какие типы компенсации выделяют
Научная электронная библиотека
2.3. Способы компенсации нарушенных функций
Знание основных принципов функционирования структур ЦНС позволяет выбирать тактику подготовки и методики, способствующие развитию компенсаторных процессов у спортсменов с ОФВ. Нужно учитывать, что помимо общих закономерностей, присущих всем системам мозга, существуют особенности протекания заболеваний и восстановления, связанные со спецификой структуры, в которой развивается патология.
В процессе компенсации выделяют два этапа – срочной и долговременной компенсации. Например, при утрате правой руки человек сразу же начинает использовать левую для выполнения действий, обычно осуществляемых правой рукой, хотя эта срочная компенсация первое время оказывается заведомо несовершенной. В дальнейшем в результате обучения и формирования в головном мозге новых временных связей развиваются навыки, обеспечивающие долговременную компенсацию – относительно совершенное выполнение левой рукой операций, выполнявшихся ранее правой рукой.
Компенсация функций может происходить на разных уровнях: внутрисистемном и межсистемном. Внутрисистемная компенсация осуществляется за счет использования резервных возможностей данной функциональной системы. Например, при воспалении легких начинает работать дыхательная поверхность, обычно в дыхании не участвующая; при полном выключении одного легкого усиливается деятельность другого.
Межсистемная компенсация происходит при более грубых нарушениях функции и представляет собой более сложную перестройку деятельности организма с включением в процесс компенсации других функциональных систем.
Компенсация функций при повреждении анализаторов имеет специфический характер, связанный с тем, что изменяется поступающая из внешней среды в организм и регулирующая его деятельность сигнализация. Поэтому в начале процесса компенсации используется афферентация с других (сохранных) анализаторов. На дальнейших этапах процесса компенсации, когда сформировавшиеся связи стабилизируются, характер афферентации изменяется за счет сокращения «обходных» путей и включения сохранных звеньев нарушенной функциональной системы.
Компенсация функций, полностью утраченных или глубоко поврежденных анализаторов, достигается путем замещения этих функций деятельностью других сенсорных систем. Так, путем специального обучения можно добиться значительной компенсации утраченного зрения развитием осязательного восприятия. Развитие осязания у незрячих и его использование для ознакомления с окружающей предметной действительностью с опорой на речь и мыслительную деятельность обеспечивают формирование у них адекватной картины мира. У нормально видящих эта картина основывается почти полностью на зрительной информации.
Для всех патологических процессов на начальных этапах характерно развитие компенсации за счет снятия торможения, возникающего в сохраненных вокруг патологического очага структурах. Снятие этого состояния возможно не специфической, но адресной стимуляцией, которая является наиболее успешной для восстановления расстроенных функций.
Восстановление путем снятия торможения со структур вокруг патологического очага успешно реализуется в ранние сроки после развития патологии, например, ампутации конечности. В поздние сроки, через три-четыре месяца такой путь восстановления становится неэффективным.
Параллельно с восстановлением снятия торможения развивается процесс компенсации. Толчком к компенсации становится отсутствие возможности выполнить реакции ранее сложившимся путем и способом.
Компенсация развивается, постепенно мобилизуя резервы функциональных связей нервной системы. Успешная реализация этих резервов закрепляется и в дальнейшем используется при возникновении соответствующей потребности.
Способы компенсации функций в ЦНС зависят от степени дисфункции, возникшей в результате патологии, и от обратимости развивающегося патологического процесса.
Наиболее распространенным механизмом компенсации функций в ЦНС является механизм образования временной связи. В этом случае между сигнальной и исполнительной структурой устанавливается новая функциональная связь, обеспечивающая реализацию требуемой реакции. Следовательно, в данной ситуации цель достигается в обход поврежденной структуры.
Компенсация также может быть реализована за счет сохранившихся элементов поврежденной структуры. Наиболее успешно такая компенсация осуществляется в ретикулярной формации мозга, например в дыхательном центре продолговатого мозга. В его сетевидной структуре, где каждый элемент имеет большое число связей, направленность которых не детерминирована, гибель части нейронов не ведет к нарушениям регуляции дыхания.
В тех случаях, когда компенсация идет за счет привлечения других, ранее интактных для данной функции образований мозга, формируется переделка сложившихся в онтогенезе анатомических и функциональных связей между структурами ЦНС. Такой тип компенсации включается параллельно с использованием возможностей замещения функции за счет сохранившихся элементов структуры, в которой развивается патологический процесс.
