Строение и функции нейрона и синапса. Физиологические механизмы стресса

Содержание
Введение 
1.Строение и функции нейрона и синапса
2. Физиологические механизмы стресса
3. Физиологические механизмы эмоций
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Нейрофизиология - это раздел физиологии, изучающий функции нервной системы наряду с нейроморфологическими дисциплинами. Нейрофизиология - теоретическая основа неврологии. Он тесно связан с нейробиологией, психологией, неврологией, клинической нейрофизиологией, электрофизиологией, этологией, нейроанатомией и другими науками, занимающимися изучением мозга.
Нейрофизиология - особый раздел физиологии, изучающий деятельность нервной системы, возникший значительно позже. Практически до второй половины XIX века нейрофизиология развивалась как экспериментальная наука, основанная на изучении животных. Действительно, «низшие» проявления активности нервной системы у животных и человека одинаковы. Эти функции нервной системы включают в себя переход возбуждения от одной нервной клетки к другой (например, нервной, мышечной, железистой), простые рефлексы (например, сгибание или разгибание конечности), восприятие относительно простого света, звука, тактильные и другие раздражители и многие другие.
Лишь в конце XIX века ученые начали изучать некоторые сложные функции дыхания, поддерживая постоянство состава крови, тканевой жидкости и некоторых других в организме. При проведении всех этих исследований ученые не обнаружили существенных различий в функционировании нервной системы в целом и ее частей у человека и животных, даже очень примитивных. Например, на заре современной экспериментальной физиологии любимым предметом была лягушка.
Только с открытием новых методов исследования (в первую очередь электрических проявлений деятельности нервной системы) начался новый этап в изучении функций мозга, когда стало возможным изучать эти функции, не разрушая мозг, не вмешиваясь в него. с его функционированием, и одновременно изучать высшие проявления его активности - восприятие сигналов, функции памяти, сознания и многие другие.

1.Строение и функции нейрона и синапса
Нейроны - это основные строительные блоки нервной системы. Их основная функция - передавать сигналы через небольшие соединения (синапсы). Хотя нейроны бывают разных типов, их структура и функции в целом похожи друг на друга.
Наш мозг состоит примерно из полутора килограммов ткани, которая содержит около 1,1 триллиона клеток, включая 100 миллиардов нейронов. В среднем каждый нейрон образует около пяти тысяч связей с другими нейронами - так называемые синапсы.
Тело клетки нейрона высвобождает отростки, называемые дендритами. Они получают нейротрансмиттеры от других нейронов (некоторые нейроны общаются друг с другом посредством электрических импульсов).
Представим себе один типичный нейрон. Он выделяет нейромедиатор серотонин.
Этот небольшой нейрон является частью нервной системы, но сам по себе представляет собой сложную систему, для работы которой требуется взаимодействие нескольких подсистем. Когда нейрон срабатывает, усики на концах его аксонов вводят молекулы в синапсы - связи, которые наш нейрон установил с другими нейронами.
Если это синапсы-реципиенты, то через них нейрон получает сигналы от других нейронов (обычно в виде химических элементов, называемых нейротрансмиттерами). Сигнал сообщает нейрону, срабатывать или нет.
Возбуждение нейрона зависит в основном от комбинации сигналов, полученных в любой момент. Когда нейрон возбужден, он начинает посылать сигналы другим нейронам через синапсы, передавая им сообщение: возбуждать или нет.
Нормальный нейрон срабатывает 5-50 раз в секунду. За то время, которое вы потратите на чтение этого текста, в вашей голове будут передаваться буквально квадриллионы сигналов.
Каждый нейрон имеет около двухсот маленьких пузырьков, везикул, полных серотонина. Каждый раз, когда нейрон срабатывает, открываются от пяти до десяти пузырьков. Если в среднем нейрон срабатывает десять раз в секунду, каждый усик опорожняется каждые несколько секунд.
