Препараты группы регулируют процессы торможения и возбуждения в коре головного мозга. Торможение в коре головного мозга Повышенная возбудимость коры головного мозга

У ряда спортсменов повышение возбудимости коры головного мозга может быть столь велико, когда начинают генерализовываться ответные реакции, появляется излишнее напряжение мышц, возникает в определенной степени расторможенность нервных центров. Чаще эти явления встречаются у малоподготовленных спортсменов. На рисунке приводятся электромиограммы спортсменов 3-го разряда, в которых обнаруживается на 4 день приезда в среднегорье расплывчатость «залпов» импульсов возбуждения, остаточная импульсация в паузах между напряжениями.

Степенью возбудимости центральной нервной системы тренер может управлять с помощью физических упражнений и кратковременных подъемов на большие высоты. Тренировочная работа, выполняемая в спокойном темпе и с равномерной скоростью, понижает возбудимость коры головного мозга у тех спортсменов, которые находятся в состоянии чрезмерного возбуждения. Кратковременные подъемы на большие высоты могут усилить положительное действие горного климата на функциональное состояние центральной нервной системы.

Сокращение времени при переделке сигнального значения раздражителей, уменьшение количества ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей, укорочение латентного периода при развитии напряжения и расслабления скелетных мышц (ЛBH и ЛВР), увеличение количества движений в единицу времени, т. е. повышение способности человека быстро чередовать напряжение и расслабление мышц, ускорение процесса адаптации зрительного анализатора к различной степени освещенности указывает на повышение подвижности нервных процессов. При этом мы исходили из выдвинутого Б. М. Тепловым (1956) положения, что под подвижностью в широком значении этого слова следует понимать все те стороны работы нервной системы, к которым применима категория скорости. При правильной организации двигательного режима тренировочные занятия усиливают положительное влияние на подвижность нервных процессов.

Сближение величин ЛBH и ЛBP, длительности «залпов» импульсов возбуждения и пауз между ними, сокращение числа ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей свидетельствуют о совершенствовании уравновешенности тормозно-возбудительных процессов. Таким образом, тренировочные занятия в условиях среднегорья в большинстве случаев быстро повышают подвижность и уравновешенность нервных процессов, благотворно влияют на свойства нервной системы, являющиеся наиболее надежным показателем нервной активности. Однако в отдельных случаях наблюдалось нарушение соотношений тормозно-возбудительных процессов. Спортсмены жаловались на плохое расслабление мышц, появление их регидности. В этих случаях спортсмены плохо адаптировались к мышечной деятельности, и требовалась специальная организация их двигательного режима.

Электромиограммы при произвольных напряжениях
двуглавой мышцы плеча спортсменов
3-го разряда И-ва и Т-ва

А — в г. Фрунзе; Б — на высоте 2100 м.

Изучение анализаторной деятельности коры больших полушарий показало, что в целом условия среднегорья значительных нарушений со стороны функций зрительного, двигательного и вестибулярного анализаторов не вызывают. Больше других в начальный период акклиматизации подвержен неблагоприятным воздействиям двигательный анализатор. Вместе с тем у значительной части спортсменов с подъемом на высоту обнаруживается увеличение остроты и поля зрения, скорости адаптации к различным условиям освещенности, обостряется проприоцептивная чувствительность, повышается устойчивость вестибулярного аппарата. Указанные изменения возникают чаще всего после первых 5—7 дней пребывания в горах и могут свидетельствовать об улучшении состояния высшей нервной деятельности спортсменов, их готовности к началу выполнения больших физических нагрузок.

Таким образом, результаты наших исследований по изучению влияний климата среднегорья и физической работы на высшую нервную деятельность спортсменов подтверждают то положение, что кора головного мозга чувствительна к сравнительно небольшому снижению парциального давления кислорода (119—125 мм рт. ст.) в атмосферном воздухе. Направленность этих изменений во многом определяет развитие адаптации к мышечной деятельности в среднегорье.

«Среднегорье и спортивная тренировка»,
Д.А.Алипов, Д.О.Омурзаков

Смотрите также:

Умеренно сильный выброс КХ приводит к учащению пульса и повышению АД, периферические сосуды сужаются, повышается выброс ГК, что приводит к повышению иммунитета и подавлению воспалительных реакций. Кроме того, глюкокортикоиды в умеренных дозах повышают прочность клеточных мембран, делая клетки более устойчивыми ко всем без исключения внешним воздействиям. Обладают ГК и антиоксидантными свойствами. Поскольку ГК подавляют воспалительные реакции, стресс может привести к излечению от легкого простудного заболевания.

Так как в I стадии стресса происходит повышение боевой готовности организма, она носит название стадии тревоги.

II. стадия стресса. Развивается в ответ на действие сильных стрессоров. Изменения в организме носят выраженный характер. Резервы организма на грани истощения, т. к. наблюдается максимальная мобилизация всех наличных ресурсов. Выброс КХ очень сильный. Подъем АД и сужение периферических сосудов носят выраженный характер. Выброс ГК огромен.

