Реципрокное и латеральное торможение

Реципрокное торможение - определениеТорможение, как и возбуждение, в работе нервной системы – это активный процесс, который возникает в результате физических и химических изменений в тканях. Появляется как предупреждение или в угнетение второй волны возбуждения. Одна из главных задач торможения – защищать нервную систему от перевозбуждения и обеспечивать нормальную жизнедеятельность организму.

Классификация типов торможения

В физиологии реакция замедления возбуждения разделена на несколько основных групп:

  • центральное (первичное и вторичное);
  • периферическое;
  • условное и безусловное.

Типы торможения в нейронных сетях - наглядная схемаЦентральное торможение было открыто И. М. Сеченовым в 1862 году. В своем исследовании он удалил у лягушки головной мозг в районе зрительных бугров. И вычислил время реакции сгибательных рефлексов. После на зрительные бугры животного помещал кристаллы соли, это увеличивало период активной фазы рефлекса.

Именно этот эксперимент помог ученому увидеть процесс замедления возбуждения и описать его. Центральный тип торможения еще называют сеченовским. А результаты с позиции доминанты описал другой исследователь – А.А. Ухтомский. Он заметил, что именно в зрительных буграх расположена доминанта, которая подавляет работу спинного мозга.

Доминанта – это временно сформированный главный очаг возбуждения, расположенный в центре нервной системы. Он определяет реакцию организма на внутренние и внешние раздражители.

Очаг доминанты привлекает к себе нервные импульсы из других нервных систем, более слабые. Благодаря привлеченным импульсам, доминанта усиливает свое действие, а деятельность нервных центров других систем подавляется.

Доминантное возбуждение имеет свои характеристики:

  • стойкость возбуждения;
  • повышенная возбудимость;
  • инерция, когда доминанта как след возбуждения еще сохраняется, после прекращения раздражения;
  • способность суммировать раздражение.

Сопряженное торможение - основные особенностиС позиции отрицательной индукции объяснил результаты эксперимента Н.В. Введенский. Исследователь утверждал, что если возникает возбуждение в определенной точке центральной нервной системы, то вокруг очага образуется индукция.

Сегодня ученые объяснили бы это явление, используя современную терминологию: нейроны возбуждают тормозные клетки Реншоу, расположенные в спинном мозге и тормозят активность альфа-мотонейронов.

Первичное торможение происходит в специальных клетках, которые примыкают к тормозным нейронам. В этот момент тормозные нейроны выделяют нейромедиаторы.

Бывают различные виды первичного торможения в ЦНС:

  1. латеральное – клетка тормозит расположенные рядом нейроны. Это явления развивается между ганглиозными клетками сетчатки и биполярными клетками;
  2. возвратное – нейрон тормозит клетку, которая тормозит этот же нейрон;
  3. реципрокное – взаимная реакция, через вставочный нейрон одна группа нейронов тормозит другие группы нервных клеток;
  4. пресинаптическое — сдерживание, связанное с возбуждение, происходит в обычных клетках нервной системы;
  5. облегчение возвратное – в процессе снижения реакции другими тормозными клетками происходит нейтрализация самого процесса.

В тех же нейронах, которые отвечают за возбуждение, проходит вторичная реакция.

Оно бывает двух видов: торможение, которое следует за возбуждением и пессимальное торможение.

Взаимное торможение центров - механизм взаимодействияПритормаживание после возбуждения проходит в обычных нейронах ЦНС и тесно связано с самим возбуждением. В конце самого акта возбуждения в нервной клетке развивается сильный след гиперполяризации. Одновременно не хватает постсинаптического потенциала, который должен довести деполяризацию мембран до нужного уровня. В результате натриевые потенциальные каналы остаются закрытыми, а потенциал действия не формируется.

В 1945 году братьями Вебер было открыто периферическое торможение. Как пример, снижение частоты сердечных сокращений, при воздействии на блуждающий нерв. И.П. Павлов ввел в физиологию термины «условное» (внутреннее) и «безусловное» (внешнее) торможение.

Сопряженное (реципрокное) торможение

Этот вид замедления работы нервной системы был открыт Ч. Шеррингтоном. Явление реципрокного торможения обеспечивает согласованное взаимодействие разгибательных конечностей и мышц антагонистов. Если объяснить простым языком – помогает сгибать и разгибать конечности.

Если человек сгибает ногу, в суставе колена возникает возбуждение и передается в спинномозговой цент мышц-сгибателей. А в нервном центре «разгибателей» формируется замедленная реакция. И наоборот — при разгибании в центре «разгибателей» нейроны возбуждаются, а в центре «сгибателей» образуется торможение.

Это случается при сложных двигательных актах – ходьбе, беге, прыжках.

Например, при ходьбе человек сгибает то левую, то правую ногу. Когда согнуто правое колено, в его центре развивается возбуждение, а в противоположном направлении проходит акт задержки.

Торможение центров мышц - как это происходитЧем сложнее движение конечностей, тем больше нейронов, которые регулируют отдельные группы мышц, находятся в сопряженных, реципрокных отношениях.

Описанная реакция происходит за счет работы вставочных тормозящих нейронов спинного мозга.

Сопряженные отношения нейронов между собой непостоянны и переменчивы. В типичной форме проходят только у спинальных животных. Их специально готовят к экспериментам, искусственно разрывая нервные связи между спинным и головным мозгом.

Под влиянием нейронов, расположенных выше спинальных центров, сопряженный тип реакции изменчив. Например, человек легко сгибает две ноги одновременно. Все происходит вопреки вышеописанной схемы формирования торможения.

Именно эта изменчивость взаимодействий между двигательными центрами помогают человеку осуществлять сложные движения – танцевать, играть на музыкальных инструментах, заниматься спортом.

Латеральное торможение

Латеральное торможение – это разновидность возвратного вида замедления возбуждения. На соседних нейронах вставочные клетки создают тормозные синапсы, одновременно блокируя боковые связи возбуждения.

В этом акте возбуждение всегда направлено по строгому пути. Именно латеральное торможение обеспечивает точную иррадиацию в центральной нервной системе. Латеральный тип играет важную роль в работе сенсорных (афферентных) систем, отвечая за явление контраста.

Основная роль различных стоп-сигналов в организме человека

Главная задача торможения в нервной системе — это помощь телу согласовывать все функции между собой и гармонично взаимодействовать с внешней средой. Благодарю торможению, организм способен анализировать и синтезировать сигналы ЦНС. Именно эту роль задержки реакции называют координационной. Некоторые виды не только координируют нервную систему, но и оберегают ее.

 Дуга рефлекса растяжения и торможение - наглядный рисунокНапример, пресинаптическое торможение координирует нервную систему за счет угнетения центральной нервной системы афферентными мало существующими сигналами. Координационную и защитную роль выполняет обратный тип реакции замедления, ограничивая частоту работы мотонейронов в спинном мозге.

У млекопитающих, в том числе и у людей, представленный вид замедления встречается в сенсорных (афферентных) системах. В высших отделах головного мозга человека доминирует торможение постсинаптическое.

Сети нейронов могут не только тормозить возбуждение организма, но усиливать приходящие к ним сигналы.