La régulation de l'activité nerveuse est un processus d'excitation et d'inhibition du système nerveux central. Initialement, il s'agit d'une réaction élémentaire à l'irritation. Au cours de l'évolution, les fonctions neurohumorales sont devenues plus complexes, conduisant à la formation des principales divisions des systèmes nerveux et endocrinien. Dans cet article, nous étudierons l'un des principaux processus - l'inhibition du système nerveux central, les types et les mécanismes de sa mise en œuvre.
Tissu nerveux, sa structure et ses fonctions
L'une des variétés de tissus animaux, appelée nerveuse, a une structure spéciale qui assure à la fois le processus d'excitation et actionne les fonctions d'inhibition dans le système nerveux central. Les cellules nerveuses sont constituées d'un corps et de processus: courts (dendrites) et longs (axones), qui assurent la transmission de l'influx nerveux d'un neurocyte à l'autre. L'extrémité de l'axone d'une cellule nerveuse entre en contact avec les dendrites du neurocyte suivant à des endroits appelés synapses. Ils assurent la transmission des impulsions bioélectriques à travers le tissu nerveux. Et l'excitationse déplace toujours dans une direction - de l'axone vers le corps ou les dendrites d'un autre neurocyte.
Une autre propriété, en plus de l'excitation, qui se produit dans le tissu nerveux, est l'inhibition du système nerveux central. C'est une réponse de l'organisme à l'action d'un irritant, entraînant une diminution ou un arrêt complet de l'activité motrice ou sécrétoire, à laquelle participent les neurones centrifuges. L'inhibition dans le tissu nerveux peut également se produire sans excitation préalable, mais uniquement sous l'influence d'un médiateur inhibiteur, tel que le GABA. C'est l'un des principaux émetteurs de freinage. Ici, vous pouvez également nommer une substance telle que la glycine. Cet acide aminé est impliqué dans l'amélioration des processus inhibiteurs et stimule la production de molécules d'acide gamma-aminobutyrique dans les synapses.
Je. M. Sechenov et ses travaux en neurophysiologie
Un éminent scientifique russe, créateur de la théorie de l'activité réflexe du cerveau, a prouvé la présence dans les parties centrales du système nerveux de complexes cellulaires spéciaux capables d'inactiver les processus bioélectriques. La découverte de centres d'inhibition dans le système nerveux central est devenue possible grâce à l'utilisation de trois types d'expériences par I. Sechenov. Ceux-ci incluent: couper des sections du cortex dans différentes zones du cerveau, stimuler des loci individuels de matière grise par des facteurs physiques ou chimiques (courant électrique, solution de chlorure de sodium), ainsi que la méthode d'excitation physiologique des centres cérébraux. I. M. Sechenov était un excellent expérimentateur, faisant des coupes ultra-précises dans la zone entre les tubercules visuels et directement dansle thalamus de grenouille lui-même. Il a observé une diminution et un arrêt complet de l'activité motrice des membres de l'animal.
Ainsi, un neurophysiologiste a découvert un type particulier de processus nerveux - l'inhibition du système nerveux central. Nous examinerons plus en détail les types et les mécanismes de sa formation dans les sections suivantes, et maintenant nous nous concentrerons à nouveau sur ce fait: dans des départements tels que le bulbe rachidien et les tubercules visuels, il existe un site appelé inhibiteur, ou " centre Sechenov". Le scientifique a également prouvé sa présence non seulement chez les mammifères, mais aussi chez l'homme. De plus, I. M. Sechenov a découvert le phénomène d'excitation tonique des centres inhibiteurs. Il comprenait par ce procédé une légère excitation dans les neurones centrifuges et les muscles qui leur sont associés, ainsi que dans les centres nerveux d'inhibition eux-mêmes.
Les processus neuronaux interagissent-ils ?
