ориентировочный рефлекс поддержание равновесия способность к обучению
Физиологические основы поддержания равновесия
Причиной головокружения в большинстве случаев служит нарушение согласованной деятельности различных сенсорных систем – вестибулярной, зрительной, проприоцептивной (информация о положении тела в пространстве, получаемая от рецепторов, расположенных главным образом в мышцах и сухожилиях). Кроме того, важной, а иногда и доминирующей причиной возникновения головокружения является дисфункция центральных структур, участвующих в поддержании равновесия тела, главным образом, ядер мозжечка.
Вестибулярная система
Вестибулярная система состоит из:
Правильная работа вестибулярной системы позволяет человеку четко ориентироваться в трехмерном пространстве, а именно:
Лабиринт располагается в каменистой части височной кости и включает:
Строение лабиринта
В каждой камере отолитового аппарата и в каждом полукружном канале имеется скопление рецепторных клеток – макула, которая покрыта желатинообразной массой – купулой. В отолитовом аппарате купула покрывает волосковые клетки наподобие подушки и содержит отложения кристаллов кальцита (отолиты), которые придают купуле дополнительный вес.
Отолитовый аппарат
В полукружных каналах желатинообразная масса не содержит отолитов и полностью перекрывает просвет канала.
Рецепторы вестибулярной системы представлены волосковыми клетками, которые несут на апикальной поверхности от 60 до 80 тонких выростов цитоплазмы (стереоцилий) и одну ресничку (киноцилию).
Восприятие положения тела относительно силы гравитации
При вертикальном положении головы макула утрикулуса располагается горизонтально. Когда голова наклоняется в сторону, утяжеленная отолитами желатинообразная мембрана под действием силы тяжести соскальзывает в сторону наклона. Это скольжение приводит к изгибанию стереоцилей волосковых клеток. Наклон стереоцилей сопровождается (в зависимости от направления) повышением или снижением частоты нервных импульсов в чувствительных нейронах вестибулярного ганглия. Макула саккулуса располагается вертикально и действует таким же образом.
Восприятие положения тела относительно силы гравитации
Восприятие линейных ускорений
При резком линейном ускорении тела купула саккулуса или утрикулуса за счет сил инерции смещается в направлении, противоположном направлению движения, что также приводит к изменению электрической активности рецепторов.
Восприятие углового ускорения
Три полукружных канала расположены в трех разных плоскостях. Каждый из трех каналов действует как замкнутая трубка, заполненная лимфой. В расширенной части канала его внутренняя стенка выстлана волосковыми клетками, а расположенная над ними купула полностью перекрывает просвет канала. При повороте головы полукружные каналы поворачиваются вместе с ней, а эндолимфа в силу своей инерции в первый момент остается на месте. В результате этого возникает разность давлений по обе сторону купулы, и она прогибается в направлении, противоположном движению. Это вызывает деформацию стереоцилий и последующее изменение активности нейронов.
Восприятие углового ускорения
При вращении головы только в горизонтальной, сагитальной или фронтальной плоскости активируются рецепторы одного из соответствующих каналов. При сложном вращении головы активируются рецепторы всех трех каналов. Информация от них поступает в головной мозг и на основе ее конвергенции и анализа модулируется истинная картина перемещения головы.
Центральный отдел вестибулярной системы
Аксоны чувствительных нейронов, тела которых располагаются в вестибулярном ганглии, следуют в продолговатый мозг и оканчиваются в четырех парных вестибулярных ядрах. Приходящие в эти ядра импульсы от рецепторов дают точную информацию о положении в пространстве исключительно головы (но не всего тела!), поскольку она может быть наклонена или повернута относительно туловища. Для восприятия положения тела в пространстве необходим также учет угла наклона и поворота головы относительно туловища, поэтому вестибулярные ядра получают дополнительные стимулы от проприорецепторов мышц шеи.
Ядра вестибулярного нерва и их связи
Далее от вестибулярных ядер афферентная импульсация направляется к нейронам специфических ядер таламуса, а отростки последних достигают постцентральной извилины коры больших полушарий головного мозга
Проприоцептивная система
Благодаря проприоцепции, мы ощущаем положение конечностей, движение и степень мышечного напряжения в них. Это дает человеку чувство “опоры”, т.е. осознание, что стопы опираются на какую-либо поверхность, удерживая вес тела. Рецепторный аппарат проприоцептивной чувствительности, расположен в мышцах, сухожилиях, фасциях, капсулах суставов, а также в коже.
Необходимо отметить, что важную роль в поддержании равновесия тела играют рецепторы глубокой чувствительности, расположенные не только в конечностях, но и в структурах шеи, главным образом, в глубоких мышцах. Информация, получаемая головным мозгом от этих рецепторов, необходима для пространственной ориентации человека, поддержании его позы, а также координинации движения головы и туловища.
