§ 10. Рефлекторная деятельность организма

Определения и обозначения

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Например, отдёргивание руки от горячего предмета происходит в ответ на воздействие высокой температуры. Это понятие помогает отличать нервную реакцию от случайного движения.

Рефлекторная дуга — путь, по которому нервный импульс проходит от рецептора к рабочему органу. В неё входят несколько звеньев, связанных между собой. Зная эту последовательность, можно понять, где возникло нарушение реакции.

Рецептор — нервное образование, воспринимающее раздражение и преобразующее его в нервный импульс. Рецепторы кожи чувствуют прикосновение, давление, боль и температуру, а рецепторы мышц сообщают об их растяжении. Без рецептора организм не получил бы сведений об изменении среды.

Нервный центр — совокупность нейронов центральной нервной системы, анализирующих импульсы и формирующих ответ. Он может находиться в спинном или головном мозге. Нервный центр связывает полученную информацию с подходящей командой для рабочего органа.

Как это устроено

Сначала раздражитель действует на рецептор: например, горячая поверхность нагревает кожу и возбуждает её чувствительные окончания. Рецептор изменяет это воздействие в нервный импульс, потому что нервная система передаёт информацию именно в такой форме. Поэтому сила и характер сигнала зависят от особенностей раздражения и рецепторов.

Затем импульс проходит по чувствительному нейрону к центральной нервной системе. Такое направление необходимо, поскольку именно в спинном и головном мозге находится место анализа информации и принятия ответа. Чувствительный путь идёт от периферии к центру, поэтому его также называют восходящим.

В нервном центре поступивший сигнал сопоставляется с особенностями раздражения и состоянием организма. Между нейронами центра происходит передача возбуждения, благодаря чему выбирается подходящая реакция. После этого центр посылает импульс по двигательному нейрону к рабочему органу.

Двигательный нейрон направляет импульс к мышце или железе, потому что именно эти органы способны выполнить нервную команду. Мышца сокращается или расслабляется, а железа выделяет секрет. Такой рабочий орган называют эффектором.

Все звенья действуют последовательно: рецептор принимает сигнал, нейроны проводят его, центр формирует ответ, а эффектор выполняет команду. Благодаря этому организм быстро меняет своё состояние в ответ на окружающее воздействие. Результат реакции изменяет ситуацию и может стать новой информацией для рецепторов, создавая связь организма со средой.

Звенья рефлекторной дуги и их функции

В таблице удобно проверять не только названия звеньев, но и направление импульса. Если сигнал идёт к центральной нервной системе, путь чувствительный; если от неё к рабочему органу, путь двигательный. Эффектором всегда является орган, который выполняет ответ.

Разбор задач

Задача 1

Человек коснулся горячего предмета и быстро отдёрнул руку. Нужно назвать звенья рефлекторной дуги и определить направление движения импульса. Ответ нельзя начинать сразу с мышцы, потому что реакция возникает после восприятия раздражения.

1. Рецепторы кожи воспринимают высокую температуру и возбуждаются.
2. Чувствительный нейрон проводит импульс от кожи к нервному центру в центральной нервной системе.
3. Нервный центр анализирует сигнал и передаёт команду двигательному нейрону.
4. Двигательный нейрон направляет импульс к мышцам руки.
5. Мышцы сокращаются, поэтому рука отдёргивается от горячего предмета.

Ответ: рецептор → чувствительный нейрон → нервный центр → двигательный нейрон → мышца. Чувствительный импульс движется к центральной нервной системе, а двигательный — от неё к мышце.

Задача 2

После повреждения чувствительного нерва человек может сокращать мышцу по команде, но не ощущает укол в соответствующей области. Нужно определить нарушенное звено. Для этого надо сравнить сохранённую и исчезнувшую функции, а затем связать их с направлением импульса.

1. Сокращение мышцы по команде сохранено, значит, двигательный путь к мышце работает.
2. Ощущение укола исчезло, значит, сигнал от рецепторов не поступает в центральную нервную систему.
3. Такой сигнал должен проводить чувствительный нейрон от рецептора к нервному центру.
4. Следовательно, повреждено чувствительное звено рефлекторной дуги, а не мышца и не двигательный нейрон.

Ответ: нарушен чувствительный нерв, то есть путь передачи импульса от рецепторов к центральной нервной системе. Команда к мышце может доходить другим, сохранённым путём.

Задача 3

Сравним коленный рефлекс и отдёргивание руки от горячего предмета. В обоих случаях работает общая схема, но раздражители, рецепторы, центральные звенья и эффекторы различаются. Сравнение нужно проводить по одним и тем же пунктам.

1. Для коленного рефлекса раздражителем является удар по сухожилию, а рецепторы мышц воспринимают их растяжение; нервный центр расположен в спинном мозге, эффектором служит мышца-разгибатель голени.
2. Для отдёргивания руки раздражителем является высокая температура или боль, рецепторы находятся в коже; ответ формируется в спинном мозге с участием нескольких нейронов, а эффекторами становятся мышцы руки.
3. В обоих случаях импульс сначала идёт от рецептора по чувствительному нейрону к центру, а затем по двигательному нейрону к мышце.

Ответ: рефлексы имеют одинаковую последовательность звеньев, но отличаются видом раздражителя, рецепторами и мышцами, выполняющими ответ. Коленный рефлекс разгибает голень, а защитный рефлекс отдёргивания удаляет руку от опасного предмета.

Типичные ошибки

Считать рефлекс сознательным решением. Так происходит, потому что человек замечает результат движения и связывает его со своей волей. Проверка проста: спросите, могла ли реакция начаться раньше осознания опасности; при защитном рефлексе это обычно так.

Путать рефлекторную дугу с одним нервом. Ошибка возникает, если помнить только о передаче импульса и забывать о рецепторе, центре и эффекторе. Проверьте себя, восстановив всю цепочку от восприятия раздражения до ответа органа.

Называть мышцу или железу рецептором. Мышца и железа выполняют команду, а рецептор только воспринимает воздействие и создаёт импульс. Чтобы не ошибиться, определите: орган обнаруживает раздражение или выполняет ответ.

Путать направления чувствительного и двигательного импульса. Это происходит, когда оба пути называют просто нервными. Запомните проверку: чувствительный импульс идёт к центральной нервной системе, двигательный — от неё к эффектору.

Связь с другими темами

Для понимания рефлексов нужно знать строение нервной системы, различия между нейронами и направление передачи нервного импульса. Эти знания объясняют, почему сигнал движется по дуге не случайно.

Рефлекторная деятельность помогает понять работу головного и спинного мозга, органов чувств и нервную регуляцию. Через рефлексы видно, как нервная система связывает восприятие с работой органов.

Позже эта тема понадобится при изучении безусловных и условных рефлексов, поведения и первой помощи при повреждениях нервной системы. По нарушенному звену дуги можно предположить, какая функция пострадала.

Что запомнить

• Рефлекс — ответ организма на раздражение при участии нервной системы.
• Рефлекторная дуга обеспечивает прохождение импульса от рецептора к эффектору.
• Рецептор воспринимает раздражение и создаёт нервный импульс.
• Чувствительный нейрон проводит импульс к центральной нервной системе.
• Нервный центр анализирует сигнал и формирует ответ.
• Двигательный нейрон передаёт команду мышце или железе.
• Рефлекторная деятельность обеспечивает быструю приспособительную реакцию организма.