Нервные механизмы и поведения

Кафедра физиологии и психофизиологии

Нервные механизмы эмоционального и мотивированного поведения

Мурик Сергей Эдуардович

В настоящее время становится всё более очевидно, что в нейропсихологии одним из наименее разработанных вопросов остаётся проблема механизма эмоций. Несмотря на кажущуюся простоту явления, наличие у эмоций специфических психофизиологических черт и выделения их давно в самостоятельный психический процесс- нейрофизиологический субстрат эмоций остается, очевидно, также мало понятен сегодня, как и 50 и 100 лет назад. Со времен Джеймса и Ланге мало что изменилось в понимании этого вопроса. В настоящее время вряд ли кто осмелится безаппелляционно утверждать, что мы сегодня знаем больше, чем они знали в своё время (конец 19 века) о том, где в нервной системе рождаются эмоции и каков механизм субъективного переживания мозгом объективной реальности.

На наш взгляд, главной причиной, тормозящей разработку нейрофизиологического механизма эмоций, является отрыв их нервного субстрата от сенсорных процессов. До сих пор разработка этого вопроса шла в русле поиска специфического центра эмоций. Начиная с работ Кеннона ( P. Cannon) и Барда (P.Bard) и заканчивая современными работами (П.В.Симонов, 1966-1999), центр эмоций перемещали из одной структуры в другую (таламус, гипоталамус) иногда, отводя под него системы структур (круг Пейпеца, лимбический мозг), но всегда эмоции пытались локализовать, найти своеобразный эмоциональный “центрэнцефалон”. Поиски в этом направлении так ни к чему и не привели. Более того, мы можем с большой долей уверенности, в свою очередь, утверждать, что такой центр никогда и не будет найден, поскольку этот путь- путь поиска “седалища” эмоций порочен по своей сути и поэтому бесперспективен.

С точки зрения нервного субстрата, эмоции, как субъективное переживание биологической значимости раздражителей из внешней и внутренней среды организма, на наш взгляд, не существуют, как самостоятельное явление. Они неразрывно связаны с сенсорными процессами, сопровождая их, и локализуются соответственно в сенсорных системах.

Если вопрос о “субстрате эмоций” при таком подходе снимается, то нейрофизиологический механизм эмоций остается не очевидным. Например, непонятно, в чем специфика нервных процессов в сенсорных системах, когда при анализе раздражителей мы не испытываем эмоции или, когда действие раздражителя субъективно переживается в виде негативной или положительной эмоции.

Ответы на эти вопросы мы пытаемся найти, развивая поляризационную теорию эмоций и мотиваций (Мурик, 1994-1999), согласно которой нейрофизиологическая основа эмоций и мотиваций тесно слита и связана с сенсорными процессами, являясь своеобразной формой отражения биологической значимости раздражителей ввиде изменения возбудимости нейронов, участвующих в этих процессах. Приэтом, снижение возбудимости нейронов при относительно длительной деполяризации их мембраны под действием стимулов из внешней или внутренней среды субъективно переживается ввиде негативной эмоции. Обратные процессы, связанные с восстановлением мембранного потенциала клеток и гиперполяризацией, и повышение при этом их возбудимости, субъективно оцениваются ввиде положительных эмоций.

Деполяризационные процессы, по-нашему мнению, лежат не только в основе негативных эмоций, но и являются нейрофизиологической основой мотиваций, так как деполяризованное состояние нейронов отражает либо их неблагоприятное функциональное состояние (как при гипоксии), либо наличие повреждающих факторов. В том и другом случае живые системы должны избегать этого состояния, что и лежит в основе мотивированного поведения.

Из развиваемого нами подхода становится очевидным, что нервный субстрат мотиваций и эмоций тесно слит не только с афферентными системами (сюда мы включаем сенсорные и ассоциативные системы), но и между собой. Положительные эмоции, в таком случае, отражают процессы редукции мотивационного (деполяризационного) очага, вплоть до развития гиперполяризованного состояния.

