Концепция работы центральной нервной системы (ЦНС) зависит от взаимодействия двух основных типов нейронных процессов: возбуждения и торможения. Процесс торможения играет активную роль в регулировании и изменении уровня возбуждения.

Значение процесса торможения в ЦНС

В 1862 году Иван Михайлович Сеченов обнаружил явление торможения в нервных центрах. В своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863) он подробно изучил этот процесс.

И. М. Сеченов провел эксперименты на лягушках, подтверждая свои идеи. Он выяснил, что стимуляция определенных участков головного мозга вместе с кислотным раздражителем вызывает замедление или прекращение рефлекторной реакции спинного мозга. Это привело его к выводу, что верхние нервные центры могут влиять на нижние через торможение. Этот эксперимент стал известен как «Сеченовское торможение» и был важным для физиологии.

Тормозные процессы важны для координации нейрональной активности. Во-первых, они ограничивают распространение возбуждения на соседние нервные центры, концентрируя его в ключевых областях ЦНС. Во-вторых, чередование возбуждения и торможения в разных нервных центрах позволяет выключить ненужную активность. В-третьих, развитие торможения в нервных центрах защищает их от перегрузки.

Внутренние механизмы нейрона работают как система саморегуляции, защищая его от излишней активности. Клетки Пуркинье в мозжечке действуют как тормозные регуляторы, контролируя мышечный тонус через воздействие на клетки подкорковых ядер и стволовых структур. Корзинчатые клетки в промежуточном мозге играют роль «ворот», регулируя передачу импульсов от различных частей тела в кору больших полушарий. Пресинаптическое подавление происходит перед синаптическим контактом, когда аксон тормозной нервной клетки образует синапс с аксоном возбуждающей нервной клетки. Это приводит к избыточной деполяризации мембраны, которая подавляет прохождение потенциалов действия и препятствует передаче возбуждения. Такой механизм торможения ограничивает поток входящих импульсов к нервным центрам, исключая внешние воздействия, не связанные с основной деятельностью.

Феномены иррадиации и концентрации

Когда один из наших чувствительных рецепторов активируется, сигнал возбуждения может распространяться по разным направлениям в нашем мозге и влиять на разные нервные клетки. Это происходит из-за того, что у нас есть много связей между разными нервными центрами. Этот процесс распространения возбуждения называется «иррадиацией».

Чем сильнее начальное раздражение и чем больше нервные клетки вокруг возбудимы, тем дальше распространяется этот процесс. Но есть и процессы, которые могут ограничивать распространение возбуждения и сосредотачивать его в одном месте.

Иррадиация играет важную роль в том, как наш организм формирует новые реакции, такие как ориентировочные реакции и условные рефлексы. Она помогает нашим разным нервным центрам взаимодействовать и создавать новые связи, что позволяет нам, например, учиться новым двигательным навыкам.

Однако иррадиация возбуждения также может иметь негативные последствия. Она может нарушать тонкое равновесие между возбужденными и подавленными нервными центрами и вызывать проблемы с координацией движений.

Преобладающий центр

В исследованиях А. А. Ухтомского обнаружено, что при сложной рефлекторной реакции, например, при глотании, электрическое раздражение моторных центров не только останавливает движение конечностей, но и усиливает глотательный рефлекс. Этот центральный возбудитель, определяющий текущую активность организма, А. А. Ухтомский назвал «преобладающим центром».