Презентация "Возбуждение и торможение в цнс." по биологии – проект, доклад

характеристика возбуждения и торможения в ЦНС.

Деятельность нервной системы складывается из двух процессов:

возбуждение торможение

Характеристика процессов возбуждения в ЦНС.

Возбуждение в ЦНС осуществляется благодаря активности возбуждающих синапсов.

Процессы в возбуждающем синапсе

Возбуждающий медиатор

Хеморецепторы постсинаптической мембраны

Повышение проницаемости постсинаптической мембраны для Na (возможно Са)

Возникновение ВПСП

Деполяризация постсинаптической мембраны

Возникновение в аксонном холмике ПД

Проявление активности нейронов

Спонтанная Вызванная

Спонтанная активность

это самопроизвольное возбуждение нейронов (автоматия). Различают: нерегулярную активность, когда импульсы в нейроне возникают через различные промежутки времени; взрывную – возникает серия частых импульсов; регулярную – с высокой частотой.

Вызванная активность

возникает в ответ на поступление информации : от барорецепторов (при изменении давления), от проприорецепторов (при изменении тонуса мышц), от хеморецепторов (при изменении состава микросреды), от осморецепторов (при изменении осмотического давления).

Результат стимуляции нейронов

В результате возникает активность ранее молчавших или изменение активности уже работающих нейронов.

Торможение в ЦНС.

Явление центрального торможения было открыто в 1862 году Иваном Михайловичем Сеченовым. Он обнаружил торможение рефлексов спинного мозга при раздражении зрительного бугра. Было установлено, что есть специальные структуры, вызывающие торможение рефлексов.

В дальнейшем было показано, что торможение рефлекторной деятельности одной стороны тела может возникнуть при возбуждении противоположной. Например, возбуждение сгибателя правой ноги вызывает торможение сгибателя левой ноги (работы Введенского, Шеррингтона).

Торможение это не утомление.

Это самостоятельный процесс, вызываемый возбуждением и проявляющийся в подавлении другого возбуждения.

Торможение проявляется в форме локального процесса.

Всегда связано с наличием тормозных синапсов. Такие синапсы образуются аксонами специальных тормозных нейронов, угнетающих активность всех нервных клеток, с которыми они связаны.

Виды центрального торможения

Пресинаптическое

Постсинаптическое

Прямое Возвратное Латеральное

Характеристика торможения в ЦНС

Пресинаптическое торможение

Обнаружено в мозговом стволе и особенно в спинном мозге. Морфологической основой является аксо-аксональный синапс.

Механизм пресинаптического торможения.

В случае избыточного притока сенсорной информации с рецепторов происходит активация тормозных интернейронов.

Тормозной синапс высвобождает ГАМК (гамма - аминомасляную кислоту), которая вызывает блокирование входа Са2+ в нервное окончание I-го нейрона.

Это приводит к прекращению выхода медиатора из окончаний I-го нейрона. Следствие этого – снижение потока афферентной информации к II-му нейрону, снижение вероятности возникновения потенциала действия у второго нейрона и торможение его активности..

Схема пресинаптического торможения

1 2 3 тормозной нейрон

Значение пресинаптического торможения

Позволяет выключить отдельные синаптические входы на нейроне и ограничить доступ определенной информации к нейрону.

Постсинаптическое торможение

Морфологической основой постсинаптического торможения является тормозной аксосоматический синапс. Тормозные синапсы на нейроне локализуются близко к аксонному холмику.

Торможение осуществляется за счет гиперполяризации постсинаптической мембраны, которая является частью мембраны аксонного холмика.

Механизм постсинаптического торможения

В тормозном синапсе выделяются тормозные медиаторы (например – глицин). Медиатор взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны. Увеличивается проницаемости для калия и хлора.

Постсинаптическая мембрана и аксонный холмик гиперполяризуются. Возбудимость аксонного холмика нейрона снижается и уменьшается вероятность ответа на приходящие сигналы.

