La regolazione dell'attività nervosa è un processo di eccitazione e inibizione nel sistema nervoso centrale. Inizialmente, si presenta come una reazione elementare all'irritazione. Nel processo di evoluzione, le funzioni neuroumorali sono diventate più complesse, portando alla formazione delle principali divisioni del sistema nervoso ed endocrino. In questo articolo, studieremo uno dei principali processi: l'inibizione nel sistema nervoso centrale, i tipi e i meccanismi della sua attuazione.
Tessuto nervoso, sua struttura e funzioni
Una delle varietà di tessuti animali, chiamata nervosa, ha una struttura speciale che provvede sia al processo di eccitazione che aziona le funzioni di inibizione nel sistema nervoso centrale. Le cellule nervose sono costituite da un corpo e da processi: corti (dendriti) e lunghi (assone), che assicurano la trasmissione degli impulsi nervosi da un neurocita all' altro. L'estremità dell'assone di una cellula nervosa entra in contatto con i dendriti del neurocita successivo in luoghi chiamati sinapsi. Forniscono la trasmissione di impulsi bioelettrici attraverso il tessuto nervoso. E l'eccitazionesi muove sempre in una direzione - dall'assone al corpo o ai dendriti di un altro neurocita.
Un' altra proprietà, oltre all'eccitazione, che si verifica nel tessuto nervoso, è l'inibizione nel sistema nervoso centrale. È una risposta del corpo all'azione di un irritante, che porta a una diminuzione o alla completa cessazione dell'attività motoria o secretoria, a cui partecipano i neuroni centrifughi. L'inibizione nel tessuto nervoso può verificarsi anche senza eccitazione preventiva, ma solo sotto l'influenza di un mediatore inibitorio, come il GABA. È uno dei principali trasmettitori di frenata. Qui puoi anche nominare una sostanza come la glicina. Questo amminoacido è coinvolto nel potenziamento dei processi inibitori e stimola la produzione di molecole di acido gamma-aminobutirrico nelle sinapsi.
I. M. Sechenov e il suo lavoro in neurofisiologia
Un eccezionale scienziato russo, ideatore della teoria dell'attività riflessa del cervello, ha dimostrato la presenza nelle parti centrali del sistema nervoso di speciali complessi cellulari capaci di inattivare i processi bioelettrici. La scoperta di centri di inibizione nel sistema nervoso centrale è diventata possibile grazie all'uso di tre tipi di esperimenti di I. Sechenov. Questi includono: il taglio di sezioni della corteccia in diverse aree del cervello, la stimolazione dei singoli loci della materia grigia da parte di fattori fisici o chimici (corrente elettrica, soluzione di cloruro di sodio), nonché il metodo di eccitazione fisiologica dei centri cerebrali. I. M. Sechenov è stato un eccellente sperimentatore, effettuando tagli ultra precisi nell'area tra i tubercoli visivi e direttamente inil talamo di rana stesso. Osservò una diminuzione e una completa cessazione dell'attività motoria degli arti dell'animale.
Così, un neurofisiologo ha scoperto un tipo speciale di processo nervoso: l'inibizione nel sistema nervoso centrale. Considereremo i tipi e i meccanismi della sua formazione in modo più dettagliato nelle sezioni seguenti, e ora ci concentreremo ancora una volta su questo fatto: in reparti come il midollo allungato e i tubercoli visivi, c'è un sito chiamato inibitorio, o " Sechenov" centro. Lo scienziato ha anche dimostrato la sua presenza non solo nei mammiferi, ma anche negli esseri umani. Inoltre, I. M. Sechenov ha scoperto il fenomeno dell'eccitazione tonica dei centri inibitori. Capì con questo processo una leggera eccitazione nei neuroni centrifughi e nei muscoli ad essi associati, così come nei centri nervosi di inibizione stessi.
I processi neurali interagiscono?
La ricerca di importanti fisiologi russi I. P. Pavlov e I. M. Sechenov ha dimostrato che il lavoro del sistema nervoso centrale è caratterizzato dal coordinamento delle reazioni riflesse del corpo. L'interazione dei processi di eccitazione e inibizione nel sistema nervoso centrale porta ad una regolazione coordinata delle funzioni corporee: attività motoria, respirazione, digestione, escrezione. I processi bioelettrici si verificano simultaneamente nei centri nervosi e possono cambiare costantemente nel tempo. Ciò garantisce la correlazione e il tempestivo passaggio dei riflessi di risposta ai segnali provenienti dall'ambiente interno ed esterno. Numerosi esperimenti condotti da neurofisiologi hanno confermato il fatto che l'eccitazione e l'inibizione nel sistema nervoso centrale sonofenomeni nervosi chiave, che si basano su determinate regolarità. Soffermiamoci su di loro in modo più dettagliato.
