Возрастная физиология

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Предмет и задачи возрастной физиологии

Предмет возрастной физиологии. Физиология -- наука о функциях живого организма как единого целого, о процессах, протекающих в нем, и механизмах его деятельности.

Возрастная физиология является самостоятельной ветвью физиологии. Она изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза, функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе.

Возрастная физиология как учебный предмет. Возрастную физиологию как науку не следует отождествлять с курсом возрастной физиологии, являющимся учебной дисциплиной в вузах. Задача возрастной физиологии как науки -- познавать и открывать новое, ее задача как учебного предмета -- сообщить студентам известные знания и методы, созданные наукой

Предмет курса возрастной физиологии. Курс возрастной физиологии -- это самостоятельная учебная дисциплина, предметом которой является изучение физиологических особенностей детей и подростков, закономерностей их становления в процессе индивидуального развития и особенностей реакции физиологических функций на педагогические воздействия.

Главный акцент в курсе возрастной физиологии делается на тех теоретических материалах физиологической науки, которые имеют наибольшее значение в практической деятельности учителей и воспитателей. К числу таких вопросов прежде всего следует отнести закономерности высшей нервной деятельности детей и подростков и функциональные особенности их нервной системы.

Задачи курса возрастной физиологии. В числе основных задач курса возрастной физиологии необходимо назвать следующие.

2. Дать необходимые для работы педагога знания анатомо-физиологических особенностей детей и подростков. 2. Сформировать правильное диалектическое понимание основных биологических закономерностей развития организма детей и подростков. 3. Ознакомить с условно-рефлекторными основами процессов обучения и воспитания детей и подростков. 4. Ознакомить с физиологическими механизмами таких сложных психических процессов, как ощущение, восприятие, внимание, память, мышление и физиологическими основами речи и эмоциональных реакций. 5. Развить у будущих учителей умение использовать знания морфофункциональных особенностей организма детей и подростков и физиологии их высшей нервной деятельности при организации учебно-воспитательной работы и анализе педагогических процессов и явлений.

2. Структура и функции клетки

Органоиды - различные структуры живой клетки, которые отвечают за выполнение той или иной функции.

Клеточные структуры:

Цитоплазма. Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Большинство химических и физиологических процессов клетки проходят в цитоплазме.

Плазматическая мембрана. Каждая клетка животных, растений, грибов ограничена от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщину. Функции: Cохранение формы клетки, защита от повреждений, регулятор поступления и удаления веществ.

Лизосомы - это мембранные органоиды. Осуществляя переваривание различных органических частиц, лизосомы обеспечивают дополнительным «сырьем» химические и энергетические процессы в клетке.

Комплекс Гольджи. Поступающие в просветы полостей и канальцев эндоплазматической сети продукты биосинтеза концентрируются и транспортируются в аппарате Гольджи. Здесь осуществляется накопление, упаковка, выведение органических веществ, образование лизосом.

Эндоплазматическая сеть - система синтеза и транспорта органических веществ.

Рибосомы. Прикреплены к мембранам эндоплазматической сети или свободно находятся в цитоплазме, на них синтезируются белки.

Митохондрии - энергетические органоиды. Здесь происходит преобразование энергии пищевых веществ в энергию АТФ, необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Пластиды (лекопласты, хлоропласты, хромопласт). Функция: накопление запасных органических веществ, привлечение насекомых-опылителей, синтез АТФ и углеводов.

Клеточный центр (два цилиндра и центриоли, расположенные перпендикулярно друг другу). Является опорой для нитей веретена деления.

Клеточные включения - непостоянные образования. Плотные, в виде гранул включения содержат запасные питательные вещества (крахмал, белки, сахара, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые пока не могут быть удалены.

Ядро (две мембраны, ядерный сок, ядрышко). Хранение наследственной информации в клетке и ее воспроизводство, синтез РНК - информационной, транспортной, рибосомальной.

Строение, химический состав и свойства клетки.

Все живые организмы состоят из клеток. Клетка покрыта состоящей из нескольких слоев молекул мембраной, которая обеспечивает избирательную проницаемость веществ. Под мембраной в клетке находится вязкое полужидкое вещество - цитоплазма с органоидами. Митохондрии - энергетические станции клетки, рибосомы - место образования белка, эндоплазматическая сеть, выполняющая функцию транспортировки веществ, ядро - место хранения наследственной информации, внутри ядра - ядрышко. В нем образуется рибонуклеиновая кислота. Возле ядра расположен клеточный центр, необходимый при делении клетки.

Состав клетки.

I. Неорганические вещества:

Вода - составляет 80% массы клетки, растворяет вещества, участвует в химических реакциях;

Минеральные соли в виде ионов - участвуют в распределении воды между клетками и межклеточным веществом. Они необходимы для синтеза жизненно важных органических веществ.

II. Органические вещества:

Белки - основные вещества клетки, самые сложные из встречающихся в природе веществ. Белки входят в состав мембран, ядра, органоидов, выполняют в клетке структурную функцию. Ферменты - белки, ускорители реакции;

Жиры - выполняют энергетическую функцию, они входят в состав мембран;

Углеводы - также при расщеплении образуют большое количество энергии, хорошо растворимы в воде и поэтому при их расщеплении энергия образуется очень быстро.

Нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК, они определяют, хранят и передают наследственную информацию о составе белков клетки от родителей к потомству.

Жизненные свойства клетки - обмен веществ, рост, размножение и возбудимость. На основе этих функций осуществляется функционирование целого организма. Изучением строения и функций клеток занимается цитология.



3. Ткани. Типы тканей, их свойства

Ткань - совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям.

4 основных группы тканей:

эпителиальная (эпителий),

соединительная,

мышечная,

нервная.

