Принципы кодирования информации в нервной системе.

Информация, передаваемая по аксону, тем или иным способом кодируется. Совокупность нейронов, обеспечивающих определенную функцию (допустим, конкретную сенсорную модальность), представляет собой "меченную линию" (проекционный путь) - первый способ кодирования. Так, зрительный путь включает в себя нейроны 2b.htm"сетчатки, латеральное коленчатое тело таламуса и зрительные области коры больших полушарий. Аксоны, проводящие зрительные сигналы, входят в состав зрительного нерва, зрительного тракта, зрительной лучистости (radiatio optica). Физиологическим стимулом для активации зрительной системы служит свет, попадающий на 2b.htm"сетчатку. Нейроны сетчатки преобразуют эту информацию и передают сигнал далее по зрительному пути. Однако при механическом или электрическом раздражении нейронов зрительного пути тоже возникает зрительное ощущение, хотя, как правило, искаженное. Итак, нейроны зрительной системы составляют "меченную линию", при активации которой возникает зрительное ощущение. Двигательные пути - это тоже "меченные линии" (проекционные пути). Например, при активации определенных нейронов коры больших полушарий генерируются разряды в мотонейронах мышц кисти, так что эти мышцы сокращаются. Активация нейронов других областей коры мозга вызывает движения стопы.

Второй способ кодирования обусловлен принципом упорядоченной пространственной (топологической) организации ЦНС. Соматотопические карты составлены определенными группами нейронов сенсорной и двигательной систем. Эти группы, во-первых, получают информацию от соответствующим образом локализованных областей поверхности тела и, во-вторых, посылают двигательные команды к определенным частям тела. В зрительной системе участки сетчатки представлены в коре мозга группами нейронов, образующими ретинотопические карты. В слуховой системе частотные характеристики звуков отражены в тонотопических картах.

Третий способ кодирования информации основан на варьировании характеристик последовательностей (серий) нервных импульсов, направляемых в результате синаптической передачи к следующей группе нейронов. При этом кодирующий механизм - временная организация разряда нервных импульсов. Возможны разные виды такого кодирования. Часто кодом служит средняя частота разряда: во многих сенсорных системах увеличение интенсивности стимула сопровождается повышением частоты разряда сенсорных нейронов. Кроме того, кодом могут служить длительность разряда, разнообразное группирование импульсов в нем, продолжительность разряда залпов импульсов и т.д.

Вопрос 17

Нервные центры, их свойства. Основные принципы координации нервных процессов: взаимодействие возбуждени\я и торможения, конвергенция, дивергенция, иррадация, концентрация, доминанта.

Нервным центром называется функциональное объединение нейронов, обеспечивающее осуществление какого-либо рефлекса или регуляцию какой-либо определенной функции. Нейроны, входящие в нервный центр, обычно находятся в одном отделе ЦНС, но могут располагаться и в нескольких. Центр дыхания располагается в средней трети продолговатого мозга, центр мочеиспускания — в крестцовом, центр коленного рефлекса — в поясничном отделе спинного мозга.

В осуществлении сложных рефлексов целостного организма принимают участие, как правило, не один, а многие центры, расположенные в разных отделах мозга, включая его высшие отделы. Например, в акте дыхания участвует не только центр дыхания в продолговатом мозге, но и нервные клетки варолиева моста, коры головного мозга и мотонейроны спинного мозга

Свойства:

1. Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне - от рецептора к эффектору, что обусловливается свойством химических синапсов односторонне проводить возбуждение от пресинаптической мембраны к постсинаптической.

2. Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну. Это обусловлено замедленным проведением возбуждения через синапс (синаптическая задержка).

3. Трансформация ритма возбуждения. Нервные центры способны изменять ритм поступающих к ним импульсов.

4. Ритмическая активность нервных центров (автоматизм). Нервные центры обладают ритмической активностью в разной степени. Различают молчащие нейроны, в которых деполяризация не возникает без действия афферентного стимула, и нейроны, в которых возбуждение возникает без нанесения раздражения.

5. Последействие. Со следовыми явлениями в нервных волокнах связано последействие. Оно проявляется в том, что после прекращения раздражения афферентных нервов по эфферентным путям от ЦНС продолжают следовать импульсы к рабочему органу

6. Облегчение проведения, или проторение пути. Установлено, что после возбуждения, возникшего в ответ на ритмическое раздражение, следующий стимул вызывает больший эффект или для поддержания прежнего уровня ответной реакции требуется меньшая сила последующего раздражения

Координация основывается на ряде общих закономерностей (принципов):

1. Принцип конвергенции (установлен Шеррингтоном) - к одному нейрону поступают импульсы из разных отделов нервной системы. Например, к одному и тому же нейрону могут конвергировать импульсы от слуховых, зрительных, кожных рецепторов.

2. Принцип иррадиации. Возбуждение или торможение, возникнув в одном нервном центре может распространяться на соседние центры.

3. Приницип доминанты (установлен Ухтомским). Для доминанты характерно устойчивое перевозбуждение нервных центров, способность к суммации посторонних раздражителей и инертность (сохранность после действия раздражения). Доминантный очаг притягивает к себе импульсы из других нервных центров и за счет них усиливается. Как фактор поведения доминанта связана с высшей нервной деятельностью, с психологией человека. Доминанта является физиологической основой акта внимания. Формирование и торможение условных рефлексов так же связано с доминантным очагом возбуждения.

Торможение играет важную роль в координации движений, регуляции вегетативных функций, в реализации процессов высшей нервной деятельности. Тормозные процессы:

1 - ограничивают иррадиацию возбуждения и концентрируют его в определенных отделах НС;

2 - выключают деятельность ненужных в данный момент органов, согласовывает их работу;

3 - предохраняют нервные центры от перенапряжения в работе.

Вопрос 18