Нами сделаны первые шаги в экспериментальном исследовании роли поляризационных процессов нервной ткани в нейрофизиологическом механизме мотивированного и эмоционального поведения. В частности, мы изучали влияние искусственной поляризации нервной ткани на субъективное состояние животных. Нами было показано, что поляризация анодом постоянного тока зрительной коры крыс уменьшает, а катодом постоянного тока- увеличивает эмоцию страха в открытом поле (Murik S.E. The relation of emotions to polarization proсesses in sensory systems. Intern J. Neuroscience. 8/3-4:185-197. 1997). Действие тока, в тоже время влияет, и на информационные процессы (Murik S.E. Polarization processes in the nervous system and behavior. Intern J. Neuroscience. 94:213-221. 1998).

Изучение роли поляризационных процессов в механизме эмоций и мотиваций, на наш взгляд, возможно, в частности, посредством исследования изменений уровня постоянного потенциала головного мозга. Нами начаты эксперименты в этом направлении и получены первые результаты (Мурик,1999). В частности, показано, что формирование пищевой мотивации и её удовлетворение отражается на уровне постоянного потенциала ряда структур головного мозга. Полученные результаты мы рассматриваем как свидетельство участия поляризационных процессов в механизме пищевого поведения.

Мы были бы благодарны всем, кто примет участие в обсуждении данной проблемы и развиваемого нами подхода к её решению.

В 1953 г. американский психофизиолог Джеймс Олдс, проводя эксперименты с раздражением мозга крыс слабым электрическим током, случайно опустил раздражающий электрод в область гипоталамуса в точку с неправильно рассчитанными координатами. Результатом этого было открытие центров удовольствия и наказания. "Не находятся ли рай и ад в мозгу животного?" - так были сформулированы результаты работ Олдса. По существу, благодаря этим работам, произошло смыкание психологии, изучающей ощущения, и нейрофизиологии, изучающей механизмы, реализующие мотивации и эмоции.

В последующих за опытами Олдса экспериментах подопытные крысы, с вживленными в соответствующие точки мозга электродами, сами могли нажимать на рычаг, замыкать цепь и посылать в мозг слабый электроимпульс. При этом в контрольных опытах, когда рычаг был отключен от цепи, крысы случайно наступали на него 10-20 раз в час. При подаче напряжения картина резко менялась: если электрод находился в одной из точе к центра "удовольствия", крыса не отходила от рычага и нажимала на него с частотой в несколько тысяч раз в час (до 7000 нажатий в час) в продолжение многих часов, доводя себя до полного физического изнеможения (рис. 5.29).

Силу стремления к самораздражению измеряли при установлении на пути к рычагу полосы, на которую подавали болезненные удары тока. Животные могли выбирать: идти ли к рычагу, получая при этом сильные удары тока, или идти к стоящей рядом пище, не

получая при этом никаких неприятных воздействий. (В более четко поставленных количественных исследованияхживотные на пути к пише также получали дозированное воздействие электрического тока.) Оказалось, что у крыс, голодавших в течение 24 часов, стремление к самораздражению центров удовольствия было вдвое сильнее, чем стремление к пище.

Зоны неудовольствия (отрицательного подкрепления, наказания) расположены в мозгу отдельно от зон удовольствия. При расположении электродов в зонах неудовольствия животное после однократного раздражения никогда не делало дальнейших попыток самораздражения и избегало даже появляться в местах, расположенных в районе рычага.

В результате множества опытов было показано, что в соответствующих областях мозга крысы (эти области находятся в отделах гипоталамуса и в других срединных, наиболее древних областях мозга) пункты положительной самостимуляции составляют примерно 35%, отрицательной - 5% и нейтральные - 60%.

Подобные центры положительного и отрицательного подкрепления в дальнейшем были обнаружены в мозгу различных видов животных: кошек, обезьян, коз и т. д. Эффект положительной и отрицательной самостимуляции обнаружен даже у такого примитивного животного, как улитка. В специальных экспериментах в ходе свободного передвижения по шару улитка могла случайно касаться стержня и замыкать при этом цепь, подающую ток на группу нейронов. В случае самостимуляции в таких экспериментах нейронов, связанных с осуществлением полового поведения, частота касаний достоверно возрастала, в случаях стимуляции нейронов, связанных с оборонительным поведением, частота касаний уменьшалась до нуля.