Поскольку во II стадии стресса мобилизация всех наличных ресурсов организма максимальна, организм в этой стадии стресса обладает самой большой устойчивостью ко всем внешним факторам. Человек во II стадии стресса способен творить чудеса: переносить огромный холод и жару, пробегать большие расстояния и побеждать в неравных поединках. Известны случаи, когда человек, спасаясь бегством от медведя, перепрыгнул 3-х метровую преграду, маленькая старушонка во время пожара вынесла из огня кованный сундук, который потом не могли сдвинуть с места 6 человек. Все, наверное, читали оБенвенутто Челлини, который один, будучи вооруженным лишь кинжалом, напал на 12 человек, вооруженных шпагами, и одержал победу. Мировые достижения в спорте базируются на вызывании в организме II стадии стресса.

Однако повышение функциональных возможностей организма во II стадии стресса даются очень дорогой ценой. Чрезмерный выброс КХ вызывает множественные микрокровоизлияния во внутренних органах и в головном мозге, приводит к частичному разрушению клеточных мембран. Другими словами, наряду с элементами защиты, в организме начинают проявляться элементы разрушения и они оставляют свой след. По этой причине спортсмены мирового класса долго не живут. II стадия стресса характеризуется чрезмерной силой всех защитных реакций, что приводит к резкой диско-ординации всех процессов жизнедеятельности организма.

III стадия стресса называется дистрессом. Дистресс может протекать в 2-х вариантах - остром и хроническом.

В остром варианте дистресса чрезмерно сильный стрессор вызывает огромный выброс катехоламинов и глюкокортикоидов, чрезмерное повышение АД, и резкое падение иммунитета. Каждый из этих факторов сам по себе уже может вызвать смертельный исход. Так, например, адреналин (относящийся к КХ) резко повышает потребность сердца в О 2 , в результате чего возникает противоречие между потребностью сердца в кислороде и способность сосудов удовлетворить эту потребность. Развивается внезапная смерть или инфаркт. Наступают они тем легче, чем более склерозированы сосуды, однако сосуды могут быть и здоровыми. Чрезмерный выброс ГК вызывает острый некроз (омертвление) печени и смерть от печеночной комы. Вызванное ГК понижение иммунитета может привести к развитию острых инфекции, которые не поддаются лечению и заканчиваются смертью и т. д.

Все мы знаем, что сильное нервное потрясение может вызвать смерть человека от какого-то заболевания. Где тонко, там и рвется. Обычно человек умирает от обострения уже имеющихся хронических заболеваний. Как видим, смерть от стресса как таковая не существует. Происходит обострение уже имеющихся или возникновение соматического заболевания, от которого наступает смерть.

В хроническом варианте дистресса сильный, но недостаточный для быстрой смерти стрессор приводит к острому истощению резервов КХ, глюкокортикоидов и некоторых других гормонов. Истощение резервов КХ приводит к тому, что их выброс резко снижается, и это служит причиной тяжелой депрессии, которая может закончиться самоубийством. Истощение резервов ГК приводит к понижению их уровня в крови ниже исходного. Организм теряет возможность бороться с инфекцией не только внешней, но и внутренней. Развиваются тяжелые хронические заболевания, не характерные для людей, живущих в обычных условиях. Например, заключенный может заболеть тяжелой формой туберкулеза всего за несколько дней, проведенных в карцере. Такое заболевание с самого начала протекает по типу хронического и не поддается лечению антибиотиками.

В общем случае может развиться какое угодно хроническое заболевание. Многое зависит от окружающих условий и наследственной предрасположенности. Поэтому, начиная лечение любого хронического заболевания, нужно помнить о возможной стрессовой природе его возникновения. Часто бывает достаточно привести в порядок нервную систему, как заболевание проходит, будто его и не было вовсе.

Итак, механизм возникновения и последствия стресса нам известны. Теперь поговорим о том, как предупредить возникновение стресса и ликвидировать стресс уже начавшийся.

Самое разумное на первый взгляд решение - оградить себя от стрессоров. Избегать психологических конфликтов, источников инфекции, чрезмерного физического, химического и биологического воздействия. Но реально ли это? Увы, полностью избежать стрессоров невозможно. Оградить себя от загрязнений окружающей среды лично я не могу. Экологически чистых продуктов питания взять негде не только мне но и всем моим соотечественникам. Оградить себя от инфекции можно лишь настолько, насколько поможет в этом проявление личной гигиены, но не более того. Избегать психологических конфликтов можно, но это настолько обедняет жизнь, что она становится невыносимо скучной и неинтересной. К тому же человек, ставящий перед собой более или менее значительные цели в жизни, просто вынуждены бороться, а значит и вступать с кем-то в конфликты.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что нужна не только пассивная защита, которая осуществляется путем ограждения организма от стрессоров, но и активная защита, которая осуществляется путем погашения или предупреждения стресса на уровне организма, несмотря на действующие внешние стрессоры.

