Die Regulation der Nervenaktivität ist ein Vorgang der Erregung und Hemmung im Zentralnervensystem. Sie tritt zunächst als elementare Reizreaktion auf. Im Laufe der Evolution wurden die neurohumoralen Funktionen komplexer, was zur Bildung der Hauptabteilungen des Nerven- und des endokrinen Systems führte. In diesem Artikel werden wir einen der Hauptprozesse untersuchen - die Hemmung im Zentralnervensystem, die Arten und Mechanismen ihrer Implementierung.
Nervengewebe, seine Struktur und Funktionen
Eine der tierischen Gewebearten, Nervengewebe genannt, hat eine spezielle Struktur, die sowohl den Erregungsprozess bereitstellt als auch die Hemmungsfunktionen im Zentralnervensystem auslöst. Nervenzellen bestehen aus einem Körper und Prozessen: kurz (Dendriten) und lang (Axon), die die Übertragung von Nervenimpulsen von einem Neurozyt zum anderen gewährleisten. Das Ende des Axons einer Nervenzelle berührt die Dendriten des nächsten Neurozyts an Stellen, die Synapsen genannt werden. Sie sorgen für die Übertragung bioelektrischer Impulse durch das Nervengewebe. Und die Aufregungbewegt sich immer in eine Richtung - vom Axon zum Körper oder den Dendriten eines anderen Neurozyten.
Eine weitere Eigenschaft neben der Erregung, die im Nervengewebe auftritt, ist die Hemmung im Zentralnervensystem. Es ist eine Reaktion des Körpers auf die Wirkung eines Reizstoffs, die zu einer Abnahme oder vollständigen Beendigung der motorischen oder sekretorischen Aktivität führt, an der zentrifugale Neuronen beteiligt sind. Eine Hemmung im Nervengewebe kann auch ohne vorherige Erregung erfolgen, jedoch nur unter dem Einfluss eines hemmenden Mediators wie GABA. Es ist einer der Haupttransmitter des Bremsens. Hier können Sie auch eine solche Substanz wie Glycin nennen. Diese Aminosäure ist an der Verstärkung von Hemmprozessen beteiligt und stimuliert die Produktion von Gamma-Aminobuttersäure-Molekülen in Synapsen.
I. M. Sechenov und seine Arbeit in der Neurophysiologie
Ein hervorragender russischer Wissenschaftler, der Schöpfer der Theorie der Reflexaktivität des Gehirns, bewies das Vorhandensein spezieller Zellkomplexe in den zentralen Teilen des Nervensystems, die bioelektrische Prozesse inaktivieren können. Die Entdeckung von Hemmungszentren im Zentralnervensystem wurde dank der Verwendung von drei Arten von Experimenten von I. Sechenov möglich. Dazu gehören: Schnitte der Hirnrinde in verschiedenen Bereichen des Gehirns, Stimulation einzelner Loci der grauen Substanz durch physikalische oder chemische Faktoren (elektrischer Strom, Kochsalzlösung) sowie die Methode der physiologischen Erregung von Gehirnzentren. I. M. Sechenov war ein ausgezeichneter Experimentator, der ultrapräzise Schnitte im Bereich zwischen den Sehhöckern und direkt darin durchführteder Froschthalamus selbst. Er beobachtete eine Abnahme und ein vollständiges Aufhören der motorischen Aktivität der Gliedmaßen des Tieres.
Daher entdeckte ein Neurophysiologe eine besondere Art von Nervenprozess - Hemmung im Zentralnervensystem. Wir werden die Arten und Mechanismen seiner Bildung in den folgenden Abschnitten genauer betrachten und uns jetzt noch einmal auf diese Tatsache konzentrieren: In solchen Abteilungen wie der Medulla oblongata und den visuellen Tuberkeln gibt es eine Stelle, die als Hemmung oder " Sechenov" Zentrum. Der Wissenschaftler hat seine Präsenz nicht nur bei Säugetieren, sondern auch beim Menschen nachgewiesen. Darüber hinaus entdeckte I. M. Sechenov das Phänomen der tonischen Erregung von Hemmungszentren. Unter diesem Vorgang verstand er eine leichte Erregung in den zentrifugalen Neuronen und den ihnen zugeordneten Muskeln sowie in den Nervenzentren der Hemmung selbst.