Электрораздражения глубинных структур мозга проводятся при некоторых нейрохирургических операциях и у людей. Цель таких вмешательств - выявление границ поврежденной ткани. Ввиду того что такие операции часто осуществляются под местным наркозом (в мозгу нет болевых рецепторов), больные, описывая свои ошушения при раздражении участков, примерно соответствующих расположению центров положительного и отрицательного подкрепления у животных, говорят о появлении ощущений "успокоения", "радости", "беспокойства", "тревоги".

В друтих экспериментах с электрораздражением мозга животных показано, что при увеличении силы тока, проходящего через зоны активной самостимуляции, возможно искусственно вызвать такие реакции, как прием пиши у сытых животных, питье, сексуальное поведение, ярость, страх, агрессию. Следует отметить, что центры пищевого, полового, агрессивного и других видов поведения являются сложными самостоятельными образованиями и, вообще говоря, не совпадают с центрами самораздражения.

В определенном смысле соотношения между центрами этих двух типов могут рассматриваться каксоотношения между центрами мотивационного поведения и центрами эмоционального регулирования этого поведения. Центры аппетита, жажды, агрессии, сексуального поведения резонно рассматривать как центры, отвечающие за осуществление мотивационной деятельности, центры удовольствия и неудовольствия - как зоны, отвечающие за эмоциональное регулирование мотивационных центров.

Все эти факты приводят к более подробной модели эмоционального регулирования поведения. В такой модели блок эмоций на рис. 5.15 имеет смысл разделить, по крайней мере, на три самостоятельных, последовательно расположенных подблока. Сигнал на выходе первого подблока пропорционален собственно моти-вационному рассогласованию, то есть разности текущего и эталонного значений мотивационной переменной (Мп - Л//). Сигнал на выходе второго подблока наряду с абсолютным значением получает положительную или отрицательную окраску, становится сигналом "удовольствия" или "неудовольствия". Сигнал на выходе третьего подблока как бы получает дополнительную модуляцию - приобретает ту или иную модальность: положительный сигнал в зависимости от своей силы связывается с эйфорией, счастьем, радостью, успокоением, отрицательный - с тревогой, страхом, яростью.

Таким образом, сверхпороговое раздражение центров самостимуляции вызывает у экспериментальных животных демонстрацию одного из видов мотивационного поведения. Причем следует отметить, что системы регулирования этих видов поведения обладают сложной иерархией и располагаются в нескольких областях мозга. Так, всистеме пищевого поведения существуют области, соответствующие центру "насыщения" и центру "голода". Электрическое раздражение этих центров вызывает противоположные поведенческие реакции: голодное животное отказывается от еды, сытое начинает активно поглощать пишу, на которую оно до сих пор вообще не обращало внимания.

Классический по яркости пример влияния электростимуляции на эмоционально-мотивационнуюсферу продемонстрировал доктор Хосе Дельгадо, который вживил электрод в мозг быка, приготовленного для боя на арене. Дельгадо полагал, что соответствующая стимуляция способна затормозить агрессивность быка, что действительно произошло в самый драматический момент. Когда разъяренное животное устремилось к экспериментатору, в мозг быка был послан радиоимпульс и бык резко прервал атакующее поведение.

Молекулярные механизмы работы центров положительного подкрепления, эмоций и мотиваций, по крайней мере частично, связаны с активностью нейронов, имеющих дофаминовые рецепторы. Как выясняется, такие группы нейронов составляют структуры мозга, чувствительные к естественным и искусственным опиатам (2, II: 384). Специалисты пофармакологии давно предполагали, что поразительно сильное действие морфина и других наркотиков обусловлено тем, что эти вещества имитируют какие-то внутренние (эндогенные) сигнальные молекулы, регулирующие восприятие боли и настроение человека.

Подтверждение этих предположений было получено в 1975 году, когда из мозга свиньи было выделено два нейропептида, молекулы которых состояли всего из пяти аминокислот, но обладали морфиноподобным действием. Эти вещества, получившие название энкефалины, выполняли функции нейромедиаторов, то есть участвовали в передаче сигналов между различными группами нервных клеток. Вскоре из гипофиза мозга, из других нейрогормо-нальных центров, а также из других тканей были выделены более длинные нейропептиды, получившие более общее название эндор-фины, то есть эндогенные (внутренние) морфины.

И энкефалины, и эндорфины являются по существу внутренними опиатами, естественными для мозга человека, причем связываются они с теми же рецепторами нервных клеток, что морфин и родственные с ним наркотики. Однако, и это крайне важно опте -тить, внутренние опиаты в отличие от морфинов не накапливаются, быстро разрушаются и поэтому не вызывают эффекта привыкания. Более точно говоря, у клеток-мишеней в мозгу наркоманов, в условиях постоянного связывания рецепторов с неестественными для мозга человека наркотическими веществами, постепенно повышается порог чувствительности, что достаточно быстро приводит к неизбежной катастрофе необратимого разрушения личности и быстрой смерти. Например, это может происходить за счет следующего механизма. С одной стороны, большинство рецепторов блокировано длительно связанными с ними молекулами наркотиков, которые прекратили свое воздействие, но не освободили рецепторы. С другой стороны, сложные внутренние молекулярные процессы требуют от рецепторов поступления сигналов от внутренних или внешних опиатов. Причем количество свободных рецепторов, пригодных для приема таких сигналов, постоянно уменьшается. В резул ьтате для достиже н ия того же эффе кта обе збол иванияилиэй-фории со временем требуются все большие и большие дозы наркотика (2, II: 385).

Механизм действия нервной системы

Такая простая ответная реакция получила название безусловного рефлекса. Безусловный рефлекс отличается большим постоянством: в ответ на одно и то же раздражение в любых условиях возникает одна и та же физиологическая реакция. Не зависит он и от индивидуального опыта человека. К безусловным рефлексам относятся также слюноотделение (выделение слюны при попадании пищи в рот), сухожильные рефлексы, например коленный. Наряду со зрачковым, коленный рефлекс играет немалую роль в распознавании ряда заболеваний центральной нервной системы.

В образовании рефлекса участвуют орган чувств, или рецептор (например, в зрачковом рефлексе — сетчатка), чувствительное нервное волокно, по которому импульсы идут к воспринимающим клеткам центральной нервной системы, двигательные нервные клетки и их волокна, по которым импульсы идут от центральной нервной системы, и рабочий орган (мышца или железа), который, собственно, и выполняет ответную реакцию.

При детальном изучении механизм безусловного рефлекса оказывается довольно сложным. Мы можем сравнить действие нервной системы с электрическими приспособлениями типа телефона, имеющими внешнее сходство со связями в нервной системе. То, что сходство это только внешнее, можно доказать, сославшись еще раз на пример с действием света на глаз. Предположим, что неожиданно для человека включили очень яркий свет, — ответная реакция будет уже другой: помимо того, что сократится зрачок, еще и зажмурятся глаза, возможно, повернется в сторону голова, а руки непроизвольно поднимутся и прикроют глаза. В этом случае возбудилось большее число чувствительных нервных волокон, а следовательно, и число импульсов, поступивших в центральную нервную систему, будет б?льшим, чем в первом примере; возбуждение захватило больший участок мозга, и в действие включилось большее число мышц (не только мышцы зрачка).

Рис. 31. Схема рефлекторной дуги.

Чувствительные нервные клетки от органа кожной чувствительности передают возбуждение через вставочные клетки центральной нервной системы двигательным клеткам, вызывающим мышечное сокращение. Ответные реакции включают на каждой стадии сотни и тысячи нервных клеток, связанных обычно гораздо более сложным образом, чем показано на этом рисунке.