Поскольку психологические стрессоры начинают свое действие с коры головного мозга, формируя застойный очаг возбуждения, мы можем просто погасить этот очаг, предупреждая включение гипоталамуса, выброс КХ и ГК и т. д. Если же реакция стресса начинается на уровне гипоталамуса, мы должны блокировать возбуждение гипоталамических клеток. Дело лишь за малым: найти тот агент, который мог бы стереть очаг застойного возбуждения в коре головного мозга или в гипоталамусе, будучи достаточно сильным для этого, и, в то же время, достаточно безвредным, а, в идеальном случае, еще и полезным. Лекарства неудовлетворяют таким требованиям. Есть, безусловно очень сильные антистрессовые препараты, но и их нельзя назвать целиком безвредными, а кроме того, человек может попасть в ситуацию, когда у него нет под рукой никаких фармакологических средств и взять их негде. Тут-то и приходит нам на помощь ГДТ. Способность ГДТ оказывать антистрессовое действие просто поразительна, а в безвредности ее, я думаю, вы, дочитавшие книгу до этого места, уже не сомневаетесь.

Застойные очаги возбуждения в ЦНС имеют одну особенность: они притягивают к себе импульс от других очагов, более слабых, как бы подпитывая себя за счет других раздражителей. Если же возникнет очаг возбуждения крупнее предыдущих, то он, в свою очередь, гасит их.

Гипоксия-гиперкапния вызывает возбуждение дыхательного центра, который гасит все другие застойные очаги возбуждения, блокируя тем самым реакцию стресса в самом зародыше. Если же реакция стресса уже возникла, то ликвидация очага в ЦНС прекращает ее, т. к. прекрекращается поступления стресс-сигналов из центра на периферию. Кроме того, выраженная гипоксия приводит к некоторому накоплению в крови кислых метаболитов, которые обладают тормозным действием на нервную систему, способствуя ликвидации патологических очагов возбуждения.

Во время практических занятий антистрессовое действие - ГДТ проявляется очень четко. Если человек пришел на занятие взвинченным, взбудораженным и взволнованным, то уходит он спокойным, уравновешенным, в хорошем расположении духа. 5-ти упражнений подряд оказывается достаточно, чтобы оборвать стресс средней тяжести. Для снятия более тяжелого стресса требуется большее число упражнений. Иногда их приходится делать часами. В исключительных случаях - целыми днями, по несколько дней подряд. Успех приходит обязательно, хотя и в разные сроки.

Имея в руках такое сильное оружие борьбы со стрессом как ГДТ, мы можем значительно повысить уровень своих притязаний в этой жизни. Ведь часто мы сами ставим перед собой исключительно трудные задачи, а дистресс выступав как противоречие между социальной нагрузкой на организм и способностью организма с этой нагрузкой справиться. Ликвидируя дистресс, мы справляемся с теми трудными задачами, которые сами же перед собой и ставим. Другими словами, я считаю, что не нужно отказываться от поставленных целей. Нужно просто укрепить организм настолько, чтобы эти цели стали легко достижимыми. И ГДТ поможет нам в этом.

Примечания:

Время дыхания чистым кислородом всегда строго ограничено, т. к. избыток кислорода в крови приводит к резкому сужению сосудов, в результате чего наступают тяжелые расстройства обмена, даже если кислород дается в смеси с углекислым газом

Не исключено существование неизвестных науке стрессоров ипи биологических полей, природа которых в настоящее время науке неизвестна.

Довольно часто в быту внешний фактор совершенно неправильно называют стрессом.

Не исключено существование неизвестных науке стрессоров типа биологических полей, природа которых в настоящее время науке неизвестна.

Свертываемость крови тоже повышается, и это так же является защитной реакцией.

А такое истощение может возникнуть, если стрессор будет слишком сильным или не очень сильным, но длительным. В данном случае расход имеющихся ресурсов будет превышать их синтез и в результате наступит декомпенсация с нарушением функций организма.

В каждом организме есть условно-патогенные микроорганизмы, которые не вызывают заболевания в обычных условиях. При резком падении иммунитета или противовоспалительного потенциала они могут вызвать воспаление какого-либо органа.

Прежде всего о самом, пожалуй, важном - о «механи­зации» в нервной деятельности. Наша центральная нерв­ная система способна усваивать, «запоминать» свои собст­венные реакции. Если какие-то сигналы о постоянных или часто повторяющихся обстоятельствах приходят в организм раз, другой, третий, а он в каждом случае отвечает оди­наково, стереотипно, то в клетках коры головного мозга от такой тренировки сложится определенная функциональ­ная системность условных рефлексов - подвижный «рису­нок» из возбужденных и заторможенных клеток. Это - ди­намический стереотип. И. П. Павлов определял его как «слаженную и уравновешенную систему внутренних про­цессов» и придавал ему большое значение. Кому довелось тренироваться в каком-либо виде физических упражнений, тот знает, как постепенно трудное становится легким. Больше того, привычную работу, даже более трудную, чем новую, делать легче.

Наглядно «экономическую целесообразность» динами­ческого стереотипа можно увидеть на таком опыте. Опыт этот очень прост. Раздается негромкий звонок, и в ответ человек должен совершить простейшее движение - нажать кнопку. Во время эксперимента ему делают электроэнце­фалограмму - регистрируют биотоки мозга. Исследование это напоминает хорошо всем знакомую электрокардиогра­фию - запись биотоков сердца. Только в данном случае объект исследования - мозг и «щупальца» прибора при­кладывают к голове. Человек сидит в своеобразном шлеме.

