Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение  
высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Социальный институт

Кафедра физиологии и безопасности жизнедеятельности 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине: «Возрастная физиология и психофизиология»

Вариант 6 
 
 

Студент:

группа 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Екатеринбург 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Вопрос 1

     Строение нервной клетки, функции аксона и дендритов. Структура и функции синапсов. Механизм передачи возбуждения и торможения в синапсе.

Введение

     Организм  человека – сложная целостная саморегулирующаяся и самовозобновляющаяся система, состоящая из огромного количества клеток. На уровне клеток происходят все важнейшие процессы; обмен веществ, рост, развитие и размножение. Клетки и неклеточные структуры объединяются в ткани, органы, системы органов и целостный организм.

     Ткани – это совокупность клеток и неклеточных  структур (неклеточных веществ), сходных  по происхождению, строению и выполняемым  функциям. Выделяют четыре основные группы тканей: эпителиальные, мышечные, соединительные и нервную.

     Нервная ткань, из которой построены головной и спинной мозг, нервные узлы и сплетения, периферические нервы, выполняет функции восприятия, переработки, хранения и передачи информации, поступающей как из окружающей среды, так и от органов самого организма. Деятельность нервной системы обеспечивает реакции организма на различные раздражители, регуляцию и координацию работы всех его органов.

     Основными свойствами нервных клеток, образующих нервную ткань, являются возбудимость и проводимость. Возбудимость – это способность нервной ткани в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения, а проводимость – способность передавать возбуждение в форме нервного импульса другой клетке (нервной, мышечной, железистой). Благодаря этим свойствам нервной ткани осуществляется восприятие, проведение и формирование ответной реакции организма на действие внешних и внутренних раздражителей.

     Целью реферата является рассмотрение особенностей строения и функционирования нервных  клеток.

     Для достижения поставленной цели необходимо решать такие задачи, как: рассмотрение строения нервной клетки, выделение функций аксона и дендритов, характеристика структуры и функций синапсов, а также механизма передачи возбуждения и торможения в синапсе.

1 Строение нервной клетки, функции аксона и дендритов

     Структурной и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка – нейрон, которая состоит из тела и отростков двух видов  
(рис. 1). Тело нейрона представлено ядром и окружающей его областью цитоплазмы. Это метаболический центр нервной клетки; при его разрушении она погибает. Тела нейронов располагаются преимущественно в головном и спинном мозге, т. е. в центральной нервной системе (ЦНС), где их скопления образуют серое вещество мозга. Скопления тел нервных клеток за пределами ЦНС формируют нервные узлы, или ганглии.

     Короткие, древовидно ветвящиеся отростки, отходящие  от тела нейрона, называются дендритами. Они выполняют функции восприятия раздражения и передачи возбуждения  в тело нейрона.

Рис. 1. Строение нейрона: 1 – дендриты; 2 – тело клетки; 3 – ядро; 4 – аксон; 5 – миелиновая оболочка; 6 – ветви аксона; 7 –  перехват; 8 – неврилемма. 

     Самый мощный и длинный (до 1 м) неветвящийся отросток называется аксоном, или нервным волокном. Его функция состоит в проведении возбуждения от тела нервной клетки к концу аксона. Он покрыт особой белой липидной оболочкой (миелином), выполняющей роль защиты, питания и изоляции нервных волокон друг от друга. Скопления аксонов в ЦНС образуют белое вещество мозга. Сотни и тысячи нервных волокон, выходящих за пределы ЦНС, при помощи соединительной ткани объединяются в пучки – нервы, дающие многочисленные ответвления ко всем органам.

     От  концов аксонов отходят боковые  ветви, заканчивающиеся расширениями – аксонными окончаниями, или терминалями. Это зона контакта с другими нервными, мышечными или железистыми метками. Она называется синапсом, функцией которого является передача возбуждения. Один нейрон через свои синапсы может соединяться с сотнями других клеток.

2 Структура и функции синапсов. Механизм передачи возбуждения и торможения в синапсе

     Рассмотрим структуру и функции синапса подробнее. Синапс (греч. synapsis – соединение, связь) – это структурно-функциональное образование, обеспечивающее переход возбуждения или торможения с окончания нервного волокна на иннервирующую клетку.

