Содержание предмета «Физиология ЦНС»
Nbsp;
И. А. Кирсанова
НЕЙРО-ФИЗИОЛОГИЯ
курс лекций
Владивосток
2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Дальневосточный федеральный университет
Школа естественных наук
Кафедра клеточной биологии и генетики
И. А. Кирсанова
НЕЙРО-
ФИЗИОЛОГИЯ
курс лекций
Владивосток
Издательство Дальневосточного университета
2012
УДК 612.8
ББК 28.707
К
Ответственный редактор
А.П. Анисимов, докт. биол. наук, профессор
Кирсанова И.А.
Нейрофизиология. Курс лекций.-
К Владивосток: Изд–во Дальневост. ун–та, 2012. - с.
В учебном пособии рассматриваются основные закономерности и механизмы возникновения нервных процессов в отдельных нервных клетках и нервных сетях, даны общие принципы функционирования центральной нервной системы.
Учебное пособие предназначено для студентов гуманитарных специальностей.
К
ББК 28.707
© Кирсанова И.А.
© Издательство Дальневосточного университета, 2012
Предисловие
Физиология центральной нервной системы (ЦНС) является одной из ведущих естественнонаучных дисциплин, необходимых будущим психологам. Физиология возникла значительно позже, чем психология, но именно она объяснила механизмы возникновения и распространения нервных импульсов – основы основ всех психических процессов. Законы функционирования ЦНС базируются на сочетании, порой очень разнообразном, двух основных процессов: возбуждения и торможения. Это, в свою очередь позволяет материалистически объяснить основы мозгового обеспечения психической деятельности.
|
|
|
Физиология ЦНС является и более молодой наукой по сравнению с уже знакомой нашим студентам-психологам анатомией центральной нервной системы. Но если в рамках макроанатомии и даже микроанатомии принципиальные научные открытия уже в основном состоялись, то физиология ЦНС до сих пор является наукой, продолжающей свое становление. К середине XIX века было экспериментально доказано, что «низшие» (читай – фундаментальные, основные) проявления деятельности нервной системы принципиально не отличаются у животных и человека. Была доказана электрохимическая природа нервного импульса, описаны материальные носители при передаче возбуждения с нервной клетки на другие клетки: нервные, мышечные, секреторные. Уже достаточно давно широко распространены методы физиологических исследований, позволяющие изучать свойства и функции живого мозга без травмирования и разрушения испытуемого организма. Как мы сказали, физиология вообще и физиология ЦНС в частности являются экспериментальными науками, их развитие всегда было тесно связано с приборостроением. В настоящее время новые методы и технологии на базе компьютерного анализа получаемых данных позволяют исследовать мозговые процессы, не вмешиваясь в особенности их протекания.
|
|
|
Современные исследования все больше приближают нас к пониманию материальной природы «высших» нервных функций мозга: психической деятельности человека и животных, сознания. Как объекты исследования психика и сознание рассматриваются многими дисциплинами: физиологией высшей нервной деятельности, зоопсихологией, психофизиологией, психологией и т.д. Каждая из перечисленных научных дисциплин вносит свой вклад в понимание этих сложных для исследования объектов познания. Поскольку сознание не только не так просто определить, но его еще и трудно наблюдать, регистрировать, в рамках отдельных наук рождается нематериалистический, субъективный подход в определении природы сознания. Не задаваясь целью разом решить все проблемы в исследовании психики и сознания, подчеркнем для студентов особо, что физиология уже доказала материальную природу нервной деятельности, в том числе и «высшей». Физиология в совокупности с физикой и химией (породив биофизику и биохимию), а также с математикой (моделирование процессов, протекающих на нейронных сетях), убедительно доказали, что все мозговые процессы зависят от работы нервных сетей разной иерархической сложности, то есть в своей основе являются следствием активности нервных клеток.
|
|
|
Главной задачей данного курса является формирование у студентов представления материалистического понимания природы нервного импульса. К другим, не менее важным задачам относятся:
- изучить функциональные особенности нервной клетки,
- объяснить механизмы возникновения мембранного потенциала (потенциала покоя) и потенциала действия (нервного импульса),
- раскрыть законы распространения возбуждения,
- объяснить физиологию синаптической передачи, природу возникновения процессов возбуждения и торможения,
- на базе свойств нервных центров раскрыть процессы координационной и интеграционной деятельности в ЦНС,
- сформировать у студентов представление о нервной системе как материальном субстрате психической деятельности,
|
|
|
Данное пособие знакомит студентов с основами функционирования ЦНС на субклеточном, клеточном, тканевом и системном уровнях. Материал тесно связан с предшествующим курсом – анатомией центральной нервной системы, базируется на его основных понятиях и использует терминологию данного курса.
