|
Лекция по физиологии Центральной нервной деятельности (ЦНС
- 1) |
|
|
Лекции, шпаргалки Физиология ЦНС – 1 Физиология ЦНС – 2 Физиология ЦНС – 3 Физиология ЦНС – 4 Физиология ЦНС – 5 Физиология ЦНС – 6 |
Этапы изучения мозга человека
(от древних египтян до Везалия), какие есть подходы в изучении мозга. Что мы
знаем и чего мы не знаем о функциях мозга. Какими функциями управляет мозг.
Зачем человеку нужно такое длинное детство. 1467 год – позднее средневековье, раннее возрождение. Эразм Роттердамский – оракул Европы, величайший ученый северного возрождения. Задачу видел в том, чтобы создать новое общество, где появится новый человек. Его произведение «Похвала глупости» - скучное чтение, повествование от имени глупости, восхваляет себя и унижает мудреца. «Благодаря глупости женщина нравится мужчинам» «Благодаря глупости жизнь бывает сносной» Питер Брейгель 1525-1569 годы – художник, пытался понять сущность человека «Слепцы» - не вызывают сочувствия, хочется не попасть в их связку, люди слепы и не знают, что творят, «Охота», «Игры», «Игра детей» - жестокие игры взрослых, «Пчеловоды» - люди в масках, в капюшонах, люди глухи они не понимают, где находятся. Леонардо, Микелеанджело – пытались изобразить кожу, мышцы. Везалий – анатом, художник, учителями считал Л. Винчи, Микеллеанджело Написал трактат по анатомии. Древние Египтяне достигли большого совершенства в бальзамировании, но мозг как не нужную субстанцию вымывали из полости черепа. 420 год до н. э. – Гиппократ, отец медицины, имел очень приблизительное представление об анатомии человека. Удовольствие, смех, радость шутка, тоска, печаль возникают из мозга, перечислял все функции мозга. 370 год до н. э. – Аристотель, величайший философ, считал, что в мозге остывает кровь, которая нагревается в сердце. В это время не разрешено вскрывать трупы людей, вскрывать можно только казненных, но любителей не было. 330 год до н. э. – Герофил, получил высочайшее разрешение вскрывать трупы умерших (не казненных) людей, т.е. мог сопоставлять от чего умер человек и в чем причина. Написал книгу «Анатомика». Большое внимание уделял строению мозга. Изучил глаз, описал нерв, который выходит из глаза, описал нервы, которые связывают другие органы со спинным и головным мозгом. Его называли мясником, он вызывал у современников уважения. 129 год до н. э. – Галлен древне- Римский врач, считается основоположником физиологии, изучал функции организма у живых животных. Изучал животных и людей после гладиаторских боев. Занимался вивисекцией, кролика, собаки, и даже слона. Основоположник психофизиологии, научился связывать патологии внутренних органов с какими–то эмоциональными нарушениями у больных. 1514-1565 – годы жизни Везалия. Был первым, кто систематически изучал строение мозга. Хотя в его распоряжении было всего 5 полуразложившихся мозгов. Выявил и описал: хвостатое ядро, таламус, гиппокамп, бугры четверохолмия. Человеческий мозг – это самое сложное из всех живых структур во вселенной. Во-первых, потому, что она состоит из многих миллиардов нервных клеток, которые отличаются по размерам, строению, функциям, количеству и характеру отростков, и самое главное по своей химии. Нейрохимия разных структур мозга различна. Особенности деятельности структур мозга зависит от нейрохимии нейронов, которые входят в состав этих структур. Нейрохимия она так же разнообразна, как и все остальные параметры. Во-вторых, в этом количестве нейронов нет двух одинаковых. Эти клетки соединяются друг с другом километрами живых нервных волокон. Причем эти соединения очень трудно выявить, настолько они запутаны. На теле одной нервной клетке могут заканчиваться до 1000 аксонов других клеток. И в то же время очень трудно проследить где заканчивается аксон самой клетки. Изучают работу нервной системы: - биофизики, для них нервная клетка это мембрана, которая разделяет две среды. Куда движется натрий, куда калий, что такое возбуждение, чем оно сопровождается, как меняется состояние мембраны при возбуждении при торможении; -кибернетики, для них мозг – это черный ящик, ему важно, что на входе, что на входе. -психологи – как последователи философии тоже долго не замечали, что происходит в мозге. Их интересовало поведение. Мозг – это субстрат нервной деятельности. Для физиологов мозг – это комплекс нервных центров, они изучают, как они работают, как меняется их работа, почему меняется работа нервных центров, что с ними происходит при патологии. Физиологи работают для медицины. Лаборатория Каплана занимается человеком. За последние 20-25 лет есть продвижение в науке, и совершенно четко стало понятно: (на примере сагитального разреза мозга) 1. Какая структура как работает, за что она отвечает. Как связаны эти структуры: кора с таламусом и обратно, таламус с гипоталамусом, спинной мозг с мозжечком. И с точки зрения физиологии и нейрохимии. 