Зрительная система
Эффективное поддержание равновесия требует четкого контроля со стороны зрительной системы (в соответствие с принципом обратной связи). При этом контроль над движениями мышц глазного яблока является чрезвычайно сложным процессом. Существует 3 основных системы контроля взора:
В пределах головного мозга эти системы контролируются определенными анатомическими зонами, которые являются в значительной степени изолированными, и обеспечивают две главные функции:
Система саккадических движений глазных яблок
Когда объект интереса появляется в периферии визуальной области, происходит быстрый поворот глазных яблок в его сторону, так, что изображение объекта проецируется на сетчатку в области желтого пятна. Тот же самый двигательный ответ глазных яблок может быть вызван внезапным звуком или болезненным стимулом. Такое быстрое движение глаз называется саккадическим, от французского слова, означающего резкое движение парусника при ветре или дергание головы лошади от потягивания узды. В целом, система саккадических движений глазных яблок обеспечивает обнаружение зрительной цели и выведение ее на наиболее чувствительную часть сетчатой оболочки. Саккады возникают, например, в процессе чтения, при этом глаза человека обычно совершают несколько саккадических движений на каждой строке. Кроме того, они появляются, когда человек рассматривает какой-либо объект (картину, скульптуру и пр.), но в этом случае саккады совершаются в разных направлениях (вверх, вниз, в стороны и под углом) последовательно от одной точки объекта к другой.
Классическое изображение, описывающее саккадические движение глазных яблок
при рассматривании объекта
Система плавных (следящих) движений глазных яблок
Когда объект рассматривания перемещается, саккадическая система может первоначально зафиксировать его, но скоро теряет, поскольку изображение ускользает из области желтого пятна (сетчатое скольжение). Плавные (следящие) движения глаз необходимы для длительной фиксации движущегося объекта и слежения за ним. После того как визуальная цель выбрана, система работает вне волевого контроля.
Схематическое изображение функционирования системы
плавных (следящих) движений глаз
Вестибуло-окулярная система
В то время как система следящих движений глазных яблок фиксирует изображение перемещающегося объекта рассматривания на желтом пятне, существует другая система, которая позволяет стабилизировать изображение неподвижного объекта рассматривания на сетчатке во время движения головы. Это основная функция вестибуло-окулярной системы. Благодаря ее наличию у человека во время движения на транспорте по неровной дороге или ходьбе не возникает проблем с четким рассматриванием отдаленного объекта. В том случае, когда по какой-либо причине вестибуло-окулярная система не работает возникает феномен, называющийся “осциллопсия” – “дергание” визуальной картинки при движении.
Мозжечок
Основная функция мозжечка заключается в получении информации о положении тела в пространстве от всех органов чувств и регуляции на ее основе мышечного тонуса и движений для поддержания равновесия и выполнения точных действий.
Для больных с повреждением мозжечка характерна астазия-абазия – нарушение способности к сохранению равновесия тела при стоянии и ходьбе. Больные ходят, широко расставив ноги – так называемая туловищная атаксия (“пьяная походка”).
Ходьба на пятках и носках невозможна. Атаксия в данном случае развивается вследствие неспособности головного мозга координировать деятельность мышц в процессе преодоления силы тяжести. Также выявляются глазодвигательные расстройства. Они проявляются нарушением фиксации взора на неподвижных или двигающихся объектах, в результате чего возникают рывковые движения глаз при слежении. Также характерен вертикальный нистагм, бьющий вверх или вниз.
Вертикальный нистагм при повреждении мозжечка.
Ориентировочный рефлекс поддержание равновесия способность к обучению
Задний, средний и промежуточный мозг
При объяснении нового материала удобно использовать диафильм «Строение и функции головного мозга», в котором даны инструктивные кадры, помогающие учителю провести с учащимися функциональные тесты, демонстрирующие рефлексы различных отделов мозга. В качестве примера можно разобрать, как использует этот диафильм на уроке учитель экспериментальной школы № 82 АПН поселка Черноголовка Ногинского района Московской области Н. Г. Пиманова.
Первый фрагмент упомянутого диафильма она применяет для повторения ранее изученного материала о головном мозге. Рассматривая строение черепной коробки и оболочек мозга, учитель раскрывает значение черепномозговой жидкости, артерий, питающих мозг, попутно дает дополнительный материал о кровоснабжении мозга и осложнениях, которые могут быть при гипертонии. Этот материал Н. Г. Пиманова использует для антиникотиновой пропаганды, подчеркивая, что курение табака вызывает повышение давления, способствует отложению солей в стенках сосудов мозга, а это приводит к повышению их хрупкости и к возможности инсульта.
Кадры диафильма, в которых содержатся вопросы, учитель использует прежде всего для проверки, насколько четко учащиеся дифференцируют понятия о сером и белом веществе мозга, коре и ядрах головного мозга, нервных путях мозга и нервах. Она предлагает учащимся показать эти образования по рисунку, найти их на плоскостном препарате после просмотра первого фрагмента диафильма, учит использовать определения при опознании объектов.
Задание 1. Доказать, что глотательный безусловный рефлекс продолговатого мозга не может осуществляться без раздражения корня языка, рефлексогенной зоны этого рефлекса.
Опыт можно поставить и без диафильма. Учащиеся по команде преподавателя делают в быстром темпе подряд несколько глотательных движений и убеждаются, что при отсутствии раздражителя (в данном случае, слюны) сделать глотательное движение невозможно. При воздействии же раздражителя на корень языка акт глотания происходит непроизвольно, и человек может проглотить несъедобный предмет.
