Рефлекторные функции головного и спинного мозга

     Содержание 

     Введение          3

1. Рефлекторные механизмы работы ЦНС    4
2. Рефлекторна функция головного мозга    7
3. Рефлекторная функция спинного мозга    11

Заключение         15 

Список  литературы        16 

Введение 
 

     ЦНС - центральная нервная система  — основная часть нервной системы  человека, состоящая из скопления  нервных клеток (нейронов) и их отростков, представлена  — спинным и  головным мозгом.

     Центральная нервная система (ЦНС), если ее рассматривать  детально, состоит из переднего мозга, среднего мозга, заднего мозга и  спинного мозга. В этих основных отделах  центральной нервной системы  в свою очередь выделяются важнейшие  структуры, имеющие прямое отношение  к психическим процессам, состояниям и свойствам человека.

     Главная и специфическая функция ЦНС  — осуществление простых и  сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У человека низшие и средние отделы ЦНС — спинной  мозг, продолговатый мозг, средний  мозг, промежуточный мозг и мозжечок — регулируют деятельность отдельных  органов и систем высокоразвитого  организма, осуществляют связь и  взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность  его деятельности. Высший отдел ЦНС  — кора больших полушарий головного  мозга и ближайшие подкорковые  образования — в основном регулирует связь и взаимоотношения организма  как единого целого с окружающей средой.

     Цель  данной работы – рассмотреть рефлекторную функцию ЦНС - головного и спинного мозга.

1. Рефлекторные механизмы работы ЦНС

     Основной  формой уравновешивания организма  со средой является рефлекс, т. е. ответ  организма на раздражения, осуществляемый с помощью центральной нервной  системы. Раздражения, вызывающие рефлекс, могут исходить из внешнего мира (звуковые, световые, осязательные, обонятельные раздражения) или из внутренней среды  организма (изменение химического  состава крови, раздражения внутренних органов и т. д.). Ответами на любые  раздражения являются сокращения мышц, приводящие к движениям, или секреция желез (выделение слюны, желудочного  сока и др.).

     С помощью нервной системы организм как целое соотносится с внешним  миром, а внутри организма отдельные  его части объединяются в упорядоченной  совместной деятельности. Организм высших животных, особенно человека, в состоянии  тонко выделять раздражения и  сложно комбинировать их, отвечая  на них быстрой сменой реакций. Поэтому  рефлекторная деятельность позволяет  организму успешно приспособляться  к самым различным изменениям среды. Эта тонкая и сложная работа осуществляется благодаря центральной нервной системе.

     Рефлекторный  принцип работы центральной нервной системы, как основной принцип её деятельности, до 19 в. был экспериментально установлен и изучен только в отношении деятельности отделов, расположенных ниже уровня больших полушарий головного мозга. В 19 веке И. М. Сеченовым и некоторыми другими прогрессивными учёными была высказана смелая идея о рефлекторной природе деятельности также и высших отделов ЦНС, в том числе и психической деятельности. И. П. Павлов установил, что рефлексы, осуществляемые у высокоразвитых организмов корой больших полушарий головного мозга, в отличие от рефлексов всех нижележащих отделов ЦНС, не врождённые, а формируются в течение индивидуальной жизни организма в процессе его взаимодействия с окружающей средой и обеспечивают его наиболее совершенное приспособление к условиям существования. Этот новый класс рефлексов, в отличие от врождённых, или безусловных рефлексов, Павлов назвал условными рефлексами.

     В противоположность первоначальным, примитивным представлениям о рефлексе как о трафаретной, к тому же пассивной  форме ответной деятельности ЦНС, классики нейрофизиологии Сеченов, Павлов, Шеррингтон и др. установили, что и безусловные и особенно условные рефлексы характеризуются значительной динамичностью и вариабельностью: рефлекторные реакции на одни и те же раздражители зависят от условий внешней и внутренней среды организма и от функционального состояния самой ЦНС.

     Основные  закономерности деятельности ЦНС связаны в первую очередь с особенностями рефлекторной дуги - структурной основы каждого рефлекторного акта. Рефлекторная дуга проводит возбуждение только в одном направлении - от рецепторного конца к исполнительному органу. Многообразные наружные и внутренние рецепторы организма, специализированные в процессе эволюции к тонкому и совершенному восприятию отдельных, качественно специфических видов энергии - световой, звуковой, тепловой, механической и химической, трансформируют их в процесс нервного возбуждения, которое в виде ритмических импульсов передаётся последовательно от одних звеньев рефлекторной дуги к другим. Возбуждение на своём многоэтапном пути к конечному звену претерпевает значительные изменения в ритме, интенсивности, скорости и характере. В исполнительных органах рефлекторное возбуждение может порождать многообразные эффекты, обусловленные специфическими особенностями структуры и функций самих исполнительных органов.

     В отличие от простого нервного проводника, функциональные особенности центральных  отделов рефлекторной дуги характеризуются  сравнительно медленным возникновением и протеканием в них процесса возбуждения и фазовых колебаний  уровня возбудимости, порождаемых волнами возбуждения. Эта своеобразная функциональная «инертность» - относительно длительное сохранение состояния повышенной возбудимости - обусловливает, в частности, явление суммации (когда слабые неэффективные стимуляции при повторении становятся эффективными), а также близкое ему явление т. н. облегчения. Центральные отделы рефлекторной дуги способны изменять, трансформировать ритм раздражений. Для центральных отделов рефлекторной дуги характерны также относительно высокая утомляемость и отчётливо выраженная чувствительность к биохимическим изменениям внутренней среды организма, особенно к недостатку кислорода в крови и к некоторым специфическим ядам.

     ЦНС осуществляет множество разнообразных рефлексов, отличающихся друг от друга. Тем не менее, они возникают и протекают не разрозненно и хаотично, а координированно - в определённом составе, порядке и последовательности в соответствии с текущими потребностями организма, т. е. как объединённая целостная приспособительная деятельность.

2. Рефлекторная функция головного мозга

     Головным  мозгом называется часть центральной нервной системы, заключенная в полости черепа. Нижний отдел головного мозга – продолговатый мозг – граничит со спинным мозгом. Четкой макроскопической и микроскопической границы между этими частями строго нельзя определить. Условной границей между головным и спинным мозгом считается нижний пучок пирамидного перекреста или верхний корешковый пучок первого шейного корешка.

     Головной  мозг покрыт, как и спинной, тремя  оболочками – плотной  (соединительнотканной), паутинной и сосудистой.

     В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг, задний, включающий в себя мост и мозжечок, средний, промежуточный и передний мозг, представленный большими полушариями. До 80% массы мозга приходится на большие полушария.

     Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, выполняет рефлекторные и проводниковые функции.

     В продолговатом мозге находятся  центры как относительно простых, так  и более сложных рефлексов. За счет продолговатого мозга осуществляются:

     1) защитные рефлексы (мигание, слезоотделение, чиханье, кашлевой рефлекс и  рефлекс акта рвоты);

     2) установочные рефлексы, обеспечивающие  тонус мускулатуры, необходимый  для поддержания позы и осуществления  рабочих актов; 

     3) лабиринтные рефлексы, способствующие  правильному распределению мышечного  тонуса между отдельными группами  мышц и установке той или  иной позы тела;

     4) рефлексы, связанные с функциями  систем дыхания, кровообращения, пищеварения.

     Мост связывает кору полушарий со спинным мозгом и мозжечком, выполняет в основном проводниковую функцию.

     Средний мозг соединяет все отделы головного мозга. Здесь находятся центры тонуса скелетных мышц, первичные центры зрительных и слуховых ориентировочных рефлексов. Эти рефлексы проявляются в движениях глаз, головы в сторону раздражителей.

     Функционально самостоятельными структурами среднего мозга являются бугры четверохолмия. Верхние из них являются первичными подкорковыми центрами зрительного анализатора (вместе с латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга), нижние — слухового (вместе с медиальными коленчатыми телами промежуточного мозга). В них происходит первичное переключение зрительной и слуховой информации. Нейроны четверохолмия могут быть полимодальными и детекторными. В последнем случае они реагируют только на один признак раздражения, например смену света и темноты, направление движения светового источника и т. д. Основная функция бугров четверохолмия — организация реакции настораживания и так называемых старт-рефлексов на внезапные, еще не распознанные, зрительные или звуковые сигналы. Активация среднего мозга в этих случаях через гипоталамус приводит к повышению тонуса мышц, учащению сокращений сердца; происходит подготовка к избеганию, к оборонительной реакции.  

