Институт Инновационного Проектирования | Физиология, лекция №2
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Физиология, лекция №2

 

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.

В этих вопросах изложено представление лектора о современном положении в науке. Спор на экзамене по этим вопросам только приветствуется.
1467 год Француа Вийон «Баллада примет»

Я знаю, как на мед садятся мухи;
Я знаю смерть, что рыщет все губя;
Я знаю книги, истины и слухи;
Я знаю все, но только не себя.

Здесь вопрос о том, что же такое сам человек?
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.

450 г до н. э. – времена Платона. Платона, и тех, кто его окружал, мозг интересовал из-за своей сферической формы. Платон считал мозг источником разума, но не задумывался над его функциями.

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.

  1. 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.
  2. 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

  1. 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:

  1. симпатическую;
  2.  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…

  1. диагностическую функцию, при заболеваниях и при травмах мозга состав цероброспинальной жидкости меняется.
  2. 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.

  1. обеспечивает защитные рефлекторные движения.

Движения вовлекающие в себя не только скелетную мускулатуру но и сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную системы (рефлексы: кашель, чихание, рвота)

  1. Находится сосудодвигательный центр. С его участием регулируется просвет кровеносных сосудов, а значит кровяное давление.
  2. Начинаются нервы, которые регылируют работу слюнных желез, а значит процесс пищеварения.
  3. 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.

  1. 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:

  1. вазопрессин – способствует сохранению воды в организме, он действует на почки, при его недостатке возникает обезвоживание;
  2. 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:

  1. ганадотропный гормон – регулирует работу половых желез;
  2. тиреотропный гормон – регулирует работу щитовидной железы.
  3. Адренокортикотропный – регулирует работу коркового слоя надпочечника.
  4. Саматотропный гормон, или гормон роста, обеспечивает рост костной ткани и развитие мышечной ткани;
  5. 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. Физиология ЦНС, лекция №7

Аминокислоты-медиаторы ЦНС: глутамат, глицин, ГАМК. ГАМК-ергическая система мозга проблемы эпилепсии. Бензодиазепины и поиск их природных легандов.

Норадренергическая и серотонинергическая системы мозга их участие в обучение с положительным и отрицательным подкреплением.

Лимбическая система мозга.

У нас в организме синтезируется 23 аминокислоты. В мозге также содержатся аминокислоты, первая их функция – они принимают участие в синтезе белка, но аминокислоты, которые содержатся в головном и спинном мозге выполняют медиаторную функцию. И 75% аминокислот в ЦНС приходится на глутомат, глицин, аспаразиновую кислоту (ее в программе нет) и гаммааминомаслянную кислоту.

Что касается глицина, его функцию мы в прошлый раз выяснили – это мощный тормозный медиатор, он обеспечивает как прямое торможение в системе реципропной иннервации мышц антагонистов и в системе возвратного торможения с участием клеток РЕНШОУ. За счет чего возникает торможение с помощью глицина? - На мембране возникает процесс гиперполяризации в результате того, что  открывается большее количество каналов (повышается проницаемость мембраны) для ионов калия.  Глицин синтезируется из глюкозы и не только в нервных клетках, но и во многих клетках организма, он проходит через гематоэнцефалический барьер (ГЕБ). Рецепторы к глицину есть не только в постсинаптический мембране нервной клетки, но и в других участках мембраны нейрона, и это обеспечивает лечебное действие того глицина, который применяется в фармакологии, т. е. он не включается в синаптическую передачу, а влияет на рецепторы в нервной клетке внесинаптические.

Глутомат – это только возбуждающий медиатор, он синтезируется из глюкозы только в клетках нервной системы. Он напротив вызывает деполяризацию мембраны нейронов, за счет повышения ее проницаемости для ионов натрия. Сконцентрированы нейроны, синтезирующие глутомат в основном в лобной коре. Если 3-4 года назад он рассматривался только как медиатор, то сейчас говорят о том, что он принимает участие в синтезе белка, т.е. он включается в метоболические процессы в нервных клетках.. К нему открыты NMDA – рецепторы.  Когда глутомат взаимодействует с ними, происходит деполяризация мембраны, которая приводит к возникновению потенциала действия, а значит возбуждению нервной клетки. После открытия NMDA- рецепторов стало понятно,  почему барбитураты оказывают тормозное влияние на эпилептические приступы. Оказалось на рецепторе к глютонату есть участок который взаимодействует с барбитуратами. Если есть вещество, которое садится на этот рецептор, глутомату не с чем взаимодействовать и поэтому возникает  торможение.  К сожалению глутомат – необходимый медиатор при взаимодействии нервных клеток для формирования памяти, он обязательно включается в механизмы формирования памяти. Особенно опасно применять барбитураты для лечения маленьких детей, у которых страдает память, обучение. Хотя нет еще таких препаратов, которые так быстро снимали эпилептический приступ.

 Один фермент, который взаимодействует с глутоматом, одна ступенька от глутомата,  и глутомат превращается в ГАМК. Гаммааминомаслянная кислота – это тоже тормозный медиатор, она синтезируется только в мозге, содержится в коре, в мозжечке, в черной субстанции. Это мощная тормозная система головного мозга (глицин – спинной мозг). Повышенная активность глюконатэргической системы, или усиленный выброс  глуконата приводит к судорожной готовности мозга, которая может спровоцировать приступ эпилепсии. Недостаток гамкэргической системы приводит к тем же последствиям, к повышенной судорожной готовности мозга. Большая часть препаратов, которыми лечится эпилепсия, направлены на то, чтобы усилить секрецию ГАМК или затормозить разрушение ГАМК.
Рисуем нервную клетку, мембрану, рецептор к ГАМК.
 Когда ГАМК взаимодействует с этим рецептором, каков механизм действия ГАМК?
ГАМК повышает проницаемость клеточной мембраны для хлора, хлор входит в клетку и увеличивается на мембране мембранный потенциал, на мембране возникает гиперполяризация в виде ТПСП, а это повышает порог этой клетки, клетка затормаживается к ней сигналы подходят, но она возбудиться не может. Можно менять проницаемость для натрия, для кальция, для хлора, вот ГАМК меняет проницаемость мембраны клетки к хлору. ГАМК – это мощный тормозитель. На основе ГАМК был синтезирован препарат мефенезин его применяли при операции для расслабления мускулатуры. Затем его решили усовершенствовать, задача была та же – повысить расслабление скелетной мускулатуры, и синтезировали мекробамат, когда его стали применять оказалось, что он оказывает к тому же успокаивающее влияние на больного.
Тогда стали работать с этим препаратом, искать различные его формы и разработали – бензодиазепины –  транквелизаторы, которые гасят чувство страха, снимают эмоциональное напряжение.
Почему они оказывают свое действие? – значит к этим веществам есть рецепторы. Оказалось что рецепторы к бензодиазепину находятся на рецепторе к ГАМК-у (он взаимодействует с участком рецепторов к ГАМК-у) Явление успокоения возникает в результате того, что  бензодиазепин задерживает ГАМК в синаптической щели, т. е. он не разрушается и не захватывается обратно, бензодиазипин удлиняет срок действия Гамк-а в синаптической щели. Природные легамды, вещества которые обладают успокаивающим действием на человека, пока они не найдены. Но зато был найден эндозипин – к нему тоже есть участок на ГАМК – рецепторе, но при этом взаимодействии возникает чувство страха, чувство паники. Все зависит от того что возьмет верх эндозепины или бензодиазепины,  которых мы еще не знаем, или те бензодиазепины, которые мы принимаем в виде таблеток, все они борются за рецепторы. Оказалось, что у нас в мозге синтезируется карболины, которые вызывают чувство паники.

Норадренэргическая и сиротанинэргическая системы.

Норадреналин синтезируется в голубом пятне продолговатого мозга. Откуда норадреналин поступает в таламус, кору больших полушарий, лимбическую систему, мозжечок и спинной мозг. Во всех этих структурах норадреналин выступает в качестве медиатора.
Серотонин синтезируется в ядрах шва, откуда он поступает в лимбическую систему, таламус, хвостатое ядро, мозжечок и спинной мозг.

Уровень серотонина,  норадреналина и дофамина в мозге определяется их поступлением из структур каудальных (хвостовые, задние) отделов мозга по аксонам восходящей системы. Это медиаторы, которые взаимодействуют со своими рецепторами. 

Серотонин и норадреналин включаются в процесс обучения:
 серотонин – обеспечивает обучение с положительным подкреплением,
 норадреналин – с отрицательным подкреплением.

В Пущино есть лаборатория памяти, и это заслуги  многолетней работы Е. Н. Громовой и ее учеников. Они поставили ряд экспериментов, чтобы это доказать. Можно снижать уровень серотонина, или уровень норадреналина, т.е. вводить блокаторы; можно наоборот вводить их предшественников, можно грубо разрушить ядра шва, голубое пятно и смотреть, как это влияет на обучение.

Эксперимент:
А - опыт с положительным подкреплением.  У – число выполненных реакций, Х – дни. Можно добавлять 5окси-триптофан, т. е. мы повышаем уровень сиротонина в мозге у опытных животных, обучение у них идет лучше по сравнению с контрольными.

Б – опыт все тоже самое, но разрушим ядер шва, источники серотонина, обучение у опытных животных резко падает.

Точно така же схема с норадреналином.

Вывод: Норадренэргическая и серотонинэргическая системы мозга участвуют в обучении животных, причем это обучение реализуется через эмоциональную сферу. Серотонинэргическая система играет ведцщую роль в формировании эмоционально – положительного поведения. А эмоционально – отрицательное поведение корелирует с преобладанием активности норадренэргической системы.

Паралельно эксперименты проводились и в Новосибирске, академиком Беляевым. Он работал с животными на зверофермах: норками, бурыми лисами, дикими крысами, которые обладают большой агрессивностью к человеку.     Но всегда в помете есть такие животные которые положительно относились к человеку. Он их скрещивал в течение 11 лет. В конечном итоге у него появилась группа животных, которые по отношению к человеку вели себя очень дружелюбно. Что же произошло? – перестройка, которая закрепилась в течение нескольких поколений. У этих «добрых» животных повышена активность серотонинэргической системы, т. е. секреция серотонина в мозге.

У человека было проведено исследование американским химиком УОЛЧем в 70-е, 80-е годы. Он взял 96- спокойных мужчин и 96 – уголовников, и еще 24- параблизнецов, из которых один агрессивен. С помощью масспектрометрия – посмотрели состав их волос. У спокойных людей в волосах повышено количество свинца, железа, кальция и меди. У агрессивных понижено количество кобальта, цинка и самое главное  лития – это исходно то вещество из которого в конечном итоге синтезируется серотонин.

Вывод: Различные в эмоциональном поведении животных, а именно  агрессия, страх могут возникать из-за того, что у разных особей по-разному складывается баланс активности разных медиаторных систем. Важная роль принадлежит серотонину, именно серотониновые нейроны составляют фундамент тормозной антиагрессивной системы мозга животных.

В 1878 году Поль Брока выделил систему структур в головном мозге, которые связаны с обонянием. Эту систему он назвал обонятельный мозг. Оказалось, что все эти структуры имеют отношение к регуляции работы внутренних органов, и тогда эту систему назвали висцеральный мозг, т. е регулирующий работу внутренних органов. В 1930 году Пейпц доказал, что эти структуры мозга имеют отношение к возникновению эмоций, они были названы эмоциональный мозг. И начиная с 1952 года, Мак Лимб опять исследовал эти структуры, и предложил называть их лимбической системой мозга.
Лимбическая система мозга состоит  из структур связанных между собой двойными связями это: гоппокамп, септум, поясная извилина, миндалина, переднее ядро таламуса и
маммилярное тело гипоталамуса.
Эти структуры в мозге  образуют как бы два обруча, которые связаны между собой впереди, но схему рисовать не стали, а только посмотрели на картинке.
Лимбическая система отвечает за пищевое, половое, питьевое поведение, участвует в формировании  памяти, в обучении, но особым образом. Лимбическая система обеспечивает эмоциональное сопровождение всех этих функций. Пейпц писал: «лимбика- это система взаимосвязанных образований, обеспечивающих возникновение и протекание эмоций» пейпц считал, что центральным звеном лимбической системы является гиппокамп. Он всю свою жизнь посвятил изучению гиппокампа, он изучал его строение, его связи, и приписал ему свойство, которое в дальнейшем не было доказано. Гипокамп принимает в этом участие, но в основном за счет того, что он связан с миндалиной, что в основном это миндалина.
Стихи:
О, Перл, моя жемчужина,
Ты прелесть, а не штамп.
Об этом мне натруженный,
 поведал гипокамп.
Стремление к положительным эмоциям наше врожденное свойство, но в то же время это может привести к зависимости от алкоголя, никотина, наркотиков.
Почему есть привыкание к никотину? – возникает абсиментный синдром, вплоть до аритмии.
Животное можно приучить курить.
Опыт -1:
Рядом с поилкой ставят сигарету, и каждый раз, когда крыса пьет, она вдыхает дым.
Потом крыс помещают в трехкомнатную клетку, где в одной комнате сигарета, во второй крыса, в третьей кормушка. И вот 28% крыс не смотря на то, что они голодные сначала идут к сигарете; 28% крыс - поели, покурили; и 28% - идут к еде.

Опыт-2:
Крысы боятся воды, предварительно обученных, двух крыс помещают в бассейн с платформой, на которой может поместиться только одна. На платформе оказывается, конечно, доминантная крыса, затем берут субдоминанта и вводят ему маленькую дозу никотина, и она в этом конфликте побеждает. Но если увеличить дозу никотина все остается как и раньше.

Крысу можно заставить стать алкоголиком, поставить только пробирку с алкоголем, потом поставить две пробирки одну с водой, другую с алкоголем. Здесь те же 28%.

Реакция на вживление электродов в зону отрицательного и положительного поведения.
У крыс привыкших к алкоголю и никотину больше желание получать отрицательные эмоции.

