Любое изменение результата контролируется соответствующими рецепторами. Афферентная импульсация, возникающая в рецепторах функциональной системы, по афферентным путям поступает в соответствующие нервные центры. Она называется «обратная афферентация», так как постоянно сигнализирует о состоянии полезного приспособительного результата функциональной системы. Под влиянием обратной афферентации в функциональную систему избирательно вовлекаются исполнительные механизмы, направленные на восстановление потребного для метаболизма или социальной деятельности результата. Обратная афферентация является таким образом той стержневой основой, за счет которой оцениваются все этапы поведения по достижению полезного результата и которая определяет процессы саморегуляции каждой функциональной системы. С ее помощью центральная нервная система может регулировать приспособительные реакции целого организма в соответствии с потребностями организма и условиями окружающей среды. Наличие звена обратной афферентации делает каждую функциональную систему циклической саморегулирующейся организацией.
Динамика работы функциональной системы. Центральным звеном функциональной системы любого уровня организации является полезный для организма приспособительный результат. Отклонение этого результата от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность организма, немедленно воспринимается рецепторными аппаратами и посредством нервной и гуморальной обратной афферентации избирательно мобилизует специальные нервные аппараты. Последние через исполнительные механизмы, включая вегетативные реакции и поведение, возвращают полезный приспособительный результат к необходимому для нормального метаболизма уровню. Все эти процессы протекают непрерывно с постоянным информированием центра функциональной системы о достижении или недостижении полезного приспособительного результата.
Кибернетические свойства функциональных систем. В функциональных системах проявляются общекибернетические свойства, в том числе регулирование по конечному эффекту и обмен информацией. Регулирование по конечному эффекту в кибернетике, как известно, называется обратной связью. Обратные связи открыты Н. Винером в технических устройствах, а П.К. Анохин обнаружил их в живых организмах в виде «обратной афферентации», что составило признанный приоритет отечественной науки в области физиологической кибернетики.
Прочитайте:
|
По ряду признаков рефлексы могут быть разделены на группы:
· По типу образования: условные и безусловные рефлексы
· По видам рецепторов: экстероцептивные (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные), интероцептивные (с рецепторов внутренних органов) и проприоцептивные (с рецепторов мышц, сухожилий, суставов)
· По эффекторам: соматические, или двигательные (рефлексы скелетных мышц), например флексорные, экстензорные, локомоторные, статокинетические и др.; вегетативные внутренних органов - пищеварительные, сердечно-сосудистые, выделительные, секреторные и др.
· По биологической значимости: оборонительные, или защитные, пищеварительные, половые, ориентировочные.
· По степени сложности нейронной организации рефлекторных дуг различают моносинаптические, дуги которых состоят из афферентного и эфферентного нейронов (например, коленный), и полисинаптические, дуги которых содержат также 1 или несколько промежуточных нейронов и имеют 2 или несколько синаптических переключений (например, флексорный).
· По характеру влияний на деятельность эффектора: возбудительные - вызывающими и усиливающими (облегчающими) его деятельность, тормозные - ослабляющими и подавляющими её (например, рефлекторное учащение сердечного ритма симпатическим нервом и урежение его или остановка сердца - блуждающим).
· По анатомическому расположению центральной части рефлекторных дуг различают спинальные рефлексы и рефлексы головного мозга.
Любое раздражение, воспринимаемое рецептором, кодируется в нервный импульс и в таком виде по чувствительным волокнам направляется в ЦНС. Здесь эта информация перерабатывается, отбирается и передается на двигательные нервные клетки, которые посылают нервные импульсы к рабочим органам - мышцам, железам и вызывают тот или иной приспособительный акт - движение или секрецию. Во время ответной реакции возбуждаются рецепторы рабочего органа и от них в ЦНС поступают импульсы - информация о достигнутом результате. Живой организм, как любая саморегулирующаяся система, работает по принципу обратной связи. Афферентные импульсы, осуществляющие обратную связь, либо усиливают и уточняют реакцию, если она не достигла цели, либо прекращают ее. Таким образом, рефлекс осуществляется не рефлекторной дугой, а рефлекторным кольцом; рефлекс заканчивается по достижении результата.