I centri nervosi della corteccia cerebrale sono in grado di distribuire entrambi i tipi di processi in tutto il sistema nervoso. Questa proprietà è chiamata irradiazione di eccitazione o inibizione. Il fenomeno opposto è una riduzione o limitazione dell'area del cervello che propaga i bioimpulsi. Si chiama concentrazione. Gli scienziati osservano entrambi i tipi di interazioni durante la formazione dei riflessi motori condizionati. Durante la fase iniziale della formazione delle capacità motorie, a causa dell'irradiazione dell'eccitazione, diversi gruppi muscolari si contraggono contemporaneamente, non necessariamente partecipando allo svolgimento dell'atto motorio in formazione. Solo dopo ripetute ripetizioni del complesso formato di movimenti fisici (pattinaggio, sci, ciclismo), come risultato della concentrazione dei processi di eccitazione in specifici focolai nervosi della corteccia, tutti i movimenti umani diventano altamente coordinati.
Il cambiamento nel lavoro dei centri nervosi può verificarsi anche a causa dell'induzione. Si manifesta quando è soddisfatta la seguente condizione: prima c'è una concentrazione di inibizione o eccitazione e questi processi devono essere di forza sufficiente. Nella scienza sono noti due tipi di induzione: la fase S (l'inibizione centrale nel sistema nervoso centrale migliora l'eccitazione) e la forma negativa (l'eccitazione provoca il processo di inibizione). C'è anche l'induzione sequenziale. In questo caso, il processo nervoso è invertito nel centro nervoso stesso. Ricercai neurofisiologi hanno dimostrato il fatto che il comportamento dei mammiferi superiori e dell'uomo è determinato dai fenomeni di induzione, irradiazione e concentrazione dei processi nervosi di eccitazione e inibizione.
Inibizione incondizionata
Consideriamo più in dettaglio i tipi di inibizione nel sistema nervoso centrale e soffermiamoci sulla sua forma, che è inerente sia agli animali che all'uomo. Il termine stesso è stato proposto da I. Pavlov. Lo scienziato ha considerato questo processo come una delle proprietà innate del sistema nervoso e ne ha individuato due tipi: sbiadito e costante. Soffermiamoci su di loro in modo più dettagliato.
Supponiamo che ci sia un focus di eccitazione nella corteccia che genera impulsi all'organo di lavoro (muscoli, cellule secretorie delle ghiandole). A causa dei cambiamenti nelle condizioni dell'ambiente esterno o interno, sorge un' altra area eccitata della corteccia cerebrale. Produce segnali bioelettrici di maggiore intensità, che inibiscono l'eccitazione nel centro nervoso precedentemente attivo e il suo arco riflesso. L'inibizione sbiadita nel sistema nervoso centrale porta al fatto che l'intensità del riflesso di orientamento diminuisce gradualmente. La spiegazione di ciò è la seguente: lo stimolo primario non provoca più il processo di eccitazione nei recettori del neurone afferente.
Un altro tipo di inibizione, osservata sia nell'uomo che negli animali, è dimostrata dall'esperimento condotto dal premio Nobel nel 1904 IP Pavlov. Durante l'alimentazione del cane (con la fistola rimossa dalla guancia), gli sperimentatori hanno attivato un segnale sonoro acuto: il rilascio di saliva dalla fistola si è interrotto. Lo scienziato ha chiamato questo tipo di inibizione trascendentale.
Essendo una proprietà innata, l'inibizione nel sistema nervoso centraleprocede per un meccanismo riflesso incondizionato. È abbastanza passivo e non provoca il consumo di una grande quantità di energia, portando alla cessazione dei riflessi condizionati. La costante inibizione incondizionata accompagna molte malattie psicosomatiche: discinesie, paralisi spastica e flaccida.