Н. Г. Пиманова обычно подробно останавливается на кадре, где разъясняется, почему детям нельзя давать для игры мелкие предметы (винтики, гайки, пуговицы, шарики). Малыши часто тянут в рот и могут непроизвольно проглотить мелкие предметы. Характерной чертой преподавания Н. Г. Пимановой является тесная увязка теоретических вопросов с фактами повседневного быта, гигиеническое воспитание она осуществляет ненавязчиво, как бы мимоходом, убеждает учащихся без лишнего морализирования.
Задание 2. Пронаблюдать координацию работы мышц, осуществляемую мозжечком, при выполнении пальценосовой мозжечковой пробы.
Этот опыт можно провести фронтально. По команде учителя восьмиклассники закрывают глаза, протягивают вперед руку с вытянутым указательным пальцем и его кончиком дотрагиваются до кончика носа (рис. 32, Г). Учитель обращает внимание учащихся на то, что это целенаправленное движение осуществлялось быстро и плавно, хотя в нем участвовало более 30 мышц. Последовательность мышечных сокращений при выполнении движений программируют отделы головного мозга, и в частности мозжечок, который контролирует очередность и порядок работы нервных центров спинного мозга, управляющих мышцами. Ведь каждая мышца должна вовремя включиться в работу, развить строго определенное усилие и вовремя выйти из работы. При этом человеку приходится преодолевать внешнее сопротивление, силы инерции и влияние других факторов. Мозжечок получает импульсы от многих рецепторов, обрабатывает их, и благодаря его деятельности ответная реакция происходит с учетом этих внешних сил.
Задание 3. Пронаблюдать, как устраняются движения, возникающие в силу инерции, благодаря функциям мозжечка.
К доске вызывают испытуемого. Преподаватель захватывает его руку, согнутую в локте, за предплечье и предлагает тянуть руку на себя, преодолевая сопротивление экспериментатора. После того как испытуемый будет выполнять это действие с достаточным усилием, экспериментатор неожиданно отпускает руку испытуемого, с тем чтобы она двигалась по инерции (рис. 32, Б). Однако этого движения не происходит: испытуемый делает небольшой рывок и останавливается: благодаря функции мозжечка движение, возникшее по инерции, затормаживается.
Работу среднего мозга можно показать на двух функциональных тестах: первый позволяет выяснить роль тонических рефлексов среднего мозга в поддержании равновесия тела, второй дает возможность показать участие среднего мозга в ориентировочном рефлексе.
Задание 4. Пронаблюдать рефлексы среднего мозга, благодаря которым поддерживается равновесие тела.
Задание 5. Доказать, что ориентировочный рефлекс возникает на любой новый раздражитель и проявляется в движениях к этому раздражителю.
В заключение урока следует рассмотреть функции промежуточного мозга: регуляция сна и бодрствования, поддержание постоянства внутренней среды, рефлексы фиксации позы. Разъяснив эти сложные функции по кадрам диафильма «Строение и работа головного мозга», можно предложить учащимся следующее упражнение:
Задание 6. Определить, какой рефлекс промежуточного мозга может быть выявлен при выполнении команды «Замри».
Учитель предлагает учащимся встать, а затем дает команду «Замри». Учащиеся класса застывают в разных позах, что дает возможность пронаблюдать позный рефлекс промежуточного мозга.
Команда «Замри» вызвала остановку движения. При этом одновременно должны были быть заблокированы движения во многих суставах тела. Если бы этого не произошло, то ученики бы упали, как настольная лампа, у которой не закрепили шарниры. Из темы «Опорно-двигательная система» учащиеся знают, что кости в суставах закрепляются, когда одновременно сокращаются мышцы противоположного действия. Следовательно, при остановке движения все мышцы противоположного действия всех суставов одновременно сокращаются, фиксируя новую позу тела (рис. 32, Е).
В заключение этого урока или на следующем во время опроса полезно на моделях головного мозга или на плоскостных препаратах найти основные отделы мозга и заполнить следующую таблицу:
Таблица 18. Безусловные рефлексы головного мозга
Анатомия и физиология баланса
Сохранение баланса – сложная биохимическая реакция, она включает в себя несколько нервных и постоянных сенсорных афферентных реакций, образуя обратную связь от периферических рецепторов организма.
К механизмам поддержания равновесия у человека относятся: вестибулярная, зрительная и сенсорная системы. Вся информация интегрируется в центральной нервной системе (ЦНС). Первостепенная роль отводится вестибулярным рецепторам, они определяют силы гравитации, переводят информацию в импульсы, которые расшифровываются мозгом. В результате этого человек осознает положение головы и тела в пространстве, ему доступна информация, которая управляет позными движениями. Деятельность вестибулярных ядер (верхнего, латерального, медиального и нижнего) модулируется и интегрируется множеством афферентных входов.
Вестибулярные ядра связаны с пятью физиологическими системами:
Вестибулярная, зрительная и сенсорная системы ответственны за сохранение равновесия. Они считаются триадой постурального контроля, так как каждая система должна быть интегрирована для определения центра тяжести тела.
Соматосенсорная система
Соматосенсорная система получает информацию о взаимном расположении частей тела в статической позиции (так называемая проприоцепция) и в динамических позиций (так называемый кинестезия). Система получает эту информацию от периферических источников, мышц, суставных капсулл и мягких тканей рецепторов (мышечных веретен, окончаний Руффини). Эта система играет важную роль в регуляции позы. Информация должна быть обнаружена периферически и передается централизованно для обработки.
