Excitarea cortexului cerebral. Prea multă emoție este rău

Cofeina este unul dintre alimentele care generează atâtea controverse. Mass-media concentrează multă atenție asupra acestei probleme, deoarece cofeina are multe fețe și este principalul ingredient activ. Ne propunem să aflăm dacă cofeina este dăunătoare sănătății umane.

Oamenii folosesc cofeina naturală ca parte a unei băuturi sau ca parte a medicamentelor într-o formă sintetizată. Sarcina sa principală este de a stimula procesele de excitare a cortexului cerebral, relatează Joinfo.ua.
De asemenea, veți fi interesat să aflați care cinci alimente sunt dăunătoare sănătății umane.
Eficacitatea consumului de cofeină este următoarea:
- creșterea activității fizice și psihice;
- rezistenta generala;
- realizarea progresivă a rezultatelor;
- îmbunătățirea abilităților intelectuale;
- efect revigorant si lipsa de oboseala;
- un excelent antidepresiv;
- pentru prevenirea a numeroase boli;
- în urma unor studii numerice, s-a dovedit că cofeina îmbunătățește funcția de reproducere a bărbaților.
Atenție, deoarece epuizarea celulelor nervoase depinde de doza de cofeină consumată. În acest aspect, luați o abordare personală. Este vectorul cantității de cofeină care reprezintă piatra de poticnire în ceea ce privește utilizarea acesteia în mediul medical.
Doctori despre cofeină
Medicina diferențiază categoria de vârstă în ceea ce privește consumul de cofeină. Tinerii au o stare de sănătate care le permite să bea o ceașcă de cafea ca o plăcere, indiferent de puterea acesteia. Dar oamenii în vârstă sunt atenți la acest lucru, deoarece se referă în principal la tensiunea arterială. Este posibilă și o pulsație rapidă pe termen scurt ca urmare a creșterii circulației sanguine. Posibila provocare a unui salt. Același factor este considerat pozitiv pentru sistemul cardiovascular; fluctuațiile de presiune protejează împotriva accidentelor vasculare cerebrale premature.

Și totuși, consumul frecvent de cofeină are o relație directă cu sănătatea mintală a unei persoane. Agresivitatea nemotivată și psihozele frecvente sunt rezultatul consumului de cantități mari de cofeină.
Mai multe necazuri...
Însă în ceea ce privește microelementele, absorbția și leșierea acestora depinde și de consumul de cofeină. Interferează cu absorbția microelementelor precum calciul, sodiul, fierul, potasiul, vitaminele B1 și B6. Lista poate fi continuată. Ca urmare, apar următoarele probleme: dinții devin fragili, se deteriorează din cauza lipsei de calciu, care este spălat din organism. Apar durerile de spate și se dezvoltă osteocondroza. De asemenea, puteți fi iritabil și aveți dureri de cap.
Să fim atenți la pericolele cofeinei pentru sănătatea copiilor și a femeilor însărcinate. Pentru ei, cofeina dăunează parțial, deoarece interferează cu dezvoltarea completă a fătului. Acest lucru se aplică greutății mici, dinților și creșterii copilului nenăscut.

Dar pentru copii este important să consume alimente precum ciocolata și Coca-Cola. Conțin și cofeină. Consumându-le frecvent, copiii tăi dăunează sănătății lor. Sunt mai plângăcioase și mai agresive, au un comportament nepotrivit și schimbări frecvente ale dispoziției.
Cu utilizarea sistematică, celulele nervoase sunt epuizate, rezultând dependența de produs.
Nu există un consens general cu privire la consumul de cofeină.
Consumați cofeină cu moderație și devreme în timpul zilei. Fii obiectiv. Amintiți-vă că sănătatea dumneavoastră depinde de doza de cofeină consumată.

Procese de inhibiție în cortexul cerebral

Activitatea normală a cortexului cerebral se desfășoară cu interacțiunea obligatorie, fără sfârșit, a proceselor de excitare și inhibiție: primul duce la dezvoltarea și implementarea reflexelor condiționate, al doilea la suprimarea acestora. În funcție de condițiile de apariție a inhibiției corticale, se disting două dintre formele acesteia: inhibiție necondiționată sau înnăscută (externă și dincolo) și condiționată sau dezvoltată.

Forme de inhibiție corticală

Frânare externă

Inhibarea externă a reflexelor condiționate apare atunci când, în timpul acțiunii unui stimul condiționat, corpul este expus la o iritație care provoacă un alt reflex. Cu alte cuvinte, inhibarea externă a reflexelor condiționate se datorează faptului că în timpul excitării focarului cortical al reflexului condiționat, apare un alt focar de excitare în cortexul cerebral. Reflexele condiționate foarte puternice și puternice sunt mai greu de inhibat decât cele mai slabe.

