Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

Депрессия

Тема 1. Общая физиология нервной системы. Вопросы для подготовки к занятию

  1. Общая характеристика
    строения и функции нервной системы.

  2. Механизма связи
    между нейронами. Структура, функция и
    свойства синапсов. Медиаторы, процесс
    их высвобождения.

  3. Рефлекторный
    принцип деятельности нервной системы.
    Рефлекторная дуга.

  4. Нервные центры и
    их свойства. Торможение в ЦНС.

  5. Опыты
    И.М.Сеченова по изучению торможения в
    ЦНС. Современные представления о
    механизмах центрального торможения.
    Функции тормозных синапсов.

  6. Виды торможения
    в нервных центрах и их характеристики.

  7. Взаимосвязь
    между процессами возбуждения и
    торможения. Координация деятельности
    нервных центров.

  8. Функциональная
    система. Архитектура функциональной
    системы. Роль П.К. Анохина в создании
    учения о функциональных системах.

  9. Методы исследования
    ЦНС.

  10. Сегментарный
    и межсегментарный принципы работы
    спинного мозга. Его центры, проводящие
    пути; рефлекторная деятельность спинного
    мозга. Роль корешков спинного мозга.

Одним
из свойств нервных центров является
суммация (временная и пространственная).

При
одиночном раздражении нейрона возникает
ВПСП подпороговой величины. Если же
поступает серия раздражений, когда ВПСП
от предыдущих воздействий не успевает
затухать, то последующие ВПСП суммируются
и достигают порогового уровня. В
результате в нейроне возникает ПД
(временная суммация).

Пространственная
суммация наблюдается при одновременном
поступлении импульсов по нескольким
аксонам к одному нейрону и в нейроне
возникает ВПСП, достаточный для развития
ПД.

Цель
работы.
Исследовать временную и пространственную
суммации.

Объект
исследования,
материалы и
оборудование.
Лягушка, препаровальные инструменты,
штатив, булавки, марля, вата, фильтровальная
бумага, 0,1%-ный р-р Н2SO4,
стакан с водой, стимулятор, чашка Петри.

Ход
работы.Временная
суммация.
Спинальную лягушку подвешивают на
штативе. К стопе задней лапки подводят
провода, соединенные со стимулятором.
Находят величину раздражения, вызывающего
рефлекторное сгибание лапки и уменьшают
до такой величины, при которой одиночный
раздражитель не вызывает рефлекторного
сгибания лапки. Затем действуют на лапку
сначала редкими раздражителями, а потом
частыми и наблюдают за реакцией лягушки.

Пространственная
суммация.
Спинальную лягушку подвешивают на
штативе. На кожу голени накладывают
кусочек фильтровальной бумаги, смоченный
р-ром Н2SO4,
и определяют время рефлекса. Затем на
кожу голени и бедра накладывают несколько
смоченные кислотой кусочков фильтровальной
бумаги и наблюдают за реакцией лягушки.

Лимбическая
система – функциональное объединение
структур ЦНС, обеспечивающее
эмоционально-мотивационные компоненты
поведения и интеграцию функций организма.

К
ЛС относятся следующие анатомические
образования: древняя кора (обонятельная
луковица и обонятельный бугорок,
периамигдалярная и препириформная
кора), старая кора (гиппокамп, зубчатая
и поясная извилины) и подкорковые ядра
(миндалина и ядра перегородки). Нередко
к ЛС относят зоны коры лобной и височной
долей, гипоталамус и РФ среднего мозга.

В
тесном взаимодействии с отделами КГМ
ЛС отвечает на афферентную информацию
с различных рецепторных полей тела и
внутренних органов участвуя в регуляции
вегетативных функций (поэтому ее часто
называют висцеральным мозгом); организации
поведенческих актов (половых,
оборонительных, пищевых); формировании
мотиваций и эмоций; обучении; хранении
информации (памяти), смене фаз сна и
бодрствования.

За что отвечают те или иные разновидности

Есть несколько видов рефлексов, которые замыкаются в спинном мозге. По нескольким признакам они делятся на группы, в первую очередь по рецепторам, раздражение которых запускает рефлекс. Первые носят название проприоцептивных, вторые — висцероцептивные, а также кожные, которые имеют характер защиты организма от воздействия извне.