При повторных применениях необычно сильного раздражителя ответная реакция усложняется: человек либо попытается уклониться от этого испытания, либо войдет с уже зажмуренными глазами, либо наденет темные очки. Вследствие приобретенного опыта его поведение изменится. Процесс научения показывает, что не все связи в центральной нервной системе фиксированы; они должны быть очень подвижными и постоянно меняться на протяжении жизни, по крайней мере в деталях. Это как бы телефонная система, наращивающая в зависимости от обстоятельств новые провода.

Мы только теперь начинаем постепенно узнавать о способности нервной системы к образованию новых связей. Вызывает интерес предположение, что это в одинаковой степени свойственно как головному, так и спинному мозгу, ибо последний состоит только из пучков волокон, проводящих импульсы к головному мозгу или от него, и тел нервных клеток, образующих рефлекторные центры, связанные с безусловными рефлексами. Однако в последнее время в результате тщательных экспериментов ученые установили, что у животных, например у кошки, повторное раздражение чувствительных нервов, участвующих в такого рода рефлексах, вызывает усиление ответной реакции, то есть увеличение мышечных движений. Эта усиленная ответная реакция, несомненно, зависит от закрепления связи между чувствительными и двигательными нервными клетками в спинном мозге. Как показали микрохимические исследования недавних лет, тонкие процессы в нервных клетках, благодаря которым происходит передача нервных импульсов от одной клетки к другой, при повторном употреблении усиливаются и тем самым становятся более эффективными. Установлено также, что неупотребление приводит к ослаблению функции. Однако изменения в типе ответа, как в условном рефлексе, в данном случае не происходят, а лишь усиливается уже существующая ответная реакция. Предполагают, что сходные изменения имеют место и в нервных клетках головного мозга, особенно в тех его областях, которые связаны с научением. Появление новых связей здесь может сильно повлиять на поведение. Другими словами, эти микроскопические изменения, возможно, являются частью химической основы памяти.

Показаны мельчайшие окончания двух нервных клеток на теле третьей клетки — так называемый синапс. Большинство нервных клеток в центральной нервной системе имеют синаптические связи с сотнями других.

Патологическая тревожность и раздражительность могут создать человеку массу проблем.

Ускоренный темп современной жизни, усталость и стрессы — все это в итоге может стать причиной нервного срыва.

Чрезмерная тревожность негативно сказывается на качестве жизни человека, становясь причиной переутомления и плохого настроения.

Внезапное чувство паники является одним из распространенных симптомов нервных расстройств.

Твоя сила — спокойствие внутри! Препарат Афобазол® восстанавливает и защищает нервные клетки, снижая тревогу, беспокойство и раздражение.

Узнать больше.
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА.

Даже самый надежный механизм ломается от чрезмерных нагрузок: такой тонкий, сложный и хрупкий аппарат, как человеческая психика, не исключение. Увы, нервные расстройства сегодня отнюдь не редкость, и в этом нет ничего странного. Современная жизнь выдвигает массу требований, и мы, пытаясь им соответствовать, часто перенапрягаемся и испытываем стресс. А от постоянного стресса до нервного расстройства — всего полшага.

Нервное расстройство: что это?

Это — целая группа психоневрологических заболеваний, в число которых входят в первую очередь неврозы, депрессии, различные психосоматические нарушения. Отдельно стоит упомянуть такое явление, как нервный срыв, — острую фазу нервного расстройства, например, невроза.

Нервные расстройства распространены шире, чем обычная простуда. Примерно 90% горожан хотя бы однажды с ними сталкивалась. Впрочем, вести статистику затруднительно, так как многие люди предпочитают переносить жизненные потрясения не обращаясь к врачам, не прибегая к психотерапии.

Опасность заработать нервное расстройство в современном мире просто огромна. Практически любой человек входит в ту или иную группу риска. В большей степени нервным расстройствам подвержены:

Конкретная симптоматика зависит от вида расстройства, однако есть общие признаки, которые проявляются почти у всех, кто страдает от расстройства нервной системы:

• бессонница;
• раздражительность;
• тревога, мрачные мысли, страх перед будущим;
• постоянная усталость, пониженная работоспособность, сонливость;
• невозможность сосредоточиться, снижение внимания;
• ухудшение памяти;
• навязчивые мысли.