Frână decolorată

Dacă un stimul străin, a cărui utilizare a provocat inhibarea externă a reflexelor condiționate, provoacă doar un reflex de orientare (de exemplu, un clopoțel), atunci cu utilizarea repetată a acestui stimul străin, reflexul de orientare către acesta devine din ce în ce mai mic și dispare; atunci agentul străin nu provoacă inhibare externă. Acest efect inhibitor de slăbire al stimulilor este denumit o frână de decolorare. În același timp, există iritanți al căror efect nu slăbește, indiferent cât de des sunt folosiți. De exemplu, reflexul alimentar este inhibat atunci când centrul de urinare este excitat.

În cele din urmă, rezultatul ciocnirii în cortexul cerebral a proceselor de excitație care apar sub influența diferiților stimuli este determinat de puterea și rolul funcțional al excitațiilor care apar în timpul acțiunii lor. O excitație slabă care apare în orice punct al cortexului, care iradiază prin acesta, adesea nu inhibă, dar intensifică reflexele condiționate. Contraexcitația puternică inhibă reflexul condiționat. Esențială este și semnificația biologică a reflexului necondiționat, pe care se bazează reflexul condiționat, supus excitației externe. Inhibarea externă a reflexelor condiționate este similară prin mecanismul său de inhibare cu inhibarea observată în activitatea altor părți ale sistemului nervos central; pentru apariţia lui nu sunt necesare condiţii specifice pentru acţiunea stimulării inhibitorii.

Frânare extremă

Dacă intensitatea stimulului condiționat crește dincolo de o anumită limită, atunci rezultatul nu este o creștere, ci o scădere sau o inhibare completă a reflexului. În același mod, utilizarea simultană a doi stimuli condiționati puternici, fiecare dintre care provoacă separat un reflex condiționat semnificativ, duce la o scădere a reflexului condiționat. În toate astfel de cazuri, scăderea răspunsului reflex datorită întăririi stimulului condiționat este cauzată de inhibiția care apare în cortexul cerebral. Această inhibiție, care se dezvoltă în cortexul cerebral ca răspuns la acțiunea unei stimulări puternice sau frecvente și prelungite, este desemnată ca inhibiție transcendentală. Inhibarea excesivă se poate manifesta și sub forma epuizării patologice a procesului de excitație. În acest caz, procesul de excitare, care a început normal, se termină foarte repede, dând loc inhibiției. Aici aceeași tranziție a excitației la inhibiție este evidentă, dar, spre deosebire de normă, are loc extrem de rapid.

Inhibarea internă

Inhibarea internă sau condiționată, caracteristică activității părții superioare a sistemului nervos, apare atunci când un stimul condiționat nu este întărit de un reflex necondiționat. Inhibarea internă apare, așadar, atunci când condiția principală pentru formarea unei conexiuni temporare este încălcată - coincidența în timp a două focare de excitație create în cortex sub acțiunea unui stimul condiționat și a unui stimul necondiționat care îl întărește.

Fiecare stimul condiționat poate fi transformat rapid într-unul inhibitor dacă este aplicat în mod repetat fără întărire. Stimulul condiționat neîntărit determină apoi un proces de inhibiție în aceleași formațiuni ale cortexului cerebral în care a provocat anterior procesul de excitare. Astfel, alături de reflexele condiționate pozitive, există și reflexe condiționate negative sau inhibitorii. Ele se reflectă în suprimarea, încetarea sau prevenirea excitațiilor în acele organe ale corpului a căror activitate a fost cauzată de un anumit stimul condiționat pozitiv înainte de transformarea acestuia într-unul inhibitor. În funcție de modul în care stimulul condiționat nu este întărit de necondiționat, se disting patru grupe de cazuri de inhibiție internă: extincție, diferențiere, întârziere și inhibiție condiționată.

Somnul normal ca proces de inhibiție radiat prin cortexul cerebral

Dacă se creează condiții pentru o iradiere largă și pe termen lung a inhibiției de-a lungul cortexului cerebral, atunci acesta devine imun la toți stimulii care cad asupra acestuia din lumea exterioară și nu mai afectează mușchii scheletici - capul scade, pleoapele se închid, corpul devine pasiv, corpul nu răspunde la sunet, lumină și alte iritații, adică apare somnul.

Mecanisme de apariție a somnului

Numeroase experimente au arătat că somnul apare atunci când stimulii care au dobândit semnificație inhibitorie sunt adresați cortexului fără a le opune stimuli condiționati pozitivi. Așadar, dacă se folosește adesea același stimul condiționat, celulele cortexului care percep această iritare intră într-o stare inhibitorie, iar inhibiția se răspândește în tot cortexul - corpul intră în somn.