Также такое понятие, как спинальный рефлекс, имеет смысл объединить по органам. Вызвать рефлексы можно с конечностей, живота, тазовых органов. Рефлексы бывают условными, которые вырабатываются в процессе жизни, и безусловными, с ними человек появляется на свет.

Наиболее знакомыми всем являются сгибательные рефлексы, которые делят на фазные и тонические. Фазным называется ответ на раздражитель в виде однократного сгибания в результате однократного раздражения кожи или проприорецепторов. Двигательные рефлексы приводят в возбуждение мотонейроны мышц, которые ответственны у человека за сгибание, автоматически тормозятся участки, которые отвечают за разгибание.

Рефлексы тонического характера могут быть сгибательными или разгибательными, возникают в ответ на растяжение мышцы, возбуждения проприорецепторов. Их задача у человека состоит в том, чтобы поддерживать позу. Тоническое сокращение является основой многих движений.

Разгибательные рефлексы наравне со сгибательными могут быть фазными и тоническими. Возникновение их происходит с проприорецепторов, которые расположены в области мышц, выполняющих функцию разгибания. Фазные рефлексы являются результатом однократного раздражения рецепторов мышц. Примером, который будет понятен, может стать удар по сухожилию четырехглавой мышцы бедра в области коленного сустава, в результате воздействия возникает коленный рефлекс на разгибание вследствие сократительной активности мышцы.

Как уже упоминалось, соматические рефлексы являются двигательными, однако различают и вегетативные рефлексы спинного мозга. Первая группа делится на кожные и сухожильные рефлексы, рецепторный участок которых находится в области сухожилия. Если в результате того или иного воздействия растягивается сухожилие, возбуждаются рецепторы растяжения и потом сигнал передается на воспринимающие участки, а затем через двигательные нейроны, которые называются альфа, на мышцы, в результате они сокращаются. Это характерно для мышц разгибательной группы, на основе этого врач проверяет коленный, ахиллов, локтевой рефлексы и многие другие.

В отличие от действия, которое дают сухожильные рефлексы с поверхности кожи, вызываются они в результате раздражения рецепторов кожи, но проявление их происходит в виде двигательной реакции, во многих ситуациях реакции защиты организма от воздействия. Подобными рефлексами, которые может проверить врач, являются подошвенный и брюшной.

Разновидностей вегетативных рефлексов всего две: одни симпатические, другие парасимпатические. Первый и второй вариант являются реакцией, которую дают органы в ответ на раздражение рецепторов кожи, внутренностей и мышц. За счет скопления вегетативных нейронов в спинном мозге образуются низшие центры, которые отвечают за тонус сосудов, работу сердца, диаметр просвета бронхов, количество отделения пота, мочи, кала, половые функции (эрегированность члена) и эякуляцию.

Работа 1. Рефлексы спинного мозга и анализ рефлекторной дуги

Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

Материальным субстратом рефлекса
является рефлекторная дуга, состоящая
из рецептора, афферентного нейрона,
промежуточного нейрона, эфферентного
нейрона и эффектора.

Цельработы.
Путем выключения отдельных частей
рефлекторной дуги убедиться в необходимости
целостности рефлекторной дуги для
осуществления рефлекса.

Объектисследования,
материалы и оборудование.
Лягушка, штатив с зажимом, препаровальные
инструменты, стаканчик с 1% р-ром Н2SO4,
фильтровальная бумага, стакан с водой,
салфетка, чашка Петри.

Ход
работы. У
лягушки удаляется головной мозг. Для
этого отрезают верхнюю челюсть, позади
глаз (животное без головного мозга
называется спинальным). Такую лягушку
подвешивают на штатив (рис. 6). После
удаления головного мозга временновозникает
шок, поэтому исследования рефлексов
проводят через 5-6 мин после удаления
головного мозга.

Опыт проводят в следующей последовательности:

  1. фильтровальную
    бумагу смоченную р-ром Н2SO4
    накладывают
    на кожу стопы или голени;

  2. с
    голени удаляют кожу и на обнаженную
    мышцу вновь накладывают фильтровальную
    бумагу;

  3. на
    другой лапке разрезают кожу бедра с
    задней стороны, отпрепаровывают
    седалищный нерв и перерезают его, на
    кожу голени или стопы этой же лапки
    снова кладут смоченную Н2SO4
    фильтровальную
    бумагу;

  4. фильтровальную
    бумагу с Н2SO4
    накладывают
    на кожу брюшка и передних лапок;

  5. в
    спинномозговой канал лягушки вводят
    зонд (разрушают спинной мозг) и вновь
    фильтровальную бумагу с Н2SO4
    прикладывают
    к коже брюшка и передних лапок.

