La regulación de la actividad nerviosa es un proceso de excitación e inhibición en el sistema nervioso central. Inicialmente, se presenta como una reacción elemental a la irritación. En el proceso de evolución, las funciones neurohumorales se hicieron más complejas, dando lugar a la formación de las principales divisiones de los sistemas nervioso y endocrino. En este artículo, estudiaremos uno de los procesos principales: la inhibición en el sistema nervioso central, los tipos y mecanismos de su implementación.
Tejido nervioso, su estructura y funciones
Una de las variedades de tejidos animales, llamada nerviosa, tiene una estructura especial que proporciona tanto el proceso de excitación como activa las funciones de inhibición en el sistema nervioso central. Las células nerviosas están formadas por un cuerpo y procesos: cortos (dendritas) y largos (axón), que aseguran la transmisión de los impulsos nerviosos de un neurocito a otro. El extremo del axón de una célula nerviosa entra en contacto con las dendritas del siguiente neurocito en lugares llamados sinapsis. Proporcionan la transmisión de impulsos bioeléctricos a través del tejido nervioso. y la emociónsiempre se mueve en una dirección: desde el axón hasta el cuerpo o las dendritas de otro neurocito.
Una propiedad más, además de la excitación, que ocurre en el tejido nervioso, es la inhibición en el sistema nervioso central. Es una respuesta del organismo a la acción de un irritante, que conduce a una disminución o cese completo de la actividad motora o secretora, en la que participan las neuronas centrífugas. La inhibición en el tejido nervioso también puede ocurrir sin excitación previa, pero solo bajo la influencia de un mediador inhibidor, como el GABA. Es uno de los principales transmisores del frenado. Aquí también puede nombrar una sustancia como glicina. Este aminoácido participa en la mejora de los procesos inhibidores y estimula la producción de moléculas de ácido gamma-aminobutírico en las sinapsis.
Yo. M. Sechenov y su trabajo en neurofisiología
Un destacado científico ruso, creador de la teoría de la actividad refleja del cerebro, demostró la presencia en las partes centrales del sistema nervioso de complejos celulares especiales capaces de inactivar los procesos bioeléctricos. El descubrimiento de centros de inhibición en el sistema nervioso central fue posible gracias al uso de tres tipos de experimentos de I. Sechenov. Estos incluyen: corte de secciones de la corteza en diferentes áreas del cerebro, estimulación de loci individuales de materia gris por factores físicos o químicos (corriente eléctrica, solución de cloruro de sodio), así como el método de excitación fisiológica de los centros cerebrales. I. M. Sechenov fue un excelente experimentador, haciendo cortes ultra precisos en el área entre los tubérculos visuales y directamente enel propio tálamo de la rana. Observó una disminución y cese completo de la actividad motora de las extremidades del animal.
Así, un neurofisiólogo descubrió un tipo especial de proceso nervioso: la inhibición en el sistema nervioso central. Consideraremos los tipos y mecanismos de su formación con más detalle en las siguientes secciones, y ahora nos centraremos una vez más en este hecho: en departamentos como el bulbo raquídeo y los tubérculos visuales, hay un sitio llamado inhibidor, o " Centro Sechenov". El científico también probó su presencia no solo en mamíferos, sino también en humanos. Además, I. M. Sechenov descubrió el fenómeno de la excitación tónica de los centros inhibidores. Entendió por este proceso una ligera excitación en las neuronas centrífugas y los músculos asociados a ellas, así como en los propios centros nerviosos de inhibición.
¿Los procesos neuronales interactúan?
La investigación realizada por destacados fisiólogos rusos I. P. Pavlov e I. M. Sechenov demostró que el trabajo del sistema nervioso central se caracteriza por la coordinación de las reacciones reflejas del cuerpo. La interacción de los procesos de excitación e inhibición en el sistema nervioso central conduce a una regulación coordinada de las funciones corporales: actividad motora, respiración, digestión, excreción. Los procesos bioeléctricos ocurren simultáneamente en los centros nerviosos y pueden cambiar constantemente con el tiempo. Esto asegura la correlación y el paso oportuno de los reflejos de respuesta a las señales del entorno interno y externo. Numerosos experimentos realizados por neurofisiólogos han confirmado el hecho de que la excitación y la inhibición en el sistema nervioso central sonfenómenos nerviosos clave, que se basan en ciertas regularidades. Detengámonos en ellos con más detalle.
