Многие ученые изучали строение и функции нервной системы. У человека рефлексы спинного мозга помогают проверить его функции, понять уровень произошедших нарушений. Осуществляются они за счет упорядоченного распространения от специфического рецептора, которым заканчивается сенсорный нейрон, до органа посредством рефлекторной дуги. В основном изучение рефлексов осуществлялось на лабораторных животных путем проведения операции или воздействия лекарственного препарата. Позднее были подмечены специфические рефлексы в спинном мозге человека, их пути, способы получения.
Было установлено, что спинномозговые рефлексы носят врожденный характер. Для своего осуществления эти рефлексы не требуют присутствия сознания, а часто и контроля со стороны коры мозга. Если есть связь спинного мозга с головным, то рефлексы носят более сложный характер, последний контролирует все процессы, может прекращать действие раздражителя, на этом основано чувство выдержки боли. Представить себе значение спинного мозга без рефлексов нельзя, с ними стоит разобраться более подробно, поскольку на них основано функционирование организма.
Разновидности рефлексов
Есть несколько видов рефлексов, которые замыкаются в спинном мозге. По нескольким признакам они делятся на группы, в первую очередь по рецепторам, раздражение которых запускает рефлекс. Первые носят название проприоцептивных, вторые — висцероцептивные, а также кожные, которые имеют характер защиты организма от воздействия извне. Рефлекс, который берет свое начало с проприорецепторов, отвечает за акт ходьбы и регулирует тонус мышц. Висцероцептивные являются рефлексами с внутренних органов, проявления их могут выражаться сокращениями мышц живота, грудной клетки и спины.
Также такое понятие, как спинальный рефлекс, имеет смысл объединить по органам. Вызвать рефлексы можно с конечностей, живота, тазовых органов. Рефлексы бывают условными, которые вырабатываются в процессе жизни, и безусловными, с ними человек появляется на свет.
Рефлексы, которые получены с конечностей
Наиболее знакомыми всем являются сгибательные рефлексы, которые делят на фазные и тонические. Фазным называется ответ на раздражитель в виде однократного сгибания в результате однократного раздражения кожи или проприорецепторов. Двигательные рефлексы приводят в возбуждение мотонейроны мышц, которые ответственны у человека за сгибание, автоматически тормозятся участки, которые отвечают за разгибание. Если рецепторная зона расположена на коже, то ответ на раздражитель носит характер защиты. Фазные рефлексы, которые возникают с проприорецепторов, отвечают за возможность ходьбы.
Рефлексы тонического характера могут быть сгибательными или разгибательными, возникают в ответ на растяжение мышцы, возбуждения проприорецепторов. Их задача у человека состоит в том, чтобы поддерживать позу. Тоническое сокращение является основой многих движений.
Разгибательные рефлексы наравне со сгибательными могут быть фазными и тоническими. Возникновение их происходит с проприорецепторов, которые расположены в области мышц, выполняющих функцию разгибания. Фазные рефлексы являются результатом однократного раздражения рецепторов мышц. Примером, который будет понятен, может стать удар по сухожилию четырехглавой мышцы бедра в области коленного сустава, в результате воздействия возникает коленный рефлекс на разгибание вследствие сократительной активности мышцы.
Рефлексы в области шеи
Суть рефлекса позы состоит в том, чтобы перераспределить тонус мышц, как результат изменения пространственного положения тела или отдельных его частей. В их осуществлении могут участвовать различные отделы центральной нервной системы (ЦНС). В спинном мозге они замыкаются на уровне шеи. Были установлены голландским физиологом Магнусом в 1924 году в опытах, которые он проводил на кошках. Разновидностей всего две, возникают они при наклоне и повороте головы.
В результате наклона головы вниз или вперед повышается тонус мышц — сгибателей передних конечностей и разгибателей задних конечностей животного. Результатом становится то, что происходит сгибание передних конечностей и разгибание задних.
Если голову животного отклонить вверх или назад, рефлекторный путь имеет противоположное направление. Источником становятся проприорецепторы, располагающиеся в области мышц и фасций шеи. Когда животное живет в среде обитания, шансы его добыть пищу возрастают при условии, если она находится ниже или выше головы.
Возникновение рефлексов второй группы возможно с тех же рецепторных зон, но при условии поворота или наклона головы животного вправо или влево. Тонус разгибательной группы мышц повышается на обеих конечностях на той стороне, куда повернута голова. Суть состоит в том, чтобы сохранить позу, которая может нарушаться в результате смещения центра тяжести.
За что отвечают те или иные разновидности
Как уже упоминалось, соматические рефлексы являются двигательными, однако различают и вегетативные рефлексы спинного мозга. Первая группа делится на кожные и сухожильные рефлексы, рецепторный участок которых находится в области сухожилия. Если в результате того или иного воздействия растягивается сухожилие, возбуждаются рецепторы растяжения и потом сигнал передается на воспринимающие участки, а затем через двигательные нейроны, которые называются альфа, на мышцы, в результате они сокращаются. Это характерно для мышц разгибательной группы, на основе этого врач проверяет коленный, ахиллов, локтевой рефлексы и многие другие.