Таким образом, компенсация в структурах нервной системы происходит благодаря усиленному использованию собственных резервов или путем установления новых межсистемных связей. Чем тяжелее патологический процесс, тем больше структур включается в компенсацию.
Важной предпосылкой реализации межсистемной и внутрисистемной компенсации в ЦНС является дублирование функций в симметричных областях мозга. При этом дублирование сенсорных функций практически полностью обеспечивает восстановление их нарушений с участием неповрежденного полушария. В тех случаях, когда нарушенная функция имеет выраженную полушарную привязанность, например, речевая функция, компенсация имеет место, но полнота ее не совершенна и развивается она достаточно медленно.
Восстановительные процессы при дисфункции структур ЦНС в значительной мере зависят от медиаторной системы мозга. В случаях недостаточности функции серотонинергической структур резко нарушается условно рефлекторная деятельность, двигательная активность. Механизм облегчения компенсаторных процессов при достаточном количестве серотонина объясняется активацией потенциальных, неактивных синапсов. Увеличение таким путем числа действующих синапсов, естественно, повышает возможность межцентральных отношений в формировании новых связей.
Значительную роль в компенсации дисфункции структур мозга имеет гемодинамика и ликвороциркуляция, обеспечивающие энергетические процессы и, что не менее важно, удаление из очага повреждения продуктов метаболизма, вызывающих грубейшие нарушения функций нейронов.
Физические упражнения ускоряют формирование компенсаций и делают их более совершенными. Физическая нагрузка стимулирует деятельность внутренних органов, вызывая необходимое для компенсации изменение их функций, способствует появлению новых моторно-висцеральных связей, которые совершенствуют компенсацию и делают возможным выполнение мышечной работы в условиях нарушенной функции. Так, при нарушении функций дыхательной системы занятия лечебной физической культурой способствуют выработке и закреплению компенсаций за счет автоматически углубленного дыхания, тренировки сердца, совершенствования сосудистых реакций, увеличения количества эритроцитов и гемоглобина в крови, более экономного протекания окислительных процессов в тканях. Наконец, мышечная работа способствует усилению кровотока, то есть усиливает гемодинамику и способствует улучшению обменных процессов.
Физические нагрузки вырабатывают более рациональный тип компенсации, тренируют и поддерживают надежность ее защитных свойств. Так, применяя физические упражнения при пороке сердца, удается длительно сохранять сократительную способность миокарда. Но всегда следует учитывать, что компенсаторные процессы ограничены, поэтому физические нагрузки надо правильно дозировать.
При двигательных расстройствах и нарушениях функции внешнего дыхания формирование компенсаций возможно с помощью произвольно управляемых движений. Например, при повреждении кожно-мышечного нерва, иннервирующего двуглавую мышцу плеча, способность сгибать предплечье можно сохранить путем тренировки плечелучевой мышцы, иннервируемой этим же нервом и веточкой лучевого нерва. В случае ослабления грудного дыхания при эмфиземе легких компенсация достигается благодаря тренировке диафрагмального дыхания, обучению удлиненному выдоху, укреплению мышц брюшного пресса, обеспечивающих его, и увеличению подвижности грудной клетки.
Физическая культура помогает восстановить моторно-висцеральные связи, которые, в свою очередь, оказывают нормализующее действие на регуляцию других функций. При выполнении физических упражнений в ЦНС повышается возбудимость двигательных центров, имеющих связь с вегетативными центрами. В момент возбуждения все они представляют доминирующую систему, заглушающую патологические импульсы.
Систематические занятия физической культурой восстанавливают ведущее значение моторики в регуляции вегетативных функций, они способствуют также восстановлению двигательных расстройств. Например, при нарушении движений вследствие парабиоза при воспалении нерва пассивные движения, упражнения в посылке импульсов к активному движению, идеомоторные упражнения создают возбуждение в патологическом участке и улучшают его трофику, что способствует ликвидации парабиотических явлений.
В случае образования в процессе болезни извращенных условных рефлексов с помощью физических упражнений их удается устранить. Например, после болевой контрактуры даже при отсутствии болей и изменений в суставе может сохраниться ограничение движения как следствие патологического условного рефлекса. Восстановления движений в этом случае добиваются путем длительного применения физических упражнений.
