительной настройке сенсорных и моторных процессов. Настроенность на предстоящие действия является фактором-установкой, регулятором действий человека, но эта установка не может быть передана словами и понятиями. Поэтому руководство является этапом решения задачи, возникающей перед осуществлением человеком актов поведения. Ученый В. Клименко (1997) повторяет утверждение И. Сеченова о том, что психомоторика - зеркало мышления, чувств и воображения. Для лучшего понимания порождения связи движений человека с мозговой деятельностью приведем предложенную М. Бернштейном (1966) систему иерархии уровней построения движений согласно ролью морфологических образований центральной нервной, системы (далее ЦНС) В управлении ими, основанный на научных приобретениях некоторых известных ученых . Автор обозначил эти уровни буквами латинского алфавита А, В, С, D, Е. Нужно сразу отметить, что организация, программирование и управление движениями осуществляются одновременно на разных уровнях ЦНС, однако в различных действиях конкретные уровни играют ведущую или вспомогательную роль. Уровень А (анатомически - это спинной мозг) филогенетически сформировавшийся первым, первым же и созревает онтогенетически. Отвечает за обеспечение возбудимости мышечных групп и тонуса мышц. Управляя тонусом мышц туловища и шеи, сохраняет определенную осанку, является ведущим в трепете от страха или холода, ритмических вибрациях и содрогании. Этот уровень задействован во всех моторных действиях, ведь поддерживает их в таком состоянии, чтобы они были оптимально готовы к выполнению команд-импульсов высоких уровней. Функции уровня А не могут определяться сознательно. Ограничение моторных возможностей на этом уровне вследствие усталости или стресса ухудшает статическую равновесие и увеличивает статический тремор, ухудшает способность дифференцировать мышечные усилия и осуществлять вибрационные движения, увеличивает реактивность движений. Уровень В (анатомически - это глубинные отделы мозга, подкорковые ядра) получают информацию о взаиморасположении частей тела и все тело, о величине изгиба углов суставов, направление и скорость их изменений. Это уровень дружественных движений и стандартных штампов. Ведущий в пластике произвольных движений, полумашинальных индивидуально усвоенных жестах, мимике, пантомимике и других непроизвольных проявлениях эмоций на мышцах. Уровень С (анатомически - подкорковые структуры и структуры коры) - это уровень пространственного поля. Получает информацию об изменениях в мышцах и суставах, равновесие, а также информацию из зрительных анализаторов. Руководит как филогенетически непроизвольными движениями, так и произвольными, сложными действиями. Обеспечивает приспособление движений к среде, перемещение тела в пространстве и времени, учитывая их особенности, обминки препятствия на пути к цели, но не может самостоятельно обеспечить полноценные действия с предметами. Уровень пространственного поля является ведущим во всех видах локомоций, манипуляциях частями тела, перемещениях вещей, движениях прицеливания, ударных и бросковых движениях подражания. Уровень D (анатомически высшие отделы коры головного мозга) - это уровень предметного действия. Обеспечивает действия с предметами, решение смысловых задач. Функциональные возможности уровня предметной действия дают возможность влиять одними предметами на другие, учитывая их характеристики, и целенаправленно изменять среду. Активность на уровне предметной действия проявляется также в открытии новых аспектов смысла действия, в смысловой целесообразности цепи действий, в разнице в движениях правой и левой руками на основе асимметрии полушарий головного мозга. Уровень Е (анатомически высокие отделы коры головного мозга) - это самый высокий уровень, он есть только у людей. Играет ведущую роль, руководя высшими символическими движениями, речью и письмом. Отвечает за создание мотива для моторного действия, осуществляя, при необходимости, его коррекцию. На высшем уровне сравниваются реальные движения с моделью желаемых. Этот уровень обеспечивает возможности устных и письменных речевых действий: меткость, гибкость, скорость создания соответствующего текста. Это уровень, на котором активность психики приобретает высокие возможности, где может быть наибольший выход за пределы конкретного пространства и времени и мышечные движения наиболее сложные, переведены во внутренний план.