2. Какие структуры активируют работу мозга, а какие структуры тормозят работу мозга. Например: ретикулярная формация продолговатого мозга оказывает мощное возбуждающее влияние на кору больших полушарий и в то же время тормозит работу спинного мозга. 3. Применение тонких методов для изучения сложных форм поведения (память, эмоции, обучение) - это имунногистохимический метод. Например: проверить действие препарата на память крысы. Контрольной группе крыс даем препарат, другим (опытным) нет. В т-образный лабиринт помещаем голодную крысу, она идет налево, съедает там кусочек сыра, и мы ее быстренько вынимаем, потом снова сажаем и она идет направо, итак 10 раз мы обучаем крысу ходить налево. Одни крысы обучаются 1-2 дня, другие 5-6 дней. Но посмотреть какие биохимические изменения происходят в мозге крысы в процессе обучения – это очень дорогие и трудные методы. 4. Как возбуждается один нейрон (где много натрия, где много калия в состояние возбуждения или покоя, куда натрий идет, куда калий идет). Но в головном мозге одна нервная клетка не решает ничего, там все решают локальные нервные сети, которые состоят из сотен нейронов. Каким образом происходят процессы торможения или возбуждения в нервных сетях – этот вопрос еще не решон. Каким образом взаимодействуют нейроны в этих сетях, и как взаимодействуют сети друг с другом. 5. Хорошо изучен синаптический контакт, как происходит передача возбуждения от нейрона к нейрону вплоть до молекулярного уровня. А каким образом происходит распространение возбуждения в целом мозге еще не изучено. Не решен вопрос, что такое мыслительная деятельность человека, животного. Каким образом рождаются мысли, где они рождаются, почему они рождаются. Известно, какие нейроны при этом возбуждаются, но это еще мало о чем говорит. Но и в то же время индивидуальные способности разных людей. Все функции мозга можно разделить на три группы: 1. Взаимодействие с внешней средой, через зрение, слух, обоняние, осязание, вкус, речь. 2. Управление работой внутренних органов. В каждый данный момент окружающая среда меняется, и поэтому должна быть система, которая регулирует дыхание, пищеварение, температуру, выделительную систему, эндокринную систему. За все вегетативные функции нашего организма отвечает нервная система. 3. Умственная деятельность: память, обучение, эмоции, рисование, чтение … Первый и второй пункт человека объединяет с животными, но последний столбик каждый человек может дописать самостоятельно. Многие данные получены на животных. Чем отличается коренным образом человек от животного – это длинное детство. Муравей рождается со знанием того, что он будет делать, будет ли он воином, охранником, строителем, … Человек рождается с незрелой нервной системой, пластичной и способной к обучению. Во время внутриутробного развития формируются только основополагающие устойчивые к внешним воздействиям способы реагирования (безусловные рефлексы) Что может новорожденный ребенок – это и есть устойчивые способы реагирования к внешним воздействиям. На потом откладывается миелинизация. Многие аксоны покрываются оболочкой только после рождения человека. Миелинизация обеспечивает точность и быстроту распространения возбуждения, а значит формируется двигательная активность. Позже чем остальные структуры созревает гиппокамп – это память, это когнетивные способности мозга, это способность ощущать себя в пространстве. Он созревает в процессе общения ребенка с окружающей средой. Что имеет обратный процесс. Увеличение дендритов. Они обеспечивают большее количество контактов с другими нервными клетками, что увеличивает возможности нервной системы, способствует ее усложнению. Человек должен: -получить и усвоить информацию о внешнем мире, о природе, о природных явлениях; -приспособиться к окружающей среде и ее приспособить для своих нужд -научиться управлять своим телом, эмоциями и мыслями; -и в результате должен научиться общаться со своими сверстниками. При этом он сначала использует мимику, потом жест, и наконец язык. И таким образом человек получает самую гибкую систему реагирования, и это обеспечивает ему свободу в среде обитания. Заключение: мозг человека – это результат длительной эволюции. Он обладает высокой пластичностью, огромными потенциальными возможностями, в течении всей жизни тренируется, обучается и совершенствуется. Мозг необходим для мышления, но необученный мозг недостаточен для осуществления этой функции, как бы хорош он не был. 1967 Хосе Дельгада «Мозг и сознание» важно понять свое собственное поведение, чтобы научиться управлять собой. Физиологические свойства отделов ЦНС Нервной системы нет у одноклеточных животных и у губчатых. Впервые нервная система появляется у гидры, медузы, актинии. У них нервная система - диффузная, т.е. по всему телу равномерно рассеяны нервные клетки, которые соединены отростками. Усложнение нервной системы идет за счет концентрации нервных элементов, нервные клетки собираются в месте, и у беспозвоночных животных они образуют ганглии – скопление тел нервных клеток. Среди беспозвоночных сложнее всего устроен мозг у общественных животных, насекомых: муравьев, пчел, термитов. У них есть головной мозг, который состоит из нескольких ганглий, от него отходят нервы. У человека – трубчатая нервная система. Впервые одна трубка появляется у ланцетника, и головного мозга нет. Головной мозг, который развивается на переднем конце нервной трубки, мы будем изучать. Нервная система делится на: центральную и перефирическую, периферическая делится на: -соматическую (иннервирует скелетную мускулатуру, т. е. нерв подходит к этой мышце); -вегетативную нервную систему она делится на две: - симпатическую; - парасимпатическую, обе они регулируют работу внутренних органов. Центральная нервная система делится на головной мозг и спинной мозг. Головной мозг и спинной мозг снаружи покрыты твердой мозговой оболочкой. Между твердой мозговой оболочкой и мозгом находится цероброспинальная жидкость. Внутри спинного мозга проходит спинномозговой канал, который в головном мозге превращается в систему мозговых желудочков. Спинномозговой канал и желудочки заполнены цероброспинальной жидкостью. Цероброспинальная жидкость выполняет функции: - защитную - питающая функция, в ней содержатся белки, пепсиды, аминокислоты… - диагностическую функцию, при заболеваниях и при травмах мозга состав цероброспинальной жидкости меняется. - Лечебная функция, через нее можно вводить в мозг вещества. Кроме того при эпилепсии, берут цероброспинальную жидкость между приступами, потом ее же вводят обратно, и количество приступов меняется, но этот вопрос еще не изучен. Продолговатый мозг: Самый нижележащий отдел головного мозга. Функции продолговатого мозга: 1.) проводящая. Через продолговатый мозг проходят все нисходящие и все восходящие пути, они несут информацию от спинного мозга к головному мозгу и от разных отделов головного мозга к разным уровням спинного мозга. 2.) обеспечивает защитные рефлекторные движения. Движения вовлекающие в себя не только скелетную мускулатуру но и сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную системы (рефлексы: кашель, чихание, рвота) 3.) Находится сосудодвигательный центр. С его участием регулируется просвет кровеносных сосудов, а значит кровяное давление. 4.) Начинаются нервы, которые регылируют работу слюнных желез, а значит процесс пищеварения. 5.) Начинается самый крупный самый важный парасимпатический нерв – блуждающий. Он регулирует работу всех внутренних органов, за исключением мочеполовой системы. Головной мозг обладает удивительной пластичностью, т е способностью к перестройкам. Это значит: если у нас в мозге какая-то структура разрушена, то другие структуры берут на себя ее функции. Огромное количество нервных клеток, которые человек не использует в течение своей жизни, необходим как запас мозгового вещества для замещения какой-либо поврежденной структуры мозга. Можно удалить большую часть одного полушария, и человек будет жить, работать, конечно пройдя определенный период адаптации. Например, если удалить одну долю мозжечка человек довольно быстро приспосабливается, если удалить две доли, то моторная кора берет на себя функции мозжечка. Но есть такие структуры, которые заменить невозможно. В продолговатом мозге находится дыхательный центр, который обеспечивает дыхание (продолжается затем в мост), и если он разрушен в результате инсульта, травмы, дыхание останавливается, и это уже не совместимо с жизнью. 