Умблик
9 класс · углублённый
Биология · 9 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 9 класс · Урок 6

Базовая опора: Нейрон и рефлекторная дуга: как сигнал превращается в ответ

Повторение основы перед углублённым разбором. Шаг за шагом проследим путь сигнала от рецептора к мышце, сравним двух- и трёхнейронную модели и выясним, почему рефлекс не означает «мозг не участвует».

Нервная система

Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс

Нервная система

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Нейрон, нерв, нервный узел и рецептор
  • Нервный импульс и передача через синапс
  • Рефлекс и звенья рефлекторной дуги
  • Двухнейронная и трёхнейронная школьные модели
  • Спинномозговые рефлексы и участие головного мозга
Рефлекс: сигнал проходит по нервной цепиРецепторЧувствит.ЦентрДвигат.Мышцастимулспинной мозгответУпрощение: часть дуг включает вставочные нейроны, а головной мозг может изменять ответ.
Пять функциональных звеньев рефлекса; «центр» может включать разные нейроны и не показан в анатомическом масштабе.

Как это устроено

Рецептор отвечает не на любое воздействие одинаково: свет воспринимают фоторецепторы, растяжение — механочувствительные рецепторы. Когда стимул достаточен, сигнал передаётся по чувствительному нейрону. В спинном или головном мозге он может быть обработан и передан двигательной клетке; её сигнал достигает мышцы или железы. Рефлекторная дуга — схема пути, а не утверждение, что в ответе работает только одна линия клеток и больше ничего не происходит.

В школьной двухнейронной модели чувствительный и двигательный нейроны соединяются прямо. Пример близкого механизма — рефлекс растяжения мышцы с одним главным синапсом между ними. В трёхнейронной модели между ними расположен вставочный нейрон; многие защитные и более сложные ответы используют не один, а несколько вставочных нейронов. Поэтому цифра «два» или «три» описывает учебную упрощённую цепь, не число всех реально активных клеток. Головной мозг может получать информацию о событии и изменять спинномозговой ответ нисходящими путями.

Импульс распространяется вдоль нейрона как изменение мембранного напряжения; в большинстве школьных примеров сигнал между клетками передаётся через химический синапс. Это не буквальное «течение электричества по проводу» от пальца до мышцы. Нерв включает много отростков, оболочки и сосуды. Нервный узел содержит тела нейронов и не является синонимом отдельного синапса. Различая эти уровни, легче понять, почему повреждение рецептора, нерва, центра или мышцы может нарушить один и тот же внешне ответ.

Рефлекс — не обязательно врождённое движение без участия сознания. Бывают врождённые и приобретённые рефлекторные реакции, а нервная регуляция включает и произвольные действия. Быстрый отдёргивающий ответ при угрозе повреждения может начаться через спинной мозг, но ощущение, оценка ситуации и дальнейшее действие связаны с работой головного мозга. Учебные опыты не должны вызывать боль или риск травмы ради демонстрации дуги.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Нейрон

Специализированная клетка нервной ткани, способная принимать, обрабатывать и передавать сигналы другим клеткам.

Пример: Чувствительный нейрон проводит сигнал от рецептора к центральной нервной системе.

Дендрит

Обычно ветвящийся отросток нейрона, который принимает сигналы от других клеток и направляет их к телу нейрона.

Пример: Нейрон спинного мозга получает через дендриты сигналы от нескольких других нейронов.

Аксон

Обычно один длинный отросток нейрона, по которому электрический сигнал распространяется от тела клетки к её окончаниям.

Пример: Аксон двигательного нейрона идёт к скелетной мышце.

Важно: Схема «всегда один короткий дендрит и один длинный аксон» неверна для разнообразия нейронов.

Нерв

Пучок нервных волокон вне головного и спинного мозга, окружённый соединительными оболочками; может содержать пути разных направлений.

Пример: Периферический нерв может нести чувствительные сигналы к спинному мозгу и двигательные — от него.

Нервный узел (ганглий)

Скопление тел нейронов вне центральной нервной системы, участвующее в передаче и обработке сигналов.

Пример: Тела некоторых чувствительных нейронов находятся в узлах рядом со спинным мозгом.

Рецептор

Чувствительная клетка или нервное окончание, которое преобразует определённое воздействие в нервный сигнал.

Пример: Рецептор растяжения в мышце сообщает об изменении её длины.

Нервный импульс

Быстро распространяющееся изменение электрического состояния мембраны возбудимой клетки, несущее информацию вдоль её отростка.

Пример: После достаточного воздействия по чувствительному нейрону распространяется серия импульсов.

Синапс

Специализированное место передачи сигнала между клетками, где действие одного нейрона может изменить активность другого нейрона или мышцы.

Пример: В химическом синапсе выделенное вещество связывается с рецепторами следующей клетки.

Рефлекс

Закономерный ответ организма на определённое воздействие, осуществляемый с участием нервной системы.

Пример: При растяжении сухожилия может возникать рефлекторное сокращение соответствующей мышцы.

Рефлекторная дуга

Функциональная цепь от рецептора через нервные пути и центральное звено к исполнительному органу, обеспечивающая конкретный рефлекс.

Пример: Сигнал от рецептора мышцы проходит в спинной мозг и вызывает ответ двигательного нейрона.

Чувствительный нейрон

Нейрон, передающий информацию от рецепторов или периферических структур к центральной нервной системе.

Пример: При прикосновении к коже чувствительный путь передаёт информацию в спинной мозг.

Двигательный нейрон

Нейрон, передающий команду из нервного центра к исполнительной клетке, например к скелетной мышце.

Пример: Двигательный нейрон вызывает сокращение мышцы при одном из спинномозговых рефлексов.

Вставочный нейрон

Нейрон нервного центра, связывающий другие нейроны и участвующий в обработке и изменении передачи сигнала.

Пример: В модели трёхнейронной дуги вставочный нейрон расположен между чувствительным и двигательным.

Пример по шагам

Ученик коснулся горячей поверхности и быстро отдёрнул руку. Почему неверно говорить, что «головной мозг вообще ничего не узнал»?

  1. Рецепторы и чувствительные нейроны передали сигналы в центральную нервную систему.
  2. Спинномозговые цепи могли быстро запустить двигательный ответ до осознанного решения.
  3. Сигналы также достигают головного мозга, где формируется восприятие и план дальнейших действий.

Вывод: Быстрый спинномозговой ответ и участие головного мозга совместимы; схема дуги показывает только часть связей.

Практическая работа

Соберите дугу без опасного стимула

  1. По готовым карточкам постройте две модели ответа: прямую связь чувствительного и двигательного нейронов и связь через вставочный нейрон.
  2. Для каждого звена подпишите направление сигнала и структуру, находящуюся вне или внутри центральной нервной системы.
  3. Добавьте пунктир от центра к головному мозгу и обратно, объяснив, почему это не отменяет спинномозговой рефлекс.

Что можно заключить: Школьная дуга полезна для направления сигналов, но не отражает всю сеть регуляции.

Безопасность: Работайте только с карточками и схемами; не касайтесь горячих предметов, не вызывайте боль и не проверяйте рефлексы ударами без медицинского специалиста.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.