Визуальная или зрительная система
Зрительная система получает информацию о положении тела и движения в пространстве, в частности, положение головы по отношению к окружающей среде. Это способствует изменению положения головы, шеи и всего тела. Зрительный анализатор также обрабатывает информацию относительно движения окружающих предметов, содержащая информацию о скорости движения (т.е. глядя из поезда, вы видите, что вы движетесь).
Вестибулярная система
Вестибулярная система обрабатывает информацию, касающуюся ориентации головы в пространстве и определяет скорость или ускорение. Любое движение головы (в том числе при переносе веса тела для регуляции положения тела) стимулирует вестибулярные рецепторы. Рецепторы раздражаются наклоном или движением головы, при этом возникают рефлекторные сокращения мышц, способствующие выпрямлению тела и сохранению позы.
Если вы хотите узнать больше о деталях работы сенсорных систем, пожалуйста, обратитесь к любому учебнику физиологии.
Постуральный контроль (регуляция положения тела в пространстве) определяется двумя компонентами:
Постуральную устойчивость (в том числе, и определенную жесткость тела человека в условиях гравитации) обеспечивают постуральные рефлексы, которые бывают двух видов:
«Сенсорная информация» от вестибулярного аппарата поступают по нисходящим вестибулоспинальным путям к мышцам туловища и конечностей для восстановления утраченного равновесия; а также эта информация, вместе с информацией от проприоцептивной системы поступает по восходящим вестибулоцеребеллярным и спиноцеребеллярным путям в мозжечок, являющийся центром равновесия.
Оба компонента постурального контроля (постуральная устойчивость и постуральная ориентация) очень тесно взаимосвязаны. Любое изменение постуральной ориентации мгновенно влечет за собой смещение центра тяжести. Вместе с тем, и коррекция положения центра тяжести достигается за счет перемещения структур тела относительно друг друга, то есть за счет изменения позы. Следовательно, отклонение тела человека от вертикали дает важную информацию для восстановления утраченного равновесия (при этом функционирует преимущественно тоническая мускулатура), поэтому равновесие здорового человека можно охарактеризовать как устойчивое неравновесие.
Таким образом, система постурального контроля складывается из двух подсистем. Первой подсистемой является мышечно-скелетная подсистема, которая характеризуется различной степенью выраженности степени свободы движений в суставах, свойствами тонических и фазических мышц, жесткостью, устойчивостью позвоночного столба, а также его эластичностью и гибкостью. Второй подсистемой является невральная подсистема.
Формы постурального контроля:
Постуральный контрол спокойного стояния (регуляция позы) осуществляется, прежде всего, антигравитационной мускулатурой (мышцами-разгибателями позвоночного столба, тазобедренных и коленных суставов), а также рефлексами на растяжение мышц передней и задней поверхности голени. Кроме этого, проприоцептивные сигналы от поверхностных и глубоких тактильных рецепторов подошвенной поверхности стоп, то есть информация о контакте стопы с опорой. В осуществлении функции равновесия важны: зрительная информация, информация от проприоцепторов сухожилий глазодвигательных мышц. Но наиболее значимыми являются проприоцепция и импульсация от рецепторов вестибулярного аппарата.
Реактивный (или адаптивный) постуральный контроль представляет собой автоматическое изменение позы в ответ на нарушение равновесия. Это происходит при внезапной смене направления движения, при неожиданном столкновении с препятствием. В этот момент центр давления тела смещается к границе площади опоры, что вызывает реальную угрозу падения. Реактивный контроль заключается в восстановлении безопасного положения центра давления за счет изменения позы. Это достигается активацией нервно-мышечных синергий, главным образом, за счет обработки информации о линейных и угловых изменениях положения головы. Другие афферентные системы выполняют в этом случае важную, но вспомогательную роль. Реактивный постуральный контроль имеет более сложную организацию, так как сохранение равновесия в данном случае зависит, прежде всего, от выбора позной стратегии. Структурой, ответственной за выбор адекватных двигательных и позных синергий, являются базальные ганглии, специфической функцией которых является программирование последовательности включения мышечных синергий при внезапной потере равновесия.
Преднастройка (изменение) позы (предшествующая произвольному движению). Очень важная роль в запуске предшествующей движению позной преднастройки принадлежит промежуточным отделам мозжечка. Не исключается и участие моторных зон коры, поскольку в ней формируется окончательная программа произвольного движения. Основным фактором, определяющим включение позной преднастройки, является наличие у человека двигательного опыта или представлений о способе выполнения данного движения. Позная преднастройка является формой опережения, а реактивный позный контроль – форма обратной связи.
Произвольный позный (постуральный) контроль имеет место в усложненных условиях сохранения постурального равновесия, например, при необходимости преодолевать какое-либо препятствие при ограничении сенсорной информации. Это наиболее сложная, сознательно управляемая форма контроля, так как она предполагает наличие смысловой программы действия, формирующейся в ассоциативных зонах мозга, координационно-двигательные аспекты которой программируются при непосредственном участии базальных ганглиев и мозжечка, моторных зон коры головного мозга. Наиболее часто эта форма контроля запускается зрительным сигналом об изменении или усложнении условий для сохранения равновесия.
