Sinir aktivitesinin düzenlenmesimerkezi sinir sisteminde uyarılma ve inhibisyon süreçleri. İlk başta, tahrişe karşı temel bir tepki olarak ortaya çıkar. Evrim sürecinde, nörohumoral işlevler daha karmaşık hale geldi ve sinir ve endokrin sistemlerinin ana bölümlerinin oluşmasına yol açtı. Bu yazıda, ana süreçlerden biri olan merkezi sinir sistemindeki inhibisyonu, uygulama türlerini ve mekanizmalarını inceleyeceğiz.
Sinir dokusu, yapısı ve işlevleri
Adı verilen hayvan dokularının çeşitlerinden birisinir, merkezi sinir sisteminde hem uyarılma sürecini hem de inhibisyon işlevini harekete geçiren özel bir yapıya sahiptir. Sinir hücreleri bir vücuttan oluşur ve süreçler: kısa (dendritler) ve uzun (akson), sinir uyarılarının bir nörositten diğerine iletilmesini sağlar. Bir sinir hücresinin aksonunun ucu, sinaps adı verilen yerlerde bir sonraki nörositin dendritleriyle temas eder. Sinir dokusu boyunca biyoelektrik uyarıların iletimini sağlarlar. Dahası, uyarma her zaman bir yönde hareket eder - aksondan vücuda veya başka bir nörositin dendritlerine.
Heyecan dışında başka bir özellik akıyorsinir dokusunda, - merkezi sinir sisteminde inhibisyon. Santrifüj nöronların dahil olduğu motor veya sekretuar aktivitenin azalmasına veya tamamen durmasına yol açan uyaranın etkisine vücudun tepkisidir. Sinir dokusunda inhibisyon, ön uyarma olmadan, ancak yalnızca inhibe edici bir medyatörün, örneğin GABA'nın etkisi altında gerçekleşebilir. Ana fren vericilerinden biridir. Burada ayrıca glisin gibi bir madde de diyebilirsiniz. Bu amino asit, inhibe edici süreçlerin güçlendirilmesinde rol oynar ve sinapslarda gama-aminobütirik asit moleküllerinin üretimini uyarır.
I.M.Sechenov ve nörofizyoloji alanındaki çalışmaları
Teorinin yaratıcısı, seçkin Rus bilim adamıbeynin refleks aktivitesi, sinir sisteminin merkezi kısımlarında, biyoelektrik süreçleri inaktive edebilen özel hücre komplekslerinin varlığını kanıtladı. I. Sechenov'un üç tip deneyinin kullanılması sayesinde merkezi sinir sistemindeki inhibisyon merkezlerinin açılması mümkün oldu. Bunlar şunları içerir: beynin farklı bölgelerindeki korteksin bölümlerinin kesilmesi, gri maddenin tek tek lokuslarının fiziksel veya kimyasal faktörlerle (elektrik akımı, sodyum klorür çözeltisi) uyarılması ve ayrıca beyin merkezlerinin fizyolojik uyarılması yöntemi. I.M.Sechenov, optik tepecikler arasındaki bölgede ve doğrudan kurbağa talamusunun kendisinde son derece hassas kesimler yapan mükemmel bir deneyciydi. Hayvanın uzuvlarının motor aktivitesinde bir azalma ve tamamen durma gözlemledi.
Böylece, bir nörofizyolog özel bir tür keşfettisinir süreci - merkezi sinir sisteminde inhibisyon. Aşağıdaki bölümlerde oluşumunun türlerini ve mekanizmalarını daha ayrıntılı olarak ele alacağız ve şimdi şu gerçeği bir kez daha vurgulayacağız: medulla oblongata ve görsel tepecikler gibi bölümlerde, engelleyici veya "Sechenov" merkezi olarak adlandırılan bir site var. Bilim adamı, varlığını sadece memelilerde değil, insanlarda da kanıtladı. Dahası, IM Sechenov, inhibe edici merkezlerin tonik uyarılması fenomenini keşfetti. Bu süreçle, merkezkaç nöronlarda ve bunlarla ilişkili kaslarda ve ayrıca inhibisyonun sinir merkezlerinde hafif bir uyarımı anladı.