Astfel, baza stării de somn este iradierea extinsă a procesului inhibitor prin cortex, care poate coborî și la cele mai apropiate formațiuni subcorticale. Momentele care provoacă sau accelerează apariția unei stări de somn sunt toți factori asociați cu condițiile în care apare somnul în timpul vieții normale. Aceasta include anumite momente ale zilei asociate cu perioada zilnică de somn, poziția de somn și mediul de somn (de exemplu, culcat în pat). În plus, pentru apariția somnului, este esențial să dezactivați stimulii pozitivi condiționati și necondiționați care afectează cortexul cerebral. Aceasta include slăbirea stimulilor externi (tăcere, întuneric) și relaxarea mușchilor scheletici, ceea ce duce la o reducere semnificativă a fluxului de impulsuri de la receptorii săi. Importanța ultimului factor este evidențiată de studii care au arătat că atunci când o persoană adoarme, tonusul mușchilor scheletici scade de obicei.

O dovadă clară a inevitabilității iradierii inhibării în cortexul în absența unui aflux de impulsuri iritante în acesta este următorul caz. La un pacient din cauza paraliziei isterice, dintre toți receptorii, a funcționat doar un ochi și o ureche. Imediat ce acest pacient a închis ochiul bun, a adormit imediat.

În timpul somnului normal, activitatea organelor care primesc impulsuri prin fibrele sistemului nervos autonom se modifică. Inima bate mai rar, tensiunea arterială scade ușor, metabolismul scade, respirația încetinește, conținutul de dioxid de carbon din sânge crește, iar temperatura scade ușor. Aceste modificări sunt, fără îndoială, asociate cu modificări ale excitației în nucleele regiunii hipotalamice, dar cauza acestor modificări este o oprire mai mult sau mai puțin completă a activității cortexului cerebral, acoperită de inhibarea care iradiază prin acesta.

Valoarea de protecție a frânării

Astăzi se crede că inhibiția extremă este un fel de mecanism de protecție. Protejează celulele nervoase de epuizare, care ar apărea dacă excitația s-ar intensifica dincolo de o anumită limită sau ar fi menținută fără întrerupere peste o anumită perioadă. Inhibația care apare atunci, fără a fi oboseala în sine, acționează ca un gardian al celulei, prevenind ulterior iritația excesivă, care este plină de distrugerea acestei celule. În perioada de frânare, rămânând liberă de lucru, celula își restabilește compoziția normală. Prin urmare, inhibiția transcendentală, care protejează celulele corticale de epuizare, poate fi numită și inhibiție protectoare. Semnificația protectoare este caracteristică nu numai inhibiției extreme, ci și inhibiției somnolențe.

Mecanisme de apariție a frânării extreme

În funcție de condițiile apariției sale, inhibarea transcendentală este similară cu inhibarea care apare ca răspuns la stimularea puternică a receptorilor sau a fibrelor nervoase periferice din părțile inferioare ale sistemului nervos central. Cu toate acestea, în cortexul cerebral, inhibiția transcendentală apare constant ca răspuns la acțiunea stimulilor condiționati, iar apariția ei poate depinde nu numai de puterea fizică, ci și de puterea fiziologică a stimulului, determinată de rolul biologic al reflexului. Dezvoltarea inhibiţiei transcendentale depinde, în acelaşi timp, de starea funcţională a celulelor corticale; acesta din urmă, la rândul său, depinde de rolul conexiunilor temporare în care sunt incluse aceste celule, de influențele altor focare corticale, de alimentarea cu sânge a creierului și de gradul de acumulare a resurselor energetice în celulele acestuia.

Fiecare manifestare de inhibiție la nivelul cortexului cerebral poate fi considerată cu greu inhibiție transcendentală, întrucât altfel ar fi necesar să presupunem că fiecare stimul stins sau diferențiat devine, din cauza neîntăririi, depășind limita de forță (transcendent). Este puțin probabil ca acele cazuri de inhibiție corticală necondiționată (externă) care apar ca urmare a acțiunii unor stimuli neobișnuiți slabi care provoacă doar o reacție indicativă slabă, dar conduc cu ușurință la dezvoltarea somnului, să poată fi, de asemenea, clasificate drept inhibiție transcendentală. Acest lucru, însă, nu înseamnă că diferitele cazuri de inhibiție sunt o afecțiune cu totul specială. Este mai probabil ca diferitele cazuri de inhibitie sa aiba in natura lor unul si acelasi proces, diferit unul de celalalt prin viteza acestui proces, prin intensitatea lui si in conditiile de aparitie.

Inhibația transcendentală, apărută inițial în acele formațiuni ale cortexului cerebral cărora le este adresată acțiunea de stimulare puternică (sau frecventă și prelungită), poate radia în tot cortexul, ducând la somn. Somnul poate apărea, înlocuind excitația inițială, atât sub influența iritațiilor puternice, cât și în timpul acțiunii prelungite sau repetate frecvent a agenților slabi.

