Строение и поведение рефлекторного механизма в ЦНС при адаптивной регуляции кризисных участков в общей физиологической системе организма

Информационные свойства нейрогенного сигнала в рефлекторном механизме

Живой организм состоит из бесчисленного количества разнообразных клеток, которые составляют единую общую физиологическую систему. Процесс жизненной адаптации общефизиологичекой системы находится под воздействием общего рефлекторного механизма, деятельность которого основана на срочном автоматическом регулировании и преобразовании агрессивной энергии, поступающей из организма и внешней среды. При этом программа работы рефлекторного механизма организует свое общение с внешней и внутренней средой через соответствующую систему аффекторных рецепторов.

В первичном звене рефлекторного механизма основная роль превращения энергии внешней среды в энергию биоэлектрической информации в организме принадлежит рецепторному аппарату. Каждый специализированный рецептор воспринимает и преобразует только один вид информационной энергии: рецепторы глаза способны воспринимать световые электромагнитные волны, рецепторы уха – звуковые колебания воздуха. Рецепторы кожи реагируют на механические (прикосновение, давление и др.) и температурные раздражения. Основное значение рецепторного аппарата состоит и в том, что, реагируя на внешний раздражитель, он изменяет и распределяет энергосенсорные характеристики в афферентном проводнике в виде нейрогенного сигнала в структурных свойствах режимного управления со стороны ЦНС, тем самым он определяет развитие регуляторного процесса, т. е. регулирует этот процесс. Результаты изменения характеристик нейрогенного импульса в афферентных рецепторах через свойства ЦНС определяют «движение» (развитие) процесса физиологической адаптации. Свойства воспринимающего рецептора заключаются не только в воспроизведении любого вида ощущений от раздражителя, но и в превращениях энергии раздражителя внешней среды в энергию пускового нейрогенного сигнала, активизирующего адаптирующую деятельность всего рефлекторного аппарата. Первичное (причинное) контактное взаимодействие любого участка тела с чрезвычайным раздражителем внешней среды вызывает в воспринимающих (аффекторах) рецепторах некорректную реакцию (потенциал действия), которая в определенных случаях может вызывать последовательность развития цепной реакции в системе нервно-рефлекторного механизма. Каждая стадия развития нейрогенной реакции в многоуровневой системе нервно-рефлекторного механизма имеет свои качественные особенности, цель которых – способом функциональных перестроек внутри рефлекторной организации в ЦНС предупредить и мобилизовать к действию весь организм к масштабам опасности, которыми они грозят структурам общей физиологической системы.

Современная биология, установив множество фактов, вплотную приблизилась к разгадке построения динамики нервно-рефлекторного акта при организации адаптивной регуляции кризисных участков, возникающих в общей физиологической системе организма. С этой стороны подходят к проблеме некоторые современные физики. От них пошло выражение: "электронный мозг". Здесь выступает новая категория – не электрическая, а биоэнергетическая (биохимическая, биоэлектрическая). Однако жизнь, по определению академика Владимира Энгельгардта, это единство трех потоков: вещества, энергии и информации, совершенно неотделимых один от другого.

Известно, что ЦНС в состоянии деятельности представляет собой ЭДС, которая электромагнитными сигналами разных диапазонов регулирует работу общей физиологической системы. Кроме того, например, электрическая активность мозга мала и выражается в миллионных долях вольта. Это явление, влияющее на изменение скорости и селективной активности электрохимических реакций в жизнедеятельности мозга, вероятнее всего, компенсируется за счёт индуктивного изменения сенсорной информации. Электроэнцефалография и электрокардиография показывают, что нейрогенный сигнал – это сложная кривая, состоящая из волн различных частот с меняющимися фазовыми отношениями и различными амплитудами, ритмами. У здорового, а тем более у больного человека могут различаться электроэнцефалограммы в зависимости от физиологического состояния (сна и бодрствования, различные эмоции и др.).

Жизнедеятельность живого организма обеспечивается системой саморегуляции, в основе которой лежат многоуровневые свойства рефлекторного механизма, находящегося в ЦНС. Основные свойства общего рефлекторного механизма – адаптивная работа в саморегулирующемся автоматическом режиме по обеспечению принятия, обработки и распределению 2-х видов энергии: физиологической (сенсорной) и физической (биоэлектрической). Общий рефлекторный механизм состоит из сложной системы многоуровневых рефлекторных образований, взаимодействующих между собой.

Всякая ткань, орган тела обладают раздражимостью, которая в виде возбуждения распространяется по проводящей нервной системе, и проявляется специализированной деятельностью (сократимостью у мышечных волокон и продуцированием секрета у эпителиальных и железистых клеток). Любая ткань, орган обладают, кроме того, способностью к ритмическому автоматизму, т. е. способностью ритмически выполнять свою деятельность без всякой стимуляции извне под влиянием импульсов, возникающих в них самих. Благодаря этому свойству органы и ткани будут функционировать и после извлечения из живого тела, если органы отмываются от накапливающихся продуктов обмена веществ. Однако координированная энергетическая деятельность органов находится под сенсорным контролем всего рефлекторного аппарата в ЦНС.