Урок «Строение и функции головного мозга»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
« Строение и функции головного мозга.
Функции продолговатого и среднего мозга, моста и мозжечка»
– дать общие топографические сведения о положении головного мозга в черепе, его строении и функциях,
— раскрыть роль продолговатого, среднего мозга и мозжечка как отделов, регулирующих сложную, безусловно рефлекторную деятельность организма.
воспитательная : дать сведения по профилактике травматизма, антиалкогольная и антиникотиновая пропаганда.
развивающая : продолжить развитие умений и навыков наблюдать и описывать эксперимент.
Оборудование : таблица “Строение головного мозга”, презентация «Строение головного мозга», драже аскорбиновой кислоты, ядра грецких орехов.
I. Организационный момент.
II.Актуализация опорных знаний.
Ребята, вспомним учебный материал пройденного урока.
Задание 1. Вставьте пропущенные слова в текст о строении спинного мозга /слайд №2/:
(ответы: 1 см; от головного мозга; позвоночного столба; борозды; центральный канал; спинномозговой жидкостью; по краям; длинными отростками; в центре; телами и дендритами, 31; спинномозговых нервов; корешками, корешках; двигательные; чувствительные)
Изучение нового материала.
Тайны сознанья, загадки природы
Людей волновали, манили всегда
Разум и воля сподвигли народы,
Исследовать космос, ваять города.
Поведенье, сознанье, воля, рефлексы,
Все изучают в науке врачи
Нейроны, аксоны, рефлексовы дуги,
Центральной нервной системы ключи.
Учитель : О чём сегодня мы будем говорить? (на столах учащихся лежат ядра грецких орехов). Что напоминают вам предметы, лежащие у вас на столах?
Уч-ся: Головной мозг.
Учитель : Правильно, мы продолжаем изучение центральной нервной системы и тема нашего урока “ Строение и функции головного мозга”.
Вряд ли будет преувеличением сказать, что мозг наиболее удивительный отдел человеческого организма. Ведь за каждую секунду в головной мозг поступает 100 млн. единиц информации. Но мозг не только пропускает этот поток сообщений, но и с лёгкостью управляет им. Ученые полагают, что мозг в состоянии вместить информацию, которой можно заполнить 20 млн.томов. Но из огромного числа нейронов используется 4%. Таким образом, возможности для совершенствования интеллекта человека велики. За последние годы ученые сделали огромные успехи в исследовании мозга и, тем не менее, вынуждены признать: то, что они узнали, ничто по сравнению с тем, что остаётся неизвестным.
Попробуем получить хотя бы общее представление о головном мозге и его загадочной деятельности.
Учитель : Что вам известно о головном мозге?
Уч-ся : Головной мозг относится к центральной нервной системе. Он состоит из нервных клеток – нейронов, которые образуют серое и белое вещество. Все наши действия происходят при участии головного мозга.
– дать общие топографические сведения о положении головного мозга в черепе, его строении и функциях,
— раскрыть роль продолговатого, среднего мозга и мозжечка как отделов, регулирующих сложную, безусловно рефлекторную деятельность организма.
Учитель : откройте тетради и запишите дату и тему сегодняшнего урока
Учитель : Эпиграфом нашего урока будут слова академика, врача, ученого Владимира Михайловича Бехтерева…../слайд №4/
На доске эпиграф к уроку: “Мозг (голову) надо беречь, в меру нагружать и не травмировать”.
1. Строение головного мозга позвоночных животных /слайд №5/
Нервная система позвоночных животных состоит из головного и спинного мозга, а также отходящих от него нервов. Головной мозг развивался из переднего отдела нервной трубки. Сначала образуются 3 мозговых пузыря, в дальнейшем передний и задний делятся.
Образуется 5 мозговых пузырей, соответствующих пяти отделам головного мозга:
Продолговатый мозг переходит в спинной. Нервная система у животных, принадлежащих к разным классам позвоночных, развита неодинаково. Нервная система рыб представлена головным и спинным мозгом с отходящими от них многочисленными нервами, ведущими к внешним и внутренним органам.
Нервная система земноводных в связи с полуводным образом жизни характеризуется более сложным строением по сравнению с нервной системой рыб. В головном мозге имеются те же пять отделов, но значительного развития достигает передний мозг. Медленные и однообразные движения отразились на слабом развитии мозжечка.
Нервная система пресмыкающихся в связи с активным наземным существованием претерпевает дальнейшее усложнение. Значительно развиваются все отделы головного мозга, увеличивается и становится выпуклым мозжечок.
Нервная система птиц в связи с полётом характеризуется более сложным строением, чем у пресмыкающихся. Дальнейшего развития достигают большие полушария переднего мозга и зрительные доли, средний мозг, более развит мозжечок.
Наивысшего развития достигает нервная система млекопитающих. Значительные размеры приобретает кора переднего мозга, состоящая из нескольких слоёв нервных клеток. Кора содержит извилины и складки. Большое количество извилин в коре переднего мозга определяет более сложное поведение животных. Значительного развития достигают средний мозг и мозжечок. Развитие нервной системы привело к значительному усложнению всех её отделов.