Les recherches menées par d'éminents physiologistes russes I. P. Pavlov et I. M. Sechenov ont prouvé que le travail du système nerveux central se caractérise par la coordination des réactions réflexes du corps. L'interaction des processus d'excitation et d'inhibition dans le système nerveux central conduit à une régulation coordonnée des fonctions corporelles: activité motrice, respiration, digestion, excrétion. Les processus bioélectriques se produisent simultanément dans les centres nerveux et peuvent changer de manière constante au fil du temps. Cela garantit la corrélation et le passage opportun des réflexes de réponse aux signaux de l'environnement interne et externe. De nombreuses expériences menées par des neurophysiologistes ont confirmé le fait que l'excitation et l'inhibition du système nerveux central sontphénomènes nerveux clés, qui reposent sur certaines régularités. Arrêtons-nous sur eux plus en détail.
Les centres nerveux du cortex cérébral sont capables de distribuer les deux types de processus dans tout le système nerveux. Cette propriété est appelée irradiation d'excitation ou d'inhibition. Le phénomène inverse est une réduction ou une limitation de la zone du cerveau qui propage les bio-impulsions. C'est ce qu'on appelle la concentration. Les scientifiques observent les deux types d'interactions lors de la formation des réflexes moteurs conditionnés. Au cours de la phase initiale de la formation des habiletés motrices, en raison de l'irradiation de l'excitation, plusieurs groupes musculaires se contractent simultanément, ne participant pas nécessairement à l'exécution de l'acte moteur en formation. Ce n'est qu'après des répétitions répétées du complexe formé de mouvements physiques (patinage, ski, cyclisme), en raison de la concentration des processus d'excitation dans des foyers nerveux spécifiques du cortex, que tous les mouvements humains deviennent hautement coordonnés.
La commutation dans le travail des centres nerveux peut également se produire en raison de l'induction. Il se manifeste lorsque la condition suivante est remplie: il y a d'abord une concentration d'inhibition ou d'excitation, et ces processus doivent être d'une force suffisante. En science, deux types d'induction sont connus: la phase S (l'inhibition centrale dans le système nerveux central augmente l'excitation) et la forme négative (l'excitation provoque le processus d'inhibition). Il existe également une induction séquentielle. Dans ce cas, le processus nerveux est inversé dans le centre nerveux lui-même. Rechercherles neurophysiologistes ont prouvé que le comportement des mammifères supérieurs et des humains est déterminé par les phénomènes d'induction, d'irradiation et de concentration des processus nerveux d'excitation et d'inhibition.
Inhibition inconditionnelle
Considérons plus en détail les types d'inhibition du système nerveux central et attardons-nous sur sa forme, qui est inhérente à la fois aux animaux et aux humains. Le terme lui-même a été proposé par I. Pavlov. Le scientifique considérait ce processus comme l'une des propriétés innées du système nerveux et en distinguait deux types: la décoloration et la constante. Arrêtons-nous sur eux plus en détail.
Supposons qu'il existe un foyer d'excitation dans le cortex qui génère des impulsions vers l'organe de travail (muscles, cellules sécrétoires des glandes). En raison de changements dans les conditions de l'environnement externe ou interne, une autre zone excitée du cortex cérébral apparaît. Il produit des signaux bioélectriques de plus grande intensité, ce qui inhibe l'excitation dans le centre nerveux précédemment actif et son arc réflexe. L'inhibition de la décoloration dans le système nerveux central conduit au fait que l'intensité du réflexe d'orientation diminue progressivement. L'explication en est la suivante: le stimulus primaire ne provoque plus le processus d'excitation dans les récepteurs du neurone afférent.
Un autre type d'inhibition, observé aussi bien chez l'homme que chez l'animal, est mis en évidence par l'expérience menée par le lauréat du prix Nobel en 1904 IP Pavlov. Tout en nourrissant le chien (avec la fistule retirée de la joue), les expérimentateurs ont allumé un signal sonore aigu - la libération de salive de la fistule s'est arrêtée. Le scientifique a qualifié ce type d'inhibition de transcendantal.
Étant une propriété innée, l'inhibition du système nerveux centralprocède par un mécanisme réflexe inconditionnel. Il est assez passif et ne provoque pas la consommation d'une grande quantité d'énergie, conduisant à la cessation des réflexes conditionnés. Une inhibition constante et inconditionnelle accompagne de nombreuses maladies psychosomatiques: dyskinésies, paralysies spastiques et flasques.
