Физиология стволовых структур головного мозга. Методы исследования спинного мозга

1. Цель: Формирование у студентов знаний об основных закономерностях функционирования спинного мозга и стволовых структур головного мозга у здорового человека, механизмов их регуляции для понимания важнейших принципов и путей компенсации функциональных расстройств работы нервной системы.
2. Задачи обучения: научить понимать физиологические процессы, регулирующие работу спинного и головного мозга, понимать основные возрастные особенности деятельности нервной системы, привить навыки исследования спинномозговых рефлексов, клинических симптомов поражения стволовых структур мозга и мозжечка.
3. Основные вопросы темы:
4. Спинной мозг.
5. Важнейшие спинальные рефлексы, имеющие клиническое значение.
6. Рефлекторая и проводниковая функции спинного мозга.
7. Продолговатый мозг и варолиев мост.
8. Средний мозг. Статические и статокинетические рефлексы.
9. Восходящие и нисходящие влияния ретикулярной формации.
10. Мозжечок.
11. Промежуточный мозг.
12. Подкорковые центры.
13. Методы обучения и преподавания: Выполнение практических работ, решение ситуационных задач и тестовых заданий по нервной системе. Работа в малых группах (анализ анализ практических работ), обсуждение результатов исследования в малых группах, оформление протоколов.

Практическая работа №1.

ВАЖНЕЙШИЕ СПИНАЛЬНЫЕ РЕФЛЕКСЫ ЧЕЛОВЕКА, ИМЕЮЩИЕ КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.

Цель работы: познакомиться с клинически важными рефлексами человека, приобрести навыки их исследования.

Методика.

     Основу функции нервной системы – от самых простых реакций до наиболее сложных – составляет рефлекторная деятельность, проявляемая сложным взаимодействием безусловных и условных рефлексов.

Надбровный рефлекс. Возникает при ударе неврологическим молоточком по краю надбровной дуги. Рефлекторная дуга: глазной нерв (1 ветвь троичного нерва), чувствительное ядро троичного нерва, двигательное ядро лицевого нерва, лицевой нерв. Ответная реакция – смыкание век.

Нижнечелюстной рефлекс. Возникает при постукивании молоточком по подбородку при слегка открытом рте. Рефлекторная дуга: чувствительные волокна нижнечелюстного нерва    (III ветвь троичного нерва), чувствительное ядро троичного нерва, двигательное его ядро в мосту, двигательные ветви III ветви троичного нерва. Ответная реакция – сокращение жевательных мышц.

Рефлекс сухожилия разгибателя верхней конечности. Возникает при ударе молоточком по сухожилию трёхглавой мышцы. Рефлекторная дуга: мышечно-кожный нерв, VII и VIII шейные сегменты спинного мозга. Ответная реакция – сокращение трёхглавой мышцы плеча и сгибание в локтевом суставе.

Коленный рефлекс.  Возникает при ударе молоточком по плотной связке надколенника ниже коленной чашечки. Рефлекторная дуга: бедренный нерв, III и IV поясничные сегменты спинного мозга. Ответная реакция – сокращение четырёхглавого разгибателя бедра и разгибания голени.

Ахиллов рефлекс. Вызывается ударом молоточка по пяточному (ахиллову) сухожилию. Рефлекторная дуга: большеберцовый нерв (ветвь седалищного нерва), I и II крестцовые сегменты. Ответная реакция – сгибание стопы.

 Для работы необходимо: неврологический молоточек, работа проводится на человеке.

Ход работы.