Местоположение, размеры головного мозга: ( головной мозг располагается в черепе человека и имеет сложную форму. Масса головного мозга у взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г, составляя в среднем 1300-1400 г. Это всего около 2% от массы тела, но составляющие мозг клетки потребляют до 25% энергии, вырабатываемой в организме. Обычно масса головного мозга у женщин несколько меньше, чем у мужчины, это различие обусловлено разной массой их тел.
/ слайд №6./ Многие думают, что чем больше мозг, тем умнее человек. Вес мозга И.С. Тургенева 2012 г, Анатоля Франса – 1017 г, а у Луи Пастера (создателя микробиологии), как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.
Проблема: Можно ли утверждать, что чем больше мозг (голова), тем умнее человек? /слайд № 7/
Учитель: Подумайте: у слона самый большой мозг, но он не самое умное животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему?
“ Мозг человека самый сложный объект во Вселенной, чем больше мы понимаем, как он устроен, тем лучше мы можем заботиться о нем. ”
Отделы головного мозга / слайд №8 / : продолговатый мозг, мозжечок, мост, средний мозг, промежуточный и большие полушария головного мозга.
Задний мозг представлен продолговатым мозгом, мозжечком, мостом.
Передний мозг представлен промежуточным мозгом и большими полушариями.
В головном мозге имеются четыре желудочка:
Между продолговатым мозгом и мозжечком располагается IV желудочек, а между симметричными половинами промежуточного мозга III желудочек. В левой половине большого мозга расположен I желудочек, в правой – II желудочек.
1.Количество крови, протекающей через 100г массы головного мозга человека, составляет 136 см³ в 1 мм, желудка- 21 см³ в 1 мм, скелетных мышц- 12-17 см³ в 1 мм.
2. Вода составляет 84% массы головного мозга человека и 65% массы всего тела.
3.Мозг потребляет кислорода в 15-20 раз больше, чем мышцы.
— Сравните эти данные и объясните, почему снабжение кровью, кислородом головного мозга и содержание воды в нем значительно выше, чем в других органах человека.
( ответ: Усиленный обмен веществ)
Большое значение для работы мозга имеет обильное снабжение его кровью, которая приносит кислород и питательные вещества. Ухудшение кровоснабжения приводит к значительным нарушениям в работе мозга и даже ослаблению психических функций. У человека страдает память, снижается работоспособность.
При избыточном и нерациональном питании, при курении в стенках кровеносных сосудов возникают изменения. Они теряют эластичность, становятся хрупкими по причине отложения солей в стенках сосудов мозга, их просвет становится узким. Вследствие этого в них повышается давление. Резкие приступы, связанные с повышением артериального давления, могут привести к осложнениям. Наиболее грозным из них является инсульт. Инсульт иногда называют мозговым ударом. При инсульте кровообращение в мозге резко нарушается, у человека появляется сильная головная боль, рвота, расстройство сознания, потеря речи и чувствительности, могут быть параличи.
При сотрясении мозга имеют место отек, приводящий к сдавлению век и ослаблению венозного оттока, оттока цереброспинальной жидкости и повышению внутричерепного давления. При ушибе на фоне общемозговых симптомов (кома, головная боль, головокружение, тошнота, рвота и др.), характерных для сотрясения головного мозга, возникают симптомы поражения определенной части мозга.
Учитель : Какие практические выводы можно сделать из этих фактов? / Слайд № 9/
Мы знаем, что подростки стремятся к экстремальным видам спорта, для большинства которых требуется асфальтовое покрытие. Скейтборд, роликовые коньки, вело- и мотоспорт – все они чреваты падением и тяжелыми травмами. Поэтому существует настоятельное и разумное требование заниматься ими в специальных шлемах и, конечно, под контролем взрослых.
3. Строение и функции продолговатого мозга.
Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, поэтому в их строении много общего. Только серое вещество у продолговатого мозга располагается отдельными скоплениями – ядрами. Сходны и функции: рефлекторные и проводящие. Через ядра продолговатого мозга осуществляются многие рефлекторные процессы, например такие, как кашель, чихание, слезоотделение и др. Здесь же расположены нервные центры, ответственные за акты глотания, работу пищеварительных желез. В продолговатом мозге лежат и жизненно важные центры, участвующие в регуляции дыхания, деятельности сердца и сосудов. Повреждение этих центров приводит к смерти человека.
Учитель : Ребята, давайте вспомним характеристику безусловных рефлексов.
3.Одинаковы у всех особей одного вида (видовые)
4.Возникают сразу, при первом же применении раздражителя.
5.Отличаются постоянством, устойчивостью. Сохраняются в течение всей жизни.)
Безусловные рефлексы возникают непроизвольно только при раздражении соответствующих рецепторов.
Задание 1 /слайд №10/. Докажите, что глотательный рефлекс (безусловный рефлекс продолговатого мозга) не может осуществляться без раздражения коря языка, который является рефлексогенной зоной этого рефлекса.
( Учащиеся предлагают свои доказательства.)
Опыт. Учащиеся по команде делают в быстром темпе подряд несколько глотательных движений.
