«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов
Центральное торможение (Выдающееся открытие русского физиолога И.М. Сеченова) 27.05.2008

Центральное торможение (Выдающееся открытие русского физиолога И.М. Сеченова)

В самом начале 1863 года в номерах 1—3 газеты "Медицинский вестник", выходившей тогда в Петербурге, появилась статья молодого профессора физиологии Медико-хирургической академии И.М. Сеченова, название которой — "Исследование центров, задерживающих отраженные движения в мозгу лягушки" — сразу привлекло внимание читателей-медиков: что это за центры, о которых писал молодой профессор? Вскоре газета опубликовала еще три статьи ученого (1863, № 34—35; 1864, № 15, 41—42), посвященные этим загадочным центрам, о которых, кстати, Сеченов тогда же сообщил во французской и немецкой медицинской печати. А затем уже в Петербурге вышла обобщающая, ставшая классической, его монография "Физиология нервной системы" (1866), в которой приводились, в частности, результаты исследований открытого Сеченовым так называемого центрального торможения — особых механизмов в головном мозгу, подавляющих или угнетающих рефлексы.

"Его величество эксперимент"

Хотя И.М. Сеченов изучал различные проблемы физиологии (и не одной только физиологии), все же определяющим в его научном творчестве было исследование центральной нервной системы, деятельность которой во многом оставалась "белым пятном" в физиологии. Его внимание многие годы привлекала проблема нормальной деятельности головного мозга — влияние его возбуждения на движение. Тогда в классической схеме рефлекса "чувствительный нерв — нервный центр — двигательный нерв" неясно было, каковы же функции нервного центра. Установить что-то новое в этой области мог только "его величество эксперимент".

Понятие "эксперимент" ученые-физиологи трактуют как "спровоцированное наблюдение", обращенное к природе в условиях, нарочито созданных исследователем. Только при "спровоцированном наблюдении" можно было постигнуть тайны живого организма и оказать существенную помощь задыхавшейся в тисках эмпирического наблюдения клинической медицине.

Сеченов решил доказать существование в мозгу специальных центров, задерживающих отраженные (рефлекторные, вызванные раздражением) движения и определить их местонахождение. После долгих размышлений он наметил три главные серии исследований: перерезка мозга в различных точках; раздражение мозга физическими (при помощи электричества) или химическими агентами; возбуждение нервных центров физиологическими путями.

Все эксперименты он проводил на классическом объекте исследований физиологов того времени — лягушках. С ювелирной точностью производил разрезы мозга, а затем подолгу наблюдал, какие изменения происходили под влиянием каждого разреза в отражательных движениях животных. Полученные факты говорили сами за себя: угнетение отраженной деятельности возникает лишь после разрезов мозга непосредственно перед зрительными буграми и в них самих.

Но достоверны ли были эти факты? Присущая русскому ученому высокая научная добросовестность требовала проведения тщательной проверки. Необходимо было, в частности, исключить влияние других факторов: угнетения общей подвижности подопытной лягушки, потери крови, механического раздражения нервных стволов при перерезке их в полости черепа и др. И снова — во второй, третий, десятый раз — проводит Сеченов специальные эксперименты. Его предположения подтвердились: все эти факторы никакой роли в угнетении рефлекторных явлений не играют.

Вот тогда-то, подводя итог опытам первой серии экспериментов с разрезами мозга, Сеченов и высказал мысль о существовании в мозгу центров, задерживающих отраженные движения: у лягушки, он считал, эти центры находятся в зрительных буграх и, может быть, в продолговатом мозгу.

Но мысль эта, хотя и опиралась на серию опытов, до конца все-таки еще не была подтверждена. Чтобы доказать существование задерживающих движение центров, следовало дать им проявить себя, произвести их возбуждение.

 При этом Сеченов имел в виду, что их деятельность, как и всякий рефлекторный акт, вызывается внешним воздействием: именно поэтому писал он о существовании в нервах "нитей особого рода, которых возбуждение, распространяясь на мозг, вызывало бы в нем особенное состояние, выражающееся угнетением отраженной деятельности". 

В поисках научной истины

В поисках научной истины ученый применил многократно проверенный метод раздражения головного мозга. Так началась вторая серия экспериментов, во время которой Сеченов производил химическое раздражение различных частей мозга лягушки поваренной солью.