Cos'è un freno in dissolvenza
Continuando a studiare i meccanismi di inibizione nel sistema nervoso centrale, consideriamo quello che è uno dei suoi tipi, chiamato freno estinguente. È noto che il riflesso di orientamento è la reazione del corpo all'impatto di un nuovo segnale estraneo. In questo caso, si forma un centro nervoso nella corteccia cerebrale, che è in uno stato di eccitazione. Forma un arco riflesso, che è responsabile della reazione del corpo ed è chiamato riflesso di orientamento. Questo atto riflesso provoca l'inibizione del riflesso condizionato che sta avvenendo in quel momento. Dopo la ripetizione ripetuta di uno stimolo estraneo, il riflesso, detto indicativo, diminuisce gradualmente fino a scomparire. Ciò significa che non provoca più l'inibizione del riflesso condizionato. Questo segnale è chiamato freno di dissolvenza.
Quindi, l'inibizione esterna dei riflessi condizionati è associata all'influenza di un segnale estraneo sul corpo ed è una proprietà innata del sistema nervoso centrale e periferico. Uno stimolo improvviso o nuovo, ad esempio una sensazione di dolore, un suono estraneo, un cambiamento nell'illuminazione, non solo provoca un riflesso di orientamento, ma contribuisce anche all'indebolimento o addirittura alla completa cessazione del condizionatoarco riflesso attualmente attivo. Se un segnale estraneo (tranne il dolore) agisce ripetutamente, l'inibizione del riflesso condizionato si manifesta meno. Il ruolo biologico della forma incondizionata del processo nervoso è quello di realizzare la risposta del corpo allo stimolo, la più importante in questo momento.
Frenatura interna
L' altro nome usato nella fisiologia dell'attività nervosa superiore è inibizione condizionata. Il principale prerequisito per l'emergere di un tale processo è la mancanza di rinforzo dei segnali provenienti dal mondo esterno con riflessi innati: digestivi, salivari. I processi di inibizione nel sistema nervoso centrale che si sono verificati in queste condizioni richiedono un certo intervallo di tempo. Considera i loro tipi in modo più dettagliato.
Ad esempio, l'inibizione differenziale si verifica come risposta a segnali ambientali che corrispondono in ampiezza, intensità e forza allo stimolo condizionato. Questa forma di interazione tra il sistema nervoso e il mondo circostante consente al corpo di distinguere più sottilmente gli stimoli e isolare dalla loro totalità quello che riceve il rinforzo da un riflesso innato. Ad esempio, al suono di un richiamo con una forza di 15 Hz, supportato da una mangiatoia con cibo, il cane ha sviluppato una reazione salivare condizionata. Se all'animale viene applicato un altro segnale sonoro, con una forza di 25 Hz, senza rinforzarlo con il cibo, nella prima serie di esperimenti, la saliva verrà rilasciata dalla fistola nel cane ad entrambi gli stimoli condizionati. Dopo qualche tempo, l'animale differenzierà questi segnali e la saliva della fistola smetterà di secernere un suono con una potenza di 25 Hz, cioèsi svilupperà un'inibizione differenziale.
Libera il cervello dalle informazioni che hanno perso il suo ruolo vitale per il corpo - questa funzione è svolta proprio dall'inibizione nel sistema nervoso centrale. La fisiologia ha dimostrato empiricamente che le risposte motorie condizionate, ben fissate dalle abilità sviluppate, possono persistere per tutta la vita di una persona, ad esempio pattinando, andando in bicicletta.
Riassumendo, possiamo dire che i processi di inibizione nel sistema nervoso centrale sono l'indebolimento o la cessazione di alcune reazioni del corpo. Sono di grande importanza, poiché tutti i riflessi del corpo vengono corretti in base alle mutate condizioni e se il segnale condizionato ha perso il suo valore, possono persino scomparire completamente. Vari tipi di inibizione nel sistema nervoso centrale sono fondamentali per abilità della psiche umana come mantenere l'autocontrollo, distinguere gli stimoli e le aspettative.