Лекционный курс состоит из двух частей: «Электрофизиология» и «Физиология отделов и интегративных систем мозга». В первой части раскрываются исторические аспекты становления науки и рассматриваются основные электрические процессы, протекающие на мембране нейрона и обеспечивающие его главные свойства – восприятие раздражения, проведение и передача возбуждения. Вторая часть содержит информацию об основных рефлексах различных специализированных отделов центральной нервной системы: продолговатого мозга, варолива моста, среднего и промежуточного мозга, мозжечка. Здесь также рассматривается интегративные функции подкорковых и корковых структур человеческого мозга, обеспечивающие психические функции и личностные особенности.
Электрофизиология
Введение
1.1. Содержание предмета «Физиология ЦНС»
1.2. Методы
1.3. Задачи
1.4. Основные этапы становления физиологии ЦНС и ВНД
1.5. Рефлекс
1.5. Учение о функциональных системах
Содержание предмета «Физиология ЦНС»
Физиология (от греч. «физис» - природа и «логос» - наука, «наука о природе») – это наука о функциях (механизмах работы) организма; дисциплина, изучающая «природу», а именно: физику и химию живого тела. Общая физиология изучает общие закономерности работы органов и систем организма. Частная физиология изучает функции различных физиологических систем и тканей, выполняющих одну и ту же функцию: например, физиология двигательных систем, физиология пищеварения. Физиологию центральной нервной системы также относят к частной физиологии. Существуют и другие разделы физиологии: возрастная физиология – изучает особенности протекающих в организме процессов на разных стадиях онтогенеза, например, у детей и подростков; физиология различных состояний – физиология труда, физиология спорта, авиационная и космическая физиология; клиническая физиология изучает закономерности протекающих в организме процессов при возникновении заболеваний и/или выздоровлении.
Предметом физиологии центральной нервной системы являются сложные высокодифференцированные реакции - рефлексы. Рассматривая нервные процессы в их развитии, раскрывая закономерности протекающих изменений в ходе жизнедеятельности организма, физиология показала, что многие рефлексы являются наследственно обусловленными, детерминированными. Иван Петрович Павлов обозначил их как безусловные. При исследовании нервных процессов на базе безусловных рефлексов учитывается взаимное влияние органов и систем друг на друга и неразрывное взаимодействие организма с условиями его существования. Большой вклад в развитие представлений безусловнорефлекторной деятельности ЦНС был сделан британским физиологом и нейробиологом Чарльзом Скоттом Шеррингтоном, раскрывшим основные рефлексы и нервные процессы спинного мозга, и немецким фармакологом и физиологом Рудольфом Мангусом, описавшим рефлексы мозгового ствола. Условнорефлекторная деятельность – индивидуальная, приобретенная в ходе постнатального (дословно – «после рождения») развития в большой степени зависит от деятельности коры головного мозга, в нашем курсе практически не будет рассмотрена. Это связано с тем, что сложные безусловнорефлекторные процессы (инстинкты) и условнорефлекторные акты являются основой высших (психических) форм деятельности мозга, а это уже предмет исследования другой науки – физиологии высшей нервной деятельности.
В рамках курса «Физиология ЦНС» нам предстоит ответить на следующие вопросы:
что такое нервный импульс, выяснить механизмы его генерации и законы распространения,
какие общие свойства и процессы лежат в основе функционирования нейронных сетей (независимо от уровня их иерархии)
как различаются отделы мозга и его системы по своей функциональной специфике
какое влияние оказывают различные функциональные состояния ЦНС на протекание психических процессов.