Органы чувств, представленные нервными окончаниями в коже и других органах тела, воспринимают электромагнитные, механические, акустические и всякие другие энергетические колебания внешней и внутренней среды. Сущность жизнедеятельности ткани организма под влиянием взаимодействия потока биоэлектрической активности клеточных мембран с содержимым клеток состоит в том, что это взаимодействие формирует в них новое явление – переход химических реакций в физиологическую реакцию, т. е. раздражимость. Значение этого факта состоит в том, что организм, в конечном счете, приобрел сенсорную форму управления жизнедеятельностью организма. Раздражимость тканей организма является низшей формой потока чувствительной (сенсорной) информации жизни (по Энгельгарту В. А). Органы чувств при помощи рецепторов не только принимают информацию внешней среды, но и после аналитического распределения информации подчиняют своему контролю способность клеточных мембран изменять их сенсорную раздражительную активность. В результате такой деятельности организм приобрел разновидность новых форм чувствительности (ощущение, восприятие). Информационная сенсорная восприимчивость – сложный процесс приема и преобразования биоэнергетической информации, которая осуществляется благодаря существованию между рецепторами и сенсорным анализатором коры головного мозга не только прямой (центростремительной), но и обратной (центробежной) связи.

В системе постоянного приема и передачи информации рецепторы сенсорного анализатора ЦНС воспринимают не только первичное раздражение, но и ответ на него. Такая система передачи нейрогенной информации превращает рефлекторную дугу в рефлекторное кольцо.

Органы чувств не только воспринимают свойства внешней среды, но и с помощью информации сенсорной раздражимости контролируют уровень энергетического сигнала, создавая в структурах ЦНС единую биогенную среду, в которой формируются связи разных уровней специализированных центров, обладающих целенаправленной сенсорно-энергетической активностью. Таким образом, часть биоэнергетической информации, воспринятой возбуждением органов чувств, адресуется в командные информационные центры спинного мозга и часть в головной мозг. Затем, возбуждение, распространяясь по резервным уровням и, циркулируя в них, доходит по эфферентной проводниковой системе до органов и тканей тела – адаптирует их деятельность.

Внутренние органы, в свою очередь, содержат фоновую энергию, имеющую свои параметры. Доказательством этого положения может служить "эффект Кирлиана". Открытый в 1939 г. "эффект Кирлиана" показывает, что в токах высокой частоты органы, части тела, отдельные клетки и сами живые организмы имеют свечение (ауру). Энергия внутренних органов и тканей организма имеют не только прямую связь с уровневым рефлекторным механизмом, но и опосредованную – определенными участками кожных покровов (зоны Захарьина-Геда). Определенный режим биоэлектрической колебательной энергии циркулирует внутри каждого уровня рефлекторного образования, имеющего специализированные информационные центры. Биоэлектрические колебания имеют первостепенное значение в применении автоматического регулирования нейрорефлекторным механизмом по отношению к внутренней среде организма. Волновые биоэлектрические колебания энергии одного рефлекторного уровня в адаптивных ситуациях результирующе взаимодействуют с соседним уровнем, а через него – с вышерасположенными уровнями системы рефлекторных образований. Нарушение (сбой) ритма циркуляции энергии в уровневых или межуровневых связях является причиной возникновения многих функциональных заболеваний.

Каждый информационный центр работает в пределах собственного биоэлектрического режима (параметра) частотных колебаний. Однако, в изменяющихся условиях окружающей среды одних его регуляторных возможностей не хватает. Для этого условия появился способ резервированного взаимодействия между уровневыми информативными центрами в ЦНС. Резервирование деятельности уровневого информационного центра в ЦНС способствует повышению надежности регуляторного устройства способом введения дополнительного числа нейрогенных элементов и связей по сравнению с минимально необходимым для выполнения заданных функций в данных условиях.

Другой способ изменения регуляторных возможностей информационного центра принудительное установление и поддержание режима синхронных колебаний между связанными системами (между регулирующей и регулируемой системами).

Различают взаимную синхронность колебаний (с.к.) связанных систем, при которой каждая из систем действует на другую и частота с.к. отличается от исходных частот. Существует и принудительная с.к. (или захватывание частоты), при которой связь между системами такова, что одна из них (синхронизирующая) влияет на другую (синхронизируемую), а обратное влияние полностью исключено; в этом случае в системе устанавливаются колебания с частотой синхронизирующей системы.

Причина появления взаимной С.к. двух систем состоит в том, что при наличии связи между ними, в каждой из них, кроме собственных колебаний, возникают вынужденные колебания под воздействием второй системы. С одной стороны, происходит увеличение собственных колебаний и ее приближение к частоте внешней силы; с другой вынужденные колебания подавляют амплитуду собственных колебаний и могут полностью их погасить.

