Pengaturan aktivitas saraf adalah proses eksitasi dan inhibisi pada sistem saraf pusat. Awalnya, itu terjadi sebagai reaksi dasar terhadap iritasi. Dalam proses evolusi, fungsi neurohumoral menjadi lebih kompleks, mengarah pada pembentukan divisi utama sistem saraf dan endokrin. Pada artikel ini, kita akan mempelajari salah satu proses utama - penghambatan pada sistem saraf pusat, jenis dan mekanisme implementasinya.
Jaringan saraf, struktur dan fungsinya
Salah satu jenis jaringan hewan, yang disebut saraf, memiliki struktur khusus yang menyediakan proses eksitasi dan mengaktifkan fungsi penghambatan di sistem saraf pusat. Sel saraf terdiri dari tubuh dan proses: pendek (dendrit) dan panjang (akson), yang memastikan transmisi impuls saraf dari satu neurosit ke yang lain. Ujung akson sel saraf berkontak dengan dendrit neurosit berikutnya di tempat yang disebut sinapsis. Mereka menyediakan transmisi impuls bioelektrik melalui jaringan saraf. Dan keseruannyaselalu bergerak ke satu arah - dari akson ke tubuh atau dendrit dari neurosit lain.
Satu lagi properti, selain eksitasi, yang terjadi di jaringan saraf, adalah penghambatan di sistem saraf pusat. Ini adalah respons tubuh terhadap aksi iritasi, yang mengarah ke penurunan atau penghentian total aktivitas motorik atau sekretori, di mana neuron sentrifugal berpartisipasi. Penghambatan pada jaringan saraf juga dapat terjadi tanpa eksitasi sebelumnya, tetapi hanya di bawah pengaruh mediator penghambat, seperti GABA. Ini adalah salah satu pemancar utama pengereman. Di sini Anda juga dapat memberi nama zat seperti glisin. Asam amino ini terlibat dalam meningkatkan proses penghambatan dan merangsang produksi molekul asam gamma-aminobutirat dalam sinapsis.
I. M. Sechenov dan karyanya dalam neurofisiologi
Seorang ilmuwan Rusia yang luar biasa, pencipta teori aktivitas refleks otak, membuktikan keberadaan kompleks sel khusus di bagian tengah sistem saraf yang mampu menonaktifkan proses bioelektrik. Penemuan pusat penghambatan di sistem saraf pusat menjadi mungkin berkat penggunaan tiga jenis eksperimen oleh I. Sechenov. Ini termasuk: memotong bagian korteks di berbagai area otak, stimulasi lokus individu materi abu-abu oleh faktor fisik atau kimia (arus listrik, larutan natrium klorida), serta metode eksitasi fisiologis pusat otak. I. M. Sechenov adalah eksperimen yang sangat baik, membuat pemotongan yang sangat presisi di area antara tuberkel visual dan langsung ditalamus katak itu sendiri. Dia mengamati penurunan dan penghentian total aktivitas motorik anggota badan hewan.
Jadi, seorang ahli saraf menemukan jenis khusus dari proses saraf - penghambatan di sistem saraf pusat. Kami akan mempertimbangkan jenis dan mekanisme pembentukannya secara lebih rinci di bagian berikut, dan sekarang kami akan sekali lagi fokus pada fakta ini: di departemen seperti medula oblongata dan tuberkel visual, ada situs yang disebut penghambatan, atau " pusat Sechenov". Ilmuwan juga membuktikan keberadaannya tidak hanya pada mamalia, tetapi juga pada manusia. Selain itu, I. M. Sechenov menemukan fenomena eksitasi tonik dari pusat penghambatan. Dia memahami dengan proses ini sedikit eksitasi di neuron sentrifugal dan otot yang terkait dengannya, serta di pusat saraf penghambatan itu sendiri.
Apakah proses saraf berinteraksi?
Penelitian oleh ahli fisiologi Rusia terkemuka I. P. Pavlov dan I. M. Sechenov membuktikan bahwa kerja sistem saraf pusat ditandai dengan koordinasi reaksi refleks tubuh. Interaksi proses eksitasi dan penghambatan dalam sistem saraf pusat mengarah pada pengaturan fungsi tubuh yang terkoordinasi: aktivitas motorik, pernapasan, pencernaan, ekskresi. Proses bioelektrik secara simultan terjadi di pusat saraf dan dapat berubah secara konsisten dari waktu ke waktu. Ini memastikan korelasi dan perjalanan refleks respons yang tepat waktu terhadap sinyal dari lingkungan internal dan eksternal. Banyak percobaan yang dilakukan oleh ahli neurofisiologi telah mengkonfirmasi fakta bahwa eksitasi dan penghambatan pada sistem saraf pusat adalahfenomena saraf kunci, yang didasarkan pada keteraturan tertentu. Mari kita bahas lebih detail.
