Строение и функции спинного мозга. Спинальные рефлексы. Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги. 2. Память как особа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт искусств

Кафедра физиологии и безопасности жизнедеятельности

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Возрастная физиология и психология»

На тему: 1.Строение и функции спинного мозга. Спинальные рефлексы. Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги.

         2. Память как особая форма отражения действительности. Классификация видов памяти. Временная организация памяти. Теория памяти.

                                                                                                                                                             Выполнил

Студент гр. 214

Семенова О.В.

                                                                                                      Проверил

                                                                                       доцент                                                                                                  С.Г. Махнева

Екатеринбург 2011

Содержание

1. Содержание………………………………………………………………………2
2. Введение………………………………………………………………………….3
3. Тема 1: Строение и функции спинного мозга. Спинальные рефлексы. Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги.………………….4
4. Тема 2: Память как особая форма отражения действительности. Классификации видов памяти. Временная организация памяти. Теория памяти………………………………………………………………………………....14
5. Заключение…………………………………………………………..…………..24
6. Список используемой литературы…………………………………...…………26

Введение

      Предмет «Возрастная  физиология и психофизиология»  является важнейшим в     цикле изучаемых студентами-педагогами дисциплин о человеке.

 Человеческий организм развивается и изменяется в течение всей своей жизни от момента зарождения до смерти. Этот процесс индивидуального развития носит название онтогенеза. Организм не является простой суммой миллиардов клеточных элементов.

Представленная работа посвящена теме "Возрастная  физиология и психофизиология".

Проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях. Об этом свидетельствует частое изучение поднятых вопросов.

 1. Строение и функции спинного мозга. Спинальные рефлексы. Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги.

  2. Память как особая форма  отражения действительности. Классификация  видов памяти. Временная организация  памяти. Теория памяти.

Целью исследования является изучение темы "Возрастная физиология и психофизиология" с точки зрения новейших отечественных и зарубежных исследований по сходной проблематике.

В рамках достижения поставленной цели мною были поставлены решения и следующие задачи:

1. Изучить теоретические аспекты и выявить новое .

2. Сказать об актуальности проблемы 

3. Обозначить тенденции развития тематики

Источниками информации для написания работы по теме: "Возрастная физиология и психофизиология" послужила базовая учебная литература, фундаментальные теоретические труды крупнейших мыслителей в рассматриваемой области, результаты практических исследований видных отечественных и зарубежных авторов, статьи и обзоры в специализированных и периодических изданиях справочная литература, прочие актуальные источники информации.

Тема 1: Строение и функции спинного мозга. Спинальные рефлексы. Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги.  

 Спинной мозг (medulla spinalis) - отдел центральной нервной системы человека, расположенный в позвоночном канале. Позвоночный канал образован совокупностью позвоночных отверстий в позвонках. Спинной мозг имеет форму цилиндрического тяжа с внутренней полостью (спинномозговым каналом), и удерживается в постоянном положении при помощи связок. Передний (верхний) конец спинного мозга переходит в продолговатый мозг, а задний (нижний) - в так называемую концевую нить.  
    Спинномозговые нервы – нервы, идущие от спинного мозга почти во все области организма, от затылка до нижних конечностей. Спинномозговые нервы начинаются от места соединения передних (двигательных) и задних (чувствительных) корешков и представляет собой ствол (до 1 см. в диаметре) идущий к периферии.  
    Таким образом, изменения в позвоночнике приводящие к защемлению нервного отростка, корешка, повреждению кровеносных сосудов и т.д., приводят к нарушению в работе органа, за который отвечает повреждённый нервный отросток.

Строение спинного мозга                                        

Одной из основных функций позвоночника 1 является защита спинного мозга. Спинной мозг, будучи около 41—45см длиной, 8 мм в диаметре и 30 г массой, является управляющим центром сложной сети нервов, раскинутой по телу. Без него опорно-двигательный аппарат и основные жизненные органы не могли бы действовать. Спинной мозг расположен в позвоночном канале, начинается на уровне края затылочного отверстия черепа, заканчивается на уровне первого—второго поясничных позвонков, истончаясь конусом.