Рис.
6.
Установка для изучения спинномозговых
рефлексов на спинальной лягушке.

Кора
головного мозга – слой серого вещества
(состоит из множеств нейронов, а также
клеток – астроцитов и олигодендроцитов),
покрывающий большие полушария. Благодаря
складкам кора имеет большую поверхность.

На
основании эволюционного подхода, кору
делят на древнюю (архикортекс), старую
(палекортекс) и новую (неокортекс).

К
древней коре
относят обонятельный мозг – обонятельные
луковицы (связаны афферентными путями
с эпителием носовой полости), обонятельные
тракты и обонятельные бугорки, где
расположены вторичные обонятельные
центры.

От
обонятельного мозга отходят пути,
направляющиеся к грушевидной доле,
гиппокампу, лобной и височной долям
коры. Связь обонятельного тракта со
старой корой объясняет наличие
эмоционального компонента в обонятельном
восприятии.

Старую
кору составляют
ряд структур, входящих в состав ЛС:
поясная извилина, гиппокамп, миндалина.
При воздействиях на старую кору изменяются
вегетативные функции, дыхание, половое
и эмоциональное поведение животного.

Новая
кора
(неокортекс) имеет наиболее сложное
строение с упорядоченными нервными
клетками и волокнами. Нейроны и их
отростки в коре разнообразны по форме
и расположены слоями.

Неокортекс
является местом схождения всех
чувствительных путей, а также выхода
двигательных путей на скелетные мышцы.

Основной
афферентный вход в кору образован
аксонами нейронов ядер таламуса
(таламокортикальные проекционные пути),
а главные эфферентные пути коры
представлены аксонами больших пирамидных
клеток (длинные аксоны образуют нисходящий
пирамидный тракт, а короткие нейроны
являются возбуждающими и тормозными
интернейронами).

Отдельные
области коры имеют разную функциональную
специализацию и получают импульсацию
от неспецифических ядер таламуса. В
соответствии с этим кору делят на
проекционные
иассоциативные
области.

Зоны,
в которых проецируются специфические
афферентные системы, составляют
проекционные (сенсорные) области. К ним
относятся соматосенсорные (теменная
доля), зрительная (затылочная зона),слуховая
(височная доля) и вкусовая (теменная
доля).

Медицинская реабилитация

Ассоциативные
области находятся в лобной, височной и
затылочно-теменной долях. Все они
получают импульсацию от проекционных
областей и друг от друга. Это, а также
сигналы от неспецифических ядер таламуса
– поддерживает активное состояние
(тонус) коры.

Функция
ассоциативных областей заключается в
анализе и синтезе поступающих к ним
сигналов. Здесь соотносятся друг с
другом физические параметры раздражителя
и формируется его интегральный образ.
Некоторые ассоциативные области
(височная доля) участвуют в хранении
долговременной памяти.

Моторные
области в прецентральной извилине
(первичная двигательная область) и на
медиальной поверхности коры (вторичная
двигательная область) управляют
деятельностью мышц. Каждая группа
нервных клеток (обычно расположены
колонками) в этих зонах отвечает за
активность мотонейронов, иннервирующих
отдельные мышцы (раздражение участков
моторной коры вызывает сокращение
определенных мышц на противоположной
половине тела).

Аксоны
нейронов двигательной коры образуют
кортикоспинальный тракт, а также
направляются к ядрам экстрапирамидной
системы (в том числе – красному и
ретикулярным ядрам).

Моторные
области получают афферентные импульсы
от соматосенсорных рецепторов (через
таламус). Ассоциативными волокнами они
связаны с проекционными зонами, что
обеспечивает поступление зрительной,
слуховой и другой сенсорной информации,
необходимой для управления произвольными
движениями.

С деятельностью КГМ и подкорковых
образований связаны высшие функции ЦНС
животных – способность к выработке
условных рефлексов, мышление, запоминание,
формирование сложных поведенческих
актов.