1. Для определения коленного рефлекса испытуемому предлагают сесть на стул и положить ногу на ногу. Наносят легкий удар неврологическим молоточком по сухожилию четырёхглавой мышцы. Сравнивают рефлексы слева и справа.
2. Определение ахиллова рефлекса производится у испытуемого, стоящего коленями на стуле. Ступни ног свободно свисают. Неврологическим молоточком наносится легкий удар по пяточному (ахиллову) сухожилию. Отмечают, сгибаются ли стопы.
3. При определении локтевого рефлекса полусогнутая и расслабленная рука испытуемого находится на ладони экспериментатора. Большой палец руки экспериментатора ложится на сухожилие двуглавой мышцы испытуемого. Удар молоточком наносится по большому пальцу испытуемого. Отметить, сгибается ли предплечье.
4. При определении рефлекса с трёхглавой мышцы плеча экспериментатор становится сбоку от испытуемого, отводит пассивно его плечо снаружи до горизонтального уровня и поддерживает его левой рукой у локтевого сгиба так, чтобы предплечье свисало под прямым углом. Удар неврологическим молоточком наносится у самого локтевого сгиба. Отметить, разгибается ли предплечье.

Оформить результаты работы и выводы.

При оформлении работы нарисовать рефлекторные дуги спинальных рефлексов и указать, в каких сегментах спинного мозга находятся центры каждого из этих рефлексов.

Практическая работа  № 2. Изучение статических и статокинетических рефлексов.

Существует 2 типа соматических рефлексов. Фазные рефлексы являются основой сложных координированных локомоторных актов. Они обеспечивают перемещение тела (ходьбу, плавание, бег) или его частей в пространстве.

Тонические рефлексы направлены на сохранение естественной позы, т.е. определенной ориентации тела в пространстве, определенного взаимного расположения его частей (у человека – выпрямление позвоночника, стояние на двух ногах, вертикальное положение головы). Они возникают при изменении ориентации головы по отношению к туловищу, при изменении позы, а также в случае перемещения тела в вертикальной или горизонтальной плоскостях, как по прямой, так и по кругу. Тонические рефлексы в свою очередь подразделяются на статические и статокинетические. Наиболее выражены они у децеребрированных животных.

Статические рефлексы возникают при пассивных и активных изменениях положения тела, не связанных с его перемещением в пространстве. К их числу относятся рефлексы положения (позно-тонические) и выпрямительные. Позно-тонические рефлексы возникают при изменениях положения головы по отношению к туловищу. В этих условиях в связи с перемещением центра тяжести тела появляется опасность нарушения равновесия. Одновременно раздражаются отолитовый аппарат вестибулярного анализатора, проприорецепторы мышц и сухожилий, а также кожные рецепторы шеи, что и дает начало позно-тоническим рефлексам. Эти рефлексы приводят к перераспределению тонуса мышц шеи, туловища и конечностей, что обеспечивает поддержку той части тела, куда сместился центр тяжести.

При активных поворотах головы перераспределение мышечного тонуса создает базу для последующего перемещения всего тела. Поэтому у хорошо тренированного спортсмена поворот головы всегда предшествует повороту туловища. Если же с помощью гипсового воротника его исключить, то движения туловища утрачивают быстроту и точность.

Убедиться в существовании позно-тонических рефлексов можно у различных животных.

Для работы необходимо: салфетка из полиэтиленовой пленки, морская свинка.

           Ход работы:

1. Сажают морскую свинку на салфетку из пленки и изучают её естественную позу. Передние и задние лапки у неё согнуты и приведены к туловищу, голова ориентирована теменем кверху; голова, шея и туловище располагаются по продольной оси тела.
2. Взяв морскую свинку за мордочку, поднимают её голову вверх. Отмечают, что в этих условиях передние лапки животного разгибаются (рис. 35), задние же остаются согнутыми, что обусловлено особенностями позы, типичной для данного вида животных.

Выпрямительные рефлексы возникают при нарушении нормальной позы, например при повороте тела, на 90^о или на 180^о (положение на боку или на спине). Они представляют собой цепь тонических рефлексов, направленных на восстановление нормальной позы.

Для работы необходимо: салфетка из полиэтиленовой пленки, морская свинка.

Ход работы.

