При возникновении сложных ситуаций взаимодействия организма с внешней средой постоянно возникает угроза появления энергофункциональных перегрузок в рефлекторном механизме. Для повышения надежности работы рефлекторного механизма появляется потребность в дополнительной (резервной) помощи со стороны вышестоящих уровней рефлекторных образований в ЦНС, которые располагают системой защитных мероприятий. В систему защитных нейрогенных мероприятий входит состав многоступенчатого рефлекторного механизма со свойствами резервированного регуляторного управления. Многоступенчатый рефлекторный механизм ограничивает и предостерегает от перегрузки потока информации (энергосенсорных перегрузок). Структуру такой системы связей автор называет доминантой. Одной из ступеней интеграции среди уровней рефлекторного управления является сегментарный аппарат стволового мозга. Хотя состав и свойства его функциональных связей недостаточно изучены, можно предположить, что сегментарный уровень стволового мозга содержит эволюционно низкоспециализированные сенсорные центры и является первой (низшей) ступенью по сосредоточению и централизованному распределению энергосенсорной информации от нейрогенных импульсов, полученных от афферентного проводника.

Адаптивная реакция низшего, безусловно-рефлекторного, уровня в организме зависит от анатомо-физиологических свойств серого вещества в сегментарном аппарате стволового мозга, основным элементом которого является комплексный рефлекторный центр. Состав рефлекторного центра – комплекс нейронов (моторные, вегетативные, вставочные и др.). Ведут себя они неодинаково. Моторные клетки реализуют свою активность через поперечнополосатые (скелетные) мышцы тела, а вегетативные – через гладкие мышцы висцеральных органов. Интегративная активность в функциональном комплексе рефлекторного центра в сегментарном аппарате стволового мозга представляет собой узловой центр по эфферентному распределению управления исполнительными органами. Однако адаптивные возможности при регуляторном взаимоотношении между первым уровнем рефлекторного образования и регулируемым участком тела ограничены. В связи с этим, в процессе эволюции интегративный комплекс сегментарных нейронов в сером веществе спинного мозга приобрел дополнительные физиологические связи и с вышерасположенными уровнями рефлекторных центров для того, чтобы осуществлять усиление адаптивной перестройки регуляторного импульса. Вопросы значения перестройки интегративных связей в безусловно-рефлекторных уровнях в общем рефлекторном механизме, рассматриваемые в физиологии ЦНС, необходимы для понимания адаптивно-регуляторных характеристик при регуляторном влиянии их на общую физиологическую систему организма. Как ведут себя нейроны в рефлекторном механизме при изменении энергетического уровня нейрогенного сигнала? Как адаптирует нейрогенный сигнал общую физиологическую систему при его функциональных отношениях с анатомическими структурами в ЦНС? Разгадка и объяснение этого явления могут стать возможным при инженерном подходе изучения биологических систем. Эта мысль высказывалась еще в конце 19 века. Исходя из этого положения, автор предположил, что очаг совокупности комплексных связей между нейронами серого вещества в сегментарном аппарате спинного мозга являются низшим, безусловно-регуляторным, уровнем интеграции и координации нейрогенной информации, который образует элементарную активную, комплексную, информационную единицу рефлекса – спинномозговой комплексный (интегративный) безусловно-рефлекторный, первичный центр рефлекторной активизации, т. е. – функциональный очаг в системе спинномозгового уровня доминанты.

Реакция активизации интегративного, безусловно-рефлекторного, центра в сегментарном аппарате стволового мозга с формированием в нём очага повышенной раздражительности является третьим патогенетическим звеном в нейро-рефлекторном процессе.

Сегментарный рефлекторный центр стволового мозга является отправным пунктом в перестройке функциональных отношений между резервами нервных центров в ЦНС. Функциональная интеграция нейронов в сером веществе сегментарного аппарата спинного мозга в единый рефлекторный центр, по мнению автора, является 1-м (низшим) эволюционным звеном среди уровней безусловного рефлекторного механизма, который, находясь в относительно равновесном физиологическом состоянии, может выполнять пассивную функцию, т. е. в благоприятных условиях не зависеть от подчинения вышестоящим нейрогенным структурам.

При экстремальном превышении активизации спинального рефлекторного центра возникает внезапный эффект сбоя работоспособности управляемых органов (например, локальный парез сосудов в зоне ожога). Возникает рассогласованность (функциональный избыток) системы сенсорноэнергетического управления в кризисном очаге тела. За счёт возникшего избытка регуляторного результата в деятельности тканей зоны шока и зоны вне её возникает избыток энергии, который используется на принудительный поиск резервных нейрогенных связей для дальнейшей перестройки адаптивного нервного акта. Цель поиска механизма последовательных нейрогенных связей в иерархических структурах ЦНС – попытка нейтрализации превышения активации в очаге возбуждения. Нарушение интегративных регуляторных функций в спинальном рефлекторном центре вызывает рассогласование взаимоотношений между управляемыми уровнями рефлекторного механизма. Первичное звено рассогласованной системы может являться пусковым механизмом построения новой, но уже расширенной адаптивной функциональной системы. Спинальный интегративный рефлекторный центр под влиянием неизвестного ранее в рефлекторном управлении устройства вступает в подчинение резервным регуляторным центрам вышестоящих отделов ЦНС. Цель развития такой регуляции – поиск механизма, обеспечивающего последовательное восприятие окружающего мира, которое достигается направленной изменчивостью централизованного контроля работоспособности каждого активного рефлекторного центра, регулирующих общую физиологическую систему. Этому механизму, при котором нейрогенный импульс может одновременно распределяться в нескольких специализированных рефлекторных реакциях, обеспечивающих функциональное единство ЦНС, автор дал название – физиологический механизм нейрогенной диспетчеризации. Диспетчеризация – физиологический механизм саморегуляции организма, который стремится с помощью программного управления осуществить централизованный поиск восстановления доминантной устойчивости за счет резервного управления в эволюционноиерархических уровнях ЦНС. Диспетчеризация – дополнительный элемент афферентной связи в системе автоматического регулирования управления в ЦНС, с помощью которого под влиянием энергетической изменчивости внешнего раздражителя устанавливается принудительное распределение нейрогенного задания в верхних (резервных) отделах ЦНС. Процесс эфферентного разрешения нейрогенного задания реализуется физиологическими средствами рефлекторного механизма головного мозга. Под термином «физиологический механизм диспетчеризации» подразумевается централизованное управление над всеми функциями организма, которое обеспечивает последовательный комплекс адаптивных нейрогенных мероприятий, таких как: централизованный процесс преобразования, распространения и распределения экстремальной нейрогенной информации среди регуляторных центров в структурах общего рефлекторного механизма для последующей её дифференциальной обработки. Термин нейрогенной диспетчеризации (централизация) давно используется в технике, но по отношению к биологическим процессам, в частности в физиологии, не применялся. Механизм нейрогенной диспетчеризации прост и, вероятно, может являться узловым понятием при объяснении проблемы взаимоотношений нейронов в сером веществе спинного мозга в ходе преобразования и распределения энергии афферентных сигналов в структурах ЦНС. С привлечением идеи о распределительной природе энергетической и сенсорной информации механизмом диспетчеризации разрешается множество проблем, связанных с проведением, перестройкой и распределением функций афферентного импульса на разных этажах общего рефлекторного механизма. Механизм нейрогенной диспетчеризации позволяет связать воедино систему превращений афферентного импульса с деятельностью спинального комплекса рефлекторных центров. Нейрогенный сигнал об опасности, получив информационную обработку в спинальном интегративном рефлекторном центре, согласно законам нейрогенной диспетчеризации, может проходить по восходящим и нисходящим рефлекторным системам. Анатомическую основу механизма диспетчеризации, вероятнее всего, составляет системная совокупность дополнительных восходящих афферентных структур в общем рефлекторном механизме. В связи с этим по-новому ставится вопрос о проведении афферентных возбуждений к спинальному рефлекторному центру, а от него к «вышестоящим» рефлекторным центрам. Выявление нового рефлекторного механизма поможет усовершенствовать общую схему развития нервно-рефлекторного процесса и открыть связи среди новых и новых нейрогенных реакций. Основное достоинство механизма нейрогенной диспетчеризации состоит в том, что он обеспечивает объяснение адаптивных возможностей пускового нейрогенного сигнала в виде распределения многофункциональных типов оповещения для интегративной деятельности структур общего рефлекторного механизма, т. е. обеспечивает взаимодействие рефлекторных связей между специализированными нервно-рефлекторными центрами. Связи составных частей механизма нейрогенной диспетчеризации объясняют закономерность регуляции при преобразовании и распределении энергетических нагрузок между резервными уровнями в ЦНС и закономерность разделения свойств пускового нейрогенного сигнала среди специализированных нейро-рефлекторных образований.

Как работает механизм нейрогенной диспетчеризации? Работа механизма диспетчеризации – централизация оперативного контроля и координация управления нейрорегуляторными процессами с целью обеспечения согласованной работы отдельных звеньев физиологической системы для достижения адаптивных мероприятий против экстремального влияния внешней среды. С помощью механизма нейрогенной диспетчеризации становится возможным судить о процессах, происходящих в ЦНС.

Анатомический состав клеточных структур спинного мозга подробно описан в литературе, но до сих пор недостаточно ясна их физиология в отношении обработки параметров биоэлектрического потенциала, возникшего в рецепторном аппарате. Тем не менее, спинальный комплексный рефлекторный центр со свойствами нейрогенной диспетчеризации – ключ к пониманию построения и деятельности общего рефлекторного механизма. Механизм рефлекторной диспетчеризации представляет собой устройство для приема энергии внешней среды и разветвленное распределение ее информации в сторону действующей доминанты. Основную роль в этом играет афферентный нейрон. Афферентный нейрон осуществляет одновременное распределение полученной нейрогенной информации на 2 потока: внутренний (автономизация) и наружный (централизация). Каждый из этих потоков по-своему решает проблему афферентного анализа и синтеза сигналов внешней среды.

В ходе эволюции животного мира формировалось совершенствование системы регуляторных уровней рефлекторного аппарата. Например, автономизированные функциональные свойства механизма диспетчеризации в рефлекторном центре сегментарного аппарата спинного мозга (низший уровень управления) осуществляются распределением нейрогенного импульса от афферентного проводника в направлении горизонтальных связей через нейроны серого вещества в сторону эфферентного (исполнительного) проводника. Афферентный (чувствительный) нейрон в комплексном рефлекторном центре спинного мозга связан с мотонейроном прямой эффекторно-рефлекторной связью или через вставочный нейрон, а с вегетативным нейроном, считается, эффекторно-рефлекторная связь косвенная (индуктивная). Здесь имеется закономерная особенность, позволяющая влиять на ход нейрогенных процессов – безпроводноковое (индуктивное) взаимодействие. Безпроводниковое взаимодействие импульсов внутренней среды через вегетативный нейрон сегментарного аппарата спинного мозга с афферентным проводником, идущим от рецепторов кожи, объясняет происхождение отраженных болей. Автономизация – ранняя эволюционная форма доминантного развития нейрогенной информации в структурах рефлекторного механизма под действием внешнего раздражителя. Автономизированная активация реакции рефлекторного центра в отделе спинного мозга (переходное состояние) – элементарный рефлекторный акт, участвующий в системе нейрорефлекторных реакций. Спинальный рефлекторный центр является частью рефлекторного механизма. Функциональная зависимость спинального рефлекторного центра возрастает по мере иерархического роста доминантного уровня регуляции.

На последующих этапах эволюционного развития ЦНС появились централизованные функциональные свойства механизма диспетчеризации, которые за счет избытка энергии стали осуществлять разветвление оповестительного перераспределения нейрогенного импульса по уровневому ответвлению афферентного проводника в направлении вышестоящих резервных, безусловно-рефлекторных связей и одновременно в направлении условно-рефлекторных связей, в кору головного мозга ЦНС. В данном случае ответвления афферентного проводника (нейрона) напоминает строение и функцию не рефлекторной дуги, а триода (полупроводниковый элемент радиолампы). Здесь у автора «напрашивается вывод» – афферентный нейрон в целом состоит («сенсорная рефлекторная дуга») не из 2-х ответвлений, а из 3-х ответвлений: афферентное (принимающее), эффекторное (исполнительное) и информативное (резервное).

Спинальный комплексный рефлекторный центр представляет собой относительно самостоятельный орган управления, но и обладает проводниковой функцией, обеспечивающей связи между головным мозгом и периферией. Это свойство, при определенных условиях, позволяет усложнять и усиливать безусловный рефлекс.

Функция – одно из основных понятий физиологии, выражающее зависимость одних переменных величин от других. При функциональном взаимодействии тела с параметрами раздражителя внешней среды рефлекторный механизм ЦНС по-разному изменяет свои регуляторные свойства при воздействии на исполнительные органы. Если проследить функциональный процесс ответного энерго-сенсорного реагирования рефлекторных центров в ЦНС на различные параметры внешней среды можно обнаружить особенные стадии развития измененного клинического состояния:

а) исходное состояние – пассивное (в 1961 г. А. Хаксли описал возникновение в нервном волокне потенциалов покоя);

б) при взаимодействии с умеренными раздражителями формируются стадии состояния активного реагирования в виде разной степени защитной адаптивной реакции (1910 г. – Ю. Бернштейн описал нервный импульс как распространяющийся потенциал действия);

в) при взаимодействии организма с экстремальными или сверхэкстремальными раздражителями могут развиваться стадии состояния сверхактивного энерго-сенсорного реагирования: 1-я фаза – стресс (критическая защитная адаптация); 2-я фаза – кома (дестабилизация функций внутренней среды организма).

Приведенные примеры показывают, что существует программное формирование структуры нейросенсорного процесса в рефлекторном механизме ЦНС. Автоматическая работа рефлекторного механизма, управляемая программой, состоит из последующих этапов. На каждом этапе управляющее устройство системы диспетчеризации подвергается влиянию информативной порции внешней среды. Эта порция трактуется как команда (предписание) выполнить адаптивную операцию.

Важнейшую роль в программной системе автоматического управления сложного рефлекторного механизма играют свойства структуры афферентного нейрона. Программа с помощью этой структуры, как правило, задает не одну, а несколько последовательностей действий (разветвлений), выбор между которыми зависит от значения промежуточных результатов решения задачи. Афферентная разветвленность ввода нейрогенных реакций в действующую доминанту в каждом иерархическом уровне рефлекторного механизма в ЦНС, получив от рецепторной системы экстремальную информацию об угрозе постоянству внутренней среды организма, распределяет разветвленность избытка энерго-сенсорной информации на четыре основные функциональные связи: