План лекции: Общая характеристика функций спинного мозга Нейронная организация спинного мозга. Сегментарный и межсегментарный принцип работы спинного мозга
| Вид материала | Лекции |
- Название работы, 116.86kb.
- Название работы, 5377.92kb.
- Программа научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургического лечения, 33.37kb.
- Цель: систематизировать полученные знания о строении и функциях головного и спинного, 39.31kb.
- Аневризмы сосудов головного и спинного мозга, 45.11kb.
- Нейроны и глиальные клетки: общая характеристика, разнообразие, функции. Серое и белое, 2972.29kb.
- Острая вирусная инфекция, поражающая нервную систему (серое вещество спинного мозга), 22.2kb.
- 1. «Развитие спинного и головного мозга. Особенности цнс у новорожденных»,7 мин, 47.46kb.
- "Мозжечковые расстройства", 189.18kb.
- Применение квч-рефлексотерапии в ранннем и позднем восстановительном периоде перинатальных, 163.37kb.
^ 1.3. Соматотопическая организация представительства рецепторов в ядрах таламуса
Каждое из специфических ядер таламуса отвечает за свой вид чувствительности, так как они, как и к.б.п. имеют соматотопическую локализацию - т.е. возбуждение от определенного рецептора поступает в определенный участок специфических ядер таламуса.
^ 1.4. Таламо-кортикальные и корково-таламические взаимоотношения. Кольцевое взаимодействие корковых нейронов со специфическими ядрами таламуса.
Таламо-кортикальные взаимоотношения: через неспецифические ядра таламуса в кору мозга поступают восходящие активирующие влияния от ретикулярной формации мозгового ствола. Раздражение неспецифических ядер таламуса оказывает влияние на электрическую активность к.б.п - вызывает «реакцию активации» или десинхронизации – переход от медленных ритмов колебаний электрических потенциалов к частым в коре мозга.
^ Корково-таламическме взаимоотношения: к.б.п. оказывает тормозящее влияние на специфические ядра таламуса. Ослабление потока афферентных импульсов к коре приводит к устранению бесполезной информации. При этом, до коры доходит только наиболее важная информация. (Принцип суживающейся воронки).
Большинство областей коры связано двусторонними – афферентными и эфферентными – путями со специфическими ядрами таламуса. По восходящим путям афферентные импульсы с периферии поступают в сенсорные зоны к.б.п. В свою очередь нейроны этих зон посылают нисходящие волокна к тем же ядрам таламуса. По этим нисходящим волокнам проходят импульсы, могущие изменять передачу афферентных сигналов к коре через ядра таламуса.
^ Благодаря существованию двусторонних связей между клетками коры и специфическими ядрами таламуса устанавливается кольцевое взаимодействие. Полагают, что циркуляция импульсов по таламокортикальному кольцу является одним из важных механизмов удержания следов раздражения в к.б.п. Так показано, что короткий, но достаточно сильный стимул вызывает длительную циркуляцию низкочастотных колебаний потенциалов между корой и таламусом.
^ 2. Физиология гипоталамуса
Гипоталамус является частью промежуточного мозга и входит в состав л.с., организует эмоциональные и поведенческие реакции и поддержание гомеостаза организма. В гипоталамусе выделяют около 50 пар ядер, которые топографически разделяют на 5 групп: преоптическая группа, передняя, средняя наружная и задняя группа ядер.
^ 2.1. Афферентные и эфферентные связи гипоталамуса. Гипоталамическое животное
Гипоталамус имеет афферентные с обонятельным мозгом, базальными ганглиями, таламусом, гиппокампом, РФ ствола мозга, л.с. и КБП.
Эфферентные связи гипоталамуса разделяют на 2 группы: восходящие пути – к таламусу, лимбической системе и новой коре, нисходящие пути – к гипофизу, вегетативным центрам ствола мозга и спинного мозга.А также от собственных рецепторов.
Гипоталамическое животное – это животное, у которого произведена перерезка выше гипоталамуса. Для него характерно сохранение рефлексов ниже лежащих отделов ЦНС. У него отсутствуют выраженные приобретенные навыки и рефлексы. Животное с разрушенным гипоталамусом жизнеспособно при тщательном уходе: оно перестает испытывать биологические потребности, не способно реагировать на опасность, не проявляет эмоций, пойкилотермно.