     Четверохолмие организует ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы.

     Передние  бугры среднего мозга осуществляют регуляцию просвета зрачка и аккомодацию глаза. Аккомодация — приспособление глаза к ясному видению разноудаленных предметов за счет изменения кривизны хрусталика.

     Задние  бугры получают импульсы от ядер слуховых нервов. Благодаря этому происходит рефлекторная регуляция тонуса мышц среднего уха, а у животных  Таким образом, при участии передних и задних бугров среднего мозга осуществляются установочные, ориентировочные рефлекторные реакции на световые и звуковые раздражения (движения глаз, поворот головы и даже туловища в сторону светового или звукового раздражителя). При разрушении ядер четверохолмия зрение и слух сохраняются, но отсутствуют ориентировочные реакции на свет и звук.

     Средний мозг регулирует тонус мышц, соответствующим образом его распределяет, что является необходимым условием координированных движений. Средний мозг регулирует ряд вегетативных функций организма (жевание, глотание, кровяное давление, дыхание). За счет среднего мозга расширяется, становится многообразнее рефлекторная деятельность организма (ориентировочные рефлексы на звуковые и зрительные раздражения).  

     У человека четверохолмный рефлекс является сторожевым. В случаях повышенной возбудимости четверохолмий при внезапном звуковом или световом раздражении у человека возникает вздрагивание, иногда вскакивание на ноги, вскрикивание, максимально быстрое удаление от раздражителя, подчас безудержное бегство.  

     При нарушении четверохолмного рефлекса человек не может быстро переключаться с одного вида движения на другое. Следовательно, четверохолмия принимают участие в организации произвольных движений.

     Промежуточный мозг, или подкорка, включает в себя зрительные бугры и подбугорную область, а также примыкающие к ним нервные образования, называемые подкорковыми узлами. В зрительные бугры и подбугорную область поступают нервные импульсы от всех рецепторов тела (зрительного, слухового, кожного, двигательного, от рецепторов внутренних органов и др.) и далее направляются в кору больших полушарий, к мозжечку и к другим нервным образованиям промежуточного мозга. Промежуточный мозг является одновременно чувствительным и двигательным отделом мозга и функционирует как единая подкорковая система. Он совместно с корой регулирует наиболее сложные и тонкие движения тела, в частности мимические и пантомические, т. е. выразительные движения лица и тела, уточняет координацию движений тела, объединяя ее с вегетативными функциями.

     Промежуточный мозг интегрирует сенсорные, двигательные и вегетативные реакции, необходимые для целостной деятельности организма. Основными образованиями промежуточного мозга являются таламус, гипоталаму

     с, который состоит из свода и  эпифиза, и таламической области, которая  включает в себя таламус, эпиталамус и метаталамус.

     Сложное строение таламуса, наличие в нем  взаимосвязанных специфических, неспецифических и ассоциативных ядер, позволяет ему организовывать такие двигательные реакции, как сосание, жевание, глотание, смех. Двигательные реакции интегрируются в таламусе с вегетативными процессами, обеспечивающими эти движения.

     Мозжечок образован двумя полушариями, снаружи покрыт корой из серого вещества, под которой находится белое вещество. В белом веществе есть ядра. Средняя часть — червь соединяет полушария. Отвечает за координацию, равновесие и оказывает влияние на мышечный тонус. Мозжечок — одна из интегративных структур головного мозга, принимающая участие в координации и регуляции произвольных, непроизвольных движений, в регуляции вегетативных и поведенческих функций. Мозжечок обеспечивает синергию сокращений разных мышц при сложных движениях. Например, делая шаг при ходьбе, человек заносит вперед ногу, одновременно центр тяжести туловища переносится вперед при участии мышц спины. В тех случаях, когда мозжечок не выполняет своей регуляторной функции, у человека наблюдаются расстройства двигательных функций.  
 

     3. Рефлекторная функция спинного мозга 

     Спинной мозг – наиболее древнее образование  ЦНС. Расположен спинной мозг в позвоночном канале от I шейного позвонка до I — II поясничных, длина около 45 см, толщина около 1 см.

     Передняя  и задняя продольные борозды делят  его на две симметричные половинки.