Учитель: Получается ли глотательное движение без слюны? Почему же не происходит глотательного движения? А почему? Что является раздражителем? (слюна),
/Слайд № 11/.(Учащимся предлагаются драже аскорбиновой кислоты). Но если есть раздражитель, любой предмет, непроизвольно возникает глотательное движение, поэтому нельзя маленьким детям давать для игры мелкие предметы. Малыши часто тянут в рот и могут непроизвольно проглотить мелкие предметы.
/слайд №12/. Схема рефлекторной дуги мигательного рефлекса.
Ответьте на вопросы:
Какие функции продолговатого мозга были выявлены в этих экспериментах?
Вывод: Функции продолговатого мозга /слайд №13/.
1. Рефлекторная функция. Содержит центры защитных рефлексов:
центры дыхательной системы:
а) центры вдоха и выдоха;
центры пищеварительной системы:
в) отделения желудочного сока.
Ядра блуждающего нерва, иннервирующего сердце и другие внутренние органы.
4. Строение и функции мозжечка /слайд №14/
В мозжечок поступает информация от вестибулярной системы, системы мышечной чувствительности и различных двигательных центров. Используя эту информацию, мозжечок реализует ряд важных функций: 1)регуляцию позы, поддержание мышечного тонуса, поддержание равновесия ( наиболее древние функции, обеспечиваются червем); 2)координацию простых стереотипных движений, связанных перемещением в пространстве, таких как ходьба, бег и т.п. (регулируются внутренней частью полушарий); 3) двигательное обучение и «автоматизацию» движений. Благодаря мозжечку движение из произвольного, управляемого большими полушариями, при многократных повторах переходит в разряд «автоматических», выполняемых без участия сознания. Соответственно при повреждениях червя человек нередко не может даже ходить и стоять, так как автоматическое поддержание равновесия нарушено. При поражениях полушарий мозжечка наблюдается дрожь конечностей, снижаются точность и быстрота движений, речь и письмо.
Итак, мозжечок принимает участие в координации движений, делает их точными, целенаправленными. При повреждении мозжечка движения человека нарушены, ему трудно удержать равновесие, его походка напоминает походку потерявшего ориентацию человека.
Задание 2. / слайд №13/. Пронаблюдайте координацию работы мышц, осуществляемую мозжечком, при выполнении пальценосовой мозжечковой пробы.
Опыт. (стр. 229-230 учебника). По команде учащиеся закрывают глаза, протягивают руку вперед с вытянутым указательным пальцем и его кончиком дотрагиваются до кончика носа.
Учитель : У всех получилось.
А в каком темпе вы выполняли движения, когда вытягивали руку и когда дотрагивались до носа? ( быстром )
Движение осуществлялось быстро и плавно, хотя в нем участвовало более 30 мышц. Мозжечок получает импульсы от многих рецепторов и обрабатывает их. Благодаря деятельности мозжечка ответная реакция организма происходит с учетом всех внешних факторов. Но если мозжечок поражен, то его работа нарушается.
Задание 3. /слайд№16/Пронаблюдайте, как устраняются движения, возникающие в силу инерции, благодаря функциям мозжечка.
Опыт. Учитель захватывает руку испытуемого, согнутую в локте, за предплечье ( рис.94, стр.229 уч.) и предлагает тянуть руку на себя, преодолевая сопротивление.
Тогда когда ученик будет выполнять это действие с достаточным усилием, учитель неожиданно отпускает его руку, с тем чтобы она двигалась по инерции. Но этого движения не происходит. Ученик делает небольшой рывок и останавливается: благодаря функции мозжечка движение, возникающее по инерции, затормаживается.
-Почему опьяневший человек, пытаясь сделать один шаг, вынужденно делает по инерции несколько шагов в том же направлении?
( Опьяневший человек, пытаясь сделать один шаг, вынужденно делает по инерции несколько шагов в том же направлении. Это происходит потому, что рефлексы, осуществляющиеся с участием мозжечка, нарушены под действием алкоголя, и затормозить движения по инерции, он не в состоянии ).
/ слайд№17/. Почему во всех странах садиться за руль машины, самолета и пр. нетрезвому человеку категорически запрещается?
2.Какую функцию мозжечка Вы определили с помощью торможения движений, возникших в силу инерции? (устраняет лишние движения).
Функции мозжечка: / слайд № 18/
1. Регуляция и координация движений.
2. Обеспечение поддержания позы тела.
Учитель . Ребята, а теперь давайте отдохнем. Вспомним наших животных и их движения, попробуем эти движения выполнить.
Жираф – имеет длинную тонкую шею, может наклонять и вытягивать шею, совершать круговые движения, поворачивать голову вправо и влево, вверх и вниз.
Осьминог – много рук (8); он ими вращает, поднимает их вверх и опускает, поднимает и опускает плечи, вращает ими вперед, назад.
Птицы – хлопают крыльями вверх – вниз, вперед – назад, чтобы лететь.
Обезьяна – длинные руки до самого пола, поэтому она всегда наклоняется вперед, изгибается, доставая руками, пальцы ног (наклонитесь вперед для развития талии).
Лошадь – высоко поднимает ноги, когда бежит.
Аист – длинные ноги, стоит на цыпочках (встаньте на носки, чтобы лучше разглядеть комнату, растяните голени, поднимитесь на носки и опуститесь, делайте круговые движения ступней).
5. Строение и функции моста.