Нервные расстройства влияют не только на настроение и поведение, но и на весь организм в целом. Иногда физические признаки нервного расстройства возникают раньше, чем когнитивные, и именно они заставляют людей задуматься — а все ли в порядке? Ведь многие из нас привыкли не обращать внимания на свое душевное состояние, но ухудшение здоровья — другое дело. Чаще всего нервные расстройства сопровождаются:

Как правило, эти состояния — реактивные, иначе говоря, они возникают по вине неких внешних обстоятельств и переживаний. Однако иногда причиной их становятся не какие-то события и связанные с ними чувства, а эндогенные, или внутренние, причины, вследствие которых нарушается метаболизм и структура нервных клеток. Эти причины весьма разнообразны: от погрешностей диеты и нарушения всасывания некоторых витаминов, необходимых для нормального функционирования нервной системы, — до серьезных болезней эндокринной системы и онкологических заболеваний.

Нервные расстройства разнообразны, однако чаще всего люди сталкиваются с одним из нижеприведенных:

Так называют долговременное угнетение нервной системы — как правило, вызванное длительным стрессом. Выражается раздражительностью, пониженным настроением и снижением работоспособности. При неврастении люди часто жалуются на головные боли, слабость, бессонницу, невозможность сосредоточиться. Возбужденное состояние сочетается с вялостью и утомляемостью.

При этом типе нервного расстройства человек постоянно сосредоточен на каких-то тревожных мыслях и идеях. От бреда это состояние отличается тем, что идеи эти, в сущности, вполне реальны. Иными словами, человек, страдающий бредовыми идеями, боится, что его похитят инопланетяне, а при тревожном расстройстве он не может избавиться от страха потери работы, измены или болезни. К этому виду нервных расстройств относятся и разнообразные фобии. Следует отметить, что человек может понимать, что его страхи, скорее всего, беспочвенны, однако не может перестать думать о них.

Этот тип расстройств характеризуется внезапными и беспричинными паническими атаками — приступами неконтролируемого страха. Во время панической атаки человек испытывает необъяснимый ужас, он начинает задыхаться, возникает потливость, головокружение, страх смерти, тремор. Приступы продолжаются от нескольких минут до получаса, и в тяжелых случаях случаются ежедневно. При легком паническом расстройстве атаки могут происходить всего лишь несколько раз в год, однако человек постоянно ждет нового приступа и испытывает нервозность.

Несмотря на то, что большинство людей считают глубокую печаль главным признаком депрессии, это расстройство зачастую проявляется иначе. Депрессивное расстройство — это не столько печаль, сколько апатия, утрата интереса ко всему, что раньше казалось важным и интересным. Человеку в этом состоянии все кажется бессмысленным, он видит будущее исключительно в черных красках, склонен к самоуничижению. Депрессия часто сопровождается сонливостью или тяжелой бессонницей, потерей аппетита, резким набором или снижением веса.

Не являясь нервным расстройством в прямом смысле этого слова, ВСД тем не менее связана с подобными нарушениями. Вегетативная нервная система управляет работой всего организма. Это она регулирует давление и сердечный ритм, готовит мышцы к напряжению и пр. При нарушениях в ее работе эти механизмы срабатывают неадекватно ситуации — например, никакой опасности нет, однако тело реагирует так, будто она есть.

Наилучшим вариантом станет врач-психоневролог, в некоторой мере совмещающий функции невролога и психиатра. Если нет возможности записаться именно к этому специалисту, обращайтесь к психиатру или невропатологу. Первый занимается тем, что связано с настроением и самоощущением, второй — физическими проявлениями нервных расстройств, такими как бессонница, головная боль, нарушения концентрации.

Психолог и психотерапевт помогут лишь тогда, когда заболевания психики исключены, диагноз поставлен и основной целью является возвращение человека к нормальной жизни.