     В передаче нервных импульсов от одного нейрона к другому большое значение имеют синапсы. Функционально возбуждение передается только через синапсы. Они выступают как переключатели, которые могут быть еще не включены (до образования долговременной проводимости-памяти) или уже хорошо проводить возбуждение, запуская от пришедшего стимула запомненную связь с ним последующих звеньев, что и обуславливает механизм долговременной памяти. Особенно много их в высших отделах нервной системы и у нейронов с наиболее сложными функциями. С совершенствованием условнорефлекторной деятельности в процессе эволюции животных организмов увеличивается число синаптических контактов на пирамидных нейронах коры больших полушарий, в частности за счет увеличения числа шипиков на их дендритах. Состояние синапсов на этих шипиках коррелирует с состоянием высшей нервной деятельности. При подавлении условных рефлексов некоторыми веществами (например, аминазином) контакты на шипиках разрушаются, исчезают сами шипики, а затем деформируются и дендритные отростки нейрона.

     Способность синапсов передавать нервные импульсы непостоянна. Она повышается после активной деятельности синапса и снижается при отсутствии активности. Понижение функциональных возможностей синапсов (гипосинапсия) ведет к ухудшению проведения через них нервных импульсов, а их полное нарушение (асинапсия) вызывает окончательное разобщение нервных клеток.

     При травмах нервной ткани, отеках, нарушениях кровообращения, рентгеновских облучениях, отравлениях и других неблагоприятных воздействиях в инапсах сначала возникают обратимые изменения – сильное набухание (увеличение их размеров в несколько раз) и деформация, а затем происходят необратимые изменения синапсов – их разрушение, в результате чего полностью нарушается нервная деятельность.

     Структура синапса включает в себя следующие элементы (рис. 2):

     1) пресинаптическая мембрана (электрогенная мембрана в терминале аксона, образует синапс на мышечной клетке);

     2) постсинаптическая мембрана (электрогенная мембрана иннервируемой клетки, на которой образован синапс);

     3) синаптическая щель (пространство между пресинаптической и постсинаптической мембраной, заполнена жидкостью, которая по составу напоминает плазму крови).

     Рис. 2. Основные элементы синапса 

     По  способу передачи возбуждения с  пресинаптической на постсинаптическую  мембрану выделяют химические и электрические (так называемые эфапсы) синапсы. В  синапсах с химической передачей возбуждения между пре- и постсинаптической мембранами имеется синаптическая щель, куда выделяется химическое вещество-передатчик – медиатор. Химические синапсы часто обозначают по названию медиатора (например, холинергические, адренергические, серотонинергические и т.п.). В эфапсе пре- и постсинаптические мембраны плотно соприкасаются, и возбуждение передается посредством электрического тока. В зависимости от изменения биопотенциала постсинаптической мембраны различают синапсы деполяризующие, или возбуждающие, и гиперполяризующие, или тормозные.

     Механизм  передачи возбуждения в химических возбуждающих синапсах. В синапсах с химической передачей возбуждение  передатся с помощью медиаторов (посредников). Медиаторы – это  химические вещества, которые обеспечивают передачу возбуждения в синапсах. Медиаторы в зависимости от их природы делятся на несколько групп:

     - моноамины (ацетилхолин, дофамин,  норадреналин, серотонин и др.);

     - аминокислоты (гамма-аминомасляная  кислота – ГАМК, глутаминовая  кислота, глицин и др.);

     - нейропептиды (вещество Р, эндорфины,  нейротензин, АКТГ, ангиотензин,  вазопрессин, соматостатин и др.). Медиатор в молекулярном виде  находится в пузырьках пресинаптического  утолщения (синаптической бляшке), куда он поступает:

     -  из околоядерной области нейрона с помощью быстрого аксо-нального транспорта (аксотока);

     - за счет синтеза медиатора,  протекающего в синаптических  терминалях из продуктов его  расщепления;

     - за счет обратного захвата  медиатора из синаптической щели  в неизменном виде.

     Когда по аксону к его терминалям приходит возбуждение, пресинаптическая мембрана деполяризуется, что сопровождается поступлением ионов кальция из внеклеточной жидкости внутрь нервного окончания. Поступившие ионы кальция активируют перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, их соприкосновение и разрушение (лизис) их мембран с выходом медиатора в синаптическую щель. В ней медиатор диффундирует к субсинаптической мембране, на которой находятся его рецепторы. Взаимодействие медиатора с рецепторами приводит к открытию преимущественно каналов для ионов натрия. Это приводит к деполяризации субсинаптической мембраны и возникновению так называемого возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). В нервно-мышечном синапсе ВПСП называется потенциалом концевой пластинки (ПКП). Между деполяризованной субсинаптической мембраной и соседними с ней участками постсинаптической мембраны возникают местные токи, которые деполяризуют мембрану. Когда они деполяризуют мембрану до критического уровня, в постсинаптической мембране мышечного волокна возникает потенциал действия, который распространяется по мембранам мышечного волокна и вызывает его сокращение.

