ОБЩА ФИЗИОЛОГИЯ НА ЦЕНТРАЛНАТА НЕРВНА СИСТЕМА

ЛЕКЦИЯ 5:
ОБЩА ФИЗИОЛОГИЯ НА ЦЕНТРАЛНАТА
НЕРВНА СИСТЕМА
Неврони и тяхното свързване
100 милиарда неврони
100 квадрилиона синапси
Вход 109 bits/s
Осъзнати – 101-102 bits/s
Изход 107 bits/s
Телевизорът 106 bits/s
1 страница от книга 1000 bits.
Нервна система
Нервната система се дели на:
Централна – гръбначен и главен мозък
Периферна – гръбначномозъчни и черепномозъчни нерви и съответните им ганглии
Функции:
Сетивни
Двигателни
Вегетативни
Висши (интегративни) функции
Функционални класове неврони
Аферентни (сетивни) неврони – провеждат информация от тъканите и органите в тялото към ЦНС
Еферентни (двигателни) неврони – предават нервни импулси от ЦНС към изпълнителните клетки (мускули от трите вида или жлезисти клетки)
Междинни неврони – свързват сетивния и изпълнителния път в ЦНС
Всеки аферентен неврон има 10 еферентни неврона и 200 000 междинни неврони между тях.
Сетивни неврони
Рецептивна част – отговарят на различни физични и химични сигнали и генерират нервни импулси в тези неврони
Специализирана зона от самия аферентен неврон (рецептори за болка)
Отделна рецепторна клетка, свързана със синапс – част от комплексен орган (окото или ухото)

Сетивни неврони
Специфична нетипична форма
Еднополюсни – само един израстък, който се разклонява Т-образно
Двете разклонения са миелинизирани
Провеждат потенциали на действие
Периферно – по-дълго и завършва върху рецепторните клетки
Централно – навлиза в ЦНС
Клетъчното тяло и периферното разклонение се намират извън ЦНС в гръбначно-мозъчните и черепно-мозъчните ганглии
Част от централното разклонение навлиза в гръбначния или главния мозък
Нямат дендрити
В рецепторната част няма потенциал-зависими, а само механо- и лиганд-зависими – възниква рецепторен потенциал
Бавен потенциал, подобен на постсинаптичните потенциали
На около 1 mm се развива потенциал на действие (в първото прищъпване на Ранвие)

Мотоневрони
Множество фини дендрити
Един аксон с различна дължина
Многополюсни
Телата и дендритите – в предните рога на гръбначния мозък и в ядрата на черепно-мозъчните нерви
Аксоните – в периферията формират нервите на периферната нервна система
Нервно влакно = единичен аксон
Нерв = снопче от аксони, обвити от съединителна тъкан
Междинни неврони
Лежат изцяло в ЦНС
Множество дендрити
Един аксон
Многополюсни
Броят междинни неврони между даден аферентен и еферентен неврон варира от нула до милиони
Модулатори на сигнала
Преработка на информацията
Бавни потенциали (рецепторни и постсинаптични потенциали)
Бързи (потенциали на действие)
Многократен преход от единия към другия тип активност
Амплитудно кодиране – бавните потенциали амплитудата зависи от силата на дразнителя –амплитудата носи информацията
Честотно кодиране – бързите потенциали на действие
Еднаква амплитуда, независимо от силата на дразнителя – информацията се „съхранява“ в тяхната честота

Преработка на информацията
Бавен потенциал с по-голяма амплитуда предизвиква потенциали на действие с по-висока честота
При двигателните и междинните неврони преходът се осъществява в зоната на аксоналното хълмче, а при сетивните неврони – в първото прищъпване на Ранвие.

Рефлексна дейност на нервната система. Рефлекси
Рефлексът е отговор на организма на настъпили промени във външната или вътрешната среда, в осъществяването на който взима участие нервната система
В зависимост от местоположението на рецепторите:
Интерорецептори – във вътрешните органи, кръвоносните съдове и някои мозъчни структури
Екстерорецептори – в кожата и лигавиците
Проприорецептори – в мускулите, ставите и сухожилията
В зависимост от вида на ефектора:
Двигателни
Съдодвигателни
Скереторни
Според биологичната си значимост
Хранителни
Отбранителни
Полови
Ориентировъчни и т.н.
Инстинкти – сложна система от безусловни рефлекси, изпълняващи важна биологична функция (майчин инстинкт, инстинкт за самосъхранение, инстинкт за размножаване и др.)
В зависимост от начина на изграждането им:
Безусловни – вродени, характерни за всички представители на даден вид, непроменени през целия живот на индивида
Условни – придобити, изработват се в хода на индивидуалния живот, специфични за всеки индивид поотделно

Рефлексна дъга
Рецептивно поле (рефлексогенна зона)
Сетивен (аферентен) нервен път
Нервен център (междинни неврони)
Възприемащата част от рефлексната дъга
Окончания на самите сетивни неврони или специализирани рецепторни клетки, които контактуват чрез синапси със сетивните неврони.
Струпани в един или няколко йерархично подредени нервни центрове
Двигателен (еферентен) нервен път. Изпълнителен орган (ефектор). Сложност на рефлексната дъга
Моносинаптични – сетивният и мотоневрона си контактуват директно чрез един синапс
Рефлекси на разтягане (коленен рефлекс)
Полисинаптични – между сетивния и мотоневрона има различен брой междинни неврони (2 и повече синапса между тях)
Периферни рефлекси
Сетивният и мотоневрона са разположени в ганглий на вегетативната нервна система (липсва нервен център)
Аксон-рефлекси
Рефлексната дъга се състои от един неврон

