Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Можно ли измерить скорость нервного импульса. Нервы и нервные центры

Крупнейший немецкий естествоиспытатель Г. Гельмгольц в середине XIX в. нашел очень простой способ измерения скорости нервных процессов. Оказалось, что она не очень велика. Так, по нерву лягушки импульс движется со скоростью 30 м/сек, а по нервам человека — до 120 м/сек. Уже одно это говорило, что нерв­ный импульс не обычный электрический ток, а гораздо более сложный процесс. Нервы — это ведь не металлические провода, а полужид­кие тяжи протоплазмы живого вещества с очень сложным строением. Поэтому и ток должен быть особым — гальваническим. В металлах и дру­гих проводниках ток переносят электроны (час­тицы с наименьшим отрицательным электри­ческим зарядом), а в жидкостях — ионы (атомы или молекулы, содержащие электрический за­ряд). Значит, и в нерве происходит передвижение ионов. Кроме физического процесса передвиже­ния ионов, в нерве идут и сложные химические превращения веществ.

Нерв не пассивный проводник тока, а жи­вая ткань, в которой идет непрерывный обмен веществ (см. ст. Обмен веществ).

Английский ученый Гилл установил, что при прохождении импульса по нерву в нем на миллионные доли градуса повышается темпера­тура. А это значит, что в нерве начинают боле? интенсивно идти процессы обмена веществ.

Таким образом, электрические явления представляют собой только одно из проявлений нервного процесса. Но дело не только в этом. Гальванический ток не распространяется на большие расстояния, а нервный импульс рас­пространяется. Что же происходит? Оказыва­ется, когда волна возбуждения проходит по нерву, то в нем образуется подвижный гальва­нический элемент. А в любом гальваническом элементе (например, в обычной батарейке кар­манного фонарика) есть два полюса: положи­тельный и отрицательный. И в нерве есть два полюса: положительный (наружная часть нер­ва — одевающая его тонкая мембрана) и отри­цательный (внутренняя часть нерва). Стоит только внешнему импульсу нарушить проницае­мость мембраны, как ток начинает идти от внеш­ней части нерва к внутренней. Этот местный ток нарушает проницаемость соседних участков мембраны, и волна возбуждения направляется дальше. В то же время в начальных участках пу­ти мембрана уже восстановила свою целост­ность и готова к приему новой волны возбужде­ния. Значит, в нерве ток идет не сплошным по­током, а отдельными порциями.

Движение импульса по нерву напоминает действие запального шнура. Продвижение пла­мени по шнуру разогревает последующие его участки и заставляет их вспыхивать; так и в нерве: один участок за другим подвергается электрическим и химическим воздействиям. Многочисленные нервные клетки и их волок­на испытывают эти воздействия, обусловливаю­щие биоэлектрическую активность нервной системы.


НЕРВЫ И НЕРВНЫЕ ЦЕНТРЫ

Ученых заинтересовал такой вопрос: может ли утомляться нерв, когда он проводит нервные импульсы? Русский физиолог Н. Е. Введенский еще в конце XIX в. доказал, что нерв практи­чески неутомим. Опыт, поставленный Введен­ским, был сравнительно прост. Он взял мышцу лягушки с подходящим к ней нервом и вблизи от мышцы охлаждал его или отравлял некото­рыми веществами (эфиром, хлороформом). От этого импульсы не могли пройти по нерву к мышце. Затем он раздражал нерв электрическим током в течение 12 часов. Казалось, что за такое долгое время нерв истощился. Но стоило снять преграду на пути импульсов к мышце, как мыш­ца сократилась. Значит, нерв за 12 часов непре­рывной работы совсем не утомился и сохранил способность возбуждаться и проводить импульсы.

У нерва есть и такая важная особенность: если раздражать его одиночным ударом электри­ческого тока, то он ответит одиночным импуль­сом; при повышении частоты ударов тока нерв послушно следует за этими раздражениями. Попробуем раздражать нерв током до 500 коле­баний в секунду — ответы нерва еще послушно следуют за нашими раздражениями. Однако если повысить частоту тока до 600 — 700 ударов в секунду, то нерв вдруг резко изменит свое поведение. Он ответит все теми же пятьюстами импульсами в секунду.

Почему же нерв перестал нас слушаться? Ответив на раздражение, он в течение очень короткого времени теряет способность к воз­буждению, так как ему необходимо время для восстановления возбудимости. Пока частота импульса не очень велика, нерв успевает вос­станавливать свою возбудимость. Но если им­пульсы следуют слитком часто, то часть из них попадает на невозбудимый нерв, который в этот момент не ответит на очередное раздражение. Поэтому у нерва есть определенный предел, после которого он перестает следовать за часто­той раздражений.

Что же произойдет с нервным импульсом, когда он по волокну добежит до другой нервной клетки? Если рассматривать под микроскопом место соприкосновения клетки и подходящего к ней волокна, то можно увидеть, что нерв-во­локно имеет на конце утолщение — пуговку; она прилегает к телу клетки. Это место соприкосно­вения английский ученый Ч. Шеррингтон на­звал «синапсом», что в переводе с греческого значит соединение. Исследователи заметили, что стоит нервному импульсу дойти до синапса, как наступит задержка, маленькая остановка в распространении импульса. Это и понятно, ведь подходящее волокно только соприкаса­ется с клеткой, а не переходит в нее непрерыв­но. Переход импульса в местах контактов — сложный и во многом пока загадочный процесс. В синапсах происходит интенсивный обмен ве­ществ, связанный с выделением особых веществ, которые маленькими капельками просачива­ются из синаптической пуговки в тело клетки. Этот процесс исследователи смогли рассмотреть только недавно с помощью электронного мик­роскопа. Но, кроме этого химического способа передачи импульса, возможен и другой, чисто физический — с помощью биотоков.

Нервные импульсы по нервам проходят в центральную нервную систему, т. е. в обширное скопление клеток, от которых берут начало и к которым идут нервы.

Нервные центры быстро утомляются, между тем как нерв почти неутомим. Нервные центры изменяют частоту поступающих раздражений и на одиночное раздражение отвечают целой серией волн возбуждения, а нерв послушно вос­производит частоту нанесенного раздражения. Все эти свойства нервных центров обусловлены необычайной сложностью их устройства.

Где же возникает нервный импульс? В теле нервной клетки.

Дело в том, что нервное волокно, дойдя до нервного центра, оканчивается обычно не на одной, а сразу на нескольких клетках, лежа­щих в спинном мозге. Эти клетки в свою очередь посылают вверх к головному мозгу волокна, которые оканчиваются на еще большем коли­честве клеток. Поэтому нервный импульс дол­жен пройти через большое количество переклю­чений, прежде чем он доберется до конечного пункта — коры головного мозга. Отсюда нач­нется уже другой путь: вниз к исполнительным приборам — мышцам или железам. Этот много­ступенчатый путь напоминает каскады усиле­ния в радиоприемнике, где принятое антенной слабое электромагнитное колебание усилива­ется целой цепью радиоламп, частота и форма колебаний преобразуются, и в конце концов мы слышим голос диктора или музыку. Извест­но, что основной работающий элемент радио­приемника или телевизора — электронная лам­па. Она регулирует силу и частоту электриче­ского тока. Нервные клетки по своему действию подобны электронным лампам. Но если самые сложные электронные устройства имеют десят­ки тысяч электронных ламп, то количество нерв­ных клеток исчисляется десятками миллиардов. Как же сложна биоэлектрическая активность нервной системы, когда каждую долю секунды происходят разряды огромного количества нерв­ных клеток! Эти разряды можно записать на особых приборах и получить суммарную кри­вую. Всякие изменения в деятельности нервной системы обязательно отразятся на этой кри­вой. Поэтому запись биотоков мозга стали ис­пользовать не только для изучения нервных процессов, но и для точного определения болез­ней мозга.

Пионерами в изучении нервных процессов были русские ученые И. М. Сеченов, Н. Е. Вве­денский, А. А. Ухтомский, В. Я. Данилевский. С помощью самых простых приборов они делали замечательные открытия. Введенский, напри­мер, использовал обычный телефонный аппарат для превращений электрических колебаний нер­ва в звуковые и таким способом «подслушивал»нервные процессы. Только в начале XX в. были изобретены различного типа осциллографы —приборы, позволяющие улавливать разряды от отдельных клеток и даже от частей клетки. С помощью микроэлектродов, диаметр которых не превышает 1 мк, исследователи проникли внутрь нервного волокна. Кроме того, изобре­тены многоканальные осциллографы, которые позволяют записывать сразу биотоки многих участков мозга и видеть всю картину распреде­ления нервных импульсов.





 
 
----------------------------------------------------
Календарь
«  Сентябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Реклама
  • Периодическое техническое освидетельствование лифтов "Инженерный центр "Союз"".

  • Новые статьи
    Каталог статей
    Как подготовить ребенка к школе
    Освоение навыков чтения
    Природные материалы на уроках труда

    Статистика




     
    Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
    2013 © 2017