Sinir süreçleri etkileşir mi?
Önde gelen Rus fizyologları tarafından yapılan araştırma I. P. Pavlova ve I. M. Sechenova, merkezi sinir sisteminin çalışmasının vücudun refleks reaksiyonlarının koordinasyonu ile karakterize olduğunu kanıtladı. Merkezi sinir sistemindeki uyarma ve inhibisyon süreçlerinin etkileşimi, vücut fonksiyonlarının koordineli bir şekilde düzenlenmesine yol açar: motor aktivite, solunum, sindirim, boşaltım. Biyoelektrik süreçler, sinir merkezlerinde eşzamanlı olarak gerçekleşir ve zamanla sırayla değişebilir. Bu, iç ve dış ortamdan gelen sinyallere yanıt reflekslerinin korelasyonunu ve zamanında geçişini sağlar. Nörofizyologlar tarafından gerçekleştirilen çok sayıda deney, merkezi sinir sistemindeki uyarılma ve inhibisyonun, belirli modellere dayanan temel sinir fenomeni olduğu gerçeğini doğrulamıştır. Onlara daha ayrıntılı olarak bakalım.
Serebral korteksin sinir merkezleri,her iki tür süreci de sinir sistemine yayar. Bu özelliğe heyecan veya engelleme ışınlaması denir. Tersi fenomen, biyo-dürtüleri dağıtan beyin alanının azalması veya sınırlandırılmasıdır. Konsantrasyon denir. Bilim adamları, koşullu motor reflekslerin oluşumu sırasında her iki tür etkileşimi de gözlemler. Motor becerilerin oluşumunun ilk aşamasında, uyarmanın ışınlanması nedeniyle, aynı anda birkaç kas grubu aynı anda azaltılır ve bunlar, oluşan motor hareketinin gerçekleştirilmesinde mutlaka yer almaz. Sadece, korteksin belirli sinir odaklarındaki uyarma işlemlerinin yoğunlaşmasının bir sonucu olarak, oluşan fiziksel hareketler kompleksinin (paten, kayak, bisiklet) birden fazla tekrarından sonra, tüm insan hareketleri yüksek düzeyde koordine edilir.
Sinir merkezlerinin çalışmalarında geçiş yapmakayrıca indüksiyonun bir sonucu olarak ortaya çıkar. Aşağıdaki koşul karşılandığında kendini gösterir: birincisi, bir inhibisyon veya uyarma konsantrasyonu vardır ve bu süreçler yeterli güçte olmalıdır. Bilimde iki tip indüksiyon bilinmektedir: S fazı (merkezi sinir sistemindeki merkezi inhibisyon uyarımı artırır) ve negatif form (uyarma inhibisyon sürecine neden olur). Sıralı indüksiyon da meydana gelir. Bu durumda sinir süreci, sinir merkezinin kendisinde tersine değişir. Nörofizyologlar tarafından yapılan araştırmalar, yüksek memelilerin ve insanların davranışlarının, uyarma ve inhibisyon sinir süreçlerinin indüksiyon, radyasyon ve konsantrasyon fenomeni tarafından belirlendiğini kanıtlamıştır.
Koşulsuz frenleme
Merkezi sinir sistemindeki inhibisyon türlerini daha ayrıntılı olarak ele alalım veHem hayvanlarda hem de insanlarda bulunan formu üzerinde duralım. Terimin kendisi I. Pavlov tarafından önerildi. Bilim adamı, bu süreci sinir sisteminin doğuştan gelen özelliklerinden biri olarak gördü ve iki türünü belirledi: ölmek ve sabit olmak. Onlara daha ayrıntılı olarak bakalım.