Нервные расстройства не возникают из ниоткуда — они всегда являются следствием либо долговременного стресса, либо каких-то заболеваний. Очевидно, что для полного излечения нужно бороться с причиной, то есть изменить свою жизнь (пересмотреть график работы, закончить бесперспективные отношения, научиться общаться с людьми) или вылечить основную болезнь. Однако это долгий процесс. Именно поэтому и разработаны различные средства для лечения собственно нервных расстройств — все эти методы позволяют облегчить состояние, пока идет борьба с корнем всех зол. Проявления нервных расстройств разнообразны, и лечение должно быть комплексным, только тогда оно даст желаемый и стойкий эффект.

Чтобы закрепить эффект терапии, необходимо пересмотреть весь образ жизни. В частности, обратить внимание на питание, добавив в рацион фрукты и овощи, богатые клетчаткой, сложные углеводы. Раз в полгода можно принимать курс витаминов. Сократите употребление чая и кофе, заменив их на соки и фиточаи, откажитесь от алкоголя и сигарет.

Приучите себя к физическим нагрузкам — даже если поначалу это будут всего лишь пешие прогулки. Если есть возможность, выберите для отпуска какой-нибудь санаторий — лучше всего один из тех, где лечат нервные расстройства. Две недели ежедневных расслабляющих процедур, правильно подобранная диета и вода с содержанием всех необходимых минералов — отличная профилактика нервных расстройств.

У большинства многоклеточных клетки находятся во внутренней среде, которая может регулироваться, обеспечивая более подходящие условия для функционирования клеток. Внутренняя среда организма образована совокупностью жидкостей – это кровь, лимфа, тканевая жидкости. Регуляция в организмах может существовать на уровне клеток и тканей, всего организма.

Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Последний, характеризуется рядом биологических констант, таких, например, как осмотическое и артериальное давление, температура тела, концентрация сахаров в крови, активная реакция крови и др.

Основные параметры характеризующие гомеостаз на уровне систем органов:

Частота и глубина дыхания регулируются импульсами от хеморецепторов, возникающими в ответ на изменение содержания кислорода и углекислого газа в крови. Эти импульсы поступают в дыхательные центры головного мозга, которые, в свою очередь, изменяют частоту нервных импульсов, идущих к диафрагме и межрёберным мышцам. Высшие центры головного мозга также могут контролировать дыхательные движения, усиливая или подавляя активность дыхательных центров, например, при разговоре, чихании, преднамеренной задержке дыхания.

Усиленное или ослабленное сердцебиение (тахикардия и брахикрадия, соответственно) изменяет состав тканевой жидкости. Восстановление нормального сердечного ритма производится при помощи нервной системы, воздействующей на синоатриальный узел.

Уровень глюкозы в крови. Глюкоза является главным субстратом тканевого дыхания и должна непрерывно поступать в клетки (особенно в клетки головного мозга) для синтеза АТФ. Её недостаток вызывает потерю сознания. Избыток глюкозы откладывается в виде гликогена в мышцах и печени. Уровень глюкозы в крови регулируется гормонами глюкагоном и инсулином.

Одним из важнейших регуляторов в теле человека является печень. Двойное кровоснабжение и большая масса дают возможность находиться в печени ежесекундно около 20 % всей крови. Благодаря этому печень может хранить в себе питательные и минеральные вещества, синтезировать различные вещества, а также расщеплять отходы жизнедеятельности перед экскрецией. Всего насчитывают несколько сотен различных функций печени.

Обмен веществ в организме

Человек является звеном круговорота веществ и энергии в биосфере, так как использует в пищу растительные и животные продукты и выделяет во внешнюю среду органические материалы, которые с помощью микроорганизмов-минерализаторов превращаются в форму, легко усвояемую растениями (диоксид углерода, вода и др.). Поступление веществ в организм обеспечивает дыхательная и пищеварительная системы. Для поддержания стационарного состояния организма необходимо, чтобы его энергозатраты покрывались поступлением пищевых веществ с эквивалентной энергетической емкостью.

Общий обмен – включает основной обмен плюс энергию, затрачиваемую на выполнение различных видов активной работы (движение, физическая и умственная деятельность и т.д.).

