Процессы распространения возбуждения и торможения в ЦНС также имеют особенности. Рассматривая их в режиме распространения возбуждения в ЦНС, можно выделить следующие моменты.
1. Одностороннее проведения возбуждения. В ЦНС, ее центрах, внутри рефлекторных дуг и нейронных цепей возбуждение, как правило, идет в одном направлении: от афферентного нейрона к эфферентному, а не наоборот. Обусловлено это особенностями расположения и характером функционирования химического синапса. В целом это организует деятельность ЦНС и является одним из ее координационных принципов.
2. Суммация возбуждения (или торможения): Один импульс (даже, если он достаточно сильный) не в состоянии вызвать возбуждение на мембране синапса. Для этого необходима серия таких импульсов (по силе и частоте), которые могут достичь критического уровня поляризации мембраны, в результате чего начинает действовать механизм передачи этого возбуждения (пример с картинкой: калиево- натриевый насос). Если раздражение не достигает порогового (т.е. критического) уровня, то возбуждение не наступает.
3. Явление окклюзии (закупорки). Один и тот же нейрон может передавать сигналы на ряд других нейронов, в результате чего возникает определенный эффект. Например, нейрон активизировал 10 мышечных волокон в мышце, вследствие чего возникло ее определенное электрическое напряжение. Второй нейрон тоже возбуждает 10 других мышечных волокон. Но если оба нейрона возбуждать одновременно, то суммарная электрическая активность мышцы будет на 20% меньше, чем при последовательном возбуждении. Оказывается часть волокон у 1-го и 2-го нейрона были общими при возбуждении. Это и вызвало блокировку некоторой части информации и ее закупорку (т.е. явление окклюзии).
4. Трансформация ритма возбуждения (или торможения). В отличие от скелетной мышцы или аксона нейрон способен трансформировать ритм возбуждений, приходящий к нему. Например, на него поступает импульс с частотой 25 Гц, а нейрон в ответ на это, возбуждаясь, генерирует 50 Гц или уменьшает силу импульса с 25 до 15 Гц и т.д.
5. Последействие — один из вариантов этого свойства. Поступающий импульс может минутами или даже часами пробегать небольшой отрезок нейронной цепи. Это обеспечивает перевод «следа» из кратковременной в долговременную память.
6. Утомление нервных центров. При длительном возбуждении одного и того же нейрона в его синапсе снижается содержание медиатора, который влияет на работоспособность нейрона.
Наряду с возбуждающими, в ЦНС имеются и тормозящие нейроны, число которых также огромно. Механизм торможения в науке до конца не изучен. По немногочисленным данным литературных источников каждый тормозной нейрон вырабатывает какой-то один определенный гип медиатора (активное вещество: глицин или гамма- аминомаслянную кислоту) и осуществляет в соответствии с этим торможение. И.М. Сеченов был первым в этом учении.
Выделяют четыре вида торможения: предсинаптиче- ское; постсинаптическое; рецепторное и возвратное.
Предсинаптическое торможение осуществляется путем вытормаживания какого-то определенного пути, идущего к данному нейрону. Скажем, к нейрону подходит 10 аксонов, и к каждому из этих аксонов подходят аксоны от тормозных, нейронов. Они и могут тормозить проведение возбуждения по каждому из нейронов в отдельности.
Постсинаптическое торможение происходит в результате гиперполяризации всего нейрона, который весь полностью и одновременно блокируется. Блокиратором выступают выделяемые тормозными нейронами медиаторы (глицин, гамма аминомасляная кислота и др.). Кроме того, в деятельности рефлекторных дуг также можно выделить определенные виды торможения.
Рецепторное торможение. Пример. Сигнал от мышечного веретена поступает с афферентного нейрона в спинной мозг, где переключается на альфа-мотонейрон сгибателя и одновременно на тормозной нейрон, который тормозит активность альфа-мотонейрона разгибателя. Это явление открыто Ч. Шеррингтоном.
Возвратное торможение. Пример. Альфа-мотонейрон посылает аксон к соответствующим мышечным волокнам. По пути от аксона отходит коллатераль, которая возвращается в ЦНС и заканчивается на одном из тормозных нейронов (клетка Реншоу), активизируя его. В результате, тормозной нейрон вызывает торможение того альфа- мотонейрона, который запустил всю эту цепочку. Активизируясь, через систему тормозных нейронов, альфа- мотонейрон сам себя тормозит. Процесс развития нервных клеток в разных отделах головного мозга совершается неодинаково энергично: для клеток коры больших полушарий головного мозга он заканчивается лишь к полутора годам, в то время как спинной мозг к моменту рождения оказывается более законченным, по своей структуре.
Нервная система новорожденного малыша, наряду с морфологическими, имеет и ряд функциональных особенностей. А именно? Поскольку кора, пирамидные пути и полосатое тело к моменту рождения ребенка недостаточно развиты, то его жизненно важные функции регулируются промежуточным мозгом, т.е. подкорковыми центрами. Доказательством этому служит тот факт, что голова ребенка в первые недели жизни беспомощно свисает, а движения беспорядочны.
Имея при рождении целый ряд безусловных рефлексов, к концу первого года жизни, функции организма ребенка существенно эволюционизируют и приспосабливаются к окружающей среде. Появление примитивных рефлексов на ранних этапах онтогенеза, как и исчезновение на более поздних, является признаком нормального развития ребенка. При этом их сохранение после определенного срока или их повторное появление является патологическим признаком.
По причине весьма короткого периода бодрствования новорожденного малыша его кора больших полушарий головного мозга способна вырабатывать условные рефлексы, но в очень ограниченном объеме. Внешние раздражители в этот период являются для коры больших полушарий ребенка сверхсильными, вследствие чего его ЦНС быстро утомляется, понижается возбудимость нервных центров, развивается утомление, приводящее ребенка в физиологический сон.
Исследования нейрофизиологов показывают, что в конце первого и начале второго месяца жизни у ребенка образуется целый ряд условных рефлексов со всех анализаторов, что свидетельствует о том, что мозг и его высшие отделы (кора больших полушарий) начинают выполнять основную функцию: установление связи организма с внешней средой.