     Спинной мозг состоит из белого вещества, находящегося по краям, и серого вещества, расположенного в центре и имеющего вид крыльев бабочки. В сером веществе находятся тела нервных клеток, а в белом — их отростки.

     В передних рогах серого вещества спинного мозга (в передних крыльях «бабочки») расположены исполнительные нейроны, а в задних рогах и вокруг центрального канала — вставочные нейроны.

     Спинной мозг покрыт тремя оболочками: снаружи соединительно-тканная плотная, затем паутинная и под ней сосудистая.

     От спинного мозга  отходят 31 пара смешанных спинномозговых нервов. Каждый нерв начинается двумя корешками, передним (двигательным), в котором находятся отростки двигательных нейронов и вегетативные волокна, и задним (чувствительным), по которому возбуждение передается к спинному мозгу.

     В задних корешках находятся спинномозговые узлы, скопления тел чувствительных нейронов.

     Функциональное  разнообразие нейронов спинного мозга, наличие в нем афферентных  нейронов, интернейронов, мотонейронов и нейронов автономной нервной системы, а также многочисленных прямых и обратных, сегментарных, межсегментарных связей и связей со структурами головного мозга — все это создает условия для рефлекторной деятельности спинного мозга с участием как собственных структур, так и головного мозга.

     Важную  роль в развитии представлений о  рефлекторной деятельности спинного мозга  сыграли открытия и обобщения  английского физиолога, лауреата Нобелевской  премии Чарлза Шеррингтона (1859-1952).

     Объем функций, осуществляемых спинным мозгом, чрезвычайно велик. В нем находятся  центры всех двигательных рефлексов (за исключением мускулатуры головы), всех рефлексов мочеполовой системы  и прямой кишки, рефлексов, обеспечивающих терморегуляцию, регулирующих метаболизм тканей, центры большинства сосудистых рефлексов, центр сокращения диафрагмы  и др. В естественных условиях эти  рефлексы всегда испытывают влияние  высших отделов головного мозга.

     Рефлекторные  реакции зависят от места, силы раздражителя, площади рефлексогенной зоны, скорости проведения импульса по волокнам, от влияния  головного мозга.

     Рефлексы  делятся на:

     1) экстероцептивные (возникают при раздражении агентами внешней среды сенсорных раздражителей);

     2) интероцептивные (возникают при раздражении прессо-, механо-, терморецепторов): висцеро-висцеральные – рефлексы с одного внутреннего органа на другой, висцеро-мышечные – рефлексы с внутренних органов на скелетную мускулатуру;

     3) проприоцептивные (собственные) рефлексы с самой мышцы и связанных с ней образований. Они имеют моносинаптическую рефлекторную дугу. Проприоцептивные рефлексы регулируют двигательную активность за счет сухожильных и позотонических рефлексов. Сухожильные рефлексы (коленный, ахиллов, с трехглавой мышцы плеча и т. д.) возникают при растяжении мышц и вызывают расслабление или сокращение мышцы, возникают при каждом мышечном движении;

     4) позотонические рефлексы (возникают при возбуждении вестибулярных рецепторов при изменении скорости движения и положения головы по отношению к туловищу, что приводит к перераспределению тонуса мышц (повышению тонуса разгибателей и уменьшению сгибателей) и обеспечивает равновесие тела).

     К числу рефлексов спинного мозга относятся защитные рефлексы, рефлексы на растяжение, мышц-антагонистов, висцеромоторные, вегетативные рефлексы. Эта классификация весьма условна, и весь ее смысл в том, что она указывает на многообразие рефлекторных ответов. Рассмотрим некоторые рефлексы спинного мозга 

     Миотатические рефлексы — рефлексы на растяжение мышцы, проявляются укорочением мышцы в ответ на ее растяжение. Быстрое растяжение мышцы, всего на несколько миллиметров механическим ударом по ее сухожилию приводит к сокращению всей мышцы и двигательной реакции. Например, легкий удар по сухожилию надколенной чашечки вызывает сокращение мышц бедра и разгибание голени. Реализация этого рефлекса была бы невозможна, если бы одновременно с сокращением мышц-разгибателей не расслаблялись мышцы-сгибатели. Рефлекс на растяжение свойствен всем мышцам, но у мышц-разгибателей, они хорошо выражены и легко вызываются. Для того чтобы организм мог противостоять силе земного притяжения, эти мышцы должны находиться в состоянии тонического напряжения. Биологическое значение этих рефлексов состоит в том, что они участвуют в сохранении статики и положения тела, регулируя степень сокращения мышцы в соответствии с падающими на нее раздражениями.  