Эпителий образует слой клеток, из которых состоят покровы тела и слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей организма и некоторые железы. Через эпителий происходит обмен веществ между организмом и окружающей средой. Различают несколько видов эпителия - кожный, кишечный, дыхательный. К производным кожного эпителия относятся ногти и волосы.

Соединительная ткань. К соединительной ткани относятся: кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани. Ее основные функции: питательная и опорная. Волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах. Жировая богата клетками, наполненных жиром. Хрящевой ткани много в суставах, между телами позвонков. Костная ткань отличается твердостью.

Мышечная ткань образована мышечными волокнами. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Волокна поперечно-полосатой имеют поперечную исчерченность, представляющую собой чередование светлых и темных участков. Подразделяется на скелетную и сердечную. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды).

Нервная ткань. Входит в состав организма как его часть, но и обеспечивает объединение функций всех остальных частей организма. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка-нейрон.

Нейрон состоит из тела и отростков. Основными свойствами нейрона является способность возбуждаться и проводить это возбуждение по нервным волокнам. Возбуждение предается по нейрону и может передаваться связанным с ним другим нейронам или мышце, вызывая ее сокращение.

4. Онтогенез

Индивидуальное развитие организма человека называют онтогенезом.

В онтогенезе различают 3 периода:

1. Предэмбриональный -- развитие половых клеток (гаметогенез);

2. Перинатальный -- от оплодотворения к рождению;

3. Постнатальный -- развитие после рождения человека и до его смерти.

В предэмбриональном и постнатальном развитии человека, важную роль играет половая система.

К мужской половой системе принадлежат мужские половые железы -- семенники (яички), придатки яичек, семявыводящие пути и семенной мешочек, простата, внешние половые органы.

Женская половая система образует половые клетки, продуцирует половые гормоны, а также обеспечивает внутриутробное развитие плода и секрецию молока. К женской половой системе принадлежат яичники, яйцеводы (маточные трубы), матка, влагалище и внешние половые органы.

Предэмбрионный период развития организма происходит в половых железах. В половых железах образуются половые клетки и половые гормоны, которые регулируют гаметогенез и другие половые функции. Мужские половые клетки -- сперматозоиды развиваются в мужских половых железах -- семенниках (яичках), а женские яйцеклетки -- в женских половых железах -- яичниках. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а процесс образования яйцеклеток -- овогенез.

Развитие нового организма начинается с момента оплодотворения -- слияние мужской и женской половых клеток. В течение первых 8 недель происходят основные процессы формирования органов, частей тела. Этот период называют эмбрионным (зародышевым), а организм будущего человека -- эмбрион (зародыш). С 9-й недели, когда начинают определяться основные человеческие черты, организм называют плодом, а период -- плодотворным.

Перинатальный период длится от оплодотворения до рождения ребенка. В нем выделяют 4 периода.

1. Оплодотворение. Происходит в верхней части яйцевода после овуляции.

В процессе оплодотворения различают два этапа: проникновение сперматозоида через оболочки яйцеклетки; слияние ядер половых клеток. В оплодотворенной яйцеклетке происходит слияние ядер и образуется одноклеточный зародыш -- зигота с диплоидным набором хромосом.

2. Деление -- это многоразовые митотичные деления зиготы на дочерние клетки -- бластомеры. В результате разделения зиготы образуется многоклеточный зародыш -- бластула с полостью в середине (бластоциста). Стенки этого зародыша образованы клетками -- бластомерами двух видов: светлых мелких и темных больших. Светлые мелкие образуют оболочку бластулы -- трофобласт, темные большие бластомеры скапливаются на одном из полюсов бластоцисты под трофобластом и образуют эмбриобласт или зародышевый узелок.

3. Гаструляция -- это период развития, когда образуются зародышевые листки, осевые и около зародышевые органы. Проходит в две фазы:

1) с образованием гаструлы -- двухслойной стенки зародыша (7-14 суток)

2) с образованием поздней гаструлы -- трехслойной стенки зародыша (на 15 день берем.)

4. Гисто и органогенез -- образование тканей из зародышевых слоев стенки и образования органов.

Плацента -- это комплекс, структур хориона плода и слизистой оболочки матки, который обеспечивает постоянную связь между организмом матери и плода. Кровь в плаценте течет медленно, что способствует лучшему обмену между кровью, которая течет в сосудах ворсинок, то есть кровью зародыша, и кровью матери. Плацента соединяется с зародышем с помощью пуповины -- соединительно-тканевого канатика, в котором проходят сосуды: пуповинная вена и две пуповинных артерии.

Нормальное перинатальное развитие длится 9 месяцев. За это время из оплодотворенной яйцеклетки микроскопических размеров развивается ребенок массой 3кг и больше и ростом 50--52см.

После рождения ребенка начинается постнатальный период развития человека. В своем развитии организм человека проходит три этапа:

Эволюционный этап, который характеризуется преимуществом размножения клеток над их разрушением. Длится от момента рождения ребенка до 21 года. Показатели физического развития (рост, масса, размеры отдельных частей тела) в разные периоды эволюционного этапа изменяются по-разному. В возрасте 1--3 года, 5--7 лет, 12--15 лет, наблюдается усиленный рост ребенка, а между этими периодами развитие тканей, органов и в целом организма.

Стабильный этап, который характеризуется уравновешенностью процессов образования и разрушения клеток, сохранением массы и размеров тела и отдельных его частей.

Инволюционный этап, который характеризуется преимуществом разрушительных процессов над образовательными, а потому наблюдается уменьшение массы тела и его размеров. На этом этапе происходит старение организма.



5. Закономерности роста и развития

После рождения ребенка начинается постнатальный период развития человека. В своем развитии организм человека проходит три этапа.

