Свойства нервных центров

СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ

Прежде всего, нужно учитывать, что нервный центр – это группа клеток, которые связаны многочисленными синаптическими связями. Одна нервная клетка может иметь до 100000 синапсов на своей поверхности. Кроме того, отростки многих нейронов ЦНС лишены миелиновой оболочки (Шванновской), характерной для периферических нейронов и для нервных волокон, связывающих разные отделы ЦНС. Благодаря этим обстоятельствам нервные центры обладают и свойствами отдельных нейронов, и свойствами собственно центров, в которых нервные клетки связаны многочисленными синаптическими связями.

Благодаря синапсам возбуждение, проходя через нервный центр, замедляется, и сигналы идут только в одном направлении – от пресинаптических структур к постсинаптическим, то есть от аксонов к дендритам или телу последующей клетки.

Импульсы, которые приходят к центру, суммируются. Способностью к суммации (интеграции) возбуждения и торможения обладает и отдельная клетка. Различают суммацию пространственную и временную. Пространственная суммация – сложение сигналов, которые идут от разных источников или от одного источника (1-ой клетки), имеющего много синаптических контактов за счет веточек собственного аксона (схема).

Временная суммация – сложение сигналов, которые идут по одному пути с определенными интервалами времени (схема) (нервная клетка может возбуждаться только при включении нескольких синапсов одновременно).

В результате суммации (как временной, так и пространственной) в зависимости от того, каких сигналов больше, то есть тормозных или возбуждающих, нервных центр снижает свою активность или усиливает ее.

Ответная реакция нервного ансамбля зависит и от того, как располагаются синаптические связи в пределах этого центра. Если эти связи таковы, что одна клетка образует много синаптических связей с другими нейронами, то ее возбуждение благодаря такой дивергенции будет активизировать сразу много клеток (схема). То есть возбуждение будет иррадиировать в пределах центра или от него к другим центрам. Значит, информация быстро распространится в пределах центра, будет передаваться большему числу     структур. Такой принцип функциональной организации характерен для симпатической нервной системы. Благодаря нему возбуждение охватывает большое количество исполнительных структур вегетативного обеспечения функций, мобилизует ресурсы, необходимые для адаптации, например, во время стресса.

Но организация синаптических связей в пределах центра или между ними может быть по конвергентному принципу: много нервных клеток, афферентных и промежуточных, связаны с небольшим количеством мотонейронов (схема). В результате возбуждение большого количества афферентных клеток активизирует относительно немного мотонейронов.

Так как каждый мотонейрон связан с несколькими афферентными или промежуточными клетками одновременно, суммарная реакция мотонейронов на раздражение афферентов может быть меньше, слабее, чем можно ожидать при раздражении частей афферентов.

Сложные синаптические связи между клетками нервного центра приводят к тому, что клетки образуют различные сети, кольцевые структуры, в которых может долго без затухания циркулировать возбуждение. Такое возбуждение называется тоническим. Если такой центр управляет мышцами, то мышцы будут находиться в состоянии небольшого напряжения – тонуса. Тонус, по-видимому, помогает поддерживать постоянное рабочее состояние. При необходимости, тонический режим можно легко усилить или, наоборот, затормозить.

 Для некоторых больших структурно-функциональных образований мозга характерна постоянная тоническая активность. Таким очень важным образованием является ретикулярная формация (РФ) ствола мозга. Она оказывает возбуждающее влияние на кору больших полушарий, исполняет роль своеобразной энергетической станции головного мозга. Благодаря этому кора больших полушарий находится в состоянии тонуса, необходимого для рабочей деятельности, если уровень возбуждения РФ снижается, активность коры также падает. Это характерно, в частности, для состояния сна.

Иногда тоническая активность нервных центров носит правильный, упорядоченный характер. Это характерно, например, длядыхательного центра. Такой вид тонуса отвечает за определенный функциональный ритм, а также может служить своего рода, биологическими часами. Это может быть очень важной функцией нервных центров.

Биологические часы отсчитывают суточные ритмы (например, сон – бодрствование), а также ритмы с более длинным (недели, месяцы и более) периодом. Исходя из общих соображений, можно предположить, что с помощью таких "часов" можно отсчитывать время последовательного включения мышц при выполнении сложно-координированных движений.

Однако важно отметить, что тонус нервных центров во многих случаях может меняться под действием раздражений, поступающих от рецепторов. Известно, что ритм дыхательного центра продолговатого мозга меняется при изменении концентрации СО₂и О₂в крови. Пределы изменения ритма, по-видимому, определяются таким важным свойством нервного центра, как лабильность.        

В ряде случаев нервному центру можно навязать какой-то новый ритм работы. Это можно легко обнаружить при раздражении некоторых нервных центров низших животных (например, лимфатического центра амфибий). Относительно легко можно менять ритм работы, многих двигательных центров человека. Именно поэтому в процессе тренировок можно обучить нервные центры работать чаще, в более высоком ритме. Правда, увеличения ритма не очень велики.