Рефлекторная деятельность нервной системы

Определения и обозначения

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Ответ возникает не произвольно: его запускает определённый сигнал, который организм воспринимает и на который реагирует. Это понятие помогает связать внешнее или внутреннее воздействие с конкретным ответом тела.

Рефлекторная деятельность — совокупность рефлексов, благодаря которым нервная система воспринимает раздражения и организует ответ организма. Например, нервная система может одновременно получать сигналы от разных частей тела и управлять ответами на них. Понятие показывает, что работа нервной системы складывается из множества согласованных реакций.

Рефлекторная дуга — путь, по которому нервный импульс проходит от рецептора к органу-исполнителю. В неё входят рецептор, чувствительный нейрон, центральная нервная система, двигательный нейрон и рабочий орган; иногда между нейронами расположен вставочный нейрон. Зная эти звенья, можно проследить, где возникает сбой, если реакция нарушена.

Рецептор — чувствительное образование, которое воспринимает раздражение и преобразует его в нервный импульс. Рецепторы находятся, например, в коже и органах чувств, а также внутри организма. Они нужны, чтобы нервная система получила сигнал о происходящем и могла начать ответ.

Как это устроено

Рефлекс начинается с раздражения — воздействия, которое меняет состояние рецептора. Рецептор воспринимает это изменение и преобразует его в нервный импульс, потому что нервная система передаёт информацию именно в такой форме. Если подходящего сигнала нет или рецептор его не воспринимает, цепочка рефлекторного ответа не запускается. Поэтому первым звеном дуги всегда служит рецептор.

Возникший импульс идёт по чувствительному нейрону от рецептора к центральной нервной системе. Такой нейрон проводит информацию внутрь нервной системы, чтобы она могла оценить сигнал и выбрать ответ. Направление движения импульса здесь важно: он идёт от места восприятия раздражения к нервному центру, а не к мышце. Благодаря этому мозг или спинной мозг получает сведения о том, что произошло.

В спинном или головном мозге информация обрабатывается, а затем формируется команда для ответа. Импульс может перейти с чувствительного нейрона на двигательный непосредственно либо пройти через вставочный нейрон. Вставочный нейрон связывает нервные клетки внутри центральной нервной системы и участвует в передаче сигнала. Какой бы путь ни использовался, нервный центр нужен, чтобы связать поступившую информацию с подходящей реакцией.

Двигательный нейрон проводит импульс от центральной нервной системы к рабочему органу. Команда достигает мышцы или железы, потому что именно эти органы способны выполнить ответ: мышца сокращается, а железа выделяет секрет. Так завершённая передача сигнала превращается в наблюдаемое действие или изменение работы органа. Направление импульса по двигательному нейрону — от нервного центра к органу-исполнителю.

Все звенья дуги работают как последовательная система: сигнал должен быть воспринят, передан, обработан и доставлен к рабочему органу. Если повреждено любое звено, информация может не пройти дальше или команда не достигнет места действия. Поэтому рефлекс при нарушении дуги может ослабнуть, измениться или исчезнуть. Например, неповреждённая мышца не отдёрнет руку по этой дуге, если сигнал от рецептора не поступит в нервный центр.

Звенья рефлекторной дуги и их функции

Чтобы проследить рефлекс, читайте таблицу сверху вниз: так видно, как сигнал от восприятия раздражения доходит до ответа. Столбец о направлении помогает не перепутать чувствительный и двигательный нейроны. Центральная нервная система связывает поступившую информацию с командой для рабочего органа.

Разбор задач

Задача 1. Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Назовите раздражитель, рецептор и рабочий орган. Чтобы ответить, нужно отделить воздействие, которое запускает реакцию, от части тела, воспринимающей его, и органа, который выполняет движение.

1. Определяем раздражитель: это высокая температура горячего предмета, воздействующая на кожу.
2. Находим рецептор: температурные и болевые рецепторы кожи воспринимают сильный нагрев и запускают нервный импульс.
3. Определяем рабочий орган: мышцы руки получают команду и сокращаются, поэтому рука отдёргивается.

Ответ: раздражитель — нагрев от горячего предмета; рецептор — чувствительные рецепторы кожи; рабочий орган — мышцы руки. Ответ связан с тем, что рецептор воспринимает воздействие, а мышца выполняет движение.

Задача 2. Ученик повредил чувствительный нерв предплечья. Как это повлияет на рефлекс отдёргивания руки? Проследим, какое звено оказалось повреждено и что происходит с сигналом на следующем этапе дуги.

1. Чувствительный нерв проводит импульс от рецепторов кожи к центральной нервной системе.
2. При его повреждении сигнал может не дойти до спинного мозга, даже если рецептор продолжает воспринимать нагрев.
3. Без поступившей информации нервный центр не сможет нормально передать команду двигательному нейрону, поэтому ответ ослабнет или исчезнет.

Ответ: рефлекс отдёргивания может нарушиться или исчезнуть, потому что повреждено чувствительное звено дуги. Сохранность мышц сама по себе не гарантирует ответ: команда должна сначала сформироваться и дойти до рабочего органа.

Задача 3. Рецептор и нервы сохранны, но повреждён участок спинного мозга, участвующий в рефлексе. Почему ответ может исчезнуть и какое звено нарушено? Здесь нужно проверить всю последовательность: от восприятия раздражения до команды мышце.

1. Рецептор воспринимает раздражение, а сохранный чувствительный нерв доставляет импульс к спинному мозгу.
2. Повреждённый участок центральной нервной системы не может нормально обработать сигнал или передать его дальше.
3. Двигательный нейрон не получает нужную команду, поэтому мышца может не выполнить ответную реакцию.

Ответ: нарушено центральное звено рефлекторной дуги — участок спинного мозга. Рефлекс может исчезнуть, хотя рецептор и нервы сохранны, потому что обработка сигнала и формирование ответа зависят от работы нервного центра.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что рефлекс всегда означает движение. Так думают, потому что наиболее заметный пример — сокращение мышцы и отдёргивание руки. Однако ответом также может быть выделение секрета железой или изменение деятельности внутренних органов. Проверьте себя вопросом: способен ли орган выполнить ответ, не совершая движения?

Ошибка — путать рефлекс с рефлекторной дугой. Их названия связаны, поэтому легко принять реакцию за путь, по которому проходит сигнал. Рефлекс — сам ответ организма, а дуга — последовательность звеньев, обеспечивающая этот ответ. Для проверки сформулируйте отдельно, что произошло, и по какому пути шёл импульс.

Ошибка — начинать дугу с головного или спинного мозга. Такое представление возникает, если считать нервный центр главным участником всей реакции и забыть, откуда приходит сигнал. Но раздражение сначала воспринимает рецептор, а затем импульс направляется в центральную нервную систему. Проверьте порядок: сначала восприятие, потом обработка.

Ошибка — считать, что рабочий орган передаёт команду в мозг. Путаница появляется из-за того, что слово «орган» не подсказывает направление передачи. На самом деле двигательный нейрон проводит импульс от центральной нервной системы к рабочему органу, который выполняет ответ. Чтобы проверить направление, задайте вопрос: кто посылает команду и кто её исполняет?

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в рефлекторной деятельности, нужно знать строение нейрона и функции его частей. Особенно важно понимать, что нейрон проводит нервный импульс и что направление передачи зависит от его роли в дуге. Эти знания помогают проследить путь сигнала между рецептором, нервным центром и рабочим органом.

Тема связана со строением спинного и головного мозга, потому что там происходит обработка информации и формирование ответа. Она также опирается на знания об органах чувств и мышцах: первые воспринимают раздражение, вторые могут выполнять движение. Так отдельные сведения об органах складываются в общую последовательность рефлекса.

Понятие рефлекса пригодится при изучении безусловных и условных рефлексов, поведения и регуляции функций организма. В этих темах важно будет различать, как возникает реакция и какие нервные процессы её обеспечивают. Знание рефлекторной дуги даёт основу для такого сравнения.

Что запомнить

• Рефлекс — ответ организма на раздражение при участии нервной системы.
• Начальное звено рефлекторной дуги — рецептор.
• Чувствительный нейрон проводит импульс к центральной нервной системе.
• Обработка сигнала и формирование ответа происходят в центральной нервной системе.
• Двигательный нейрон проводит команду к рабочему органу.
• Нарушение любого звена дуги может изменить или прекратить рефлекторную реакцию.