Огромную роль играет баланс  отрицательных и положительных эмоций. При преобладании положительных эмоций с трудом формируется пристрастие к курению и этанолу. При недостатке положительных эмоций повышается вероятность формирования пристрастия к никотину и этанолу.

Лимбическая система – это система отдельных образований, которые имеют разную структуру. Одни образования  имеют ядерную структуру, другие – экранную.
Например: миндалина – имеет ядерное строение, в ней хаотично располагаются нервные клетки. Гипокамп - центральное звено лимбической системы имеет экранное строение, в нем нейроны располагаются строго упорядоченно. Тело - сома, в одном направлении отходят дендриты, в другом направлении отходят аксоны.
Экранное строение свойственно  коре больших полушарий, буграм четверохолмия, мозжечку, т. е. тем структурам, в которых происходит обработка огромного количества информации. Следовательно, и в гипокампе происходит обработка информации. В чем же функции гипокампа?  В процессе онтогенеза гипокамп созревает поздно, когда ребенок начинает общаться с внешней средой. Гипокамп впервые появляется у рептилий. Ящерицу нельзя назвать более эмоциональной чем лягушку, но ее можно научить большим навыкам, нежели лягушку. Обратили внимание на то, что очень большой гипокамп относительно других структур у человека. У дикого животного на 45% гипокамп больше,  чем у домашнего, например у свиньи. Окончательно этот вопрос был решен в результате поталогоанатомического материала. Если у человека разрушен гипокамп, человек утрачивает памяти. В конечном итоге было доказано, что гипокамп принимает участие  в формировании краткосрочной  памяти. После разрушения гипокампа человек помнит все, что было до операции, он воспринимает и информацию, которую получает после операции, но тут же все забывает. У животных гипокамп не играет такую большую роль  в обучении, в запоминании, но у животных если гипокамп разрушен страдают ориентировочные реакции. Если у крысы разрушить гипокамп, она новый предмет будет обследовать несколько раз как новый.

Миндалевидный комплекс мозга – миндалина, если ее разрушить, и посмотреть на вегетативные функции, ничего не меняется. Но если ее раздражать, возникает нарушение  в работе внутренних органов. Миндалина принимает участие в регуляции работы внутренних органов за счет своей связи с гипоталамусом. Гипоталамус регулирует работу внутренних органов, является высшим центром вегетативной системы. Главное миндалина обеспечивает эмоциональное сопровождение вегетативных реакций. При ориентировочной реакции, что-то возникло новое, как правило такая реакция сопровождается  изменением вегетативных функций, как изменение работы сердца, учащение дыхания, изменение кровяного давления. Если разрушить миндалину, то этого эмоционального сопровождения нет, возникает ориентировочная реакция, но не включается вегетативная нервная система, и не изменяются вегетативные реакции. Если разрушить миндалину у самца-доминанту, то его карьере конец. Кроме того обезьяны очень боятся змей и огня, у обезьян без миндалины вся агрессивность, настороженность исчезают. Миндалина отвечает за узнавание человека по лицу. Если возникает скалероз височной области, а миндалина располагается именно там, это особенно часто происходит при эпилепсии, возникает заболевание просопагнозия, Prosop – лицо, agnosia – забывать.
 В результате этого заболевания человек не узнает даже себя в зеркале.
 Обезьяне вживляли электроды в миндалину и предъявляли разные картинки, сначала просто окружность, и смотрели, как разряжаются нейроны в миндалине. С изменением картинки, появлением на ней больших элементов эмоционально значимых для, потенциал действия в миндалине увеличивался.
 Миндалина обладает низким судорожным порогом, если возникает травма в области миндалины, очень часто  возникает фокус эпилепсии, источник паталогической импульсации. У человека развивается постравмвтическая аминдалярная эпилепсия, которая не связана с глютоматом или ГАМК. В миндалине возникают патологические импульсы, которые идут в кору больших полушарий там возникает повышенная возбудимость от туда в мотонейроны спинного мозга, и происходят тяжелые моторные судороги. Часто это бывает родовой травмой.

Миндалина и гипокамп принимают участие в формировании психонервной деятельности, примером такой психонервной деятельности является - эмоциональный резонанс. Это многолетние работы П. В. Симонова директора института мозга.

Открытое поле, освещено, разбито на квадраты. Крыса идет по стеночке в укрытие. Все зависит от уровня познавательных способностей у данной крысы, она постепенно вылезает из домика и постепенно продвигается к центру, здесь считают,  сколько квадратов крыса прошла. Постепенно крыса начинает изучать пространство: встает на лапки – это ориентировочная реакция, заглядывает в норку… за три минуты мы составляем эмоциональный портрет крысы, пригодность ее к эксперименту.

Если рядом с норкой помещают другую крысу, которую бьет током, как только первая крыса заходит в норку. 28% - сразу выбегает из норки, не смотря на то, что на открытом, освященном поле страшно, 28% - сидят в норке твердо, 28% - бегают туда – сюда. Если разрушить миндалину, то индивидуальность животных стирается. Крысы становятся более или менее одинаковы и не знают, что делать сидеть ли в домике или выбежать наружу. Это и есть эмоциональный резонанс.

На человеке был проведен подобный эксперимент.
Человек сидит на стуле, подается звук, и если человек не слышит звук, его бьет током. Частота сердечных сокращений увеличивается, но поскольку ток небольшой, человек постепенно к этому привыкает, и частота сердечных сокращений восстанавливается.
Затем если человек не слышит подаваемый звук, бьет током другого человека, который сидит рядом. У 60% частота сердечных сокращений повышается, 40%  - совершенно спокойны.

Другой эксперимент был проведен на большом количестве студентов. Один студент должен был постепенно увеличивать силу тока, которым било другого человека, за что ему платили деньги. 30% - выполняли эту задачу твердо, 30% - отказывались исполнять эту задачу тут же, 30% то увеличивали, то уменьшали силу тока. Т. е. все зависит от лимбической системы.

Физиологи ЦНС лекция №3

продолжение функций гипоталамуса

Ранее рассмотрены функции, связанные с нейросекреторными клетками и клетками которые вырабатывают нейрофебтиды.
В гипоталамусе вырабатываются статины и либерины, которые  включаются в ответную стрэссорную реакцию организма. Если на организм воздействует какой-то вредящий фактор, то организм должен как-то отвечать – это и есть стрессорная реакция организма. Она не может протекать без участия статинов и либеринов, которые вырабатываются в гипоталамусе. Гипоталамус обязательно принимает участие во ответе на стрессорное воздействие.

Следующей функцией гипоталамуса :
В нем находятся нервные клетки, чувствительные к стэроидным гормонам, т. е.  половым гормонам и к женским, и к мужским половым гормонам. Эта чувствительность и обеспечивает формирования по женскому или по мужскому типу. Гипоталамус создает условия для мотивации  поведения по мужскому или по женскому типу.

Очень важная функция – это  терморегуляция, в гипоталамусе находятся клетки, которые чувствительны к температуре крови. Температура тела может меняться в зависимости от окружающей среды. Кровь протекает по всем структурам мозга, но терморецептивные клетки, которые улавливают малейшие изменения температуры, находятся только в гипоталамусе. Гипоталамус включается и организует две ответные реакции организма или теплопродукцию, или теплоотдачу.

Пищевая мотивация. Почему у человека возникает чувство голода?
Сигнальная система   – это уровень глюкозы в крови, он должен быть постоянным ~120 миллиграмм % - ов.
Есть механизм саморегуляции: если у нас снижается уровень глюкозы в крови, начинает расщипляться гликоген печени. С другой стороны запасов гликогена бывает недостаточно. В гипоталамусе есть глюкорецептивные клетки, т. е. клетки которые регистрируют уровень глюкозы в крови.  Глюкорецептивные клетки образуют центры голода в гипоталамусе. При понижении уровня глюкозы в крови эти клетки, чувствительные к уровню глюкозы в крови,  возбуждаются, и возникает ощущение  голода.  На уровне гипоталамуса возникает только пищевая мотивация – ощущение голода, для поиска пищи должна подключиться кора головного мозга, с ее участием возникает истинная пищевая реакция.

Центр насыщения, тоже находится в гипоталамусе, он тормозит чувство голода, что предохраняет нас от переедания. При разрушении центра насыщения возникает переедание и как следствие - болимия.

В гипоталамусе также находится центр жажды  – осморецептивные клетки (осматическое давление зависит от концентрации солей в крови) Осморецептивные клетки регистрируют уровень солей в крови. При повышении солей в крови осморецептивные клетки возбуждаются, и возникает питьевая мотивация (реакция).

Гипоталамус является высшим центром регуляции вегетативной  нервной  системы.
Передние отделы гипоталамуса в основном  регулируют парасимпатическую нервную систему, задние – симпатическую нервную систему.

Мозолистое тело – это плотно упакованные отростки нервных клеток, которые связывают оба полушария, что обеспечивает единую работу мозга обоих полушарий. При рассечении мозолистого тела,  человек  постепенно приспосабливается, и мозг функционирует в целом нормально, с небольшими ограничениями

Лимбическая система мозга, включает важнейшие структуры:
Гипокамп _______________________, который отвечает за память;
миндалина _________________________, обеспечивает эмоции.

Спинной мозг _________________________

На поперечном срезе спинного мозга мы видим белое и серое вещество.
Самое главное не перепутать задние, боковые и передние рога.
Белое вещество – это длинные отростки нервных клеток, которые образуют проводящие  восходящие и нисходящие пути. Эти проводящие пути связывают разные отделы головного мозга с разными уровнями  спинного мозга. Проводящая функция спинного мозга страдает при разрыве спинного мозга, рефлекторные движения ниже разрыва сохраняются, но невозможны произвольные движения, которые идут из коры полушарий.
Серое вещество состоит из тел нервных клеток, их функцию можно определить по тому, куда идут их  отростки.
 В передних рогах лежат самые крупные нервные клетки, их отростки идут к скелетным мышцам. Скелетные мышцы выполняют двигательную или моторную функцию, поэтому эти нервные  клетки называются мотонейронами. Если мы перережем эти отростки, мышца сокращаться не будет. Отсюда вторая функция спинного мозга – это  обеспечение движений (не регуляция).

В боковых рогах лежат тела вегетативных нейронов, их отростки идут через передние рога (не напрямую) к внутренним органам и регулируют их работу.  Отсюда 3-я функция спинного мозга обеспечение регуляции работы внутренних органов.

Задние рога являются входными воротами ЦНС, т.е. в задние рога входят отростки чувствительных нейронов. От тела чувствительного нейрона отходит  отросток, который делится на две веточки, одна веточка  идет на периферию и здесь образует рецептор – окончание чувствительного нервного волокна, который воспринимает раздражение. На рецептор воздействует стимул, возникает возбуждение, которое через задние рога входит в спинной мозг, от этого чувствительного нейрона отходит веточка, которая идет в головной мозг (скорее всего это аксон другого нейрона примеч. автора), и посылает сигнал от этого воздействия на рецептор  в головной мозг, но кроме того чувствительный нейрон переключается на промежуточные нейроны, которые составляют основную массу спинного мозга. Нейрон с рецептором называется афферентным он передает афферентацию,  которая  необходима для бодрствующего состояния мозга. Эфферентные нейроны и отростки вегетативных нейронов, передают сигналы из спинного или головного мозга к органам эффекторам. От афферентных нейронов к эфферентным нейронам информация передается иногда через очень большое количество вставочных нейронов. Вегетативные нейроны обеспечивают регуляцию работы внутренних органов.

Тема: Строение и функции соматической нервной системы. Спинальные и супраспинальные управления движением. Мотонейроны. Афферентное звено соматической нервной системы. Рефлексы с участием спинного мозга рефлекторные дуги моносинаптические и полисинаптические.

Соматическая нервная система, - обеспечивает иннервацию скелетной мускулатуры. Функциональной единицей соматической нервной системы является мотонейрон, который еще называется общий конечный путь. На теле одного  мотонейрона заканчиваются отростки до тысячи других нервных клеток. На мотонейроне собирается информация от огромного числа промежуточных нейронов, которые сами возбуждаться не могут, они ждут сигналы от  афферентных нейронов,  к ним приходят сигналы из моторной коры,  таламуса, красного ядра, черной субстанции, ретикулярной формации и самое главное   из мозжечка. Управление функциями мотонейронов, а значит и движением, со стороны промежуточных нейронов - это спинальное управление функциями мотонейронов. Есть масса двигательных рефлексов, которые могут происходить только на уровне спинного мозга, без участия головного. Конечно нормальная, координированная, целесообразная функция спинного мозга  происходит под влиянием вышеперечисленных структур головного мозга.  Супроспинальное управление – управление со стороны структур не входящих в состав спинного мозга,  которое обеспечивает точные, координированные, целесообразные двигательные акты.

Есть такие функции нервной системы,  которые вполне описываются рефлекторными актами. Понятие рефлекса ввел Декарт. Сеченов доказал рефлекторный принцип деятельности ЦНС.
Для того чтобы возникла ответная реакция, необходим стимул, конечно возможно произвольное движение, но оно происходит с участием коры больших полушарий.

Рефлекс – это ответная реакция организма на изменение в окружающей среде или во внутреннем состояние организма  с  обязательным участием ЦНС. Рефлекторная деятельность – это деятельность ЦНС. Павлов разделил рефлексы на условные (приобретаемые при обучении и в процессе жизнедеятельности) и безусловные (врожденные, присущие всем представителям данного вида и передаются по наследству).  Безусловные рефлексы (почти все) протекают с участием спинного мозга, в меньшей степени участвуют: продолговатый мозг, гипоталамус. Условные рефлексы протекают с обязательным участием коры больших полушарий головного мозга. Любому рефлексу соответствует рефлекторная дуга.

