Лекция 2. Общий план строения и значение нервной системы. Высшая нервная деятельность и ее возрастные психофизиологические особенности.

1. Значение и общий план строения НС.

2. Нейрон - структурная единица нервной системы. Понятие о нервном центре.

3. Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна.

4. Свойства нервной ткани, передача возбуждения.

5. Рефлекс, рефлекторная дуга, принцип обратной связи.

6. Возбуждение и торможение в ЦНС.

7. Условные и безусловные рефлексы.

8. Понятие о типе ВНД, классификация.

Вопрос 1. Значение и общий план строения НС. Нервная система координирует и регулирует деятельность всех органов и систем, обеспечивая функционирование организма как единого целого; осуществляет адаптацию организма к изменениям окружающей обстановки, поддерживает постоянство его внутренней среды. В нервной системе происходит прием и анализ разнообразных сигналов из окружающей среды и внутренних органов, формируются ответные реакции на эти сигналы. С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических функций: осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь.

Топографически нервную систему человека подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят спинной и головной мозг. Она обеспечивает восприятие, обработку, передачу, хранение и воспроизведение информации с целью адекватной реакции организма на изменения окружающей среды, организации оптимального функционирования органов, систем и организма в целом. Периферическую нервную систему составляют спинномозговые и черепные нервы, их корешки, ветви, нервные окончания, сплетения и узлы, лежащие за пределами головного и спинного мозга во всех отделах тела человека. Согласно анатомо-функциональной классификации, нервную систему условно подразделяют на соматическую и вегетативную. Соматическая нервная система обеспечивает иннервацию тела – кожи, скелетных мышц. Вегетативная нервная система регулирует обменные процессы во всех органах и тканях, а также рост и размножение, иннервирует все внутренние органы, железы, гладкую мускулатуру органов, сердце. В свою очередь этот отдел НС подразделяется на симпатический и парасимпатический, эффекты которых противоположны. Так, симпатический ускоряет и усиливает работу сердца, а симпатический (блуждающий) - тормозит, парасимпатический нерв вызывает сужение кольцевой мускулатуры радужной оболочки глаза и в связи с этим сужение века, а симпатический нерв вызывает расширение зрачка. Симпатическая часть вегетативной нервной системы способствует интенсивной деятельности организма, особенно в экстремальных условиях, когда требуется напряжение всех сил; парасимпатическая часть — система «отбоя», она способствует восстановлению истраченных организмом ресурсов. Раздражение симпатических нервов утомленной скелетной мыш­цы восстанавливает ее работоспособность. Все это дало основание говорить об адап­тационно-трофической функции симпати­ческой нервной системы.

Все отделы вегетативной нервной системы подчинены высшим вегетативным центрам, расположенным в промежуточном мозге. К центрам вегетативной нервной системы приходят импульсы от ретику­лярной формации ствола мозга, мозжечка, гипоталамуса, подкорковых ядер и коры больших полушарий.

Вопрос 2. Нейрон - структурная единица нервной системы. Понятие о нервном центре. Все отделы нервной системы анатомически и функционально представляют собой единое целое. Их основой являются нервные клетки - нейроны. Нервная ткань помимо нейронов включает клетки нейроглии, которые, окружая со всех сторон нейроны, выполняя для них опорную, питательную и изолирующую функции. Нейрон - основная структурная и функциональная единица нервной системы, которая воспринимает раздражения, перерабатывает их и передает информацию к различным органам тела. Нейроны представляют собой клетки, разнообразные по форме, хотя по общему строению они не отличаются от любой другой клетки тела Нейрон имеет два вида отростков. Длинный отросток - аксон расположен всегда в так называемой базальной части нейрона, его длина может достигать 1,5 м. Аксоны проводят возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам и исполнительным органам (мышцам, железам), являясь своеобразным «выходом». Конец аксона сильно ветвится, образуя контакты со многими сотнями клеток. У нейрона аксон всегда только один. Дендриты - многочисленные короткие ветвящиеся отростки, расположенные в различных частях нервной клетки. Нервные клетки в ЦНС связаны друг с другом посредством синапсов. Синапс представлен двумя мембранами - пресинаптической и постсинаптической, между которыми имеется синаптическая щель размером не более 20 нм. В зависимости от характера производимого эффекта они подразделяются на возбуждающие и тормозные. Возбуждение через синапсы передается химическим путем с помощью особого вещества – посредника, или медиатора. Чаще всего это ацетилхолин, адреналин и норадреналин. В центральной нервной системе наряду с возбудительными существуют тормозные синапсы, из синаптических бляшек которых освобождается тормозной медиатор – гамма-аминомасляная кислота и глицин. На каждой нервной клетке расположены и возбуждающие и тормозные синапсы, что обеспечивает разный характер ответа на пришедший сигнал. Нервным центром называют совокупность нейронов, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции той или иной функции. Не следует понимать нервный центр как что-то узко локализованное в одном участке ЦНС. Примером служит дыхательный центр, в который в настоящее время включают не только "центр дыхания" продолговатого мозга, но и пневмотаксический центр моста, нейроны ретикулярной формации, коры и мотонейроны дыхательных мышц.

Вопрос 3 Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна. Синаптический аппарат в ЦНС, особенно в ее высших отделах, формируется в течение длительного периода постнатального развития. Его формирование в большой мере определяется притоком внешней информации. На ранних этапах развития первыми созревают возбудительные синапсы, тормозные синапсы формируются позже, с их созреванием усложняются и совершенствуются процессы переработки информации. К моменту рождения ребенка многие периферические и центральные нервные волокна не имеют миелиновой оболочки, которая обеспечивала бы изолиро­ванное проведение нервных импульсов. В результате возбуждение с одного нерва легко переходит на соседние. Миелинизация большинства нервных волокон заканчивается к 3 годам постнатального развития, а иногда продолжается до 5-10 лет. По сравнению со взрослыми у детей выше возбудимость нервной ткани, меньше специализация нервных центров.

Вопрос 4. Свойства нервной ткани, передача возбуждения. Основные свойства нервной ткани — возбудимость, проводимость и лабильность характеризуют функциональное состояние нервной системы. Клетки нервной ткани в процессе эволюции приспособились к быстрой ответной реакции на действие раздражителя, поэтому нервную ткань называют возбудимой. Возбудимостъ — способность быстро реагировать на раздражение путем изменения электрических свойств мембраны клеток и их обмена веществ. Возбудимость проявляется в процессах возбуждения. Количественной мерой возбудимости является порог раздражения - та минимальная сила раздражителя, которая способна вызвать ответную реакцию ткани. Раздражители меньшей силы называют подпороговыми, а большей — надпороговыми. Естественным раздражителем для всех клеток является нервный импульс.

Проводимость - способность живой ткани проводить возбуждение. Проведение возбуждения происходит за счет распространения электрического (нервного) импульса, который легко переходит через синапс на соседние клетки и может передаваться в любой отдел нервной системы.

Возникший в месте возбуждения потенциал действия (изменение электрического заряда мембраны) вызывает изменения электрических зарядов в соседнем участке, а те в свою очередь — в следующем, и так по всей цепи нейронов или по отросткам и распространяется волна возбуждения, вызывая новые потенциалы действия. Лабильность характеризует способность возбудимой ткани воспроизводить определенное количество потенциалов действия в единицу времени. Нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже.

Функциональное состояние ткани влияет на ее лабильность. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические физические тренировки — к ее повышению (в частности, у спортсменов под действием тренировок в тех видах спорта, которые требуют развития быстроты ответных действий, например, в спортивных играх и единоборствах).

Вопрос 5. Рефлекс, рефлекторная дуга, принцип обратной связи. В основе всей деятельности нервной системы лежат рефлекторные акты. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутри среды, осуществляемая с обязательным участием ЦНС. Материальной основой рефлекса является рефлекторная дуга, в которую включают:

1. специальные структуры, воспринимающие раздражение (сигнал) из внешней и внутренней среды организма, - рецепторы;

2. центростремительные и центробежные нервные волокна, передающие возбуждение в ЦНС и от нее на периферию;

3. орган управления — центральная нервная система.

Рефлекторный акт не заканчивается деятельностью исполнительного органа. Каждый сектор имеет свои чувствительные приборы, которые в свою очередь сигнализируют в ЦНС об осуществленной работе. В простейшем случае рефлекторная дуга состоит из двух нейронов и одного синапса, т. е. является двухнейронной (моносинаптической). Если в состав рефлекторных дуг входа три или более нейрона, а связь между ними обеспечивается множеством синапсов, то дуги называют многонейронными, или полисинаптическими. Во всех органах имеются нервные окончания, чувствительные к раздражителям, рецепторы. По месту расположения они делятся на экстерорецепторы и интерорецепторы. Рецепторы способны отвечать на действие раздражителей определенной силы в течение определенного времени и вызывать процесс возбуждения, которое по центростремительным нервным волокнам передается в ЦНС. Здесь за счет вставочных нейронов информация распространяется в различные отделы, обеспечивая целостный ответ нервной системы. В ЦНС происходит обработка поступивших сигналов (анализ и синтез) и передача импульсов на центробежные нервные волокна.

Вопрос 6. Возбуждение и торможение в ЦНС. В ЦНС постоянно происходит взаимодействие двух процессов — возбуждения и тор­можения, которые могут протекать в одном нейроне, сменяя друг друга или одновременно. Возбуждение - это активный физиологический процесс, который сопровождается биохимическими, биофизическими и электрическими изменениями и проявляется специ­фической деятельностью.

Торможение также сопровождается биологическими изменениями мембраны, как и возбуждение, но приводит к замедлению, ослаблению или полному прекращению ответной деятельности.

Согласованная деятельность всех органов и адекватные реакции организма на различные воздействия внешней среды невозможны без координации рефлекторных процессов, их двигательных и вегетативных компонентов. Основные механизмы координации:

• конвергенция

• иррадиация

• концентрация

• индукция нервных процессов

• формирование доминанты.

У ребенка координация рефлекторных реакций далеко не совершенна. Высокая степень иррадиации нервных процессов во многом связана с плохой «изоляцией» нервных волокон.

Вопрос 7. Условные и безусловные рефлексы. Активное взаимодействие организма и среды осуществляется по рефлекторному принципу благодаря низшей нервной деятельности (ННД) и высшей нервной деятельности (ВНД). В основе ННД лежат безусловные рефлексы, в основе ВНД - условные рефлексы. Безусловные рефлексы — врожденные, наследственно передающиеся, видовые, по­стоянные реакции организма на существенные раздражители. Они реализуются с помощью ЦНС без участия коры больших полушарий и возникают при действии как внутренних, так и внешних раздражителей. Но достигаемое с помощью безусловных рефлексов равновесие организма и среды было бы совершенным только при абсолютном постоянстве внешней среды (гармонии внешних стимулов и внутренних потребностей организма). А так как внешняя среда чрезвычайно разнообразна и изменчива, то безусловных рефлексов как ус­тойчивых, «жестких» нервных связей оказывается недостаточно. Появляется необходи­мость в условных рефлексах, временных связях. Все условные рефлексы принято делить на две группы: естественные, возникающие при естественном контакте организма со средой, и искусственные, вырабатываемые на определенный раздражитель в искусственно создаваемых условиях (например, в процессе тренировки). Для образования условного рефлекса необходимо:

• наличие в качестве основы безусловного или ранее выработанного условного реф­лекса;

• наличие двух раздражителей: условного и безусловного;

• очередность действия раздражителей: условный раздражитель должен всегда не­сколько предшествовать безусловному подкреплению, т. е. служить для животного или человека биологически значимым сигналом;

• меньшая сила воздействия условного раздражителя по сравнению с безусловным (подкреплением);

• нормальное функциональное состояние нервной системы, прежде всего ее ведущего отдела — головного мозга.

Поощрение, в том числе словесное, и наказание являются мощными факторами, способствующими формированию условно-рефлекторной деятельности. При этом они понимаются в более широком смысле и должны применяться в процессе обучения и воспитания детей. У ребенка до 3 лет для выработки полезных рефлексов ведущее значение имеет еще и «пищевое подкрепление». Учебно-воспитательная работа всегда связана с выработкой у детей и подростков различных условно-рефлекторных реакций, являющихся основой поведения. И поэтому знание физиологических основ обучения и воспитания необходимо каждому человеку.

Вопрос 8. Понятие о типе ВНД, классификация. Высшей нервной деятельностью называют совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающую наиболее оптимальное взаимодействие целостного организма с внешней средой.

Основу ВНД человека и высших животных составляют условные рефлексы — индивидуальные, приобретенные, не передающиеся наследственно реакции, выработавшиеся в ре­зультате научения (опыта). Морфологической основой их являются временные связи, которые формируются в процессе постнатального онтогенеза и характеризуются высокой по­движностью, способностью угасать и восстанавливаться под действием факторов среды. Рефлекторные дуги условных рефлексов проходят через высший отдел головного мозга — кору головного мозга.

Общими для человека и животных являются анализ и синтез конкретных сигналов, предметов и явлений внешнего мира, составляющие первую сигнальную систему. Под первой сигнальной системой следует понимать функцию мозга, обусловливающую превращение непосредственных раздражителей в различные виды деятельности. Это совокупность конкретных, чувственных образов действительности, фиксируемых мозгом человека и животных.

Но высшая нервная деятельность человека имеет свои качественные особенности, которые ставят его над всем животным миром. У человека в связи с коллективной трудовой деятельностью возникла и развивалась речь, которая внесла новое в функционирование больших полушарий головного мозга. Вторая сигнальная система — функция мозга человека, которая имеет дело со словесными символами («сигналами сигналов»). Это система отражения окружающей действительности в виде понятий, содержание которых фиксируется в словах, математических символах, образах художественных произведений. Понятия представляют собой отвлечение от действительности и обеспечивают обобщение, что и составляет свойственное только человеку абстрактное мышление.

Вторая сигнальная система социально обусловлена. Вне общества, без общения с другими людьми она не развивается. Первая и вторая сигнальные системы неотделимы друг от друга, они действуют в неразрывной связи, что накладывает свой отпечаток на все реакции. Высшая нервная деятельность человека в этом смысле едина.

Под типом высшей нервной деятельности понимают индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, обусловленные совокупностью основных свойств нервной системы, формирование которых определяется наследственной программой развития и и условиями воспитания.

Представление о типологических особенностях нервной системы человека является одним из определяющих в учении И. П. Павлова о высшей нервной деятельности. На основе различных соотношений силы, уравновешенности и подвижности основных нервных процессов — возбуждения и торможения - происходит формирование большого разнообразия типов высшей нервной деятельности.

По классификации И. П. Павлова (1935 г.) выделяют четыре основных типа:

1. Сильный неуравновешенный (безудержный) тип, характеризуется сильными процессами и преобладанием возбуждения над торможением (их неуравновешенностью).

2. Сильный уравновешенный подвижный (лабильный) тип, .отличается высокой под­вижностью нервных процессов, их силой и уравновешенностью.

3. Сильный уравновешенный инертный тип, имеет при значительной силе нервных процессов их низкую подвижность.

4. Слабый тип, характеризуется низкой работоспособностью корковых клеток и, сле­довательно, слабостью нервных процессов.

На основе наблюдения за поведением людей были выделены 4 типа человеческого темперамента (Гиппократ, IV в. до нашей эры), которым можно поставить в соответствие типы ВНД. Так, сильный уравновешенный подвижный тип соответствует сангвиническому темпераменту, сильный уравновешенный инертный - флегматическому, сильный неурав­новешенный - холерическому и слабый - меланхолическому.

В связи с наличием у человека второй сигнальной системы и мыслительной творче­ской деятельности И. П. Павлов предложил выделить следующие типы ВНД на основе двух сигнальных систем:

1. Художественный тип, для которого характерно образное мышление; в общем пове­дении человека преобладают стимулы первой сигнальной системы, вызывающие в мозге их яркие образы; познавательные процессы и творческая деятельность преимущественно ори­ентированы на яркие художественные образы.

2. Мыслительный тип, при котором процессы познания, мышление преимущественно базируются на абстрактных понятиях. Определяющими в индивидуальном поведении ста­новятся «сигналы сигналов» - стимулы второй сигнальной системы (словесное мышле­ние). Люди такого типа обладают способностью к тонкому анализу и синтезу раздражи­телей окружающего мира.

3. Средний тип - с уравновешиванием обеих сигнальных систем. Людей такого типа большинство, им в равной степени свойственны как умозрительные заключения, так и образные впечатления.

Контрольные вопросы:

1. Что такое нервная система?

2. Какие отделы в ней выделяют?

3. Почему нейрон называют основной структурно-функциональной единицей нервной системы?

4. Что такое рефлекс?

5. Какие структуры выделяют в рефлекторной дуге?

6. Что составляет основу низшей и высшей нервной деятельности?

7. Какие виды торможения вы знаете?

8. Что понимают под типом ВНД?

9. Какие типы ВНД выделяют?