Los centros nerviosos de la corteza cerebral son capaces de distribuir ambos tipos de procesos por todo el sistema nervioso. Esta propiedad se denomina irradiación de excitación o inhibición. El fenómeno contrario es una reducción o limitación del área del cerebro que propaga los bioimpulsos. Se llama concentración. Los científicos observan ambos tipos de interacciones durante la formación de los reflejos motores condicionados. Durante la etapa inicial de formación de la motricidad, debido a la irradiación de la excitación, varios grupos musculares se contraen simultáneamente, no participando necesariamente en la realización del acto motor en formación. Solo después de repetidas repeticiones del complejo formado de movimientos físicos (patinaje, esquí, ciclismo), como resultado de la concentración de procesos de excitación en focos nerviosos específicos de la corteza, todos los movimientos humanos se vuelven altamente coordinados.
La conmutación en el trabajo de los centros nerviosos también puede ocurrir debido a la inducción. Se manifiesta cuando se cumple la siguiente condición: primero hay una concentración de inhibición o excitación, y estos procesos deben tener suficiente fuerza. En la ciencia, se conocen dos tipos de inducción: fase S (la inhibición central en el sistema nervioso central aumenta la excitación) y forma negativa (la excitación provoca el proceso de inhibición). También existe la inducción secuencial. En este caso, el proceso nervioso se invierte en el propio centro nervioso. InvestigarLos neurofisiólogos demostraron el hecho de que el comportamiento de los mamíferos superiores y los humanos está determinado por los fenómenos de inducción, irradiación y concentración de los procesos nerviosos de excitación e inhibición.
Inhibición incondicional
Consideremos con más detalle los tipos de inhibición en el sistema nervioso central y detengámonos en su forma, que es inherente tanto a los animales como a los humanos. El término en sí fue propuesto por I. Pavlov. El científico consideró que este proceso es una de las propiedades innatas del sistema nervioso y destacó dos tipos: desvanecimiento y constante. Detengámonos en ellos con más detalle.
Suponga que hay un foco de excitación en la corteza que genera impulsos al órgano de trabajo (músculos, células secretoras de las glándulas). Debido a cambios en las condiciones del ambiente externo o interno, surge otra área excitada de la corteza cerebral. Produce señales bioeléctricas de mayor intensidad, lo que inhibe la excitación en el centro nervioso previamente activo y su arco reflejo. El desvanecimiento de la inhibición en el sistema nervioso central conduce al hecho de que la intensidad del reflejo de orientación disminuye gradualmente. La explicación es la siguiente: el estímulo primario ya no provoca el proceso de excitación en los receptores de la neurona aferente.
Otro tipo de inhibición, observada tanto en humanos como en animales, se demuestra en el experimento realizado por el ganador del Premio Nobel en 1904 IP Pavlov. Mientras alimentaban al perro (con la fístula extraída de la mejilla), los experimentadores encendieron una señal de sonido aguda: se detuvo la liberación de saliva de la fístula. El científico llamó a este tipo de inhibición trascendental.
Al ser una propiedad innata, la inhibición en el sistema nervioso centralprocede por un mecanismo reflejo incondicional. Es bastante pasivo y no provoca el consumo de una gran cantidad de energía, lo que lleva al cese de los reflejos condicionados. La inhibición incondicional constante acompaña a muchas enfermedades psicosomáticas: discinesias, parálisis espástica y flácida.
¿Qué es un freno que se desvanece?
Continuando con el estudio de los mecanismos de inhibición en el sistema nervioso central, consideremos cuál es uno de sus tipos, llamado freno de extinción. Es bien sabido que el reflejo de orientación es la reacción del cuerpo al impacto de una nueva señal extraña. En este caso, se forma un centro nervioso en la corteza cerebral, que se encuentra en estado de excitación. Forma un arco reflejo, que es responsable de la reacción del cuerpo y se llama reflejo de orientación. Este acto reflejo provoca la inhibición del reflejo condicionado que se está produciendo en ese momento. Después de la repetición repetida de un estímulo extraño, el reflejo, llamado indicativo, disminuye gradualmente y finalmente desaparece. Esto significa que ya no provoca la inhibición del reflejo condicionado. Esta señal se denomina freno de atenuación.
Así, la inhibición externa de los reflejos condicionados está asociada con la influencia de una señal extraña en el cuerpo y es una propiedad innata del sistema nervioso central y periférico. Un estímulo repentino o nuevo, por ejemplo, una sensación de dolor, un sonido extraño, un cambio en la iluminación, no solo provoca un reflejo de orientación, sino que también contribuye al debilitamiento o incluso al cese completo del condicionamiento.arco reflejo que está actualmente activo. Si una señal extraña (a excepción del dolor) actúa repetidamente, la inhibición del reflejo condicionado se manifiesta menos. El papel biológico de la forma incondicional del proceso nervioso es llevar a cabo la respuesta del cuerpo al estímulo, la más importante en este momento.
Frenado interno
Su otro nombre usado en la fisiología de la actividad nerviosa superior es inhibición condicionada. El principal requisito previo para la aparición de dicho proceso es la f alta de refuerzo de las señales provenientes del mundo exterior con reflejos innatos: digestivo, salival. Los procesos de inhibición en el sistema nervioso central que han surgido bajo estas condiciones requieren un cierto intervalo de tiempo. Considere sus tipos con más detalle.
Por ejemplo, la inhibición diferencial ocurre como respuesta a señales ambientales que coinciden en amplitud, intensidad y fuerza con el estímulo condicionado. Esta forma de interacción entre el sistema nervioso y el mundo circundante permite que el cuerpo distinga más sutilmente entre estímulos y aísle de su totalidad el que recibe refuerzo por un reflejo innato. Por ejemplo, al sonido de un llamado con una fuerza de 15 Hz, apoyado por un comedero con comida, el perro desarrolló una reacción salival condicionada. Si se aplica otra señal sonora al animal, con una fuerza de 25 Hz, sin reforzarla con comida, en la primera serie de experimentos se liberará saliva de la fístula del perro a ambos estímulos condicionados. Después de un tiempo, el animal diferenciará estas señales y la saliva de la fístula dejará de secretar un sonido con una potencia de 25 Hz, es decir,se desarrollará una inhibición diferencial.
Libere al cerebro de la información que ha perdido su papel vital para el cuerpo: esta función se realiza precisamente por inhibición en el sistema nervioso central. La fisiología ha demostrado empíricamente que las respuestas motoras condicionadas, bien fijadas por las habilidades desarrolladas, pueden persistir a lo largo de la vida de una persona, por ejemplo, patinar, andar en bicicleta.
Resumiendo, podemos decir que los procesos de inhibición en el sistema nervioso central son el debilitamiento o el cese de ciertas reacciones del cuerpo. Son de gran importancia, ya que todos los reflejos del cuerpo se corrigen de acuerdo con las condiciones modificadas, y si la señal condicionada ha perdido su valor, incluso pueden desaparecer por completo. Varios tipos de inhibición en el sistema nervioso central son básicos para habilidades de la psique humana tales como mantener el autocontrol, distinguir estímulos y expectativas.
Vista retrasada del proceso nervioso
Empíricamente, puede crear una situación en la que la respuesta del cuerpo a una señal condicionada del entorno externo se manifieste incluso antes de la exposición a un estímulo no condicionado, como la comida. Con un aumento en el intervalo de tiempo entre el inicio de la exposición a una señal condicionada (luz, sonido, por ejemplo, golpes de metrónomo) y el momento del refuerzo hasta tres minutos, la liberación de saliva a los estímulos condicionados anteriores es cada vez más. retrasado y se manifiesta solo en el momento en que aparece un comedero con comida frente al animal. El retraso en la respuesta a una señal condicionada caracteriza los procesos de inhibición en el sistema nervioso central, llamados retardados.una forma en la que su tiempo de flujo corresponde al intervalo de retardo de un estímulo incondicionado, como la comida.