Teoria valorii protectoare a inhibiției a condus la presupunerea că somnul, protejând celulele corticale de epuizare, ar trebui să ajute la restabilirea funcțiilor normale ale cortexului cerebral dacă acestea sunt perturbate ca urmare a anumitor procese patologice. O serie de fapte au confirmat pe deplin această idee. S-a demonstrat că după administrarea diferitelor substanțe toxice, somnul, indus în mod deliberat de administrarea de somnifere, contribuie la o eliminare mai rapidă a tulburărilor patologice, care fără aceasta erau uneori chiar ireversibile. Rezultate semnificative au fost obținute prin terapia somnului într-o clinică de psihiatrie, în special în tratamentul schizofreniei și al altor boli. Efectele benefice ale terapiei somnului au fost remarcate experimental și în clinică după leziuni cerebrale severe ale craniului, în lupta împotriva șocului. S-a remarcat și un rezultat favorabil al așa-numitei terapii de somn pentru anumite boli, adică prelungirea artificială a somnului.

La un număr de sportivi, creșterea excitabilității cortexului cerebral poate fi atât de mare încât răspunsurile încep să se generalizeze, apare o tensiune musculară excesivă și are loc un anumit grad de dezinhibare a centrilor nervoși. Mai des, aceste fenomene apar la sportivii nepregătiți. Figura prezintă electromiograme ale sportivilor din categoria a 3-a, care dezvăluie în a 4-a zi de sosire în munții mijlocii vagitatea „salurilor” de impulsuri de excitare, impulsuri reziduale în pauzele dintre tensiuni.

Antrenorul poate controla gradul de excitabilitate a sistemului nervos central prin exerciții fizice și ascensiuni pe termen scurt la altitudini mari. Munca de antrenament, efectuată într-un ritm calm și cu o viteză uniformă, reduce excitabilitatea cortexului cerebral la acei sportivi care se află într-o stare de excitare excesivă. Urcările pe termen scurt la altitudini mari pot spori efectul pozitiv al climatului montan asupra stării funcționale a sistemului nervos central.

Reducerea timpului la modificarea valorii semnalului stimulilor, reducerea numarului de erori in timpul actiunii stimulilor pozitivi si negativi, scurtarea perioadei de latenta in timpul dezvoltarii tensiunii si relaxarii muschilor scheletici (LVH si LVR), cresterea numarului de miscari pe unitatea de timp, adică creșterea capacității unei persoane de a alterna rapid tensiunea musculară și relaxarea, accelerarea procesului de adaptare a analizorului vizual la diferite grade de iluminare indică o creștere a mobilității proceselor nervoase. Procedând astfel, am plecat de la poziția prezentată de B. M. Teplov (1956) conform căreia mobilitatea în sensul larg al cuvântului trebuie înțeleasă ca toate acele aspecte ale activității sistemului nervos cărora li se aplică categoria vitezei. Cu o organizare adecvată a regimului motor, sesiunile de antrenament sporesc efectul pozitiv asupra mobilității proceselor nervoase.

Convergența valorilor LBH și LBP, durata „salurilor” de impulsuri de excitare și pauze între ele și reducerea numărului de erori în timpul acțiunii stimulilor pozitivi și negativi indică o îmbunătățire a echilibrului inhibitori. -procesele excitatorii. Astfel, sesiunile de antrenament în condiții de mijloc de munte în majoritatea cazurilor cresc rapid mobilitatea și echilibrul proceselor nervoase și au un efect benefic asupra proprietăților sistemului nervos, care este cel mai fiabil indicator al activității nervoase. Cu toate acestea, în unele cazuri, a fost observată o încălcare a raportului proceselor inhibitoare-excitatoare. Sportivii s-au plâns de relaxarea musculară slabă și de apariția rigidității musculare. În aceste cazuri, sportivii nu s-au adaptat bine la activitatea musculară, fiind necesară o organizare specială a regimului lor motor.

Electromiograme la tensiuni arbitrare
mușchiul biceps brahial al sportivilor
Categoria a III-a I-va și T-va

A - în orașul Frunze; B - la o altitudine de 2100 m.

Studiul activității de analizor a cortexului cerebral a arătat că, în general, condițiile de mijloc montan nu provoacă perturbări semnificative în funcțiile analizatoarelor vizuale, motorii și vestibulare. În perioada inițială de aclimatizare, analizorul motor este cel mai susceptibil la efecte adverse. În același timp, o proporție semnificativă de sportivi cu creștere în înălțime prezintă o creștere a acuității vizuale și a câmpului vizual, viteza de adaptare la diferite condiții de iluminare, sensibilitatea proprioceptivă devine mai acută, iar stabilitatea aparatului vestibular crește. Aceste modificări apar cel mai adesea după primele 5-7 zile de ședere la munte și pot indica o îmbunătățire a stării activității nervoase superioare a sportivilor și a gradului de pregătire a acestora de a începe să efectueze o activitate fizică grea.

Astfel, rezultatele studiilor noastre privind influența climatului de mijloc de munte și a muncii fizice asupra activității nervoase superioare a sportivilor confirmă poziția conform căreia cortexul cerebral este sensibil la o scădere relativ mică a presiunii parțiale a oxigenului (119-125 mm). Hg) în aerul atmosferic. Direcția acestor schimbări determină în mare măsură dezvoltarea adaptării la activitatea musculară în munții mijlocii.