     Химические  тормозные синапсы по механизму  передачи возбуждения сходны с синапсами  возбуждающего действия. тормозных синапсах медиатор (например, глицин) взаимодействует с рецепторами субсинаптической мембраны и открывает в ней хлорные каналы, это приводит к движению ионов хлора по концентрационному градиенту внутрь клетки и развитию гиперполяризации на субсинаптической: мембране. Возникает так называемый тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП).

     Основные  физиологические свойства синапса  обусловлены механизмом передачи возбуждения. Наличие пресинаптической мембраны с медиатором и хеморецепторов на постсинаптической мембране обеспечивает одностороннюю передачу возбуждения. Время освобождения медиатора из везикул при экзоцитозе, диффузия медиатора через синаптическую щель, взаимодействие медиатора с клеточными рецепторами постсинаптической мембраны и формирование потенциала действия создают так называемую синаптическую задержку в передаче возбуждения через синапс. Ее продолжительность для теплокровных животных составляет 0,2–0,5 мс. Величина синаптической задержки указывает на низкую лабильность синапсов по сравнению с нервными волокнами и мышцами. В связи с этим синапс легко утомляется. Наличие специфических хеморецептивных участков на постсинаптической мембране делает синапс высокочувствительным к биологически активным веществам. Хеморецептивные зоны часто являются точкой приложения как лекарственных средств, так и различных токсических веществ.

Заключение

     Нервная клетка относится к отростчатым  клеткам с четким делением на тело, ядерную часть о и отростки. Среди отростков выделяют аксон (нейрит) и дендриты. Аксоны отличаются от дендритов длиной, ровным контуром, ответвления от аксона начинаются, как правило, на достаточно большом расстоянии от места отхождения. Дендриты обычно более короткие и ветвистые, чем аксоны.

     Нейрон проводит возбуждение только от дендрита к аксону. Основным свойством нейрона является способность возбуждаться (генерировать электрический импульс) и передавать (проводить) это возбуждение к другим нейронам, мышечным, железистым и другим клеткам.

     Синапсы являются самым чувствительным местом нервной системы. Именно синаптические контакты междунейронами первыми реагируют на различные повреждающие воздействия. Механизм передачи возбуждения принципиально одинаков во всех химических синапсах. В синапсе можно выделить следующие основные этапы: синтез и депонирование медиатора в пресинаптическом нейроне и его окончаниях; высвобождение медиатора из депонирующих везикул и его выход в синаптическую щель; взаимодействие медиатора со специфическими хеморецепторами постсинаптической мембраны с последующей генерацией биоэлектрического потенциала; инактивация выделенного медиатора с помощью ферментов или системы обратного поглощения.

Список  литературы

1. Агаджанян Н. А. Основы физиологии человека: 2-е издание, исправленное. – М.: РУДН, 2001. – 408 с.
2. Нормальная физиология / Под ред. проф. А. В. Коробкова. – М.: Высшая школа, 1980. – 254 с.
3. Физиология человека / Под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. – М.: Медицина, 2007. – 656 с.
4. Шульговский В. В. Основы нейрофизиологии. – М.: Аспект Пресс, 2002. – 277 с.

Вопрос 2

     Условия и механизм образования условных рефлексов. Классификация условных рефлексов.

Введение

     Основной формой деятельности нервной системы является рефлекторная. Все рефлексы принято делить на безусловные и условные. Безусловные рефлексы это врожденные, генетически запрограммированные реакции организма, свойственные всем животным и человеку. Рефлекторные дуги этих рефлексов формируются в процессе пренатального развития, а в некоторых случаях и в процессе постнатального развития. Например, половые врожденные рефлексы окончательно формируются у человека только к моменту половой зрелости в подростковом возрасте. Безусловные рефлексы имеют консервативные, мало изменяющиеся рефлекторные дуги, проходящие главным образом через подкорковые отделы центральной нервной системы. Участие коры в протекании многих безусловных рефлексов необязательно.