Ниже спинного мозга в позвоночном канале находится густой пучок нервных корешков, который носит название конского хвоста.

Спинной мозг окружен тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой. Между мягкой, непосредственно покрывающей спинной мозг, и паутинной оболочками находится подпаутинное пространство, в котором спинной мозг и нервные корешки лежат свободно, окруженные большим количеством спинномозговой  жидкости. 
       От спинного мозга через отверстия в дугах позвонков отходят спинномозговые нервы: 8 пар шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 или 2 копчиковых. Через каждое межпозвонковое отверстие спинномозговой нерв выходит двумя корешками: задним (чувствительным) и передним (двигательным), соединенными в один ствол. Каждая пара контролирует определенную часть тела.                       Например, если вы укололи руку, в окончаниях чувствительного нерва вспыхивает болевой сигнал, поступающий в спинной мозг, а оттуда — в парный двигательный нерв, который передает приказ немедленно убрать руку. Это происходит очень быстро и до того, как головной мозг зарегистрировал болевой импульс, то есть вы успеваете отдернуть руку до того, как почувствовали боль. Это спасает нас от тяжелых повреждений. Почти все автоматические и рефлекторные действия контролируются спинным мозгом, кроме тех, за которыми следит головной мозг. Например, мы воспринимает увиденное глазным нервом головного мозга, но смотрим глазами в разные стороны при помощи глазных мышц, которые управляются спинным мозгом, и плачем мы по приказу спинного мозга, который управляет слезными железами. Сознательные действия идут от головного мозга, но, становясь рефлекторными, они передаются в ведение спинного мозга. Когда вы учитесь что-то делать, то сознательно продумываете каждое движение, но со временем начинаете делать это автоматически.

Спинной мозг представляет собой уплощенный в дорсовентральном направлении цилиндр из нервной ткани, который идет от основания головного мозга до крестцового отдела и на всем протяжении защищен позвоночником. Он состоит из ткани двух типов: во внутренней массе серого вещества , имеющей в поперечном разрезе Н-образную форму, находятся тела нейронов ,дендриты и синапсы , а лежащее снаружи белое вещество образуют пучки нервных волокон , цвет которых связан с наличием миелиновой оболочки.

От спинного мозга отходит 31 пара сегментарных спинномозговых нервов , каждый из которых сразу по выходе из спинного мозга разделяется на вентральные корешки и дорсальные корешки (передние и задние). В составе дорсальных корешков в спинной мозг вступают аксоны сенсорных нейронов , тела которых находятся в ганглиях дорсальных корешков , расположенных рядом со спинным мозгом и образующих вздутия. В спинном мозге эти аксоны направляются в дорсальные рога серого вещества , где они образуют синапсы со вставочными нейронами . Последние в свою очередь образуют синапсы с мотонейронами , лежащими в вентральных рогах спинного мозга , аксоны которых покидают спинной мозг в составе вентральных корешков. В грудном, верхнепоясничном и крестцовом отделах спинного мозга серое вещество образует боковые рога спинного мозга, содержащие тела преганглионарных нейронов вегетативной нервной системы . Белое вещество спинного мозга состоит из пучков нервных волокон, образующих проводящие пути, которые идут от серого вещества спинного мозга к головному мозгу и осуществляют связь между спинальными нервами и мозгом. Восходящие пути несут головному мозгу сенсорную информацию , а по нисходящим путям от головного мозга спинному передаются двигательные сигналы .

Функция спинного мозга заключается в том, что он служит координирующим центром простых спинальных рефлексов (например, коленного рефлекса) и автономных рефлексов (сокращения мочевого пузыря), а также осуществляет связь между спинальными нервами и головным мозгом.

 Рефлекторная дуга спинального рефлекса                       (схема 1)

Схема рефлекторной дуги спинального рефлекса: а — трёхнейронная дуга; б — двухнейронная дуга; Р — рецептор; Э — эффекторный орган; 1 — афферентный нейрон; 2 — вставочный нейрон; 3 — эфферентный нейрон.

Рефлекторная дуга (нервная дуга) — путь, проходимый нервными импульсами при осуществлении рефлекса.