Эволюционный этап, который характеризуется преимуществом размножения клеток над их разрушением. Длится от момента рождения ребенка до 21 года. Показатели физического развития (рост, масса, размеры отдельных частей тела) в разные периоды эволюционного этапа изменяются по-разному. В возрасте 1--3 года, 5--7 лет, 12--15 лет, наблюдается усиленный рост ребенка, а между этими периодами развитие тканей, органов и в целом организма.

Стабильный этап, который характеризуется уравновешенностью процессов образования и разрушения клеток, сохранением массы и размеров тела и отдельных его частей.

Инволюционный этап, который характеризуется преимуществом разрушительных процессов над образовательными, а потому наблюдается уменьшение массы тела и его размеров. На этом этапе происходит старение организма.

К закономерностям развития и роста детей принадлежат:

1. Постепенность и необратимость. Человек в своем развитии проходит ряд этапов -- друг за другом, во второй раз повториться они не могут.

2. Надежность биологической системы -- такой уровень регуляции процессов в организме, когда обеспечивается оптимальный ход с его экстренной мобилизацией резервных возможностей и взаимозаменяемости, которая гарантирует приспособление к новым условиям, и с быстрым возвращением к начальному состоянию.

3. Неравномерность и непрерывность роста и развития. Жизнь ребенка -- это непрерывный процесс развития. Первые шаги и последующее совершенствование двигательной функции, первые слова ребенка и развитие языковой функции, превращения ребенка, в подростка в период полового созревания, развитие центральной нервной системы, осложнения рефлекторной деятельности, -- это примеры изменений в организме ребенка.

Характерной особенностью процесса роста детского организма является его неравномерность и волнообразность. Периоды усиленного роста изменяются некоторым его замедлением. Наибольшей интенсивностью рост ребенка отмечается в первый год жизни и в период полового созревания. Начальный рост (рост при рождении) удваивается до 5 лет и утраивается до 15 лет. В младшем школьном возрасте длина тела увеличивается на 4--5см, а в период полового созревания на 6--8 см в год. От периода рождения и до достижения зрелого возраста длина тела увеличивается в 3,5 раза, длина туловища -- в 3 раза, длина руки в 4 раза, длина ноги -- в 5 раз.

Пропорции тела с возрастом тоже очень изменяются. Новорожденный отличается от взрослого человека относительно короткими конечностями, большим туловищем и большой головой. С возрастом рост головы замедляется, а рост конечностей ускоряется. К началу полового созревания, половая разница в пропорциях тела отсутствует, а в период полового созревания, у юношей конечности становятся более длинные, туловище более коротким и таз уже, чем у девушек. Различают три периода отличий пропорций между длиной и шириной тела: от 4 до 6 лет, от 6 до 15 лет и от 15 лет до взрослого состояния. Если к началу периода полового созревания общий рост увеличивается за счет роста ног, то в период полового созревания -- за счет роста туловища.

В период полового созревания происходит не только интенсивный рост, но и формирование вторичных половых признаков.

Неравномерность в процессах развития отдельных систем организма прослеживается не только сопоставлением темпов их роста. Отдельные части физиологичных систем созревают неравномерно. Например, нервная система функционирует как единое целое, но ее отдельные части развиваются и формируются разными темпами и в разные сроки. Центростремительная часть нервной системы достаточно зрела уже при рождении, окончательно созревает в 6--7 лет. А центробежная часть, окончательно созревает лишь в 23--25 лет.

Неравномерность роста -- приспособление, выработанное эволюцией. Бурный рост тела в длину на первом году жизни связан с увеличением массы тела, а замедление роста в следующие годы предопределено активными процессами дифференцирования клеток, тканей, органов.

Развитие ведет к морфологическим и функциональным изменениям, а рост -- к увеличению массы тканей, органов и всего тела. При нормальном развитии ребенка оба процесса тесно взаимосвязанные, но периоды интенсивного роста могут не совпадать с периодами интенсивного дифференцирования. Усиленное дифференцирование предопределяет замедление роста. Например, масса головного и спинного мозга в основном нарастает до 8--10 лет, почти достигая массы этих органов взрослого, а функциональное усовершенствование нервной системы происходит еще в течение длительного времени. Созревание двигательного анализатора наступает в 13--14 лет, а вместе с тем в 15--18 лет происходит последующий интенсивный рост и дифференциация мускульной ткани.

Неравномерность развития, гетерохрония -- дает возможность обеспечить ускоренный выборочный рост и дифференциацию тем структурам и их функциям, которые в первую очередь необходимы организму на данном этапе онтогенеза. П.К.Анохин выдвинул учение о гетерохронии (неравномерное дозревание функциональных систем). Функциональные системы созревают неравномерно, включаются поэтапно, изменяются, обеспечивая организму приспособления в разные периоды онтогенетического развития. Структуры, которые к моменту рождения должны составлять функциональную систему, закладываются и созревают избирательно и ускоренно. Например, мышца около рта иннервируются ускоренно и задолго до того, как будут иннервированы другие мышцы лица. Ускоренное развитие испытывает не только мышца около рта, но и другие мышцы и те структуры центральной нервной системы, которые обеспечивают акт сосания. Из всех нервов руки в первую очередь и полнее всего развиваются те, которые обеспечивают сокращение мышц -- сгибания пальцев, которые принимают участие в исполнении хватающего рефлекса. Такое выборочное и ускоренное развитие морфологических образований, которые составляют полноценную функциональную систему, которая обеспечивает новорожденному выживание, получило название системогенеза.

4. Акселерация -- ускорение развития. Она характеризуется:

а) увеличением длины тела и массы новорожденных (за последние 30--40 лет на 0,5--1см и 100--150г);

б) увеличение роста, массы (других параметров тела) детей и подростков всех возрастных групп. Современный 9-и летний ребенок имеет рост и массу 10-и летнего ребенка 1940 года;

в) более раннее изменение детских пропорций тела взрослыми;

г) более раннее прорезывание и замена молочных зубов постоянными (на 1--2 году);

д)ускоренное окостенение скелета, в частности мелких костей запястья (на 1--2 году), и более раннее завершение роста. В 18 в., у мужчин рост длился до 26 лет, в 1940 г. -- до 21г, а в 1960 г -- до 18--19л.;

е) более раннее появление (на 1--2 мес.) первых половых признаков (у девушек в 8--9 лет, у ребят -- в 10 лет), более быстрое завершение этого периода.

Настоящая акселерация характеризуется ускорением физического развития и полового созревания. Специальными исследованиями установлено, что акселерации физического развития не всегда отвечает высокий уровень психического развития, работоспособности и социальной зрелости. Поэтому, учителя должны изучать индивидуальные особенности развития каждого ученика и соответственно выбирать формы и методы воспитания.

Акселерацию объясняют действием комплекса факторов, которые еще до конца не изучены. В частности, улучшением общих условий жизни, питания, медицинского обслуживания, урбанизацией и интенсификацией темпов современной жизни

Диагностика физического развития детей проводится для того, чтобы проверить физическое состояние ребенка, выявить уровень соответствия ребенка возрастным нормам, физической подготовленности, а также его работоспособности. Это нужно и для осуществления индивидуального подхода во время физического воспитания ребенка. Кроме того, при диагностике идет сбор информации, запись данных, несущих полную информацию о физическом состоянии ребенка.

Для проведения диагностики физического развития малыша предлагаются следующие уровни диагностики:

Диагностика физической подготовленности;

Диагностика физического развития;

Диагностика двигательной активности;

Диагностика функционального состояния.

Такая диагностика позволяет проводить обследование физического состояния ребенка, или группы детей, давая при этом общую оценку их физического развития. Тестирование проводится как физкультурно-оздоровительное мероприятие, или в процессе физкультурных занятий. Проводят тестирование зачастую инструкторы по физподготовке или воспитатели дошкольных учреждений. Рассчитан тест на детей от 4 до 7 лет.

Физическое развитие ребенка оценивает медицинская сестра, которая изменяет окружность грудной клетки, рост и вес ребенка. Далее записанные данные сравниваются с таблицей показателей физического развития. При этом длина тела ребенка это критерий уровня соматической зрелости и основание для оценки окружности грудной клетки и массы тела. Вес ребенка отражает степень развития мышечной и костной системы, подкожной жировой клетчатки, внутренних органов. Диагностика физического развития детей позволяет дифференцировать группы с гармоничным развитием и различными отклонениями. Результаты обследования физического развития заносят в «Диагностическую карту», где отражены все данные о ребенке, а также показатели физической подготовленности малыша.

Физической подготовленностью ребенка называют степень сформированности навыков различных видов движений, таких как прыжок, бег, метание, развитие его физических качеств, таких как ловкость сила, гибкость, быстрота, наличие координационных способностей. Оценка физической способности огромный процесс, который сочетает в себе наблюдение за ребенком при занятиях физкультурой, и в процессе его жизнедеятельности.

Объективность оценки при диагностике физического развития детей определяется знанием закономерностей развития и возрастных особенностей дошкольников. Для диагностики физических качеств у школьников применяются контрольные упражнения, предлагаемые в соревновательной и игровой форме.

6. Нервная система. Общий план строения

Отделы нервной системы:

Центральная (ЦНС) (головной мозг, спинной мозг, которые защищены мозговыми оболочками, состоящими из соединительной ткани)

Периферическая (ПНС) (нервы, нервные узлы): соматическая (произвольная регуляция) и автономная (непроизвольная). Автономная - управляет работой внутренних органов, не подчиняется воле человека, состоит из двух отделов: симпатического и парасимпатического. Симпатический - усиливает и ускоряет работу сердца, сужает просветы артерий, а просветы бронхов расширяет, усиливает секрецию потовых желез.

Парасимпатический - замедляет и ослабляет сокращение сердца.

Важнейшая функция нервной системы - проведение нервных импульсов.

Нервная система состоит из нервной ткани, которая образована нейронами.

Нейроны бывают трех типов: чувствительные, двигательные и вставочные.

Чувствительные передают импульсы от органов чувств и внутренних органов в мозг. Вставочные образуют белое вещество спинного мозга, двигательные проводят импульс от мозга к рабочим органам. Большая часть нейронов относится к типу вставочных.

Нервные клетки образуют постоянные контакты с другими клетками. Функция таких контактов - передача влияния от одной нервной клетки к другой. Нервная система - самая важная система организма, объединяющая деятельность всех органов и обеспечивающая его взаимодействие с окружающей средой.

7. Рефлекс, рефлекторная дуга. Нервные центры, их свойства

В основе всей деятельности нервной системы лежат рефлекторные реакции. Рефлекс -- это ответная реакция организма на раздражение, происходящая при участии центральной нервной системы.

Допустим, наш палец попал в пламя свечи, и мы тотчас же отдернули руку. Рассмотрим более детально сущность этой реакции. Образно говоря, произошла «катастрофа», наш палец попал в ситуацию, опасную для его «жизни», действие пламени воспринимается нервными окончаниями и в виде нервных импульсов по центростремительным (афферентным) нервным волокнам передается в центральные отделы нервной системы -- спинной и головной мозг. Здесь осуществляется анализ полученной информации и в доли секунды принимается решение. «Приказ» -- возбуждение в виде нервных импульсов по центробежным (эфферентным) волокнам посылается в исполнительные органы -- эффекторы, где расположены специальные нервные окончания, «включающие» исполнительный орган. В нашем примере это мышцы. Мышцы сокращаются, и мы отдергиваем руку. Путь, по которому проходит возбуждение при рефлексе, называется рефлекторной дугой. Ее ведущие части таковы: 1) специальный аппарат, воспринимающий раздражения (сигналы) из окружающей среды или внутренней среды организма,-- рецепторы; 2) центростремительные и центробежные нервные волокна, передающие возбуждение; 3) орган управления -- центральная нервная система.