Interagieren neurale Prozesse?
Forschungen der prominenten russischen Physiologen I. P. Pavlov und I. M. Sechenov haben bewiesen, dass die Arbeit des zentralen Nervensystems durch die Koordination von Reflexreaktionen des Körpers gekennzeichnet ist. Das Zusammenspiel der Erregungs- und Hemmungsvorgänge im Zentralnervensystem führt zu einer koordinierten Regulation der Körperfunktionen: Motorik, Atmung, Verdauung, Ausscheidung. Bioelektrische Prozesse laufen gleichzeitig in den Nervenzentren ab und können sich im Laufe der Zeit ständig ändern. Dies stellt die Korrelation und den rechtzeitigen Durchgang von Reaktionsreflexen zu Signalen aus der inneren und äußeren Umgebung sicher. Zahlreiche von Neurophysiologen durchgeführte Experimente haben die Tatsache bestätigt, dass Erregung und Hemmung im zentralen Nervensystem liegenzentrale nervöse Phänomene, die auf bestimmten Gesetzmäßigkeiten beruhen. Lassen Sie uns näher darauf eingehen.
Nervenzentren der Großhirnrinde sind in der Lage, beide Arten von Prozessen im gesamten Nervensystem zu verteilen. Diese Eigenschaft wird als Anregungs- oder Hemmungsstrahlung bezeichnet. Das entgegengesetzte Phänomen ist eine Verringerung oder Begrenzung des Bereichs des Gehirns, der Bioimpulse ausbreitet. Es heißt Konzentration. Wissenschaftler beobachten beide Arten von Interaktionen während der Bildung konditionierter motorischer Reflexe. Während der Anfangsphase der Bildung motorischer Fähigkeiten ziehen sich aufgrund der Erregungsbestrahlung mehrere Muskelgruppen gleichzeitig zusammen, die nicht unbedingt an der Ausführung der sich bildenden motorischen Handlung teilnehmen. Erst nach wiederholten Wiederholungen des gebildeten Komplexes körperlicher Bewegungen (Skaten, Skifahren, Radfahren) werden alle menschlichen Bewegungen infolge der Konzentration von Erregungsprozessen in bestimmten Nervenherden des Kortex hochgradig koordiniert.
Wechsel in der Arbeit von Nervenzentren kann auch durch Induktion erfolgen. Sie manifestiert sich, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: Zunächst gibt es eine Konzentration von Hemmung oder Erregung, und diese Prozesse müssen von ausreichender Stärke sein. In der Wissenschaft sind zwei Arten der Induktion bekannt: S-Phase (zentrale Hemmung im Zentralnervensystem verstärkt die Erregung) und negative Form (Erregung bewirkt den Hemmungsprozess). Es gibt auch sequentielle Induktion. In diesem Fall wird der Nervenprozess im Nervenzentrum selbst umgekehrt. ForschungNeurophysiologen bewiesen, dass das Verh alten höherer Säugetiere und Menschen durch die Phänomene der Induktion, Bestrahlung und Konzentration nervöser Erregungs- und Hemmungsvorgänge bestimmt wird.
Bedingte Hemmung
Lassen Sie uns die Arten der Hemmung im Zentralnervensystem genauer betrachten und auf ihre Form eingehen, die sowohl Tieren als auch Menschen innewohnt. Der Begriff selbst wurde von I. Pavlov vorgeschlagen. Der Wissenschaftler betrachtete diesen Prozess als eine der angeborenen Eigenschaften des Nervensystems und wählte zwei Arten davon aus: verblassend und konstant. Lassen Sie uns näher darauf eingehen.