Так вот, биотоки мозга, точно отражающие степень активности разных его частей, показали, что вначале, когда задание было для испытуемого ново, возбуждение охваты­вало многие зоны коры головного мозга, оно, словно спотыкаясь впотьмах, зажигало свет повсюду, ища пра­вильную дорогу. А потом, когда подопытный человек ос­воился с заданием и у него выработался твердый условный рефлекс - на звонок нажимать кнопку, биотоки зарегист­рировали возбуждение только двух зон - слуховой и дви­гательной.

Для нервных клеток использование динамического сте­реотипа - наиболее легкая работа. Эта закономерность должна определять нашу линию поведения но отношению к нервной системе во многих жизненных ситуациях.

Нормальная деятельность нервной системы зависит от того, насколько четко, своевременно и безболезненно чере­дуются процессы возбуждения и торможения или, иными словами, как выполняются физиологические законы нерв­ной деятельности.

Возбуждение и торможение не отделены друг от друга «железным занавесом». Наоборот, они постоянно взаимо­действуют между собой, не только сменяя друг друга, но и влияя на силу и распространенность противоположного процесса.

Степень их взаимодействия и есть показатель состояния нервной системы. Вот спортсмен, еще не очень опытный в борьбе на ответственных соревнованиях, которые собира­ют тысячи зрителей и приковывают внимание прессы, ра­дио и телевидения, выходит на старт. Сколько мыслей, противоречивых чувств одолевают его в эту напряженную минуту. Уверенность в своих силах, желание победить - иначе какой же он спортсмен! -увеличивают его подъем, и в то же время волнение от непривычной обстановки, оценка возможностей сильных соперников, которых впер­вые ощущаешь близко, локоть к локтю, естественно, трево­жат человека.

Как выступит спортсмен? Во многом результат зависит от того, справится ли его нервная система со «стартовой лихорадкой». Иногда такое неизбежное возбуждение по­глощает всю энергию спортсмена, и на дистанции, в секто­ре, где он прыгает, толкает ядро или взлетает на гимна­стических снарядах, он действует вяло, скованно. Не су­мев затормозить вредное в данном случае возбуждение, центральная нервная система «допустила» торможение многих центров, в том числе и участвующих в выполнении спортивного упражнения.

Но вот вышел на старт опытный боец, закаленный во многих спортивных баталиях. Он тоже не остается без­участным к виду переполненных зрителями трибун, ко всей торжественной и волнующей обстановке больших сорев­нований. Его тоже охватывает возбуждение. Но нервная система уже научилась сравнительно легко подавлять вредное возбуждение, тормозить нежелательные реакции. Поэтому «стартовой лихорадки» у опытного спортсмена, как правило, не бывает. Наоборот, на старте у него проис­ходит величайшая мобилизация сил. Она активизирует все процессы в организме, необходимые для успешного выступ­ления.

Конечно, и опытные спортсмены не застрахованы от неожиданностей, которые могут произойти из-за непра­вильных реакций нервной системы, когда нарушается уравновешенность процессов возбуждения и торможения. Поэтому тренеры уделяют большое внимание волевой под­готовке спортсменов, тренируя, укрепляя не только мыш­цы, но и нервную систему, ее способность координировать процессы возбуждения и торможения.

Часто бывает, что длительное возбуждение без всякой видимой причины сменяется торможением. Если, напри­мер, участники соревнования вышли на старт, а он поче­му-то откладывается, то спустя некоторое время стартовое возбуждение у менее стойких сменяется безразличием. А в таком состоянии хорошего результата не покажешь.

Каждый из происходящих в центральной нервной си­стеме процессов способен порождать свою противополож­ность. Почему это происходит? В кульминации возбужде­ния противоположный тормозной процесс по законам выс­шей нервной деятельности располагается вокруг зоны воз­буждения. Он может охватывать большие области, включая в себя и первоначальный очаг возбуждения. Тогда тот гаснет, стихает.

Такая «борьба центров» наблюдается очень часто. Но, конечно, не всегда любой посторонний раздражитель или внутренний противоположный процесс прерывает течение нервной деятельности и навязывает ей иное направление. Это зависит от сравнительной силы обоих раздражителей, от скорости распространения нервных процессов в мозгу.

«Борьба центров» нередко сводится к тому, что в мозгу главенствует один, доминирующий, очаг возбуждения, так называемая доминанта. Такое лидерство может продол­жаться довольно долго. И все это время остальные разно­образные раздражения, приходящие в центральную нерв­ную систему, сталкиваются с доминантой. Слабые и сред­ние поддерживают, укрепляют ее, и только очень сильные способны погасить главнейший очаг возбуждения. Доми­нанта может быть благом для нервной системы, а может быть и злом. Поэтому в арсенале средств уравновешивания нервной деятельности должны быть и такие, которые ока­зывают влияние на устойчивый, главенствующий очаг воз­буждения.

И. П. Павлов подметил очень важную закономерность деятельности нервной системы: по мере нарастания силы раздражения нарастает и реакция, но не бесконечно, а только до известного предела. Дальше нарастание реак­ции прекращается и развиваются явные признаки тормо­жения. Он назвал такое торможение запредельным.