Основной обмен – сумма энергетических затрат, идущих на покрытие жизненно важных процессов (работы сердца, дыхательной мускулатуры, деятельности пищеварительных органов, генерации нервных импульсов, поддержание постоянной температуры тела и др.) в состоянии физиологического покоя. Величина основного обмена составляет приблизительно 6550-7550 кДж/сут, т.е. 5 кДж/кг/ч.

Энергетическая (калорическая) ценность пищи определяется по количеству тепловой энергии, высвобождающейся при полном окислении 1 г органического материала. Энергетическая ценность углеводов и белков одинакова и составляет 4,1 ккал (17,18 кДж), а жиров – 9,3 ккал (38,96 кДж).

Обмен веществ и энергии внутри организма и между организмом и окружающей средой находится под контролем нервной и эндокринной систем.

Среди нервных механизмов регуляции метаболизма ведущая роль принадлежит вегетативному отделу нервной системы, и в первую очередь ее высшему подкорковому звену – гипоталамической области промежуточного мозга.

Основные понятия о ВНД

Высшая нервная деятельность (ВНД) – комплекс нервных процессов, протекающих в высших отделах ЦНС, обеспечивающих наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде.

Впервые объяснение высшей нервной деятельности человека дал Иван Михайлович Сеченов (1866). Он доказал, что все акты сознательной и бессознательной деятельности являются рефлекторными. И.П. Павлов (1904) развил идеи И.М. Сеченова экспериментально.

Рефлекс – реакция организма на внешнее или внутреннее воздействие (раздражение), осуществляемая центральной нервной системой. Реализация рефлексов обеспечивается нервными клетками, формирующимирефлекторную дугу– путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к рабочему органу. В состав рефлекторной дуги входят: рецептор, афферентная (центростремительная) часть, центральное звено (нервный центр), эфферентная (центробежная) часть, исполнительный орган (мышца, железа).

По механизму выработки рефлексы делят на условные и безусловные. Учение о безусловных и условных рефлексах было создано И.П. Павловым.

Безусловные рефлексы – врожденные реакции организма. Они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству. Безусловные рефлексы обеспечивают организму поддержание жизнедеятельности в относительно постоянных условиях существования. Основные безусловные рефлексы: пищевые (жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.), защитные (отдергивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание), половые, ориентировочные и др.

Условные рефлексы – приобретенные реакции организма. Они вырабатываются, закрепляются и могут угасать в течение жизни; не передаются по наследству. Они вырабатываются на базе безусловных. Примером формирования условнорефлекторной реакции может быть сочетание звукового раздражителя (например, звонка) с кормлением животного. После ряда повторений такого сочетания у животного будет наблюдаться слюноотделение, возникающее при звуке звонка даже при отсутствии предъявления пищи.

К основным условиям формирования условных рефлексов относятся:

1. повторное сочетание ранее индифферентного (нейтрального) раздражителя (звукового, светового, тактильного и т.д.) с действием подкрепляющего безусловного (или хорошо выработанного условного) раздражителя;

2. незначительное предшествование по времени индифферентного раздражителя по отношению к подкрепляющему стимулу;

3. достаточная возбудимость безусловной реакции (деятельное состояние коры головного мозга);

4. отсутствие постороннего раздражения или другой деятельности во время выработки рефлекса.

Для обеспечения адекватного поведения требуется не только способность к образованию условных рефлексов, но и возможность устранять условнорефлекторные реакции, необходимость в которых отпала. Это обеспечивается процессами торможения.

Торможение условных рефлексов может быть

безусловным (внешним и запредельным) Внешнее торможение происходит, если в момент действия условного сигнала начинает действовать посторонний раздражитель. Запредельное торможение наблюдается, когда интенсивность условного сигнала превышает определенный предел.

условным (внутренним). Внутреннее торможение проявляется в угасании условного рефлекса с течением времени, если он не подкрепляется действием безусловных рефлексов (т.е. если условия его выработки не повторяются).

Выработка и торможение условных рефлексов обеспечивает более тонкую адаптацию организма к окружающей среде, позволяет оптимизировать поведение в ответ на изменения внешней среды.