Pusat saraf di korteks serebral mampu mendistribusikan kedua jenis proses tersebut ke seluruh sistem saraf. Sifat ini disebut iradiasi eksitasi atau inhibisi. Fenomena sebaliknya adalah pengurangan atau pembatasan area otak yang menyebarkan bio-impuls. Itu disebut konsentrasi. Para ilmuwan mengamati kedua jenis interaksi selama pembentukan refleks motorik terkondisi. Selama tahap awal pembentukan keterampilan motorik, karena iradiasi eksitasi, beberapa kelompok otot secara bersamaan berkontraksi, tidak harus berpartisipasi dalam kinerja tindakan motorik yang sedang dibentuk. Hanya setelah pengulangan berulang dari kompleks gerakan fisik yang terbentuk (skating, ski, bersepeda), sebagai hasil dari konsentrasi proses eksitasi di fokus saraf korteks tertentu, semua gerakan manusia menjadi sangat terkoordinasi.
Pergantian kerja pusat saraf juga dapat terjadi karena induksi. Ini memanifestasikan dirinya ketika kondisi berikut terpenuhi: pertama ada konsentrasi penghambatan atau eksitasi, dan proses ini harus memiliki kekuatan yang cukup. Dalam sains, dua jenis induksi dikenal: S-fase (inhibisi pusat di sistem saraf pusat meningkatkan eksitasi) dan bentuk negatif (eksitasi menyebabkan proses inhibisi). Ada juga induksi sekuensial. Dalam hal ini, proses saraf dibalik di pusat saraf itu sendiri. Risetahli neurofisiologi membuktikan fakta bahwa perilaku mamalia tingkat tinggi dan manusia ditentukan oleh fenomena induksi, iradiasi, dan konsentrasi proses saraf eksitasi dan penghambatan.
Penghambatan tanpa syarat
Mari kita pertimbangkan secara lebih rinci jenis penghambatan pada sistem saraf pusat dan memikirkan bentuknya, yang melekat pada hewan dan manusia. Istilah itu sendiri diusulkan oleh I. Pavlov. Ilmuwan menganggap proses ini sebagai salah satu sifat bawaan sistem saraf dan memilih dua jenisnya: memudar dan konstan. Mari kita bahas lebih detail.
Asumsikan bahwa ada fokus eksitasi di korteks yang menghasilkan impuls ke organ kerja (otot, sel sekretori kelenjar). Karena perubahan kondisi lingkungan eksternal atau internal, area tereksitasi lain dari korteks serebral muncul. Ini menghasilkan sinyal bioelektrik dengan intensitas yang lebih besar, yang menghambat eksitasi di pusat saraf yang sebelumnya aktif dan busur refleksnya. Penghambatan fading pada sistem saraf pusat mengarah pada fakta bahwa intensitas refleks orientasi secara bertahap berkurang. Penjelasannya adalah sebagai berikut: stimulus primer tidak lagi menyebabkan proses eksitasi di reseptor neuron aferen.
Jenis penghambatan lain, yang diamati pada manusia dan hewan, ditunjukkan oleh eksperimen yang dilakukan oleh pemenang Hadiah Nobel pada tahun 1904 IP Pavlov. Saat memberi makan anjing (dengan fistula dikeluarkan dari pipi), para peneliti menyalakan sinyal suara yang tajam - pelepasan air liur dari fistula berhenti. Ilmuwan menyebut jenis penghambatan ini transendental.
Menjadi sifat bawaan, penghambatan pada sistem saraf pusatberlangsung melalui mekanisme refleks tak bersyarat. Ini cukup pasif dan tidak menyebabkan konsumsi energi dalam jumlah besar, yang mengarah pada penghentian refleks terkondisi. Penghambatan tanpa syarat yang konstan menyertai banyak penyakit psikosomatik: diskinesia, kelumpuhan kejang, dan kelumpuhan.