Как следствие, маломолекулярные машины должны либо производить новый серотонин, либо перерабатывать свободный серотонин, который плавает вокруг нейрона. После этого им нужно построить пузырьки, наполнить их серотонином и доставить их к месту действия на вершине каждого процесса.
Согласитесь, без соблюдения баланса между многими процессами не обойтись, а значит, многие процессы могут пойти не так. И давайте не будем забывать, что метаболизм серотонина - это лишь одна из тысяч систем, функционирующих в вашем теле.
Чтобы сильно упростить, мы можем сказать, что полное возбуждение нейрона зависит от суммы всех возбуждающих и тормозных сигналов, которые он получает за каждую миллисекунду.
Когда нейрон срабатывает, по его аксону проходит электрохимическая волна (процесс, посредством которого передаются сигналы). Он высвобождает нейротрансмиттеры, которые достигают синапсов принимающих нейронов и вызывают либо торможение, либо возбуждение.
Скорость передачи нервных сигналов увеличивается за счет миелина, жирового вещества, изолирующего аксоны.
Серое вещество мозга в основном состоит из клеточных тел нейронов. Белое вещество содержит аксоны и глиальные клетки.
Глиальные клетки обеспечивают метаболическую поддержку - они способствуют образованию миелиновой оболочки на аксонах и перерабатывают неиспользованные нейротрансмиттеры.
Функционально клеточные тела нейронов подобны сотне миллиардов переключателей включения / выключения, соединенных аксонными проводами в сложную сеть прямо в вашей голове.
Каждый нервный сигнал - это немного информации. Нервная система перемещает информацию по вашему телу так же, как сердце перекачивает кровь.
Число возможных комбинаций возбуждения или торможения сотен миллиардов нейронов составляет 10 в миллионной степени (то есть один и другой миллион нулей). По сути, это количество возможных состояний вашего мозга. Чтобы лучше понять значение этого числа, сравните его с числом атомов во Вселенной - «всего» десять в восьмидесятой степени.
Сознательные психические события основаны на временных комбинациях синапсов, которые формируются и распадаются (обычно в течение нескольких секунд), как вихри в потоке. Кроме того, нейроны способны создавать долговременные нейронные цепи, связи в которых укрепляются каждый раз, когда происходит определенная умственная деятельность.

2.Физиологические механизмы стресса
Допустим, произошла ссора или какое-то неприятное событие: человек взволнован, не может найти себе места, его грызет несправедливая обида, раздражение из-за того, что он не умел правильно писать, не нашел слов. Он был бы рад отвлечься от этих мыслей, но снова и снова перед его глазами предстают сцены того, что произошло; и снова накатывает волна негодования, возмущения. Можно выделить три физиологических механизма этого стресса.
Во-первых, в коре головного мозга сформировался интенсивный стойкий очаг возбуждения, так называемая доминанта, которая подчиняет себе всю деятельность тела, все действия и мысли человека. Это значит, что для успокоения необходимо устранить, разрядить эту доминанту или создать новую, конкурирующую. Все отвлекающие факторы (чтение увлекательного романа, просмотр фильма, переход к занятиям любимым делом) на самом деле направлены на формирование конкурирующей доминанты. Чем более увлекательным бизнесом пытается переключиться расстроенный человек, тем легче ему создать конкурирующую доминанту. Поэтому каждому из нас не мешает иметь какое-то хобби, открывающее путь к положительным эмоциям.
Во-вторых, после появления доминанты развивается особая цепная реакция - возбуждается одна из глубоких структур мозга - гипоталамус, который заставляет соседнюю особую железу - гипофиз - выделять в кровь большую часть адренокортикотропных веществ. гормон (АКТГ). Под действием АКТГ надпочечники выделяют адреналин и другие физиологически активные вещества (гормоны стресса), которые имеют многогранный эффект: сердце начинает сокращаться чаще и сильнее (вспомните, как оно от страха «выскакивает» из груди, возбуждение, злость), повышается артериальное давление (вот почему может болеть голова, возникает инфаркт, учащается дыхание). На этом этапе создаются условия для интенсивной мышечной нагрузки. Но современный человек, в отличие от первобытного человека, обычно не использует накопленную после стресса мышечную энергию, поэтому в его крови длительное время циркулируют биологически активные вещества, которые не дают успокоиться ни нервной системе, ни внутренним органам. Это необходимо для нейтрализации гормонов стресса, и лучший помощник здесь - физическая культура, интенсивная нагрузка на мышцы.
