Рефлекторный принцип работы нервной системы

Функции НС заключаются в следующем:

• — в обеспечении адекватных реакций организма на постоянно меняющиеся условия среды;
• — регуляции и координация работы внутренних органов;
• — обеспечении высших психических функций (память, мышление, эмоции и т. п.).

В основе представлений о нервной регуляции функций лежит учение о рефлексе.

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы.

При этом не каждая ответная реакция организма является рефлексом. Например, синяк в ответ на механическое раздражение возникает за счет разрыва сосудов кожи и свертывания крови; однако НС не принимает в этом участия, и появление синяка нельзя назвать рефлексом. Для того чтобы обеспечить ответную реакцию, НС должна получить сначала информацию о текущей ситуации от органов чувств. На основании этой информации, а также сигналов от центров памяти, потребностей, мотиваций и некоторых других НС «принимает решение» о том, какая ответная реакция будет наиболее оптимальной. После этого НС посылает управляющие импульсы к исполнительным органам (мышцам или железам), которые и осуществляют соответствующую реакцию.

Понятно, что для осуществления рефлекса необходимо, чтобы нервное возбуждение, которое возникает в ЦНС в ответ на какое-либо раздражение, дошло до исполнительного органа. Структурной основой осуществления этого процесса служит рефлекторная дуга.

Рефлекторная дуга — путь, по которому проходит нервный импульс в ходе реализации рефлекса. Она состоит из пяти отделов: 1) рецептор; 2) сенсорный нейрон; 3) нервный центр; 4) исполнительный нейрон; 5) рабочий (исполнительный) орган.

Рецептор — периферическое чувствительное образование, которое трансформирует энергию раздражителя в нервный процесс (как правило, электрическое возбуждение). За рецептором идет сенсорный нейрон, находящийся в периферической НС. Периферические отростки (чаще это дендриты) таких нейронов образуют чувствительный нерв и идут к рецепторам, а центральные (аксоны) входят в ЦНС и формируют синапсы на ее вставочных нейронах. В некоторых случаях (кожная чувствительность, обоняние) первые два отдела рефлекторной дуги образованы одним и тем же нейроном (см. параграф 11.2).

Вставочные нейроны (обычно их несколько) находятся в ЦНС и являются нервным центром каждого конкретного рефлекса. Аксоны вставочных нейронов образуют синапсы на исполнительных нейронах, по аксонам которых нервный импульс в свою очередь доходит до исполнительного органа, вызывая соответствующую деятельность. Аксоны двигательных нейронов образуют двигательные нервы. Таким образом, в дуги даже простых рефлексов входит обычно около 5—10 последовательно расположенных нейронов. В самом простом случае в рефлекторную дугу входит только два нейрона — чувствительный и двигательный (см. параграф 5.2).

Для лучшего понимания того, как НС регулирует работу организма, необходимо более подробно разобрать понятие «нервный центр».

Нервный центр — это группа нейронов, необходимая для осуществления определенного рефлекса или более сложных форм поведения. Нервный центр перерабатывает информацию, которая поступает к нему от органов чувств или от других нервных центров и, в свою очередь, посылает команды к периферическим органам (мышцам и железам) или другим нервным центрам.^[1]

другие нейроны. Так, нервные волокна от дыхательного центра в продолговатом мозгу идут к группам мотонейронов спинного мозга, непосредственно управляющих дыхательными мышцами. В варолиевом мосту есть нервный центр, регулирующий правильное чередование вдоха и выдоха. Высший центр головного мозга — кора больших полушарий — тоже принимает участие в дыхании, благодаря чему дыхание можно регулировать произвольно. То же самое можно сказать о большинстве других функций организма (перемещение в пространстве, движения глаз, реакции на боль и т. д.). Поэтому в широком смысле слова нервный центр — это все структуры, согласованно влияющие на выполнение той или иной функции.

Именно благодаря рефлекторному принципу НС обеспечивает процессы саморегуляции. Если какой-либо физиологический параметр чрезмерно уменьшается, то автоматически (рефлекторно) включаются механизмы, обеспечивающие его увеличение. И наоборот, если какой-либо параметр увеличивается, включаются механизмы его уменьшения. Например, при повышении температуры тела вегетативная НС обеспечивает потоотделение и расширение сосудов кожи, благодаря чему удаляются избытки тепла. Такой принцип функционирования называется еще механизмом отрицательной обратной связи.

В некоторых физиологических системах обнаружен также механизм положительной обратной связи, благодаря которой процесс, возникнув, некоторое время усиливает и поддерживает себя сам. Чаще это связано с патологическими состояниями, так как если какой-то процесс (например, изменение температуры тела) неограниченно усиливается или ослабляется, это может привести к крайне тяжелым последствиям вплоть до летального исхода. Но в некоторых случаях положительная обратная связь имеет место и в нормальных физиологических процессах, но в этих случаях она присутствует относительно короткое время. Примером может служить вход в нервную клетку ионов натрия при генерации потенциала действия (см. параграф 2.7).

Для объяснения механизмов саморегуляции советский физиолог академик П. К. Анохин предложил концепцию «функциональной системы».

Функциональная система — временное или постоянное объединение различных элементов НС (от рецепторов до исполнительных органов), возникшее или существующее для выполнения какой-либо конкретной физиологической задачи.

Очень важным в этой концепции является идея о том, что при выполнении любого действия информация о его результатах поступает в ЦНС (в форме импульсов от соответствующих рецепторов). Это звено функциональной системы замыкает рефлекторную дугу в кольцо. Если результат действий частично или полностью не соответствует ожидаемому, то ЦНС по механизму обратной связи направляет протекание реакций в необходимую сторону. Таким образом, поведение строится по принципу непрерывного кольцевого взаимодействия организма и среды, постоянной оценки результатов деятельности — принципу рефлекторного кольца. Этот принцип существенно дополняет представление о рефлекторной дуге, известное еще со времен Р. Декарта.

• [1] беспозвоночных животных нервный центр может состоять толькоиз нескольких нейронов. Так, у морского моллюска аплизии работойсердца управляют только четыре нейрона. У позвоночных нервные центрывходят в состав ЦНС и могут включать тысячи и даже миллионы нейронов. Каждый нервный центр находится в определенном месте НС. Например, дыхательный центр, регулирующий работу дыхательных мышц, находится в продолговатом мозгу. При разрушении этого центра дыханиепрекращается. Но на самом деле в дыхании принимают участие многие