Нормализация функций осуществляется также путем избавления от ставших ненужными временных компенсаций. Вследствие гиподинамии, связанной с основной болезнью ослабевают или даже полностью исчезают те или иные рефлексы, присущие здоровому организму. Так, длительный постельный режим вызывает угасание сосудистых рефлексов, связанных с изменением позы. При вставании у больного не происходит повышения тонуса артерий нижних конечностей и снижения тонуса артерий головы, следствие этого кровь перемещается к нижним конечностям и из-за недостаточного притока ее к головному мозгу больной может потерять сознание. Упражнения с постепенной переменой положения нижних конечностей, головы и туловища способствуют восстановлению позно-сосудистых рефлексов.
Восстановление двигательных качеств, сниженных в период болезни, и нормальное функционирование организма во время физической работы достигаются правильно подобранными и дозированными физическими упражнениями. Это положение имеет особое значение при восстановлении работоспособности спортсмена, перенесшего заболевание или травму. Нормализация функций в этом случае будет заключаться не только в тренировке вегетативных функций, обеспечивающих успешное выступление в избранном виде спорта, но и в восстановлении двигательных качеств и спортивной техники.
В компенсации полностью утраченных функций важную роль играют специальные технические средства. Например, применение специальных приборов, преобразующих звуковые сигналы в световые, можно облегчить восприятие глухими чужой речи, а приборы, осуществляющие обратное преобразование, дают возможность слепым воспринимать световые явления.
Доклад на тему «Понятие компенсации. Ее виды и уровни»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Министерство по образованию
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Дальневосточный государственный гуманитарный университет»
Факультет специальной психологии и педагогики
по «Специальная психология»
Тема: «Понятие компенсации. Ее виды и уровни»
Выполнила: студентка 2 курса ФСПП
Кожухова Наталья Викторовна
Начнем с того, что любая живая система должна обладать определенным запасом «прочности» на случай каких-либо неблагоприятных изменений во внешней и внутренней среде. Для этого существуют специфические компенсаторные механизмы. Чем сложнее организация любой системы, тем больше вероятности внутренних «сбоев» в процессе ее работы. Поддержание определенного уровня «надежности» системы в целом и отдельных ее компонентов составляет суть сложных и многообразных процессов компенсации. Наличие парных органов у многих животных и человека, способных «продублировать» друг друга при поражении одного из них, как и способность к регенерации, свидетельствует о филогенетической древности компенсаторной приспособляемости. Но если к примеру у животного по каким-либо причинам потерян слух, то это приведет к гибели. Что нельзя сказать о человеке. У людей начинается процесс компенсации этого дефекта, при котором он может продолжать полноценную жизнедеятельность.
Под компенсацией понимается процесс возмещения недоразвитых или нарушенных функций путем использования сохранных или перестройки частично нарушенных.
Так как каждый орган выполняет определенные функции, были разработаны функциональные системы, которые также лежат и в основе психической деятельности. Такие системы характеризуются сложным составом своего строения и включают набор афферентных и эфферентных звеньев. Различные по содержанию психические функции обеспечиваются разными по составу функциональными системами.
Функциональные системы обладают высокой пластичностью и способностью к перестраиванию. Именно эта способность лежит в основе механизмов компенсации перестроек. Выделяют два типа перестроек нарушенных функций — внутрисистемную и межсистемную.
Все компенсаторные процессы контролируются высшей нервной деятельностью и проходят несколько этапов. Эти этапы могут быть различными по длительности. Это зависит от самого организма, степени и характера его нарушения.
Первый этап — обнаружение того или иного нарушения в работе организма. Сигнал о нарушении может быть связан и с самим расстройством, и с его последствиями, с различными отклонениями в поведении и деятельности.
Второй этап — оценка параметров нарушения, его локализации и глубины (выраженности).
Третий этап — формирование программы последовательности и состава компенсаторных процессов и мобилизации, нервно-психических ресурсов индивида.
Пятый этап связан с остановкой компенсаторного механизма и закреплением его результатов. Остановка компенсации возможна при восстановлении нарушенной функции и возобновлением разных форм деятельности.
Компенсаторные процессы, разворачиваясь во времени, осуществляются на разных уровнях своей организации. Обычно выделяется четыре подобных уровня: биологический, психологический, социально-психологический и социальный. Подробно рассмотрим каждый из них.
Психологический уровень существенно расширяет возможности компенсаторных механизмов, преодолевая ограничения первого. Психологическая компенсация связана со способностью человека к адекватной оценке своих возможностей в условиях какого-либо нарушения и сохранением хорошего отношения к самому себе. Компенсаторную функцию в этом случае выполняют самосознание и личность человека, его волевые качества. Но тем не менее при одном и том же нарушении у разных людей наблюдаются выраженные отличия в их социальной адаптации в зависимости от личностных особенностей. Это говорит о том, что у людей включаются «механизмы защиты» и вследствие вырабатываются «копинг-стратегии».