В-третьих, за счет того, что стрессовая ситуация сохраняет свою актуальность (ведь конфликт не разрешился благополучно и какая-то потребность осталась неудовлетворенной, иначе не было бы отрицательных эмоций) кора головного мозга снова и снова получает импульсы, поддерживающие активность. гормоны стресса продолжают выбрасываться в кровь. Следовательно, необходимо снизить значимость этого неудовлетворенного желания для себя или найти способ его реализовать. Лучший способ избавиться от затяжного стресса - полностью разрешить конфликт, разрешить разногласия и помириться. Если такой возможности нет, следует логически переоценить значимость конфликта, например, поискать оправдание своему обидчику. Есть разные способы уменьшить значимость конфликта. Первый из них можно охарактеризовать словом «но». Суть его в том, чтобы извлекать пользу, даже из неудач, что-то положительное. Второе спокойствие - доказать себе, что «могло быть и хуже». Сравнивая собственные невзгоды с чужим, даже большим, горем («а другой намного хуже») позволяет твердо и спокойно отреагировать на неудачу. Интересный способ успокоиться, как «зеленый виноград»: как лисица из басни сказать себе, что «то, к чему я только что безуспешно стремился, не так хорошо, как казалось, и поэтому мне это не нужно».
Следует отметить, что стадия тревоги оказалась наиболее изученной в настоящее время, стадия резистентности изучена гораздо хуже, многие исследователи даже не относят ее к стрессу. С этим утверждением сложно согласиться, поскольку известно, что если действие повреждающего фактора прекращается, происходит реадаптация и сопротивление организма приходит в норму. Следовательно, повышенная сопротивляемость сохраняется в течение всего времени воздействия стрессора, и мы рассматриваем стадию сопротивления как стадию стресса. Начало истощения - не единственный результат стресса. В том случае, если стрессовое воздействие умеренное по силе или продолжительности, например, является одним из факторов внешней среды (холод, низкое давление) или образа жизни  умеренная физическая активность, стадия сопротивления может длиться бесконечно  организм адаптирован к новому фактору и вполне жизнеспособен в новых условиях. На этом фоне возможно действие дополнительного стрессора и дальнейшее повышение сопротивляемости организма.
Состояние под названием первичный шок мы уже обозначили - это ситуация, когда все готовые, генетически детерминированные программы исчерпаны. Можно предположить, что самая низкая точка на графике, минимальная устойчивость организма к любому удару, соответствует ситуации, когда вся многоконтурная и иерархически подчиненная система регуляции функции, которая оказалась ответственна за поддержание определенного параметр внутренней среды задействован. Например, для поддержания температуры при воздействии тепла или холода, для поддержания осмотической концентрации во время дефицита воды, для повышения давления кислорода и углекислого газа во время гипоксии или физической работы. Отказ регуляторных систем приводит к тому, что поток афферентных импульсов от рецепторов попадает в мозг и достигает структуры, являющейся высшим центром регуляции вегетативных функций - гипоталамуса.
В приведенных нами примерах информация в гипоталамус поступает от интерорецепторов по восходящим путям, главным из которых является массивный мезэнцефало-гипоталамический тракт. Кроме того, связь гипоталамуса со спинным, продолговатым мозгом и средним мозгом осуществляется через ретикулярную формацию и переднее серое вещество среднего мозга. Однако анатомическое положение гипоталамуса таково, что в эту зону поступает информация не только по восходящим путям. Имеются прямые двусторонние связи гипоталамуса с таламусом, гипоталамус афферентными путями связан с неокортексом, с гиппокампом (старой корой), с миндалевидным телом и другими образованиями лимбической системы головного мозга. Таким образом, через прямые и непрямые нервные связи гипоталамус получает информацию «сверху» от всех частей мозга и «снизу» от интеро- и экстерорецепторов.