El valor de la inhibición en el sistema nervioso central
El cuerpo humano, en sentido figurado, está "bajo el arma" de una gran cantidad de factores del entorno externo e interno, a los que se ve obligado a reaccionar y formar muchos reflejos. Sus centros y arcos nerviosos se forman en el cerebro y la médula espinal. La sobrecarga del sistema nervioso con una gran cantidad de centros excitados en la corteza cerebral afecta negativamente la salud mental de una persona y también reduce su rendimiento.
Base biológica del comportamiento humano
Ambos tipos de actividad del tejido nervioso, tanto la excitación como la inhibición en el SNC, son la base de la actividad nerviosa superior. Determina los mecanismos fisiológicos de la actividad mental humana. La doctrina de la actividad nerviosa superior fue formulada por IP Pavlov. Su interpretación moderna es la siguiente:
La excitación y la inhibición en el sistema nervioso central, que ocurren en interacción, proporcionan procesos mentales complejos: memoria, pensamiento, habla, conciencia y también forman reacciones complejas de comportamiento humano
Para componer un modo de estudio, trabajo y descanso científicamente fundamentado, los científicos aplican el conocimiento de las leyes de la actividad nerviosa superior.
La importancia biológica de un proceso nervioso tan activo como la inhibición se puede determinar de la siguiente manera. Cambios en las condiciones del ambiente externo e interno (f alta de refuerzoseñal condicionada por un reflejo innato) implica cambios adecuados en los mecanismos adaptativos del cuerpo humano. Por lo tanto, el acto reflejo adquirido se inhibe (extingue) o desaparece por completo, ya que se vuelve inapropiado para el cuerpo.
¿Qué es dormir?
Yo. P. Pavlov en sus trabajos demostró experimentalmente el hecho de que los procesos de inhibición en el sistema nervioso central y el sueño son de la misma naturaleza. Durante el período de vigilia del cuerpo, en el contexto de la actividad general de la corteza cerebral, todavía se diagnostican sus secciones individuales cubiertas por inhibición interna. Durante el sueño, irradia sobre toda la superficie de los hemisferios cerebrales, alcanzando las formaciones subcorticales: tubérculos visuales (tálamo), hipotálamo, formación reticular y sistema límbico. Como señaló el destacado neurofisiólogo P. K. Anokhin, todas las partes anteriores del sistema nervioso central, responsables de la esfera del comportamiento, las emociones y los instintos, reducen su actividad durante el sueño. Esto conlleva una disminución en la generación de impulsos nerviosos provenientes de debajo de la corteza. Así, se reduce la activación de la corteza. Esto brinda la posibilidad de descansar y restaurar el metabolismo tanto en los neurocitos del cerebro grande como en todo el cuerpo como un todo.
Experiencias de otros científicos (Hess, Economo) establecieron complejos especiales de células nerviosas incluidas en los núcleos no específicos de los tubérculos visuales. Los procesos de excitación diagnosticados en ellos provocan una disminución de la frecuencia de los biorritmos corticales, lo que puede considerarse como una transición desde un estado activo(despertar) para dormir. Los estudios de partes del cerebro como el acueducto de Silvio y el tercer ventrículo llevaron a los científicos a la idea de un centro de regulación del sueño. Está anatómicamente relacionado con la parte del cerebro responsable de la vigilia. La derrota de este locus de la corteza debido a un trauma o como resultado de trastornos hereditarios en humanos conduce a condiciones patológicas de insomnio. Destacamos también el hecho de que la regulación de un proceso de inhibición tan vitalmente importante para el organismo como es el sueño la llevan a cabo los centros nerviosos del diencéfalo y los núcleos subcorticales: caudado, almendrado, vallado y lenticular.