^ 2.2. Функциональные особенности нейронов гипоталамуса
Специфику функций гипоталамуса определяют особенности его нейронов:
1) Нейроны некоторых ядер гипоталамуса обладают рецепторной функцией. Они способны изменить свою импульсацию в ответ на изменение химического состава плазмы крови (возбуждаются при изменении концентрации отдельных ингредиентов и показателей притекающей к ним крови – глюкозы, аминокислот, температуры крови, осмотического давления и т.д.)
^ 2) отсутствие гематоэнцефалического барьера между нейронами гипоталамуса и кровью
3) способность нейронов к нейросекреции гормонов (АДГ, окситоцин, рилизинг-факторы), эндорфинов и других ФАВ
^ 4) триггерный механизм возбуждения нейронов (пусковой)
5) инертность функций – стойкость возбуждения нейронов, нейронное устройство удлиняет возбуждение нейронов до тех пор пока не будет удовлетворена биологическая мотивация (например, центр голода, расположенный в латеральном гипоталамусе, находится в возбужденном состоянии пока не повысится уровень питательных веществ в крови)
^ 2.3. Гипоталамус – высший подкорковый центр вегетативных функций.
Гипоталамус является главным подкорковым центром, регулирующим вегетативные функции.
- раздражение передней группы ядер вызывает эффекты парасимпатической системы: сужение зрачка, брадикардию, снижение АД, усиление моторики и секреции ж-к-т.
- раздражение задней группы ядер активирует симпатические эффекты: расширение зрачка, тахикардию, повышение АД, торможение моторики и секреции ж-к-т.
^ Гипоталамус является центром терморегуляции:
- в задних ядрах располагается центр теплообразования. Возбуждение нейронов задних ядер приводит к повышению теплопродукции путем повышения обмена веществ, дрожания мышц и т.д.
- в передних ядрах расположен центр теплоотдачи. Возбуждение передних ядер приводит к повышению теплоотдачи путем расширения сосудов, усиления дыхания, потоотделения.
Ядра передней группы участвуют в регуляции вводно-солевого обмена, метаболизма (белкового, жирового и углеводного обмена), мочеиспускания, лактации и сокращении матки.
^ 2.4. Гипоталамо-гипофизарные связи
В гипоталамусе вырабатываются гормоны, оказывающие стимулирующее или тормозящее влияние на секрецию гормонов передней доли гипофиза (аденогипофиза), которые через кровь – нейрогуморальным путем - из гипоталамуса попадают в аденогипофиз.
В задней доле гипофиза (нейрогипофизе) происходит депонирование окситоцина и антидиуретического гормона (вазопрессина). Синтез этих гормонов осуществляется в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. Нейроны составляющие эти ядра имеют длинные аксоны, которые в составе ножки гипофиза образуют гипоталамо-гипофизарный тракт и достигают задней доли гипофиза. Синтезированные в гипоталамусе окситоцин и вазопрессин доставляются в нейрогипофиз путем аксонального транспорта с помощью специального белка переносчика.
^ 2.5. Гипоталамус как центр биологических мотиваций и эмоций
Мотивация (П.К. Анохин) – побуждение, влечение, стремление организма к удовлетворению потребностей, которое необходимо для поддержания постоянства гомеостаза. Постоянство гомеостаза – необходимое условие нормального протекания метаболизма в организме.
^ Мотивации подразделяют на биологические (пищевые, оборонительные) и социальные (стремление к власти, богатству, образованию и т.д.).
В области средних и боковых ядер гипоталамуса имеются группы нейронов рассматриваемых как центры голода и насыщения. Например, при голодании в крови происходит снижение содержания питательных веществ. Это приводит к активации определенных гипоталамических нейронов и развитию сложных поведенческих реакций, направленных на утоление чувства голода.
В гипоталамусе расположены такие центры как центр жажды, страха и ярости, удовлетворения, были открыты в экспериментах с вживлением электродов на лабораторных животных в 50-х гг. прошлого столетия (Хесс, Джеймс Олс и коллеги)
^ В гипоталамусе обнаружены нейроны ответственные за цикл сон-бодрствование, полового поведения. Так, во время операций Дельгадо раздражал ядра гипоталамуса, что вызывало у пациентов эйфорию, эротические переживания. Развитие патологических процессов в гипоталамусе может сопровождаться нарушением менструального цикла, ускорением полового созревания и т.д.