Qu'est-ce qu'un frein de fading
Poursuivant l'étude des mécanismes d'inhibition dans le système nerveux central, considérons ce qui est l'un de ses types, appelé frein d'extinction. Il est bien connu que le réflexe d'orientation est la réaction du corps à l'impact d'un nouveau signal étranger. Dans ce cas, un centre nerveux se forme dans le cortex cérébral, qui est dans un état d'excitation. Il forme un arc réflexe, qui est responsable de la réaction du corps et s'appelle le réflexe d'orientation. Cet acte réflexe provoque une inhibition du réflexe conditionné qui se déroule en ce moment. Après répétition répétée d'un stimulus étranger, le réflexe, dit indicatif, diminue progressivement et finit par disparaître. Cela signifie qu'il ne provoque plus d'inhibition du réflexe conditionné. Ce signal est appelé le fading brake.
Ainsi, l'inhibition externe des réflexes conditionnés est associée à l'influence d'un signal étranger sur le corps et est une propriété innée du système nerveux central et périphérique. Un stimulus soudain ou nouveau, par exemple une sensation de douleur, un son étranger, un changement d'éclairage, non seulement provoque un réflexe d'orientation, mais contribue également à l'affaiblissement ou même à l'arrêt complet du conditionnementarc réflexe actuellement actif. Si un signal étranger (à l'exception de la douleur) agit de manière répétée, l'inhibition du réflexe conditionné se manifeste moins. Le rôle biologique de la forme inconditionnelle du processus nerveux est d'effectuer la réponse du corps au stimulus, le plus important à l'heure actuelle.
Freinage interne
Son autre nom utilisé dans la physiologie de l'activité nerveuse supérieure est l'inhibition conditionnée. La principale condition préalable à l'émergence d'un tel processus est le manque de renforcement des signaux provenant du monde extérieur avec des réflexes innés: digestifs, salivaires. Les processus d'inhibition du système nerveux central qui se sont produits dans ces conditions nécessitent un certain intervalle de temps. Considérez leurs types plus en détail.
Par exemple, l'inhibition différentielle se produit en réponse à des signaux environnementaux dont l'amplitude, l'intensité et la force correspondent au stimulus conditionné. Cette forme d'interaction entre le système nerveux et le monde environnant permet au corps de distinguer plus subtilement les stimuli et d'isoler de leur totalité celui qui reçoit un renforcement par un réflexe inné. Par exemple, au son d'un appel d'une force de 15 Hz, soutenu par une mangeoire avec de la nourriture, le chien a développé une réaction salivaire conditionnée. Si un autre signal sonore est appliqué à l'animal, avec une force de 25 Hz, sans le renforcer avec de la nourriture, dans la première série d'expériences, la salive sera libérée de la fistule chez le chien aux deux stimuli conditionnés. Après un certain temps, l'animal différenciera ces signaux et la salive de la fistule cessera de sécréter un son d'une puissance de 25 Hz, c'est-à-direune inhibition différentielle se développera.
Libérez le cerveau des informations qui ont perdu leur rôle vital pour le corps - cette fonction est précisément remplie par l'inhibition du système nerveux central. La physiologie a prouvé empiriquement que les réponses motrices conditionnées, bien fixées par des compétences développées, peuvent persister tout au long de la vie d'une personne, par exemple, patiner, faire du vélo.
En résumé, on peut dire que le processus d'inhibition dans le système nerveux central est l'affaiblissement ou la cessation de certaines réactions du corps. Ils sont d'une grande importance, car tous les réflexes du corps sont corrigés en fonction des conditions modifiées, et si le signal conditionné a perdu sa valeur, ils peuvent même disparaître complètement. Divers types d'inhibition dans le système nerveux central sont à la base des capacités de la psyché humaine telles que le maintien de la maîtrise de soi, la distinction des stimuli et l'attente.
Vue retardée du processus nerveux
Empiriquement, vous pouvez créer une situation dans laquelle la réponse du corps à un signal conditionné de l'environnement extérieur se manifeste avant même l'exposition à un stimulus inconditionné, comme la nourriture. Avec une augmentation de l'intervalle de temps entre le début de l'exposition à un signal conditionné (lumière, son, par exemple, battements de métronome) et le moment du renforcement jusqu'à trois minutes, la libération de salive aux stimuli conditionnés ci-dessus est de plus en plus retardé et ne se manifeste qu'au moment où une mangeoire avec de la nourriture apparaît devant l'animal. Le retard de réponse à un signal conditionné caractérise les processus d'inhibition du système nerveux central, dits retardés.une forme dans laquelle son temps d'écoulement correspond à l'intervalle de retard d'un stimulus inconditionné, tel que la nourriture.