А. Выпрямительный рефлекс с отолитового аппарата вестибулярного анализатора на мышцы шеи у морской свинки. Поднимают животное вверх, придерживая за плечевой пояс; затем поворачивают туловище на 180^о, голова при этом направлена теменем книзу. Голову вначале прижимают пальцами, затем освобождают. При этом она стремится принять нормальное положение – поворачивается теменем кверху   (рис. 36, а). Переводят туловище морской свинки в вертикальное положение, головой вниз, беря её за таз. Отмечают, что и в этих условиях голова принимает нормальное положение – теменем кверху (рис. 36, б).

Б. Выпрямительные рефлексы с проприорецепторов мышц и сухожилий шеи,  проприорецепторов и кожных рецепторов туловища на мышцы туловища и конечностей у морской свинки. Повторяют предыдущий опыт. Укладывают морскую свинку на один бок. Прижимая голову и туловище ладонью. Затем освобождают голову и плечевой пояс: голова немедленно поворачивается теменем кверху, а за нею и передняя часть туловища. Отмечают, что свинка принимает естественную позу, приподнимаясь на лапках и поворачивая туловище на 90^о спинкой кверху (рис. 37). Поднимают морскую свинку вверх, поворачивают её спинкой книзу и опускают, предоставляя возможность свободного падения. Голова животного тут же принимает исходное положение; вслед за ней поворачивается передняя часть туловища и передние лапки, а затем таз и задние лапки. Животное переворачивается в воздухе на 180^о и приземляется на все четыре лапки.

Рекомендации к оформлению работы. Опишите наблюдаемые статические рефлексы. Укажите назначение позно-тонических и выпрямительных рефлексов.

Статокинетические рефлексы возникают в результате активного или пассивного перемещения тела в пространстве и направлены на сохранение равновесия. В зависимости от характера движения эти рефлексы подразделяются на 2 группы. Одни возникают под влиянием линейного ускорения во время поступательного движения, другие – под влиянием углового ускорения во время вращения.

1. I. Статокинетические рефлексы, возникающие под влиянием линейного ускорения. К рефлексам этого типа относятся рефлексы спуска и подъема («лифтные»), а также рефлексы приземления. Они обусловлены раздражением рецепторов отолитового аппарата и отчасти рецепторов полукружных каналов. В начале подъема под действием положительного ускорения происходит непроизвольное сгибание конечностей и опускание головы и туловища; в конце подъема под действием отрицательного ускорения наступает разгибание конечностей, голова и туловище при этом приподнимаются. При спуске описанные выше реакции сменяют друг друга в обратной последовательности. Это и есть «лифтные» рефлексы.

Рефлекс приземления возникает в безопорной фазе вертикального прыжка. Когда животное находится в воздухе, его конечности разгибаются и направляются вперед, готовясь принять на себя тяжесть тела. Упав, оно пружинит конечностями и этим предохраняет голову и туловище от удара о землю. Убедиться в существовании «лифтных» рефлексов и рефлекса приземления можно на морской свинке и кролике.

   Для работы необходимо: дощечка размером 10х10 см, салфетка из полиэтиленовой пленки, морская свинка, кролик.

  Ход работы. Помещают морскую свинку на площадку и изучают её позу: передние и задние лапки у неё согнуты, голова приподнята (рис. 38. а). Быстро перемещают свинку вместе с площадкой то вверх, то вниз. При этом наблюдают, как именно меняется положение её туловища, головы, лапок. Отмечают, что в начале быстрого спуска передние и задние лапки у свинки выпрямляются, а туловище и голова приподнимаются (рис 38, б). В момент внезапной остановки в конце спуска лапки сгибаются, голова и туловище прижимаются к плоскости опоры (рис. 38, в). При подъеме описанные выше рефлекторные реакции чередуются в обратном порядке.

Приподнимают морскую свинку и удерживают её в воздухе: лапки её полусогнуты и свисают. Затем быстро продвигают её по направлению к земле. Отмечают, что во время движения передние и задние лапки животного разгибаются и вытягиваются вперед, а пальцы расходятся веером. Это и есть рефлекс приземления. Аналогичные изменения в положении конечностей наступают у кролика и морской свинки, если посадить их на стол и быстро продвинуть вперед (рис. 39).