Спинальные рефлекторные дуги, которые замыкаются на уровне спинного мозга.
Возбуждение или торможение от одного нейрона к другому нейрону передается с помощью синапсов. Есть два типа рефлекторных дуг полисинаптические (включают несколько синаптических контактов в ЦНС) и моносинаптические. Любая рефлекторная дуга начинается с рецептора.

Пример полисинаптической рефлекторной дуги: Рецепторы полисинаптической рефлекторной дуги находятся в коже. Сигнал поступает по афферентному нейрону в спинной мозг, дальше включается цепочка из промежуточных нейронов. Если это двигательная рефлекторная дуга, значит мы должны выйти на мотонейрон. В результате сокращается скелетная мышца. Большая часть рефлекторных дуг полисинаптическая.
Влияние на эту рефлекторную дугу оказывают сигналы из моторной коры,  таламуса, красного ядра, черной субстанции, ретикулярной формации и самое главное   из мозжечка. Сигналы идут из вышележащих отделов ЦНС на промежуточные нейроны, а у более высокоорганизованных видов сразу на мотонейроны.

Пример моносинаптической рефлекторной дуги – коленный рефлекс.
В моносинаптической рефлекторной дуге отсутствуют промежуточные нейроны, поэтому коленный рефлекс не может быть изменен сознательно, т. е. со стороны коры больших полушарий. Рецептор моносинаптической рефлекторной дуги (как и мотонейрон) находится в самой мышце.

Строение и функции вегетативной нервной системы. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы. Доказательство химической передачи в соматической и вегетативной нервных системах. Медиаторы, рецепторы и блокаторы передачи в вегетативной и соматической нервных системах.

Меняется температура, меняется содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере, и тем не менее наш организм может приспособиться к этим перепадам. Свободу существования организма во внешней среде нам обеспечивает способность организма сохранять постоянство в своей внутренней среде, немедленно приспосабливаясь.
Приспособиться можно путем изоляции: спячка, и т. д.
Можно путем  адаптации – пример асцидия у ее личинки есть глаз, хорда, нервная трубка, она более организована чем взрослая особь (упрощение)

Человек старается не изолироваться от внешней среды, а наоборот расширить свой круг жизнедеятельности. У человека есть система которая обеспечивает приспособление, адаптацию к изменяющимся  вегетативная нервная система.
Физиолог Биша 1801 году написал книгу «Физиологические исследования жизни и смерти». Биша предложил разделить нервы на вегетативные и соматические. Есть соматическая нервная система, которая обеспечивает движение, и есть вегетативная нервная система, которая регулирует функции организма которые схожи с растениями и животными: дыхание, питание,

отличия соматической и вегетативной нервных систем

Соматическая нервная система

Вегетативная нервная система

Управляет скелетными мышцами, а значит движениями

Регулирует работу внутренних органов

Подчиняется сознанию.
 Можно сделать любое произвольное движение.

Не подчиняется сознанию.
 Нам не надо задумываться, как работает наш организм и затрачивать на это силы (искл. Йоги)

Имеет однонейронное строение (один мотонейрон управляет скелетной мышцей)

Имеет двухнейронное строение.
Первое звено лежит в ЦНС, а второе звено лежит в ганглиях (скопление тел нервных клеток на периферии)    Эфферентная часть состоит из двух нейронов: предганглеонарного и постганглеонарного.

Вегетативная нервная система делится на симпатическую и парасимпатическу.

Все внутренние органы имеют симпатическую иннервацию.
 Парасимпатическую иннервацию имеют почти все внутренние органы за исключением:
-сосуды скелетных мышц;
-мозговой слой надпочечников;
-потовые железы – эти три образования имеют только симпатическую иннервацию.

Симпатическая нервная система обеспечивает регуляцию работы внутренних органов  когда организм находится в состояние стресса, физического и эмоционального напряжения  (расширение зрачка в состояние страха). Она имеет второе название
- тораколюмбальная, название   говорит о том, что центры этой системы лежат в грудном и поясничном отделах спинного мозга.

Парасимпатическая нервная система обеспечивает регуляцию  работы внутренних органов в состояние покоя. Ее второе название краниосокральная – это значит, что центры лежат в головном мозге и крестцовом отделе спинного мозга.

устройство симпатической нервной системы

Нарисуем грудной и поясничный отдел спинного мозга, их поперечный срез. В боковых рогах лежат тела вегетативных нейронов, их отростки выходят через передние рога и около спинного мозга заканчиваются. Около спинного мозга, вдоль него проходит цепочка ганглиев. Сюда пришел аксон предганглеонарного нейрона, он переключился на второй нейрон – постганглеонарный, чей аксон доходит, например, до сердечной мышцы и обеспечивает усиление ее сокращения. Это двухнейронное строение симпатической нервной системы. Но не всегда так происходит. Например, тело другого нейрона  лежит в боковых рогах, проходит через ганглии и не переключается, а доходит до крупного ганглия - солнечного сплетения, где переключается на другой нейрон, аксон которого доходит до желудка. Таким образом регулируется работа желудка. Симпатическая цепочка имеет 22 ганглия с каждой стороны спинного мозга. Солнечное сплетение – крупный симпатический ганглий.

Устройство парасимпатической нервной системы.

Рисуем средний мозг, продолговатый мозг и крестцовый отдел спинного мозга.
В среднем мозге начинается один нейрон, выходит, переключается на другой нейрон, отросток которого иннервирует мышцы, которые уменьшают размер зрачка. Это парасимпатическая система, средний мозг, отсюда начинается глазодвигательный нерв, и он иннервирует мышцу зрачка.
Из продолговатого мозга выходят лицевой и языкоглоточный нервы, они переключаются тоже на другие нейроны – постганглеонарные, которые инервируют слюнные железы. Тоже двухнейронное строение, переключение происходит в ганглиях, но эти ганглии лежат около иннервируемых органов.
Из продолговатого мозга выходит блуждающий нерв и доходит до самого сердца. Кажется, что строение такое же как и в соматической нервной системе но нет переключение с предганглеонарного на постганглеонарный нейрон происходит в самом сердце.
В крестцовом отделе (другая часть парасимпатической нервной системы) в боковых рогах начинается предганглеонарный нейрон, доходит до мочевого пузыря и переключается на другой нейрон в стенке мочевого пузыря.
Ганглии которые лежат в самих органах называются интромуральные.
Есть взаимосвязь между мышцами и нервами, которые их иннервируют, оказывают влияние на метоболизм.
Афферентное звено в вегетативной нервной системе устроено также как  и в соматической нервной системе. К симпатической или парасимпатической нервным системам должны подходить сигналы, которые включают ту или иную систему. Рецепторы соматической нервной системы лежат в коже, скелетных мышцах, сухожилиях. Рецепторы вегетативной нервной системы могут лежать:

  1. в самих внутренних органах. Например, в мочевом пузыре лежат механорецепторы, как только мочевой пузырь начинает наполняться, механорецепторы возбуждаются, сигналы поступают в крестцовый отдел спинного мозга, включается парасимпатическая нервная система, сигнал идет по парасимпатическим нервам к мочевому пузырю, и происходит эвакуация мочи.
  2. Для кровеносной системы очень важны рефлексогенные зоны сосудистого русла. Рассмотрим одну для примера:

Рисуем сердце, на шее проходит сонная артерия, ее разветвление называется каротидный синус, продолговатый мозг. Повысилось кровяное давление, что является опасностью для организма. В каротидном синусе находятся барорецепторы, которые регистрируют кровяное давление, по афферентным нейронам сигналы идут в продолговатый мозг и переключаются на предганглеонарные нейроны блуждающего нерва, их аксоны идут в сердце (притормаживают его работу), в сосуды. Тоже двухганглеонарное строение - предганглеонарный нейрон, постганглеонарный нейрон.

Почему симпатический нерв учащает работу сердца, а парасимпатический нерв тормозит работу сердца? Процесс возбуждения, возбуждается потенциал покоя, потенциал действия, в нерве возникают биопотенциалы, которые идут по нервам и заставляют сокращаться мышцы – это биоэнергетические процессы. По симпатическим нервам идут биопотенциалы которые  учащают работу сердца, по парасимпатическим нервам идут тоже биопотенциалы, которые тормозят работу сердца. Биопотенциалы природа одна и таже, так почему же в одном случае возбуждение, а в другом торможение.
Дюбуа Раймон считал, что тут разговаривать не о чем все дело в потенциалах.
Отто Леви, ему не давало покоя, что одни и те же сигналы и тормозят и учащают. Он поставил опыт, который ему приснился даже два раза:
Возьмем два сердца лягушки – благодатный орган, который может работать сутки. В полость одного  сердца вводится трубочка – канюля, она заполняется физраствором. У первого сердца сохраняется нерв, который к нему подходит, например – это блуждающий нерв, мы раздражаем его, сердце останавливается, поскольку блуждающий нерв оказывает тормозное влияние. Мы переливаем жидкость из первой канюли в канюлю в другом сердце – это сердце не останавливается, но происходит торможение работы сердца. Он приходит к выводу, что из окончания блуждающего нерва выделяется вагусвещество. После чего он оставил симпатический нерв, тоже его раздражал, последнее сердце работать стало лучше, он назвал это вещество симпатикусвещество.  Отто Леви долго не публиковал свой эксперимент, в то время господствовала совсем другая теория, а когда его опубликовал ему никто не поверил.  Этот эксперимент трудно воспроизвести на теплокровных животных потому, что симпатиквещество и вагусвещество быстро разрушаются, и это правильно они оказали свое влияние и разрушились, потому, что дальше орган должен работать так как ему положено.
Парасимпатическая нервная система в окончаниях этих нервов выделяется ацетилхолин.
Симпатическая нервная система в окончаниях этих  нервов выделяется норадреналин.
 И эти вещества были названы медиаторы, т. е.  передатчики нервных влияний с нервов на органы.
 Г. Дейл доказал, что в соматических нервных окончаниях выделяется тоже ацетилхолин.

Соматическая ЦНС

Симпатическая ЦНС

Парасимпатическая ЦНС

 Ацетилхолин (заставляет сокращаться скелетную мышцу)

Норадреналин

Ацетилхолин

Однонейронное строение

Двухнейронное строение

Двухнейролнное строение

Н-холинорецепторы
никотиновые

Альфа и бэтта адренорецепторы

М-халинорецепторы
мускориновые

Блокатор- кураре

Абзидан, анаприлен

Атропин- дурман белодонна

Если вещество действует на какую – то ткань, значит это вещество с этой тканью взаимодействует. Но взаимодействие может быть только тогда, когда в этой ткани есть рецепторы к этому веществу. Должны быть белковые молекулы в ткани, которое воспринимает это вещество, которое подходит к этой ткани. И к ацетилхолину и к норадреналину должны быть рецепторы. Ацетилхолин скелетной мышцы взаимодействует с Н-холинорецепторами – это белковые молекулы, которые чувствительны к ацетилхолину и он взаимодействует с этими рецепторами. Когда стали разбираться с рецепторами, стали искать блокаторы к этим рецепторам. Как можно снять влияние соматического нерва на скелетную  мышцу, как обездвижить животное? – применяют кураре.

Физиология ЦНС лекция №4

Психофизиологические методы исследования:
артериальное давление, частота сердечных сокращений, ЭКГ, частота дыхания,
электромиография, электроэнцефалография, кожногальваническая реакция,
пупиллометрия.
Доказательство влияний на психологическое состояние человека уровня артериального давления. Отражение эмоционального состояния в электрокардиограмме. Кожно-гальваническая реакция, как отражение процессов на уровне сознательного и бессознательного.

Все эти методы используются и физиологами, но в основном физиологи используют инвазивные методы.
Физиолог Лючиани, изучал функции мозжечка, удаляя у собак различные его части, наблюдая, как меняется двигательное поведение собаки. Пользуясь результатами исследований Лючиани, по признакам изменения двигательной активности человека, врач может определить, какой участок в мозжечке поврежден.
Физиолог Гольф посвятил свою работу коре больших полушарий. Считалось, что кора больших полушарий отвечает буквально за все. Гольфу удалось получить безкорковую собаку, она не могла ходить, она была слепой, она была глухой, но все вегетативные функции у нее сохранились. Чем было доказано что без коры животное может существовать.
Дальше появилась возможность в мозг вводить электроды, с помощью которых можно было разрушать или раздражать отдельные структуры головного мозга более точно. Если раздражать хвостатое ядро, то ярость у животного полностью исчезает.

Психофизиология – это наука все данные, которой были получены на человеке, потому, что здесь используются неинвазивные методы. Первым психофизиологом считается Гален (129 год до н. э.), поскольку он описал такую ситуацию, у него была больная  с расстройствами желудочно – кишечного тракта, лечить ее не получалось, но однажды Гален понял, что все расстройства у нее были от безответной любви.

Что дают психофизиологические методы исследования?
Психофизиология изучает физиологические процессы при различных психологических состояниях, чтобы по этим физиологическим показателям проникнуть в суть психических процессов как на уровне сознательного, так и на уровне бессознательного.

Примеры использования физиологических показателей:
В древнем Китае подозреваемому давалась горсть сухого риса, и смотрели, сможет он его прожевать и проглотить или нет. Считалось, что если человек виновен, у него сохнет во рту, и рис он проглотить не сможет. У англосаксов давали жевать корку сухого хлеба.
Был криминалист Лонг Бро ____, первый пришел к выводу, что по повышению артериального давления можно доказать виновность человека.

Почему все эти показатели действительно отражают эмоциональное состояние человека?
Во-первых, кровяное давление. Есть животные, у которых,  кровеносная система не замкнута, кровь прямо изливается из сосудов в полость тела и затем снова возвращается в сердце. Очень долго считалось, что у нас кровеносная система тоже не замкнута. В 1628 году Гарвей провозгласил, что кровеносная система человека замкнута, доказать он этого не мог, но благодаря его авторитету это было принято. Замкнутая кровеносная система: сердце, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены,  и опять сердце, кровь все время течет по сосудам. Если вскрывается тело человека, то кровь только в венах, а в артериях воздух. Артерии – хранящие воздух сосуды. Десять лет спустя Мальпиги, с помощью микроскопа увидел капилляры.
И раз это замкнутая система, значит кровь должна течь под давлением. Очень захотелось измерить кровяное давление. Здесь проявил интерес монах Стэнфин  Хелз у него была любимая лошадь, на ней он впервые измерил кровяное давление. Он сделал такую систему: в сосуд на шее лошади вставлялась тоненькая трубочка, которая соединялась горлом гуся с высокой стеклянной трубкой, кровь в которой поднималась на 205 см.
Таким же образом померили у человека давление, оказалось кровь поднимается на 150 см.

Кровяное давление тесно связано с работой сердца, если  у нас учащается работа сердца, то кровяное давление поднимается.

У спортсменов кровяное давление поднимается перед стартом, из-за волнения учащается работа сердца. Во время тренировок или соревнований кровяное давление спортсменов не поднимается, значит его повышение не связано с физическими нагрузками.

Повышение кровяного давления у спортсменов разных видов спорта:

Электрокордиограмма. Сердечная стенка состоит из мышечных волокон, для того, чтобы они сокращались, в них возникает потенциал действия. Этот потенциал действия суммируется и образует вокруг сердца электрическое поле, которое выходит на поверхность. Регистрируется электрокардиограмма:

Р  – отражает возбуждение предсердий
Q, R, S – возбуждение желудочков
Т – указывает на то, что возбуждение уходит из сердца

Каким образом можно  изучать влияние каких-то факторов на частоту работы сердца, кровяное давление. Это эксперимент с созданием экстремальной ситуацией, для человека такую ситуацию создать довольно трудно. Поэтому используется мониторирование. Человеку дается компактный кардиограф, подсоединяются электроды, с которым он живет несколько суток и ведет дневник. Затем сравнивают, как изменялась электрокардиограмма в разных жизненных ситуациях.
Пример №1: Научный сотрудник, ему 35 лет, у него нормальная кардиограмма

Перед докладом частота сердечных сокращений: 60-80 в минуту;
Во время доклада частота сердечных сокращений 106 в минуту;
Доклад заканчивается, а выводы он сделать не успевает, частота сердечных сокращений 130 в минуту, изменилась кардиограмма, увеличился зубец «С», что говорит об ишемическом состояние в сердечной мышце.

Пример №2: профессор, ему 55 лет,
До лекции частота сердечных сокращений – 85 в минуту;
Во время лекции частота сердечных сокращений– 96 в минуту;
Конец лекции на кардиограмме возникает ишемический участок, достаточно серьезный.

Совсем катастрофическая ситуация была зарегистрирована, когда служащий пошел на очень неприятный разговор к начальству, у него возникло не только ишемическое состояние, но и  аритмия в сердце.
 
Исследовались курсанты школы милиции:
У них изменялась частота сердечных сокращений во время показа жестокого фильма.
Первая группа: до фильма – 60 в минуту, во время – 100 в минуту, и через 10 минут восстановилась;
Вторая группа: до фильма –60 в минуту , во время – 176, через 10 минут частота сердечных сокращений не восстановилась;
Это говорит о том, что у второй группы курсантов повышенный уровень тревожности, который  неблагоприятно сказался на работе сердца.

Метод Криперина – умножение двухзначных чисел:
Были обследованы 124 студента, из них 45 – здоровые, первая группа, 79 – пограничная стадия артериальной гипертонии (немного повышено артериальное давление), вторая группа.
Числа надо было умножить за 10 минут, применялась фотостимуляция.
Измерялось артериальное давление АД, кроме того измерялся капиллярный кровоток ККТ, в ногтевом ложе и уровень кислорода в крови РО2.
Первая группа, совершила 85 мат. Действий, из которых было 13% ошибок:

Вторая группа, совершила 58 мат. действий, из которых 33,9% ошибок:

Вывод: Они не способны выполнить эту задачу, или у них не так работает кровеносная система, и в результате они не могут выполнить это задание.
Психологи должны учитывать физиологическое состояние человека, при проведении своих тестов.

На кровяное давление влияет симпатическая нервная система, медиаторы адреналин и норадреналин. В разных эмоционально значимых ситуациях выделяется или норадреналин, или адреналин, которые по-разному действуют на частоту сердечных сокращений и артериальное давление.
Если мы возьмем страх и ярость – два сильных эмоциональных переживания.

Когда мы мерим давление, у нас получается две цифры:

-верхнее – это во время сокращения сердца (сокращение – систала) – систальческое давление;
-нижнее – диасталическое давление.

 При страхе систалическое давление повышается, частота сердечных сокращений увеличивается, диастолическое давление не меняется, выбрасывается адреналин.
Во время ярости выделяется норадреналин, не меняется систалическое давление, а диастолическое давление повышается, частота сердечных сокращений урежается.

Электромиография – регистрация потенциалов, которые возникают в скелетных мышцах. Чем сильнее сокращается мышца, тем большей частоты в ней возникает разряд, большая амплитуда возникает в потенциалах скелетной мышцы. Скелетная мускулатура включается в ответ на эмоционально значимые сигналы. Напряжение скелетных мышц исследуется у диспетчеров, когда они заступают на пост. У них измеряют, насколько высоко поднимается напряжение скелетных мышц, при сжимании рычага, когда диспетчер следит за самолетом.

Электроэнцефолограмма

Впервые ее зарегистрировали в 1875 году . Зарегистрировали потенциалы от мозга кролика, когда на него направили мигающий свет, решили, что это отношений к функциям мозга не имеет. Бергер, был психологом, считал, что мозг такое мощное образование в котором тоже должны возникать потенциалы, он впервые зарегистрировал электроэнцефолограмму  на своем сыне. Мозг может давать такое же электрическое поле, как и сердце. Скептики сравнивали ее с фабрикой, где работают станки, и по шуму мы пытаемся определить что производят на этой фабрике. Эдриан – лорд и физиолог,под его руководством стали строить энцефолографы. Сейчас энцефолограмму обрабатывают на компьютере, только он может достоверно вычислить, какие ритмы преобладают в энцефолограмме.

Бета-ритмическая активность регистрируется от мозга любого человека, который находится в состоянии бодрствования, с открытыми глазами, от 13-30 в секунду.
Бета-ритм рождается в лобной коре.

Стоит человеку просто закрыть глаза, электроэнцефолограмма меняется на глазах, за счет исключения зрительного потока. Появляется альфа-ритм от 8-13 в секунду. Альфа-ритм рождается в затылочной коре. Альфа-ритм интересен тем, что если мы человека с закрытыми глазами просим мысленно воспроизвести любую картину – происходит депрессия альфа-ритма и он сменяется бета-ритмом. Такая депрессия проявляется не у всех людей, некоторым трудно сосредоточиться. Альфа-ритм отражает некоторые особенности характера человека, способность сосредоточиться, отстраниться от окружающей среды. Если человек спит возникает дельта-ритм от 1-4 в секунду. Иногда человек приходит к врачу и говорит, что не может спать, у него регистрируется дельта-ритм, значит он действительно спит, и причину надо искать в другом.
5-7 импульсов в секунду у человека в чистом виде не регистрируется, это тета-ритм, но если он регистрируется, то говорит о повышенной тревожности человека.
При изучении препарата, если увеличивается доля альфа-ритм, значит препарат имеет благотворное влияние, если  доля тете-ритма, то надо что-то менять в препарате.

При шизофрении электроэнцефолограмма может быть нормальной и ничего не дает.
 При эпилепсии она необходима. Надо выяснить, где, в каком отделе мозга находится участок повышенной возбудимости (фокус эпилепсии), который приводит к эпилептическому приступу. Можно прогнозировать эпилепсию у детей. При высокой температуре у ребенка возникают судороги, такой ребенок должен быть на контроле.
Время от времени необходимо посмотреть электроэнцефолограмму, появление 5-6 раз волны в течение часа, говорит о судорожной готовности мозга.
При наркозе во время операции, с ее помощью определяют глубину наркоза. В некоторых клиниках разрешено факт смерти констатировать по энцефолограмме.

Кожно – гальваническая реакция КГР.

Французский врач Фере – 1888 год пропускал ток через кожу своих больных, и измерял какой будет потенциал в зависимости от того как человек поправлялся.
Тарханов – измерял сопротивление кожи, и обнаружил, что при разных состояниях человека состояние кожи меняется.
Юнг считал, что изменение потенциалов, или изменение сопротивления кожи может отражать эмоциональное состояние человека. КГР Юнг назвал «Окно в бессознательное»

Для этого проводились опыты вызывая у человека разные реакции. Санкторио Санкториус – 1614 году начал свои работы и продолжал их 30 лет изучал процесс потоотделения, работу потовых желез. Он сконструировал точные весы, садился на них и изучал, как меняется вес тела в зависимости от погоды.

У человека от 1 до 2 миллионов потовых желез, у них разные функции и они по разному располагаются:

  1. часть отвечает за терморегуляцию;
  2. роль  в запахах в сексуальных отношениях;
  3. эмоционально- значимые потовые железы, больше всего их на подошвах и ладонях 400 потовых желез на 1 кв. см., на лбу – 200, на спине – 60.

Из них пот начинает выделяться при напряжении,  при страхе, когда увеличивается выделение пота уменьшается  сопротивление, и потенциал увеличивается. Количество пота увеличивается потому, что включается симпатическая нервная система. Потовые железы эмоционально- значимые потому, что инервируются только симпатической нервной системой.

Пупиллометрия – измерение величины зрачка. Зрачок – участок мозга выдвинутый на поверхность тела, чтобы весь мир мог его видеть и оценивать. Введение в психофизиологию автор Хессет, издательство «МИР» 1981 год  - там приводится ряд доказательств.  Конфуций: «загляни человеку в зрачки и он не сможет спрятаться»

В результате мы описали детектор лжи.

Доказательство клеточного строения мозга. Работы К. Гольджи и Рамон-и-Кахала.
Нейрон, его отличие от других клеток организма. Глия и ее функции в ЦНС. ГЕБ и спинномозговая жидкость. Строение нейронов. Роль мембраны и клеточных органоидов. Роль дендритов и шипиков. Аксон и аксональный транспорт (быстрый и медленный антероградный и ретроградный)

1667 год Гук изобрел микроскоп.
1719 год Антон Левингук усовершенствовал микроскоп. Увидел, что в крови есть какие-то шарики, в семенной жидкости увидел сперматозоидов, и в кожице лука увидел ячейки.

1838 год Шлейден, доказал, что все растительные организмы имеют клеточное строение
1839 год Шван, создает единую клеточную теорию, что все организмы состоят из клеток.
Весь 19-й век ушел на то чтобы доказать, что мозг тоже имеет клеточное строение.

Живой мозг, как желе, в нем много воды, положили в формалин – убрали воду, только после этого смогли сделать тоненький срез, смотрим, опять ничего не видно.

1834-1863 год Дейтерс, в 1865 году вышла написанная им статья, он не видел как устроена нервная клетка, но он нарисовал нейрон, так как мы сейчас ее рисуем и видим. Есть тело – сома, от сомы отходит длинный тонкий отросток, и короткие отростки.

Гольджи – бедный аптекарь придумал состав краски, которой удалось окрасить часть нервных клеток. В это время господствовала ретикулярная теория: конечно клетки есть, но они непрерывно превращаются  друг в друга, и мозг – это непрерывная сеть.

Рамон-и-Кахал сторонник ретикулярной формации взял метод Гольджи, и не смог оторвать глаз от открывшейся картины. Он доказал, что нервная система состоит из отдельных нервных клеток, что эти клетки отдельные образования, как и все в человеческом организме.

1906 году Гольджи и Рамон-иКахал дали нобелевскую премию, и как последователь ретикулярной теории он не признал, ччто мозг состоит из отдельных клеток.
Но окончательно это было доказано только после того, как был изобретен электронный микроскоп. Между клетками есть контакты, но обязательно есть разрыв.
Нейроны различаются:

  1. по форме тела, каждый нейрон обязательно имеет тело или сому, она может быть круглой, пирамидной, многоугольной, веретенообразной, есть много переходных форм;
  2. по размерам от 20 микрометров до 100 микрометров в диаметре;
  3. по количеству и качеству или способу ветвления отростков;
  4. по числу шипиков
  5. по длине аксонов
  6. по функциям (афферентные, эфферентные и промежуточные)
  7. по химии, разный набор химических веществ.

Такое разнообразие нейронов определяется уникальностью генетического аппарата нервных клеток. Нервная система возникает в результате нейрональной индукции, она образуется из эктодермы под воздействием вещества, которые вырабатываются в методерме . Клетки эктодермы  сначала становятся нейробластами. Чтобы эти клетки стали нейробластами в них должны начать работать особые гены, которые просыпаются под влиянием нейрональной индукции, с участием веществ, какого -?.  Затем образуются нейроны. Нейробласты становятся нервными в тот момент, когда они теряют способность к делению.

Особенности нервных клеток:

  1. нервная клетка воспринимает, хранит, перерабатывает и извлекает информацию;
  2. специализация нервных клеток, она заключается:
  3. синтез специфических РНК;
  4. отсутствие редубликации ДНК (клетка не делится);
  5. синтез специфических для нервных клеток белков,

      которых насчитывается до 100;

  1. синтез особых липидов;
  2. привилегированность питания.