Diyelim ki kortekste bir uyarma odağı var,çalışma organına dürtüler üretmek (kaslara, bezlerin salgı hücrelerine). Dış veya iç ortam koşullarındaki değişiklikler nedeniyle, serebral korteksin başka bir uyarılmış alanı ortaya çıkar. Önceden aktif sinir merkezinde ve refleks arkında uyarımı engelleyen daha yüksek yoğunluklu biyoelektrik sinyaller üretir. Merkezi sinir sistemindeki solma inhibisyonu, yönlendirme refleksinin yoğunluğunun giderek azalmasına neden olur. Bunun açıklaması şudur: birincil uyaran artık afferent nöronun reseptörlerinde uyarılma sürecine neden olmaz.
Başka bir tür inhibisyon gözlemlendiHem insanlarda hem de hayvanlarda, 1904'te Nobel Ödülü sahibi I.P. Pavlov tarafından yapılan deneyi göstermektedir. Köpeğin beslenmesi sırasında (yanaktan fistül çıkarıldığında), deneyciler keskin bir ses sinyali verdi - fistülden tükürük salgısı durdu. Bilim adamı bu tür bir engellemeyi yasaklayıcı olarak adlandırdı.
Doğuştan gelen bir özellik olmak, merkezi sinir sisteminde inhibisyonkoşulsuz refleks mekanizmasına göre ilerler. Oldukça pasiftir ve büyük miktarda enerji harcanmasına neden olmaz, bu da koşullu reflekslerin sona ermesine yol açar. Sürekli koşulsuz inhibisyon, birçok psikosomatik hastalığa eşlik eder: diskineziler, spastik ve sarkık felç.
Ölmekte olan bir fren nedir
Merkezi sinir sistemindeki inhibisyon mekanizmalarını incelemeye devam etmek,Söndürme freni olarak adlandırılan türlerinden birinin ne olduğunu düşünelim. Yönlendirme refleksinin, vücudun yeni bir yabancı sinyalin etkisine tepkisi olduğu iyi bilinmektedir. Bu durumda serebral kortekste heyecan halindeki bir sinir merkezi oluşur. Vücudun tepkisinden sorumlu olan ve yönlendirme refleksi olarak adlandırılan bir refleks yayı oluşturur. Bu refleks eylemi, o anda meydana gelen şartlı refleksin inhibisyonuna neden olur. Yabancı bir uyaranın tekrar tekrar tekrarlanmasından sonra, yönlendirme denen refleks yavaş yavaş azalır ve sonunda kaybolur. Bu, artık koşullu refleksin inhibisyonuna neden olmadığı anlamına gelir. Bu sinyale ölmekte olan fren denir.
Bu nedenle, koşullurefleksler, dışsal bir sinyalin vücut üzerindeki etkisiyle ilişkilidir ve merkezi ve periferik sinir sisteminin doğuştan gelen bir özelliğidir. Ani veya yeni bir uyaran, örneğin, ağrılı bir his, yabancı bir ses, aydınlatmadaki bir değişiklik, sadece bir yönelim refleksine neden olmakla kalmaz, aynı zamanda o anda aktif olan koşullu refleks arkının zayıflamasına veya hatta tamamen durmasına da katkıda bulunur. Dışsal bir sinyal (ağrı sinyali hariç) tekrar tekrar hareket ederse, koşullu refleksin inhibisyonu daha az belirgindir. Sinir sürecinin koşulsuz biçiminin biyolojik rolü, vücudun şu anda en önemli olan uyarana tepkisini yürütmektir.