1. II. Статокинетические рефлексы, возникающие под влиянием углового ускорения. Убедиться в существовании статокинетических рефлексов на положительное и отрицательное угловое ускорение удобно на лягушке.

   Для работы необходимо: вращающийся стул, большая воронка, таз с водой, лягушка.

  Ход работы.

1. Наблюдают за характером статокинетических рефлексов, возникающих у лягушки в период неравномерного вращения. Для этого её сажают на вращающийся стул, покрывают сверху большой воронкой и быстро вращают. Отмечают, что в начале вращения, когда сказывается действие положительного углового ускорения, голова лягушки поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения. Вслед за головой в ту же сторону изгибается туловище. Нередко удается наблюдать, как, реагируя на положительное угловое ускорение, лягушка ползет по кругу в сторону, противоположную направлению вращения. После окончания вращения у лягушки восстанавливается исходная поза.
2. Опускают лягушку в таз с водой, ставят таз на вращающийся стул. Отмечают, что во время вращения лягушка уплывает в противоположную вращению сторону.

   Рекомендация к оформлению работы. Перечислите известные Вам статические и статокинетические рефлексы. Укажите их рецептивные поля и значение.

Вывод:

Практическая работа № 3. Изучение основных мозжечковых нарушений.

6. Астения – быстрая мышечная утомляемость и вследствие этого снижение силы мышечных сокращений.
7. Астезия – утрата способности к длительным тетаническим сокращениям.
8. Адиадохокинез – замедление реакции при смене одного типа движения на прямо противоположный.
9. Дистония – нарушение правильной регуляции мышечного тонуса, может проявляться в виде гипотонии или гипертонии.
10. Дисметрия – нарушение размерности двигательного акта.
11. Атаксия – расстройство движений выражается в нарушении координации движений отдельных конечностей.

Например: Промахивание при попытке попасть указательным пальцем в кончик носа или нарушение ходьбы. Атаксия возникает вследствие поражения лобно-мозжечковых путей задних столбов спинного мозга. Наблюдается при ряде заболеваний (рассеянный склероз, врожденные поражения мозжечковых путей).

11. Дизартрия – нарушение артикуляции и плавности речи.
12. Тремор – прерывность движений, наблюдаемая при произвольных движениях. Это объясняется отсутствием сглаживающего влияния мозжечка на то, что в процессе плавного движения мускулатуры ведущая роль принадлежит системе обратной связи «кора – мозжечок».
13. Дезэквилибрация – нарушение равновесия, наблюдается при поражении мозжечка, связанного с вестибулярными ядрами продолговатого мозга.
14. Удаление половины мозжечка ведет к тяжелым нарушениям, проявляющимся на оперированной стороне. При попытке встать животное падает в сторону повреждения, а при попытке стоять возникают вращательные движения.
15. Мозжечковый нистагм – проявляется в движении глазных яблок в момент, когда человек пытается задержать взгляд на точке, расположенной сбоку.

Работа № 4 Зарисовка схемы: «Связи мозжечка с различными отделами ЦНС»

7. Контроль:

          Решение ситуационных задач:

Ситуационная задача

  Повреждено правое полушарие мозжечка. Какие нарушения будут наблюдаться у этого больного?

Ситуационная задача

По команде врача коснуться указательным пальцем кончика носа человек промахивается. Какой отдел мозга может быть поражен? Какими клиническими пробами можно выявить поражение этого отдела мозга?

Ситуационная задача

 У девочки 8 лет отмечается пошатывание при ходьбе, изменение, промахивание при пальце-носовой пробе. Деятельность, каких отделов ЦНС нарушена?

 Ситуационная задача

Человек с вытянутыми вперед руками при закрытых глазах падает вперед. Какой отдел мозга поражен?

Ситуационная задача

    Во время наркоза на ЭЭГ у больного возникли потенциалы амплитудой 280 мВ и частотой около 0,57 Гц. Достаточна ли глубина наркоза для проведения операции?