Gehen Sie davon aus, dass es in der Großhirnrinde einen Erregungsherd gibt, der Impulse für das Arbeitsorgan (Muskeln, Sekretionszellen der Drüsen) erzeugt. Aufgrund von Änderungen der Bedingungen der äußeren oder inneren Umgebung entsteht ein weiterer erregter Bereich der Großhirnrinde. Es erzeugt bioelektrische Signale größerer Intensität, die die Erregung des zuvor aktiven Nervenzentrums und seines Reflexbogens hemmen. Die verblassende Hemmung im Zentralnervensystem führt dazu, dass die Intensität des Orientierungsreflexes allmählich abnimmt. Die Erklärung dafür ist folgende: Der primäre Reiz verursacht nicht mehr den Erregungsvorgang in den Rezeptoren des afferenten Neurons.
Eine andere Art von Hemmung, die sowohl bei Menschen als auch bei Tieren beobachtet wurde, zeigt das Experiment, das der Nobelpreisträger IP Pavlov 1904 durchführte. Beim Füttern des Hundes (mit von der Wange entfernter Fistel) sch alteten die Experimentatoren ein scharfes Tonsignal ein - die Speichelabgabe aus der Fistel hörte auf. Der Wissenschaftler nannte diese Art der Hemmung transzendental.
Als angeborene Eigenschaft Hemmung im Zentralnervensystemerfolgt durch einen unbedingten Reflexmechanismus. Es ist ziemlich passiv und verursacht keinen großen Energieverbrauch, was zur Beendigung konditionierter Reflexe führt. Ständige bedingungslose Hemmung begleitet viele psychosomatische Erkrankungen: Dyskinesien, spastische und schlaffe Lähmungen.
Was ist eine Fading-Bremse
Um die Mechanismen der Hemmung im Zentralnervensystem weiter zu untersuchen, wollen wir einen seiner Typen betrachten, der als Löschbremse bezeichnet wird. Der Orientierungsreflex ist bekanntlich die Reaktion des Körpers auf das Auftreffen eines neuen Fremdsignals. In diesem Fall wird in der Großhirnrinde ein Nervenzentrum gebildet, das sich in einem Erregungszustand befindet. Er bildet einen Reflexbogen, der für die Reaktion des Körpers verantwortlich ist und als Orientierungsreflex bezeichnet wird. Dieser Reflexakt bewirkt eine Hemmung des bedingten Reflexes, der gerade stattfindet. Nach wiederholter Wiederholung eines äußeren Reizes nimmt der als Indikativ bezeichnete Reflex allmählich ab und verschwindet schließlich. Dies bedeutet, dass es keine Hemmung des bedingten Reflexes mehr verursacht. Dieses Signal wird Fading Brake genannt.
Die externe Hemmung bedingter Reflexe ist also mit dem Einfluss eines externen Signals auf den Körper verbunden und eine angeborene Eigenschaft des zentralen und peripheren Nervensystems. Ein plötzlicher oder neuer Reiz, z. B. eine Schmerzempfindung, ein Fremdgeräusch, eine Änderung der Beleuchtung, verursacht nicht nur einen Orientierungsreflex, sondern trägt auch zur Schwächung oder sogar zum vollständigen Aufhören des Bedingten beiReflexbogen, der gerade aktiv ist. Wenn ein Fremdsignal (außer Schmerz) wiederholt einwirkt, zeigt sich die Hemmung des bedingten Reflexes weniger. Die biologische Rolle der bedingungslosen Form des Nervenprozesses besteht darin, die Reaktion des Körpers auf den Reiz auszuführen, der im Moment die wichtigste ist.
Internes Bremsen
Sein anderer Name, der in der Physiologie höherer Nervenaktivität verwendet wird, ist konditionierte Hemmung. Die Hauptvoraussetzung für die Entstehung eines solchen Prozesses ist die fehlende Verstärkung von Signalen aus der Außenwelt mit angeborenen Reflexen: Verdauung, Speichel. Die unter diesen Bedingungen entstandenen Hemmungsvorgänge im Zentralnervensystem benötigen ein gewisses Zeitintervall. Betrachten Sie ihre Typen genauer.