Dahili frenleme
Fizyolojide kullanılan başka bir adıdaha yüksek sinir aktivitesi, - koşullu inhibisyon. Böyle bir sürecin ortaya çıkması için temel ön koşul, dış dünyadan gelen sinyallerin doğuştan gelen reflekslerle pekiştirilmemesidir: sindirim, tükürük. Bu koşullar altında ortaya çıkan merkezi sinir sistemindeki inhibisyon süreçleri belirli bir zaman aralığı gerektirir. Türlerini daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Örneğin, diferansiyel inhibisyon oluşurkoşullandırılmış uyarıcıya genlik, yoğunluk ve güç bakımından çakışan çevresel sinyallere bir yanıt olarak. Sinir sistemi ve çevreleyen dünya arasındaki bu etkileşim biçimi, vücudun uyaranları daha ince bir şekilde ayırt etmesine ve doğuştan gelen bir refleks tarafından takviye alan uyaranı bütünlüğünden izole etmesine izin verir. Örneğin, köpek, yiyecekle beslenen bir olukla desteklenen, 15 Hz'lik bir zil sesine koşullu bir tükürük reaksiyonu geliştirdi. Hayvana, yiyecekle takviye edilmeden 25 Hz kuvvetle bir ses sinyali daha uygulanırsa, ilk deney serisinde köpek fistülden her iki koşullu uyarana tükürüğü salacaktır. Bir süre sonra, hayvan bu sinyallerin farklılaşmasını deneyimleyecek ve ses, 25 Hz'lik bir kuvvetle, fistülden gelen tükürüğün salınması sona erecek, yani diferansiyel inhibisyon gelişecektir.
Beyni kaybolan bilgiden kurtarınvücut için hayati bir rol - bu işlev, merkezi sinir sistemindeki inhibisyonla gerçekleştirilir. Fizyoloji, gelişmiş becerilerle iyice sabitlenmiş koşullu motor reaksiyonların, örneğin buz pateni, bisiklete binme gibi bir kişinin hayatı boyunca devam edebileceğini deneysel olarak kanıtlamıştır.
Özetle, süreçlerinmerkezi sinir sistemindeki inhibisyon, vücudun belirli reaksiyonlarının zayıflaması veya sona ermesidir. Vücudun tüm refleksleri değişen koşullara göre düzeltildiği için çok önemlidirler ve koşullu sinyal anlamını yitirmişse, o zaman tamamen ortadan kalkabilir. Merkezi sinir sistemindeki çeşitli inhibisyon türleri, insan ruhunun kendi kendini kontrol etme, uyaranları ayırt etme ve bekleme gibi yetenekleri için temeldir.
Sinir sürecinin gecikmiş görünümü
Ampirik olarak, içinde bulunduğu bir durum yaratabilirsiniz.Vücudun dış ortamdan gelen koşullu bir sinyale tepkisi, yiyecek gibi koşulsuz bir uyarana maruz kalmadan önce bile kendini gösterir. Koşullu sinyalin başlangıcı (ışık, ses, örneğin bir metronomun vuruşları) ile üç dakikaya kadar güçlendirme anı arasındaki zaman aralığında bir artışla, tükürüğün yukarıdaki koşullu uyaranlara salınması gittikçe daha fazla gecikir ve yalnızca hayvanın önünde yiyecek içeren bir besleyici göründüğü anda kendini gösterir. Koşullu sinyale yanıttaki gecikme, akış süresinin, örneğin yiyecek gibi koşulsuz bir uyaranın gecikme aralığına karşılık geldiği gecikmeli tip olarak adlandırılan merkezi sinir sistemindeki inhibisyon süreçlerini karakterize eder.
Merkezi sinir sistemindeki inhibisyonun değeri
Mecazi anlamda insan vücudu,Tepki göstermeye ve birçok refleks oluşturmaya zorlandığı dış ve iç çevrenin çok sayıda faktörünün "silah altında". Sinir merkezleri ve yayları beyinde ve omurilikte oluşur. Sinir sisteminin beyin korteksindeki çok sayıda heyecanlı merkez ile aşırı yüklenmesi, bir kişinin ruh sağlığını olumsuz yönde etkiler ve ayrıca performansını düşürür.