В простейшем случае такая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов и одного синапса, т. е. является двухнейронной, или моносинаптической.

В большинстве случаев в состав рефлекторных дуг входят три нейрона или более, а связь между ними обеспечивают множество синапсов. Такие дуги называют многонейронными или полисинаптическими.

В осуществлении рефлекторной реакции, как правило, принимают участие многие нейроны спинного и головного мозга. Такую совокупность нейронов, находящихся на различных «этажах» ЦНС, от спинного мозга до коры больших полушарий, называют нервным центром. Существуют нервные центры, раздражение которых вызывает разнообразные рефлексы, например центр дыхания, глотания, слюноотделения и т. д.

Нервные центры состоят из множества нейронов, связанных между собой еще большим множеством синаптических связей. Это обилие синапсов определяют основные свойства нервных центров: односторонность проведения возбуждения, замедление проведения возбуждения, суммацию возбуждений, усвоение и трансформацию ритма возбуждений, следовые процессы и легкую утомляемость.

Односторонность проведения возбуждения в нервных центрах связана с тем, что в синапсах нервные импульсы проходят только в одном направлении -- от синаптического окончания аксона одного нейрона через синаптическую щель на клеточное тело и дендриты других нейронов.

Замедление движения нервных импульсов связано с тем, что «телеграфный», т. е. электрический, способ передачи нервных импульсов в синапсах сменяется химическим, или медиаторным, скорость которого в тысячу раз меньше. В среднем все время передачи нервного импульса (потенциала действия) от одного нейрона через синапс к другому нейрону составляет около 1,5 мс.

В действительности в осуществлении какой-либо реакции человека участвуют сотни и тысячи нейронов и суммарное время задержки проведения нервных импульсов, называемое центральным временем проведения, увеличивается до сотен и более миллисекунд. Например, время реакции водителя с момента включения красного света светофора до начала его ответных действий будет составлять не менее 200 мс.

Таким образом, чем больше синапсов на пути движения нервных импульсов, тем больше проходит времени от начала раздражения до начала ответной реакции. Это время называют временем реакции или латентным временем рефлекса.

У детей время центральной задержки больше, оно увеличивается также при различных воздействиях на организм человека. При утомлении водителя оно может превышать 1000 мс, что приводит в опасных ситуациях к замедленным реакциям и дорожным авариям.

Суммация возбуждений была открыта И. М. Сеченовым в 1863 г. В настоящее время различают пространственную и временную суммацию нервных импульсов. Первая наблюдается при одновременном поступлении к одному нейрону нескольких импульсов, каждый из которых в отдельности является подпороговым раздражителем и не вызывает возбуждение нейрона. В сумме же нервные импульсы достигают необходимой силы и вызывают появление потенциала действия.

Временная суммация возникает при поступлении к постсинаптической мембране нейрона серии импульсов, в отдельности не вызывающих возбуждение нейрона. Сумма этих импульсов достигает пороговой величины раздражения и вызывает возникновение потенциала действия.

Явление суммации можно наблюдать, например, при одновременном подпороговом раздражении нескольких рецепторных зон кожи или при ритмическом подпороговом раздражении одних и тех же рецепторов. И в том и другом случае подпороговые раздражения вызовут ответную рефлекторную реакцию.

Усвоение и трансформация ритма возбуждений в нервных центрах были изучены известным русским и советским ученым А. А. Ухтомским (1875--1942) и его учениками. Сущность усвоения ритма возбуждений заключается в способности нейронов «настраиваться» на ритм поступающих раздражений, что имеет большое значение для оптимизации взаимодействия различных нервных центров при организации поведенческих актов человека. С другой стороны, нейроны способны трансформировать (изменять) поступающие к ним ритмические раздражения в свой собственный ритм.

После прекращения действия раздражителя активность нейронов, составляющих нервные центры, не прекращается. Время этого последействия, или следовых процессов, сильно варьирует у различных нейронов и в зависимости от характера раздражителей. Предполагают, что явление последействия имеет важное значение в понимании механизмов памяти. Непродолжительное последействие до 1 ч, вероятно, связано с механизмами краткосрочной памяти, а более длительные следы, хранящиеся в нейронах многие годы и имеющие большое значение в обучении детей и подростков, связаны с механизмами долговременной памяти.

Наконец, последняя особенность нервных центров -- их быстрая утомляемость -- также связана в значительной степени с деятельностью синапсов. Существуют данные, что длительные раздражения приводят к постепенному истощению в синапсах запасов медиаторов, к снижению чувствительности к ним постсинаптической мембраны. В результате рефлекторные ответные реакции начинают ослабевать и в конечном итоге полностью прекращаются.

Связь между отдельными нейронами осуществляется с помощью специального приспособления -- синапса, строение и деятельность которого в настоящее время хорошо изучены.

Синапсы состоят из собственно синаптического окончания, представляющего утолщение аксона, синаптической щели и постсинаптической мембраны, являющейся уже частью другого нейрона.

Количество синапсов очень велико, они покрывают тело нейрона, его дендриты и аксон. В целом 80 % мембраны нейрона покрыто синапсами.