Алгоритм решения:

1. Понятие о методе ЭЭГ.
2. Основные виды волн ЭЭГ и их характеристика.
3. Природа волн ЭЭГ.
4. Связь отдельных видов волн с функциональным состоянием мозга. Оценка данных.

Ситуационная задача

   Человек делает шаг вперед правой ногой, какая рука при этом движется вперед и почему?

Алгоритм решения:

1. Понятие координирующей деятельности ЦНС.
2. Основы этой деятельности: нервные процессы, их взаимодействие, механизмы, лежащие в основе координации двигательных актов.
3. Уровни ЦНС, участвующие в формировании и регуляции сложных приспособительных двигательных актов.

Методы исследования функций коры большого мозга. Цереброспинальная жидкость: функциональное значение, образование, циркуляция, реабсорбция.

2. Цель: Формирование у студентов знаний об основных закономерностях функционирования коры большого мозга у здорового человека, механизмов регуляции образования, циркуляции и реабсорбции цереброспинальной жидкости для понимания важнейших принципов и путей компенсации функциональных расстройств работы нервной  системы.
3. Задачи обучения: научить понимать физиологические  процессы, регулирующие работу спинного мозга, понимать основные возрастные особенности деятельности нервной системы,  привить навыки электроэнцефалографии и реоэнцефалографии
4. Основные вопросы темы:
5. Основные методы исследования функций ЦНС у человека.
6. Электроэнцефалография. Ритмы ЭЭГ
7. Реоэнцефалография. Методика и значение РЭГ.
8. Стереотаксическая методика
9. Функциональная организация коры больших полушарий. Функциональная асимметрия коры.

6  Цереброспинальная жидкость: функциональное значение, образование, циркуляция, реабсорбция.

5. Методы обучения и преподавания: Выполнение практических работ: ЭЭГ. РЭГ. Разбор и обсуждение клинических случаев интегрированных со смежными дисциплинами. Работа в малых группах, обсуждение результатов исследования, оформление протоколов, рубежный контроль.

Практическая работа №1.

Электроэнцефалографический анализ деятельности головного мозга. РАБОТА С ПРИБОРОМ «НЕЙРОКОМ»

Цель работы: освоить методику электроэнцефалографического анализа деятельности головного мозга.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его суммарных электрических потенциалов. В клинических исследованиях ЭЭГ отводится с помощью электродов, расположенных на интактных покровах головы человека и в некоторых экстракраниальных точках.

Рис 1. Международная схема расположения электродов 10-20. Буквенные индексы означают: О – затылочное отведение; Р – теменное отведение, С – центральное отведение; F – лобное отведение; Т – височное отведение; Та – переднее височное отведение; Тр -заднее височное отведение; d – правое полушарие мозга; s – левое полушарие. Отведение ЭЭГ может быть монополярным, при котором активный электрод располагается над определенным участком мозга, а пассивный (референтный) – на мочке уха, подбородке или на носу. При биполярном отведении регистрируется изменение разности потенциалов между электродами, расположенными над мозгом. Различают следующие ритмы ЭЭГ.

Основными характеристиками ЭЭГ являются частота и амплитуда. Частота определяется количеством колебаний в секунду и выражается в герцах (Гц). Амплитуда измеряется от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе и выражается в микровольтах (мкВ). Для пересчета используется калибровочный сигнал. В соответствии с международным стандартом отклонение пера на 7 мм соответствует 50 мкВ.

Пример: I – измерение частоты; II – измерение амплитуды на ЭЭГ.

Методика:

1. Установить с помощью шлема электроды для лобного и затылочного отведений при биполярном способе записи.
2. Провести калибровку прибора.
3. Осуществить регистрацию ЭЭГ при открытых и закрытых глазах.

1. Определить частоту и амплитуду альфа-ритма затылочных и лобных отведений ЭЭГ при открытых и закрытых глазах. Частоту альфа-ритма определяют на случайных односекундных отрезках ЭЭГ на протяжении времени регистрации и выражают в виде средней величины в герцах; максимальную амплитуду альфа-волн измеряют от пика до пика и приводят к калибровке.

