Раздел 2. Центральная нервная система
Раздел 1. Возбудимые ткани
Задача № 1.
При электрическом раздражении седалищного нерва лягушки находят минимальную силу раздражения, вызывающую сокращение иннервируемой мышцы. Если же раздражающие электроды наложить прямо на мышцу этого же нервно-мышечного препарата и подать со стимулятора такую же силу раздражения, которая только что при раздражении нерва вызывала ответ, сокращения мышцы не будет. Почему?
1. Что такое возбудимость?
2. Что такое возбудимая ткань?
3. Что такое порог раздражения?
4. Что такое «прямое раздражение»?
5. Что такое «непрямое» раздражение?
Ответ:
1. Способность специализированных (возбудимых) тканей в ответ на действие раздражителя приходить в состояние возбуждения.
2. Ткань, отвечающая на действие раздражителя специализированной реакцией—возбуждением.
3. Наименьшая сила раздражителя, необходимая и достаточная для вызова возбуждения.
4. Прямым раздражением называют раздражение, действие которого направлено непосредственно на мышцу.
5. Непрямым раздражением называется раздражение, которое действует опосредованно через нерв.
Задача № 2.
При раздражении скелетной мышцы раздражителем нарастающей силы наблюдается постепенное увеличение амплитуды сокращений скелетной мышцы до достижения максимальных значений, при раздражении же сердечной мышцы пороговое раздражение сразу же вызывает максимальную реакцию. Почему?
1. Как формулируется закон Силы?
2. Что такое закон «все или ничего»?
3. Почему скелетная мышца подчиняется закону Силы?
4. Почему сердечная мышца подчиняется закону «всё или ничего»?
5. Когда на сердце можно наносить раздражения нарастающей силы от стимулятора, ведь изолированное сердце обладает автоматией и сокращается с частотой 60-80 в минуту?
Ответ:
1. С увеличением силы раздражителя наблюдается постепенное увеличение амплитуды сокращений скелетной мышцы до достижения максимума.
2. Это закон, согласно которому пороговая сила раздражителя сразу же вызывает максимальную реакцию («всё»), а подпороговые значения раздражителя остаются без ответа («ничего»).
3. Скелетная мышца состоит из волокон различной возбудимости, имеющих разный порог раздражения.
4. Сердечная мышца представляет собой « функциональный синцитий».
5. После наложения I лигатуры Станниуса, во время преавтоматической паузы.
Задача № 3.
В 1840 году Маттеучи показал, что тетаническое непрямое раздражение одного нервно—мышечного препарата лягушки вызывает тетаническое сокращение мышцы второго нервно-мышечного препарата, если нерв второго препарата набросить на сокращающуюся мышцу первого. Почему?
1. Что такое мембранный потенциал?
2. Что такое потенциал действия?
3. Дать представление о локальном и распространяющемся возбуждениях, их биоэлектрическом проявлении?
4. Как изменяется возбудимость в различные фазы одиночного цикла возбуждения?
5. Что такое тетанус?
Ответ:
1. Мембранный потенциал покоя—разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями наружной мембраны клетки, находящиеся в состоянии покоя.
2. Колебание мембранного потенциала, возникающее в ответ на действие раздражителя пороговой или сверхпороговой силы.
3. Под влиянием раздражителя подпороговой силы изменения мембранного потенциала имеют местный (локальный) характер. При действии раздражителя пороговой силы и уменьшении мембранного потенциала до критического уровня деполяризации возникает распространяющийся потенциал действия.
4. В период развития препотенциала возбудимость повышается ( фазы первичной экзальтации или латентного дополнения), в период развития спайкового потенциала наблюдается абсолютная невозбудимость (фаза абсолютной рефрактерности), в период уменьшения спайкового потенциала возбудимость постепенно восстанавливается ( фаза относительной рефрактерности) и периоду отрицательного следового потенциала соответствует фаза вторичной экзальтации. В период развития положительного следового потенциала возбудимость ткани понижается—фаза вторичной рефрактерности.
5.Сокращение, возникающее в ответ на многократное действие раздражителя
Задача № 4.
Эрлангер и Гассер в 1937 году при раздражении целого нервного ствола обнаружили, что при увеличении расстояния между раздражающими и отводящими электродами суммарный потенциал действия начинает расчленяться на несколько отдельных колебаний, которые становятся наиболее выраженными при удалении отводящих электродов на 10-15 см от места раздражения. В чем причина расчленения суммарного потенциала действия целого нервного ствола на компоненты.
1. Какие виды нервных волокон вам известны?
2. В соответствии с какими законами проводится возбуждение по нервным волокнам?
3. Как распространяется возбуждение по безмиелиновым волокнам?
4. Как распространяется возбуждение по миелиновым волокнам?
5. Какие типы нервных волокон известны?