„Munți centrali și antrenament sportiv”,
D.A.Alipov, D.O.Omurzakov

Vezi si:

Activitatea normală a cortexului cerebral se desfășoară cu interacțiunea obligatorie, fără sfârșit, a proceselor de excitare și inhibiție: primul duce la dezvoltarea și implementarea reflexelor condiționate, al doilea la suprimarea acestora. Procesele de inhibiție din cortexul cerebral sunt interconectate cu procesele de excitație. În funcție de condițiile de apariție a inhibiției corticale, se disting două dintre formele acesteia: inhibiție necondiționată sau înnăscută (externă și dincolo) și condiționată sau dezvoltată.

Forme de excitație și inhibiție în cortexul cerebral

Frânare externă

Frână decolorată

Dacă un stimul străin, a cărui utilizare a provocat inhibarea externă a reflexelor condiționate, provoacă doar un reflex de orientare (de exemplu, un clopoțel), atunci cu utilizarea repetată a acestui stimul străin, reflexul de orientare către acesta devine din ce în ce mai mic și dispare;atunci agentul străin nu provoacă inhibare externă. Acest efect inhibitor de slăbire al stimulilor este denumit o frână de decolorare. În același timp, există iritanți al căror efect nu slăbește, indiferent cât de des sunt folosiți. De exemplu, reflexul alimentar este inhibat atunci când centrul de urinare este excitat.

Frânare extremă

Dacă intensitatea stimulului condiționat crește dincolo de o anumită limită, atunci rezultatul nu este o creștere, ci o scădere sau o inhibare completă a reflexului. În același mod, utilizarea simultană a doi stimuli condiționati puternici, fiecare dintre care provoacă separat un reflex condiționat semnificativ, duce la o scădere a reflexului condiționat. În toate astfel de cazuri, scăderea răspunsului reflex datorită întăririi stimulului condiționat este cauzată de inhibiția care apare în cortexul cerebral. Această inhibiție, care se dezvoltă în cortexul cerebral ca răspuns la o stimulare puternică sau frecventă și prelungită, este denumită inhibiție transcendentală. Inhibarea excesivă se poate manifesta și sub forma epuizării patologice a procesului de excitație. În acest caz, procesul de excitare, care a început normal, se termină foarte repede, dând loc inhibiției. Aici aceeași tranziție a excitației la inhibiție este evidentă, dar, spre deosebire de normă, are loc extrem de rapid.

Inhibarea internă

Somnul normal ca proces de inhibiție radiat prin cortexul cerebral

Înțelegerea proceselor de inhibiție și excitare în cortexul cerebral este foarte importantă pentru desfășurare.

Mecanisme de apariție a somnului

Valoarea de protecție a frânării

Mecanisme de apariție a frânării extreme

S-a demonstrat că după administrarea diferitelor substanțe toxice, somnul, indus în mod deliberat de administrarea de somnifere, contribuie la o eliminare mai rapidă a tulburărilor patologice, care fără aceasta erau uneori chiar ireversibile. Rezultate semnificative au fost obținute prin terapia somnului într-o clinică de psihiatrie, în special în tratamentul schizofreniei și al altor boli. Efectele benefice ale terapiei somnului au fost remarcate experimental și în clinică după leziuni cerebrale severe ale craniului, în lupta împotriva șocului. S-a remarcat și un rezultat favorabil al așa-numitei terapii de somn pentru anumite boli, adică prelungirea artificială a somnului.

câmpuri_text

săgeată_în sus

Cortexul este cea mai înaltă diviziune a sistemului nervos central , asigurând, pe baza funcțiilor înnăscute și dobândite în ontogeneză, cea mai perfectă organizare a comportamentului organismului.

Cortexul cerebral are o serie de caracteristici morfofuncționale:

aranjament multistrat al neuronilor;
principiul modular de organizare;
localizarea somatotopică a sistemelor receptorilor;
screenability - distribuția recepției externe pe planul câmpului neuronal al capătului cortical al analizorului;
dependența nivelului de activitate de influența structurilor subcorticale și a formării reticulare;
prezența reprezentării tuturor funcțiilor structurilor subiacente ale sistemului nervos central;
distribuția citoarhitectonică în câmpuri;
prezența în sistemele senzoriale și motorii de proiecție specifice ale cortexului a câmpurilor secundare și terțiare cu predominanța funcțiilor asociative;
prezența unor zone de asociere specializate ale cortexului;
localizarea dinamică a funcțiilor, exprimată în posibilitatea compensării funcțiilor structurilor corticale pierdute;
suprapunerea zonelor de câmpuri receptive periferice vecine în cortex;
posibilitatea păstrării pe termen lung a urmelor de iritație;
relație funcțională reciprocă între stările excitatorii și inhibitorii ale cortexului;
capacitatea de a iradia o stare;
prezența activității electrice specifice.