Эмоция – возбуждение, возникающее в виде субъективных переживаний (оценки) в ответ на раздражение из внешней или внутренней среды. Эмоции подразделяют на положительные и отрицательные.
Необходимо отметить, что без участия гипоталамуса не может быть реализована ни одна мотивация. Эксперименты на животных показали, что при разрушении гипоталамуса исчезают мотивации, животное перестает реализовывать оборонительные, пищевые, родительские и другие реакции, развивается эмоциональная тупость.
^ 3. Физиология лимбической системы
3.1 Структуры лимбической системы, их связи
Лимбическая система представляет собой функциональное объединение структур мозга, участвующих в организации эмоционально-мотивационного поведения, сложных форм поведения, таких как инстинкты, смена фаз цикла «сон-бодрствование». Лимбическая система оказывает регулирующее влияние на КБП и подкорковые образования, устанавливая необходимое соответствие уровней их активности. Лимбическую систему рассматривают как «помощника» гипоталамуса при реализации эмоций и мотиваций.
Структуры лимбической системы:
^ 1. Древняя кора (палеокортекс): обонятельные луковицы, обонятельный бугорок, прозрачная перегородка
2. Старая кора (архикортекс): гиппокамп, зубчатая фасция, поясная извилина
3. Структуры островковой коры и парагиппокампова извилина
^ 4. Подкорковые структуры: миндалины мозга, ядра перегородки, переднее таламическое ядро, мамилярные тела, гипоталамус.
Особенностью лимбической системы является наличие простых двусторонних связей и сложных путей, в виде множества функциональных замкнутых кругов, между ее структурами. Такая организация создает условия для длительного циркулирования одного и того же возбуждения в системе и, тем самым, сохранения в ней единого состояния и навязывания этого состояния другим системам мозга.
Например, круг Пейпеса включает структуры: гиппокамп, мамиллярные тела, передние ядра гипоталамуса, кора поясной извилины, парагиппокампова извилина, гиппокамп. Этот функциональный круг имеет отношение к памяти и процессам обучения.
Круги разного функционального назначения связывают лимбическую систему со многими структурами ЦНС, что позволяет ей реализовывать функции, специфика которых определяется включенной дополнительной структурой. Так, включение хвостатого ядра в один из кругов лимбической системы определяет ее участие в организации тормозных процессов ВНД.
^ 3.2. Функции лимбической системы
Лимбическая система участвует в реализации уровня реакции вегетативной и соматической систем при эмоционально-мотивационой деятельности, к регулированию уровня внимания, восприятия, воспроизведения эмоционально значимой информации
Лиамбическая система определяет выбор и реализацию адаптационных форм поведения, поддержание гомеостазиса, обеспечивает создание эмоционального фона, формирование и реализацию процессов ВНД.
Древняя и старая кора,входящие в лимбическую систему имеют отношение к самому древнему анализатору – обонятельному, котрый является неспецифическим активатором всех видов деятельности (ароматерапия, запах и симпатии).
Лимбическую систему называют «висцеральным мозгом», так как она связана с регуляцией деятельности внутренних органов, например, миндалевидные тела, перегородка и обонятельный мозг при возбуждении изменяют активность вегетативных систем организма в соответствии с условиями окружающей среды.
Лекция № 4
Физиология базальных ядер и коры больших полушарий
План лекции:
I. Физиология базальных ядер (стриопаллидарной системы)
1.1. Характеристика базальных ядер
1.2. Основные нервные связи стриопаллидарной системы
1.3. Основные функции базальных ядер у человека
1.4. Основные симптомы поражения базальных ядер у человека
II. Физиология коры больших полушарий
2.1. Характеристика КБП
2.2.Функции древней и старой к.б.п.
2.3. Функциональная характеристика сенсорных, моторных и ассоциативных областей новой коры
2.4. Колонковая организация КБП
2.5. Функциональная асимметрия КБП
2.6. Электрическая активность к.б.п.
^ I.Физиология базальных ядер (стриопаллидарная система)
1.1. Характеристика базальных ядер
К базальным ядрам относятся полосатое тело (стриатум) и бледный шар (паллидум). Полосатое тело состоит из хвостатого тела и скорлупы. Полосатость придают белые полоски, являющиеся проводящими путями. Полосатое тело и бледный шар образуют стриопаллидарную систему. Базальные ганглии расположены глубоко, внутри больших полушарий, между лобными долями и промежуточным мозгом. Паллидум филогенетически более древнее образование, чем полосатое тело.