Клетки нашего организма могут расщеплять в качестве энергетической основы белки, жиры, углеводы, т. е. аминокислоты, жирные кислоты, глюкозу. А нервная клетка может расщеплять только глюкозу, и нервные клетки зависимы от уровня глюкозы в крови. Снижение уровня глюкозы в крови ниже 80 миллиграмм % человек может потерять сознание. И в такой же степени нервные клетки зависимы от уровня кислорода в крови: 5-6 минут остановка дыхания и они начинают погибать.
Нервные клетки отделены от кровеносного русла гематоэнцифалическим барьером. Гематоэнцифалический барьер образуют глиальные клетки, которые образуются из глиобластов. В нервную клетку из кровеносного капилляра глюкоза попадает через глиальные клетки. Это охранительная система мозга от токсичных веществ. Еще одна особенность нервных клеток, в том, что их обслуживают глиальные клетки. В мозге имеется огромное количество глиальных клеток, их три типа:

  1. астроциты – выполняют опорную функцию, создают каркас для нервных клеток. В процессе эмбриогенеза они первыми распространяются по разным частям нервной трубки и всего организма, находят и указывают путь к  тому  месту, куда должна попасть нервная клетка (обеспечение миграции для нервных клеток) Если у нервной клетки отсечь часть отростка он дегенерирует (исчезнет), глиальные клетки образуют  канал, по которому снова прорастает аксон. Глиальные клетки обеспечивают регенерацию нервной системы. Астроцыты обеспечивают питательную или трахическую функцию для нервных клеток.
  2. Олигодендроциты – их главная задача обеспечение миэлиновой оболочки, которая в совою очередь изолирует нервные волокна друг от друга и ускоряет проведение возбуждения по нервным волокнам.
  3. Микроглия – Обладает функцией фагоцитоза. Клетки микроглии захватывают отмершие клетки и переваривают их.

На дендритах – шипики. Сома покрыта мембраной, через которую  проходят ионы натрия, калия, кальция, хлора. Это формирует либо возбуждение, либо торможение в нервной клетке. Ядро регулирует метаболизм всей нервной клетки со всеми отростками. Во всех клетках оно отвечает за деление, нервные клетки не делятся, поэтому в его функции включен метаболизм. Рибосомы одиночные -  регулируют синтез белка в соме нервной клетки. Рибосомы ШЭР регулируют синтез  белка на вынос, т. е. те белковые образования, которые распространяются по аксону к аксонной терминале. Метохондрия –  образуется энергии, синтез энергии из глюкозы. Аппарат Гольджи – медиатор, который синтезируется в нейроне (в соме)  упаковывается в пузырьки – везикулы. От сомы отходят, как правило, большое число коротких густо ветвящихся дендритов. Дендриты – это воспринимающая часть нейрона. Наиболее быстро и четко происходит восприятие информации если в этом принимают участие шипики. Количество нервных клеток не увеличивается, но обучение, усовершенствование нервной системы происходит за счет образования новых шипиков и ветвления дендритов. Если клетка активно работает образуются новые шипики, устанавливаются новые связи между нейронами и увеличивается объем информации, которую может воспринимать нервная система. Для развития шипиков большую роль играют сигналы, поступающие из внешней среды. Две группы крыс с обогащенной и обедненной средой. Крысы, которые воспитываются в обогащенной среде, у них на 30 % больше шипиков. Если мозг перестает работать, число шипиков уменьшается, и для их повторного образования необходимо время. Число шипиков резко уменьшается во время эпилептических приступах, при гипоксии (снижении кислорода), при алкогольном, наркотическом отравлении, при болезни Дауна, Потау. Если лишить щенка зрительной информации резко уменьшается количество, и меняются шипики в зрительной коре. Аксон всегда один, длина его может быть разной. Если это промежуточный нейрон  в центральной нервной системе он короткий.  Аксон эфферентного нейрона достигает метра. Аксон может быть покрыт, а может быть не покрыт миэлиновой оболочкой. Лишены миэлиновой оболочки постганглеонарные нейроны в симпатической нервной системе, поэтому по ним очень медленно распространяется возбуждение. Миэлиновая оболочка обеспечивает скачкообразное распространение возбуждение иначе – сальтоторное. Для чего нужен аксон? Дендриты воспринимают сигнал, на мембране идет обработка этих сигналов, затем в клетке возникает либо возбуждение, либо торможение. Если возникает торможение, то в аксоне ничего не происходит. Задача аксона передавать сигнал от одной нервной клетки к другой. Если перевязать аксон, возникает набухание, это доказывает что в теле  синтезируются какие-то вещества, которые и по аксону транспортируется. С помощью электронного микроскопа увидели, что в аксоне есть микро трубочки диаметром 20-30 нанометров, но есть еще более тонкие трубочки, диаметром до 10 нанометров – нейрофиломенты. По эти трубочкам распространение от тела в сторону конца аксона называется антероградное, обратно – ретроградное (ретроградный транспорт) Есть быстрый транспорт – это 200-400 мм в сутки, этот транспорт по трубочкам, работает в результате сокращения стенок трубочек. Есть такое вещество колхицин, которое останавливает транспорт, если им обработать аксон. Медленный транспорт, когда транспортируется вся масса и сами трубочки, и нейрофиломенты – это скорость 1-4 мм в сутки, этот транспорт только антероградный, колхицином не останавливается. При болезни Альцгеймера (нарушение памяти) трубочки скручиваются в бляшки, что первоначально неизвестно. Этот транспорт нарушается, поскольку нарушается структура трубочек. Бери-Бери (параличи) происходит в результате того, что нарушается антероградный транспорт. Полиомиэлит захватывает окончания нервных клеток, на периферии попадает вирус, а затем  с помощью ретроградного транспорта вирус попадает в сому, таким же образом распространяется столбняк. В мозге есть структуры, связанные между собой. Окончательно это было доказано с помощью ретроградного транспорта.  В кору вводят вещество – перодоксидазакрена, с помощью ретроградного транспорта оно попадает в таламус. 

Физиология лекция №5

Синаптическая передача в ЦНС. Понятие о синапсе. Строение электрического и химического синаптических контактов. События,  происходящие в химическом синапсе. Медиаторы и принцип Дэйла. Ионотропные  и метаботропные эффекты медиаторов. Модуляторы синаптической передачи. Сосуществование в одной аксонной терминале медиаторов и модуляторов. Критика принципа Дейла. Возбуждение и торможение нейрона (ВПСП, ТПСП)

В прошлой лекции мы доказали, что мозг имеет клеточное строение. Английский физиолог Ширингстон занимался рефлекторными дугами. Изучал, как отвечает скелетная мышца на разные стимулы (сильнее, слабее, через какое время). Он знал, что помимо эфферентного и афферентного нейрона есть промежуточные. Как происходит передача возбуждения по аксону было уже известно.  Обнаружил, что скелетная мышца отвечает довольно не быстро, проходит какое-то время между возбуждением и ответом мышцы, большее чем необходимо для распространения по нервным волокнам. Поэтому он пришел к выводу, что между нервными клетками (афферентной и промежуточной, промежуточной и эфферентной) есть образования, которые он назвал касания.  И этот же вопрос интересовал Рамона-и-Кохала, который называл их соприкосновение между отдельными нейронами. Как клетки могут взаимодействовать друг с другом?

Виды взаимодействия между клетками:
 
1.) Самое простое это паракринное  взаимодействие. В одной клетке вырабатываются физиологически активные вещества, эти вещества передаются в другую клетку и вторая клетка меняет свое состояние. Примером такого взаимодействия является нейрональная индукция. В методерме выделяются вещества, которые превращают клетки эктодермы в нервные клетки. 

2.) Есть взаимодействие эндокринное:   железистая клетка выделяет гормоны, которые попадают в рядом лежащий сосуд.  По кровотоку гормоны попадают  в другую клетку, и   изменяют ее состояние.

3.) Самое сложное взаимодействие – это нейроэндокринное. В нервной клетке вырабатывается биологически активное вещество – нейрогормон, он поступает в кровь. С кровью нейрогормон поступает в эндокринную железу, например гипофиз. А в гипофизе вырабатываются свои гормоны, которые влияют на другую железу, на другие органы и ткани. Схема:  нервная клетка, затем идет одна эндокринная железа, затем идет другая эндокринная железа, которая через кровоток регулирует работу какого-то органа и ткани.

4.) Есть другое взаимодействие между нервными клетками еще более сложное, оно осуществляется с помощью синаптических контактов.  От нервной клетки отходит аксон, который заканчивается утолщением, разветвлением - терминалью, где есть  как бы набухание. Другая нервная клетка, тоже аксон и терминаль - набухание. Окончание одного аксона и дендриты или сома другого нейрона – эта область называется  синаптический контакт.

 Отто Леви и Генрих Дейл, которые стояли за химическую передачу, они считали и доказали, что из окончаний аксонной терминали  выделяется химическое вещество, которое меняет работу той клетки, куда оно попадает. Значит здесь _________ должны происходить какие-то события с участием химического вещества. Но в тоже время как только окончательно доказали, что существуют  синаптические контакты, это 1953-1956  годы, когда уже был усовершенствован электронный микроскоп, было доказано есть синаптический контакты, где происходит передача возбуждения, но не так как утверждали Леви и Дейл, а только с помощью электрического сигнала, без участия химического сигнала . В клетке возникает биопотенциал, он распространяется по аксону, подходит к окончанию и возбуждает следующий нейрон, т. е. не нужен химический сигнал. Такие синаптические контакты были обнаружены, и было доказано, что существуют синаптические контакты без участия химического сигнала.

Из каких элементов состоит синаптический контакт?
Рисуем крупно аксонную терминаль, и другую клетку, ее сому, между ними  аксосоматический контакт. В аксонной терминале не всегда, но очень часто содержатся пузырьки, которые называются везикулы, в них содержится химическое вещество, которое передается от одной клетки к другой. Схема: предсинаптическая мембрана аксонной терминали, дальше идет синаптическая щель, дальше постсинаптическая мембрана другой нервной клетки. Если это химический синаптический контакт, то в везикулах должны быть химическое вещество – медиатор. А если есть медиаторы, чтобы химическое вещество подействовало,  необходимы рецепторы в другой клетке, которые чувствительны к этому медиатору. Значит в постсинаптической мембране должны быть рецепторы. Это у нас химический синаптический контакт, в нем присутствуют визикулы с медиатором и рецепторы. Что касается электрического синаптического контакта там нет рецепторов и медиаторов, а в остальном структура таже.
Но есть еще  отличия  электрического синаптического контакта от химического.
1) Электрический сигнал не может преодолеть большое расстояние, поэтому в электрическом синаптическом контакте синаптическая щель = 2 нанометра, что  в 10 раз меньше, чем в химическом = 20 нанометров.
2) Как распространяется возбуждение в химическом синаптическом контакте? - только там, где есть щель между веществом и рецепторами, т. е. в одном направлении. В электрическом синаптическом контакте возбуждение распространяется и в том и в другом направлении: от постсинапса к предсинапсу и наоборот. В химическом синаптическом контакте могут происходить интэгративные процессы, т. е. сигнал может быть усилен или ослаблен в зависимости от того сколько медиатора выделено. В электрическом какой был сигнал, такой и переходит на другую клетку.
3) Химический синаптический контакт больше зависит от метаболизма в нервной системе, чем электрический синаптический контакт.

Рисуем аксонную терминаль. Что такое везикулы? Они образуют два сообщества:

  1. одно отстраненное от предсинаптической мембраны (там много везикул)
  2. 10-50 везикул, готовых к тому, что вещество выйдет в синаптическую щель.

Как это происходит? Это происходит только в том случае если сюда по аксону приходит потенциал действия, чтобы медиатор выделился из везикул в синаптическую щель. Если сюда пришел потенциал действия, то в первую очередь (здесь ___ в основном кальциевые каналы) открываются каналы для кальция, и кальций входит в аксонную терминаль – это обязательная ступень, если кальций убрать, то дальше потенциала ничего не будет. А внутри аксонной терминали содержится белок, который называется кальмодулин, и как только кальций прошел он взаимодействует с кальмодулином. Дальше происходит цепочка биохимических процессов, каждый из которых изучен … (лучше послушать лекцию или почитать литературу, но надо запомнить, что)  в результате которых возникает  фосфоремирование, которое приводит к слипанию мембраны везикулы с предсинаптической мембраной. При этом медиатор выделяется в синаптическую щель методом экзоцитозом. Конечная задача медиатора – это взаимодействие с рецептором постсинаптической мембраны. Когда везикулы первого пула уходят, на их место приходят везикулы второго пула. Если везикулы содержат одинаковое вещество (медиатор), то они могут иметь одинаковую форму и размеры. Шеперд и Палей – физиологи занимались изучением формы везикул и веществом, которое находится в них. Плей: «Везикулы в аксонной терминале мне напоминают шоколадные конфеты, каждая в своей обертке и со своей начинкой» Шеперд говорил, что это вещь в себе.

Везикулы могут быть:

  1. овальной формы, величиной 30-60 нанометров, в них содержатся тормозные медиаторы;
  2. округлые, прозрачные величиной от 40 до 60 нанометров,  в них содержится ацетилхолин;
  3. электронноплотные, непрозрачные, от 40 до100 нанометров, в них содержится катехоламины;
  4. самые крупные, электронноплотные от 100 до 160 нанометров, содержатся нейропептиды, выполняющие роль медиаторов.

Требования к медиаторам:

    1. Они накапливаются в аксонной терминале;
    2. Они выделяются из аксонной терминали, если аксон возбуждается;
    3. Здесь же должен находиться фермент, который участвует в синтезе этого медиатора;
    4. Необходим фермент, который разрушает этот медиатор, медиатор должен оказать свое влияние и разрушиться;
    5. Необходим рецептор для этого медиатора;
    6. Однозначность эффектов при раздражении аксонной терминали и при действии медиатора, который там находится.

Например: Если мы раздражаем симпатический нерв и сердце учащает свою работу, так как в окончании симпатического нерва выделяется адреналин. Потом мы просто берем и капаем адреналин на сердце, при этом получаем такой же эффект.

Медиаторами являются:

Группа называется амины, в их состав входят:

  1. катехоламины:

                               –дофамин
                                      - норадреналин
                                        -адреналин
Все они образуются из аминокислоты - тирозина,  очень сходны по действию, но в тоже время их эффекты специфичны, например все они могут повышать кровяное давление, но имеют свои дополнительные эффекты.

  1. серотонин не является катехоламином. Образуется из аминокислоты триктофана.

Серотонин и адреналин во многих своих проявлениях оказываются антагонистами. Наиболее распространенным медиатором в нервной системе является ацетилхолин – это особый медиатор. Оказалось, что ко всем этим медиаторам есть свои рецепторы. Ацетилхолин синтезируется в окончании мотонейрона. Не только в ЦНС передача происходит с участием медиаторов, но и на периферии. Ацетилхолин взаимодействует с Н (никотиновые)-холинорецептором. Заблокируем холинорецептор (подобрав специальное вещество), тогда ацетилхолину не с чем будет взаимодействовать. Таким веществом оказался яд кураре. Если мы возьмем сердечную мышцу, она иннервируется тоже с помощью  ацетилхолина, но здесь ацетилхолин взаимодействует с другим рецептором –
М (мусколиновые) - халинорецептором, блокатором для которого является атропин. В ЦНС есть Н, и М – холинорецепторы. У дофамина есть Д-1, Д-2, Д-3, Д-4 рецепторы. Рецепторы увеличивают возможности одного и того же медиатора, оказывая разные влияния. Все указанные медиаторы в зависимости от того, с каким они взаимодействуют медиатором, оказывают либо тормозное, либо возбуждающее влияние.

В ЦНС есть два тормозных медиатора, которые оказывают только тормозное влияние:
Глицын и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Недостаток тормозных медиаторов может привести к эпилепсии.

Только возбуждение вызывает глутамат.

Что происходит в результате взаимодействия медиаторов с рецепторами постсинаптической мембраной. События могут происходить по двум типам:

  1. метабо-тропный процесс  – это изменение метаболизма в клетке в результате взаимодействия медиатора Аденилат-циклаза (АД – это фермент, который  усиливает, ускоряет процессы  метаболизма в следующей клетке) с рецептором постсинаптической мембраны. Это взаимодействие может закончиться изменением генома клетки, т. е. изменения функций ядра;
  2. ионо-тропный, т. е. меняется проницаемость мембраны  второго нейрона  для ионов натрия, или калия, или хлора; и в зависимости от того для какого иона меняется проницаемость в ту или иную сторону меняется состояние мембраны.

Как возбуждается нервная клетка?

 В состояние покоя  любая живая (нервная, мышечная, железистая, нервное волокно) клетка изнутри заряжена отрицательно, а снаружи положительно. Чтобы в этом убедиться подводят два электрода, к внешней мембране клетки, между ними измерительный прибор, который регистрирует ноль на экране – нет разницы потенциалов между двумя точками на мембране. Затем один электрод вводим внутрь, и касаемся внутренней поверхности мембраны, в результате получаем резкий скачок на экране прибора, показатели которого зависят от клетки, с которой проводится опыт,  от –30 до -90 мВ. Вывод: есть разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны.
Так заложено природой, что внутри клетки (с внутренней стороны мембраны) избыток ионов калия, концентрация ионов калия всегда больше в клетке, чем в окружающей среде. Каким же образом создается разница в потенциалах? Внутри калия много, снаружи калия мало, мембрана в состоянии покоя проницаема для ионов калия. Калий будет выходить из клетки, по законам диффузии. Энергия заложена в разнице концентраций, это происходит без затрат энергии. Калий (внутри он заряжен положительно) выходит из клетки, и выносит с собой положительный заряд, и теперь этот положительный заряд не выпускает калий. Создается равновесность потенциалов по калию, т. е.  уравновешиваются две силы:
       Первая - это  диффузия, которая выталкивает калий из клетки,
Вторая – это электростатическая сила, не выпускает калий из клетки.
 В каждой клетки свой равновесный потенциал.
Что можно очень легко изменить, чтобы мембранный потенциал стал меняться? - концентрацию калия в окружающей среде. Если мы увеличиваем концентрацию калия в окружающей среде, из клетки будет меньше выходить калия. Если уравняем концентрацию калия в клетке и в окружающей среде, клетка будет мертвой и ни к чему не способной.

При возбуждении:
Сначала меняется проницаемость мембраны для  калия, и для натрия. Для калия проницаемость резко понижается, а для натрия резко возрастает. Если мы будем раздражать мембрану, то повышается проницаемость для натрия, натрий начинает входить в клетку. Теперь мембрана дэполяризуется, внутри у нас будет плюс, а снаружи минус, причем не до нуля.

После ответа на один стимул, мембрана должна вернуться в состояние покоя, чтобы ответить на другой стимул. Для чего нам нужен фермент, который разрушает медиатор? Медиатор возбуждает мембрану постсинаптическую, он должен быть разрушен для восстановления в клетке состояния покоя. Состояние покоя восстанавливается через процесс реполяризации. Этот процесс возникает потому, что инактивируются натриевые каналы. Сначала они закрыты, потом они открыты, а на пике деполяризации они инактивируются, т.е. они не могут дальше открываться. В этот момент открывается канал для калия, калий выходит из клетки и восстанавливается исходный мембранный потенциал.  Количество каналов подсчитано, структура их определена за счет блокаторов: -калиевые каналы блокируются тетроэтиламонием, в результате  не будет                процесса рэполяризации;
-натриевые каналы блокируются – тетродотоксином, в результате не возникает потенциал действия  при раздражении мембраны.
При  раздражении возникает потенциал действия, который обычно называем или возбуждение, или сигнал, или биопотенциал. При слабом раздражении может открыться недостаточное количество каналов для натрия, т.е. есть критический уровень деполяризации (КУД) или порог. Например на мышцу наносим стимул, а мышца не сокращается, там происходит локальная деполяризация, которая не приводит к сокращению мышцы, локальный процесс дэполяризации  не достигает КУД.

Если натрий в состоянии возбуждения входит в клетку, в итоге в клетке повысится концентрация натрия. Если калий уходит из клетки, в итоге в клетке понизится концентрация калия. У нас нарушится та исходная разность концентраций, которая обеспечивает и потенциал покоя и потенциал действия. Калиево-натриевый насос – это белковая молекула, их задача перекачивать калий в клетку, а натрий из клетки, т. е. он работает против концентрационного грэдиента. В этом случае необходима энергия, АТФ. Если мы энергию заблокируем, то насосы работать не будут. Постепенно будет накапливаться в наружной среде калий, во внутренней – натрий, и мышечное волокно постепенно перестает работать.

По отношению к нервной клетке.

Как происходит передача возбуждения при осуществлении движения.  Мотонейрон, его аксон выходит из передних рогов, подходит к скелетной мышце. Каждое отдельное нервное волокно иннервирует отдельное мышечное волокно, к мышце подходит целый нерв, который ее иннервирует. Аксонная терминаль, везикулы, в которых содержится ацетилхолин. Именно работая с мотонейронами, Дейл сформулировал свой принцип:
«в одном нейроне  синтезируется один какой-то медиатор»
 Доказательство ниже. Рисуем: мотонейрон, миэлиновая оболочка, аксонная терминаль.  Доказано, что в аксонной терминале выделяется ацетилхолин. Действительно  это медиатор?  Нужно было найти фермент, который синтезирует ацетилхолин – нашли,  и нашли фермент, который разрушает ацетилхолин - это холинэкстераза. Ацетилхолин выделился, провзаимодействовал с Н-холинорецепторами, и дальше происходит возбуждение мышечного волокна. Окончание мотонейрона, мышечное волокно. Постсинаптическая мембрана в невромышечном синаптическом контакте имеет сложное строение для увеличения площади. В постсинаптической мембране содержатся Н-холинорецепторы, ацетилхолин взаимодействует с Н-холинорецепторами в результате чего мышечное волокно обязательно сокращается.

В постсинаптической мембране возникают процессы, результат мы видим – мышечное волокно сократилось. Для того, чтобы Мышечное волокно сократилось в нем тоже должен возникнуть потенциал действия.  Вначале возникают потенциалы концевой пластинки ПКП – это маленькие деполяризации. Выделяется медиатор, сначала возникает один ПКП, другой ПКП … Они суммируются и обязательно достигают критического уровня деполяризации, и обязательно возникает потенциал действия.

Цепочка: … потенциал действия в нервном волокне, выделяется медиатор, взаимодействует с Н-холинорецепторами, возникает потенциал в концевой пластинке, они суммируются между собой потенциалы концевой пластинки, все вместе достигают критического уровня деполяризации, в ответ на это возникает потенциал действия в мышечной мембране, мышечное волокно сокращается.

Если потенциал действия не распространяется по аксону мотонейрона. В этом случае выделяются квантомедиаторы, т. е выделяется чуть-чуть ацетилхолина. Никогда не бывает, чтобы мотонейрон был абсолютно заторможен. Даже при самом большом расслабления мышцы чуть-чуть сокращены, есть такой тонус мускулатуры. Когда у нас потенциал действия не приходит, в постсинаптической мембране возникает миниатюрные потенциалы – это маленькая деполяризация, которая не вызывает потенциал действия. Если ацетилхолин выделился, деполяризация все равно должна возникнуть, но эти миниатюрные потенциалы, даже если суммируются, они не могут вызвать такую деполяризацию, чтобы у нас лавинообразно натрий пошел  в клетку.

Это то, что происходит на постсинаптической мембране мышечного волокна, а что в нервной клетке происходит?

Нервная клетка, сюда приходит по аксону потенциал действия,  после чего выделился медиатор. Если пришел сигнал только по одному, двум, трем аксонам к одной нервной клетке, с ней  ничего не произойдет. Потому, что на теле одного аксона заканчиваются до тысячи окончаний других нервных клеток.  Мембрана дэполяризуется, но деполяризация возникает и угасает. Такая деполяризация называется ВПСП – возбуждающий постсинаптический потенциал.

В нервной клетке, в нервном волокне, мышечном волокне есть такое явление как рефрактерность, т. е. если нервное волокно возбудилось, то при повторном сигнале оно уже не возбудимо, т. е. натриевые каналы больше уже раскрываться не могут. Самый большой рефрактэрный период был обнаружен у сердечной мышцы. Сердце сокращается затем расслабляется, естественно находится в состоянии невозбудимости, которое необходимо, чтобы закончилась одна систула, после этого миокарт должен прийти в такое состояние, чтобы снова возбуждаться. Для сердца нужны ритмичные сокращение – расслабление, поэтому у сердца самый большой рефрактэрный период. Меньше рефрактерный период у скелетных мышц.  Самый маленький рефрактэрный период у нервных волокон, которое возбуждаются с частотой 400 импульсов в сек.
 Есть период рефрактерности т. е  невозбудимости. Например, придет важный сигнал, а клетка в состоянии рефрактэрности.  Поэтому не любой сигнал вызывает возбуждение нервной клетки. Если к большому числу возникают стимулы, в результате процесса суммации деполяризация достигает критического уровня и в клетке возникает потенциал действия.
 
Суммация может быть пространственной, а может быть временной.
 Пространственная возникает тогда когда ВПСП возникает на большей части мембраны нервного волокна.
Временная возникает при повышении частоты раздражающих стимулов, когда следующий стимул приходит, а предыдущие еще не успели угаснуть.

Рефрактэрный период начинается с точки ____. Потенциал действия – это процесс возбуждения, процесс дэполяризации, и ВПСП – это тоже процесс деполяризации. 
Разница между потенциалом действия и ВПСП:

  1. потенциал действия возникает по закону все или ничего, т е если раздражающий стимул достиг порога то потэнциал обязательно возникает и уже не меняется .
  2. ВПСП – градуальный процесс, он зависит от количества медиаторов.
  3. Задача потенциала действия, если он возник дальше распространяться.
  4. ВПСП – это локальный процесс.
  5. ВПСП, ПКП суммируются
  6. Потенциалы действия суммироваться не могут.

Еще раз принцип ДЕЙЛА: « в одном нейроне возникает один медиатор»:
У мотонейрона, пока миэлиновая оболочка не началась, где-то около сомы, как правило, есть веточка – коллотераль, из нее тоже выделяется ацетилхолин. Отсюда ДЕЙЛ сделал вывод, что в каждом нейроне вырабатывается только один медиатор. В ЦНС существуют медиаторные системы, в каждой из которых вырабатывается свой медиатор, если вырабатывается ацетилхолин – холинэргическая и т. д.
 
ГАМэрбическая система – тормозная система в мозге. Что происходит при торможении? Если выделяется тормозный медиатор, например гамаминомаслянная кислота приводит к тому что  в клетку начинает входить хлор. В результате увеличится разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностью, возникает гиперполяризация мембраны. Возникает ТПСП – тормозные постсинаптические потенциалы. Они тоже обладают свойством суммации, они также локальны, как и ВПСП. Когда возникает ТПСП, порог возбудимости резко повышается, а возбудимость понижается.

Критика принципа ДЕЙЛА

В гипоталамусе обнаружили нейросекреторные клетки, в которых содержатся нейропептиды: статины и либерины. Они выполняют свою эндокринную функцию, статины тормозят выработку гормонов в гипофизе, либерины – усиливают. Эти же нейропептиды  были найдены во многих других нервных клетках ЦНС. Потом оказалось, что нейропептиды синтезируются еще и в кишечнике, и в желудке. Последнее, что подвергло сомнению принцип ДЕЙЛА,
было обнаружено: парасимпатическая нервная систем иннервирует слюнные железы, здесь находится ацетилхолин, который усиливает выработку слюнных желез. Здесь же находится вазоинтеспинальный пептид (ВИП), который  сначала был обнаружен в кишечнике у свиньи – его задача расширять сосуды в кишечнике. Потом его обнаружили в окончаниях парасимпатической нервной системы вместе с ацетилхолином.  Оказалось, что на самом деле в одной аксонной терминале могут сосуществовать в основном  классические медиаторы с нейропептидами. Зачем это сосуществование? Эти нейропептиды являются модуляторами – они видоизменяют эффекты классических медиаторов. Каким образом:

  1. Повышают чувствительность пре- и пост- синаптической мембраны к медиатору;
  2. Усиливают синтез медиатора в аксонной терминале
  3. Ускоряют выброс медиатора из аксонной терминали
  4. Удлиняют действие медиатора, замедляют его разрушение
  5. Оказывают внесинаптическое действие, выходят за пределы синаптического контакта, например, расширяют кровеносные сосуды как ВИП

Эти модуляторы, обладают признаками медиаторов, но не в полной степени, или рецептора нет, или плохо выделяются из аксонной терминали, или мы чего- то не знаем. 
И вот эти вещества, которые сосуществуют с классическими медиаторами, их в настоящее время порядка 50-ти, называются кандидаты в медиаторы.