     Условные рефлексы – индивидуальные, приобретенные реакции высших животных и человека, выработавшиеся в результате научения (опыта). Термин «условные рефлексы» предложен в 1903 году И. П. Павловым. Исследование этого явления привело Павлова к созданию условнорефлекторной теории поведения животных и человека и нового учения о функциях мозга – физиологии высшей нервной деятельности. Условные рефлексы всегда индивидуально своеобразны. Рефлекторные дуги условных рефлексов формируются в процессе постнатального онтогенеза. Они характеризуются высокой подвижностью, способностью изменяться под действием факторов среды. Проходят рефлекторные дуги условных рефлексов через высший отдел коры головного мозга. Изучение закономерностей образования и особенностей условных рефлексов способствует объективному познанию работы головного мозга.

1 Условия и механизм образования условных рефлексов

     Условнорефлекторный механизм лежит в основе формирования любого приобретенного навыка, в основе процесса обучения. Структурно-функциональной базой условного рефлекса служат кора и подкорковые образования мозга.

     Сущность  условнорефлекторной деятельности организма сводится к превращению индифферентного раздражителя в сигнальный, значащий, благодаря многократному подкреплению раздражения безусловным стимулом. Благодаря подкреплению условного стимула безусловным ранее индифферентный раздражитель ассоциируется в жизни организма с биологически важным событием и тем самым сигнализирует о наступлении этого события. При этом в качестве эффекторного звена рефлекторной дуги условного рефлекса может выступать любой иннервируемый орган. В организме человека и животных нет органа, работа которого не могла бы измениться под влиянием условного рефлекса. Любая функция организма в целом или отдельных его физиологических систем может быть модифицирована (усилена или подавлена) в результате формирования соответствующего условного рефлекса.

     Физиологический механизм, лежащий в основе условного рефлекса, представлен следующим образом. В зоне коркового представительства условного стимула и коркового (или подкоркового) представительства безусловного стимула формируются два очага возбуждения. Очаг возбуждения, вызванный безусловным стимулом внешней или внутренней среды организма, как более сильный (доминантный) притягивает к себе возбуждение из очага более слабого возбуждения, вызванного условным стимулом. После нескольких повторных предъявлений условного и безусловного раздражителей между этими двумя зонами «проторяется» устойчивый путь движения возбуждения: от очага, вызванного условным стимулом, к очагу, вызванному безусловным стимулом. В результате изолированное предъявление только условного стимула теперь приводит к реакции, вызываемой ранее безусловным стимулом.

     В качестве главных клеточных элементов  центрального механизма образования  условного рефлекса выступают вставочные и ассоциативные нейроны коры большого мозга.

     Условные  рефлексы хорошо образуются только при определенных условиях. Главнейшими из них являются: 1) повторное сочетание действия ранее индифферентного условного раздражителя с действием подкрепляющего безусловного или ранее хорошо выработанного условного раздражителя; 2) некоторое предшествование во времени действия индифферентного агента действию подкрепляющего раздражителя; 3) бодрое состояние организма; 4) отсутствие других видов активной деятельности; 5) достаточная степень возбудимости безусловного или хорошо закрепленного условного подкрепляющего раздражителя; 6) надпороговая интенсивность условного раздражителя.

     Совпадение  действия индифферентного раздражителя с действием подкрепляющего раздражителя (безусловного или хорошо ранее закрепленного  условного раздражителя), как правило, должно повторяться несколько раз. При образовании новых условных рефлексов в одной и той же обстановке процесс формирования этих рефлексов ускоряется. Например, у собаки в опытах в камере первый условный рефлекс образуется после 10–20 сочетаний, последующие же – значительно быстрее. У человека многие условные рефлексы, в особенности на словесные раздражители, могут образовываться после одного сочетания.

     Образование условнорефлекторных связей, легко  протекающее в условиях бодрого  состояния организма, затрудняется при его заторможенности. Так, у животных, находящихся в сонливом состоянии, условные рефлексы или не образуются совсем, или же образуются медленно, с трудом. Заторможенное состояние затрудняет формирование условных рефлексов и у человека.

     При доминировании в центральной нервной системе центров, не связанных с образованием данных условных рефлексов, формирование этих рефлексов затрудняется. Так, если у собаки возникло резкое возбуждение, например, при виде кошки, то в этих условиях образование пищевого слюноотделительного рефлекса на звук звонка или свет лампочки не происходит. У человека, поглощенного каким-либо делом, образование условных рефлексов на другие виды деятельности в это время также резко затрудняется.

2 Классификация условных рефлексов

     Условные  рефлексы подразделяются следующим образом.

     По биологическому признаку:

1. пищевые; 
2. половые; 
3. оборонительные; 
4. двигательные; 
5. ориентировочный – реакция на новый раздражитель. 