^ 1.2. Основные афферентные и эфферентные связи базальных ядер
Базальные ядра имеют афферентные двусторонние связи со всеми зонами КБП (сенсорной, моторной и ассоциативной), черной субстанцией, таламусом и через него с гипоталамусом, мозжечком и двигательными ядрами ствола мозга (красное ядро, ядро Дейтерса, ретикулярные ядра).
Эфферентные связи: с моторной зоной КБП и мозжечком через таламус, с черной субстанцией и другими двигательными ядрами, но не имеют прямого выхода к мотонейронам спинного мозга.
^ 1.3. Функции базальных ядер
Базальные ядра принимают участие в формировании и хранении программ различных врожденных и приобретенных двигательных реакций организма. В частности, участие в интеграции тонических рефлексов и в обеспечении позы, формирование и включение в программы двигательных реакций организма вспомогательных движений.
Функции полосатого тела:
1. Исправление, коррекция ошибочных движений путем посылки сигналов в КБП
2. Самооценка двигательной активности
3. Запоминание двигательных программ. Обучение двигательным навыкам
Регулирование произвольных медленных движений, автоматизм совершаемых движений (ходьба, письмо, гребля)
^ Полосатое тело оказывает тормозящее контролирующее действие на бледный шар.
Стимуляция черного вещества приводит к увеличению дофамина в хвостатом ядре. Дофамин подавляет активность нейронов хвостатого ядра, что позволяет снять тормозящее влияние этого ядра на бледный шар.
^ 1.4. Основные симптомы поражения базальных ядер у человека
а) Симптомы поражения стриатум:
- гиперкинезы (атетоз (медленные червеобразные насильственные сокращения мимических мышц, пальцев и кистей рук, возникает при опухолях, аневризме, травме), хорея (быстрые насильственные сокращения тех же областей), пляска святого Витта (насильственные сотрясения туловища, возникает при крупных поражениях), усиление вспомогательных содружественных движений, беспрерывные ритмические движения конечностей. При небольших поражениях стриатум возникает чрезмерная жестикуляция при эмоциональном возбуждении, высокоамплитудные содружественные движения рук при ходьбе.
- гипотония мышц
- нарушение самооценки поведения человека
б) Симптомы поражения паллидум:
.- восковая ригидность (повышение пластического тонуса, при этом больные могут длительное время выдерживать вычурную позу
- гипокинезы: снижение амплитуды вспомогательных содружественных движений (отмашка при ходьбе)
- маскообразное лицо (застывшее выражение лица)
- эмоциональная тупость
При поражении базальных ядер нарушается двигательная память (езда на велосипеде, вязание, танцы), а также связь между центрами КБП, т.к. циркуляция импульсов от одного к другому корковому центру осуществляется через базальные ганглии.
Получая информацию от ассоциативных зон коры, базальные ядра участвуют в создании программы целенаправленных движений. Далее соответствующая информация от базальных ядер поступает в таламус, где она интегрируется с информацией приходящей из мозжечка. Из таламических ядер импульсация достигает двигательной коры, которая отвечает за реализацию программы целенаправленного движения через посредство стволовых и спинальных двигательных центров.
^ II. Физиология коры больших полушарий
2.1 Характеристика КБП
Кора головного мозга является высшим отделом ЦНС, обеспечивающим на основе врожденных и приобретенных в онтогенезе функций, наиболее совершенную организацию поведения организма.
КБП представляет собой филогенетически наиболее молодое образование мозга. В структурном отношении кора мозга являет собой слой серого вещества, покрывающего весь мозг и, благодаря наличию большого числа складок, имеющего большую суммарную поверхность (1500 кв.см ). КБП содержит свыше 14 млрд. нервных клеток, толщина серого вещества в среднем составляет 4-5 мм и характеризуется многослойным строением (6 слоев).
КБП делится на древнюю, старую и новую кору. К древней коре относят: обонятельные луковицы, обонятельный тракт, обонятельные бугорки. Старая кора включает в себя поясную извилину, извилину гиппокампа и миндалину. Древняя и старая кора расположены на медиальной поверхности КБП, входят в лимбическую систему, обеспечивающую гомеостаз, самосохранение и сохранение вида. Остальные структуры относятся к новой коре.