Ответ:
1. Нервное волокно—отросток нервной клетки по морфологическому принципу делятся ни миелиновые (покрытые миелиновой оболочкой) и безмиелиновые. В состав нерва входят миелиновые и безмиелиновые волокна.
2. Возбуждение по нервному волокну распространяется в обе стороны от места его возникновения (закон двустороннего проведения возбуждения), проведение возбуждения по нервному волокну возможно лишь в случае сохранения его физиологической и анатомической целостности, в составе нерва возбуждение по нервным волокнам распространяется изолированно, то есть не переходя с одного волокна на другое.
3. Последовательно или непрерывно, местные электрические токи между возбужденным участком и невозбужденным вызывают деполяризацию мембраны до критического уровня деполяризации с последующей генерализацией потенциала действия.
4. Сальвоторно или прерывисто, местные электрические токи возникают между соседними перехватами Ранвье, возбуждение как бы «перепрыгивает» от одного перехвата Ранвье к другому.
5. Нервные волокна по их диаметру и скорости проведения возбуждения принято подразделять на три типа: A, В, С. Волокна типа А делятся на подтипы: А-альфа, А-бета, А-гамма, А-дельта.
Задача № 5.
Впервые Н. Е. Введенский установил, что седалищный нерв лягушки сохраняет способность к проведению возбуждения даже при многочасовом непрерывном раздражении. Но при непрямом раздражении нервно-мышечного препарата мышца этого препарата через некоторое время перестает сокращаться, хотя при непосредственном раздражении самой мышцы наблюдаются ее сокращения с первоначальной амплитудой. В чем причина этого явления?
1. Опишите строение химического синапса?
2. Что называется субсинаптической мембраной?
3. Опишите механизм передачи возбуждения в химических возбуждающих синапсах?
4. Перечислите основные физиологические свойства химических синапсов?
5. Почему в нервно-мышечном препарате утомление раньше всего развивается в синапсе?
Ответ:
1. Синапс состоит из следующих основных элементов: синаптической бляшки с синаптическими везикулами, пре- и постсинаптической мембраны и синаптической щели.
2. Субсинаптической мембраной называют часть постсинаптической мембраны, которая расположена напротив или под ней. Особенностью которой является наличие в ней специальных рецепторов, чувствительных к определенному медиатору.
3. В синапсах с химической передачей возбуждение передается с помощью медиаторов (передатчиков, посредников). Взаимодействие медиатора с рецепторами вызывает открытие хемозависимых каналов, что приводит к деполяризации субсинаптическкой мембраны, между субсинаптической мембраной и соседним участком возникают местные токи, которые деполяризуют мембрану до критического уровня с последующей генерацией потенциала действия.
4. Синапсы с химической передачей проводят возбуждение только в одном направлении, так как медиатор выделяется только из синаптической бляшки и взаимодействует с рецепторами субсинаптической мембраны. Возбуждение через синапсы распространяется медленнее, чем по нервному волокну (синаптическая задержка).
5. Синапсы обладают низкой лабильностью из-за малой скорости химических процессов и высоко утомляемы.
Раздел 2. Центральная нервная система
ЗАДАЧА № 6
В неврологическое отделение больницы доставлен мужчина с травмой позвоночника. Врач установил у него исчезновение коленного, ахиллова и подошвенного рефлексов.
1. Какие отделы спинного мозга подверглись травме?
2. Вспомнив классификацию рефлексов, ответьте: какими, с разных точек зрения, являются перечисленные выше рефлексы.
3. Сохранится ли болевая чувствительность в нижних конечностях после такой травмы?
4. Сохранится ли способность к произвольным движениям нижних конечностей после такой травмы?
5. Какое клиническое значение имеет определение данных рефлексов?
Ответ:
1. Коленный рефлекс - L –III, ахиллов – S-I, подошвенный – L-III – S-I.
2. Коленный, ахиллов – моносинаптические, соматические, сухожильные; подошвенный – полисинаптический, соматический, кожный.
3. Не сохранится.
4. Не сохранится.
5. Определение функциональной целостности спинного мозга.
ЗАДАЧА 7
На уроке в первом классе изучение нового материала давалось в игровой форме. Все дети были включены в игру и принимали в ней активное участие. Когда в коридоре возник шум, никто из детей не прореагировал.
1. Какой принцип координационной деятельности ЦНС отражает эта ситуация?
2. Что характерно для деятельности ЦНС согласно этому принципу?
3. Какими свойствами обладает доминантный очаг?
4. Каков физиологический смысл данного принципа?
5. Какие еще принципы координационной деятельности ЦНС вы знаете?
Ответ:
1. Принцип доминанты.
2. Наличие доминантных очагов возбуждения, которые определяют направленность и характер функций организма в данный период времени.