Particularitățile organizării structurale și funcționale a cortexului cerebral sunt asociate cu faptul că în evoluție a existat o corticolizare a funcțiilor sistemului nervos central, adică. transferându-i funcţiile structurilor subiacente ale creierului. Totuși, acest transfer nu înseamnă că cortexul preia funcțiile altor structuri. Rolul său se rezumă la corectarea eventualelor disfuncționalități ale sistemelor care interacționează cu acesta, o formă mai avansată, ținând cont de experiența individuală, analiza semnalelor și organizarea unui răspuns optim la aceste semnale, formarea în structurile creierului proprii și în alte structuri interesate. de urme memorabile despre semnal, caracteristicile sale, semnificația și natura reacției la acesta. Ulterior, pe măsură ce are loc automatizarea, reacția începe să fie efectuată de structurile subcorticale.

Suprafața totală a cortexului cerebral uman este de aproximativ 2200 sq.cm, numărul de neuroni corticali este de peste 10 miliarde Neuronii piramidali ocupă un loc semnificativ în compoziția celulară a cortexului. Neuronii piramidali au dimensiuni diferite, dendritele lor poartă un număr mare de spini: un axon (de regulă, trece prin substanța albă către alte zone ale cortexului sau către alte structuri ale sistemului nervos central); celule stelate - au dendrite scurte și un axon scurt care asigură conexiuni între neuronii cortexului însuși; neuroni fuziformi - asigură conexiuni verticale sau orizontale între neuroni.

Structura cortexului cerebral

câmpuri_text

săgeată_în sus

Cortexul cerebral are o structură cu șase straturi

Superior- strat molecular, este reprezentată predominant de dendrite ascendente ale neuronilor piramidali; aici sunt potrivite și fibrele nucleelor nespecifice ale talamusului, reglând nivelul de excitabilitate a cortexului prin dendritele acestui strat.
Al doilea strat - granulație exterioară Multumesc, este format din celule stelate care determină durata de circulație a excitației în cortexul cerebral și sunt legate de memorie.
Al treilea strat este piramidalul exterior, este format din celule piramidale mici si functional, impreuna cu al doilea strat, asigura conexiuni cortico-corticale ale diverselor circumvolutii ale creierului.
Al patrulea strat este granular intern, conţine celule stelate, căile talamocorticale specifice se termină aici, adică. căi pornind de la receptorii analizorului.
Al cincilea strat este piramidalul interior, un strat de piramide mari, care sunt neuroni de ieșire, axonii lor merg la medula oblongata și măduva spinării.
Al șaselea strat- adezivi polimorfi actual. Majoritatea neuronilor din acest strat formează tracturi corticotalamice.

Compoziția neuronală și distribuția sa între straturi diferă în diferite zone ale cortexului, ceea ce a făcut posibilă identificarea în creierul uman. 53 câmpuri citoarhitectonice. Mai mult, diviziunea în câmpuri citoarhitectonice se formează pe măsură ce funcția cortexului se îmbunătățește în filogeneză.

Câmpurile auditive primare, somatosenzoriale, ale pielii și alte câmpuri au câmpuri secundare și terțiare adiacente care asigură asocierea funcțiilor unui anumit analizor (sistem senzorial) cu funcțiile altor analizoare. Toate analizoarele sunt caracterizate de principiul somatotopic de organizare a proiecției sistemelor receptorilor periferici pe cortex. Astfel, în cortexul senzorial al celui de-al doilea gir central există zone de reprezentare a fiecărui punct al suprafeței pielii, în cortexul motor fiecare mușchi are propriul său subiect, propriul loc, prin iritare care se poate obține mișcarea acestui mușchi. ; în cortexul auditiv are loc o localizare topică a anumitor tonuri (localizare tonotopică). Există o distribuție topografică precisă în proiecția receptorilor retinieni pe al 17-lea câmp vizual al cortexului. Moartea zonei locale a câmpului al 17-lea duce la orbire dacă imaginea cade pe o secțiune a retinei care se proiectează pe zona deteriorată a cortexului.

Caracteristicile cortexului cerebral

câmpuri_text

săgeată_în sus

Principiul de funcționare a ecranului

O caracteristică specială a câmpurilor corticale este principiul ecranului funcționării lor. Acest principiu constă în faptul că receptorul își proiectează semnalul nu pe un neuron cortical, ci pe câmpul lor, care este format din colaterale și conexiuni ale neuronilor. Ca urmare, semnalul este focalizat nu punct la punct, ci pe mulți neuroni, ceea ce asigură analiza completă a acestuia și posibilitatea de transmitere către alte structuri interesate de proces. Principiul ecranului este implementat datorită unei organizări speciale a interacțiunii elementelor de intrare și ieșire ale cortexului.

