Нейронные сети. Принципы взаимодействия нейронов в нейронных сетях.

нейронных сетях. Нервный центр. Свойства нервных центров и особенности проведения

возбуждения по нервным центрам

Проф. Мухина И.В.
Лекция №7

Лечебный факультет

получении, передаче, хранении и воспроизведении информации.
ОСОБЕННОСТИ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ МОЗГА

Активность

нейронов при передаче и обработке нервных импульсов регулируется свойствами мембраны, которые могут меняться под воздействием синаптических медиаторов.
Биологические функции нейрона могут меняться и адаптироваться к условиям функционирования.
Нейроны объединяются в нейронные сети, основные типы которых, а также схемы проводящих путей мозга являются генетически запрограммированными.
В процессе развития возможно локальное видоизменение нейронных сетей с формированием новых соединений между нейронами.
Нейронные сети взаимодействуют с клетками других типов.
Нейронные сети могут формировать функциональные системы.

нейронов:
1. Принцип дивергенции.
2. Принцип конвергенции.
3.Циркуляции.

1. Дивергенция – это способность нервной

клетки устанавливать многочисленные синаптические связи с различными нервными клетками. В результате афферентная информация поступает одновременно к разным участкам ЦНС. Один нейрон может участвовать в нескольких различных реакциях, передавать возбуждение значительному числу других нейронов, обеспечивая широкую иррадиацию возбудительного процесса в центральных нервных образованиях (кашлевой рефлекс).
 
2. Конвергенция – это схождение различных импульсных потоков от нескольких нервных клеток к одному нейрону. Интегративная функция. Мотонейрон – общий конечный путь двигательной системы (англ. физиол. Шеррингтон)
 
 
3. Циркуляция - циркуляция нервного импульса по замкнутой нервной цепочке. Реверберация.

1

2

3

3

2

1

обеспечивает регуляцию отдельных функций организма или определенный рефлекторный акт.

и структурой нейронных сетей, образующих эти центры:
Низкая лабильность (50-100 имп/с).

Обусловлена скоростью развития синаптической передачи импульса в химическом синапсе.
Высокая утомляемость. Утомление – временное снижение работоспособности в результате проведенной работы, которое исчезает после отдыха. Причины: а) истощение и несвоевременный синтез медиатора; б) адаптация постсинаптического рецептора к медиатору; в) инактивация рецепторов в результате длительной деполяризации постсинаптической мембраны.
Высокая чувствительность к недостатку кислорода. Мозг в 22 раза больше потребляет кислорода, чем мышечная ткань. Необратимые изменения наступают в коре через 4-5 мин, в стволовых клетках – через 15-20 мин.
Высокая чувствительность к ацидозу и алкалозу. Снижение рН до 7.0 может вызвать развитие коматозного состояния (диабетическая кома). Повышение рН до 7.8-8.0 повышает возбудимость нейронов (эпилепсия).
Высокая чувствительность к фармакологическим веществам (блокаторы нервно-мышечной передачи, психомиметические средства), ядам:
Токсин Cl. вotulinum – блокада высвобождения возбуждающего медиатора.
Столбнячный токсин – блокада высвобождения тормозного медиатора.
Удаление Са2+ или замещение на Мg2+ - блокада высвобождения медиатора
Гемихолиний – нарушение синтеза медиатора.
Бунгаротоксин – необратимое связывание с АХ-рецепторами
Яд кураре – конкурентное связывание с АХ-рецепторами.
Стрихнин – конкурентное связывание с глицин-рецепторами.
Бикулин, пикротоксин (судорожные яды), пенициллин – конкурентное связывание с ГАМК-рецепторами.
Фосфоорганические соединения – угнетение холинэстеразы и вследствие этого продолжительная субсинаптическая деполяризация и инактивация рецепторов.
Релаксанты (сукцинилхолин) – аналоги АХ, но не расщепляющиеся АХЭ, продолжительная деполяризация субсинаптической мембраны и инактивация рецепторов.
Алкоголизм, привыкание, наркомания.
Пластичность – способность нервных элементов к перестройке функциональных свойств. Основа: изменение структуры и функции синапсов. Пластичность обуславливает такие функции ЦНС как научение и память, Свойство пластичности лежит в основе компенсации функции при нарушении за счет формирования новых нейронных связей, синтеза специфических белков.
 

ритма возбуждения;
Рефлекторное последействие;
Посттетаническая потенциация.

к которым рецепторы находятся в постсинаптической мембране, выделяются только в

пресинаптическом окончании.

Замедленное проведение, обусловленное синаптической задержкой в центральной части рефлекторной дуги. Составляет 0.2-0.5 мс и определяет время рефлекса (от начала раздражения до начала ответной реакции).

Синаптическая задержка – время между началом пресинаптической деполяризации и началом постсинаптического потенциала.
Обусловлена:
Временем, необходимым для деполяризации нервного окончания;
Временем открывания кальциевых каналов;
Временем увеличения внутриклеточной концентрации кальция, который запускает процесс экзоцитоза

Синаптическая задержка

ту же точку рецептивного поля. ВПСП быстро следуют друг за

другом и суммируются благодаря своему относительно медленному временному ходу (≈15 мс), достигая в конце концов подпорогового уровня (Екр.) в области аксона. Временная суммация ответа обусловлена тем, что ВПСП продолжается дольше, чем рефрактерный период аксона.
 
Суммация пространственная (одновременная)
П/п раздражения наносятся одновременно на несколько точек рецептивного поля, в результате конвергенции нейронных входов происходит суммация локальных ответов.

понижая, так и повышая частоту следования импульсов.
Понижение связано с

низкой лабильностью синапса (максимально – 100 имп/с).
Повышение обусловлено:
возникновением повторных разрядов на фоне длительной следовой деполяризации;
наличием полисинаптических нервных цепей;
циркуляцией импульсов в замкнутых нейронных цепях.

Рефлекторное последействие – продолжение рефлекторной реакции после окончания действия раздражителя. Механизмы те же, что и механизмы повышающей трансформации.

раздражения.
Посттетаническая потенциация – это усиление рефлекторного ответа после тетанических

раздражений. Длительность посттетанической потенциации может составлять от нескольких минут до нескольких часов. С функциональной точки зрения посттетаническая потенциация представляет собой процесс облегчения в ЦНС, связанный с приобретением опыта, т.е. процесс научения, памяти.
Депрессия – угнетение рефлекторного ответа во время частотного раздражения

Ритмическая активация синапса часто сопровождается значительным увеличением амплитуды синаптических потенциалов

замедленного проведения возбуждения по нервному центру?
3. Что такое временная суммация?

Привести пример.
4. Как изменяется рефлекторное последействие после приема больших доз алкоголя?