6.) Важнейшей функцией продолговатого мозга является обеспечение дыхания. Рядом с продолговатым мозгом лежит варолиев мост. Где находится часть дыхательного центра и основные функции проводящие. Т е повреждение моста – это не так проблематично, как повреждение дыхательного центра продолговатого мозга. Над продолговатым мозгом находится мозжечок, он состоит из двух полушарий. Полушария покрыты серым веществом, корой мозжечка. Внутри находятся проводящие пути белого вещества и ядра серого вещества. Ганглии – это скопление нервных клеток на периферии, ядро – скопление тел нервных клеток в пределах центральной нервной системы. Мозжечок отвечает за координацию движений, обеспечивает чувство гравитации, делает движения точными, быстрыми и при этом не затрагивается избыточная энергия. Все это происходит за счет того, что мозжечок оказывает мощное тормозное влияние на спинной мозг, т е он координирует работу спинного мозга. Средний мозг состоит из бугров четверохолмия, красное ядро, черная субстанция, и ядра шва. Сверху - передние бугры четверохолмия и внизу - задние бугры четверохолмия. Смотрим мы глазами, а видим затылочной корой больших полушарий, где находится зрительное поле, где формируется образ. От глаза отходит нерв, проходит через ряд подкорковых образований, доходит до зрительной коры, зрительной коры нет, и мы ничего не увидим. Передние бугры четверохолмия – это первичная зрительная зона. С их участием возникает ориентировочная реакция на зрительный сигнал. Ориентировочная реакция – это «реакция что такое?» Если разрушить передние бугры четверохолмия зрение сохранится, но будет отсутствовать быстрая реакция на зрительный сигнал. Задние бугры четверохолмия – это первичная слуховая зона. С ее участием возникает ориентировочная реакция на звуковой сигнал. Если разрушить задние бугры четверохолмия- слух сохранится но не будет ориентировочной реакции. Красное ядро – обеспечивает тонус скелетной мускулатуры, перераспределение тонуса при изменении позы. Просто потянуться – это мощная работа головного и спинного мозга, за которую отвечает красное ядро. Красное ядро обеспечивает нормальный тонус нашей мускулатуры. Если разрушить красное ядро возникает децеробрационная регидность, при этом резко повышается тонус у одних животных сгибателей, у других – разгибателей. А при абсолютном разрушении повышается сразу оба тонуса, и все зависит от того какие мышцы сильнее. Черная субстанция – Каким образом возбуждение от одного нейрона передается к другому нейрону? Возникает возбуждение – это биоэлектрический процесс. Он дошел до конца аксона, где выделяется химическое вещество – медиатор. Каждая клетка имеет какой-то свой медиатор. В черной субстанции в нервных клетках вырабатывается медиатор дофамин. При разрушении черной субстанции возникает болезнь Паркенсона (постоянно дрожат пальцы рук, голова, или присутствует скованность в результате того, что к мышцам идет постоянный сигнал) потому, что в мозге не хватает дофамина. Черная субстанция обеспечивает тонкие инструментальные движения пальцев и оказывает влияние на все двигательные функции. Ядра шва – это источник другого медиатора серотонина. Эта структура и этот медиатор принимает участие в процессе засыпания. Если разрушить ядра шва, то животное находится в постоянном состоянии бодрствовании и быстро погибает. Кроме того, серотонин принимает участие в обучении с положительным подкреплением (это когда крысе дают сыр) Серотонин обеспечивает такие черты характера, как незлопамятность, доброжелательность, у агрессивных людей недостаток серотонина в мозге. Таламус – зрительный бугор. Первым обнаружили в нем отношение к зрительным импульсам. Является коллектором афферентных импульсов, тех, что идут от рецепторов. В таламус поступают сигналы от всех рецепторов, кроме обонятельных. На уровне таламуса идет обработка этих сигналов, происходит отбор только наиболее важной для человека в данный момент информации, которая далее поступает в кору. Ядра таламуса делятся на две группы: специфические и не специфические. Через специфические ядра таламуса сигналы поступают строго к определенным зонам коры, например зрительная в затылочную, слуховая в височную долю. А через неспецифические ядра информация поступает диффузно ко всей коре, чтобы повысить ее возбудимость, для того чтобы более четко воспринимать специфическую информацию. Таламус является высшим центром болевой