Биология человека

ФУНКЦИИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Все сложные и многообразные функции нервной системы осуществляются ее анатомическими структурами. Причем области или структуры нервной системы функционируют совместно. Нервная система представляет собой морфологический субстрат, который действует в пределах всего тела человека. Нервная система интегрирует (объединяет) все анатомические структуры (клетки, ткани, органы, системы и аппараты органов) в единое целое.

Ч. Шеррингтон сформулировал основные принципы деятельности нервной системы в книге «Интегративная деятельность нервной системы» (от лат. integer - целый), поставив во главу именно интегрирующую функцию нервной системы. Она координирует все функции организма и поддерживает постоянство его внутренней среды, необходимое для выполнения как физической, так и психической деятельности. Нервная система ответственна за связь организма с внешней средой и его ответные реакции на воздействия окружающего мира, в том числе и движение. Одной из важнейших функций нервной системы является запись, хранение, упорядочение, переработка информации и ее извлечение по мере необходимости.

Осуществление функций нервной системы возможно благодаря функциональному объединению ее анатомических структур в функциональные системы, каждая из которых включает все анатомические образования, участвующие в выполнении определенных функций

Перечислим некоторые из них. Лимбичес- кая система - комплекс образований, объединяющих внутренние края коры полушарий большого мозга, регулирует эмоции. Сенсорная (от лат. sensus - чувство, ощущение) система объединяет рецепторы (воспринимающие аппараты) в органах чувств и в собственном теле, которые трансформируют энергию раздражения (например, световых или звуковых волн) в энергию нервного импульса; нервы, по которым импульс направляется в центральную нервную систему; ядра (скопления нейронов) в спинном и головном мозге, где происходит переключение этих импульсов, и, наконец, корковые центры. Сенсорные системы воспринимают специфические ощущения. Двигательная система включает двигательные центры коры больших полушарий, которые запускают движения; базальные ганглии больших полушарий, мозжечок, таламус (зрительный бугор), которые координируют движения; двигательные нейроны спинного мозга, которые передают команды, поступающие из двигательного центра мышцам, и, наконец, мышцы с их нервными механизмами, которые осуществляют движение. Лимбическая, сенсорная и двигательная системы тесно связаны между собой, ибо ощущения, приобретая эмоциональную окраску, приводят к движению.

Регуляторные системы включают гипоталамус и гипофиз, которые осуществляют контроль информации, поступающей из внутренней среды организма, регуляцию всех функций организма и сохранение постоянства внутренней среды через вегетативные нервы, гипофиз и железы внутренней секреции. Системы, ответственные за человеческие психические функции (сознание, мышление, речь, научение, память, творчество, сексуальность) и поведение, включают кору полушарий большого мозга и его ствол. Эти системы функционально связаны с предыдущими.

Высшая нервная деятельность (ВНД) - это интегративная функция коры полушарий большого мозга и подкорковых центров, обеспечивающая наиболее оптимальное приспособление человека и (животных) к окружающей среде. ВНД основана на взаимодействии врожденных безусловных рефлексов и приобретенных условных рефлексов, в котором у человека важную роль играет речь - вторая сигнальная система. Раздел физиологии, изучающий высшую нервную деятельность, основывается на рефлекторной теории, теории отражения и теории системной деятельности мозга.

И.М. Сеченов в книге «Рефлексы головного мозга» распространил рефлекторный принцип на все виды сознательной и бессознательной деятельности организма, включая и психику.

Сходство «сознательных» и «бессознательных» реакций имеет ряд общих свойств: 1) все реакции организма обусловлены каким-то воздействием извне, т.е. без внешнего чувственного раздражения невозможна психическая деятельность; 2) рефлекс и психический акт имеют общие проводящие пути (от воспринимающих аппаратов к органам движения); 3) «бессознательные» и «сознательные» рефлекторные акты всегда заканчиваются движением.

Сеченов пишет, что все бесконечное разнообразие мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению - мышечному движению. Распространив рефлекторный принцип на психическую деятельность, Сеченов не смог изучить конкретные механизмы поведения, так как был неизвестен объективный метод исследования коры больших полушарий. Это сделал И.П. Павлов, который разработал лабораторные методы объективного изучения приспособительной деятельности человека и животных, в первую очередь метод условных рефлексов. Павлов впервые установил, что в основе психической деятельности человека лежат физиологические процессы в коре полушарий большого мозга.

Методы исследования высшей нервной деятельности. И.П. Павлов разработал объективный условно-рефлекторный метод исследования воздействия внешней среды и различных раздражителей на мозговые процессы. Суть этого метода заключается в том, что на основе точной регистрации ответных реакций на действие определенного по силе и значимости раздражителя делается заключение о характере мозговых процессов, определяющих тот или иной тип реагирования. Для выработки условного рефлекса сначала дается условный раздражитель (например, звонок или свет), который И.П. Павлов назвал индифферентным раздражителем, а затем к нему присоединяется безусловно-рефлекторное раздражение (пища), начинает выделяться слюна, желудочный сок. После нескольких таких сочетаний такая же реакция возникает и при действии одного лишь условного раздражителя. В качестве безусловного подкрепления можно использовать пищу, болевые, холо- довые и тепловые раздражения, а также изменения внутренней среды организма. Безусловным раздражителем может быть любой агент, действующий на рецепторы (свет, звук, запах и т. д.).

В настоящее время для изучения высшей нервной деятельности применяются современные электрофизиологические, биохимические, гистохимические и биофизические методы. Большое распространение получил электроэнцефалографический метод исследования.

Нейроны обладают электрической активностью. Постоянные колебания потенциала нейронов можно записать с неповрежденной кожи головы. В конце 30-х годов XX в. Ганс Бергер впервые произвел регистрацию суммарной электрической активности головного мозга. Метод получил название электроэнцефалографии (ЭЭГ) (от электро + греч. enkephalos - головной мозг, gramma - запись). Бергер обнаружил, что во время бодрствования на ЭЭГ видны быстрые низкоамплитудные волны, а во время сна - медленные высокоамплитудные. Сегодня ЭЭГ - один из весьма распространенных методов исследования. У здорового взрослого человека на ЭЭГ, которая записывалась при закрытых глазах, регистрируется основной альфа-ритм (a-волны с частотой 8-13 Гц) - это синхронизированная ЭЭГ, которая отражает одновременную деятельность нейронов. При открытых глазах в связи с поступлением зрительных сигналов происходит десинхронизация, a-волны исчезают и на смену им появляются бета-волныl с большей частотой (14 - 30 Гц) и меньшей амплитудой. Кроме того, у здорового человека во время сна возникают медленные крупноволновые тета-волныь (4-7 Гц) и дельта-волныl (0,5 - 3,5 Гц). У детей и подростков и в состоянии бодрствования возникают медленные волны.