Apa itu rem yang memudar
Terus mempelajari mekanisme penghambatan pada sistem saraf pusat, mari kita pertimbangkan salah satu jenisnya, yang disebut rem pemadam. Sudah diketahui dengan baik bahwa refleks orientasi adalah reaksi tubuh terhadap dampak sinyal asing baru. Dalam hal ini, pusat saraf terbentuk di korteks serebral, yang dalam keadaan eksitasi. Ini membentuk busur refleks, yang bertanggung jawab atas reaksi tubuh dan disebut refleks orientasi. Tindakan refleks ini menyebabkan penghambatan refleks terkondisi yang sedang berlangsung saat ini. Setelah pengulangan berulang dari stimulus asing, refleks, yang disebut indikatif, secara bertahap menurun dan akhirnya menghilang. Ini berarti tidak lagi menyebabkan penghambatan refleks terkondisi. Sinyal ini disebut rem memudar.
Dengan demikian, penghambatan eksternal refleks terkondisi dikaitkan dengan pengaruh sinyal asing pada tubuh dan merupakan sifat bawaan dari sistem saraf pusat dan perifer. Stimulus tiba-tiba atau baru, misalnya, sensasi nyeri, suara asing, perubahan pencahayaan, tidak hanya menyebabkan refleks orientasi, tetapi juga berkontribusi pada melemahnya atau bahkan penghentian total dari yang terkondisi.busur refleks yang sedang aktif. Jika sinyal asing (kecuali rasa sakit) bekerja berulang kali, penghambatan refleks terkondisi kurang terwujud. Peran biologis bentuk tak bersyarat dari proses saraf adalah untuk melakukan respons tubuh terhadap stimulus, yang paling penting saat ini.
Rem internal
Nama lain yang digunakan dalam fisiologi aktivitas saraf yang lebih tinggi adalah penghambatan terkondisi. Prasyarat utama untuk munculnya proses semacam itu adalah kurangnya penguatan sinyal yang datang dari dunia luar dengan refleks bawaan: pencernaan, air liur. Proses inhibisi pada sistem saraf pusat yang terjadi pada kondisi ini memerlukan interval waktu tertentu. Pertimbangkan jenisnya lebih detail.
Misalnya, penghambatan diferensial terjadi sebagai respons terhadap sinyal lingkungan yang cocok dalam amplitudo, intensitas, dan kekuatan terhadap stimulus terkondisi. Bentuk interaksi antara sistem saraf dan dunia sekitarnya memungkinkan tubuh untuk lebih halus membedakan antara rangsangan dan mengisolasi dari totalitas mereka yang menerima penguatan oleh refleks bawaan. Misalnya, untuk suara panggilan dengan kekuatan 15 Hz, didukung oleh pengumpan dengan makanan, anjing mengembangkan reaksi saliva yang dikondisikan. Jika sinyal suara lain diterapkan pada hewan, dengan kekuatan 25 Hz, tanpa memperkuatnya dengan makanan, pada rangkaian percobaan pertama, air liur akan dilepaskan dari fistula pada anjing ke kedua rangsangan yang dikondisikan. Setelah beberapa waktu, hewan akan membedakan sinyal-sinyal ini, dan air liur dari fistula akan berhenti mengeluarkan suara dengan kekuatan 25 Hz, yaitu,penghambatan diferensial akan berkembang.
Membebaskan otak dari informasi yang telah kehilangan peran vitalnya bagi tubuh - fungsi ini justru dilakukan dengan penghambatan pada sistem saraf pusat. Fisiologi telah membuktikan secara empiris bahwa respons motorik terkondisi, yang diperbaiki dengan baik oleh keterampilan yang dikembangkan, dapat bertahan sepanjang hidup seseorang, misalnya, skating, bersepeda.
Ringkasnya, kita dapat mengatakan bahwa proses penghambatan di sistem saraf pusat adalah melemahnya atau berhentinya reaksi tertentu dari tubuh. Mereka sangat penting, karena semua refleks tubuh dikoreksi sesuai dengan kondisi yang berubah, dan jika sinyal terkondisi telah kehilangan nilainya, maka mereka bahkan dapat hilang sama sekali. Berbagai jenis penghambatan pada sistem saraf pusat merupakan dasar bagi kemampuan jiwa manusia seperti mempertahankan pengendalian diri, membedakan rangsangan, dan harapan.
Tampilan proses saraf yang tertunda
Secara empiris, Anda dapat membuat situasi di mana respons tubuh terhadap sinyal terkondisi dari lingkungan eksternal memanifestasikan dirinya bahkan sebelum terpapar stimulus tanpa syarat, seperti makanan. Dengan peningkatan interval waktu antara timbulnya paparan sinyal terkondisi (cahaya, suara, misalnya, ketukan metronom) dan momen penguatan hingga tiga menit, pelepasan air liur ke rangsangan terkondisi di atas semakin banyak. tertunda dan memanifestasikan dirinya hanya pada saat pengumpan dengan makanan muncul di depan hewan. Keterlambatan dalam menanggapi sinyal terkondisi mencirikan proses penghambatan di sistem saraf pusat, yang disebut tertundasuatu bentuk di mana waktu alirnya sesuai dengan interval tunda dari stimulus tak berkondisi, seperti makanan.