Zum Beispiel tritt eine differenzielle Hemmung als Reaktion auf Umweltsignale auf, die in Amplitude, Intensität und Stärke dem konditionierten Reiz entsprechen. Diese Form der Interaktion zwischen dem Nervensystem und der umgebenden Welt ermöglicht es dem Körper, auf subtilere Weise zwischen Reizen zu unterscheiden und diejenigen aus ihrer Gesamtheit zu isolieren, die durch einen angeborenen Reflex verstärkt werden. Beispielsweise entwickelte der Hund auf den Klang eines Rufes mit einer Stärke von 15 Hz, unterstützt durch einen Futterspender mit Futter, eine konditionierte Speichelreaktion. Wird dem Tier ein weiteres Tonsignal mit einer Stärke von 25 Hz zugeführt, ohne es mit Futter zu verstärken, wird in der ersten Versuchsreihe auf beide konditionierten Reize Speichel aus der Fistel des Hundes freigesetzt. Nach einiger Zeit wird das Tier diese Signale unterscheiden, und der Speichel aus der Fistel hört auf, einen Ton mit einer Leistung von 25 Hz abzusondern, das heißt,es entwickelt sich eine differentielle Hemmung.
Das Gehirn von Informationen befreien, die ihre lebenswichtige Rolle für den Körper verloren haben - genau diese Funktion wird durch Hemmung im zentralen Nervensystem ausgeführt. Die Physiologie hat empirisch bewiesen, dass konditionierte motorische Reaktionen, die durch entwickelte Fähigkeiten gut fixiert sind, das ganze Leben einer Person andauern können, zum Beispiel beim Skaten oder Radfahren.
Zusammenfassend können wir sagen, dass die Prozesse der Hemmung im Zentralnervensystem die Abschwächung oder Einstellung bestimmter Reaktionen des Körpers sind. Sie sind von großer Bedeutung, da alle Reflexe des Körpers entsprechend den veränderten Bedingungen korrigiert werden und wenn das aufbereitete Signal seinen Wert verloren hat, dann können sie sogar ganz verschwinden. Verschiedene Arten von Hemmungen im Zentralnervensystem sind grundlegend für Fähigkeiten der menschlichen Psyche wie die Aufrechterh altung der Selbstbeherrschung, die Unterscheidung von Reizen und Erwartungen.
Verzögerte Ansicht des Nervenfortsatzes
Empirisch kann man eine Situation schaffen, in der sich die Reaktion des Körpers auf ein konditioniertes Signal aus der äußeren Umgebung manifestiert, noch bevor er einem unkonditionierten Stimulus wie Nahrung ausgesetzt ist. Mit zunehmendem Zeitintervall zwischen dem Beginn der Exposition gegenüber einem konditionierten Signal (Licht, Ton, z. B. Metronomschläge) und dem Moment der Verstärkung auf bis zu drei Minuten nimmt die Freisetzung von Speichel durch die oben genannten konditionierten Reize immer mehr zu verzögert und manifestiert sich erst in dem Moment, in dem ein Futterautomat mit Futter vor dem Tier auftaucht. Die Verzögerung als Reaktion auf ein konditioniertes Signal charakterisiert die Hemmungsprozesse im Zentralnervensystem, die als verzögert bezeichnet werdeneine Form, in der ihre Flusszeit dem Verzögerungsintervall eines unbedingten Reizes entspricht, wie z. B. Nahrung.
Der Wert der Hemmung im Zentralnervensystem
Der menschliche Körper steht, bildlich gesprochen, unter der Waffe einer Vielzahl von Faktoren der äußeren und inneren Umgebung, auf die er gezwungen ist, zu reagieren und viele Reflexe zu bilden. Ihre Nervenzentren und Bögen werden im Gehirn und im Rückenmark gebildet. Die Überlastung des Nervensystems mit einer großen Anzahl von erregten Zentren in der Großhirnrinde wirkt sich negativ auf die psychische Gesundheit einer Person aus und verringert auch ihre Leistungsfähigkeit.
