Нервные импульсы

Нервные импульсы

Категория: Человек, Автор: VseZnamus

Вся информация в мозг поступает от органов чувств — глаз, ушей, носа, языка и кожи, — а также от рецепторов растяжения в мышцах и терморецепторов, которыми усеяно все тело. Их можно сравнить с устройствами ввода компьютера. Данные поступают в особые входные, или сенсорные, области полушарий мозга. 
Сигналы, передаваемые нервами, называют импульсами. Они очень похожи на электрические сигналы в схеме компьютера. Каждый нейрон обладает крошечным электрическим зарядом даже в состоянии покоя.

Импульс, поступивший, скажем, от глаза, вызывает движение определённых химических веществ к нейрону, в результате чего по аксону проходит волна электрического заряда — подобно тому, как по проводу движется электрический ток. На кончике аксона происходит выделение этих веществ, приводя к возбуждению близлежащих нейронов. Таким способом поступивший от глаза сигнал попадает в зрительный центр головного мозга. Здесь он обрабатывается, после чего посылаются ответные сигналы. 
 
Импульсы, передаваемые нейронами всех типов, в основном сходны между собой. Каждая часть мозга расшифровывает входящие сообщения исходя из того, сколько их поступает за один раз. Например, сигналы от руки, касающейся чего-то горячего, будут поступать значительно интенсивнее сигналов от уха, которое в ту же минуту слышит пение птиц. Таким образом мозг определяет, какая информация для организма важнее. 
 
Нервные импульсы проходят через мозг со скоростью до 400 км/ч, и каждую секунду через нейрон может пробегать 200 сигналов. В отличие от компьютера, который можно выключить, этот «управляющий» человеческого организма работает круглые сутки. Даже во время сна в мозг и из него ежесекундно поступает 50 миллионов нервных сигналов, и расходуемой при этом мощности хватило бы на питание 10-ваттной лампочки.

Нервные центры состоят из множества нейронов, связанных между собой еще большим множеством синаптиче ских связей. Это обилие синапсов определяют основные, свойства нервных центров: односторонность проведения возбуждения, замедление проведения возбуждения, сум-мацию возбуждений, усвоение и трансформацию ритма возбуждений, следовые процессы и легкую утомляемость.

Односторонность проведения возбуждения в нервных центрах связана с тем, что в синапсах нервные импульсы проходят только в одном направлении — от синаптиче-ского окончания аксона одного нейрона через синаптиче-скую щель на клеточное тело и дендриты других нейронов. 
Замедление движения нервных импульсов связано с тем, что «телеграфный», т. е. электрический, способ передачи нервных импульсов в синапсах сменяется химическим, или медиаторным, скорость которого в тысячу раз меньше. Время этой так называемой синаптической задержки импульсов складывается из времени прихода импульса в синаптическое окончание, времени диффузии медиатора в синаптическую щель и его движения к постси-наптической мембране, времени изменения ионной проницаемости мембраны и возникновения потенциала действия, т. е. нервного импульса. В среднем все время передачи нервного импульса (потенциала действия) от одного нейрона через синапс к другому нейрону составляет около 1,5 мс. 
В действительности в осуществлении какой-либо реакции человека участвуют сотни и тысячи нейронов и суммарное время задержки проведения нервных импульсов, называемое центральным временем проведения, увеличивается до сотен и более миллисекунд. Например, время реакции водителя с момента включения красного света светофора до начала его ответных действий будет составлять не менее 200 мс. 
Таким образом, чем больше синапсов на пути движения нервных импульсов, тем больше проходит времени от начала раздражения до начала ответной реакции. Это время называют временем реакции или латентным временем рефлекса. 
У детей время центральной задержки больше, оно увеличивается также при различных воздействиях на организм человека. При утомлении водителя оно может превышать 1000 мс, что приводит в опасных ситуациях к замедленным реакциям и дорожным авариям. 
Суммация возбуждений была открыта И. М. Сеченовым в 1863 г. В настоящее время различают пространственную и временную суммацию нервных импульсов. Первая наблюдается при одновременном поступлении к одному нейрону нескольких импульсов, каждый из которых в отдельности является подпороговым раздражителем и не вызывает возбуждение нейрона. В сумме же нервные импульсы достигают необходимой силы и вызывают появление потенциала действия. 
Временная суммация возникает при поступлении к постсинаптической мембране нейрона серии импульсов, в отдельности не вызывающих возбуждение нейрона. Сумма этих импульсов достигает пороговой величины раздражения и вызывает возникновение потенциала действия. 
Явление суммации можно наблюдать, например, при одновременном подпороговом раздражении нескольких ре-цепторных зон кожи или при ритмическом подпороговом раздражении одних и тех же рецепторов. И в том и другом случае подпороговые раздражения вызовут ответную рефлекторную реакцию. 
Усвоение и трансформация ритма возбуждений в нервных центрах были изучены известным русским и советским ученым А. А. Ухтомским (1875—1942) и его учениками. Сущность усвоения ритма возбуждений заключается в способности нейронов «настраиваться» на ритм поступающих раздражений, что имеет большое значение для оптимизации взаимодействия различных нервных центров при организации поведенческих актов человека. С другой стороны, нейроны способны трансформировать (изменять) поступающие к ним ритмические раздражения в свой собственный ритм. 
После прекращения действия раздражителя активность нейронов, составляющих нервные центры, не прекращается. Время этого последействия, или следовых процессов, сильно варьирует у различных нейронов и в зависимости от характера раздражителей. Предполагают, что явление последействия имеет важное значение в понимании механизмов памяти. Непродолжительное последействие до 1 ч, вероятно, связано с механизмами краткосрочной памяти, а более длительные следы, хранящиеся в нейронах многие годы и имеющие большое значение в обучении детей и подростков, связаны с механизмами долговременной памяти. 
Наконец, последняя особенность нервных центров — их быстрая утомляемость — также связана в значительной степени с "деятельностью синапсов. Существуют данные, что длительные раздражения приводят к постепенному истощению в синапсах запасов медиаторов, к снижению. чувствительности к ним постсинаптической мембраны. В результате рефлекторные ответные реакции начинают ослабевать и в конечном итоге полностью прекращаются.