Freinage dans le système nerveux central: types, mécanisme, sens

La régulation de l'activité nerveuse est un processus d'excitation et d'inhibition dans le système nerveux central. Initialement, il se pose comme une réaction élémentaire à la stimulation. Au cours de l'évolution, il y a eu une complication des fonctions neurohumorales, entraînant la formation des principales parties des systèmes nerveux et endocrinien. Dans cet article, nous étudierons l'un des processus principaux – l'inhibition dans le système nerveux central, les types et les mécanismes de sa mise en œuvre.

Le tissu nerveux, sa structure et ses fonctions

L'une des variétés de tissus animaux, appelée nerveuse, a une structure spéciale qui fournit à la fois le processus d'excitation et active les fonctions d'inhibition dans le système nerveux central. Les cellules nerveuses sont constituées d'un corps et de procédés: courtes (dendrites) et longues (axon), qui fournissent la transmission des impulsions nerveuses d'un neurocyte à l'autre. La fin de l'axone de la cellule nerveuse contacte les dendrites du prochain neurocyte dans des endroits appelés synapses. Ils assurent le transfert d'impulsions bioélectriques le long du tissu nerveux. Et l'excitation se déplace toujours dans une direction – de l'axone au corps ou des dendrites d'un autre neurocyte.

Une autre propriété, à l'exception de l'excitation, qui coule dans le tissu nerveux, est une inhibition dans le système nerveux central. C'est la réponse du corps à l'action du stimulus conduisant à une réduction ou à une cessation complète de l'activité motrice ou sécrétoire, dans laquelle participent les neurones centrifuges. Le freinage dans le tissu nerveux peut se produire sans stimulation préalable, mais uniquement sous l'influence du médiateur inhibiteur, par exemple, GABA. Il est l'un des principaux émetteurs d'inhibition. Ici vous pouvez nommer une substance telle que la glycine. Cet acide aminé est impliqué dans l'amélioration des processus inhibiteurs et stimule la production de molécules d'acide gammaaminobutyrique dans les synapses.

IM Sechenov et son travail en neurophysiologie

Un scientifique russe exceptionnel, le créateur de la théorie de l'activité réflexe du cerveau, a prouvé la présence dans les sections centrales du système nerveux de complexes cellulaires spéciaux capables d'inactiver les processus bioélectriques. La découverte de centres d'inhibition dans le système nerveux central est devenue possible grâce à l'application de I. Sechenov de trois types d'expériences. Ceux-ci comprennent: la coupe de sections du cortex dans différentes zones du cerveau, la stimulation des loci individuels de matière grise par des facteurs physiques ou chimiques (courant électrique, solution de chlorure de sodium), ainsi que la méthode d'excitation physiologique des centres cérébraux. IM Sechenov était un excellent expérimentateur, effectuant des incisions superficielles dans la zone entre les collines visuelles et directement dans le thalamus de la grenouille. Il a observé une diminution et une cessation complète de l'activité motrice des membres de l'animal.

Ainsi, un neurophysiologue – inhibition dans le système nerveux central a découvert un type particulier de processus nerveux. Les types et les mécanismes de sa formation seront discutés plus en détail dans les sections suivantes, et nous allons à nouveau attirer l'attention sur ce fait: dans des départements tels que la médulla oblongata et les collines visuelles, il existe un site appelé centre inhibiteur ou centre "sechen". Le scientifique a également prouvé sa présence non seulement chez les mammifères, mais aussi chez les humains. De plus, IM Sechenov a découvert le phénomène de l'excitation tonique des centres inhibiteurs. Il a compris par ce processus une légère excitation dans les neurones centrifuges et les muscles associés, ainsi que dans les centres nerveux de l'inhibition eux-mêmes.

Les processus nerveux interagissent-ils?