Ео Ек 0

Величина порога раздражения аксонного холмика до начала работы тормозного нейрона

Ео1

Величина порога раздражения аксонного холмика после начала работы тормозного нейрона и гиперполяризации аксонного холмика

Характеристика видов постсинаптического торможения

Прямое (Сеченовское, с рецепторов Гольджи, реципрокное). 2. Возвратное 3. Латеральное

Прямое торможение

Схема опыта Сеченова

Н2SO4 NaCl

тормозные влияния на мотонейрон

Рефлекс с рецепторов Гольджи

Возникает при сильном сокращении мышцы. При этом возбуждаются рецепторы сухожилий. Через тормозной нейрон вызывает торможение мотонейрона и мышца расслабляется.

Схема торможения с рецепторов Гольджи

(отрицательная обратная связь)

торможение мотонейрона

возбуждение рецептора

Реципрокное торможение (сопряженное)

Суть его в том, что центры –антагонисты одновременно находятся в противоположном состоянии. Например, если центр вдоха возбужден, то центр выдоха заторможен. Сосудосуживающий центр возбужден, сосудорасширяющий заторможен.

Такие же отношения между центрами сгибателей и разгибателей одной половины тела и между правой и левой половинами.

Если сгибатель сокращен, то разгибатель на этой конечности расслаблен. В это время на другой конечности сгибатель будет расслаблен, а разгибатель сокращен. Это лежит в основе шагательного рефлекса.

Схема реципрокного торможения

Сгибатель Разгибатель Тормозной нейрон

Рецептивное поле Афферентный путь

Коллатераль афферентного пути

Мотонейрон разгибателя

Мотонейрон сгибателя

Возвратное торможение

Возвратное торможение ограничивает активность мотонейронов при их чрезмерной стимуляции. Обеспечивает защиту нервных центров от перевозбуждения

Схема возвратного торможения

Латеральное торможение

Наибольшее значение имеет в анализаторных системах. Позволяет оценить: границы действия раздражения, контуры предметов, границы света и тени и т. д.

Схема латерального торможения

Значение процесса торможения

Обеспечивает: реципрокное состояние центров – антагонистов; ограничивает иррадиацию возбуждения в ЦНС; лежит в основе рациональных движений.

Пресинаптический уровень

Постсинаптический уровень

Воздействия на процесс торможения.

Столбнячный токсин (нарушает высвобождение тормозных медиаторов)

Стрихнин (конкурирует с тормозным медиатором за рецептор на постсинаптической мембране) .

Координация рефлекторной деятельности.

Под координацией рефлекторной деятельности понимают совокупность процессов, протекающих в нервных центрах и обеспечивающих выполнение определенного рефлекторного акта.

Принципы координации рефлекторной деятельности

Взаимоотношение возбуждения и торможения.

Взаимодействие процессов протекает: 1. на уровне нейрона в виде процессов суммации возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов - ( пространственная и временная суммация).

2) На уровне нервного центра.

Проявляется в виде явления реципрокности (сопряженности).

II. Принцип общего конечного пути.

Один и тот же мотонейрон входит в состав многих рефлекторных дуг. (результат конвергенции).

Рефлексы, дуги которых имеют общий конечный путь, принято разделять на союзные и антагонистические. Первые взаимно подкрепляют, усиливают друг друга. Вторые оказывают друг на друга тормозящее влияние, конкурируя за захват общего конечного пути.

Господствующими в борьбе за общий конечный путь являются важные в биологическом смысле рефлексы.

III. Принцип обратной связи

Сигналы обратной связи информируют ЦНС о результатах рефлекторной деятельности и корректируют ее.

IV. Принцип доминанты.

Был сформулирован А. А. Ухтомским как основной принцип работы нервных центров. Доминантными обычно становятся те центры, которые связаны с удовлетворением жизненно важных потребностей данного времени.

Доминантный или господствующий очаг возбуждения в ЦНС формируется под влиянием изменившихся констант гомеостаза. Например, снижение питательных веществ в крови формируют голод и доминанту поиска пищи.

Доминантный очаг возбуждения обладает свойствами:

1) повышенной возбудимостью; 2) стойкостью возбуждения; 3) способностью к суммации; 4) инерцией. Возникновение доминантного очага возбуждения всегда тормозит деятельность других центров.