Рефлексы в области шеи

Суть рефлекса позы состоит в том, чтобы перераспределить тонус мышц, как результат изменения пространственного положения тела или отдельных его частей. В их осуществлении могут участвовать различные отделы центральной нервной системы (ЦНС). В спинном мозге они замыкаются на уровне шеи. Были установлены голландским физиологом Магнусом в 1924 году в опытах, которые он проводил на кошках. Разновидностей всего две, возникают они при наклоне и повороте головы.

В результате наклона головы вниз или вперед повышается тонус мышц — сгибателей передних конечностей и разгибателей задних конечностей животного. Результатом становится то, что происходит сгибание передних конечностей и разгибание задних.

Если голову животного отклонить вверх или назад, рефлекторный путь имеет противоположное направление. Источником становятся проприорецепторы, располагающиеся в области мышц и фасций шеи. Когда животное живет в среде обитания, шансы его добыть пищу возрастают при условии, если она находится ниже или выше головы.

Возникновение рефлексов второй группы возможно с тех же рецепторных зон, но при условии поворота или наклона головы животного вправо или влево. Тонус разгибательной группы мышц повышается на обеих конечностях на той стороне, куда повернута голова. Суть состоит в том, чтобы сохранить позу, которая может нарушаться в результате смещения центра тяжести.

Работа 2. Определение времени рефлекса

Время
рефлекса – это период от начала действия
раздражителя до начала рефлекса. Время
рефлекса зависит от силы раздражителя,
площади раздражаемого рецептивного
поля, структуры рефлекторной дуги.

Цель
работы.
Установить зависимость времени рефлекса
от силы раздражения.

Объект
исследования, материалы и оборудование.
Лягушка,
штатив с зажимом, препаровальные
инструменты, салфетка, стаканчики с
0,1, 0,3, 0,5 и 1%-ными р-рами Н2SO4,
кусочки фильтровальной бумаги, стакан
с водой, чашка Петри.

Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

Ход
работы.
Спинальную лягушку подвешивают на
штативе. На кожу стопы задней лапки
накладывают фильтровальную бумагу,
смоченную 0,1%-ным р-ром Н2SO4,
и определяют время рефлекса.

Такие
же измерения проводят при использовании
0,3, 0,5 и 1%-ных р-ров Н2SO4.
После каждого опыта лапку обмывают
водой.

Работа 4. Исследование рефлексов у сельскохозяйственных животных

Для
оценки функционального состояния
мышечно-суставного аппарата и ЦНС
исследуются кожные и двигательные
рефлексы.

Цель
работы.
Ознакомиться с методиками исследования
рефлексов, применяемых в ветеринарнойклинике.

Объект
исследования, материалы и оборудование.
Лошадь,
корова, перкуссионный молоточек,
секундомер, вата, тонкая кисточка, игла.

Ход
работы.
Исследование рефлексов лучше проводить
на лошадях. Подходят к животному с левой
стороны (соблюдая предосторожности).

Корнеальный
(роговичный) рефлекс.
Тонким кусочкомваты
дотрагиваются до роговицы и наблюдают,
как животное мигает или смыкает веки.

Рефлекс
холки. Слегка
прикасаются к коже холки и наблюдают,
происходит ли сокращение подкожной
мышцы.

Рефлекс
спины.
Надавливают пальцами на поясничную
область позвоночника и отмечают,
прогибается ли спина.

Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

Брюшные
рефлексы.
Рукояткой перкуссионного молоточка
производят штриховые раздражения кожи
брюшной стенки. Наблюдают, сокращаются
ли брюшныемышцы.

Рефлекс
хвоста.
Прикасаются перкуссионным молоточком
к коже у внутренней поверхности хвоста
и смотрят, подтягивается ли хвост к
промежности.

Анальный
рефлекс.
Прикасаются перкуссионным молоточком
к коже в области ануса. Наблюдают
сокращение наружного анального сфинктера.

Коленный
рефлекс. У
животного немного приподнимают
конечности, добиваясь расслабления
мышц. Слегка ударяют перкуссионным
молоточком по прямой связке несколько
ниже коленной чашечки. Наблюдают,
происходят ли разгибательные движения
коленногосустава в
ответ на постукивание молоточком.