Условни рефлекси
Активират на някаква функция под действие на нормално индиферентен (нямащ отношение) към това дразнител
Изграждат се въз основата на безусловните
Рефлексна дъга – включва рефлексната дъга на безусловния рефлекс
Временна връзка - едновременно възбуждане на двете корови зони и прехвърляне на възбуждането между тях

Условия за изграждане на условен рефлекс
Необходими са два дразнителя – безусловен (предизвиква биологично значима реакция) и индиферентен (безразличен към безусловната реакция);
Индиферентният дразнител трябва да действа изпреварващо (така той ще има сигнално значение за организма);
Необходими са два дразнителя – безусловен (предизвиква биологично значима реакция) и индиферентен (безразличен към безусловната реакция);
Индиферентният дразнител трябва да действа изпреварващо (така той ще има сигнално значение за организма);
Индиферентният дразнител да е по-слаб от безусловния, тъй като временната връзка трябва да се насочи към по-силно възбудената корова зона;
Не бива да има други дразнители, защото пречат на формирането на временна връзка;
Нервната система трябва да е в бодро състояния;
Двата дразнители трябва да действа на периоди, а не непрекъснато.
Многократно да се повтаря съчетанието на дразнителите през равни интервали от време. Условният рефлекс, за да съществува трябва периодично да се подкрепя – периодично включване на безусловния дразнител след условния

Рефлексно време
Времето, от началото на дразненето до възникването на ответната реакция на ефектора времето за възбуждане на рецептора;
времето за провеждане на възбуждането по аферентните нервни влакна;
времето, необходимо за предаване на нервните импулси от аферентния на еферентния път (през един или повече синапси);
времето за провеждане на възбуждането по еферентните нервни влакна;
времето за възбуждане на ефектора.

Свойства на нервните центрове
Еднопосочност на провеждането на сигнала
Забавяне на предаването на сигнала
Сумиране на възбуждането
Трансформиране на ритъма на възбуждане
Последействие
Тонус на нервния център
Умора на нервния център
Зависимост на нервния център от доставката на кислород и енергийни източници

Еднопосочност и забавяне в нервния център
Определя се от механизма на предаване в синапса
Забавянето е с 0,3-0,8 ms – време необходимо за секрецията и дифузията на медиатора и развиването на постсинаптичен потенциал
Колкото повече синапси има между аферентния и еферентния неврон, толкова по-бавно се провежда информацията по рефлексната дъга
Сумиране в нервните центрове
Пространствено - взаимодействие между потенциалите, възникващи при едновременно възбуждане на две или повече съседно разположени пресинаптични окончания
Ако са възбуждащи приближава мембранния потенциал до критичното ниво и повишава вероятността за генериране на потенциал на действие
Ако единият е възбуден, а другият – задръжен мембранният потенциал се отдалечава от критичното ниво и намалява възможността за генериране на потенциал на действие.
Времево - взаимодействие на потенциали, възникващи последователно
Могат да бъдат резултат от възбуждането на едно и също или на различни пресинаптични окончания
Позволява взаимодействие между много и различни по характер постсинаптични потенциали
Постсинаптичната мембрана изпълнява функцията на интегриращо устройство

Трансформиране на ритъма
Трансформиране на ритъма промяна в честотата на потенциалите на действие след като преминат през синапс или нервен център
Усилва важните за организма сигнали
Редуцира незначителните сигнали
Координира активността на два неврона в една рефлексна дъга

Рефлексно последействие
продължаване на рефлексния отговор след прекратяване на стимулацията
чрез продължаваща деполяризация
чрез ревербериращи кръгове
чрез дългосрочен постсинаптичен потенциал
Усилва се рефлексната реакция след ритмично и често дразнене на нервния център
поради натрупването на Са2+ в пресинаптичното окончание и последващ единичен
стимул води до по-силна реакция от обикновено

Опростяване и блокиране на отговора
Опростяване
Сумарният отговор е комплексен и по-силен от самостоятелните отговори
Блокиране
Сумарният отговор е по-слаб отколкото самостоятелните отговори

Тонус на нервните центрове
Слабо постоянно възбуждане на нервните центрове в следствие на:
постоянни аферентни импулси от периферията от пейсмейкърни неврони
модулация от хуморални фактори (СО2)
аферентни сигнали
сумиране на спонтанни ВПСП
циркулация на възбуждането.
Неврони от малкия мозък и гръбначния мозък
Поддържа мускулния тонус на скелетните и гладките мускули

Умора в нервните центрове
 Краткосрочна умора
 Рязко намаляване на резервите от синтезиран медиатор в нервните окончания
Намаляване на запасите от енергия

Дългосрочна умора
Намалена чувствителност на постсинаптичната мембрана за медиатора (намалява се броя на рецепторите по постсинаптичната мембрана)
Необходимост от все по-високи дози за постигане на същия ефект

Доставка на кислород и глюкоза
Най-чувствителни са нервните клетки в мозъчната кора
Анаеробни процеси в нервната клетка почти не протичат
Недостиг на О2 до 5 min води до обратими нарушения
Няколко минути аноксия мозъчните клетки загиват – мозъчна смърт
Глюкоза и в краен случай с кетонови тела единствен енергиен източник
Хипогликемична кома
Чувствителност към химични вещества
Повишаващи възбудим