Ритмы колебания биоэнергетической активности на всех уровнях структур ЦНС оказывают адаптивный биологический эффект на структуры общей физиологической системы.

Деятельность ЦНС состоит из биоэнергетических процессов, создаваемых двумя ее отделами: отделом безусловных рефлексов (первая сигнальная система по И. П. Павлову) и отделом приобретенных рефлексов (вторая сигнальная система).

Первая сигнальная система регулирует признаки врожденной деятельности со стороны органов тела и работает как система с автоматическим управлением, которая сохраняет работоспособность в условиях непредвиденного изменения свойств управляемого объекта. Такая система, работая в адаптивном режиме, формирует в одном из своих отделов господствующий регуляторный информационный центр (доминанта по Ухтомскому).

Формирование информационного центра в первой сигнальной системе происходит с учетом уровневой субординации, специализации и локализации целевой функции. В процессе деятельности режим работы информационного центра в первой сигнальной системе проявляется определенным частотным параметром его амплитудой (интенсивностью), ритмом, длительностью, шириной спектра, фазой.

Вторая сигнальная система, регулируя приобретенную (биокомпьютерную) сознательную деятельность целого организма, формирует информационный центр, который влияет на организацию закрепления приобретенных признаков психических и физиологических процессов. Адаптивные реакции второй сигнальной системы, направленные на сознательное воздействие на свойства первой сигнальной системы, расширяют этим границы устойчивого приспособления организма при изменении условий существования.

Взаимосвязь сознания и подсознания формируется и совершенствуется временем жизни организма в окружающей среде. Жизненные процессы и их взаимосвязи в анализаторах коры головного мозга складываются в индивидуальную программу в виде приобретенных физиологических и психических действий. Автоматическая работа рефлекторного механизма, управляемая программой, в последующем зависит от приобретаемых навыков.

Работоспособность сигнальных систем в ЦНС зависит и от формирования биоэлектрического режима в их информационных центрах. Живой организм постоянно производит информационные импульсы и обладает своим собственным спектром частот.

Отклонение энергетического ритма в информационном центре в одной из сигнальных систем означает изменение физиологического состояния регулируемого органа в организме. Например, появление сердцебиений, возникающих при непривычных физиологических и эмоциональных напряжениях.

Свойства системы отличаются от свойств отдельных клеток взаимной синхронизацией излучений, составляющих систему клеток (принцип резонансной синхронизации)

Синхронизация колебаний (С.к.) имеет большое значение в биоэлектричестве, поскольку позволяет регулирующим системам входить в синхронный режим и устойчиво работать в пределах конечной полосы частот, а также позволяет устойчиво работать на общую сеть энергетики в организме.

Опыты Девяткова, Голанда, Бецкого наталкивают на интересную мысль. Болезнь это сбой не только обменный, но и информационный.

Сбой кратковременная утрата физиологическим органом работоспособности. Сбой особый вид отказа надежной работоспособности, характерной для биологических органов, таких как сердце и т. п. Сбой возникает вследствие изменения частотных параметров биологических процессов. Различают внезапные и постепенные отказы. Внезапные отказы характеризуются скачкообразным изменением значений одного или нескольких основных параметров органа (например, спазм сосудов в сердце при стенокардии). Постепенные отказы это медленное (постепенное) изменение значений одного или нескольких параметров органа (например, снижение кислотной секреции при гастритах).

Получение сдвига частоты в информационном центре первой сигнальной системы обеспечивает включение механизмов адаптации физиологических процессов в ответ на изменения условий окружающей среды.

Получение такого сдвига частоты достигается различными способами:

1. Прямым (контактным) воздействием раздражителей на органы чувств;

2. Психологическим (дистанционным) воздействием на органы чувств.

При психологическом воздействии на органы чувств, происходит стремление к взаимной синхронности колебаний связанных систем, т. е. взаимодействие между первой и второй сигнальными системами.

Варианты функциональных взаимодействий:

1). При взаимной синхронности колебаний связанных систем, каждая из систем взаимодействует с другой и частота С.к. отличается от обеих исходных частот, формируя нормальный ритм восприятия окружающего мира.

2). Принудительная С.к., или захватывание частоты, при котором отношения между системами таково, что одна из них (синхронизирующая) влияет на другую, а обратное влияние полностью исключается, но в этом случае в системе устанавливается колебание с частотой синхронизирующей системы. Например, при психологической травме информационные центры второй сигнальной системы могут стойко и целенаправленно влиять на информационные центры первой сигнальной системы (например, гипофиз). Доминирование в этом случае второй сигнальной системы может полностью исключить обратное влияние со стороны первой сигнальной системы, т. е. происходит момент сбоя взаимодействия между сигнальными системами, при котором одна из них навязывает другой принудительный ритм работы в том или ином органе тела.