В составе коры выделяют пирамидные, звездчатые и веретенообразные нейроны. Аксоны пирамидных нейронов идут через белое вещество в другие зоны коры или структуры ЦНС. Аксоны звездчатых клеток обеспечивают связи в пределах самой КБП. Веретенообразные нейроны осуществляют вертикальные или горизонтальные взаимосвязи нейронов разных слоев коры.
Нейронный состав, распределение нейронов по слоям в разных областях коры различны, что позволило выделить в мозге человека 53 цитоархитектонических поля. В свою очередь цитоархитектонические поля подразделяют на первичные, вторичные и третичные.
Первичные слуховые, соматосенсорные, кожные и другие поля имеют рядом расположенные вторичные и третичные поля, обеспечивающие ассоциацию (объединение) функций данного анализатора с функциями других анализаторов.
Нейроны первичных сенсорных зон обладают мономодальностью – возбуждаются только импульсами, идущими от определенных сенсорных трактов, при этом возникает ощущение - простая форма отражения объективной реальности, например цвет, запах.
Во вторичных и третичных зонах формируется восприятие (отражение всех свойств, качеств предмет, образ), на основании которого возможно составление программ действия и прогнозов. Нейроны этой зоны полимодальны.
Например: от двигательного 4-го поля хорошо различаются вторичные 6,8 и 10 поля, функционально обеспечивающие высокую координацию и точность движений. Вокруг зрительного поля 17 располагаются вторичные 18 и 19, участвующие в анализе значения зрительного стимула (организуют зрительное внимание, управление движением глаза).
^ 2.2. Функции древней и старой к.б.п.
К функциям древней и старой коры относятся: контроль поддержания постоянства внутренней среды организма, обоняние, интеграция вегетативных функций в интересах удовлетворения гомеостатического запроса органов при различных функциональных состояниях, организация инстинктивного поведения при возникновении биологических мотиваций (потребность в воде, соли, голод, оборонительные, половые) и эмоции, участие в механизмах памяти и сна.
^ 2.3. Функциональная характеристика сенсорных, моторных и ассоциативных областей новой коры
В новой коре выделяют зоны: сенсорную, моторную и ассоциативную. В сенсорной зоне новой коры (постцентральная извилина) располагается высший центр различных видов чувствительности, происходит формирование ощущений совместно с переключающими ядрами таламуса.
Особенностью представительства в соматосенсорной зоне является отсутствие соответствия между площадью рецептивных полей и площадью представительства этой зоны на постцентральной извилине. Целесообразность – большее представительство органов, которые выполняют трудовую функцию и анализ информации от губ и языка (артикуляция).
Моторная зона (прецентральная извилина) имеет соматотопическую организацию. От гигантских пирамид Беца (4 слой) начинается моносинаптический пирамидный тракт, заканчивающийся на альфа-мотонейронах спинного мозга – осуществляется тонкая и точная регуляция движений пальцев рук (дифференцированные движения), также связана с мотонейронами ч.м.н., иннервирующих мимические мышцы и мышцы языка. В моторной коре осуществляется модуляция силы спинальных и стволовых двигательных рефлексов, запуск приобретенных двигательных реакций и сложных врожденных реакций, коррекция или запуск вегетативных реакций организма для обеспечения нужд.
В моторной зоне берет начало экстрапирамидный тракт, аксоны которого прерываются на двигательных ядрах ствола мозга (красное ядро, вестибулярные ядра, ретикулярные ядра). Экстрапирамидная система ответственна за осуществление менее дифференцированных движений туловища и проксимальных отделов конечностей.
Ассоциативная зона: занимает наибольшую площадь, здесь происходит конвергенция (схождение) импульсов от различных специфических сенсорных трактов, ответственна за восприятие образов, речь, абстрактное (отвлеченное) мышление (отражение невидимых свойств предметов и явлений в речь), замыкание временных связей условных рефлексов. В ассоциативной области осуществляется формирование памяти (сохранение ранее полученной информации), формирование (планирование) и хранение программ двигательных реакций, оценка результатов выполнения программ – аппарат сравнения (фронтальная область ассоциативной коры), переход от наглядного восприятия к отвлеченному мышлению.