Рефлекторная дуга состоит из:

рецептора — нервное звено, воспринимающее раздражение;

афферентного звена — центростремительное нервное волокно — отростки рецепторных нейронов, осуществляющие передачу импульсов от чувствительных нервных окончаний в центральную нервную систему;

центрального звена — нервный центр (необязательный элемент, например для аксон-рефлекса);

эфферентного звена — осуществляют передачу от нервного центра к эффектору.

эффектора — исполнительный орган, деятельность которого изменяется в результате рефлекса.

Физиология спинного мозга

Спинной мозг человека является самым древним и примитивным отделом ЦНС, сохраняющим у самых высокоорганизованных животных свою морфологическую и функциональную сегментарность. В филогенезе отмечается снижение удельного веса спинного мозга по отношению к общей массе ЦНС. Если у примитивных позвоночных удельный вес спинного мозга составляет почти 50%, то у человека удельный вес его равен 2%. Это объясняется прогрессивным развитием полушарий мозга, цефализацией и кортикализацией функций. В филогенезе также наблюдается стабилизация количества сегментов спинного мозга.

Надежность сегментарных функций спинного мозга обеспечивается многочисленностью его связей с периферией. Первая особенность сегментарной иннервации состоит в том, что каждый сегмент спинного мозга иннервирует 3 метамера (сегмента тела) - собственный, половину вышележащего и половину нижележащего сегмента. Получается, что каждый метамер получает иннервацию от трех сегментов спинного мозга. Это гарантирует выполнение спинным мозгом его функций при повреждении мозга и его корешков. Вторая особенность сегментарной иннервации заключается в избытке чувствительных волокон в составе задних корешков спинного мозга по сравнению с количеством двигательных волокон передних корешков ("воронка Шеррингтона") у человека в соотношении 5:1. При большом разнообразии поступающей информации с периферии организм использует небольшое количество исполнительных структур для ответной реакции. Общее число афферентных волокон у человека достигает 1 млн. Они несут импульсы от рецепторных полей:

1 - кожи шеи, туловища конечностей;

2 - мышц шеи, туловища и  конечностей;

3 - внутренних органов.

Самые толстые миелиновые волокна идут от рецепторов мышц и сухожилий. Средней толщины волокна идут от тактильных рецепторов кожи, части мышечных рецепторов и рецепторов внутренних органов. Тонкие миелиновые и безмиелиновые волокна отходят от болевых и температурных рецепторов.

Общее число эфферентных волокон у человека около 200 тыс. Они несут импульсы от ЦНС к исполнительным органам (мышцам и железам). мышцы шеи, туловища, конечностей получают двигательную информацию, а внутренние органы получают вегетативную моторную и секреторную информацию.

Связь спинного мозга с периферией обеспечивается посредством корешков (задних и передних), в которых содержатся рассмотренные выше волокна. Задние корешки, по функции чувствительные, обеспечивают ввод информации в ЦНС. Передние корешки - двигательные и обеспечивают информационный выход из ЦНС.

Функции спинномозговых корешков были выяснены при помощи методов перерезки и раздражения. Белл и Мажанди установили, что при односторонней перерезке задних корешков отмечается утрата чувствительности, а двигательная функция при этом сохраняется. Перерезка передних корешков приводит к параличу конечностей соответствующей стороны, а чувствительность сохраняется полностью.

Мотонейроны спинного мозга возбуждаются за счет афферентных импульсов, идущих от рецепторных полей. Активность мотонейронов зависит не только от потоков афферентной информации, но и от сложных внутрицентральных взаимоотношений. Важную роль здесь играют нисходящие влияния коры полушарий, подкорковых ядер и ретикулярной формации, которые корректируют спинальные рефлекторные реакции. Также большое значение имеют многочисленные контакты вставочных нейронов, среди которых особая роль принадлежит тормозным клеткам Реншоу.

Образуя тормозные синапсы, они контролируют работу мотонейронов и предупреждают их перевозбуждение.

В работу нейронов вмешиваются также потоки импульсов обратной афферентации, идущие от проприорецепторов мышц.