     Ориентировочный рефлекс осуществляется в 2 фазы:

     1) стадия неспецифической тревоги – 1-я реакция на новый раздражитель: изменяются двигательные реакции, вегетативные реакции, изменяется ритм электроэнцефалограммы. Продолжительность этой стадии зависит от силы и значимости раздражителя;

     2) стадия исследовательского поведения: восстанавливается двигательная активность, вегетативные реакции, ритм электроэнцефалограммы. Возбуждение охватывает большой отдел коры головного мозга и образования лимбической системы. Результат – познавательная деятельность.

     Отличия ориентировочного рефлекса от других условных рефлексов:

1. врожденная реакция организма; 
2. он может угасать при повторении действия раздражителя.

     То  есть ориентировочный рефлекс занимает промежуточное место между безусловным  и условным рефлексом.

     По характеру условного сигнала условные рефлексы делятся на:

1. натуральные – условные рефлексы, вызываемые раздражителями, действующими в естественных условиях: вид, запах, разговор о пище;
2. искусственные – вызываются раздражителями, не связанными с данной реакцией в нормальных условиях.

     По сложности условного сигнала:

1. простые – условный сигнал состоит из 1 раздражителя (свет вызывает выделение слюны);
2. сложные – условный сигнал состоит из комплекса раздражителей:

• условные рефлексы, возникающие на комплекс одновременно действующих раздражителей;

• условные рефлексы, возникающие на комплекс последовательно действующих раздражителей, каждый из них «наслаивается» на предыдущий;
• условный рефлекс на цепь раздражителей, также действующих друг за другом, но не «наслаивающихся» друг на друга.

     Первые  два вырабатываются легко, последний – сложно.

     По виду раздражителя:

1. экстероцептивные – возникают наиболее легко;
2. интероцептивные;
3. проприоцептивные.

     У ребенка первыми появляются проприоцептивные рефлексы (сосательный рефлекс на позу).

     По изменению той или иной функции:

1. положительные – сопровождаются усилением функции;
2. отрицательные – сопровождаются ослаблением функции.

     По характеру ответной реакции:

1. соматические;
2. вегетативные (сосудодвигательные)

     По сочетанию условного сигнала и безусловного раздражителя во времени:

1. наличные – безусловный раздражитель действует при наличии условного сигнала, действие этих раздражителей заканчивается одновременно.

     Различают:

• совпадающие наличные условные рефлексы – безусловный раздражитель действует через 1–2 с после условного сигнала;
• отставленные – безусловный раздражитель действует через 3–30 с после условного сигнала;
• запоздалые – безусловный раздражитель действует через 1–2 мин после условного сигнала.

     Первые два возникают легко, последний – сложно.

• следовые – безусловный раздражитель действует после прекращения действия условного сигнала. В данном случае условный рефлекс возникает на следовые изменения в мозговом отделе анализатора. Оптимальный интервал – 1–2 мин.

     По различным порядкам:

1. условный рефлекс 1-го порядка – вырабатывается на базе безусловного рефлекса;
2. условный рефлекс 2-го порядка – вырабатывается на базе условного рефлекса 1-го порядка и т. д.

     У собак можно выработать условные рефлексы до 3-го порядка, у обезьян  – до 4-го порядка, у детей –  до 6-го порядка, у взрослых – до 9-го порядка.

Заключение 

     Условный  рефлекс – это благоприобретенный рефлекс, свойственный отдельному индивиду (особи). Условные рефлексы возникают в течение жизни особи и не закрепляются генетически (не передаются по наследству). Возникают при определённых условиях и исчезают при их отсутствии. Формируются на базе безусловных рефлексов при участии высших отделов мозга. Условнорефлекторные реакции зависят от прошлого опыта, от конкретных условий, в которых формируется условный рефлекс.

     Для формирования условного рефлекса необходимо:

     - наличие 2-х раздражителей: безусловного  раздражителя и индифферентного  (нейтрального) раздражителя, который  затем становится условным сигналом;

     - определенная сила раздражителей.  Безусловный раздражитель должен  быть настолько сильным, чтобы вызывать доминантное возбуждение в центральной нервной системе. Индифферентный раздражитель должен быть привычным, чтобы не вызывать ярко выраженного ориентировочного рефлекса.

     - неоднократное сочетание раздражителей  во времени, причем первым должен воздействовать индифферентный раздражитель, затем безусловный раздражитель. В дальнейшем действие 2-х раздражителей продолжается и заканчивается одновременно. Условный рефлекс возникнет в том случае, если индифферентный раздражитель станет условным раздражителем, т.е он сигнализирует о действии безусловного раздражителя.