Передача закодированной в нервных импульсах информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью медиаторов -- особых веществ, способных вызывать возбуждение постсинаптической мембраны. Предполагают, что запасы медиаторов содержатся в синаптических пузырьках, располагающихся в синаптическом окончании. При возбуждении нейрона медиаторы выходят в синаптическую щель, толщина которой составляет не более 20 нм. Передача возбуждения происходит только в одном направлении от синаптического окончания к постсинаптической мембране. Существуют особые нейроны, синаптические окончания которых выделяют не возбуждающие медиаторы, а тормозные, вызывающие торможение соседствующего нейрона. Таким образом, передача информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью синапсов. Число и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека значительно увеличиваются. Интересно отметить, что число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем большее число синапсов образуется.



8. Спинной мозг, его строение и функции

Спинной мозг - отдел центральной нервной системы. Представляет собой длинный 45 сантиметровый шнур диаметром в 1 см. Расположен в позвоночном канале. Спереди и сзади имеются две борозды, делящие его на левую и правую половину. Покрыт тремя оболочками: твердой, паутинной и сосудистой. Пространство между паутинной и сосудистой оболочками покрыто спинномозговой жидкостью.

В центре спинного мозга проходит спинномозговой канал, состоящий из вставочных и двигательных нейронов, а наружный образован белым веществом аксонов. В сером веществе различают передние рога, в которых расположены двигательные нейроны, и задние, в которых расположены вставочные нейроны.

Всего в спинном мозге 31 сегмент. От сегментов шейной и верхней грудной частей спинного мозга отходят нервы к мышцам головы, верхних конечностей, органам грудной полости, к сердцу и легким. Сегменты грудной и поясничной частей управляют мышцами туловища и органами брюшной полости, а нижнепоясничные и крестцовые - мышцами нижних конечностей и нижней части брюшной полости.

Спинной мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводниковую. Рефлекторная - обеспечивает осуществление простейших рефлексов (сгибание и разгибание конечностей, отдергивание руки, коленный рефлекс). Проводниковая - нервные импульсы от рецепторов по восходящим путям спинного мозга идут к головному мозгу, а по нисходящим путям идут команды к рабочим органам от головного мозга. Простые двигательные рефлексы осуществляются под контролем одного спинного мозга. Все сложные движения - от ходьбы до выполнения любых трудовых процессов - требуют обязательного участия головного мозга



9. Головной мозг, его строение и функции

Головной мозг делится на три отдела: задний, средний и передний.

К заднему относятся продолговатый мозг, мост и мозжечок, а к переднему - промежуточный мозг и большие полушария. Все отделы, включая большие полушария, образуют ствол мозга. Внутри больших полушарий и в стволе мозга имеются полости, заполненные жидкостью.Функции отделов головного мозга:

Продолговатый - является продолжением спинного мозга, содержит ядра, управляющие вегетативными функциями организма (дыхание, работа сердца, пищеварение).

Мост - продолжение продолговатого мозга, через него проходят нервные пучки, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным. В его веществе лежат ядра черепно-мозговых нервов (тройничного, лицевого, слухового).

Мозжечок находится в затылочной части головы позади продолговатого мозга и моста, отвечает за координацию движений, поддерживание позы, равновесия тела.

Средний мозг соединяет передний и задний, содержит ядра ориентировочных рефлексов на зрительные и слуховые раздражители, управляет тонусом мышц. В нем пролегают проводящие пути между другими отделами мозга.

Промежуточный мозг получает импульсы от всех рецепторов, участвует в возникновении ощущений. Его части согласуют работу внутренних органов и регулируют вегетативные функции: обмен веществ, температуру тела, кровяное давление, дыхание. Промежуточный мозг состоит из таламуса и гипоталамуса.

Большие полушария - наиболее развитый и крупный отдел головного мозга. Центры речи, памяти, мышления, слуха, зрения, кожно-мышечной чувствительности, вкуса и обоняния, движения. Каждое полушарие делят на четыре доли: лобную, теменную, височную и затылочную.

Клетки коры выполняют различные функции и поэтому в коре можно выделить три типа зон:

Сенсорные зоны (получают импульсы от рецепторов).

Ассоциативные зоны (перерабатывают и хранят получаемую информацию, а также вырабатывают ответ с учетом прошлого опыта).

Двигательные зоны (посылают сигналы органам).

Головной мозг является особо специализированной частью центральной нервной системы.

У человека его масса составляет в среднем 1375 г. Именно здесь громадные скопления вставочных нейронов хранят полученный на протяжении жизни опыт действий.

Головной мозг представлен 5-ю отделами.

Три из них -- продолговатый мозг, мост и средний мозг -- объединяются под названием ствол

(или -- стволовая часть) головного мозга.

Стволовая часть принципиально отличается от двух других отделов мозга, так как снабжена черепными нервами, через которые ствол непосредственно контролирует область головы и часть шеи.

Два других отдела -- промежуточный и конечный мозг -- не оказывают прямого влияния на структуры человеческого тела, они регулируют их функции, воздействуют на центры ствола и спинного мозга. Последние же, снабженные черепными и спинномозговыми нервами, передают через них обобщенные команды к исполнителям -- мышцам и железам



10. Структурно-функциональная организация коры головного мозга

Нервные клетки и волокна, образующие кору, расположены в семь слоев. В разных слоях коры нервные клетки отличаются формой, величиной и характером расположении.I слой - молекулярный. В этом слое мало нервных клеток, они очень мелкие. Слой образован в основном сплетением нервных волокон.II слой - наружный зернистый. Состоит из мелких нервных клеток, похожих на зерна, и клеток в виде очень мелких пирамид. Этот слой беден миелиновыми волокнами.

III слой - пирамидный. Образован средними и большими пирамидными клетками. Этот слой толще, чем два первых.

IV слой - внутренний зернистый. Состоит, как и II слой, из мелких зернистых клеток различной формы. В некоторых областях коры (например, в моторной области) этот слой может отсутствовать.

V слой - ганглиозный. Состоит из больших пирамидных клеток. В двигательной области коры пирамидные клетки достигают наибольшей величины.

VI слой - полиморфный. Здесь клетки треугольной и веретенообразной формы. Этот слой прилежит к белому веществу мозга.

VII слой различают только в некоторых областях коры. Он состоит из веретенообразных нейронов. Этот слой значительно беднее клетками и богаче волокнами.

В процессе деятельности между нервными клетками всех слоев коры возникают как постоянные, так и временные связи.

По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков - так называемых полей.

11. Вегетативная нервная система

Вегетатимвная немрвная системма (от лат. vegetatio -- возбуждение), ВНС, автономная нервная система,ганглионарная нервная система (от лат. ganglion -- нервный узел), висцеральная нервная система (отлат. viscera -- внутренности), органная нервная система, чревная нервная система, systema nervosum autonomicum (PNA) -- часть нервной системы организма, комплекс центральных и периферических клеточных структур, регулирующих функциональный уровень внутренней жизни организма, необходимый для адекватной реакции всех его систем.

Вегетативная нервная система -- отдел нервной системы, регулирующий деятельность внутренних органов, желёз внутренней и внешней секреции, кровеносных и лимфатических сосудов[1]. Играет ведущую роль в поддержании постоянства внутренней среды организма и в приспособительных реакциях всех позвоночных.

Анатомически и функционально вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую, парасимпатическую и метасимпатическую. Симпатические и парасимпатические центры находятся под контролем коры больших полушарий и гипоталамических центров[2].

В симпатическом и парасимпатическом отделах имеются центральная и периферическая части. Центральную часть образуют тела нейронов, лежащих в спинном и головном мозге. Эти скопления нервных клеток получили название вегетативных ядер. Отходящие от ядер волокна, вегетативные ганглии, лежащие за пределами центральной нервной системы, и нервные сплетения в стенках внутренних органов образуют периферическую часть вегетативной нервной системы.

Симпатические ядра расположены в спинном мозге. Отходящие от него нервные волокна заканчиваются за пределами спинного мозга в симпатических узлах, от которых берут начало нервные волокна. Эти волокна подходят ко всем органам.

Парасимпатические ядра лежат в среднем и продолговатом мозге и в крестцовой части спинного мозга. Нервные волокна от ядер продолговатого мозга входят в состав блуждающих нервов. От ядер крестцовой части нервные волокна идут к кишечнику, органам выделения.

12. Понятие об основных свойствах нервной системы и типе высшей нервной деятельности

Среди вопросов физиологии высшей нервной деятельности человека особо важное значение для совершенствования учебно-воспитательной работы и разработки естественнонаучных основ теории воспитания и обучения имеет учение о типах высшей нервной деятельности. Это связано с тем, что именно типологические особенности нервной системы детей и подростков и их высшей нервной деятельности являются той физиологической основой, на которой затем происходит формирование темперамента ребенка. Вполне очевидно, что знание типологических особенностей высшей нервной деятельности каждого ребенка способствовало бы более оптимальной организации учебно-воспитательной работы и точному прогнозированию ее результатов.

В основе типа высшей нервной деятельности лежат индивидуальные особенности протекания в центральной нервной системе двух основных процессов: возбуждения и торможения. Согласно взглядам И. П. Павлова, создателя учения о типах высшей нервной деятельности, ведущими, или основными, являются три свойства нервных процессов: 1) сила процессов возбуждения и торможения, 2) уравновешенность процессов возбуждения и торможения, 3) подвижность процессов возбуждения и торможения.

Сила нервных процессов связана с уровнем работоспособности нервных клеток. Слабые нервные процессы характеризуются неспособностью нервных клеток выдерживать сильные или длительные нагрузки, следовательно, эти клетки обладают низким уровнем работоспособности. Сильные нервные процессы связаны соответственно с высоким уровнем работоспособности нервных клеток.

Уравновешенность нервных процессов определяется их соотношением. Возможно преобладание одного из нервных процессов (например, возбуждения над торможением) или их уравновешенность.

Подвижность нервных процессов характеризуется скоростью возникновения возбудительного и тормозного процессов и способностью нервных клеток переходить из состояния возбуждения в тормозное или наоборот. Следовательно, нервные процессы могут быть высоко подвижными или инертными.

Различные люди характеризуются различными соотношениями всех перечисленных свойств, которые в конечном итоге и определяют тип их нервной системы и высшей нервной деятельности. Основные свойства нервной системы обусловлены как наследственностью, так и условиями развития и воспитания данного индивидуума.

Таким образом, под типом высшей нервной деятельности человека мы понимаем индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, обусловленные совокупностью основных свойств нервной системы, формирование которых определяется наследственной программой развития и условиями воспитания.



13. Условные и безусловные рефлексы

Рефлекс - ответная реакция организма не внешнее или внутреннее раздражение, осуществляемая и контролируемая центральной нервной системой. Рефлексы различают безусловные и условные:

Безусловные - наследуются потомством от родителей и сохраняются в течение всей жизни человека.

Условные - легко приобретаются организмом в течение жизни и образуются на основе безусловного рефлекса при действии условного раздражителя (свет, стук, время и т.д.).

Безусловные рефлексы (ярко проявляются у животных):

пищевые (слюноотделение, сосание, глотание);

оборонительные (кашель, чихание, мигание, отдергивание руки от горячего предмета);

ориентировочные (скашивание глаз, повороты головы).

половые (связанные с воспроизведением и уходом за потомством).

Благодаря безусловным рефлексам сохраняется целостность организма, поддержание постоянства внутренней среды и происходит размножение.

Условные рефлексы - это рефлексы, которые легко приобретаются организмом в течение жизни и образуются на основе безусловного при действии условного раздражителя-сигнала (свет, стук, время и т.д.).