3. Повышенная возбудимость, стойкость, способность к суммации возбуждений, способность тормозить возбуждение в субдоминантных нервных центрах.
4. Позволяет организму сосредоточиться на выполнении жизненно важной функции.
5. Переключения, реципрокности, облегчения, окклюзии, обратной связи, проторения пути, общего конечного пути.
ЗАДАЧА №8
Молодой человек шел в институт. В голове вертелась навязчивая мелодия, услышанная утром по радио. В институте он встретился с друзьями, начался разговор, и мелодия вылетела из головы.
1. Какой принцип распространения возбуждения в нервных центрах (в нейронных сетях) лежит в основе данной ситуации (в голове вертится навязчивая мелодия)?
2. Объясните суть данного принципа.
3. Почему мелодия вылетела из головы после начала разговора с друзьями?
4. Какие еще принципы распространения возбуждения в нервных центрах вы знаете?
5. Расскажите о функциональной организации ЦНС, которая лежит в основе действия данных принципов.
Ответ:
1. Принцип реверберации.
2. Незатухающая циркуляция возбуждений в группе нейронов с циклическими замкнутыми связями (нейронная ловушка).
3. Торможение циркуляции возбуждений вследствии поступления в ЦНС новых афферентных импульсов.
4. Дивергенция, конвергенция, мультипликация.
5. Блочно-модульная функциональная организация ЦНС, в основе которой лежат нервные сети нескольких типов: локальные, иерархические, дивергентные, распределенные.
ЗАДАЧА №9
При разрушении у животного определенного участка продолговатого мозга наступает смерть от остановки дыхания. При разрушении некоторых структур среднего мозга и моста наблюдаются изменения в дыхательных движениях.
1. Какой термин объединяет данные структуры?
2. Дайте определение нервного центра.
3. Что такое нервный центр в широком и узком смысле слова?
4. Что является нейронной основой нервного центра?
5. Перечислите свойства нервных центров.
Ответ:
1. Нервный центр
2. Совокупность нейронов, принимающих участие в осуществлении конкретного рефлекса.
3. Н. ц. в узком смысле слова - совокупность нейронов одного уровня ЦНС, отвечающих за осуществление данного рефлекса; н. ц. в широком смысле слова - функциональное объединение нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС.
4. Локальные и иерархические нервные цепи.
5. Одностороннее проведение возбуждения, временная или пространственная суммация возбуждений, понижающая или повышающая трансформация ритма возбуждения, рефлекторное последействие, чувствительность к недостатку кислорода и действию химических веществ, быстрая утомляемость, низкая лабильность, наличие тонуса, низкая способность к аккомодации, посттетаническая потенциация.
ЗАДАЧА №10
Спортсмен бежит марафонскую дистанцию.
1. Какой вид центрального торможения позволяет осуществлять циклическую мышечную работу, лежащую в основе деятельности скелетной мускулатуры его конечностей?
2. Каков механизм данного вида торможения?
3. Каково биологическое значение данного вида торможения?
4. Что такое центральное торможение?
5. Кем открыто центральное торможение?
Ответ:
1. Реципрокное торможение.
2. Сопряжение возбуждения нервных центров мышц-сгибателей одной конечности и торможения нервных центров мышц-антагонистов другой конечности через вставочные тормозные нейроны.
3. Приспособительное: позволяет осуществлять циклические движения (скелетной мускулатуры, дыхательные).
4. Торможение в ЦНС.
5. Сеченовым И. М. в «опыте Сеченовского торможения».
ЗАДАЧА № 11
В одном из рассказов Д. Лондона герой решает отравить своего знакомого стрихнином. В результате погибают оба после возникновения генерализованных судорог. Известно, что стрихнин блокирует тормозные синапсы в ЦНС.
1. Какой вид центрального торможения выключается при действии стрихнина?
2. Что лежит в основе некоординированной реакции на раздражение при действии стрихнина?
3. Какие еще виды центрального торможения по признаку нейрональной организации, кроме латерального, вы знаете?
4. Что такое торможение?
5. Каковы функции торможения?
Ответ:
1. Латеральное.
2. Диффузная иррадиация возбуждения при выключении латерального торможения.
3. Поступательное, возвратное, реципрокное.
4. Активный биологический процесс, направленный на ослабление, прекращение или предотвращение возникновения процесса возбуждения.
5. Координирующая и охранительная.
ЗАДАЧА № 12
Проверка у больного коленного рефлекса выявила слабое напряжение бедренной мышцы. Повторное исследование с применением приема отвлечения обследованного (сцепление-расцепление пальцев рук) выявило не только напряжение бедренной мышцы, но и разгибание голени.
1. Укажите причину слабой выраженности рефлекса при первом исследовании.
2. Какова причина использования приема сцепления-расцепления пальцев рук обследуемого при проверке коленного рефлекса?