В отличие от действия, которое дают сухожильные рефлексы с поверхности кожи, вызываются они в результате раздражения рецепторов кожи, но проявление их происходит в виде двигательной реакции, во многих ситуациях реакции защиты организма от воздействия. Подобными рефлексами, которые может проверить врач, являются подошвенный и брюшной. При травме или пересечении связи продолговатого и спинного мозга у животного возникает состояние, которое в физиологии называется «спинальный шок». Приводит он к тому, что снижается тонус всех мышц, но полностью не пропадает.
Разновидностей вегетативных рефлексов всего две: одни симпатические, другие парасимпатические. Первый и второй вариант являются реакцией, которую дают органы в ответ на раздражение рецепторов кожи, внутренностей и мышц. За счет скопления вегетативных нейронов в спинном мозге образуются низшие центры, которые отвечают за тонус сосудов, работу сердца, диаметр просвета бронхов, количество отделения пота, мочи, кала, половые функции (эрегированность члена) и эякуляцию.
Координация деятельности
У человека рефлексы спинного мозга и их рецептивные поля расположены в местах на всем протяжении мозга, однако в организме все сочетается в единую систему. Достигается цель за счет согласованного порядка работы нейронов, которыми образованы центры рефлекторной деятельности. Даже самое примитивное движение, которое требует расслабления или напряжения мышц, происходит согласованно. Примером может стать распространенный случай, когда человек наступает на колючий предмет стопой. Рефлекторно активизируется моторный центр, одна нога поднимается, зато нагружается вторая, причем сильнее, чем это происходит всегда, повышается и тонус разгибательной группы мышц, а явление получило название перекрестного разгибательного рефлекса.
Но при этом организм должен сохранить равновесие в пространстве, это достигается изменением положения головы и туловища, для этого одна группа мышц сокращается, а вторая расслабляется. Действия имеют небольшую по величине силу, но и не меньше той, которую требует ситуация, произойти все должно в считанные секунды, но не сразу, а в последовательности, которая заранее определена.
Также и работой мышцы управляет не один мотонейрон, он может отвечать только за часть волокна мышцы. Группа требуется для получения рефлекторного ответа и расположена она в нескольких сегментах, на которые делится мозг. Активация происходит при поступлении информации от нейронов, отвечающих за чувствительность, они получают ее от рецепторов.
При растяжении только одной мышцы в эксперименте происходит активация нескольких сотен нейронов, отвечающих за чувствительность, каждый из них приводит в активное состояние от 100 до 150 мотонейронов. Способ взаимодействия нейронов, при котором один чувствительный нейрон отростками активирует другие, количество которых больше, носит название «дивергенции».
Есть и противоположное явление вышеописанному: группа чувствительных нервных клеток имеет направление окончаний аксонов к одним и тем же двигательным нейронам, подобное получило название «ковергенции». Связь клеток внутри центра предопределена на уровне генетического наследования, как и связи с определенными чувствительными нервными клетками. Также заранее предопределена функциональная роль промежуточных нейронов, задачей которых является возбуждение или торможение, их место расположения в составе рефлекторной дуги, медиаторы, которые передают сигнал, и рецепторы.
Чтобы образовать связи в большом количестве восходящих и нисходящих нейронов, в организме есть промежуточные нейроны, их доля составляет примерно 99,98% от всего числа нервных клеток. Среди промежуточных имеются те, которые отвечают за возбуждение или торможение, их отростки могут заканчиваться на одном двигательном нейроне. Есть и такие промежуточные клетки, которые могут соединять двигательные с чувствительными, когда количество первых больше в 5-10 раз.
Основываясь на этом, Шеррингтоном сформулирована закономерность, которая получила название общего конечного пути. В этом подразумевается один стереотипный ответ движения на различные чувствительные стимулы. Примером может стать поворот головы, выполняемый одинаково при условии ориентировочного рефлекса, в ответ на зрительный, звуковой или температурный раздражитель. Иваном Петровичем Павловым подобное было названо рефлексом «Что такое?». Если обратить внимание, то подобный рефлекс у каждого человека происходит одинаково.
Конечным пунктом являются всегда двигательные нейроны, приводящие в движение мышцы шеи. А вот восходящие звенья рефлекса могут быть различными. Так, если действуют одновременно несколько раздражителей, ответ будет только на один, который является наиболее важным в этот момент. В подобной ситуации активный доминирующий центр подавляет другие участки возбуждения. Еще в начале прошлого столетия физиологом из Петербурга А. А. Ухтомским было сформулировано понятие о доминантном очаге возбуждения.
Координируются сухожильные рефлексы, как и любые другие, согласованной работой центров, которые расположены в различных частях мозга. Объединяют их проводящие пути, а также иерархическая организация работы. Современная литература, которая посвящена физиологии движений, говорит не о рефлекторной, а о программной организации центральной нервной системы у человека. Ходьба, с точки зрения современного мировоззрения, является врожденной программой, которая в течение всего периода жизни человека способна меняться, приобретая характерные черты и приметы. Примером может стать походка артистов балета, моряков.
Тема рефлексов настолько сложна, что ею занимается большое число ученых, проводя сотни экспериментов. Разобраться со всем просто не представляется возможным в рамках одной статьи. Стоит отметить, что выше описаны физиологические рефлексы, которые есть в норме у человека. Но для врача имеют значение патологические рефлексы, которые помогают диагностировать то или иное заболевание и начать своевременное лечение. Больше с этой темой знаком врач — невролог или нейрохирург.
