Нервные центры обладают рядом характерных свойств, определяемых особенностями синаптического проведения нервных импульсов и струкурой нейронных цепей, образующих эти центры.
- Одностороннее проведение. В нервном волокне импульсы могут проводиться в обоих направлениях. В центральной же нервной системе возбуждение может распространяться только в одном направлении: от рецепторного нейрона через промежуточные нейроны к эффекторному. Это явление получило название закона одностороннего проведения возбуждения в нервных центрах. Оно определяет направленность движения нервных импульсов, характерную для рефлекторной дуги.
- Замедленное проведение. В нервных центрах проведение возбуждения совершается значительно медленнее, чем в нервных волокнах. Этим объясняется относительная длительность времени рефлекса, т.е. времени от начала раздражения рецептора до появления ответной реакции. Это время называют также латентным периодом рефлекса.
- Зависимость рефлекторного ответа от силы и длительности раздражения. Рефлекторный ответ зависит от силы и длительности раздражения рецепторов. При усилении раздражения рецептивного поля увеличивается число возбужденных рецепторов и нервных волокон, по которым импульсы поступают в нервный центр, а следовательно, возрастает и число промежуточных и эффекторных нейронов, вовлекаемых в реакцию. Вместе с тем увеличивается частота нервных импульсов, возникающих в рецепторах и соответственно в каждом из нейронов, что также приводит к усилению рефлекса (усилению сокращения мышц, усилению секреции железы и т. д.). Увеличение продолжительности раздражения даже при постоянстве силы последнего в ряде случаев также ведет к усилению рефлекса за счёт вовлечения в реакцию новых нервных элементов.
- Суммация возбуждений. Суммация возбуждений является характерным свойством нервных центров, впервые описанным И. М. Сеченовым в 1803 г. Она проявляется в том, что сочетание двух или нескольких раздражений перифорических рецепторов или афферентных нервов вызывает рефлекс, тогда как каждое из этих раздражений в отдельности недостаточно для вызова рефлекторной реакции. Различают два вида суммации: последовательную (временную) и пространственную.
- Трансформация ритма возбуждений. Нервные центры способны трансформировать, т. е. изменять, ритм приходящих к ним импульсов. Поэтому частота импульсов, посылаемых центральной нервной системой к рабочему органу, относительно независима от частоты раздражении. В особенности резко проявляется трасформация ритма возбуждений нервными центрами при раздражении их одиночными стимулами.
- Последействие. Рефлекторные акты заканчиваются не одновременно с прекращением вызвавшего их раздражения, а через некоторый, иногда сравнительно длительный, период. Это явление получило название рефлекторного последействия.
- Утомление нервных центров. В отличие от нервных волокон нервные центры легко утомляемы. Утомление нервного центра проявляется в постепенном снижении и в конечном итоге полном прекращении рефлекторного ответа при продолжительном раздражении афферентных нернных волокон.
- Тонус нервных центров. Электрофизиологические исследования показывают, что не толькопри осуществлении того или иного рефлекса, но и в состоянии относительного покоя из нервных центров на периферию к соответствующим органам и тканям поступают разряды нервных импульсов.
- Зависимость функций нервных центров от снабжения их кислородом. Нервные клетки отличаются интенсивным потреблением кислорода. Так, 100 г ткани головного мозга собаки в 22 раза больше потребляют кислорода, чем 100 г мышечной ткани, находящейся в покое, и в 10 раз больше, чем 100 г печени. Мозг человека поглощает приблизительно 40-50 мл кислорода в минуту, что составляет примерно 1/6-1/8 часть всего количества кислорода, потребляемого телом в состоянии покоя. Потребляя большие количества кислорода, нервные клетки высокочувствительны к его недостатку. Поэтому уменьшение доставки кислорода к центральной нервной системе быстро влечет за собой нарушения функций центров. Этим объясняется тот факт, что полное или частичное прекращение кровообращения мозга (например, при тромбозе или разрыве кровеносного сосуда) ведет к тяжелым расстройствам деятельности нервной системы и к гибели нервных элементов. Даже кратковременная остановка мозгового кровообращения или кратковременное резкое падение явления в кровеносных сосудах головного мозга вызывает у человека немедленную потерю сознания. Особенно сильно страдают при прекращении кровоснабжения клетки коры больших полушарий головного мозга: уже через 5-6 минут они подвергаются необратимым изменениям и погибают. Центры ствола мозга менее чувствительны к недостатку кислорода: функция восстанавливается даже после 15-20 минут полного прекращения кровообращения. Центры спинного мозга еще более выносливы: функция может восстанавливаться даже через 20-30 минут полного кращения притока к ним крови. При гипотермии, т. е. искусственном понижении температуры тела, когда снижается обмен веществ организма, центральная нервная система дольше переносит недостаток кислорода.
- Торможение в центральной нервной системе. Явление центрального торможения было открыто И. М. Сеченовым в 1862 г. Основной его опыт состоял в следующем. У лягушки делали разрез головного мозга на уровне зрительных бугров и удаляли большие полушария. После этого измеряли время рефлекса отдергивания задних лапок при погружении их в раствор серной кисл (методика Тюрка).
Специфическое действие некоторых ядов на центральную нервную систему
Нервные клетки и синапсы обладают избирательной чувствительностью к некоторым ядам. Поэтому последние называют нервными ядами. К их числу относится очень большое количество веществ самого различного химического строения: стрихнин, морфин, фенамин, кардиазол, наркотические вещества (эфир, хлороформ, барбитураты и пр.), алкоголь и многие другие.
Практически весьма важно, что некоторые вещества действуют преимущественно на определенные нервные центры. Так, апоморфин влияет более резко на рвотный, а лобелин - на дыхательный центр. Имеются вещества, действующие преимущественно на передачу возбуждения в ганглиях (ганглиоблокаторы).
Часто применяемый в физиологическом эксперименте стрихнин блокирует функцию тормозных синапсов и потому вызывает резкое повышение возбудимости центральной нервной системы, особенно спинного мозга. Вследствие этого животные, отравленные стрихнином, реагируют бурными рефлекторными судорогами всех скелетных мышц на любое раздражение.
Избирательная чувствительность к некоторым ядам нейронов и синапсов, локализующихся в отдельных участках центральной нервной системы, по-видимо указывает на своеобразие химических процессов, протекающих в них.
Имеются яды, влияющие на отдельные области больших полушарий, например кардиазол действует избирательно на двигательную зону больших полушарий, мескалин (алкалоид из мексиканского кактуса) оказывает влияние на зрительные центры головного мозга.
В последние два десятилетия обнаружены вещества, оказывающие значительное влияние на высшую нервную деятельность. Их изучением занимается специальность фармакологии — психофармакология.