Методы
Физиология, в отличие от анатомии исследует процессы, протекающие в живых тканях. Поэтому самым простым и самым древним методом физиологии считается метод наблюдения за реакцией и поведением организма в естественных условиях. Понятно, что специфика данного метода не дает возможности раскрыть все потенциальные свойства нервной системы организма.
Восполнить этот пробел позволяет другая категория методов, которую мы обозначим одним общим словом – опыт, или эксперимент. По известному выражению И.П. Павлова «наблюдение собирает то, что ему предлагает природа. Опыт же берет у природы то, что он хочет». В ходе опыта мы можем тем или иным образом воздействовать на различные структуры нервной системы (от отдельной нервной клетки и нерва до отделов и систем мозга) с целью выявления возможных физиологических реакции организма. Экспериментальные исследования ученые проводят как на иссеченных, выделенных из организма органах, так и на целых организмах.
Опыты, проводимые на лабораторных организмах, соответствуют двум философским подходам в исследовании.
Аналитический подход:
«Острый» эксперимент – вивисекция (или живосечение). В ходе его животное обездвиживают специальными препаратами или наркотизируют. Затем исследователь обнажает, а часто и извлекает интересующие его органы и ткани. Работа с иссеченными тканями и органами получила в истории физиологии название «ин витро» (in vitro – на стекле). В этом случае извлеченную из организма нервную ткань помещают в поддерживающий жизнеспособность раствор.
Удобство этого метода состоит в том, что исследуемые структуры неподвижны, это позволяет проводить довольно тонкие манипуляции – вводить микроэлектроды в отдельные нервные клетки или фрагменты нерва и т.д. Недостатками этого метода можно назвать: нарушение целостности организма и его связи с окружающей средой, гибель лабораторного животного, быстрые посмертные изменения, развивающиеся в иссеченной ткани. Получаемые данные не могут быть в полной мере объективными, так как не отражают в истинности протекающих в организме процессов, т.е. не соответствуют нормальной физиологии организма.
Синтетический подход:
Этот вид опытного исследования был предложен И.П. Павловым и получил название «хронического». При проведении такого рода экспериментов прооперированное животное достаточно свободно перемещается в лабораторных условиях (клетка, камера, станок и т.п.). Преимущества данного метода состоят в том, что функции нервной системы исследуются не изолированно, а в тесной взаимосвязи с другими функциями организма; не нарушается и неразрывная связь организма с окружающей средой. Результатами этих экспериментов могут быть и изменения со стороны висцеральных органов, и соматические проявления вплоть до самых сложных двигательных актов – поведенческих реакций.
Поскольку физиология – наука в большей степени экспериментальная, то следует упомянуть, что и методики проведения экспериментов менялись по мере развития физики и приборостроения. Термин«метод» переводится с греческого как «путь к чему-либо». Методика, как способ продвижения по этому пути, представляет некий рецепт, ингредиенты и инструментарий которого вносят коррективы в реализацию метода. По мере развития новых научных направлений – молекулярной биологии, генетики, нанотехнологии, а так же с возникновением новых способов исследований – компьютерной диагностики, конфокальной микроскопии и т.д. изменяются и совершенствуются и сами методы, и конкретные методики исследования нервных структур. Общая тенденция в этом процессе очевидна – чем совершеннее методики исследования – тем детальнее и полнее познается исследуемое явление. Все вышеперечисленное позволяет нам рассматривать физиологию вообще и физиологию ЦНС в частности как науки развивающиеся, находящиеся все еще на пути своего становления, принесшие многочисленные открытия уже и сулящие многочисленные открытия в будущем.
Задачи
Задачи физиологии ЦНС
изучить функциональные особенности нервной клетки
показать общие свойства нервных центров с учетом иерархии организации нервных сетей
определить функциональную значимость и различия в физиологии отделов ЦНС – спинного мозга, стволовых структур, мозжечка, стриатума, коры больших полушарий
показать специфику работы интегративных систем мозга: например, ретикулярной формации, лимбической системы.
Решая эти задачи, наука «физиология ЦНС» формулирует свой основной мировоззренческий постулат - физиологические процессы, протекающие в мозге, являются материальным субстратом психической деятельности.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 88; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!