Гипоталамус получает информацию не только по нервам. Среди нейронов этой структуры были выделены нейроны, которые возбуждаются при изменении осмотической концентрации внутренней среды, при изменении уровня глюкозы, аминокислот, при изменении температуры внутренней среды, понижении или повышении концентрации гормонов, уровень которых регулируется гипоталамическими либеринами и статинами. Эта информация поступает в гипоталамус гуморальным путем.
Эфферентные пути от гипоталамуса тоже многочисленны и разнообразны: связи с новой корой, лимбической системой, таламусом, продолговатым и спинным мозгом. Чрезвычайно важно, что влияние гипоталамуса на функции организма происходит не только нервным путем «быстро и точно, но кратковременно», но и гуморальным «медленнее, но к большому числу структур и долговременно». Именно в гипоталамусе происходит трансформация нервного импульса и специфический эндокринный процесс, который начинается секрецией либеринов.
Учитывая эфферентное нервное и гуморальное действие гипоталамуса на организм, следует помнить, что в гипоталамусе принято условно выделять две реактивные зоны, вызывающие комплекс антагонистических реакций. Эти зоны называются эрготропными и трофотропными. При раздражении эрготропных зон, которые в основном связаны с задними отделами гипоталамуса, наблюдаются все признаки активации симпатической нервной системы  расширение зрачков, повышение давления, учащение частоты и углубление дыхания, усиление двигательной и поисковой активности. активность и реакции гнева. Раздражение трофотропных зон, которые в основном связаны с передними отделами, вызывает снижение артериального давления, вазодилатацию, усиление перистальтики кишечника, сонливость и адинамию.
Многочисленные исследования, начиная с Г. Селье, установили, что гипоталамус играет ведущую роль в реализации стресса. Результатом возбуждения структур гипоталамуса является 1) возбуждение симпатических центров, которое передается симпатическим нейронам спинного мозга и надпочечника через чревный узел, вызывая выброс катехоламинов, и 2) происходит превращение нервного импульса в специфический эндокринный процесс, который начинается с секреции кортиколиберина. Этот момент, хотя и весьма условно, можно считать началом самого первого этапа стресса - реакции тревоги. Понятно, что этот этап начинается только в том случае, если организм еще жив. Стадия тревоги характеризуется активной мобилизацией энергетических и структурных резервов организма. В это время сопротивление организма быстро увеличивается. Мобилизация энергетических ресурсов организма происходит благодаря совместному взаимодополняющему и взаимно потенцирующему действию симпато-надпочечниковой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем.

3.Физиологические механизмы эмоций
Эмоции и чувства - это сложная реакция организма, в которой задействованы почти все части нервной системы. Природа эмоций и чувств, как и всех других психических процессов, рефлексивна. Физиологический механизм эмоций как таковых - это деятельность подкорковых нервных центров - гипоталамуса, лимбической системы, ретикулярной формации. Но кора полушарий головного мозга играет ведущую роль в проявлении эмоций и чувств, выполняя функцию регулирования подкорковых процессов, направляя их деятельность в соответствии с осознанием человеком своих переживаний. Между корой и подкорковыми центрами нервной системы постоянно происходит взаимодействие. Подкорка положительно влияет на кору головного мозга как источник их силы, тонизирует кору головного мозга, посылая на нее мощные потоки раздражения. Кора головного мозга регулирует возбуждения, исходящие из подкорки, и под ее действием одни из этих возбуждений реализуются в деятельности и поведении, а другие подавляются в зависимости от обстоятельств и состояния человека. Поддержка или нарушение стабильности нервных связей вызывает самые разные эмоции и чувства.
Один из физиологических механизмов чувств - динамические стереотипы, системы временных нейронных связей. Здесь возникает чувство тяжести и легкости, бодрости и усталости, удовлетворения и обиды, радости, торжества и отчаяния и т. д. Вторая сигнальная система играет важную роль в возникновении и движении чувств во взаимодействии с первой. Слово меняет настроение, вызывает увлечения, глубокие переживания. Лучшим показателем этого являются чувства, вызываемые стихами. Осознавая как ситуацию, которая вызывает определенные чувства, так и сами чувства, мы можем уменьшить силу переживания, воздерживаясь от них или регулируя их, но внешнее выражение эмоций и внутренние эмоциональные и сенсорные состояния сохраняются.
Переживание эмоциональных состояний - радость, любовь, дружба, симпатия, расположение или боль, горе, страх, ненависть, презрение, отвращение и т. д. - всегда сопровождаются соответствующими внешними или внутренними выражениями.
Эмоционального возбуждения достаточно, оно сразу охватывает все тело. Внешнее выражение чувств и эмоций проявляется в движениях, позах, моторных и голосовых мимиках, речевых интонациях, движениях глаз и т. д. Внутренняя или внутренняя тяжесть переживаний четко проявляется в сердцебиении, дыхании, артериальном давлении, изменениях эндокринные железы, органы пищеварения и выделения. Эти внутренние переживания бывают астеническими или стеническими, то есть они проявляются в подавлении или возбуждении.
Внешнее или выразительное выражение эмоций и чувств заметно даже у грудничков. Но среди них он еще мало дифференцирован. С опытом, особенно с развитием речи у ребенка, выразительное выражение чувств и эмоций приобретает различные оттенки. Их богатство настолько велико, что в языке насчитывается около 5000-6000 слов, которые в основном передают переживания. При овладении выразительными способами выражения эмоций и чувств формируется умение воспринимать и понимать различные формы и оттенки выражения переживаний, умение их распознавать. При этом развивается способность использовать выразительные способы выражения чувств с целью влияния на других. Эта способность необходима художнику, и особенно учителю, который, узнав благодаря наблюдению внутренние состояния и переживания, может направлять их, влиять на других с образовательной целью своими собственными выразительно выраженными чувствами.
В зависимости от обстоятельств и состояния человека его готовность к переживаниям, эмоциям и чувствам не может быть выражена по-разному. Например, чувство страха может вызвать астеническую реакцию - скованность, шок или стеническую реакцию; горе может вызвать апатию, бездействие, замешательство или соответствующие энергичные действия. Формы и интенсивность проявления эмоций и чувств во многом зависят от образования, уровня культуры, традиций и обычаев человека. Особенно это отражается в их выражении внешними способами - мимикой, движениями, жестами. Их внутреннее проявление (сердцебиение, дыхание, действие эндокринной системы) происходит относительно независимо от социальных факторов.
Среди вопросов об эмоциях, которые легче задать, чем на них ответить, есть, казалось бы, самый естественный и, казалось бы, простой: что такое эмоции, какие чувства? Сложности здесь возникают, прежде всего, из-за огромного разнообразия эмоциональных явлений. Ведь их можно классифицировать по-разному: по «знаку» (плюс - минус) переживания - приятные - неприятные; по природе потребности, лежащей в основе опыта - биологической или духовной; по предмету, по явлению окружающего мира, вызвавшему эмоцию или чувство; по своему влиянию на деятельность человека - активируют или подавляют; по степени выраженности - от легкого «лайка» до страстной любви и т. д. Но есть еще одна сложность, связанная с необходимостью словесно определить те или иные эмоциональные переживания.
Для человека также характерны высшие эмоции, возникающие в результате действия психологических образований высшего порядка, при удовлетворении не биологических, а психологических и социальных потребностей. Эти эмоции иногда называют «чувствами». В отличие от эмоций, чувства связаны с потребностями, возникшими в ходе исторического развития человечества. Чувства основаны прежде всего на потребностях, связанных с отношениями между людьми (Смирнов).
Качество высших эмоций зависит от того, каким психологическим образованиям соответствует действующий эмоциогенный сигнал. Исходя из этого, можно выделить чувства, связанные с необходимостью социального контакта (симпатия, доброжелательность, симпатия); с родительской потребностью (заботой, нежностью); с потребностью во власти, господстве (чувство превосходства, авторитета, высокомерия, силы и т. д.)
На современном уровне знаний классификация эмоций, и прежде всего высших эмоций, по-прежнему невозможна.
Недаром создано столько разных схем для обозначения эмоциональных явлений. Например, основоположник научной психологии Вильгельм Вундт предложил характеризовать эмоции по трем направлениям: 1) удовольствие - неудовольствие, 2) напряжение - разрядка, 3) возбуждение - торможение. Современный американский исследователь эмоций К. Изард ряд эмоций считает фундаментальными, а все остальные - производными. Основными из них являются: 1) интерес - азарт; 2) радость; 3) сюрприз; 4) горе - страдание; 5) гнев; 6) отвращение; 7) неуважение; 8) страх; 9) стыд; 10) вина. Из комбинации фундаментальных эмоций возникают, например, такие сложные эмоциональные состояния, как тревога, которые могут сочетать страх, гнев, вину и интерес - возбуждение. Сложные (сложные) эмоциональные переживания также включают любовь и враждебность.
Какой бы список эмоций мы ни рассматривали, всегда обнаруживается одна интересная особенность: для любой положительной эмоции, которую мы воспринимаем как приятную, мы можем выбрать соответствующую или, возможно, лучше сказать противоположную эмоцию, которая составляет так называемую полярность чувств и эмоции.
Важно отметить, что люди могут значительно отличаться друг от друга не только по характеру эмоций, которые они испытывают, по своей силе, но и по способности сочувствовать и сопереживать. Эта способность называется сочувствием. По мнению американского психолога Карла Роджерса, «находиться в состоянии эмпатии - значит точно воспринимать внутренний мир другого, с сохранением эмоциональных и смысловых оттенков. Как будто вы становитесь этим другим, но без потери ощущения «как будто». «Итак, вы чувствуете радость или боль другого, когда он чувствует их, и понимает их причины, как он их воспринимает ... Сочувствовать трудно. Это значит быть ответственным, активным, сильным и в то же время тонким и чувствительным.
Поскольку эмоции напрямую зависят от потребностей, отсюда следует, что потребностей столько же, сколько эмоций.

Заключение
Нейрофизиология как наука, изучающая функции нервной системы и ее структуру, тесно связана с нейроанатомией, нейробиологией, нейропсихологией, электрофизиологией и другими науками, изучающими мозг. Задача нейробиологии - объяснить поведение человека, понять, как мозг контролирует миллионы нервных клеток, формируя поведение, и как на эти клетки влияет внешняя среда.
Задача нейрофизиологии - сформировать представление о функциональной организации нервной системы, нейронных механизмах организации рефлекторного поведения и принципах системной организации функций мозга.
Хирургическая нейрофизиология - это прикладная нейрофизиология. Во время операции хирург-нейрофизиолог следит за функционированием нервной системы пациента, что иногда требует электрофизиологического исследования частей нервной системы пациента. Это наблюдение является частью обширной клинической дисциплины, называемой нейромониторингом.

Список использованной литературы
Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков. Смирнов В.М. М., 2004, 2007.
Смирнов В. М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная и психическая деятельность [Текст]:учебник для вузов/ В. М. Смирнова, А.В. Смирнов.- Москва: Академия, 2013
Батуев А. С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем [Текст]: учебник для вузов*/А.С. Батуев.-3-е изд., испр. и доп.-Санкт-Петербург и др.: Питер, 2012
Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности. Ростов н/Д., 2002.
Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М. Психофизиология ребёнка: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений. М., 2000.
Урываев Ю.В., Донцов Р.Г. Физиология центральной нервной системы. Практикум. – М., 2007.