Нервные клетки. - единственные в организме, которые не восстанавливаются и не замещаются. Исчерпались си­лы клетки - и она перестанет функционировать, ее нет. Это роковой процесс. Чтобы он не наступил, на выручку клетке и приходит запредельное торможение. Когда разд­ражение оказалось’ для клетки коры головного мозга не­посильным, сверхмаксимальным, и ее напряжение превы­сило пределы функциональных возможностей, в ней раз­ливается тормозной процесс, она как бы получает передышку.

Человек «засыпает» от усталости, у спортсмена от не­правильных занятий развиваются явления перетрениров­ки, «фальстарты» выбивают у него почву из-под ног - все это отраженно запредельного торможения, развивше­гося как ответ нервной системы на непосильное возбуж­дение.

Условные рефлексы - основной метод взаимодействия организма с окружающим миром, инструмент его приспо­собления к изменяющейся обстановке - обладают способ­ностью угасать, стираться, бесследно уходить со сцены, когда они выполнили свою роль, освобождая место для об­разования новых нервных связей. Если человек привык обедать, скажем, в 12 часов, то к этому времени он будет испытывать голод. И если время обеда передвинется, до­пустим, на 2 часа, то вначале аппетит по-прежнему будет появляться к 12, но через некоторое время в 12 уже не будет хотеться есть, а вскоре аппетит начнет приходить в новое «отведенное» ему время - к 14 часам. Эта смена произошла потому, что в 12 часов условный рефлекс пере­стал получать подкрепление, а в 14, наоборот, подкреп­лялся систематически и постоянно.

Если бы у нервной системы не было этого качества, она была бы перегружена множеством бесполезных навыков. А перегрузка, как известно, не способствует хорошей про­дуктивной работе. Если бы раз усвоенное оставалось в нервной системе навечно, то было бы невозможным совер­шенствование человека в различных сферах деятельности. Правда, если ошибка в выполнении упражнения у гимнас­та закрепляется, часто повторяется, требуется на время прекратить выполнять какой-либо элемент движения, чтобы угас ненужный условный реф­лекс, и потом осваивать новый. Переучиваться всегда труднее, чем учиться заново.

Нервная система оберегает себя от возбуждения «по пустя­кам». Почти на всякое слабое раздражение она отвечает не возбуждением, а торможением. Это торможение является профилактическим, благодаря ему наш организм избавлен «от суеты», излишней пере­стройки. В то же время профилактическое торможение при действии слабых раздражителей служит тренировоч­ным занятием для нервных клеток, так как повышает их устойчивость.

Разумеется, в небольшой книжке невозможно подробно, «до последнего винтика», до мельчайшей реакции разоб­рать тонкости работы этого сложнейшего, пожалуй самого сложного на земле, многоотраслевого хозяйства. Да это и не входит в нашу задачу. Ведь цель этой книжки - пока­зать человеку, что °н может властвовать над собой, по­знакомить с некоторыми методами тренировки нервной системы. Поэтому и в описании процессов, протекающих в коре головного мозга и в периферических нервах, мы схе­матически остановились только на главных, имеющих ре­шающее значение для нашего влияния на состояние нерв­ной системы.

В жизни встречаются разные люди - подвижные и медлительные, уравновешенные и легковозбудимые, люди с крепкими и со слабыми нервами. Все эти индивидуаль­ные особенности определяются в конечном счете тем, на­сколько быстро чередуются в нервной системе процессы возбуждения и торможения насколько они уравновеши­вают друг друга и, наконец, насколько сильны эти про­цессы.

Все эти три качественных показателя деятельности нервной системы имеют существенное значение. Разве сильная нервная система, способная вынести чрезвычай­ные раздражения, не дает своему владельцу неоценимые преимущества? Разве человек, который в состоянии по­давлять свои порывы по велению разума, не достигает уже одним этим многого? И разве золотая середина между поспешной суетливо­стью и замедленно­стью тугодума не приносит замечатель­ные плоды?

text_fields

text_fields

arrow_upward

Кора головного мозга является высшим отделом центральной нерв­ной системы , обеспечивающим на основе врожденных и приобре­тенных в онтогенезе функций наиболее совершенную организацию поведения организма.

Кора головного мозга имеет ряд морфофункциональных особен­ностей:

1. многослойность расположения нейронов;
2. модульный принцип организации;
3. соматотопическая локализация рецептор-ных систем;
4. экранность - распределение внешней рецепции на плоскости нейронального поля коркового конца анализатора;
5. зависимость уровня активности от влияния подкорковых структур и ретикулярной формации;
6. наличие представительства всех функций нижележащих структур центральной нервной системы;
7. цитоархи-тектоническое распределение на поля;
8. наличие в специфических проекционных сенсорных и моторной системах коры вторичных и третичных полей с превалированием ассоциативных функций;
9. наличие специализированных ассоциативных областей коры;
10. динамическая локализация функций, выражающаяся в возможности компенсаций функций утраченных структур коры;
11. перекрытие в коре зон соседних периферических рецептивных полей;
12. возмож­ность длительного сохранения следов раздражения;
13. реципрокная функциональная взаимосвязь возбудительных и тормозных состояний коры;
14. способность к иррадиации состояния;
15. наличие специ­фической электрической активности.