В сером веществе спинного мозга содержится около 13,5 млн. нейронов. Из них мотонейроны составляют только 3%, а остальные 97% - это вставочные нейроны. Среди спинномозговых нейронов различают:

1 - крупные -мотонейроны;

2 - мелкие -мотонейроны.

От первых идут толстые быстропроводящие волокна к скелетным мышцам и вызывают двигательные акты. От вторых отходят тонкие нескоростные волокна к проприорецепторам мышц (веретенам Гольджи) и повышают чувствительность мышечных рецепторов, информирующих мозг о выполнении этих движений.

Группа -мотонейронов, которая иннервирует отдельную скелетную мышцу называется моторным ядром.

Вставочные нейроны спинного мозга за счет богатства синаптических связей обеспечивает собственную интегративную деятельность спинного мозга, включая управление сложными двигательными актами. Ядра спинного мозга в функциональном отношении являются рефлекторными центрами спинальных рефлексов.

В шейном отделе спинного мозга находится центр диафрагмального нерва, центр сужения зрачка. В шейном и грудном отделах имеются моторные центры мышц верхних конечностей, груди, живота и спины. В поясничном отделе есть центры мышц нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры мочеиспускания, дефекации и половой деятельности.

 В боковых рогах  грудного и поясничного отделов лежат центры потоотделения и сосудодвигательные центры.

Рефлекторные дуги отдельных рефлексов замкнуты через определенные сегменты спинного мозга. Наблюдая нарушение деятельности тех или иных групп мышц, тех или других функций, можно установить, какой отдел или сегмент спинного мозга поражен или поврежден. Спинальные рефлексы можно изучить в чистом виде после разделения спинного и головного мозга. У высших позвоночных без участия центров головного мозга и РФ спинной мозг не способен полноценно выполнять эти функции. Спинальная кошка или собака не может сама стоять и ходить. У них наблюдается резкое падение возбудимости и угнетение функций центров, лежащих ниже места перерезки. Такова цена цефализации функций, подчиненности спинальных рефлексов центрам головного мозга. После выхода из спинального шока постепенно восстанавливаются рефлексы скелетных мышц, регуляция АД, мочеиспускания, дефекации, ряд половых рефлексов. Не восстанавливаются произвольные движения, чувствительность, температура тела и дыхание - их центры лежат выше спинного мозга и при перерезке изолируются. Спинальные животные могут жить только в условиях ИВЛ (искусственной вентиляции легких). Несмотря на функциональную зависимость спинномозговых центров от головного мозга, многие спинальные рефлексы протекают автономно, мало подчиняясь управлению сознанием. Например, сухожильные рефлексы, которые используются в медицинской диагностике:

Локтевой ; Брюшной кожный ; Кремастерный; Коленный ; Ахиллов ; Подошвенный ; Анальный ;

1. Удар молоточком по сухожилию бицепса
2. Штриховое раздражение кожи живота
3. Штриховое раздражение внутренней поверхности бедра
4. Удар по сухожилию четырехглавой м. бедра
5. Удар по ахиллову сухожилию
6. Штриховое раздражение подошвы
7. Штрих или укол вблизи заднего прохода Сгибание руки
8. Сокращение мышц живота
9. Поднятие яичка
10. Разгибание голени
11. Сгибание стопы
12. Сгибание пальцев стопы

Все эти рефлексы имеют простую двухнейронную (гомонимную) рефлекторную дугу. Кожно-мышечные рефлексы имеют трехнейронную (гетеронимную) рефлекторную дугу.

Моносинаптические и полисинаптические рефлекторные дуги.

Рефлекторная дуга - это цепь нейронов от периферического рецептора через центральную нервную систему к периферическому эффектору. Элементами рефлекторной дуги являются периферический рецептор , афферентный путь , один или больше вставочных нейронов , эфферентный путь и эффектор .

Все рецепторы участвуют в тех или иных рефлексах, так что их афферентные волокна служат афферентным путем соответствующей рефлекторной дуги. Число вставочных нейронов всегда больше одного, кроме моносинаптического рефлекса растяжения . Эфферентный путь представлен либо двигательными аксонами , либо постганглионарными волокнами вегетативной нервной системы , а эффекторами являются скелетные мышцы и гладкие мышцы , сердце , железы .