Механизмы защиты отличаются от копинг-стратегий тем, что проявляются на бессознательном уровне. Копинг-стратегии создаются сознательно как ответ на стрессовую ситуацию и зависят от личностных особенностей индивида, характера ценностных ориентаций, системы социальных установок и отношения к себе, окружающим и в особенности к своему нарушению. Различают три основных типа: разрешение проблемы, поиск социальной поддержки и избегание — уход от необходимости самостоятельного решения.
Социально-психологический уровень компенсации – это более сложная форма организации, напрямую связанная с психологическим уровнем. Здесь речь идет о социальном благополучии человека имеющего какие-либо отклонения. Так как любая личность это продукт социальной среды, то эффективность компенсации во многом зависит от характера межличностных отношений инвалида с ближайшим окружением. Участие, взаимопомощь, терпимость, моральная поддержка и т. д. являются мощным психологическим средством раскрытия потенциальных возможностей человека, укрепляющих веру в свои силы. Ощущение духовного и социального благополучия основывается на осознании своей нужности, а так же на понимании своей независимости и автономности. Ощущение благополучия связано с тремя так называемыми жизненными «опорами»: семья, профессия и ближайшее окружение.
Компенсаторные процессы никогда не существуют изолировано от всех остальных процессов жизнедеятельности. Отдельное рассмотрение особенностей компенсации – процесс абстрагирования. На самом деле, они являются одной из сторон его целостной жизнедеятельности и развития. Если повреждение того или иного органа оказывается совместимо с жизнью, то это означает, сто сработали компенсаторные процессы. В такой ситуации жизнедеятельность продолжается в неблагоприятных условиях совместно с процессом компенсации, так как они не могут существовать раздельно.
Какие типы компенсации выделяют
Ожидайте
Перезвоните мне
Ваш персональный менеджер: Екатерина
Ответственная и отзывчивая! 😊
Аннотация: Данный буклет разработан в помощь приемным родителям.
Статья:
Выделяют следующие типы нарушений психического развития:
Общее психическое недоразвитие;
Задержанное психическое развитие;
Поврежденное психическое развитие;
Дефицитарное психическое развитие;
Искаженное психическое развитие;
Дисгармоничное психическое развитие.
Психическое недоразвитие — общая стойкая задержка психического развития при наиболее ранних поражениях мозга (генетических, внутриутробных, родовых, ранних постнатальных, что обуславливает первичность и тотальность недоразвития мозговых систем)
Раннее время поражения. Выражена недостаточность высших психических функций.
Пример – умственная отсталость.
Замедление темпа формирования познавательной и эмоционально-волевой сфер. Наряду с недостаточно развитыми функциями имеются сохранные. Пример – задержка психического развития
Поврежденное развитие связано с перенесенными инфекциями, интоксикациями, травмами нервной системы, наследственными дегенеративными, обменными заболеваниями мозга и отличается парциальностью расстройств.
Позднее (после 2 – 3 лет) нарушение. Большая часть мозговых структур и систем уже сформирована.
Тяжелые нарушения отдельных систем и анализаторов.
Пример – слепота, глухота, нарушения опорно-двигательного аппарата, нарушения речи.
Нарушение последовательности формирования психических функций.
Пример – ранний детский аутизм.
Дисгармоническое развитие. Основой в данном случае является не текущий болезненный процесс, создающий на разных этапах различные искажения межфункциональных связей, а врожденная либо рано приобретенная стойкая диспропорциональность психики, преимущественно в эмоционально-волевой сфере.
Диспропорциональность развития эмоционально-волевой сферы.
Неравномерность психического развития.
Акселерация– это ускоренное (в среднем на 1-2года) физическое, интеллектуальное и сексуальное развитие в целом и парциально в детском и подростковом возрасте.
Инфантилизм – сохранение в организме и психике человека особенностей, присущих более раннему возрасту.
Научная электронная библиотека
2.2. Физиологические механизмы компенсации нарушенных функций организма в центральной нервной системе
Компенсаторные реакции возникают в ответ на нарушение функций, структур, обменных процессов и являются реакцией целостного организма. Они направлены, прежде всего, на восстановление гармоничных, координированных взаимоотношений органов и систем
в интересах целостного организма; поддерживают и сохраняют равновесие организма со средой. В основе сложного механизма компенсации лежит перестройка функций организма, регулируемая центральной нервной системой (ЦНС).
Чем тяжелее дефект, тем большее количество систем организма включается в процесс компенсации. Наиболее сложные функциональные перестройки наблюдаются при нарушениях ЦНС, в том числе и анализаторов. Таким образом, степень сложности механизмов компенсаторных явлений находится в зависимости от тяжести дефекта.
Автоматизм включения компенсаторных функций не определяет сразу механизмы компенсации; так, при сложных нарушениях деятельности организма они формируются постепенно. Постепенность развития компенсаторных процессов проявляется в том, что они имеют определенные стадии становления, которые характеризуются особым составом и структурой динамических систем нервных связей и своеобразием протекания процессов возбуждения и торможения.
Материальным субстратом компенсаторных перестроек является центральная нервная система. Формирование механизмов компенсации подчинено законам высшей нервной деятельности. Современная теория компенсации рассматривает компенсаторные явления в свете рефлекторной теории И.П. Павлова. Эта теория, базирующаяся на трех основных принципах: причинность (детерминизм), единство анализа и синтеза и структурность.
Применительно к учению о компенсации нарушенных или утраченных функций принципы рефлекторной деятельности означают следующее:
Принцип причинности. Любой дефект неизбежно вызывает ответную реакцию организма, причем сила и характер этой реакции зависят не только от степени нарушения той или иной функции или органа, но и от состояния организма и тех условий, которые его окружают. Эта реакция имеет своим механизмом замыкание новых временных связей в коре больших полушарий головного мозга.
Так, известен случай, когда после четырехкратной операции по поводу опухоли мозга у 12-летнего ребенка была удалена большая часть левого полушария мозжечка. Сразу после каждой операции у ребенка возникали нарушения двигательной сферы, речи и других функций мозга. Однако довольно быстро эти нарушения компенсировались. Компенсаторные возможности мозга с возрастом уменьшаются, это обусловлено ослаблением лабильности в формировании новых функциональных связей.
Принцип единства анализа и синтеза. В процессе анализа и синтеза, внешних воздействии у человека образуется весьма сложная, по строению функциональная система анализаторов. Полное или частичное нарушение функций какого-либо анализатора приводит к определенным нарушениям этой системы, что отражается в первую очередь на аналитической деятельности. Включение компенсаторных функций приводит к перестройке сохранных анализаторов, благодаря чему способность к аналитико-синтетической деятельности сохраняется, хотя диапазон, уровень, степень и путь анализа суживаются.
Например, при тотальной слепоте очень часто наблюдается высокая тактильная чувствительность. «Видеть руками» – есть такой термин, относительной данной категории людей.
Принцип структурности заключается в приуроченности функции головного мозга к его структуре, то есть определенные функции локализуются в определенных центрах. В этом отношении кора больших полушарий головного мозга представляет собой, по выражению И.П. Павлова, «мозаику», в которой пространственно локализуются раздражители. Однако строгая локализация функций в коре головного мозга представляет собой в то же время целостную динамическую систему, в которой каждое местное воздействие влечет за собой изменение во всей системе. Именно благодаря динамической системности коры больших полушарий возможны иррадиация, концентрация и взаимная индукция процессов возбуждения и торможения и образование на этой основе новых временных связей.
В результате взамен утраченного способа образования временных нервных связей в нервной системе проторяются новые, обходные пути, формируются новые условно-рефлекторные нервные связи, восстанавливающие нарушившееся равновесие во взаимоотношениях организма и среды.
Таким образом, физиологический механизм компенсации основывается на нормальном функционировании сохранных систем. При этом включение механизмов компенсации происходит, безусловно-рефлекторным путем, автоматически, а дальнейшее развитие компенсаторных приспособлений есть деятельность условно рефлекторная.
Свойства ЦНС, обеспечивающие механизмы компенсации:
Полифункциональность и полисенсорность каждого из элементов нервной системы. Основная функция нервной системы заключается в сборе, переработке, хранении, воспроизведении и передаче информации с целью организации интеллектуальной, поведенческой деятельности, регуляции функционирования органов, систем органов и обеспечения их взаимодействия. Многие из перечисленных функций реализуются уже на нейронном уровне. Нейроны обладают способностью выполнять все информационные функции нервной системы: восприятие, обработку, хранение, многократное воспроизведение и передачу информации. В этом и заключается основной принцип функционирования нервной системы – принцип полифункциональности.
Полифункциональность присуща большинству структур ЦНС. Например, сенсомоторная кора способна воспринимать сигналы кожной, зрительной, слуховой и других видов рецепции. В ответ на эти сигналы в сенсомоторной коре формируются реакции, которые обычно возникают при нормальной деятельности коркового конца зрительного, слухового или других анализаторов. Следовательно, благодаря полифункциональности одна и та же функция может быть выполнена разными структурами мозга. Этот принципиальный момент свидетельствует о практически безграничных возможностях компенсации функции в ЦНС.
Свойства полифункциональности нервных центров тесно связаны со свойством полисенсорности нейронов. Полисенсорность – это способность одного нейрона реагировать на сигналы разных афферентных систем. Нейрофизиологи выделяют нейроны моносенсорные, реагирующие только на один вид сигналов, бисенсорные – реагирующие на два разных сигнала, например, некоторые нейроны зрительной коры могут реагировать на зрительные и слуховые раздражения. Наконец, в коре мозга имеются нейроны, которые реагируют на три и более вида сигналов. Эти нейроны называются полисенсорными.
Относительная специализация нейронов отдельных областей мозга и локализация функций в коре. Нейроны отдельных областей мозга способны реагировать только на одну характеристику сенсорного раздражения, например, на определенную частоту звука или только на один цвет. Такие нейроны называются мономодальными (моносенсорными). Они обладают высокой избирательностью и высокой чувствительностью к определенным видам раздражений, т.е. являются специализированными. Локализуются специализированные нейроны в зонах первичных проекций анализаторов. Такими зонами являются первичные области зрительной, слуховой, кожной и других зон коры.
Локализация функций в коре определяется, прежде всего, моносенсорными нейронами, имеющими наименьшие пороги чувствительности на свои адекватные раздражения. Однако рядом с этими нейронами всегда имеются полисенсорные нейроны, которые обеспечивают взаимодействие локальной структуры с другими структурами мозга, а тем самым – возможность образования временной связи, компенсацию нарушений функций своей структуры и структур, с нею связанных. Полимодальные нейроны обеспечивают внутрисистемную компенсацию нарушенных функций.
Параллельная (одновременная) обработка разно сенсорной информации. В коре мозга нет такой зоны, которая была бы связана с реализацией только одной функции. В разных отделах мозга имеется разное количество полисенсорных и полимодальных нейронов. Наибольшее количество таких нейронов находится в ассоциативных и во вторичных, третичных зонах коркового конца анализаторов. Значительная часть нейронов моторной коры (около 40 %) также является полисенсорной, они реагируют на раздражения кожи, на звук, свет.
Число полисенсорных нейронов в структурах мозга меняется в зависимости от функционального состояния нервной системы и от выполняемой в данный момент времени задачи. Так, в период обучения с участием зрительного и моторного анализаторов число полисенсорных нейронов в этих зонах коры возрастает. Следовательно, направленное обучение создает условия увеличения полисенсорных нейронов и, тем самым, компенсаторные возможности нервной системы возрастают.
Важно также, что некоторые нейроны коры мозга в результате обучения способны становиться полисенсорными, т.е. если до применения сочетания условного и безусловного стимулов нейрон реагировал только на безусловный стимул, то после ряда сочетаний этот нейрон становится способным реагировать и на условный стимул.
Полимодальность и полисенсорность позволяют нейрону одновременно воспринимать раздражения от разных анализаторов или, если от одного анализатора, то воспринимать одновременно сигналы с разными его характеристиками.
Структурная избыточность и функциональная надежность. Полифункциональность и полисенсорность связаны с другим свойством функционирования мозга – его надежностью. Надежность также обеспечивается такими механизмами, как избыточность, модульность, кооперативность.
Избыточность достигается разными способами. Наиболее распространенным является резервирование элементов. У человека в коре постоянно активны только доли процента нейронов, но их достаточно для поддержания тонуса коры, необходимого для реализации ее деятельности. При нарушении функционирования коры количество фоновоактивных нейронов в ней значительно увеличивается. Избыточность элементов в ЦНС обеспечивает сохранение функций ее структур даже при повреждении значительной их части.
Например, удаление значительной части зрительной коры не приводит к нарушениям зрения. Одно полушарное повреждение структур лимбической системы не вызывает специфических для нее клинических симптомов. Доказательством того, что нервная система имеет большие резервы, являются следующие примеры. Глазодвигательный нерв нормально реализует свои функции регуляции движений глазного яблока при сохранности в его ядре всего 45 % нейронов. Отводящий нерв нормально иннервирует свою мышцу при сохранности 38 % нейронов его ядра, а лицевой нерв выполняет свои функции всего при 10 %-ной сохранности числа нейронов, расположенных в ядре этого нерва.
Высокая надежность в нервной системе обусловлена также множеством связей ее структур, большим количеством синапсов на нейронах. Так, нейроны мозжечка имеют на своем теле и дендритах до 60 тыс. синапсов, пирамидные нейроны двигательной коры – до 10 тыс., альфа-мотонейроны спинного мозга – до 6 тыс. синапсов.
Резервирование проявляется множеством путей реализации сигнала; так, дублирующийся двигательный сигнал, идущий из коры к мотонейронам спинного мозга, может достигнуть их не только от пирамидных нейронов 4 поля коры, но и от добавочной моторной зоны, из других проекционных полей, из базальных ганглиев, красного ядра, ретикулярной формации и других структур. Следовательно, повреждение моторной коры не должно приводить к полному выпадению двигательной информации к мотонейронам спинного мозга.
Следовательно, помимо резервирования, надежность нервной системы достигается дублированием, что позволяет оперативно вводить, по мере надобности, дополнительные элементы, чтобы реализовать ту или иную функцию. Примером такого дублирования может служить многоканальная передача информации, например, в зрительном анализаторе.
Модульность – это принцип структурно-функциональной организации коры мозга, который заключается в том, что в одном нейронном модуле осуществляется локальная переработка информации от рецепторов одной модальности. Между дендритами этого пучка имеют место не только синаптические связи, но и электротонические контакты. Последние обеспечивают синхронность работы нейронов микромодуля, что повышает надежность передачи информации.
В зрительной коре имеет место чередование колонок, нейроны которых реагируют на зрительные стимулы либо только правого, либо только левого глаза. Следовательно, в зрительной коре обоих полушарий мозга имеются глазодоминантные колонки, т.е. колонки, реагирующие на стимуляцию одного глаза (А.Г. Литвак, 2017).
В слуховой коре выделяются колонки, способные дифференцировать сигналы, идущие от обоих ушей, и колонки, не способные к такой дифференциации.
В сенсомоторной коре рядом расположенные колонки выполняют разнонаправленные реакции: например, одни из них возбуждают мотонейроны спинного мозга, другие – тормозят их.
Модульный принцип структурно-функциональной организации работы мозга является проявлением кооперативного характера функционирования нейронов мозга.
Кооперативность создает возможность относительной взаимозаменяемости нейронов, и, тем самым, повышает надежность нервной деятельности. В результате функционирование системы становится мало зависящим от состояния отдельной нервной клетки.
Кооперативность дает возможность структуре выполнять функции, не присущие отдельным ее элементам. Так, отдельный нейрон мозга не способен к обучению, но, находясь в сети нейронов, он приобретает такую способность.
Способность к саморегуляции и самоорганизации. Саморегуляция – свойство структур нервной системы автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне свое функционирование. Основным механизмом саморегуляции является механизм обратной связи. Обратная связь упорядочивает, суживает множество вариантов прохождения сигнала, создавая тормозное окружение пути возбуждения из неактивных нейронов.
Тесно связан с саморегуляцией нервной системы механизм ее самоорганизации. Самоорганизующиеся системы вообще имеют ряд особенностей, которые присущи и ЦНС: множество входов и выходов; высокий уровень сложности взаимодействия своих элементов; большое количество функционирующих элементов и т.д. Благодаря принципу самоорганизации компенсация функций в нервной системе обеспечивается формированием новых связей на основе включения в активность потенциальных синапсов, использованием накопленного опыта данного индивида.
Развитие нервной системы в онтогенезе приводит к непрерывному усложнению взаимодействия ее систем. Чем больше форм, видов, число условных рефлексов, организуемых в онтогенезе, тем больше связей устанавливается между структурами нервной системы.
Увеличение количества функциональных связей между структурами нервной системы имеет решающее значение, так как в этом случае возрастает число вариантов прохождения сигналов, значительно расширяются возможности компенсации нарушенных функции.
В функции самоорганизации немаловажно то, что нервная система, помимо возможности большого выбора путей для достижения цели, способна избирательно усиливать или ослаблять сигналы.
Так, при усилении сигнала, обеспечивается надежная передача информации при частичной морфологической сохранности структуры, а при ослаблении сигнала – появляется возможность снизить помеху, идущую от других источников. Так как нервная система способна к избирательной фильтрации нужного сигнала, то это позволяет ей, выделив нужный, но слабый сигнал, во-первых, прямо усилить его, а во-вторых, дать ему преимущество при прохождении к воспринимающей структуре за счет снижения силы ненужных, мешающих сигналов.
Принципы иерархичности, иррадиации и концентрация активности. Структурная локализация функций предполагает, что мозг имеет детерминированные пути, системы, реализующие проведение сигнала, организацию той или иной реакции и т.д. Однако помимо жестко детерминированных связей в мозгу реализуются функциональные связи, развивающиеся в онтогенезе. Чем более упрочены, закреплены связи между структурами мозга в процессе индивидуального развития, тем труднее использование компенсаторных возможностей при патологиях.
На основе принципа структурности реализуется механизм иерархичности. Он заключается не столько в соподчинении, сколько в организации компенсаторных процессов. Каждая вышележащая структура участвует в реализации функций нижележащей, но делает это тогда, когда нижележащая структура затрудняется в выполнении своих функций.
Структуры мозга при обучении, при дисфункции одной из них не локализуют возбуждение в своих границах, а позволяют ему широко распространяться по мозгу – принцип иррадиации.
Иррадиация состояния активности распространяется в другие структуры мозга как по прямым связям, так и по опосредованным путям. Возникновение иррадиации при гипофункции структуры, участвующей в реализации того или иного процесса, позволяет найти пути компенсации гипофункции и реализовать нужную реакцию.
Нахождение нового пути закрепляется по рефлекторному принципу и заканчивается концентрацией активности в определенных структурах, заинтересованных в выполнении реакции.
Принцип общего конечного пути. С концентрацией активности в определенных структурах мозга тесно связаны конвергентность и принцип общего конечного пути. Этот принцип реализуется на отдельном нейроне и на системном уровне. В первом случае информация в нейроне собирается на дендритах, соме нейрона, а передается преимущественно через аксон в нейроны других структур мозга. Через синапсы дендритов информация передается только на соседние нейроны.
Наличие общего конечного пути позволяет нервной системе иметь разные варианты достижения нужного эффекта через разные структуры, имеющие выход на один и тот же конечный путь.
Трудности компенсаций, отмечаемые в более старших возрастах, обусловлены не тем, что резервы мозга исчерпаны, а тем, что сформировано большое количество оптимальных путей реализации функций, которые хотя и задействуются в случае патологии, но из-за нее же и не могут быть реализованы. Чаще при патологии требуется формирование новых путей реализации той или иной функции.
Пластичность нервных центров и отдельных нейронов. В основе формирования новых путей, новых функций структуры мозга лежит принцип пластичности. Пластичность позволяет нервной системе под воздействием различных стимулов осуществлять реорганизацию связей для целей сохранения основной функции или для реализации новой функции.
Пластичность позволяет нервным центрам реализовать функции, которые ранее им не были присущи, но благодаря имеющимся и потенциальным связям эти центры становятся способными участвовать в компенсации нарушенных в других структурах функций. Полифункциональные структуры обладают большими возможностями пластичности. В связи с этим неспецифические системы мозга, ассоциативные структуры, вторичные зоны проекций анализаторов, как имеющие значительное число полифункциональных элементов, более способны к пластичности, чем зоны первичных проекций анализаторов. Четким примером пластичности нервных центров является классический опыт П.К. Анохина с изменением связей центров диафрагмального и плечевого нервов.
В этом опыте были перерезаны диафрагмальный и плечевой нервы и центральный конец диафрагмального нерва был присоединен к периферическому концу плечевого, и, наоборот, центральный конец плечевого нерва к периферическому диафрагмального. По истечении некоторого времени после операции у животного восстанавливались правильная регуляция дыхания и правильная последовательность произвольных движений. Следовательно, нервные центры перестроили свою функцию таким образом, как этого требовала периферическая мышечная система, с которой была установлена новая связь. На ранних этапах онтогенеза перестройки такого типа более совершенны и динамичны.
Рефлекторный принцип функционирования. Наиболее существенную роль в компенсации дисфункций структур мозга играет рефлекторный принцип его функционирования. Каждая новая рефлекторная связь между структурами мозга является новым его состоянием, позволяющим реализовывать требуемую в данный момент функцию.
В настоящее время взаимодействие полушарий головного мозга понимается как взаимодополняющее, взаимно компенсирующее в реализации различных функций центральной нервной системы. Несмотря на то, что каждое полушарие выполняет ряд специфичных для него функций, нужно иметь в виду, что любая функция мозга, выполняемая левым полушарием, может быть выполнена и правым полушарием. Речь идет только о том, насколько успешно, быстро, надежно, полно формируются рефлексы.