К условным рефлексам относятся двигательные

14. Динамика основных нервных процессов

Основные нервные процессы (возбуждение и торможение) в ЦНС обладают способностью одновременно или последовательно влиять на функциональное состояние соседних окружающих зон. Это влияние проявляется в усилении или ослаблении выработанных условных рефлексов.

Одна из характерных особенностей процесса возбуждения -- свойство его распространения, вовлечения в этот процесс новых зон, областей коры мозга. Распространение нервного процесса из центрального очага на окружающую зону называется иррадиацией возбуждения. Противоположный процесс -- ограничение, сокращение зоны очага возбуждения называется концентрацией процесса возбуждения. Процессы иррадиации и концентрации нервных процессов составляют основу индукционных отношений в центральной нервной системе.

Индукцией называется свойство основного нервного процесса (возбуждения и торможения) вызывать вокруг себя и после себя противоположный эффект. Если предъявлять положительный условный сигнал сразу после действия дифференцировочного раздражителя, вызывающего в зоне центрального представительства условного стимула тормозное состояние -- дифференцировочное торможение, то наступит усиление условного рефлекса. Это означает, что тормозной процесс, развивающийся в результате действия дифференцировочного раздражителя, вызывает вокруг себя и после себя состояние повышенной возбудимости -- индукционный эффект. По характеру влияния различают положительную и отрицательную индукцию, по времени -- одновременную и последовательную индукцию.

Положительная индукция наблюдается в том случае, когда очаг тормозного процесса сразу или после прекращения тормозящего стимула создает в окружающей его зоне-область повышенной возбудимости.

Отрицательная индукция имеет место, когда очаг возбуждения создает вокруг себя и после себя состояние пониженной возбудимости. Функциональная роль отрицательной индукции заключается в том, что она обеспечивает процесс концентрации условного возбуждения, исключение побочных реакций на другие возможные раздражения.

Если очаг центрального возбуждения сменяется в следующий момент времени (после прекращения вызывающего это возбуждение стимула) торможением этой же зоны, то следует говорить о феномене положительной последовательной индукции.

Как правило, скорость процессов иррадиации и концентрации возбудительного процесса в 2--3 раза больше, чем скорость тормозного процесса.

В различных отделах головного мозга, ответственных за разные формы проявления высшей нервной деятельности, в частности за образование и осуществление условных рефлексов, формируется сложная пространственно-временная мозаика процессов центрального возбуждения и торможения, обусловленная их движением и взаимодействием.

15. Торможение условных рефлексов, его виды. Безусловное торможение, разновидности, значение

Объяснить поведение, признавая лишь существование возбудительного процесса, нельзя. При наличии только процессов возбуждения возможны лишь судороги, а не целесообразная координированная деятельность. Функционирование условнорефлекторных механизмов основано на возбуждении и торможении. По мере упрочения условного рефлекса роль тормозного процесса возрастает. Торможение условнорефлекторной деятельности проявляется в форме внешнего, или безусловного, торможения и в форме внутреннего, или условного, торможения. Внешнее (безусловное) торможение -- это врожденное генетически запрограммированное торможение. Различают два вида внешнего (безусловного) торможения: запредельное и индукционное.

Запредельное торможение условного рефлекса развивается либо при большой силе стимула, либо при слабом функционировании центральной нервной системы. Запредельное торможение имеет охранительное значение.

Индукционное (внешнее) торможение наблюдается в случае применения нового раздражителя после выработки условного рефлекса или наряду с известным условным раздражителем. На воздействие нового раздражителя будет осуществляться сильный врожденный ориентировочный рефлекс типа «Что такое?», направленный на оценку биологической значимости нового раздражителя.

13. Условное торможение, виды, значение. Возрастные особенности внутреннего торможения

Условное, или внутреннее, торможение. Внутреннее торможение, в отличие от внешнего, развивается внутри дуги условного рефлекса, т. е. в тех нервных структурах, которые участвуют в осуществлении данного рефлекса.

Если внешнее торможение возникает сразу, как только подействовал тормозящий агент, то внутреннее торможение надо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, и это иногда требует длительного времени.

Одним из видов внутреннего торможения является угасание. Оно развивается, если много раз условный рефлекс не подкрепляется безусловным раздражителем.

Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться. Это произойдет, если мы вновь подкрепим действие условного раздражителя безусловным.

Непрочные условные рефлексы восстанавливаются с трудом. Угасанием можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры на музыкальных инструментах.

У детей угасание происходит гораздо медленнее, чем у взрослых. Именно поэтому трудно отучать детей от вредных привычек. Угасание лежит в основе забывания.

Угасание условных рефлексов имеет важное биологическое значение. Благодаря ему организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение. Сколько бы ненужных, лишних движений при письме, трудовых операциях, спортивных упражнениях делал человек без угасательного торможения!

Запаздывание условных рефлексов также относится к внутреннему торможению. Оно развивается, если отставить во времени подкрепление условного раздражителя безусловным. Обычно при выработке условного рефлекса включают условный раздражитель-- сигнал (например, звонок), а через 1--5 с дают пищу (безусловное подкрепление). Когда рефлекс выработан, сразу после включения звонка, без дачи пищи, уже начинает течь слюна. Теперь поступим так: включим звонок, а пищевое подкрепление постепенно отодвинем во времени до 2--3 мин после начала звучания звонка. После нескольких (иногда весьма многократных) сочетаний звучащего звонка с задержанным подкреплением пищей развивается запаздывание: звонок включается, а слюна теперь будет течь не сразу, а спустя 2--3 мин после включения звонка. Из-за неподкрепления на протяжении 2--3 мин условного раздражителя (звонка) безусловным (пищей) условный раздражитель в течение времени неподкрепления приобретает тормозное значение.