Les études des physiologistes russes remarquables IP Pavlov et IM Sechenov ont prouvé que le travail du système nerveux central se caractérise par la coordination des réactions réflexes de l'organisme. L'interaction des processus d'excitation et d'inhibition dans le système nerveux central conduit à une régulation coordonnée des fonctions du corps: activité motrice, respiration, digestion, excrétion. Les processus bioélectriques se produisent simultanément dans les centres nerveux et peuvent varier constamment dans le temps. Cela garantit la corrélation et le passage en temps opportun des réflexes de réponse aux signaux de l'environnement interne et externe. De nombreuses expériences menées par des neurophysiologistes ont confirmé le fait que l'excitation et l'inhibition dans le système nerveux central sont des phénomènes nerveux clés, qui reposent sur certains modèles. Examinons-les plus en détail.

Les centres nerveux du cortex cérébral peuvent propager les deux types de processus dans l'ensemble du système nerveux. Cette propriété s'appelle une irradiation d'excitation ou d'inhibition. Le phénomène opposé est la réduction ou la restriction de la zone du cerveau qui propage les bioimpuls. On l'appelle concentration. Les deux types d'interactions sont observés par les scientifiques lors de la formation de réflexes moteurs conditionnés. Au cours de la phase initiale de formation des compétences motrices, en raison de l'irradiation de l'excitation, plusieurs groupes de muscles sont simultanément contractés, ne participant pas nécessairement à la performance de l'acte moteur en cours de formation. Ce n'est qu'après des répétitions répétées du complexe formé de mouvements physiques (patinage, ski, vélo), en raison de la concentration des processus d'excitation dans les poches nerveuses spécifiques du cortex, tous les mouvements humains deviennent très coordonnés.

Des commutations dans le travail des centres nerveux peuvent également se produire en raison de l'induction. Il se manifeste lorsque la condition suivante est remplie: premièrement, il existe une concentration d'inhibition ou d'excitation, et ces processus doivent avoir une résistance suffisante. En science, on connaît deux types d'induction: la phase S (inhibition centrale dans le système nerveux central améliore l'excitation) et une forme négative (l'excitation provoque le processus d'inhibition). Il existe également une induction constante. Dans ce cas, le processus nerveux change au contraire dans le centre nerveux lui-même. Les études des neurophysiologistes ont prouvé le fait que le comportement des mammifères et des humains supérieurs est déterminé par les phénomènes d'induction, d'irradiation et de concentration des processus nerveux d'excitation et d'inhibition.

Freinage inconditionnel

Examinons plus en détail les types d'inhibition dans le système nerveux central et nous nous attardons sur sa forme, ce qui est inhérent aux animaux et à l'homme. Le terme a été proposé par I. Pavlov. Le scientifique a considéré ce processus comme l'une des propriétés innées du système nerveux et a identifié deux de ses types: mourir et rester permanent. Examinons-les plus en détail.

Supposons qu'il y ait un accent d'excitation dans le cortex qui génère des impulsions vers l'organe de travail (aux muscles, cellules de glandes sécrétoires). En raison des changements dans les conditions de l'environnement externe ou interne, une autre région excitée du cortex cérébral survient. Il produit des signaux bioélectriques d'intensité plus élevée, ce qui inhibe l'excitation dans le centre nerveux précédemment actif et son arc réflexe. L'inhibition de l'extinction dans le système nerveux central conduit au fait que l'intensité du réflexe d'orientation diminue progressivement. L'explication est la suivante: le stimulus primaire ne provoque plus le processus d'excitation dans les récepteurs du neurone afférent.

Un autre type d'inhibition observée à la fois chez les humains et les animaux est démontrée par l'expérience menée par le Prix Nobel en 1904 par IP Pavlov. Pendant l'alimentation du chien (avec la fistule enlevée de la joue), les expérimentateurs ont inclus un signal sonore fort – la sortie salivaire de la fistule a cessé. Ce type de scientifique de freinage s'appelle l'au-delà.

Étant une propriété innée, l'inhibition dans le système nerveux central se déroule à travers un mécanisme à réflexe inconditionnel. Il est assez passif et ne cause pas une grande quantité de consommation d'énergie, entraînant la cessation des réflexes conditionnés. L'inhibition constante et inconditionnelle accompagne de nombreuses maladies psychosomatiques: dyskinésie, paralysie spastique et flasque.

Qu'est-ce qu'un frein mourant?

En poursuivant l'étude des mécanismes d'inhibition dans le système nerveux central, nous considérerons l'une de ses espèces, appelée frein mourant. Il est bien connu que le réflexe d'orientation représente la réaction du corps à l'impact d'un nouveau signal étranger. Dans ce cas, un centre nerveux est formé dans le cortex cérébral, qui est dans un état d'excitation. Il forme également un arc réflexe, responsable de la réaction de l'organisme et s'appelle le réflexe d'orientation. Cet acte réflexe provoque l'inhibition du réflexe conditionné, qui se produit à l'instant. Après une répétition répétée d'un stimulus étranger, le réflexe, appelé réflexe d'orientation, diminue progressivement et disparaît finalement. Donc, cela ne cause pas plus d'inhibition du réflexe conditionné. Ce signal s'appelle le frein qui meurt.

Ainsi, l'inhibition externe des réflexes conditionnés est associée à l'influence d'un signal externe sur le corps et est une propriété congénitale du système nerveux central et périphérique. Un stimulus soudain ou nouveau, par exemple, une sensation de douleur, un son étranger, un changement d'illumination, provoque non seulement un réflexe d'orientation, mais contribue également à l'affaiblissement ou même à l'arrêt complet de l'arc de réflexe conditionné actif à l'heure actuelle. Si un signal étranger (autre que le signal de la douleur) agit à plusieurs reprises, l'inhibition du réflexe conditionné se manifeste moins. Le rôle biologique de la forme inconnue du processus nerveux consiste à mener à bien la réponse du corps au stimulus, le plus important en ce moment.

Freinage interne

Son autre nom, utilisé dans la physiologie de l'activité nerveuse supérieure, est l'inhibition conditionnée. Le principal prérequis pour l'émergence d'un tel processus est le manque de renforcement des signaux provenant du monde extérieur, les réflexes congénitaux: digestifs, salivaires. Les processus d'inhibition qui surviennent dans ces conditions dans le système nerveux central nécessitent un certain intervalle de temps. Considérons leurs types dans plus de détails.

Par exemple, l'inhibition de la différenciation se produit en réponse aux signaux environnementaux, qui coïncident en amplitude, en intensité et en force avec le stimulus conditionné. Cette forme d'interaction du système nerveux et du monde environnant permet au corps de distinguer plus subtilement entre les stimuli et les isoler de leur totalité qui reçoit un renforcement par un réflexe inné. Par exemple, le son d'une cloche avec une force de 15 Hz, soutenue par une cuvette de nourriture, le chien a développé une réaction de salivation conditionnée. Si un autre signal sonore est appliqué à l'animal, par la force de 25 Hz, sans le soutenir avec de la nourriture, dans la première série d'expériences, le chien de la salive de la fistule sera attribué aux deux stimuli conditionnés. Après un certain temps, l'animal différenciera ces signaux, et le son, avec une force de 25 Hz, de la salive de la fistule cessera d'être alloué, c'est-à-dire que l'inhibition de la différenciation se développera.

Libère le cerveau de l'information qui a perdu un rôle vital pour le corps – cette fonction ne fait que faire un freinage dans le système nerveux central. La physiologie a prouvé expérimentalement que les réactions motrices conditionnées, bien réparées par les compétences développées, peuvent persister tout au long de la vie d'une personne, par exemple, le patinage, le cyclisme.

En résumant, on peut dire que les processus d'inhibition dans le système nerveux central sont l'affaiblissement ou la cessation de certaines réactions du corps. Ils sont très importants, car tous les réflexes du corps sont corrigés en fonction des conditions modifiées, et si le signal conditionné a perdu son sens, même complètement peut disparaître. Différents types d'inhibition dans le système nerveux central sont basiques pour de telles capacités du psychisme humain comme la préservation de la maîtrise de soi, la discrimination des stimuli et l'anticipation.

Type de processus nerveux retardé

Expérimenté, vous pouvez créer une situation dans laquelle la réponse du corps au signal conditionné provenant de l'environnement extérieur se manifeste même avant l'action du stimulus inconditionné, par exemple, de la nourriture. Lorsque l'intervalle de temps entre le début de l'action du signal conditionné (la lumière, le son, par exemple, le métonome bat) et le moment du renforcement à trois minutes, la salive est de plus en plus retardée par les stimuli conditionnés ci-dessus et ne se manifeste qu'au moment où le chargeur apparaît devant l'animal avec des aliments. La réponse retardée au signal conditionné caractérise les processus d'inhibition dans le système nerveux central, appelés espèces retardées, dans lesquelles son temps d'écoulement correspond à l'intervalle de retard du stimulus inconditionné, par exemple, les aliments.

La valeur de l'inhibition dans le système nerveux central

Le corps humain, au sens figuré, est «sous l'arme à feu» d'un grand nombre de facteurs de l'environnement extérieur et interne auxquels il est contraint de réagir et de former une multitude de réflexes. Leurs centres nerveux et leurs arcs se forment dans le cerveau et la moelle épinière. La congestion du système nerveux par un grand nombre de centres excités dans le cortex cérébral affecte négativement la santé mentale d'une personne et réduit également son efficacité.

Base biologique du comportement humain

Les deux types d'activité du tissu nerveux, à la fois l'excitation et l'inhibition dans le système nerveux central, sont à la base d'une activité nerveuse plus élevée. Il détermine les mécanismes physiologiques de l'activité mentale d'une personne. L'enseignement de l'activité nerveuse supérieure a été formulé par IP Pavlov. Son interprétation moderne est la suivante:

• L'excitation et l'inhibition dans le SNC, qui se produisent dans l'interaction, fournissent des processus mentaux complexes: la mémoire, la pensée, la parole, la conscience et forment également des réactions comportementales complexes d'une personne.

Pour faire un mode d'étude scientifiquement fondé, travailler, se reposer, les scientifiques appliquent la connaissance des lois de l'activité nerveuse supérieure.

La signification biologique d'un tel processus nerveux actif comme inhibition peut être définie comme suit. Les changements dans les conditions de l'environnement externe et interne (l'absence de renforcement du signal conditionné par un réflexe inné) impliquent des changements adéquats dans les mécanismes adaptatifs dans le corps humain. Par conséquent, l'acte réflexe acquis est opprimé (éteint) ou disparaît complètement, car il devient inapproprié pour l'organisme.

Qu'est-ce qu'un rêve?

IP Pavlov dans ses travaux a prouvé expérimentalement le fait que les processus d'inhibition dans le système nerveux central et le sommeil sont de nature unifiée. Pendant l'éveil de l'organisme dans le contexte de l'activité générale du cortex cérébral, certaines de ses zones sont couvertes, qui sont couvertes par une inhibition interne. Pendant le sommeil, il rayonne sur toute la surface des hémisphères cérébraux, atteignant les formations sous-corticales: les tubercules visuels (thalamus), l'hypothalamus, la formation réticulaire et le système limbique. Comme l'a souligné le neurophysiologue exceptionnel PK Anokhin, toutes les parties mentionnées ci-dessus du système nerveux central, responsables de la sphère comportementale, des émotions et des instincts, pendant le sommeil, réduisent leur activité. Cela entraîne une diminution de la génération d'impulsions nerveuses provenant de la croûte. Ainsi, l'activation du cortex est réduite. Cela offre une occasion de repos et de récupération du métabolisme à la fois dans les neurocytes du cerveau et dans l'organisme entier.

Les expériences d'autres scientifiques (Hess, Ekonomo) ont établi des complexes spéciaux de cellules nerveuses qui font partie des noyaux non spécifiques des collines visuelles. Les processus d'excitation diagnostiqués chez eux provoquent une diminution de la fréquence des biorhythmes corticaux, ce qui peut être considéré comme une transition d'un état actif (veille) au sommeil. Les études de ces zones du cerveau, comme le tuyau d'eau de Silviev et le troisième ventricule, ont poussé les scientifiques à l'idée de l'existence d'un centre de régulation du sommeil. Il est anatomiquement lié à la zone du cerveau responsable de l'éveil. La défaite de ce locus du cortex due à un traumatisme ou à la suite de troubles héréditaires chez l'homme conduit à des états pathologiques de l'insomnie. Notez également que la régulation d'un tel processus vital d'inhibition, comme le sommeil, est réalisée par les centres nerveux du cerveau intermédiaire et des noyaux sous-corticaux: caudate, amande, clôture et lenticulaire.