Biologische Grundlagen des menschlichen Verh altens
Beide Arten der Aktivität des Nervengewebes, sowohl die Erregung als auch die Hemmung im ZNS, sind die Grundlage für eine höhere Nervenaktivität. Es bestimmt die physiologischen Mechanismen der menschlichen geistigen Aktivität. Die Doktrin der höheren Nervenaktivität wurde von IP Pavlov formuliert. Seine moderne Interpretation lautet wie folgt:
Erregung und Hemmung im zentralen Nervensystem, die in Interaktion auftreten, sorgen für komplexe mentale Prozesse: Gedächtnis, Denken, Sprache, Bewusstsein und bilden auch komplexe menschliche Verh altensreaktionen
Um eine wissenschaftlich fundierte Form des Lernens, Arbeitens und Ruhens zu schaffen, wenden Wissenschaftler das Wissen um die Gesetze der höheren Nervenaktivität an.
Die biologische Bedeutung eines solchen aktiven Nervenprozesses wie der Hemmung kann wie folgt bestimmt werden. Änderungen in den Bedingungen der äußeren und inneren Umgebung (Mangel an Verstärkungkonditioniertes Signal durch einen angeborenen Reflex) bringt adäquate Veränderungen in den Anpassungsmechanismen im menschlichen Körper mit sich. Dadurch wird der erworbene Reflex gehemmt (ausgelöscht) oder verschwindet ganz, da er für den Körper unangemessen wird.
Was ist Schlaf?
I. P. Pavlov hat in seinen Arbeiten experimentell bewiesen, dass die Hemmungsprozesse im Zentralnervensystem und im Schlaf von gleicher Natur sind. Während der Wachphase des Körpers werden vor dem Hintergrund der allgemeinen Aktivität der Großhirnrinde noch die einzelnen Abschnitte diagnostiziert, die von der inneren Hemmung betroffen sind. Während des Schlafs strahlt es über die gesamte Oberfläche der Gehirnhälften und erreicht die subkortikalen Formationen: visuelle Tuberkel (Thalamus), Hypothalamus, Formatio reticularis und limbisches System. Wie der hervorragende Neurophysiologe P. K. Anokhin betonte, reduzieren alle oben genannten Teile des zentralen Nervensystems, die für die Verh altenssphäre, Emotionen und Instinkte verantwortlich sind, ihre Aktivität während des Schlafes. Dies führt zu einer Abnahme der Erzeugung von Nervenimpulsen, die unter der Hirnrinde kommen. Dadurch wird die Aktivierung des Cortex reduziert. Dies bietet die Möglichkeit der Erholung und Wiederherstellung des Stoffwechsels sowohl in den Neurozyten des großen Gehirns als auch im gesamten Körper.
Erfahrungen anderer Wissenschaftler (Hess, Economo) etablierten spezielle Komplexe von Nervenzellen, die in den unspezifischen Kernen der visuellen Tuberkel enth alten sind. Bei ihnen diagnostizierte Erregungsprozesse verursachen eine Abnahme der Frequenz kortikaler Biorhythmen, was als Übergang von einem aktiven Zustand angesehen werden kann(aufwachen) schlafen. Untersuchungen solcher Teile des Gehirns wie des Aquädukts von Sylvius und des dritten Ventrikels veranlassten Wissenschaftler zu der Idee eines Schlafregulationszentrums. Es ist anatomisch verwandt mit dem Teil des Gehirns, der für Wachheit verantwortlich ist. Die Niederlage dieses Cortex-Locus aufgrund eines Traumas oder als Folge von Erbkrankheiten beim Menschen führt zu pathologischen Schlaflosigkeitszuständen. Wir stellen auch fest, dass die Regulierung eines so lebenswichtigen Hemmungsprozesses für den Körper wie der Schlaf von den Nervenzentren des Zwischenhirns und der subkortikalen Kerne durchgeführt wird: caudatus, mandelförmig, Zaun und linsenförmig.