Что с чем сосуществует:
Ацетилхолин +  ВИП
 Ацетилхолин + ВИП + люлиберин (лю-гормон, ускоряет процессы в половых железах)
Норадреналин + соматостатин (нейропептид, который тормозит выработку соматотропного гормона роста)
Серотонин + тиролиберин (Тирелоидная железа, там тироксин вырабатывается) + энкефалин

Гаммааминомаслянная кислота ГАМК  +  дофамин +  серотонин +  энкефалин
Дофамин и серотонин – классические медиаторы.

Рисуем последнюю схему:
Аксонная терминаль    , классический медиатор        , нейропептид    , постсинаптическая мембрана  , где рецептор к нейропептиду, и рецептор к классическому медиатору. Кроме того, есть рецептор и в пресинаптической мембране, потому, что некоторые медиаторы выходят в синаптическую щель, а потом захватываются обратно, чтобы их сохранить. Нейропептид усиливает скорость прохождения медиатора через пресинаптическую мембрану, усиливает синтез классического медиатора, и повышает чувствительность рецептора в постсинаптической мембране к классическому медиатору.
 
P.S.Аксон может расти к органу и если он ошибается т. е. пришел не к своему органу, то синаптического контакта не происходит.

Физиология ЦНС лекция №6

Свойства нервных центров (на примере двигательной рефлекторной дуги):

  1. одностороннее проведение
  2. синаптическая задержка
  3. иррадиация
  4. суммация
  5. торможение (пре- и постсинаптическое)

Опиатная система мозга: энкефалины и эндорфины
Медиаторные системы мозга. Трудности и необходимости их изучения.
Холинэргическая система мозга, ее участие в двигательных и вегетативных реакциях, в обучении и формировании памяти. Болезнь Альцгеймера.
Дофаминэргическая система мозга. Болезнь Паркинсона и шизофрения, как результат нарушения функций этой системы.

Нервные центры – это участки головного и спинного мозга, которые принимают участие в осуществлении той  или иной реакции.
По существу физиология занимается изучением свойств нервных центров с самых разных позиций и сторон. Проще рассмотреть  свойства нервных центров  на примере двигательной рефлекторной дуги, потому, что там все четко запрограммировано, ясно и понятно.
Рисуем поперечный срез спинного мозга, и уже привычную рефлекторную дугу.
Афферентный нейрон начинается с рецептора  в коже, рецепторы могут быть  не только в коже они могут быть в сосудах, в сухожилиях, во внутренних органах. Каждый рецептор чувствителен к какому-нибудь определенному стимулу: к прикосновению, к теплу, к холоду и т. д. Афферентный нейрон  возбуждается от стимула воздействующего на рецептор. Если этот стимул есть, сначала возникают небольшие деполяризации, которые суммируются. Если стимул на рецептор достигает критического уровня деполяризации,  возбуждается мембрана и возникает потенциал действия. Потенциал действия  распространяется по отростку афферентного нейрона в ЦНС, в данном случае в спинной мозг. Афферентный нейрон передает сигнал на вставочный нейрон (нейроны), они передают возбуждение на мотонейрон, аксон которого заканчивается в скелетной мышце, в результате скелетная мышца сокращается и расслабляется в ответ на стимул.

Если мы возьмем  электроды, и будем  раздражать афферентный нерв электрическим током, скелетная мышца будет отвечать сокращением. Электрический стимул адекватен для нервной ткани, т. е. она реагирует на него как на какой-то свой тип раздражителей. А на выходе мы поставим измерительный прибор, или просто будем наблюдать за мышцей, она сократится, и мы зарегистрируем какой-то потенциал. Теперь поменяем местами стимулирующий и регистрирующий электроды. Сигнал пойдет в обратную сторону от мотонейрона в спинной мозг, а дальше ничего не произойдет, потому, что у нас возбуждение распространяется в синаптическом контакте только в одну сторону. Если бы это были электрические синаптические контакты,  возбуждение могло бы пойти и в обратную сторону. Но у высших животных и у человека эта система обязательно содержит химические синаптические контакты, которые не распространяют возбуждение в обратную сторону. В химических синаптических контактах возбуждение распространяется только от предсинапса к постсинапсу, что определяет одностороннее распространение возбуждения. Значит односторонность проведения определяют химические синаптические контакты, которые распространяются от пресинапса к постсинапсу.

Следующее свойство – это синаптическая задержка, мы об этом уже говорили. Измеряли скорость проведения возбуждения от рецептора к мышце, и поскольку известно с какой скоростью распространяется возбуждение по нервным волокнам, ждали ответа от мышцы гораздо раньше, чем он наступал. Время тратится на биохимические процессы, которые происходят в синаптических контактах, надо, чтобы: везикула, подошла к пресинаптической мембране, соединилась с ней,  вошел туда ион кальция, провзаимодействовал с кальмодулином, дальше выходит медиатор в синаптическую щель, которому тоже необходимо время, чтобы провзаимодействовать с рецептором на постсинаптической мембране. Все эти затраты обеспечивают дополнительные затраты времени на то, чтобы сигнал прошел от рецептора к органу эффектору, в данном случае к скелетной мышце.

Следующее свойство – суммация, суммация бывает пространственная и временная.
Что суммируется? – Не потенциалы действия, потенциал действия возник и распространяется, а суммируются  местные,  локальные процессы, т. е. ВПСП – возбуждающие постсинаптические потенциалы и ТПСП – тормозные постсинаптические потенциалы.
Где происходит суммация?на теле мотонейрона, т. е. на конечном пути рефлекторной дуги. В афферентном нейроне возникает потенциал действия, который возник и распространяется. У нас есть рисунок: мотонейрон,  на его соме, на его дендритах заканчиваются тысячи окончаний других нервных клеток. В каждой точке постсинаптической мембраны мотонейрона возникает или  ВПСП или ТПСП, которые суммируются на теле, на мембране или на дендритах мотонейрона, т. е. на его воспринимающей части.

Следующее свойство – иррадиация.  Пример из фильма про Павлова, где показывают большую овчарку, у которой на подушечке лапки препарирован нерв, который раздражается. Раздражается только нерв на лапке, а в реакцию включается все тело, а при увеличении силы тока возникает даже мощный моторный приступ. Иррадиация связана с тем, что у нас в спинном мозге, в головном мозге, основная масса нейронов – промежуточные, они обеспечивают связи между всеми участками ЦНС. Если раздражение очень сильное,  то  включается большое число промежуточных нейронов, которое вызывает возбуждение большого числа мотонейронов, а это вызывает сокращение большой группы мышц. Если недостаточно развиты тормозные системы в ЦНС, то у человека возникают заболевания, при которых он делает ненужные, размашистые, неадекватные движения. Но в норме эта система затормаживается. Т. е. есть мощное противодействие процессу  иррадиации, которое связано с торможением.

P.S.  В ответ на любой раздражитель возникает только потенциал действия. Только потенциал действия входит в мозг. Если это зрительный анализатор: свет преобразуется в палочках и в колбочках, в результате химических реакций, в потенциал действия. Слуховой анализатор: звуковые колебания приводят к возникновению потенциала действия.    Конечно, кроме потенциала действия важны  и медиаторы, которые выделяются в результате возникновения потенциала действия. Т. Е мы слышим в результате того, что потенциал действия распространяется по нервному волокну.

Торможение – это процесс, который открыт позднее, чем возбуждение. Когда рассматривали вегетативную нервную систему, мы говорили, что если мы раздражаем парасимпатический нерв из его окончания выделяется ацетилхолин, и это приводит к торможению работы сердца – это было позже. А в 1863 году  Иван Михайлович Сеченов доказал, на очень простом эксперименте, с помощью метронома, кристалла соли и стаканчика с кислотой, что в ЦНС на равных правах должны протекать процессы торможения. Сеченов  пришел к выводу, что в головном мозге должна быть структура, которая тормозит спинной мозг. Он пытался ее найти и раздражать. Он брал лягушку, отсекал часть мозга, раздражал с помощью соли, и смотрел, как лапка лягушки реагирует на раздражение кислотой. В конечном итоге он дошел до такой структуры, которую он раздражал, а лягушка лапку не отдергивала.

Окончательно наличие этой структуры было доказано почти через 100 лет, в  1950-х годах началось бурное изучение ретикулярной формации. И оказалось, что действительно в головном мозге  на уровне продолговатого и среднего мозга находится ретикулярная (сетевидная) формация,  которая оказывает тормозное влияние на спинной мозг.
В 50-х годах научились вводить электроды в ретикулярную формацию. И с другой стороны вводили микро-электрод в мотонейрон, где регистрировали гиперполяризацию, противоположную,  деполяризации. С гиперполяризацией всегда связано торможение, это основной механизм торможения. С вопросом: почему в мотонейроне возникает торможение? был открыт тормозный медиатор. В нервной системе вырабатываются тормозные медиаторы: это глицин и гаммааминомаслянная кислота (ГАМК). Если эти медиаторы влияют на клетку, в клетке возникает гиперполяризация, и клетка заторможена. Клетка заторможена, значит, она просто не воспринимает сигналы, которые к ней приходят. 

Ярким примером такого торможения, является возвратное торможение, которое препятствует явлению иррадиации. Мотонейрон, его аксон с  миэлиновой оболочкой идет к какой-то скелетной мышце. На мотонейрон поступают сигналы от других нервных клеток, и это может привести к мощному возбуждению мотонейрона,   многих мотонейронов  и  возникнет явление иррадиации. Но есть механизм препятствующий этому: отросток – аксон от него отходит тоненькая веточка -  колатераль, которая заканчивается синаптическим контактом с другой нервной клеткой – клеткой РЕНШОУ, аксон последней заканчивается на теле мотонейрона. В окончании мотонейрона выделяется медиатор - ацетилхолин, он возбуждает через колатераль клетку РЕНШОУ.
 В клетке РЕНШОУ находится медиатор глицин, который вызывает гиперполяризацию на мембране мотонейрона, в результате мотонейрон становится не чувствительным к тем сигналам, которые к нему приходят.

Другой вид торможения, который мы испытываем на себе во время ходьбы: одна икроножная мышца сокращается, другая расслабляется. Есть мышцы антагонисты, которые должны работать согласовано, попеременно сокращаясь и расслабляясь, для этого обязательно должно быть торможение, тормозный сигнал. Как это происходит без участия нашего сознания и коры больших полушарий? Рисуем мышцу- сгибатель и мышцу-разгибатель, рефлекторную дугу. Если на рецептор подействовал какой-то стимул, сигнал приходит к мышце-сгибателю, она  может сокращаться, но она сократится только тогда, когда другая мышца расслабится. Необходимо затормозить мотонейрон в мышце-разгибателе, для этого нужен промежуточный тормозный нейрон, который выделяет глицын. Так же как в возвратном торможении, только это прямое торможение. К тормозному мотонейрону приходит сигнал от того же афферентного нейрона, от которого идет сигнал к мышце сгибателю.
Это явление называется: реципропная иннервация мышц антагонистов. 

В том и другом случае у нас это поссинаптическое торможение, потому, что само торможение развивается на поссинаптической мембране,  с помощью клеток РЕНШОУ – возвратное, а в реципропной иннервации – прямое.

Но бывает еще и пресинаптическое торможение.
Рисуем рефлекторную дугу, где имеем дело с болевым рецептором.  Болевые рецепторы – это оголенные окончания афферентного нейрона. Если это афферентный нейрон, у него болевой рецептор, возникает сигнал => потенциал действия => подходит  в окончании где выделяется медиатор – субстанция П (SP). Субстанция П является медиатором  передачи болевой чувствительности. Сначала она была обнаружена в кишечнике у животных, а только потом в афферентных нервных клетках. Оказалось потом, что субстанция П находится и в рецепторах, в данном случае она повышает восприимчивость болевых рецепторов.  Если заблокировать субстанцию П резко снижается болевая чувствительность. Участок где выделяется субстанция П нарисуем крупно: аксонная терминаль афферентного нейрона и сома промежуточного нейрона.

Было обнаружено, что имеются нервные клетки, которые заканчиваются на нервном окончании афферентного нейрона. Оказалось, что в этих клетках, в спинном мозге, вырабатывается вещество, которое тормозит выработку субстанции П, а это приводит к понижению болевой чувствительности. Эти клетки называются по тому веществу, которое в них вырабатывается – энкефалин, энкефалические. Эти энкефалинэргические нейроны   есть составляющая часть апиатной системы мозга. У нас в спинном, в головном мозге вырабатываются вещества, которые снижают болевую чувствительность. Если есть такие вещества, значит к ним должны быть рецепторы, с которыми взаимодействуют те апиаты, т. е. морфиноподобные вещества, которые человек издревле использует в первую очередь для того, чтобы снять боль. А потом оказалось, что введение препаратов - опиинов приводит к явлению положительных эмоций без причины. Искусственным образом человек вызывает чувство радости, удовлетворения, водя эти вещества, которые являются наркотическими веществами. Если взять животных, у них прямая зависимость между едой и чувством удовлетворения. Что касается человека, у него более длинная цепочка: мы получаем удовольствие от денег, потому, что потом можем их с пользой реализовать. Почему мы испытываем чувство удовольствия? Оказалось, что при этом у нас в организме выделяются  опиатнные вещества типа энкефалина. Стремление к положительным эмоциям – это врожденное стремление не только человека, но и животного. За счет того, что у нас в мозге есть зона положительного подкрепления.   Если мы крысе введем в эту зону электроды, ей не нужны ни еда, ни игры она будет только нажимать на педаль, с помощью которого она раздражает зону положительного подкрепления, оттащить от которой ее невозможно. Но у нас, как и у животных есть зона отрицательного подкрепления. Все мы испытываем отрицательные эмоции, в которые включаются эти зоны. Если крысе ввести в эту зону электрод, то нажав один раз на педаль, она к ней больше не подходит. Если у нее в мозг введены три трубочки – канюли, через которые подаются разные вещества, крыса предпочитает только морфий или энкефалины, с помощью педали она начинает вводить себе в мозг только эти вещества. Крыса стремится получить удовольствие с помощью химических веществ.