чувствительности. Боль формируется обязательно с участием таламуса, и при разрушение одних ядер таламуса полностью теряется болевая чувствительность, при разрушении других ядер возникают едва переносимые боли (например формируются фантомные боли – боли в отсутствующей конечности). На уровне продолговатого и среднего мозга находится ретикулярная формация. Это особая структура, поскольку мимо нее, около нее проходят все восходящие и нисходящие пути, которые идут через продолговатый, через средний мозг. От всех этих путей идут коллотерали – веточки в ретикулярную формацию. Любая информация, которая идет в головной мозг или в спинной мозг повышает возбудимость ретикулярной формации, она все время находится в состоянии некоторого возбуждения. И вот в результате этого она имеет прямые выходы на кору больших полушарий и поддерживает ее в состоянии бодрствования. Как бороться с бессонницей. Эфир хорошо отключает кору больших полушарий или еще барбитураты, которые отключают ретикулярную формацию. Гипоталамус От гипоталамуса отходит гипофизарная ножка, на которой висит гипофиз – главная эндокринная железа. Гипофиз регулирует работу других эндокринных желез. Гипотпламус связан с гипофизом нервными путями и кровеносными сосудами. Гипоталамус регулирует работу гипофиза, а через него и работу других эндокринных желез. Гипофиз делится на аденогипофиз (железистый) и нейрогипофиз. В гипоталамусе (это не железа эндокринная, это отдел мозга) есть нейросекреторные клетки, в которых секретируются гормоны. Это нервная клетка она может возбуждаться, может тормозиться, и в тоже время в ней секретируются гормоны. От нее отходит аксон. А если это гормоны они выделяются в кровь, и затем поступает к органам решения, т. е. к тому органу, работу которого он регулирует. Два гормона: - вазопрессин – способствует сохранению воды в организме, он действует на почки, при его недостатке возникает обезвоживание; - Окситоцин – вырабатывается здесь же, но в других клетках, обеспечивает сокращение матки при родах. Гормоны секретируются в гипоталамусе, а выделяются гипофизом. Таким образом, гипоталамус связан с гипофизом нервными путями. С другой стороны: в нейрогипофизе ничего не вырабатывается, сюда гормоны приходят, но в аданогипофизе есть свои железистые клетки, где вырабатывается целый ряд важных гормонов: - ганадотропный гормон – регулирует работу половых желез; - тиреотропный гормон – регулирует работу щитовидной железы. - Адренокортикотропный – регулирует работу коркового слоя надпочечника. - Саматотропный гормон, или гормон роста, обеспечивает рост костной ткани и развитие мышечной ткани; - Меланотропный гормон, отвечает за пигментацию у рыб и анфибий, у нас он где-то на сетчатку влияет. Все гормоны синтезируются из предшественника который называется проопиомелланокортин. Синтезируется большая молекула, которая ферментами расщепляется и из нее выделяются более мелкие по количеству аминокислот другие гормоны. Нейроэндокринология Кровеносный сосуд входит в гипоталамус, где разветвляется на капилляры, затем капилляры собираются и этот сосуд проходит через гипофизарную ножку, снова разветвляется в железистых клетках, выходит из гипофиза и выносит с собой все эти гормоны, которые с кровью идут каждый к своей железе. Зачем нужна эта «чудесная сосудистая сеть»? Есть нервные клетки гипоталамуса, которые заканчивается на кровеносных сосудах этой чудесной сосудистой сети. В этих клетках вырабатываются статины и либерины – это нейрогормоны. Статины тормозят выработку гормонов в гипофизе, а либерины ее усиливают. Если избыток гормона роста возникает гигантизм, это можно остановить с помощью саматостатина. Наоборот карлику вводят саматолиберин. И видимо к любому гормону есть такие нейрогормоны, но они не все еще открыты. Например, щитовидная железа, в ней вырабатывается тираксин, а для того чтобы регулировать его выработку в гипофизе вырабатывается тиреотропный гормон, а для того чтобы управлять тиреотропным гормоном, тиреостатина не обнаружено, а вот тиролиберин используется прекрасно. Хоть это и гормоны они вырабатываются в нервных клетках, поэтому у них кроме эндокринного воздействия есть широкий спектр внеэндокринных функций. Тиреолиберин называется панактивин, потому, что он повышает настроение, повышает работоспособность, нормализует давление, при травмах спинного мозга ускоряет заживление, единственно его нельзя применять при нарушениях в щитовидной железе. |