Intrare impulsurile (aferente) pătrund în cortex de jos, urcă către celulele stelate și piramidale ale celor 3-4-5 straturi ale cortexului. Din celulele stelate ale stratului al 4-lea, semnalul merge către neuronii piramidali ai stratului al 3-lea, iar de aici - de-a lungul fibrelor asociative - către alte câmpuri, zone ale cortexului cerebral. Celulele stelate din câmpul 3 comută semnalele care merg către cortex către neuronii piramidali din stratul 5, de aici semnalul procesat părăsește cortexul către alte structuri ale creierului.

În cortex, elementele de intrare și de ieșire, împreună cu celulele stelate, formează așa-numitele « difuzoare» - unităţi funcţionale ale cortexului, organizate pe direcţie verticală. Dovada în acest sens este că, dacă microelectrodul este scufundat perpendicular în cortex, atunci în drumul său întâlnește neuroni care răspund la un tip de stimulare, dar dacă microelectrodul merge orizontal de-a lungul cortexului, atunci întâlnește neuroni care răspund la diferite tipuri de stimuli.

Coloana are un diametru de aproximativ 500 µm și este determinată de zona de distribuție a colateralelor fibrei talamocorticale aferente ascendente. Coloanele adiacente au relații care organizează secțiuni ale mai multor coloane în organizarea unei anumite reacții. Excitarea uneia dintre coloane duce la inhibarea celor vecine. Fiecare coloană poate avea un număr de ansambluri care implementează orice funcție după principiul probabilistic-statistic. Acest principiu constă în faptul că nu întregul grup de neuroni, ci doar o parte a acestuia, participă la reacția la stimularea repetată și, în fiecare caz, această parte a neuronilor participanți poate fi diferită. Pentru a îndeplini funcția, se formează grup de neuroni activi, suficient din punct de vedere statistic pentru a asigura funcția necesară (principiul static).

Zone ale cortexului cerebral

Prezența câmpurilor structural diferite implică și scopurile lor funcționale diferite. Astfel, în cortexul cerebral din lobul occipital există o zonă vizuală care percepe semnalele vizuale (câmpul 17), le recunoaște (câmpul 18) și evaluează semnificația a ceea ce se vede (câmpul 19). Deteriorarea câmpului 18 duce la faptul că o persoană vede, dar nu recunoaște obiecte, vede cuvinte scrise, dar nu le înțelege. În lobul temporal al cortexului există 22, 41, 42 de câmpuri implicate în percepția și analiza stimulilor auditivi și în organizarea controlului auditiv al vorbirii. Deteriorarea câmpului 22 duce la o înțelegere redusă a sensului cuvintelor rostite. Capătul cortical al analizorului vestibular este de asemenea localizat în lobul temporal. Lobul parietal al creierului este asociat cu sensibilitatea somatică legată de funcția vorbirii. Aici sunt evaluate efectele asupra receptorilor pielii, receptorilor de sensibilitate profundă și sunt evaluate greutatea, proprietățile suprafeței, forma și dimensiunea obiectului. În regiunea frontală există centre de coordonare a mișcărilor, inclusiv a vorbirii.

Distribuția funcțiilor în regiunile creierului nu este absolută: aproape toate regiunile creierului au polisenzorial neuronii, adică neuroni care răspund la diverși stimuli. Prin urmare, dacă, de exemplu, câmpul 17 al zonei vizuale este deteriorat, funcția acestuia poate fi îndeplinită de câmpurile 18 și 19. În plus, se observă diferite efecte motorii de iritare a aceluiași punct al cortexului în funcție de activitatea curentă. Dacă operația de îndepărtare a uneia dintre zonele corticale este efectuată în copilăria timpurie, când distribuția funcțiilor nu este încă fixată rigid, restabilirea funcției zonei pierdute are loc aproape complet. Toate acestea sunt manifestări ale mecanismelor de localizare dinamică a funcțiilor care fac posibilă compensarea structurilor perturbate funcțional și anatomic. Mecanismul de localizare dinamică a funcțiilor se manifestă prin faptul că în cortex există o secvențială suprapunerea câmpurilor receptive periferice.

Păstrarea urmelor de excitație

O caracteristică a cortexului cerebral este capacitatea sa de a păstrează urme de entuziasm.

În măduva spinării, după iritare, procesele urme persistă câteva secunde;
În regiunile subcortical-tulpina - sub forma unor acte motorii-coordonatoare complexe, atitudini dominante, stări emoționale, aceste procese durează ore întregi;
În cortexul cerebral, procesele urmelor pot persista pe tot parcursul vieții.

Această proprietate conferă cortexului o importanță excepțională în mecanismele de procesare și stocare a informațiilor și de acumulare a unei baze de cunoștințe. Păstrarea urmelor de excitație în cortex se manifestă prin fluctuații în cicluri ale nivelului de excitabilitate a cortexului, care durează în cortexul motor timp de 3-5 minute, în cortexul vizual - 5-8 minute.