Обратная афферентация (обратная связь) - информация от исполнительного органа в центральную нервную систему, где происходит анализ того, что должно быть и что произошло в ответ на действие раздражителя.
На основании этого анализа от центра посылаются корректирующие импульсы к органу-исполнителю и к рецепторам. Эти сигналы могут увеличить или уменьшить их функциональную активность. Обратная связь в рефлексе обеспечивает автоматическое саморегулирование и образует самостоятельную функциональную систему, называемую рефлекторным кольцом, а также гарантирует автоматическую оценку и совершенное управление любым рефлекторным актом. Такие функциональные системы, обеспечивающие регулирование поведенческих реакции, называются нервными центрами.
Приспособительный результат (ПР) – опред. соотнош. орг-ма и внеш. среды, кот. прекр. действ-е, направ. на его достижение, и делает возможным реализацию следующего поведенческого акта. Достичь рез-та – значит изм. соотнош. между орг-м и средой в полезном для орг-ма направлении. Достиж. ПР в функц. сис-ме осущ. с помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными являются: - афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации; - принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели акцептора результатов действия; - собственно действие; - сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результатов действия и параметров выполненного действия; - коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных (смоделированных нервной системой) параметров действия
Оглавление темы "Неврология - учение о нервной системе.":>Общая характеристика нервной системы с точки зрения кибернетики заключается в следующем. Живой организм - это уникальная кибернетическая машина, способная к самоуправлению. Эту функцию выполняет нервная система. Для самоуправления требуется 3 звена: звено - поступление информации, которое происходит по определенному вводному каналу информации и совершается следующим образом:
А. Возникающее из источника информации сообщение поступает на приемный конец канала информации - рецептор. Рецептор - это кодирующее устройство, которое воспринимает сообщение и перерабатывает его в сигнал - афферентный сигнал , в результате чего внешнее раздражение превращается в нервный импульс.
Б. Афферентный сигнал передается далее по каналу информации, каковым является афферентный нерв .
Имеются 3 вида каналов информации, 3 входа в них: внешние входы - через органы чувств (экстероцепторы); внутренние входы: а) через органы растительной жизни (внутренности) - интероцепторы ; б) через органы животной жизни (сома, собствено тело) - проприоцепторы . II звено - переработка информации. Она совершается декодирующим устройством, которое составляют клеточные тела афферентных нейронов нервных узлов и нервные клетки серого вещества спинного мозга, коры и подкорки головного мозга, образующие нервную сеть серого вещества центральной нервной системы. III звено - управление. Оно достигается передачей эфферентных сигналов из серого вещества спинного и головного мозга на исполнительный орган и осуществляется по эфферентным каналам, т. е. по эфферентным нервам с эффектором на конце.
Имеется 2 рода исполнительных органов:
1. Исполнительные органы животной жизни - произвольные мышцы, преимущественно скелетные.
2. Исполнительные органы растительной жизни - непроизвольные мышцы и железы.
Кроме этой кибернетической схемы, современная кибернетика установила общность принципа обратной связи для управления и координации процессов, совершающихся как в современных автоматах, так и в живых организмах; с этой точки зрения в нервной системе можно различать обратную связь рабочего органа с нервными центрами, так называемую обратную афферентацию . Под этим названием подразумевается передача сигналов с рабочего органа в центральную нервную систему о результатах его работы в каждый данный момент. Когда центры нервной системы посылают эфферентные импульсы в исполнительный орган, то в последнем возникает определенный рабочий эффект (движение, секреция). Этот эффект побуждает в исполнительном органе нервные (чувствительные) импульсы, которые по афферентным путям поступают обратно в спинной и головной мозг и сигнализируют о выполнении рабочим органом определенного действия в данный момент. Это и составляет сущность «обратной афферентации» , которая, образно говоря, есть доклад центру о выполнении приказа на периферии. Так, при взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозге происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие мозгу чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в каждый данный момент. Такая двусторонняя- сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т. е. пока рука не возьмет предмет.