Оформить результаты работы и выводы.

РЕОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ. РАБОТА НА АППАРАТЕ РЕОГРАФ.

(по аналогии с реовазографией, только заменить термин и способ наложения электродов- Судаков стр. 261)

Цель работы: освоить методику реоэнцефалографического анализа деятельности головного мозга.

Ход работы: Подключить реоплетизмограф РПГ-2-02 к контуру заземления.Установив кнопки управления передней панели прибора в следующие положения:

«калибр»                     0,1 см – включение

«отсчет»                      0,5 см – отключение

«отсчет»                      1 к – вкл                   2 к – откл

«диапазон»                 50 ом – откл            100 ом – вкл

Подключить к разъему «Вход» входной кабель с колодкой подключения, а выходные кабели информативных выходов «РЕО», «ДФФ» первого канала прибора. Разъемы выходных кабелей присоединить к выходам кардиографа. Включить прибор в сеть. После 5-мин-го прогрева прибора произвести запись калибровочного сигнала, включив лентопротяжный механизм кардиографа. Установить амплитуду записи сигнала «РЕО» на 1,0 или 20 мм, что будет соответствовать масштабу записи 10мм/0,1 ом или 10мм/0,05 ом соответственно. После записи калибровки накладываем на исследуемого электроды два потенциальных на лобные бугры и два токовых на височную область. Исследуемый участок тела, расположенный между электродами зондируется высококачественным током, для которого он представляет определенное сопротивление. Изменение этого сопротивления при притоке и оттоке крови, имеющий удельное сопротивление, преобразуется в электрический сигнал и регистрируется в электрокардиографе. При вышеуказанном лобно-височном отведении регистрируется реоэнцефалограмма бассейна передней мозговой артерии.

РЕОЭНЦЕФАЛОГРАММА В МЕДИЦИНЕ

Метод РЭГ выгодно отличается от др. методов гемодинамики изучения сравнительной простотой, отсутствием противопоказаний применения, достаточной надежностью и объективностью результатов. Этот метод позволяет получить графическую информацию о состоянии мозгового кровообращения и открывает большие возможности для динамического изучения церебральной гемодинамики при различных заболеваниях ССС.

КОНТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЭГ

Правильно записанная РЭГ представляет собой кривую волны, которой синхронны пульсу и соответствует циклам сердечной деятельности. Одновременно с РЭГ принято записывать (ЭКГ и первую производную РЭГ, которая позволяет определить скорость изменения сопротивления участка тела в любой момент времени). (См. Руководство к практическим занятиям по физиологии Г. И. Косицкий стр. 39)

7. Контроль: 

Решение ситуационных задач:

Задача № 6.

После травмы спинного мозга у человека появилось непроизвольное мочеиспускание. Какова локализация повреждения? 

Задача № 19.

У человека в результате травмы произошел «половинный» разрыв спинного мозга справа на уровне нижних грудных сегментов. Какие последствия нужно ожидать при этом и почему?

Задача № 39.

После травмы спинного мозга в шейном отделе у человека исчезли сухожильные рефлексы нижних конечностей. Каков физиологический механизм этого явления?

 Задача № 41.

У человека отсутствует коленный рефлекс. Назовите возможные причины. 

Вопросы рубежного контроля:

 1.Основные методы исследования функций ЦНС у человека. Электроэнцефалография. Реоэнцефалография.

2. Функциональная организация коры больших полушарий.
3. Продолговатый мозг и варолиев мост.
4. Средний мозг. Статические и статокинетические рефлексы.
5. Восходящие и нисходящие влияния ретикулярной формации.
6. Мозжечок.
7. Промежуточный мозг.
8. Подкорковые центры.
9. Спинной мозг.
10. Важнейшие спинальные рефлексы, имеющие клиническое значение.
11. Рефлекторая и проводниковая функции спинного мозга.
12. Цереброспинальная жидкость: функциональное значение, образование, циркуляция, реабсорбция.

    Тесты рубежного контроля: