Подготовка биологического препарата
Для проведения классического эксперимента И.М. Сеченова используется особым образом подготовленный препарат. Первоначальным этапом является хирургическое обнажение головного мозга лягушки. После получения доступа к нервным структурам исследователь выполняет аккуратный поперечный разрез на строго определенном уровне — в области зрительных бугров, которые анатомически соответствуют структурам таламуса.
Важным условием корректного проведения методики является удаление больших полушарий головного мозга, расположенных выше линии разреза. Место сформированного среза обязательно подсушивают, чтобы подготовить нервную ткань к последующему нанесению химического раздражителя. Такая тщательная подготовка позволяет изолировать влияние вышележащих отделов и сфокусироваться исключительно на взаимодействии диэнцефальных центров со спинным мозгом.
Ход классического эксперимента
Суть методики заключается в сравнении скорости протекания безусловной двигательной реакции до и после активной стимуляции структур головного мозга.
- В качестве контрольного показателя определяют исходное время рефлекса. Для этого заднюю лапку животного погружают в слабый раствор соляной кислоты (концентрация 0,25% HCl) и фиксируют время до момента отдергивания конечности. Эта реакция представляет собой стандартный кислотный защитный оборонительный рефлекс.
- Наступает основная фаза опыта: на подсушенный срез зрительных бугров помещают химический стимулятор — кристаллик поваренной соли (NaCl). Соль обеспечивает интенсивное и сильное раздражение обнаженных нервных центров.
- На фоне продолжающегося действия этого раздражителя лапку повторно погружают в раствор кислоты и снова измеряют время наступления кислотного оборонительного рефлекса.
Результаты и физиологический механизм
Главный результат проведенного эксперимента — достоверное увеличение времени рефлекса. В условиях стимуляции головного мозга двигательная реакция отдергивания значительно замедляется, а при достаточно сильном воздействии может полностью отсутствовать (подавляться).
Физиологический механизм развития данного явления описывается следующей последовательностью событий в центральной нервной системе:
- Наложение кристалла NaCl провоцирует мощный очаг возбуждения в нервных центрах зрительных бугров.
- Сгенерированное возбуждение начинает распространяться по нисходящим путям, направляясь к спинальным двигательным центрам.
- Достигнув сегментов спинного мозга, нисходящий сигнал активирует специализированные клетки — тормозные вставочные нейроны.
- Активированные вставочные нейроны оказывают мощное тормозное влияние на мотонейроны, тем самым функционально блокируя рефлекторную дугу отдергивания.
Эволюция взглядов И.М. Сеченова
Тщательный анализ полученных результатов заставил ученого пересмотреть и уточнить свои первоначальные гипотезы о природе открытого им феномена. Взгляды И.М. Сеченова претерпели важную эволюцию:
- Первоначальная гипотеза строилась на предположении, что в зрительных буграх локализованы некие специфические «задерживающие» (или тормозные) центры, единственной задачей которых является прямое подавление активности спинного мозга.
- Окончательный вывод оказался более глубоким. Исследователь установил, что центральное торможение является прямым следствием сложного взаимодействия двух и более потоков возбуждения, которые одновременно сходятся на нейронах спинного мозга.
В рамках данного опыта взаимодействуют два потока: нисходящее возбуждение (поступающее от раздраженных солью структур зрительных бугров) и афферентное возбуждение (идущее от болевых рецепторов кожи лапки при контакте с агрессивным раствором кислоты). Именно столкновение этих мощных потоков приводит к формированию тормозного эффекта.
Секрет опыта Сеченова: СОЛЬ на БУГРАХ тормозит КИСЛОТУ на ЛАПКЕ.
Вопросы с занятий и экзамена
Для чего в опыте Сеченова используется раствор 0,25% соляной кислоты?
Раствор кислоты необходим для нанесения дозированного болевого раздражения, которое вызывает стандартный кислотный защитный оборонительный рефлекс, позволяя измерить его исходное время.
На каком уровне необходимо делать поперечный срез головного мозга лягушки?
Срез производится в области зрительных бугров (таламуса), при этом большие полушария, располагающиеся выше линии разреза, полностью удаляются.
Почему время рефлекса отдергивания лапки увеличивается?
Потому что нисходящее возбуждение от зрительных бугров активирует тормозные вставочные нейроны в спинном мозге, которые блокируют двигательные мотонейроны рефлекторной дуги.
К какому окончательному выводу о природе торможения пришел И.М. Сеченов?
Он пришел к выводу, что торможение не требует специфических центров, а является результатом сложного взаимодействия нисходящего и афферентного потоков возбуждения на спинальных нейронах.
Что ещё разобрать по теме
- Роль тормозных вставочных нейронов спинного мозга в блокировке рефлекторных дуг
- Механизмы распространения нисходящего возбуждения от таламуса
- Взаимодействие афферентных и эфферентных потоков возбуждения в центральной нервной системе
- Принципы формирования защитных оборонительных рефлексов
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Сеченовское торможение» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общая физиология ЦНС»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.