Следовательно, все время совершается самопроверка работы органа, возможная благодаря механизму «обратной афферентации» , который имеет характер замкнутого круга в последовательности: центр (прибор, задающий программу действия) - эффектор (мотор) - объект (рабочий орган) - рецептор (восприемник) - центр.
Жизнь человека протекает во взаимодействии с окружающей средой.
Он воспринимает мир вокруг с помощью органов чувств, перерабатывает полученную информацию и реагирует соответствующим образом.
Одним из важнейших элементов взаимодействия является афферентация.
Что такое афферентация?
В физиологии под афферентацией понимается передача нервного возбуждения от чувствительных , расположенных по периферии тела, к центру нервной системы: или . Большинство сигналов поступает именно в головной мозг, точнее, его кору.
Рецепторы, воспринимающие раздражение, находятся как в органах чувств, так и во внутренних органах. Когда информация поступает извне, она необходима для ориентации в пространстве и принятия решений о будущем действии и называется обстановочной афферентацей.
Внутренние сигналы, обеспечиваемые интерорецепцией физиологии или нервными окончаниями, расположенными внутри организма, дают информацию о состоянии самого организма, позволяя вовремя ощутить «неполадки», говорящие о проблемах со здоровьем.
В психологии под афферентацией подразумевается поток нервных импульсов от органов чувств и внутренних органов человека в центральную нервную систему.
Начинается процесс восприятия с раздражения чувствительных нейронов.
Источником его может послужить любой сигнал:
- поток света;
- звуковые колебания;
- химические вещества, распыленные в воздухе;
- тепловое излучение и прочие.
Нейроны преобразуют раздражение в нервный импульс, поступающий в афферентные нейроны. Последние располагаются преимущественно в ганглиях спинного мозга, только зрительный и обонятельный сигналы идут напрямую в головной мозг. Это обусловлено важностью информации, которую они предоставляют. Здесь участвует и , обеспечивающий заданное положение глаз человека даже в темноте, явление это обеспечивается автоматически и влияет на координацию.
Задние корешки спинного мозга и черепномозговые нервы воспринимают полученную информацию и передают ее дальше на афферентные нейроны или в верхние отделы ЦНС, отвечающие за конкретный тип импульсации. Помогают в этом процессе специальные центры в стволе мозга, проводящие анализ импульсов и распределение их по типу восприятия.
Второй этап рефлекторной дуги включает анализ и обработку информации, по результатам которой вызывается действие, которое может заключаться в:
- сокращении мышц;
- выделении секрета;
- выбросе гормонов в кровь и так далее.
Результат действия оказывает значительное влияние на формирование в дальнейшем рефлекса. Физиология определяет это как обратную афферентацию, благодаря которой происходит оценка целесообразности действия.
Роль звена обратной афферентации заключается в обеспечении эффективности рефлекса. Если он не имеет смысла (не обеспечивает безопасность, не помогает добыть еду, устранить боль и так далее), то есть не содержит «подкрепления», в нем нет смысла, и тогда рефлекторная дуга не замыкается.
Формирование же рецепта основано на принципе, что обратная афферентация совпадает с акцептором действия. В этом случае формируется устойчивая связь, физиологически обеспечиваемая системой нейронов, скрепленных между собой.
В физиологии это называется рефлексом, он может быть как врожденным (в нем «работают» поколениями накопленные положительные подкрепления), так и приобретенным. Они функционируют до тех пор, пока связь подтверждается, то есть присутствуют все элементы рефлекторной дуги.
Таким образом, роль обратной афферентации заключается в создании эффективного рефлекса.
Афферентация измененная
Восприятие человеком раздражения не всегда происходит объективно. На него могут повлиять:
- условия среды;
- состояние организма;
- психические изменения;
- действие некоторых веществ.
Поэтому поступающая информация может быть измененной. В таких условиях организм реагирует иначе, что называется измененной афферентацией.