3. Опишите правильное положение больного при исследовании коленного рефлекса.
4. Каково физиологическое значение сухожильных рефлексов?
5. Где находится сенсорный нейрон рефлекторной дуги данного рефлекса?
Ответ:
1. Повышенная активность дополнительных тормозных входов.
2. Оценка характера и качества нисходящих влияний в ЦНС.
3. Сидя на стуле, положив ногу на ногу.
4. Они являются одним из механизмов регуляции и поддержания тонуса мышц.
5. В спинальном ганглии.
ЗАДАЧА 13
Лягушке в эксперименте разрушили половину мозжечка и выпустили в таз с водой.
1. Как изменится тонус мышц конечностей лягушки после операции?
2. Какие движения будет совершать лягушка?
3. Объясните причину изменения мышечного тонуса мозжечковой лягушки.
4. Какие структуры мозга оказывают действие, аналогичное действию мозжечка, на ядра Дейтерса?
5. Какова роль ядер Дейтерса в регуляции мышечного тонуса?
Ответ:
1. На стороне, противоположной разрушению, повысится тонус мышц-разгибателей.
2. Манежные плавательные движения в сторону разрушения.
3. Растормаживание ядра Дейтерса.
4. Красные ядра среднего мозга.
5. Повышение тонуса мышц-разгибателей через активацию облегчающей ретикуло-спинальной системы.
ЗАДАЧА № 14
У животного провели перерезку между продолговатым и средним мозгом.
1. Что произойдет с тонусом животного?
2. Как называется такой вид тонуса?
3. Объясните причину его возникновения.
4. Какова роль красных ядер в регуляции мышечного тонуса?
5. Какие еще виды тонуса вы знаете?
Ответ:
1. Резкое разгибание конечностей и шеи, туловище выгнется дугой.
2. Контрактильный.
3. Разобщение красных ядер и ядер Дейтерса.
4. Тормозное действие на ядра Дейтерса, повышение тонуса мышц-сгибателей.
5. Спинальный, корковый, пластический
ЗАДАЧА № 15
Собаке вживили электроды в область ретикулярной формации ствола мозга.
1. Что произойдет при раздражении электродов у спящей собаки?
2. Из каких структур мозга еще могут исходить активирующие влияния?
3. Что произойдет при разрушении ретикулярной формации?
4. Что произойдет, если произвести перерезку мозга между передними и задними буграми четверохолмия?
5. Что такое специфическое и неспецифическое влияние ретикулярной формации?
Ответ:
1. Пробуждение.
2. Кора большого мозга, неспецифические ядра таламуса.
3. Животное заснет.
4. Животное перестанет реагировать на все виды сигналов.
5. Специфическое - избирательное активирующее или тормозящее влияние на разные формы поведения; неспецифическое – регуляция уровня активности коры большого мозга, мозжечка, таламуса, спинного мозга.
ЗАДАЧА № 16
При возникновении экстремальной ситуации на флоте звучит команда «свистать всех наверх!», что требует боевой готовности.
1. При возбуждении какого отдела автономной нервной системы возникает состояние, аналогичное тому, которое требует эта команда?
2. В чем заключается состояние «боевой готовности» при возбуждении симпатического отдела автономной нервной системы?
3. Где находятся центры симпатической нервной системы?
4. Какие еще отделы, кроме симпатического выделяют в автономной нервной системе?
5. Имеется ли связь между автономной и соматической нервной системой?
Ответ:
1. Симпатического.
2. В общей мобилизации ресурсов организма.
3. В спинном мозге.
4. Парасимпатический, метасимпатический.
5. Да, они функционируют содружественно.
ЗАДАЧА № 17
Участок кишки лягушки, помещенный в чашку Петри с раствором Рингера, продолжает сокращаться.
1. Чем объясняется такая функциональная автоматия?
2. Что включает в себя понятие метасимпатическая нервная система?
3. Что является морфологической основой процессов, реализуемых с помощью метасимпатической нервной системы?
4. Какова роль экстраорганных влияний (симпатических и парасимпатических) на метасимпатическую нервную систему?
5. Перечислите признаки метасимпатического отдела, отличающие его от других отделов автономной нервной системы.
Ответ:
1. Наличием в стенке кишечника ганглиев метасимпатической нервной системы.
2. Комплекс полых висцеральных органов, обладающих автоматией.
3. тетрада - афферентный, вставочный, эфферентный нейроны, осциллятор, располагающиеся в стенке органа.
4. Модулирующая.
5. Иннервирует внутренние органы, обладающие автоматией; не имеет выхода в ЦНС; имеет собственное сенсорное звено; имеет собственное медиаторное звено; обладает большей независимостью от ЦНС, чем симпатический и парасимпатический отделы.