Время от начала стимула до реакции эффектора называется временем рефлекса. В большинстве случаев оно определяется в основном временем проведения в афферентных и в эфферентных путях и в центральной части рефлекторной дуги, к которому следует прибавить время трансформации стимула в рецепторе в распространяющийся импульс, время передачи через синапсы в центральной нервной системе (синаптическая задержка), время передачи от эфферентного пути к эффектору и время активации эффектора.

Рефлекторные дуги делятся на несколько типов:

1. Моносинаптические рефлекторные дуги  

2. Полисинаптические спинномозговые рефлекторные дуги  

 Полисинаптические рефлекторные дуги с участием как спинного, так и головного мозга - в рефлекторных дугах этого типа имеется синапс в спинном мозге между сенсорным нейроном и нейроном, посылающим импульсы в головной мозг. От рецепторов передается возбуждение по волокнам афферентных нейронов , расположенных в спинно-мозговых узлах либо в узлах черепных нервов или в узлах вегетативных сплетений . Аксоны этих нейронов в составе задних корешков вступают в спинной мозг (направляясь в боковые рога ) или в составе черепных нервов - в вегетативные ядра мезэнцефалического или вегетативные ядра бульбарного отдела головного мозга. В боковых рогах, а также в указанных ядрах ствола головного мозга залегают ассоциативные мультиполярные нейроны . Их аксоны выходят из мозга в составе передних корешков спинно-мозговых или черепных нервов. Это преганглионарные (предузловые) волокна , которые обычно миелинизированы. Они следуют к узлам внеорганных или внутриорганных вегетативных сплетений , где образуют синапсы с их клетками. В узлах лежат мультиполярные (вторые) нейроны эфферентного вегетативного пути . Их аксоны, выйдя из ганглиев, образуют постганглионарные волокна (чаще всего немиелинизированные), которые направляются к органам и тканям. Вегетативные волокна идут в составе соматических нервов или самостоятельно в виде вегетативных нервов в оболочках стенок кровеносных сосудов.

Тема 2: Память как особая форма отражения действительности. Классификации видов памяти. Временная организация памяти. Теория памяти.

Память- это сложный психический процесс, способность мозга хранить и воспроизводить информацию. Все люди рождаются с заложенной возможностью запоминать различные события. Но встречаются люди и с феноменальной фотографической памятью. Это действительно редкий дар. Такие люди могут запоминать огромное количество информации и воспроизводить эту информацию очень быстро. Можно предположить, что это сочетание генетического фактора и определенной тренировки в течении жизни. У маленьких детей объём памяти значительно меньше, чем у взрослого человека, поэтому мы не помним, что происходило с нами в младенчестве. С годами человек может держать в голове всё большее количество различной информации.

Бытует мнение, что у людей с возрастом память ухудшается, но на самом деле все зависит от самого человека. И в преклонном возрасте память может быть блестящей, при условии если человек ей пользуется, постигает, что-то новое. Это могут быть те же кроссворды, заучивание стихов, какие-то курсы, изучение иностранного языка и.т.д. Известно, что люди занимающиеся наукой и в солидном возрасте имеют прекрасную память. Но когда мы во власти сильных эмоций, спешим, или на нас давит груз обстоятельств, нас отвлекают, если мы поглощены другим делом и т.д. в таких условиях любая, даже самая лучшая, память будет давать сбой. Человеческая память - это не только умение запоминать, но и, ках ни парадоксально это звучит, умение забывать ненужное. В течение своей жизни мы получаем огромное количество информации, однако болящую половину узнанного забываем, примирившись с тем что феноменальная память не наша сильная сторона При этом, учеными давно доказано, что человек пользуется лишь небольшим проценшм возможного потенциала памяти, и предела для совершенствования собственных возможностей нет.

Большинство исследований доказывают: память человека улучшается вплоть до 20-25 лет, затем держится на одном уровне до 40-45 лет, в 50 отличается наибольшей восприимчивостью, после чего начинает постепенно угасать.

