Усиление сигналов в мозге

О способности мозга человека и животных усиливать поступающие от рецепторов сигналы было известно еще в прошлом веке. Но четкого понимания места усиливающего механизма в общей работе мозга почему-то до сих пор нет.

Между тем, еще И.М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга» указывал на связь «усиливающих» и «задерживающих» механизмов.

Сегодня не вызывает сомнений, что усиление сигналов в мозге связано с деятельностью надсегментарной структуры под названием ретикулярная формация.

Структурно ретикулярную формацию делят на части — формацию среднего мозга и моста. Выполняемые этими частями функции аналогичны.

Ретикулярная формация (точнее, ее отдельные части) может находиться в трех состояниях.

Первое состояние рабочее. Сенсорная информация от самых различных источников поступает в ретикулярную формацию и активизирует химические процессы в ней. Никакой информации в нашем понимании этого слова поступающие сигналы не несут, они просто поддерживают определенную активность и как следствие синтез медиаторов в клетках. В рабочем состоянии усиливающие сигналы, поступающие от ретикулярной формации к клеткам мозга, по величине находятся в пределах рабочих диапазонов этих клеток.

Второе состояние — состояние покоя. Оно наступает во время сна. В состоянии покоя усиливающие сигналы от ретикулярной формации меньше значений их рабочего диапазона, поэтому усиления сигналов не происходит. В состояние покоя ретикулярная формация может перейти по нескольким причинам.

Первая причина заключается в утомлении. Клетки мозга не могут все время синтезировать медиатор. С некоторого момента им начинает не хватать питательных веществ (глюкозы, поступающей с кровью), или веществ, необходимых для синтеза медиатора, или того и другого. Запасы этих веществ вокруг нейронов ограничены и в процессе деятельности постепенно истощаются. Причем, разумеется, при более интенсивной умственной деятельности они истощаются быстрее. Когда значительная часть клеток перестает удовлетворять свои потребности, наступает состояние покоя, необходимое для накопления веществ.

Вторая причина заключается в отсутствии сигналов от большинства внешних рецепторов. Если внешние раздражители или внутренняя боль не стимулируют ретикулярную формацию, она переходит в состояние покоя. Поэтому легче заснуть в тишине и темноте.

Существует и третье состояние ретикулярной формации — состояние перевозбуждения, когда усиливающие сигналы от клеток ретикулярной формации выходят за рамки рабочих диапазонов тех клеток, куда эти сигналы поступают. Состояние перевозбуждения можно в чистом виде наблюдать у маленьких детей. Дело в том, что рабочий диапазон каждой клетки мозга не остается константой на протяжении всей ее жизни. Он сильно зависит от текущего состояния клетки — достаточности питания и утомленности. При недостатке питания и утомлении рабочий диапазон снижается. Таким образом, если ребенок уже значительно устал, клетки мозга снизили свои рабочие диапазоны, но если при этом стимулировать ретикулярную формацию внешними раздражителями, то поступающие от нее сигналы будут слишком большими и наступит перевозбуждение.

Усиливающие сигналы от каждой части ретикулярной формации идут к различным частям мозга. Так, например, от ретикулярной формации среднего мозга идут два мощных пучка к таламусу и гипоталамусу.

К каждой синаптической передаче специфических таламических ядер подходит дополнительный синапс от ретикулярной формации, причем односторонне. Внешняя ситуация, пройдя через таламическое ядро, усиливается пропорционально сигналам, поступающим от ретикулярной формации. Таким образом, нормальная работа таламуса возможна только при рабочем состоянии ретикулярной формации. Система таламус — корковые поля работает по принципу простейшей интуитивно-эталонной системы. В частности, таламус является аналогом интуитивной системы и служит для обучения и распознавания. Поэтому, обучение и распознавание всех размытых эталонов коры мозга возможно только при рабочем состоянии ретикулярной формации.

Таким образом, ретикулярную формацию можно сравнить с насосом, дающим необходимое давление всем частям мозга. Управление мышцами также возможно только в рабочем состоянии, когда есть давление (исключение составляют мышцы сердца и другие внутренние функции, управляемые гипоталамусом).

Общая информация о человеческом мозге

Каждый человек хоть что-то знает о мозге. Большинство современников обладает лишь отрывочной и зачастую недостоверной информацией. Человек знает, как устроена его рука, нога, желудок и чего можно от них ожидать. Но основные принципы работы собственного мозга, с которым большинство людей отождествляет себя как личность, остаются загадкой. Нервная система... ⇒

Основные причины и признаки рака головного мозга

В соответствии с данными статистики, злокачественные опухоли мозга составляют порядка 4-5% поражений этого чрезвычайно важного органа человека. Преимущественное большинство опухолей головного мозга, также, как, впрочем, онкология костного мозга – вторичные опухоли, представляющие собой метастазы в других органах. Что касается... ⇒

Правила при проведении МРТ головы?

Получать высококачественные изображения позволяют только абсолютно статичные позы пациентов во время исследований и кратковременные приостановки дыхания в миги снятия изображений. Сильные страхи, тревоги или боли затрудняют выполнения этих задач пациентов. Удобно лежать в традиционных МРТ-сканерах весьма сложно для грузных пациентов. ... ⇒

Инсульт

Инсульт является острейшим нарушением мозгового кровообращения, которое приводит к отмиранию мозговой ткани. Современная медицина утверждает, что инсульт, или, как его ещё называют, апоплексический удар — опасное и тяжёлое сосудистое поражение ЦНК (центральной нервной системы).Разделяют два главных вида инсульта: геморрагический, который происходит при... ⇒