La valeur de l'inhibition dans le système nerveux central
Le corps humain, au sens figuré, est "sous le feu" d'un grand nombre de facteurs de l'environnement externe et interne, auxquels il est obligé de réagir et de former de nombreux réflexes. Leurs centres nerveux et leurs arcs se forment dans le cerveau et la moelle épinière. La surcharge du système nerveux avec un grand nombre de centres excités dans le cortex cérébral affecte négativement la santé mentale d'une personne et réduit également ses performances.
Bases biologiques du comportement humain
Les deux types d'activité du tissu nerveux, à la fois l'excitation et l'inhibition dans le SNC, sont à la base de l'activité nerveuse supérieure. Il détermine les mécanismes physiologiques de l'activité mentale humaine. La doctrine de l'activité nerveuse supérieure a été formulée par IP Pavlov. Son interprétation moderne est la suivante:
L'excitation et l'inhibition dans le système nerveux central, se produisant en interaction, fournissent des processus mentaux complexes: mémoire, pensée, parole, conscience, et forment également des réactions comportementales humaines complexes
Pour composer un mode d'étude, de travail, de repos scientifiquement fondé, les scientifiques appliquent la connaissance des lois de l'activité nerveuse supérieure.
La signification biologique d'un processus nerveux aussi actif que l'inhibition peut être déterminée comme suit. Changements dans les conditions de l'environnement externe et interne (manque de renforcementsignal conditionné par un réflexe inné) implique des changements adéquats dans les mécanismes d'adaptation du corps humain. Par conséquent, l'acte réflexe acquis est inhibé (éteint) ou disparaît complètement, car il devient inapproprié pour le corps.
Qu'est-ce que le sommeil ?
Je. P. Pavlov dans ses travaux a prouvé expérimentalement le fait que les processus d'inhibition dans le système nerveux central et le sommeil sont de même nature. Pendant la période d'éveil du corps, dans le contexte de l'activité générale du cortex cérébral, ses sections individuelles couvertes d'inhibition interne sont toujours diagnostiquées. Pendant le sommeil, il rayonne sur toute la surface des hémisphères cérébraux, atteignant les formations sous-corticales: tubercules visuels (thalamus), hypothalamus, formation réticulaire et système limbique. Comme l'a souligné le remarquable neurophysiologiste P. K. Anokhin, toutes les parties ci-dessus du système nerveux central, responsables de la sphère comportementale, des émotions et des instincts, réduisent leur activité pendant le sommeil. Cela entraîne une diminution de la génération d'influx nerveux provenant de sous le cortex. Ainsi, l'activation du cortex est réduite. Cela offre la possibilité de repos et de restauration du métabolisme à la fois dans les neurocytes du grand cerveau et dans tout le corps dans son ensemble.
Les expériences d'autres scientifiques (Hess, Economo) ont établi des complexes spéciaux de cellules nerveuses inclus dans les noyaux non spécifiques des tubercules visuels. Les processus d'excitation diagnostiqués chez eux provoquent une diminution de la fréquence des biorythmes corticaux, ce qui peut être considéré comme une transition d'un état actif(se réveiller) pour dormir. Des études de parties du cerveau telles que l'aqueduc de Sylvius et le troisième ventricule ont incité les scientifiques à l'idée d'un centre de régulation du sommeil. Il est anatomiquement lié à la partie du cerveau responsable de l'éveil. La défaite de ce locus du cortex due à un traumatisme ou à la suite de troubles héréditaires chez l'homme conduit à des conditions pathologiques d'insomnie. Nous notons également le fait que la régulation d'un processus d'inhibition aussi vital pour l'organisme que le sommeil est assurée par les centres nerveux du diencéphale et des noyaux sous-corticaux: caudé, en amande, clôture et lenticulaire.
