Сам по себе процесс возбуждения представляет собой прохождение электрического потока, двигающегося по отросткам нервных клеток. Данный электрический импульс, в свою очередь, возникает из-за смены заряда на мембране клетки.
Из курса биологии вспомним, что животная клетка состоит из мембраны, цитоплазмы, ядра и органелл. Нервная клетка – нейрон – имеет аналогичное строение. Нам в данном случае будет интересна клеточная мембрана. У животных она тонкая, состоит из двойного слоя фосфолипидов (сложных жиров, согласно учебникам по химии). Клеточная мембрана внутри клетки в состоянии покоя заряжена отрицательно (имеет знак -), а снаружи клетки – положительно (имеет знак +). При действии определенных раздражителей (на которые «умеет» реагировать клетка) происходит смена заряда: снаружи клетка становится заряженной отрицательно (+ превращается в -), а внутри – положительно (– превращается в +). Возникает потенциал действия, или возбуждение клетки. При этом смена заряда на поверхности мембраны хоть и возникает локально, но распространяется дальше по площади ее поверхности (в двустороннем порядке). Происходит проведение (процесс) возбуждения.
Состояние покоя
Возникновение возбуждения
Распространение возбуждения
После проведения (процесса) возбуждения клетка возвращается в состояние покоя, то есть возвращает в исходное состояние положение зарядов на своей поверхности (снаружи снова знак +, внутри – знак -).
Торможение при этом выглядит следующим образом: потенциал не «расползается» дальше по площади поверхности клетки, а обрывается на каком-то участке. Смены знака на поверхности мембраны не происходит.
Направление движения нервного импульса
Синапс – это место контакта аксона одного нейрона и дендрита другого. Он состоит из пресинаптической мембраны, образованной аксоном, синаптической щели и постсинаптической мембраны, образованной дендритом. На конце аксона (в пресинаптической мембране) в цитоплазме (внутреннем содержимом) клетки содержатся нейромедиаторы, а на поверхности дендритов (в постсинаптической мембране) – рецепторы. При подходе нервного импульса к пресинаптической мембране пузырек с нейромедиатором подступает к первой, после чего высвобождает содержимое в синаптическую щель. Нервный импульс (электрический ток) по возникшей «дорожке» перескакивает на постсинаптическую мембрану, взаимодействуя с рецептором и вызывая в последующем возбуждение следующей клетки. Возбуждение двигается дальше.
Такой принцип строения нервных клеток обеспечивает одностороннее проведение возбуждения (только от аксона к дендритам).
Также следует отметить, что торможение импульса возможно в синапсе: медиатор или не вырабатывается, или не выбрасывается в синаптическую щель – «мостика» для импульса нет, поэтому его передача на мембрану следующей клетки не происходит.
Исходя из сказанного выше, утомление нервных клеток происходит по двум причинам: не успевает восстановиться заряд мембраны или синтезироваться медиатор для передачи возбуждения через синапс. Это следует учитывать при дрессировке собак: не следует подавать команды через слишком короткий промежуток времени (частить), необходимо давать отдых нервной системе, а также учитывать важность сбалансированного кормления (синтез медиатора, а также работа транспортных белков для восстановления заряда мембраны – процессы очень энергозатратные, (энергию организм получает с пищей)) и соблюдения режима дрессировки (нервной нагрузки).
Понятие рефлекса, его виды, рефлекторная дуга. Нервные центры и их свойства. Принцип доминанты.