Особенности структурно-функциональной организации коры мозга связаны с тем, что в эволюции происходила кортиколизация функ­ций центральной нервной системы, т.е. передача ей функций ниже­лежащих структур мозга. Однако, эта передача не означает, что кора берет на себя выполнение функций других структур. Ее роль сво­дится к коррекции возможных нарушений функций взаимодейству­ющих с ней систем, более совершенного, с учетом индивидуального опыта, анализа сигналов и организации оптимальной реакции на эти сигналы, формирование в своих и в других заинтересованных структурах мозга памятных следов о сигнале, его характеристиках, значении и характере реакции на него. В дальнейшем, по мере автоматизации реакция начинает выполняться подкорковыми струк­турами.

Общая площадь коры мозга человека около 2200 кв.см, количе­ство нейронов коры - более 10 млрд. Значительное место в кле­точном составе коры занимают пирамидные нейроны. Пирамидные нейроны имеют разную величину, их дендриты несут большое ко­личество шипиков: аксон (как правило, идет через белое вещество в другие зоны коры или в другие структуры ЦНС); звездчатые клетки -имеют короткие дендриты и короткий аксон, обеспечиваю­щий связи нейронов самой коры; веретенообразные нейроны - обеспечивают вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейро­нов.

Строение коры головного мозга

text_fields

text_fields

arrow_upward

Кора головного мозга имеет шестислойное строение

• Верхний - молекулярный слой , представлен преимущественно восходящими дендритами пирамидных нейронов, сюда же подходят волокна не­специфических ядер таламуса, регулирующие через дендриты этого слоя уровень возбудимости коры.
• Второй слой - наружный зернис­ тый , состоит из звездчатых клеток, определяющих длительность циркулирования возбуждения в коре мозга, имеют отношение к памяти.
• Третий слой - наружный пирамидный , формируется из пирамидных клеток малой величины и функционально вместе со вторым слоем обеспечивает корко-корковые связи различных изви­лин мозга.
• Четвертый слой - внутренний зернистый , содержит звездчатые клетки, здесь заканчиваются специфические таламокор-тикальные пути, т.е. пути, начинающиеся от рецепторов анализато­ров.
• Пятый слой - внутренний пирамидный , слой крупных пира­мид, которые являются выходными нейронами, аксоны их идут в продолговатый и спинной мозг.
• Шестой слой - полиморфных кле­ ток . Большинство нейронов этого слоя образуют кортикоталамические пути.

Нейронный состав, его распределение по слоям различаются в разных областях коры, что позволило выделить в мозге человека 53 цитоархитектонических поля . Причем, разделение на цитоархитектонические поля формируется по мере совершенствования функции коры в филогенезе.

Первичные слуховые, соматосенсорные, кожные и другие поля имеют рядом расположенные вторичные и третичные поля, обеспе­чивающие ассоциацию функций данного анализатора (сенсорной системы) с функциями других анализаторов. Для всех анализаторов характерен соматотопический принцип организации проекции на кору периферических рецепторных систем. Так, в сенсорной коре II центральной извилины имеются участки представительства каждой точки кожной поверхности, в двигательной коре каждая мышца имеет свою топику, свое место, раздражая которые можно получить движение этой мышцы; в слуховой коре имеется топическая лока­лизация определенных тонов (тонотопическая локализация). В про­екции рецепторов сетчатки глаза на 17-е зрительное поле коры имеется точное топографическое распределение. Гибель локальной зоны 17 поля приводит к слепоте, если изображение падает на участок сетчатки, проецирующийся на поврежденную зону коры.

Особенности коры головного мозга

text_fields

text_fields

arrow_upward

Экранный принцип функционирования

Особенностью корковых полей является экранный принцип их функционирования. Этот принцип заключается в том, что рецептор проецирует свой сигнал не на один нейрон коры, а на их поле, которое образуется коллатералями и связями нейронов. В результате сигнал фокусируется не точка в точку, а на множестве нейронов, что обеспечивает его полный анализ и возможность передачи в другие заинтересованные в процессе структуры. Экранный принцип реализуется благодаря особой организации взаимодействия входных и выходных элементов коры.

Входные (афферентные) импульсы поступают в кору снизу, под­нимаются к звездчатым и пирамидным клеткам 3-4-5 слоев коры. От звездчатых клеток 4-го слоя сигнал идет к пирамидным нейро­нам 3-го слоя, а отсюда - по ассоциативным волокнам - к дру­гим полям, областям коры мозга. Звездчатые клетки 3 поля пере­ключают сигналы, идущие в кору, на пирамидные нейроны 5 слоя, отсюда обработанный сигнал уходит из коры к другим структурам мозга.

В коре входные и выходные элементы вместе со звездчатыми клетками образуют так называемые «колонки » - функциональные единицы коры, организованные в вертикальном направлении. Дока­зательством этому является то, что если микроэлектрод погружается перпендикулярно в кору, то на своем пути он встречает нейроны, реагирующие на один вид раздражения, если же микроэлектрод идет горизонтально по коре, то он встречает нейроны, реагирующие на разные виды стимулов.

Колонка имеет диаметр около 500 мкм и определяется зоной распределения коллатералей восходящего афферентного таламокор-тикального волокна. Соседние колонки имеют взаимосвязи, органи­зующие участки множества колонок в организации той или иной реакции. Возбуждение одной из колонок приводит к торможению соседних. Каждая колонка может иметь ряд ансамблей, реализующих какую-либо функцию по вероятностно-статистическому принципу. Этот принцип заключается в том, что в реакции при повторном раздражении участвует не вся группа нейронов, а только ее часть, причем, в каждом случае эта часть участвующих нейронов может быть разная. Для выполнения функции формируется группа актив­ных нейронов , среднестатистически достаточная для обеспечения нужной функции (статический принцип ).

Зоны коры головного мозга

Наличие структурно-различных полей предполагает и разное их функциональное предназначение. Так, в коре мозга в затылочной доле имеется зрительная область, которая воспринимает зрительные сигналы (поле 17), распознает их (поле 18), оценивает значение увиденного (поле 19). Повреждение поля 18 приводит к тому, что человек видит, но не узнает предметы, видит написанные слова, но не понимает их. В височной доле коры расположены 22, 41, 42 поля, участвующие в восприятии и анализе слуховых раздражений, организации слухового контроля речи. Повреждение поля 22 приво­дит к нарушению понимания значения произносимых слов. В ви­сочной доле локализован и корковый конец вестибулярного анали­затора. Теменная доля мозга связана с соматической чувствитель­ностью, относящейся к речевой функции. Здесь оцениваются воз­действия на рецепторы кожи, рецепторы глубокой чувствительности и осуществляется оценка веса, свойств поверхности, формы, размера предмета. В лобной области расположены центры координации дви­жений, в том числе и речи.

Распределение функций по областям мозга не является абсолют­ным: практически все области мозга имеют полисенсорные нейроны, т.е. нейроны, реагирующие на различные раздражения. Отсюда, при повреждении, например, 17 поля зрительной области, его функцию могут выполнять поля 18 и 19. Помимо этого, разные двигательные эффекты раздражения одного и того же пункта коры наблюдаются в зависимости от текущей деятельности. Если операцию удаления одной из зон коры провести в раннем детском возрасте, когда распределение функций закреплено еще не жестко, восстановление функции утраченной области происходит практически полностью. Все это - проявления механизмов динамической локализации функций, позволяющих компенсировать функционально и анатомически нару­шенные структуры. Механизм динамической локализации функций проявляется тем, что в коре имеет место последовательное перекры­тие периферических рецептивных полей.

Сохранение следов возбуждения

Особенностью коры головного мозга является ее способность дли­тельно сохранять следы возбуждения.

• В спинном мозге, после раздра­жения, следовые процессы сохраняются секунды;
• В подкорковостволовых отделах - в форме сложных двитательно-координаторных актов, доминантных установок, эмоциональных состояний эти процессы длят­ся часами;
• В коре мозга следовые процессы могут сохраняться в те­чение всей жизни.

Это свойство придает коре исключительное значе­ние в механизмах переработки и хранения информации, накопления базы знаний. Сохранение следов возбуждения в коре проявляется в колебаниях циклов уровня возбудимости коры, которые длятся в дви­гательной коре 3- 5 минут, в зрительной - 5-8 минут.

Основные процессы, происходящие в коре, реализуются двумя /состояниями: возбуждения и торможения . Эти состояния всегда реципрокны. Они возникают, например, в пределах двигательного анализатора, что наблюдается всегда при движениях, они могут возникать и между разными анализаторами. Тормозное влияние одного анализатора на другие обеспечивает сужение, сосредоточен­ность внимания на одном процессе. Реципрокные отношения ак­тивности часто наблюдаются в соседних нейронах.

Отношение между возбуждением и торможением в коре проявля­ется в форме так называемого латерального торможения . При ла­теральном торможении вокруг зоны возбуждения формируется зона заторможенных нейронов, и она, как правило, в два раза по про­тяженности больше зоны возбуждения. Латеральное торможение обеспечивает контрастность восприятия, что, в свою очередь, по­зволяет идентифицировать воспринимаемый объект.

Помимо латерального пространственного торможения, в коре после возбуждения всегда возникает торможение активности, и наоборот, после торможения - возбуждение (последовательная индукция ). В тех случаях, когда торможение не в состоянии сдерживать возбуди­тельный процесс в определенной зоне, возникает иррадиация воз­ буждения в коре. Иррадиация может происходить по коре от ней­рона к нейрону, по системам ассоциативных волокон 1-го слоя, тогда она имеет очень малую скорость - 0,5-2,0 м в секунду. Иррадиация возбуждения возможна и за счет аксонных связей пи­рамидных клеток 3-го слоя коры между соседними структурами, в том числе, между разными анализаторами. Иррадиация возбуждения обеспечивает взаимоотношение состояний областей коры при орга­низации условнорефлекторного и других форм поведения.