У человека есть зоны отрицательного и положительного подкрепления. Данные из книги врачей Стенфилза и Джастперза, которые во время операций на мозге просмотрели, раздражая, всего 643 точки в мозге,  из них
-366 точек были охарактеризованы как слабоположительные по тем реакциям, которые они вызывают, человек расслаблялся, чувствовал себя благополучно, возникала сонливость;

  1. 31 точка, при раздражении которых, возникали положительные эмоции, у больных возникала легкая эйфория;
  2.  8 точек провоцировали очень положительные ощущения,  эйфория превышала любую норму, больные громко хохотали, веселились и просили продолжать;
  3. 38 точек, неопределенные ощущения;
  4. 200 точек, при раздражении возникает страх, тревога, печаль, отрицательные эмоции.

В мозге нет болевых рецепторов, и когда идет операция на мозге с пациентом обязательно кто-то контактирует, разговаривает, спрашивает о его ощущениях.

В основном, эти точки располагаются в дофаминэргический и серотонинэргической системах мозга, т. е. по ходу нервных путей, в клетках которых вырабатывается дофамин и тех нервных путей, в клетках которых вырабатывается серотонин. В основном эти клетки расположены в гипоталямусе, но есть так же  в коре больших полушарий, в среднем мозге. И  много таких точек в лимбической системе мозга – это система, которая отвечает за эмоции и положительные и отрицательные.

Практическое значение это имеет при лечении эпилепсии. При эпилепсии приступы бывает, провоцируются отрицательными эмоциями, больные, как правило, чувствуют, что скоро начнется приступ. Больному вживляются электроды в зону положительных эмоций, которые больной раздражает, когда чувствует наступление приступа.

Почему же возникают положительные эмоции? – потому, что у нас в мозге есть опиатная система, одной из опиатной систем являются энкефалины. Эти исследования стали проводить довольно недавно, все началось с вывода, что раз в нервной системе человека есть рецепторы, чувствительные к морфию, природа не могла создать их только для  того, чтобы морфий человеком вводился из вне, значит у нас в организме вырабатываются эндогенные опиатные вещества. Сначала нашли эти рецепторы к морфию в семявыводящем протоке у морской  свинки. Затем нашли энкефалины в 15 раз более активные вещества по сравнению с морфием. Считается, что при аккупунктуре тоже вырабатываются энкефалины. Энкефалин вырабатывается только в спинном мозге.
Головной мозг, гипоталамус, гипофиз – это центральная эндокринная железа. Сейчас есть мощная наука нейроэндокринология. Гипоталамус – это отдел головного мозга, но с другой стороны в нем есть нейросекреторные клетки, они нервные, но в них вырабатываются химические вещества, которые поступают в гипофиз и регулируют выделение гормонов в гипофизе. У гормонов есть своя гормональная функция. Гормоны гипофиза влияют на другие эндокринные железы, и вызывают соответствующие реакции. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) – гормоны стресса, если у человека возникает стрессорная реакция, которая всегда сопровождается выработкой адренокортикотропного гормона, который влияет на многие функции. АКТГ – он выполняет свою эндокринную функцию, но имеет немного обезболивающее действие. Липотропин, липиды – жиры, гормон, который регулирует жировой обмен, тоже немножко оказывает обезболивающие действие. В конечном итоге определилось, что  в гипофизе синтезируется проопиомиланокортин, состоит он из 265 остатков аминокислот, такая огромная молекула. Он предшественник АКТГ, с 1-39 – это есть АКТГ, есть сиптидаза,  который отщепляет этот участок и мы получаем АКТГ,  1-58 – это есть липотропин. Почему они оказывают обезболивающее действие? – оказалось, что с 1-31 – это есть беттоэндорфин – внутренний морфин, оказывает обезболивающее действие, связывается с опиатными рецепторами, и при этом  вызывает положительные эмоции. Таким образом, у нас есть система, которая обеспечивает болевую чувствительность, но у нас есть и эндогенная опиатная система мозга, которая нас защищает от боли, но если этой защиты нам не хватает, мы принимаем дополнительно обезболивающее, кроме того она нам обеспечивает положительные эмоции это как раз и есть наши энкефалины и эндорфины – наша внутренняя опиатная система.

 Почему мы должны изучать медиаторные системы мозга?

 Есть спинальное управление движением – управление на уровне спинного мозга, но у нас есть и супраспинальное управление – это ретикулярная формация, но кроме этого есть красное ядро, мозжечок, кора больших полушарий – эта вся субординация прекрасно изучена.

Память, эмоции, обучение, сон, мотивации – это более сложные формы функций ЦНС.
Изучение этих функций организма, достаточно сложно до сих пор. Это сложно потому, что невозможно четко выявить рефлекторные дуги, для всех этих функций, отчасти это сложно, потому, что в образовании этих функций участвует очень много нервных клеток, которые образуют целые сети. Какова будет ответная реакция – это часто бывает не предсказуемо и  количественно определить это очень трудно. Кроме того, такие процессы, как память, обучение длятся очень долго и занимают время. Все морфологические и электрофизиологические методы по существу исчерпаны для изучения этих сложных форм поведения. В основном сейчас применяют нейрохимические и имунногистохимический методы – это очень дорогие методы. Важнейшей задачей, было определить, какие медиаторные системы принимают участие в возникновении той или другой из перечисленных функций. Мы знаем медиаторы: адреналин, норадреналин, глицин, ацетилхолин, серотонин, дофамин,  гаммааминомаслянная кислота (ГАМК) кроме того есть кандидаты в медиаторы.  Медиаторные системы мозга – локализации определенного медиатора. Почему трудно определить, где у нас преимущественно синтезируется серотонин?  Если мы возьмем с точки зрения морфологии – это невозможно, мертвый мозг он не дает ничего. Если мы возьмем электрофизиологию, можно ввести это вещество и посмотреть ускоряется или затормаживается та или иная электрофизиологическая реакция. Нужен был более конкретный метод, который позволяет определить есть или нет в определенных структурах мозга локализация тех или иных медиаторов. Сложность в том, что если мы мозг вынимаем из черепной коробки, все процессы настолько быстро протекают, что там все разрушается. Мозг помещают в формальдегид. Потом рассматривают мозг через флорисцентный микроскоп. Те области, где вырабатывается серотонин, начинают светиться желтым цветом, норадреналин и дофамин – зеленым цветом. Была намечена карта, и были определены источники норадреналина, серотонина и дофамина. Но лучше всего был исследован ацетилхолин, потому, что какое-то время считалось, что ацетилхолин – это единственный медиатор в мозге. Холинэргическими являются структуры, где синтезируется ацетилхолин - это тела мотонейронов, которые находятся в передних рогах серого вещества спинного мозга. Ацетилхолин является медиатором парасимпатической нервной системы, и нужно было только проследить где находятся источники парасимпатической нервной системы это: средний мозг, продолговатый мозг, и боковые рога серого вещества крестцового отдела спинного мозга. Вспомним симпатическую нервную систему. Из окончаний посганглеонарных неронов выделяется адреналин, который является медиатором симпатической нервной системы. Но из окончаний преганглеонарных нейронов выделяется ацетилхолин, значит боковые рога серого вещества спинного мозга грудного и поясничного отделов – это тоже источники ацетилхолина.

Медицина поставила перед физиологами вопрос о том, что происходит в мозге человека при болезни Альцгеймера? Болезнь Альцгеймера – нарушение памяти, возникает в более старшем возрасте, но бывают исключения, когда она возникает и в 30 лет. Физиологи получили задание: смотреть какая же медиаторная система принимает участие в возникновении болезни Альцгеймера.Из них Роман Ильич Кругликов – физиолог, изучал память на животных,  решил посмотреть влияет ли ацетилхолин на память. Оказалось, что при обучении увеличивается количество холинорецепторов в коре больших полушарий. Во – вторых, он доказал, что чувствительность корковых нейронов при обучении (при формировании памяти) также повышается. Третье: если блокировать синтез ацетилхолина в мозге – резко нарушается способность к обучению. Он сделал вывод, гипотеза: «холинэргические механизмы мозга обеспечивают информационную составляющую обучения» Стали изучать холинэргическую систему  при болезни Альцгеймера, и оказалось, что в  корковых нейронах, в нормальном мозге располагается очень много холинорецепторов, при болезни Альцгеймера таких рецепторов очень мало. При болезни Альцгеймера количество холинэргических нейронов тоже снижается. Количество трансферазы – фермент, который участвует в синтезе ацетилхолина, тоже резко уменьшается. Нарушения в холинэргической системе, уменьшение холинэргических нейронов, уменьшение ацетилхолина в мозге способствует развитию болезни Альцгеймера. Если вводить холин – предшественник ацетилхолина, это не лечит, но замедляет развитие этой болезни. Физостегмин разрушает холиностеразу, которая разрушает ацетилхолин. Физостегмин разрушает разрушитель. Но до сих пор не научились лечить. Аксон, микротрубочки и нейрофеломенты, происходит их скручивание во время болезни Альцгеймера, нарушается аксональный транспорт. Последнее время большое внимание уделяется белку беттаамилоид. Есть его предшественник, который синтезируется в нервной клетке, и находится в мембране нервной клетки, который состоит из 695 аминокислот.   Затем есть протеразы - ферменты, которые отщепляют от этого белка, встроенного в мембрану, белок, после чего в мембране остается белок из 620 аминокислот.  Этот белок необходим для укрепления, консолидации памяти, и перевода сиюминутной информации в долгую память, без этого белка этот процесс затруднен и замедлен. При болезни Альцгеймера протераза отщепляет белок, который состоит из 41-й аминокислоты, этот белок встраивается в мембрану и клетка прекращает свое функционирование. Почему это происходит, куда девается эта протэраза, которая отщепляет хороший белок не известно. Причин для возникновения болезни Альцгеймера очень много.

Шизофрения и болезнь Паркенсона. Эти болезни связаны с нарушением функций дофаминэргической системы, которая обеспечивает синтез дофамина в мозге. Дофамин в мозге синтезируется в черной субстанции. Рисуем черную субстанцию, в ней тела нервных клеток, в которых синтезируется дофамин. Отростки этих клеток идут в стриополидарную систему – это базальные, подкорковые ганглии, она принимает участие в формировании нормальных движений. Если нарушается синтез дофамина в черной субстанции, т. е. сигналы не поступают в стриополидарную систему,  это приводит к нарушению двигательной функции – это болезнь Паркенсона.
В покрышке среднего мозга есть тоже дофаминэргические нейроны, а они посылают свои аксоны в лембическую систему мозга – височную долю и в лобную кору. Лобная кора обеспечивает когнитивные функции, т. е. ориентацию в пространстве, способность что-то предсказывать, планировать, абстрактное мышление, способность оперировать сразу несколькими понятиями. А височная кора – это лембическая система – это эмоции.
 Сначала лечили болезнь Паркенсона большими дозами эль-дофы, у больных возникает шизофрено-подобное поведение: галлюцинации, раздражение, неуживчивость. Эль-дофа приводит к секреции дофамина, увеличение которого приводит к таким последствиям. Оказалось, что у больных шизофренией повышено количество рецепторов к дофамину в 5-6 раз. К дофамину мы называли рецепторы Д1, Д2, Д3, Д4, особенно  повышаются рецепторы Д4. Препарат клозапин избирательно связывается с Д4-рецепторами, которые принимают участие в формировании этого тяжелого заболевания. Кроме того, амфитамин, повышает работоспособность, но если этим злоупотреблять, то опять возникает такое поведение.  Амфитамин повышает секрецию дофамина в мозге, на какое-то время это повышает работоспособность мозга, а потом тяжелые последствия. Если проводят рассечение между мозгом и лобной корой, в лобную кору дофамин не поступает, что приводит к облегчению, это есть по существу  лоботамия. В тяжелых случаях ее и сейчас применяют. Можно использовать клозапин, но у него очень много побочных эффектов.

Нарисуем картинку сагитальный срез мозга  животного (на человеке все эти медиаторные системы не изучались) средний мозг, черная субстанция, от нее идут сигналы в хвостатое ядро (триополидарная система), в таламус, в лобную кору, в височную долю. Ствол мозга, средний мозг – это источник дофамина, откуда поступает ко многим структурам головного мозга и обеспечивает их функции.

У нас есть вещество холицестокенин – это пептид, который регулирует функцию желчного пузыря, если из него взять фрагмент из восьми аминокислот, то этот фрагмент синтезируется в клетках головного мозга. Он содержится в одних аксонных терминалях с дофамином, он тормозит выброс дофамина в норме, у больных шизофренией синтез холицестокенина нарушен. Если взять 4 аминокислоты, то получится вещество – холицестокенин-4, которое провоцирует страх, ужас и панику, эмоции, которые сопровождают шизофрению. Интересно найти блокаторы к этому веществу и тогда можно будет создать препарат, который блокирует эти эмоции, эти состояния. Все что синтезируется, синтезируется везде в органах, в тканях, все очень едино. 


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 1011 голосов


Главная » Это интересно » ТРИЗ в виртуальном мире медиатехнологий » Физиология, лекция №2
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble