И. А. Кирсанова
Физиология ЦНС
курс лекций
Часть I
Электрофизиология
Владивосток
2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Дальневосточный федеральный университет
Школа естественных наук
Кафедра клеточной биологии и генетики
И. А. Кирсанова
Физиология ЦНС
курс лекций
Часть I
Электрофизиология
Владивосток
Издательство Дальневосточного университета
2012
УДК
ББК
К
Ответственный редактор
А.П. Анисимов, докт. биол. наук, профессор
Кирсанова И.А.
Физиология ЦНС. Часть I. Электрофизиология. Курс лекций.-
К Владивосток: Изд–во Дальневост. ун–та, 2012. - с.
В учебном пособии рассматриваются основные закономерности и механизмы возникновения нервных процессов в отдельных нервных клетках и нервных сетях, даны общие принципы функционирования центральной нервной системы.
Учебное пособие предназначено для студентов гуманитарных специальностей.
К
ББК
© Кирсанова И.А.
© Издательство Дальневосточного университета, 2012
Предисловие
Физиология центральной нервной системы (ЦНС) является одной из ведущих естественнонаучных дисциплин, необходимых будущим психологам. Физиология возникла значительно позже, чем психология, но именно она объяснила механизмы возникновения и распространения нервных импульсов – основы основ всех психических процессов. Законы функционирования ЦНС базируются на сочетании, порой очень разнообразном, двух основных процессов: возбуждения и торможения. Это, в свою очередь позволяет материалистически объяснить основы мозгового обеспечения психической деятельности.
Физиология ЦНС является и более молодой наукой по сравнению с уже знакомой нашим студентам-психологам анатомией центральной нервной системы. Но если в рамках макроанатомии и даже микроанатомии принципиальные научные открытия уже в основном состоялись, то физиология ЦНС до сих пор является наукой, продолжающей свое становление. К середине XIX века было экспериментально доказано, что «низшие» (читай – фундаментальные, основные) проявления деятельности нервной системы принципиально не отличаются у животных и человека. Была доказана электрохимическая природа нервного импульса, описаны материальные носители при передаче возбуждения с нервной клетки на другие клетки: нервные, мышечные, секреторные. Уже достаточно давно широко распространены методы физиологических исследований, позволяющие изучать свойства и функции живого мозга без травмирования и разрушения испытуемого организма. Как мы сказали, физиология вообще и физиология ЦНС в частности являются экспериментальными науками, их развитие всегда было тесно связано с приборостроением. В настоящее время новые методы и технологии на базе компьютерного анализа получаемых данных позволяют исследовать мозговые процессы, не вмешиваясь в особенности их протекания.
Современные исследования все больше приближают нас к пониманию материальной природы «высших» нервных функций мозга: психической деятельности человека и животных, сознания. Как объекты исследования психика и сознание рассматриваются многими дисциплинами: физиологией высшей нервной деятельности, зоопсихологией, психофизиологией, психологией и т.д. Каждая из перечисленных научных дисциплин вносит свой вклад в понимание этих сложных для исследования объектов познания. Поскольку сознание не только не так просто определить, но его еще и трудно наблюдать, регистрировать, в рамках отдельных наук рождается нематериалистический, субъективный подход в определении природы сознания. Не задаваясь целью разом решить все проблемы в исследовании психики и сознания, подчеркнем для студентов особо, что физиология уже доказала материальную природу нервной деятельности, в том числе и «высшей». Физиология в совокупности с физикой и химией (породив биофизику и биохимию), а также с математикой (моделирование процессов, протекающих на нейронных сетях), убедительно доказали, что все мозговые процессы зависят от работы нервных сетей разной иерархической сложности, то есть в своей основе являются следствием активности нервных клеток.
Главной задачей данного курса является формирование у студентов представления материалистического понимания природы нервного импульса. К другим, не менее важным задачам относятся:
- изучить функциональные особенности нервной клетки,
- объяснить механизмы возникновения мембранного потенциала (потенциала покоя) и потенциала действия (нервного импульса),
- раскрыть законы распространения возбуждения,
- объяснить физиологию синаптической передачи, природу возникновения процессов возбуждения и торможения,
- на базе свойств нервных центров раскрыть процессы координационной и интеграционной деятельности в ЦНС,
- сформировать у студентов представление о нервной системе как материальном субстрате психической деятельности,
Данное пособие знакомит студентов с основами функционирования ЦНС на субклеточном, клеточном, тканевом и системном уровнях. Материал тесно связан с предшествующим курсом – анатомией центральной нервной системы, базируется на его основных понятиях и использует терминологию данного курса.
Лекционный курс состоит из двух частей: «Электрофизиология» и «Физиология отделов и интегративных систем мозга». В первой части раскрываются исторические аспекты становления науки и рассматриваются основные электрические процессы, протекающие на мембране нейрона и обеспечивающие его главные свойства – восприятие раздражения, проведение и передача возбуждения. Вторая часть содержит информацию об основных рефлексах различных специализированных отделов центральной нервной системы: продолговатого мозга, варолива моста, среднего и промежуточного мозга, мозжечка. Здесь также рассматривается интегративные функции подкорковых и корковых структур человеческого мозга, обеспечивающие психические функции и личностные особенности.