Vista ritardata del processo nervoso
Empiricamente, puoi creare una situazione in cui la risposta del corpo a un segnale condizionato dall'ambiente esterno si manifesta anche prima dell'esposizione a uno stimolo incondizionato, come il cibo. Con un aumento dell'intervallo di tempo tra l'inizio dell'esposizione a un segnale condizionato (luce, suono, ad esempio, battiti del metronomo) e il momento di rinforzo fino a tre minuti, il rilascio di saliva agli stimoli condizionati sopra è sempre più ritardato e si manifesta solo nel momento in cui una mangiatoia con cibo appare davanti all'animale. Il ritardo nella risposta ad un segnale condizionato caratterizza i processi di inibizione nel sistema nervoso centrale, detti ritardatiuna forma in cui il suo tempo di flusso corrisponde all'intervallo di ritardo di uno stimolo incondizionato, come il cibo.
Il valore dell'inibizione nel sistema nervoso centrale
Il corpo umano, in senso figurato, è "sotto tiro" di un numero enorme di fattori dell'ambiente esterno e interno, ai quali è costretto a reagire ea formare molti riflessi. I loro centri nervosi e gli archi si formano nel cervello e nel midollo spinale. Il sovraccarico del sistema nervoso con un numero enorme di centri eccitati nella corteccia cerebrale influisce negativamente sulla salute mentale di una persona e riduce anche le sue prestazioni.
Basi biologiche del comportamento umano
Entrambi i tipi di attività del tessuto nervoso, sia l'eccitazione che l'inibizione nel SNC, sono alla base dell'attività nervosa superiore. Determina i meccanismi fisiologici dell'attività mentale umana. La dottrina dell'attività nervosa superiore è stata formulata da IP Pavlov. La sua interpretazione moderna è la seguente:
L'eccitazione e l'inibizione nel sistema nervoso centrale, che si verificano nell'interazione, forniscono processi mentali complessi: memoria, pensiero, parola, coscienza e formano anche complesse reazioni comportamentali umane
Per comporre una modalità di studio, lavoro e riposo scientificamente fondata, gli scienziati applicano la conoscenza delle leggi dell'attività nervosa superiore.
Il significato biologico di un processo nervoso così attivo come l'inibizione può essere determinato come segue. Cambiamenti nelle condizioni dell'ambiente esterno e interno (mancanza di rinforzosegnale condizionato da un riflesso innato) comporta adeguati cambiamenti nei meccanismi adattativi nel corpo umano. Pertanto, l'atto riflesso acquisito viene inibito (estinto) o scompare del tutto, poiché diventa inappropriato per il corpo.
Cos'è il sonno?
I. P. Pavlov nelle sue opere ha dimostrato sperimentalmente il fatto che i processi di inibizione nel sistema nervoso centrale e nel sonno sono della stessa natura. Durante il periodo di veglia del corpo, sullo sfondo dell'attività generale della corteccia cerebrale, vengono ancora diagnosticate le sue singole sezioni coperte da inibizione interna. Durante il sonno si irradia su tutta la superficie degli emisferi cerebrali, raggiungendo le formazioni sottocorticali: tubercoli visivi (talamo), ipotalamo, formazione reticolare e sistema limbico. Come ha sottolineato l'eccezionale neurofisiologo P. K. Anokhin, tutte le suddette parti del sistema nervoso centrale, responsabili della sfera comportamentale, delle emozioni e degli istinti, riducono la loro attività durante il sonno. Ciò comporta una diminuzione della generazione di impulsi nervosi provenienti da sotto la corteccia. Pertanto, l'attivazione della corteccia è ridotta. Ciò fornisce la possibilità di riposo e ripristino del metabolismo sia nei neurociti del cervello grande che in tutto il corpo nel suo insieme.
Le esperienze di altri scienziati (Hess, Economo) hanno stabilito complessi speciali di cellule nervose incluse nei nuclei non specifici dei tubercoli visivi. I processi di eccitazione diagnosticati in essi causano una diminuzione della frequenza dei bioritmi corticali, che può essere considerata una transizione da uno stato attivo(svegliarsi) dormire. Gli studi su parti del cervello come l'acquedotto di Sylvius e il terzo ventricolo hanno spinto gli scienziati all'idea di un centro di regolazione del sonno. È anatomicamente correlato alla parte del cervello responsabile della veglia. La sconfitta di questo locus della corteccia a causa di traumi o come risultato di disturbi ereditari nell'uomo porta a condizioni patologiche di insonnia. Notiamo anche il fatto che la regolazione di un processo così importante di inibizione per il corpo come il sonno è svolta dai centri nervosi del diencefalo e dai nuclei sottocorticali: caudato, a mandorla, recinto e lenticolare.
