Нервный центр: определение, строение. Свойство пространственной и временной суммации в нервном центре.

Нервный центр — совокупность структур центральной нервной системы, координированная деятельность которых обеспечивает регуляцию отдельных функций организма или определенный рефлекторный акт.

Основными клеточными элементами нервного центра являются многочисленные нейроны, скопление которых формирует нервные ядра. В состав центра могут входить нейроны, рассеянные за пределами ядер. Нервный центр может быть представлен структурами мозга, располагающимися на нескольких уровнях центральной нервной системы (центры регуляции дыхания, кровообращения, пищеварения).

Любой нервный центр состоит из ядра и периферии.

Ядерная часть нервного центра представляет собой функциональное объединение нейронов, в которое поступает основная информация от афферентных путей. Повреждение этого участка нервного центра приводит к повреждению или существенному нарушению осуществления данной функции.

Периферическая часть нервного центра получает небольшую порцию афферентной информации, и ее повреждение вызывает ограничение или уменьшение объема выполняемой функции.

Схема общего строения нервного центра ↑

В нервных центрах выделяют следующие иерархические отделы: рабочие, регуляторные и исполнительные.

Схема иерархического подчинения разных отделов нервных центров ↑

Рабочий отдел ответствен за осуществление данной функции.

Регуляторный отдел - центр, расположенный в КБПГМ (коре больших полушарий головного мозга) и регулирующий активность рабочего отдела нервного центра. В свою очередь, активность регуляторного отдела нервного центра зависит от состояния рабочего отдела, который получает афферентную информацию, и от внешних стимулов среды.

Исполнительный отдел - двигательный центр, расположенный в спинном мозге и передающий информацию от рабочего отдела нервного центра к рабочим органам.

Временная суммация возникает как в синапсах вследствие того, что чем больше поступает нервных импульсов, тем больше выделяется нейромедиатора в них, тем выше амплитуда возбуждающего постсинаптического потенциала. Поэтому рефлекторная реакция может возникать на несколько последовательных подпороговых раздражений. Пространственная суммация наблюдается тогда, когда к нервному центру идут импульсы от нескольких рецепторных нейронов. При действии на них подпороговых стимулов, возникающие постсинаптические потенциалы суммируются, и в мембране нейрона генерируется распространяющийся потенциал действия.

Общие свойства нервных центров (одностороннее проведение возбуждения, центральная задержка, посттетаническая потенциация, последействие, тонус, трансформация ритма, утомляемость).

Основные свойства нервных центров:

1)одностороннее проведение возбуждения (в нервных центрах прохождение импульсов возбуждения по цепи нейронов осуществляется только в одном направлении: от чувствительного нерва через промежуточные к двигательному, а от двигательного — к органу-исполнителю. Это обусловлено односторонней синаптической передачей импульсов от одной нервной клетки к другой с помощью медиатора, который выделяется концевым аппаратом аксона и содержится лишь в пресинаптической щели. В связи с этим поток нервных импульсов в рефлекторной дуге имеет определенное направление. Это свойство обеспечивает координирующую роль центральной нервной системы и способствует замыкательной функции условно-рефлекторных связей);

2)центральная задержка (замедление проведения возбуждения или латентный (скрытый) периодом рефлекса. Обусловлена более медленным проведением нервных импульсов через синапсы. Интервал от начала раздражения рецептора до появления ответной реакции — 0,2–0,5 с. Чем сложнее рефлекс, тем длительнее центральная задержка. Необходимо учитывать скрытый период при выработке условного рефлекса и подкрепляющий раздражитель надо применять не раньше 0,5 с после воздействия сигнального раздражителя. Скрытый период рефлекса увеличивается при утомлении и заболевании);

3)посттетаническая потенциация - интенсивность ответной реакции нервного центра зависит от предшествующих ритмических раздражений. Явление потенциации – увеличение амплитуды постсинаптического потенциала связано с накоплением ионов кальция в пресинаптическом окончании и вследствие этого при ритмической стимуляции каждый пресинаптический потенциал вызывает высвобождение все большего числа квантов медиатора. Такую же природу имеет феномен посттетанической потенциации: увеличение числа квантов медиатора, высвобождаемых нервным импульсом после предшествующего ритмического раздражения, приводит к повышению возбудимости ПСМ нейронов и всего нервного центра. Может длиться от нескольких минут до нескольких часов в различных структурах мозга. Предполагают, что этот феномен присутствует в пластических перестройках функций синапсов и лежит в основе механизмов организации условных рефлексов и памяти;

4)последействие (присуще всем нервным центрам и характеризуется тем, что на короткое раздражение проявляется длительная ответная реакция, т. е. рефлекторный акт длится еще некоторое время после того, как раздражение рецептора прекращено. Такое последействие объясняется тем, что нервные импульсы от рецепторов поступают к двигательным центрам по различным нервным путям неодновременно: по коротким быстрее, чем по длинным. Запаздывающие импульсы поддерживают возбужденное состояние соответствующего нервного центра. Остаточное возбуждение в нервных центрах может сохраняться до 2 с и способствовать лучшей замыкательной функции при образовании условных рефлексов. После окончания действия любого раздражителя требуется некоторое время для спада остаточного возбуждения нервного центра и освобождения рефлекторных путей для новой рефлекторной деятельности);

5)тонус (нервные центры обладают свойством постоянно находиться в состоянии незначительного возбуждения при относительном рефлекторном покое. Постоянно посылают импульсы, обеспечивающие тоническое сокращение скелетной мускулатуры. Тонус нервных центров поддерживается действием гуморальных веществ и непрерывным потоком импульсов, поступающих от рецепторов. Огромное значение в поддержании мышечного тонуса имеют нервные центры продолговатого, среднего и промежуточного мозга. Тоническое состояние нервных центров и мышечной системы обеспечивает устойчивую выработку условных рефлексов и хорошую работоспособность);

6)трансформация ритма (способность нейронов изменять ритм приходящих импульсов. Механизмами могут быть: возникновение длительного ВПСП (возбуждающий постсинаптический потенциал) на фоне которого возникает несколько спайков; следовые колебания мембранного потенциала. Если следовое колебание достигнет критического уровня деполяризации мембраны, возникнет вторичный спайк; трансформация ритма может быть связана с наличием в нервных цепях реверберационных кругов, повышающих заданный ритм, или тормозных нейронов, понижающих ритм на выходе из нервного центра);

7)утомляемость (проявляется в постепенном снижении и в конечном итоге полным прекращением рефлекторного ответа при продолжительном раздражении афферентных нервных волокон. Связано с нарушением передачи возбуждения в межнейронных синапсах. Нарушение может быть обусловлено резким уменьшением запасов синтезированного медиатора в нервных окончаниях, уменьшением чувствительности к медиатору постсинаптической мембраны нервной клетки, уменьшением ее энергетических ресурсов).