Наряду с иррадиацией возбуждения, которое происходит за счет импульсной передачи активности, существует иррадиация торможе­ния по коре. Механизм иррадиации торможения заключается в пере­воде нейронов в тормозное состояние, за счет торможения прихо­дящих к ним аксонов, их синапсов.

Оценка функционального состояния коры головного мозга чело­века трудная, и до настоящего времени нерешенная задача. Одним из подходов, косвенно свидетельствующем о функциональном со­стоянии головного мозга, его структур, является регистрация в них колебаний электрических потенциалов .

Каждый нейрон имеет заряд мембраны, при активации нейрона этот заряд генерируется в форме импульсных разрядов, при тормо­жении заряд мембраны чаше увеличивается и возникает ее гипер­ поляризация . Глия мозга также имеет заряд мембран своих звездча­тых элементов. Заряд мембраны нейронов, глии, его динамика, процессы, происходящие в синапсах, дендритах, аксонном холмике, в аксоне - все это постоянно изменяющиеся, разнообразные и разнонаправленные по знаку, по интенсивности, по скорости про­цессы. Их интегральные характеристики зависят от функционального состояния нервной структуры и определяют суммарно ее электри­ческие показатели. Эти показатели, если они регистрируются через микроэлектроды, отражают активность локального (до 100 мкм в диаметре) участка мозга и называются фокальной активностью .

В случае, если регистрирующий электрод располагается в подкор­ковой структуре, регистрируемая через него активность называется субкортикограммой , если электрод располагается в коре мозга - кортикограммой .

Основные ритмы Коры головного мозга

text_fields

text_fields

arrow_upward

Наконец, тогда, когда электрод располагается на поверхности кожи головы, через него регистрируется суммарная активность , в которой есть вклад как коры, так и подкорковых структур. Это проявление активности называется электроэнцефало­граммой (ЭЭГ) (рис.15.6 Основные ритмы электроэнцефалограммы).

Все виды активности мозга в динамике подвержены усилению и ослаблению и сопровождаются определенными ритмами электричес­ких колебаний.

В покое у человека, при отсутствии внешних раз­дражений, преобладают медленные ритмы. Это находит отражение в ЭЭГ в форме так называемого альфа-ритма, частота колебаний которого составляет 8-13 колебаний в секунду, а их амплитуда составляет примерно 50 мкв.

Переход человека к деятельности приводит к смене альфа-ритма на более быстрый бета-ритм, имеюшей частоту 14-30 колебаний в секунду, амплитуда которых достигает 25 мкв.

Переход от состояния покоя ко сну сопровождается развитием более медленной ритмики - тета-ритм - 4-7 колебаний в секунду, или дельта-ритм - 0,5-3,5 колебаний в секунду. Амплитуда медленных ритмов колеб­лется в пределах 100-300 мкв.

В том случае, когда на фоне покоя или другого состояния мозга человека предъявляется раздражение, например, свет, звук, электрический ток, то в ЭЭГ регистрируются так называемые вызванные потенциалы (ВП). Латентный период и амплитуда вызванных потенциалов зависят от интенсивности нано­симого раздражения, их компоненты, количество и характер коле­баний зависят от адекватности стимула.

Сложные нервные процессы, протекающие в коре больших полушарий головного мозга, подчиняются довольно простым закономерностям с точки зрения распространения нервного процесса от первичного очага на прилегающие соседние участки. Под нервными процессами подразумевается возбуждение и торможение .

Распространение возбуждения и торможения по коре больших полушарий головного мозга

1. Иррадиация

Поток возбуждения, пришедший в кору из подкорковых структур, первоначально возбуждает небольшой участок коры - возникает первичный очаг возбуждения. Затем возбуждение охватывает соседние области рядом с первичным очагом и область возбуждения коры расширяется. Очаг возбуждения коры увеличивается в размерах. Это явление и есть иррадиация возбуждения, показанная на рисунке ниже.

2. Концентрация

3. Индукция

Индукция - это наведение противоположного состояния по сравнению с первичным очагом.

Ключевым моментом здесь является понятие "противоположное " . Запомните это - и не будете путаться с индукцией. Также помните, что индукция называется по конечному состоянию, а не по первоначальному. Т.е. если конечное состояние возбуждённое, то индукция - положительная (+), а если заторможенное, то индукция - отрицательная (-).

4. Доминанта

В применении к доминанте слово "господство" означает две вещи: 1 - подавление других участков возбуждения, то есть их торможение, 2 - "перехват" возбуждения из других участков и использование этого "чужого" возбуждения в своих интересах, то есть для усиления собственного возбуждения. Такими возможностями доминантный очаг обладает за счёт того, что, во-первых, реализует пространственную положительную индукцию, наводя торможение на соседние участки коры, а во-вторых, имеет повышенную чувствительность к возбуждению, так как уже изначально постоянно находится в возбуждённом состоянии, и именно поэтому даже слабое дополнительное возбуждение является для него сверхпороговым, усиливающим.

Благодарность: Надежде Погребняк за помощь в создании анимированных схем нервных процессов в коре больших полушарий головного мозга.