Периоды особой чувствительности к ограничению афферентации это время, в течение которого человек необъективно воспринимает свое тело и его соотношение с окружающим миром. К примеру, в состоянии невесомости ощущения, исходящие от внутренних органов, становятся другими, соответственно и реакция организма изменяется. Наркотические вещества изменяют восприятие человеком окружающего мира, сказывается на его поведении.
Длительное изменение афферентации происходит при сенсорных расстройствах, когда человек не может воспринять раздражение правильно, или психических расстройствах, когда чувствительные нейроны работают нормально, а вот переработка и преобразование информации нарушены.
В данном случае пациент нуждается в коррекционной работе или в специализированном лечении.
Афферентация помогает человеку воспринимать себя и окружающий мир. Она участвует в процессе формирования рефлексов, значительно упрощающих работу нервной системы. Однако под действием некоторых факторов может приобрести измененные формы, представляя человеку неверную информацию.
Основным высшим принципом ВНД яв-ся рефлекс – ответная р-ция орг-зма на изменения внешней или внутренней среды, протекающие при участии ЦНС. Павлов классифицировал рефлексы на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные). Безусловные: присущи виду в целом, передаются по наследству, не требуют спец. выработки. Также бывают: пищевые, половые, оборонительные. Условные: вырабатываются в течение индивидуальной жизни, не передаются по наследству, требуют специальной выработки. Также бывают: пищевые, половые, оборонительные. Кроме того бывают: положительные – возникает рефлекторная р-я и отрицательные - условная р-я прекращается. Условные рефлексы бывают 1,2 и более высокого порядка, также бывают: совпадающие, отстающие, запаздывающие. Рефлекторный путь (дуга )- необходима для реализации рефлекса. Состоит из: рецептора, афер.нервного путя, тела сенсорного нейрона, эффер. нервного пути и рабочего органа. Рефлекторная дуга бывает соматического рефлекса (закан-ся скел. мышцей) и вегетативного рефлекса (зак-ся внутренним органом). Обратная афферентация : или обратная связь по Анохину, т.е. связь между исполнительным органом и ЦНС, подразумевает передачу сигналов с рабочего органа в ЦНС о результатах его работы в каждый данный момент. Согласно обратной афферентации, после получения исполнительным органом эфферентного импульса и выполнения рабочего эффекта, исполнительный орган дает сигнал ЦНС о выполнении приказа на периферии. Например: чтобы взять рукой какой-либо предмет- нужно дотянуться до него, в этот момент глаза измеряют расстояние между рукой и предметом и посылают инф-ю в виде афферентных сигналов в мозг. Затем импульсы распространяются в мышцы руки, в мышцах нах-ся рецепторы, которые посылают сигнал в мозг. Так продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т.е. пока рука не возьмет предмет. Следовательно, все время совершается самопроверка работы органа, благодаря механизму "обратной афферентации", который имеет хар-р замкнутого круга. Полезный приспособительный результат – это тот рез-тат, ради достижения которого и формируется функциональная система.
50.Нарушение двигательной ф-ции при поражении мозжечка у человека.
Мозжечок – интегративная структура, участвующая в координации движений вегетативных и поведенческих реакциях. К нему стекается поток импульсов от рецепторов мышц, суставов, сухожилий и кожи, а также от органов зрения, слуха и равновесия. От ядер мозжечка нервные волокна идут к гипоталамусу, красному ядру среднего мозга, вестибулярным ядрам и сетчатому образованию мозгового ствола. Основная его функция состоит в согласовании физических и тонических компонентов двигательного акта. При поражении мозжечка у человека или удалении его у экспериментальных животных возникает ряд характерных двигательных нарушений. В первые дни после удаления мозжечка резко повышается тонус мышц, особенно разгибательных. Однако затем, как правило, тонус мышц резко ослабевает и развивается атония (слабость, вялость). Атония через длительный срок может смениться опять гипертонией. Симптомы при поражении: астения – повышенная утомляемость, тремор – дрожание конечностей, дистания – нарушение мышечного тонуса, дезэквилибрация – нарушение равновесия, дизартрия – нарушение речи, дисметрия – расстройство равномерных движений.