3. Явление окклюзии: один и тот же нейрон может передавать сигналы на ряд других нейронов, в результате чего возникает определенный эффект (например, происходит активация 10 мышечных волокон в мышце, вследствие чего мышца развивает напряжение, равное 100 мгс). Второй нейрон возбуждает тоже 10 других волокон (100 мгс). Но если оба нейрона возбуждать одновременно, то суммарная активность мышцы будет 180 мгс. Почему? Оказывается, часть волокон у них были общими (т. с. нейрон 1 и 2 передавали информацию на одни и те же волокна). Это явление получило название окклюзии или закупорки.
4. Трансформация ритма возбуждения. В отличие от скелетной мышцы или аксона нейрон способен Tpai формировать ритм возбуждений, приходящих к нему. Например, поступает импульс, идущий с частотой 25 Гц, а нейрон в ответ на это, возбуждаясь, генерирует 50 имп/сек (50 Гц), или наоборот, поступает 100 имп/сек, а выходят 40 имп/сек.
5. Последействие: один из вариантов этого свойства – длительное циркулирование импульсов но «нейронной ловушке». Итальянский физиолог Лоренто де Но обнаружил это явление: поступивший импульс может минутами или часами пробегать небольшой отрезок нейронной цепи. Благодаря этому, как полагают некоторые авторы, происходит перевод следа (энграммы) из краткосрочной памяти в долгосрочную.
6. Утомление нервных центров: это одно из важных свойств ЦНС. Оно обусловлено особенностями синаптической передачи в ЦНС: при длительном возбуждении одного и того же нейрона в синапсе может снизиться содержание медиатора, что приведет к снижению работоспособности нейрона.
Принципы координационной деятельности ЦНС
Координация – это объединение действий в единое целое, объединение различных нейронов в единый функциональный ансамбль, решающий конкретную задачу. Координация способствует реализации всех функций ЦНС. Выделяют следующие принципы координации (их много, в лекции даются наиболее важные).
1. Явление конвергенции (концентрации) или принцип общего конечного пути. Многие нейроны оказывают свое воздействие на один и тот же нейрон, т. с. имеет место схождение потоков импульсов к одному и тому же нейрону. Ч. Шеррингтон называл это «принцип общего конечного пути». Например, сокращение мышцы (за счет возбуждения альфа-мотонейрона) можно вызвать путем растяжения этой мышцы (рефлекс мышечных веретен) или путем раздражения кожных рецепторов (сгибательный рефлекс) и т.п.
2. Явление дивергенции (иррадиации). Каждый нейрон за счет вставочных нейронов и многочисленных ветвлений (дивергенции) дает поток импульсов ко многим нейронам. Если бы этот механизм не ограничивался торможением, то благодаря дивергенции отсутствовала бы возможность координации работы ЦНС. Но тормозные процессы ограничивают дивергенцию и делают процессы управления точными. Когда торможение снимается, то имеет место полная дискоординация в деятельности ЦНС (например, при столбняке).
3. Принцип рсципрокной иннервации (см. Торможение; реципрокное торможение).
4. Принцип обратной связи и копий эфферентаций. Это один из важнейших принципов координации: невозможно точно координировать, управлять, если отсутствует обратная связь, т.е. данные о результатах управления. Осуществляется эта связь за счет потока импульсов с рецепторов. Этот принцип широко обсуждается в физиологии ЦНС, о нем уже говорил И.М. Сеченов, много внимания ему уделил П.К. Анохин.
Копия эфферентации. Для управления важно иметь информацию о том, какие команды посылаются на периферию. Известно, что в системах, управляющих скелетными мышцами, каждый отдел, посылая сигнал управления к работающей мышце, одновременно сообщает об этом вышележащему отделу. Это вариант обратной связи.
5. Принцип доминанты. Был открыт А.А. Ухтомским. Речь идет о том, что среди рефлекторных актов, которые могут быть выполнены в данный момент времени, имеются рефлексы, реализация которых представляет наибольший «интерес» для организма, т.е. они в данный момент времени самые важные. Поэтому эти рефлексы реализуются, а другие – менее важные – тормозятся.
6. Пластичность нервных центров. Для врача особенно важно знание этого свойства (принципа): при повреждении отдельных центров мозга их функция может перейти к другим структурам мозга (конечно, если повреждение центра не связано с наступлением смерти, что, например, бывает при нарушении дыхательного центра). Замещение утраченной функции – важнейшее приобретение ЦНС (известно, что нейроны ЦНС, как правило, не восстанавливаются) – оно позволяет восстанавливать утраченные свойства. Показано, что процесс возмещения утраченных функций осуществляется при обязательном участии коры больших полушарий: у животных, которым после восстановления нарушенных функций удаляли кору, вновь имела место утрата этой функции.
7. Принцип субординации или соподчинения. В ЦНС имеют место иерархические взаимоотношения – начальник (кора) и подчиненные (сверху вниз – базальные ганглии, средний мозг, продолговатый, спинной) и соподчинение – нижележащий отдел подчиняется указаниям вышележащего отдела.
Информационная функция нервной системы. Процесс восприятия сигнала, обработка его и посылка к исполнительной системе связаны с кодированием, «шифрованием» информации. Это происходит уже на уровне отдельной нервной клетки.
Для процесса передачи информации большое значение имеет скорость ее передачи. Важное значение в передаче информации имеет также надежность. Для обеспечения надежности передачи информации в нервной системе используется принцип структурной и функциональной избыточности. Структурная избыточность выражается в дублировании каналов связи, дублировании элементами, реагирующими на данный сигнал, дублировании системами, включающимися в реакцию. Функциональная избыточность обеспечивается «излишним» числом импульсов в разряде нервной клетки, существенным повышением возбудимости нервных структур и др.
Считают, что нервные импульсы передают информацию двоичным кодом (наличие импульса – отсутствие импульса). Из такого представления следует, что количество информации определяется числом импульсов в единицу времени.