İnsan davranışının biyolojik temelleri
Sinir dokusunun her iki tür aktivitesi,merkezi sinir sistemindeki heyecan ve inhibisyon, yüksek sinir aktivitesinin temelidir. İnsan zihinsel aktivitesinin fizyolojik mekanizmalarını belirler. Daha yüksek sinir aktivitesi doktrini I.P. Pavlov tarafından formüle edildi. Modern yorumu şu şekildedir:
- Etkileşimde meydana gelen merkezi sinir sistemindeki uyarılma ve inhibisyon, karmaşık zihinsel süreçler sağlar: hafıza, düşünme, konuşma, bilinç ve ayrıca bir kişinin karmaşık davranışsal reaksiyonlarını oluşturur.
Bilim adamları, bilimsel olarak temellenmiş bir çalışma, çalışma, dinlenme rejimi oluşturmak için, daha yüksek sinir aktivitesi yasaları hakkında bilgi kullanırlar.
Böyle aktif bir sinirin biyolojik önemiinhibisyon gibi süreç aşağıdaki gibi tanımlanabilir. Dış ve iç ortam koşullarındaki değişiklikler (koşullu sinyalin doğuştan gelen bir refleks tarafından güçlendirilmemesi), insan vücudundaki adaptif mekanizmalarda yeterli değişiklikleri gerektirir. Bu nedenle, edinilen refleks eylemi, vücut için uygun olmadığı için engellenir (söndürülür) veya tamamen kaybolur.
Rüya nedir
I. P. Pavlov eserlerinde, merkezi sinir sistemi ve uykudaki inhibisyon süreçlerinin aynı nitelikte olduğunu deneysel olarak kanıtladı. Serebral korteksin genel aktivitesinin arka planına karşı vücudun uyanıklık döneminde, iç inhibisyonla kaplanan bazı kısımları hala teşhis edilmektedir. Uyku sırasında, serebral hemisferlerin tüm yüzeyine yayılır ve subkortikal oluşumlara ulaşır: optik yükseltiler (talamus), hipotalamus, retiküler oluşum ve limbik sistem. Olağanüstü nörofizyolog P.K. Anokhin'in belirttiği gibi, merkezi sinir sisteminin davranışsal alan, duygular ve içgüdülerden sorumlu olan yukarıda belirtilen tüm bölümleri uyku sırasındaki aktivitelerini azaltır. Bu, kabuğun altından gelen sinir uyarılarının oluşumunda bir azalmayı gerektirir. Böylece korteksin aktivasyonu azalır. Bu, hem büyük beynin nörositlerinde hem de bir bütün olarak tüm organizmada metabolizmanın dinlenme ve restorasyon olasılığını sağlar.
Diğer bilim adamlarının (Hess, Economo) deneyimlerigörsel tepeciklerin spesifik olmayan çekirdeklerinde bulunan özel sinir hücresi kompleksleri kurdu. İçlerinde teşhis edilen uyarma süreçleri, aktif bir durumdan (uyanıklık) uykuya geçiş olarak kabul edilebilecek korteksin bioritm sıklığında bir azalmaya neden olur. Beynin Sylvian su kemeri ve üçüncü ventrikül gibi kısımları üzerinde yapılan çalışmalar, bilim insanlarını bir uyku düzenleme merkezi fikrine itti. Beynin uyanıklık bölgesi ile anatomik olarak bağlantılıdır. Travma nedeniyle veya insanlarda kalıtsal bozuklukların bir sonucu olarak korteksin bu lokusunun yenilgisi, patolojik uykusuzluk durumlarına yol açar. Ayrıca, uyku gibi vücut için böylesine hayati bir inhibisyon sürecinin düzenlenmesinin diensefalon sinir merkezleri ve subkortikal çekirdekler tarafından gerçekleştirildiğini de not ediyoruz: kaudat, amigdala, eskrim ve merceksi.