Ахиллов
рефлекс.
Поднимают конечность и удерживают ее
в слегка отведенном кзади положении
(как при ковке), добиваясь расслабления
мышц. Затем перкуссионным молоточком
наносят короткий удар по ахиллову
сухожилию на 10-15 см выше пяточного бугра.
При этом скакательный, сустав должен
разгибаться, а путовый и венечный суставы
сгибаться.

Координация деятельности

У человека рефлексы спинного мозга и их рецептивные поля расположены в местах на всем протяжении мозга, однако в организме все сочетается в единую систему. Достигается цель за счет согласованного порядка работы нейронов, которыми образованы центры рефлекторной деятельности. Даже самое примитивное движение, которое требует расслабления или напряжения мышц, происходит согласованно.

Примером может стать распространенный случай, когда человек наступает на колючий предмет стопой. Рефлекторно активизируется моторный центр, одна нога поднимается, зато нагружается вторая, причем сильнее, чем это происходит всегда, повышается и тонус разгибательной группы мышц, а явление получило название перекрестного разгибательного рефлекса.

Но при этом организм должен сохранить равновесие в пространстве, это достигается изменением положения головы и туловища, для этого одна группа мышц сокращается, а вторая расслабляется. Действия имеют небольшую по величине силу, но и не меньше той, которую требует ситуация, произойти все должно в считанные секунды, но не сразу, а в последовательности, которая заранее определена.

Также и работой мышцы управляет не один мотонейрон, он может отвечать только за часть волокна мышцы. Группа требуется для получения рефлекторного ответа и расположена она в нескольких сегментах, на которые делится мозг. Активация происходит при поступлении информации от нейронов, отвечающих за чувствительность, они получают ее от рецепторов.

Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

При растяжении только одной мышцы в эксперименте происходит активация нескольких сотен нейронов, отвечающих за чувствительность, каждый из них приводит в активное состояние от 100 до 150 мотонейронов. Способ взаимодействия нейронов, при котором один чувствительный нейрон отростками активирует другие, количество которых больше, носит название «дивергенции».

Есть и противоположное явление вышеописанному: группа чувствительных нервных клеток имеет направление окончаний аксонов к одним и тем же двигательным нейронам, подобное получило название «ковергенции». Связь клеток внутри центра предопределена на уровне генетического наследования, как и связи с определенными чувствительными нервными клетками.

Чтобы образовать связи в большом количестве восходящих и нисходящих нейронов, в организме есть промежуточные нейроны, их доля составляет примерно 99,98% от всего числа нервных клеток. Среди промежуточных имеются те, которые отвечают за возбуждение или торможение, их отростки могут заканчиваться на одном двигательном нейроне. Есть и такие промежуточные клетки, которые могут соединять двигательные с чувствительными, когда количество первых больше в 5-10 раз.

Основываясь на этом, Шеррингтоном сформулирована закономерность, которая получила название общего конечного пути. В этом подразумевается один стереотипный ответ движения на различные чувствительные стимулы. Примером может стать поворот головы, выполняемый одинаково при условии ориентировочного рефлекса, в ответ на зрительный, звуковой или температурный раздражитель.

Конечным пунктом являются всегда двигательные нейроны, приводящие в движение мышцы шеи. А вот восходящие звенья рефлекса могут быть различными. Так, если действуют одновременно несколько раздражителей, ответ будет только на один, который является наиболее важным в этот момент. В подобной ситуации активный доминирующий центр подавляет другие участки возбуждения. Еще в начале прошлого столетия физиологом из Петербурга А. А. Ухтомским было сформулировано понятие о доминантном очаге возбуждения.

Координируются сухожильные рефлексы, как и любые другие, согласованной работой центров, которые расположены в различных частях мозга. Объединяют их проводящие пути, а также иерархическая организация работы. Современная литература, которая посвящена физиологии движений, говорит не о рефлекторной, а о программной организации центральной нервной системы у человека.

Рефлексы спинного мозга, их разновидности и функции

Тема рефлексов настолько сложна, что ею занимается большое число ученых, проводя сотни экспериментов. Разобраться со всем просто не представляется возможным в рамках одной статьи. Стоит отметить, что выше описаны физиологические рефлексы, которые есть в норме у человека. Но для врача имеют значение патологические рефлексы, которые помогают диагностировать то или иное заболевание и начать своевременное лечение. Больше с этой темой знаком врач — невролог или нейрохирург.

Оцените статью
UfaProNet.ru