Память представляет собой свойство человеческого мозга, которое позволяет записывать, хранить и воспроизводить информацию. Сегодня существуют различные теории памяти. Изучением этого свойства занимаются многие ученые мира. Однако до сих пор никому не удалось достоверно установить, как информация усваивается и запоминается нашим мозгом.

Виды памяти

Традиционно память принято делить на визуальную, слуховую и моторную. Визуальная память – когда человек лучше всего запоминает увиденное, слуховая – услышанное, моторная – то, что он сам записал. По временной характеристике память разграничивают на непосредственную, оперативную и долговременную.

Долговременная память длительное время хранит те образы явлений и предметов внешнего мира, которые человеку потребуются еще не раз. Долговременная память подразделяется на: генетическую и наследственную. Генетическая содержит информацию, накопленную предками. Наследственная – это память ближайших родственников.

Какие же еще существуют виды памяти?

В зависимости от критериев, перечисленных далее, можно говорить о разных видах памяти:

1 Длительность хранения информации. Если критерием является время  сохранения информации.

2. Характер запоминаемого материала.

3. Модальность запоминан 

Классификация видов памяти                                            (таблица 1)

Временная организация памяти

Временная организация памяти — временная последовательность осуществляемых операций и длительность хранения следов различных событий, на основе которой выделяют сенсорную (перцептивную), кратковременную и долговременную память.

Сенсорная память представляет собой след возбуждения в сенсорной системе от непосредственно действующего стимула и служит первичному анализу и дальнейшей обработке сенсорной информации. Ее особенностью является значительная емкость, до 20 элементов (бит). Длительность сохранения следов в перцептивной памяти не превышает 1с. Воспроизведение следов в системе нейронных сетей (циркуляция возбуждений) обеспечивает кратковременное хранение информации уже ограниченной емкости (7 ± 2 бита) — кратковременную память.

Долговременная память — неопределенно долгое хранение информации, составляющее индивидуальный опыт. В отличие от кратковременной памяти, которая рассматривается как процесс, долговременная базируется на определенной фиксированной структуре биохимических и молекулярных изменений в нейронах, что обеспечивает ее устойчивость и длительность хранения информации. Выделение различных видов памяти на основе временного параметра относительно. Процессы памяти более сложно развертываются во времени и взаимодействуют при реальной деятельности.

Теория памяти

В течение столетий создано немало теорий (психологических, физиологических, химических и др.) о сущности и закономерности памяти. Они возникали в пределах определенных направлений психологии и так решали эту проблему с позиций соответствующих методологических принципов.

Психологические теории памяти.

Распространение получили асоцианистская, гештапьтпсихопогическая, бихевиористическая и действенная теории памяти.

Одной из первых психологических теорий памяти, что до сих пор не утратила научного значения, была асоциансткая теория. Исходным для нее стало понятие ассоциации, что означает связь, соединение. Механизм ассоциации состоит в установлении связи между впечатлениями, что одновременно возникают в сознании, и его воспроизведении индивидом. Основными принципами создания ассоциаций между объектами являются: совпадение их влияния в пространстве и времени, сходство, контраст, а также их повторения субъектом. Словесные ассоциации рассматривались как важнейшее средство интериоризации чувственных впечатлений, благодаря чему они становятся объектами запоминания и воспроизведения.

Слабой стороной асоцианизма стал его механизм, связанный с абстрагированием от содержательной, мотивационной и целевой активности памяти. Не учитывается, в частности, избирательность (различные индивиды не всегда запоминают взаимосвязанные элементы) и детерминованость (некоторые объекты сохраняются в памяти после однократного восприятия крепче, чем другие - после многократного повторения) памяти. Решительной критике подвергалась асоцианистская теория памяти от гештальтпсихологии.

Исходным в новой теорГи 'было понятие "гештальт" - образ как целостно организованная структура, которая не сводится к сумме его частей. В этой теории особенно подчеркивалось значение структурирования материала, доведение его до целостности, организации в систему при запоминании и воспроизведении, а также роль намерений и потребностей человека в процессах памяти (последнее объясняет избирательность мнемических процессов).