Nilai penghambatan pada sistem saraf pusat
Tubuh manusia, secara kiasan, adalah "di bawah kendali" dari sejumlah besar faktor lingkungan eksternal dan internal, yang dipaksa untuk bereaksi dan membentuk banyak refleks. Pusat saraf dan busur mereka terbentuk di otak dan sumsum tulang belakang. Kelebihan sistem saraf dengan sejumlah besar pusat tereksitasi di korteks serebral berdampak negatif pada kesehatan mental seseorang, dan juga mengurangi kinerjanya.
Dasar biologis perilaku manusia
Kedua jenis aktivitas jaringan saraf, baik eksitasi maupun inhibisi di SSP, merupakan dasar dari aktivitas saraf yang lebih tinggi. Ini menentukan mekanisme fisiologis aktivitas mental manusia. Doktrin aktivitas saraf yang lebih tinggi dirumuskan oleh IP Pavlov. Interpretasi modernnya adalah sebagai berikut:
Eksitasi dan penghambatan pada sistem saraf pusat, terjadi dalam interaksi, memberikan proses mental yang kompleks: memori, berpikir, berbicara, kesadaran, dan juga membentuk reaksi perilaku manusia yang kompleks
Untuk menyusun mode studi, kerja, istirahat yang didasarkan secara ilmiah, para ilmuwan menerapkan pengetahuan tentang hukum aktivitas saraf yang lebih tinggi.
Makna biologis dari proses saraf aktif seperti penghambatan dapat ditentukan sebagai berikut. Perubahan kondisi lingkungan eksternal dan internal (kurangnya penguatansinyal terkondisi oleh refleks bawaan) memerlukan perubahan yang memadai dalam mekanisme adaptif dalam tubuh manusia. Oleh karena itu, tindakan refleks yang diperoleh terhambat (padam) atau hilang sama sekali, karena menjadi tidak sesuai untuk tubuh.
Apa itu tidur?
I. P. Pavlov dalam karya-karyanya secara eksperimental membuktikan fakta bahwa proses penghambatan pada sistem saraf pusat dan tidur memiliki sifat yang sama. Selama periode terjaganya tubuh, dengan latar belakang aktivitas umum korteks serebral, bagian-bagian individualnya yang ditutupi oleh penghambatan internal masih didiagnosis. Selama tidur, ia menyebar ke seluruh permukaan belahan otak, mencapai formasi subkortikal: tuberkel visual (talamus), hipotalamus, formasi retikuler dan sistem limbik. Seperti yang ditunjukkan oleh ahli neurofisiologi P. K. Anokhin yang luar biasa, semua bagian di atas dari sistem saraf pusat, yang bertanggung jawab atas bidang perilaku, emosi, dan naluri, mengurangi aktivitas mereka selama tidur. Ini memerlukan penurunan generasi impuls saraf yang datang dari bawah korteks. Dengan demikian, aktivasi korteks berkurang. Ini memberikan kemungkinan istirahat dan pemulihan metabolisme baik di neurosit otak besar dan di seluruh tubuh secara keseluruhan.
Pengalaman ilmuwan lain (Hess, Economo) membentuk kompleks khusus sel saraf yang termasuk dalam inti non-spesifik dari tuberkel visual. Proses eksitasi yang didiagnosis di dalamnya menyebabkan penurunan frekuensi bioritme kortikal, yang dapat dianggap sebagai transisi dari keadaan aktif(bangun) untuk tidur. Studi tentang bagian otak seperti saluran air Sylvius dan ventrikel ketiga mendorong para ilmuwan pada gagasan tentang pusat pengaturan tidur. Secara anatomis terkait dengan bagian otak yang bertanggung jawab untuk terjaga. Kekalahan lokus korteks ini karena trauma atau akibat kelainan bawaan pada manusia menyebabkan kondisi patologis insomnia. Kami juga mencatat fakta bahwa pengaturan proses penghambatan yang sangat penting bagi tubuh saat tidur dilakukan oleh pusat saraf diensefalon dan inti subkortikal: berekor, berbentuk almond, pagar dan lentikular.