Principalele procese care au loc în cortex sunt realizate în două stări: entuziasmȘifrânare. Aceste stări sunt întotdeauna reciproce. Ele apar, de exemplu, în cadrul analizorului motor, care este întotdeauna observat în timpul mișcărilor; ele pot apărea și între diferite analizoare. Influența inhibitorie a unui analizor asupra altora asigură îngustarea și concentrarea atenției asupra unui proces. Relațiile de activitate reciprocă sunt adesea observate în neuronii vecini.

Relația dintre excitație și inhibiție în cortex se manifestă sub forma așa-numitului inhibitie laterala. În timpul inhibării laterale, în jurul zonei de excitație se formează o zonă de neuroni inhibați și este, de regulă, de două ori mai lungă decât zona de excitație. Inhibarea laterală oferă contrast în percepție, care, la rândul său, face posibilă identificarea obiectului perceput.

Pe lângă inhibarea spațială laterală, inhibarea activității apare întotdeauna în cortex după excitare și invers, după inhibiție - excitare (inducție în serie). În cazurile în care inhibarea nu este în măsură să restrângă procesul excitator într-o anumită zonă, iradiere OMStrezire în cortex. Iradierea poate apărea de-a lungul cortexului de la neuron la neuron, de-a lungul sistemelor de fibre asociative ale primului strat, apoi are o viteză foarte mică - 0,5-2,0 m pe secundă. Iradierea excitației este posibilă și datorită conexiunilor axonale ale celulelor piramidale ale celui de-al treilea strat al cortexului între structurile învecinate, inclusiv între diferiți analizatori. Iradierea excitației asigură relația dintre stările zonelor corticale în timpul organizării reflexului condiționat și a altor forme de comportament.

Împreună cu iradierea excitației, care are loc datorită transmiterii impulsurilor a activității, există iradierea de frânare de-a lungul scoarței. Mecanismul de iradiere a inhibiției este de a transfera neuronii într-o stare inhibitorie datorită inhibării axonilor care vin la ei și la sinapsele lor.

Evaluarea stării funcționale a cortexului cerebral uman este o problemă dificilă și încă nerezolvată. Una dintre abordările care indică indirect starea funcțională a creierului și a structurilor sale este înregistrarea oscilațiilor în acestea. potenţiale electrice.

Fiecare neuron are o sarcină membranară; atunci când neuronul este activat, această sarcină este generată sub formă de descărcări de puls; la frânare, sarcina membranei crește adesea și ea hiper polarizare. Glia creierului are și o sarcină pe membranele elementelor lor stelate. Încărcarea membranei neuronilor, glia, dinamica acesteia, procesele care au loc în sinapse, dendrite, dealul axonal, în axon - toate acestea sunt procese în continuă schimbare, diverse și multidirecționale în semn, intensitate și viteză. Caracteristicile lor integrale depind de starea funcțională a structurii nervoase și determină în total parametrii electrici ai acesteia. Acești indicatori, dacă sunt înregistrați prin microelectrozi, reflectă activitatea unei părți locale (până la 100 µm în diametru) a creierului și se numesc activitate focală.

Dacă electrodul de înregistrare este situat în structura subcorticală, se numește activitatea înregistrată prin intermediul acestuia subcorticograma, dacă electrodul este situat în cortexul cerebral - corticograma.

Ritmuri de bază ale cortexului cerebral

câmpuri_text

săgeată_în sus

În cele din urmă, când electrodul este situat pe suprafața scalpului, total activitate, în care există o contribuţie atât din partea cortexului cât şi a structurilor subcorticale. Această manifestare a activității se numește electroencefalograma(EEG) (Fig. 15.6 Ritmuri de bază ale electroencefalogramei).

Toate tipurile de activitate cerebrală sunt supuse dinamic intensificării și slăbirii și sunt însoțite de anumite ritmuri de oscilații electrice.

În repaus la o persoană, în absența iritațiilor externe, predomină ritmurile lente. Acest lucru se reflectă în EEG sub forma așa-numitului ritm alfa, a cărui frecvență de oscilație este de 8-13 oscilații pe secundă, iar amplitudinea lor este de aproximativ 50 µV.

Tranziția unei persoane la activitate duce la o schimbare a ritmului alfa la unul mai rapid ritm beta, având o frecvență de 14-30 oscilații pe secundă, a căror amplitudine ajunge la 25 µV.

Trecerea de la odihnă la somn este însoțită de dezvoltarea unui ritm mai lent - ritmul theta- 4-7 vibrații pe secundă, sau ritm delta- 0,5-3,5 vibrații pe secundă. Amplitudinea ritmurilor lente variază între 100-300 µV.

În cazul în care, pe fundalul repausului sau al unei alte stări a creierului uman, se prezintă iritație, de exemplu, lumină, sunet, curent electric, atunci așa-numita potenţiale evocate(VP). Perioada latentă și amplitudinea potențialelor evocate depind de intensitatea stimulării aplicate; componentele acestora, numărul și natura oscilațiilor depind de adecvarea stimulului.

Ajutor la Tele2, tarife, intrebari