3.9. Координация функций организма

Нервная система объединяет, согласует и регулирует функции всех органов и систем, организует поведение человека, приспосабливая к меняющимся условиям среды, т.е. выполняет интегрирующую функцию. На любое раздражение организм реагирует как единая целостная система. Взаимодействие нейронов в ЦНС, обеспечивающее согласованную деятельность называется координацией. Она обусловлена рядом закономерностей – принципов координации, которые связаны как с особенностями строения, так и особенностями функционирования.

Морфологические принципы координации:

1.     Принцип дивергенции заключается в том, что один нейрон, разветвляясь, контактирует посредством многочисленных терминалей с различными другими нейронами (рис. 3.9.1 Б). Такая особенность строения наиболее характерна для афферентных нейронов и лежит в основе процессов иррадиации.

Рис. 3.9.1. А – конвергенция, Б – дивергенция.

2.     Принцип конвергенции (принцип общего конечного пути, рис. 3.9.2) заключается в схождении аксонов от многих нейронов к одному эфферентному, который является для них общим (рис. 3.9.1 А). в ЦНС афферентных нейронов в 5 раз больше, чем эфферентных. Например, в головной мозг входят 2600000 афферентных волокон – выходят 140000 эфферентных.

Рис. 3.9.2 К одному мотонейрону спинного мозга поступают нервные импульсы от различных рецепторов.

3.     Наличие большого количества вставочных нейронов. Рефлекторные дуги и кольца имеют сложное строение за счет включения большого количества вставочных нейронов, которые располагаются как в спинном мозге, так и в различных отделах головного мозга. Этот принцип является морфологической основой иррадиации, обеспечивая большое количество вариантов ответной реакции, таким образом, обеспечивая адаптацию организма к изменяющимся условиям среды.

4.     Наличие обратной связи. В ЦНС информация о выполнении рефлекторного акта, его соответствии условиям, вызывающим ответную реакцию, поступает по обратной связи (чувствительный нейрон, который несет импульс от рецепторов рабочего органа в нервный центр). Обратные связи представлены вторичными афферентными нервными волокнами, идущими в ЦНС от органов, по ним проходят нервные импульсы, возникающие в органах (тканях) во время их деятельности. ЦНС, получая импульсы, в любой момент может усиливать ответную реакцию (положительная обратная связь) или угнетает ее (отрицательная обратная связь). Обратная афферентация имеет большое значение в поддержании гомеостаза.

Физиологические принципы координации:

1.     Иррадиация – при действии сильного и/или длительного раздражителя на определенные рецепторы, возбуждение (торможение) возникает не только в нервном центре данного рефлекса, но и распространяется от места возникновения на другие участки ЦНС (рис. 3.9.3 А, Б). Чем сильнее раздражение, тем больше выражен процесс иррадиации. В основе иррадиации лежит принцип дивергенции и наличие большого числа вставочных нейронов. Несмотря на широкие связи нервных центров, иррадиация имеет свои пределы и в деятельное состояние приходят лишь определенные отделы ЦНС.

Рис. 3.9.3. А – процесс возбуждения, Б – процесс торможения.

2.     Концентрация заключается в постепенном сосредоточении нервного процесса к месту возникновения. В ее основе лежит принцип конвергенции. Концентрация протекает медленнее, чем иррадиация.

Рис. 3.9.4

3.     Индукция – динамическое взаимодействие нервных процессов — возбуждения и торможения, выражающееся в том, что торможение в группе нервных клеток вызывает (индуцирует) возбуждение (положительная И.), и наоборот, первично вызванный процесс возбуждения индуцирует торможение (отрицательная И.).

4.     Доминантные отношения. Поведение организма определяется жизненными потребностями. При усилении потребности возникает временно господствующий в ЦНС очаг возбуждения, нацеленный на удовлетворение именно этой потребности. Российский физиолог А.А. Ухтомский назвал такой механизм временного господства возбуждения доминантой. Доминанта является нейрофизиологической основой целенаправленного поведения (внимания, предметного мышления и т.п.) (рис. 3.9.5).

Рис. 3.9.5.

В естественных условиях доминантными становятся нервные центры, связанные с удовлетворением жизненно важных потребностей в данный период (пищевая, оборонительная, половая доминанты и т.п.).

Доминантный очаг обладает рядом свойств: 1) повышенная возбудимость, 2) способность привлекать на себя возбуждение из других отделов ЦНС, менее возбудимых в данный момент, 3) способность к суммации за счет притягиваемых импульсов, 4) оказывает сопряженное торможение на соседние центры, не входящие в очаг, 5) инерционность – стойкое и длительное сохранение возбуждения после прекращения действия раздражителя, вызвавшего доминанту.

Формирование условных рефлексов и их торможение связано также с возникновением в определенных отделах коры головного мозга доминантных очагов возбуждения. Доминанта имеет большое значение в педагогической деятельности.

Возрастные особенности координации. В первые дни жизни возбудимость понижена, затем она повышается и к концу 2-ой недели жизни становится больше, чем у взрослых. Ответная реакция у новорожденных и детей 1-го полугодия всегда сопровождается множеством ненужных движений, широкими неэкономичными вегетативными сдвигами. Незаконченная миелинизация нервных волокон обусловливает у детей высокую степень иррадиации. Кроме того, у детей в регуляции функций ведущую роль играют подкорковые отделы, так как не созрела кора больших полушарий. У детей легче и быстрее, чем у взрослых возникают, быстро сменяющиеся друг другом, доминантные очаги. У детей внимание неустойчивое, легко отвлекаются на самые различные раздражители. По мере функционального созревания ЦНС процессы координации у детей совершенствуются, полное созревание происходит к 18 – 20 годам.