Мост — это место, где располагаются нервные волокна, по которым нервные импульсы идут вверх в кору большого мозга или обратно, вниз – в спинной мозг, к мозжечку, к продолговатому мозгу. Здесь же находятся центры, связанные с мимикой, жевательными функциями.
Функции моста: /слайд № 19/
Находятся центры, связанные с движением глазных яблок, мимикой.
Через него в кору проходят слуховые пути, а также восходящие и нисходящие нервные пути от продолговатого к переднему мозгу и обратно.
Задание 4. /слайд №21/. Пронаблюдайте рефлексы среднего мозга:
А) рефлексы, поддерживающие равновесие тела (сохраняющие устойчивость);
Б) ориентировочный рефлекс.
Опыт. Испытуемый принимает позу Ромберга: одна ступня касается носком пятки другой ступни, расположенной впереди (ступни должны быть на одной прямой – одна спереди, другая сзади.) Руки сложены в замок, локти сближены. Предупреждение: при потере равновесия переставлять ноги нельзя. Глаза закройте. Экспериментатор осторожно толкает экспериментуемого. Что наблюдаете?
Сначала испытуемый стоит неподвижно, затем начинается покачивание, позднее возникают значительные отклонения туловища от положения неустойчивого равновесия. Для его компенсации ученик вынужден балансировать руками и отставлять в сторону ногу, при этом нарушая инструкцию. (Сложность этого рефлекса выше по сравнению с рефлексами продолговатого мозга. Рефлекторная реакция вызывается любым отклонением, а конечный эффект может достигнуть совершенно разными движениями).
Задание 5./ слайд №22/. Доказать, что ориентировочный рефлекс возникает на любой новый раздражитель и проявляется в движениях к этому раздражителю.
Учитель дает небольшие задания испытуемым (предлагает прочитать небольшой текст). Как только все испытуемые приступили к чтению, он неожиданно и достаточно сильно стучит по столу карандашом. В этот момент большинство учеников прекратят чтение и непроизвольно повернут голову к источнику звука.
Через средний мозг проходят все восходящие пути к коре больших полушарий и к мозжечку и нисходящие, несущие импульсы к продолговатому и спинному мозгу.
Выявление в ходе экспериментальной работы функции среднего мозга
1.Какие функции среднего мозга удалось установить с помощью данных экспериментов?
Функции среднего мозга: /слайд №23/
а) обеспечение чёткости зрения и слуха;
б) ориентировочного рефлекса на свет и звуки.
2. Содержит ядра, регулирующие мышечный тонус (устойчивость тела при стоянии, ходьбе, беге, изменении позы).
3. Проходят нервные пути.
VI. Закрепление изученного материала
Учитель : А теперь мы проверим как вы усвоили новый материал. /слайд №24/
1) Назовите отделы головного мозга и покажите их по таблице.
2) Вы познакомились со строением отделов заднего мозга и средним мозгом.
Проверим, как вы усвоили тему.
-Что поражено, если у человека неуверенная шатающаяся походка? (Мозжечок).
-Какие отделы головного мозга наиболее развиты в сравнении с позвоночными животными?
Учитель называет функцию, учащиеся должны определить отдел головного мозга:
а) осуществляет координацию движений;
б) в этом отделе находятся центры рефлексов кашля, чихания;
в) в этом отделе находятся центры ориентировочного рефлекса;
г) регулирует мышечный тонус;
д) в этом отделе находятся центры движения глазных яблок, мимики;
е) в этом отделе находятся жизненно важные центры;
ж) через этот отдел проходят слуховые пути;
з) поддерживает устойчивость тела при стоянии, ходьбе, беге.
Проверка степени усвоения знаний проводится с помощью теста.
1. Средняя масса головного мозга взрослого человека:
А) меньше 950 г;
Б) 950-1100 г;
В) 1100 – 2000 г
2. Головной мозг человека состоит из:
А) ствола и полушарий большого мозга;
Б) мозжечка и полушарий большого мозга;
В) ствола, мозжечка, полушарий большого мозга.
3. Продолговатый мозг является продолжением:
А) среднего мозга;
Б) спинного мозга;
В) промежуточного мозга.
4. В головном мозге полушария и кору имеют:
А) средний мозг и полушария большого мозга
Б) мозжечок и промежуточный мозг;
В) полушария большого мозга и мозжечок.
5. Какие отделы головного мозга относятся к стволу мозга:
А) средний мозг;
Б) продолговатый мозг ;
В) мозжечок;
Г) промежуточный мозг;
Д) мост
6. Какой отдел головного мозга содержит двигательные рефлекторные центры, обеспечивающие поворот глазных яблок:
А) мост;
Б) средний мозг;
В) промежуточный мозг.
Рефлексия «Все в твоих руках»
На листе бумаги обведите левую руку. Каждый палец- это какая-то позиция, по которой надо высказать свое мнение, закрасив пальчики. Если какая-то позиция вас не заинтересовала – не красьте.
Указательный – узнал много нового.
Средний – мне было трудно.
Безымянный – мне было комфортно.
Мизинец – для меня было недостаточно информации.
V. Задание на дом /слайд №25/ : прочитать § 45, заполнить таблицу, ответить на вопросы в конце параграфа. Выставление оценок.