Если рассмотреть схему коленного рефлекса, сначала все кажется простым: сенсорный нейрон передает информацию об ударе в спинной мозг мотонейрону, который дает сигнал сократить четырехглавую мышцу

Если рассмотреть схему коленного рефлекса, сначала все кажется простым: сенсорный нейрон передает информацию об ударе в спинной мозг мотонейрону, который дает сигнал сократить четырехглавую мышцу бедра, и колено разгибается. Но ты можешь увидеть на картинке и нащупать на собственном (или чьем-то еще бедре) другую мышцу, расположенную внизу бедра. В момент удара эта мышца растягивается, и возникает вопрос - почему? Неужели четырехглавая мышца так сильно тянет ногу вверх, что это приводит к растягиванию двуглавой мышцы бедра, преодолевая ее сопротивление?

Вряд ли естественный отбор допустил бы такое неоптимальное функционирование организма. Все устроено гораздо экономичнее: удар, запускающий рефлекс сокращения четырехглавой мышцы, одновременно запускает рефлекс расслабления мышцы с другой стороны ноги.

Это происходит следующим образом: сенсорный нейрон, получающий информацию об ударе, связан своими отростками не только с мотонейроном четырехглавой мышцы, но и с другими нейронами. Один из них - интернейрон (на схеме нарисован зеленым), который играет необычную роль в этой сети: он не просто отказывается передавать возбуждающий сигнал мотонейрону. Получив сигнал о возбуждении, этот интернейрон снижает возбуждение в управляющем двуглавой мышцей бедра мотонейроне, и эта мышца расслабляется. Такие реагирующие на возбуждающий сигнал снижением возбуждения нейроны называются тормозными ( inhibitory neuron [n-hbt r -nju rn] ).

Из перечисленных здесь видов нейронов (сенсорные, моторные, интернейроны) тормозными чаще всего являются интернейроны. Преобразование возбуждающего сигнала в тормозящий возможно потому, что между собой нейроны могут обмениваться разными сигналами, используя для этого химические вещества, выделяемые и принимаемые в синапсах. И так как существует только один вид сигналов внутри нервных клеток, не существует особого -тормозящего- электрического импульса. Торможение осуществляется за счет снижения возбуждения нейрона: чем больше возбужден нейрон, чем более интенсивный электрический импульс он передает, тем сильнее напряжена мышца, которой он управляет. Снижение возбуждения нейрона приводит к расслаблению мышцы.

Работа тормозных нейронов очень важна для координации рефлексов. Они обеспечивают постоянную, предсказуемую реакцию на каждый конкретный раздражитель, при этом тормозя все несовместимые с нужной реакцией рефлексы. Этот механизм называют сопряженным контролем. Например, разгибание ноги неизменно сопровождается торможением сгибания, а сгибание - торможением разгибания. Путем сопряженного контроля тормозные нейроны осуществляют отбор среди конкурирующих друг с другом рефлексов и гарантируют, что только одна из двух или даже нескольких возможных рефлекторных реакций будет проявлена в ответ на раздражитель. Любая итоговая рефлекторная реакция определяется суммарной, скоординированной деятельностью всех нейронов, участвующих в нервной цепи:

синапсы

1. каждый мотонейрон суммирует все возбуждающие и тормозные сигналы, поступающие по ведущим к нему аксонам других нейронов

2. в зависимости от рассчитанной суммы нейрон реагирует соответствующим образом:

* если суммарное возбуждение оказывается больше суммарного торможения, то нейрон посылает мышце-мишени вызывающий ее сокращение сигнал

* если суммарное возбуждение меньше суммарного торможения, то напряжение мышцы ослабевает, и она расслабляется.

Тот же самый принцип нейронной интеграции, судя по всему, лежит в основе принятия решений и в ряде функций головного мозга. Каждое наше впечатление, каждая мысль, каждое движение есть результат великого множества принципиально сходных нейронных расчетов.

Комментарии: