Електрофізіологічні основи функціонування головного мозку

Біофізичні властивості нейронів кори. За електичними характеристиками їх мембрани нейрони кори не відрізняються від інших нейронів ЦНС.

Потенціал спокою пірамідних клітин становить –5- - -80 мВ, амплітуда потенціалу дії – 60-100 мВ з тривалістю 0.5-2 мсек. Поенціали дії в нейронах кори виникають у ділянці аксонного горбика і поришюються по аксону, дендритах та тілу нейронів. Слідом за потенціалом дії в цих нейронах не виникає слідового потенціалу, частота їх імпульсації досягає 100 Гц.

Синаптична активність нейронів кори. Постсинаптичні потенціали нейронів кои більш тривалі ніж у мотонейронів. Висхідна фаза їх збуджуючих постсинаптичних потенціалів триває декілька місекунд а низхідна - 10-30 мсек.

Гальмівні постсинаптичні потенціали нейронів кои ще триваліші – 70 – 15- мсек.

У нейронах кори тварини у стані бадьорості частота імпульсації, викликаної постсинаптичними потенціалами, низька – менше 10 Гц. Потенціали спокою цих клітин коливаються в межах від 3 до 10 мВ нижче порогового рівня.

Електрокортикограма.

У людини чи інших хребетних за допомогою 2 електродів, підведених до поверхні мозку можна записати постійні коливання потенціала. Одержана крива називається електрокортикограма. Частота коливань потенціалів на ЕкоГ становить від 1 до 50 Гц, а їх амплітуда – 100 мкВ.

У людини в стані бадьорості в розслабленому стані переважають хвилі частотою 8-13 Гц, більш виражені в потиличних частках кори – це α-хвилі.

Коли людина відкриваж очі - α-хвилі зчезають (блокада α-ритму) і замість них виникають β-хвилі з частотою 14-30 Гц та мешою амплітудою.

ЕкоГ відображає постсинаптичні потенціали нейронів кори. Тобто позитивні коливання потенціала на поверхні кори пов`язані або із збуджуючими постсинаптичними потенціалами в глибоких шарах або з гальмівними постсинаптичними потенціалами в поверхневих шарах. Негативні коливання на ЕкоГ викликані зворотніми процесами уу цих клітинах.

Ритмічна активність кори і зокрема α-ритм, зумовлені в основному впливом підкоркових структур (таламуса). Однобічне видалення таламуса чи деаферентація кори (тобто його ізоляція від решти відділів) приводить до повного зникнення α-ритму. Навпаки при декортикації ритмічна активність таламуса майже не змінюється. В глибині зорових горбів виявлено велику кількість таламічних пейсмекерів, які можуть генерувати та підтримувати ритмічну активність. Особливо вираженим синхронізуючим (сприяючим генерації ритму) і десинхронізуючим (гальмуючим ритмічну активність) володіє ретикулярна формація.

Викликані потенціали.

Коливання електричного потенціалу, які виникають у ЦНС в результаті подразнення рецепторів, периферичних нервів, чутливих шляхів чи ядер або інших утворень ЦНС (ядер, шляхів, областей кори) – називають викликаними потенціалами. Такі повільні двофазні коливання коливання можна зареєструвати внаслідок подразнення периферичних структур в сенсомоторних зонах кори – називають їх первинними викликаними потенціалами. Перше позитивне відхилення, або первинний викликаний потенціал, виникає тільки у чітко локалізованих та обмежених зонах кори, які відповідають проекційній зоні подразнюваної точки (напр. при стимуляції шкірного нерва – у відповідній соматотопічній зоні постцентральної закрутки. Друге, більш тривале відхилення – втоинний викликаний потенціал – охоплює значну область кори.)

Вважається, що в виникнення ВП зумовлено синаптичною активністю нейронів.