     Рефлексы  с рецепторов кожи носят характер, зависящий от силы раздражения, вида раздражаемого рецептора, но чаще всего  конечная реакция выглядит в виде усиления сокращения мышц-сгибателей.

     Рефлексы  мышц-антагонистов характеризуются тем, что при возбуждении мотонейронов сгибателей одновременно происходит торможение мотонейронов мыщц-разгибателей. При этом в конечности другой стороны наблюдаются обратные явления. В целом это создает правильное чередование противоположных по функциональному значению мышечных сокращений. Механизм, обусловливающий такое чередование активности различных двигательных ядер, например при ходьбе, локализуется в интернейронном аппарате спинного мозга. Вместе с тем для его активации необходимо поступление сигнала из двигательных центров головного мозга.

     Висцеромоторные рефлексы характеризуются появлением двигательных реакций мышц грудной и брюшной стенки, мышц-разгибателей спины.

     Вегетативные  рефлексы. Наряду с выполнением собственных рефлекторных реакций нейронные структуры спинного мозга служат аппаратом для реализации большого числа сложных процессов, осуществляемых различными отделами головного мозга. Важнейшие вегетативные рефлексы спинного мозга — сосудодвигательные, пищевые, дыхательные, дефекации, мочеиспускания, половые. 

     Заключение 

     Итак, центральная нервная система — головной и спинной мозг — состоит из различных частей, которые выполняют разные виды сложной нервной деятельности и служат основным механизмом регуляции нервной деятельности. Чем выше расположена та или иная часть мозга, тем сложнее и разнообразнее ее функции и тем сложнее она построена. Ниже всего расположенный отдел центральной нервной системы — спинной мозг — регулирует работы отдельных мышечных групп и внутренних органов. Распложенный над ним продолговатый мозг  вместе с мозжечком координирует более сложные функции организма, для которых вовлекаются в совместную деятельность большие группы мышц и целые системы внутренних органов, осуществляющих функции дыхания, кровообращения, пищеварения и др. Еще выше расположенный отдел центральной нервной системы — средний мозг (четверохолмие) — участвует в регуляции сложных движений и положений всего тела при реакциях организм на внешние раздражения. Продолговатый и средний мозг объединяются вместе в стволовую часть головного мозга.

     Наиболее  высокие отделы центральной нервной  системы представлены большими полушариями головного мозга. В состав больших полушарий входят лежащие в глубине скопления нервных клеток — так называемые подкорковые узлы и расположенный у самой поверхности полушарий слой нервных клеток — кора головного мозга. Подкорковые узлы вместе с расположенными поблизости от них зрительными буграми, входящими в состав так называемого промежуточного мозга, называются подкоркой.

     Кора  вместе с подкоркой осуществляет самые сложные формы рефлекторно деятельности, соотнося организм как целое с внешним миром и являясь материальным субстратом психически процессов. 
 

     Список  литературы

1. Азимов А. Человеческий мозг. От аксона до нейрона / пер. с англ. А. Н. Анваера.- М.: Центрполиграф, 2003.- 461 с.

2. Гайворонский И. В. Анатомия и физиология человека: учебник.- М.: Академия, 2006.- 491, [1] с.

3. Дроздова М. В. Анатомия человека: учеб. пособие для вузов.- М.: Эксмо, 2007.- 350, [1] с.

4. Курепина М. М. Анатомия человека: учебник для вузов.- М.: Владос, 2005.- 383 с.

5. Панфилова Л. А. Анатомия и физиология: учеб. пособие.- М.: Терра, 2000.- 304 с.

6. Сеченов И. М. Рефлексы головного мозга попытка ввести физиологические основы в психические процессы / АМН СССР; ред. и вступ. ст. Х. С. Коштоянца.- М.: АМН СССР, 1982.- 230 с.

7. Федюкович Н. И. Анатомия и физиология человека: учебник.- Ростов н/Д: Феникс, 2010.- 510 с.