Эти эксперименты также отличались особой тонкостью. Вскоре после их начала выяснилось, что соль, приложенная к поперечному разрезу мозга в области четверохолмия, всегда вызывала столь же сильное угнетение отражательной деятельности, как и разрез мозга в этом месте. Угнетение, но не столь сильное, наблюдалось и при раздражении поперечного разреза мозга позади зрительных бугров — а это уже была верхняя часть продолговатого мозга. Существенными оказались и контрольные эксперименты: поваренная соль, будучи приложенной к какому бы то ни было поперечному разрезу спинного мозга, никогда не вызывала понижения отраженной деятельности. Такие же результаты дало и электрическое раздражение поперечных разрезов мозга.

Итак, можно было формулировать заключения. Во-первых, у лягушки механизмы, задерживающие отраженные движения, лежат в зрительных буграх и продолговатом мозгу. Во-вторых, механизмы эти обусловлены деятельностью нервных центров. В-третьих, один из физиологических путей возбуждения этих механизмов к деятельности представляют чувствительные нервы.

Продуманные, физиологически обоснованные эксперименты увенчали труд ученого замечательным результатом — открытием центрального торможения, особой физиологической функции головного мозга. Отныне специальный тормозной центр, расположенный в таламической области головного мозга, получил название "сеченовский центр".

Открытие центрального торможения сам Сеченов рассматривал лишь как начало глубоких исследований центральной нервной системы. "Самая же сущность этих механизмов и их образ действия остались тем не менее совершенной загадкой,— отмечал он. — Все произведенные до сих пор опыты не в силах ответить на вопрос, по-видимому, очень простой: чем обусловливается замеченное нами ослабление отраженной деятельности — подавлением ли чувствительности или угнетением движения? Этот важный вопрос, разумеется, может быть решен только на человеке".

Это действительно был чрезвычайно важный вопрос — последующее развитие науки подтвердило мнение ученого. Но прежде чем перейти к исследованию этих явлений на человеке, следовало установить, носит ли явление центрального торможения универсальный характер — ведь Сеченов открыл его, наблюдая только рефлексы в задних конечностях лягушки. Начались новые эксперименты — они существенно расширили представления о центральном торможении.

Скрупулезно проанализировав их результаты, Сеченов пришел к важному выводу: у лягушки в зрительных буфах четверохолмия и верхней части продолговатого мозга находятся нервные центры, задерживающие всякое отраженное движение, т.е. рефлексы с верхних и нижних конечностей и мышц туловища.

А затем последовал еще один важный вывод. Тормозной ("задерживательный") аппарат, подобно движущему (двигательный нерв и его мышца), находится в постоянном, хотя и небольшом тоническом возбуждении. А поскольку, как он писал, " задерживательный ток (т.е. торможение) выходит из головного мозга", удаление головного мозга у подопытной лягушки облегчает возникновение рефлекса.

В общем, для ученого наступил еще один праздник, ибо дело отнюдь не ограничилось открытием явления центрального торможения. Сеченов, по сути, открыл новый, дотоле неизвестный физиологам процесс в нервной системе — процесс торможения. Только тогда стало ясно, что нервная деятельность состоит из двух процессов — раздражительного и тормозного, из возбуждения и торможения. Именно Сеченов впервые установил, что в головном мозгу наряду с центрами, возбуждающими рефлексы, есть центр или центры, которые тормозят рефлексы. Согласованная деятельность этих центров помогает организму наиболее целесообразно реагировать на сигналы, поступающие в головной мозг. 

"Физиологическая расшифровка" сеченовских работ

Что же дало науке открытие Сеченова? Прежде всего, возможность отыскать ключ к пониманию огромного многообразия рефлекторных ответов живого организма на внешние раздражения. Кроме того, приоткрывалась завеса и над тем удивительным фактом, что человек способен приостанавливать осуществление рефлексов, вплоть до задержки дыхательных и даже таких ритмических сокращений, как сокращение сердечной мышцы, что демонстрируют, например, индийские йоги.

Фактически эксперименты с раздражением зрительных бугров кристаллами поваренной соли позволили Сеченову сделать два кардинальных открытия. Но если первое из них — открытие процесса торможения — было по заслугам оценено еще его современниками, то второе — открытие так называемых ретикулоспинальных влияний, или влияний ретикулярной формации мозгового ствола на спинномозговые рефлексы — получило широкое признание лишь начиная с 40-х годов XX века, после выяснения функций ретикулярной формации головного мозга.

По мнению современных ученых, основные положения Сеченова о характере, механизме и роли центрального торможения и сейчас чрезвычайно важны; при этом многое из того, что было лишь логическим умозаключением, гениальной догадкой Сеченова, встало сейчас на прочный фундамент экспериментальных данных, получило "физиологическую расшифровку".

Добившись небывалого успеха, Сеченов продолжал изучать центральное торможение. К тому времени на собственные деньги ему удалось оснастить свою петербургскую лабораторию многими ценными приборами и инструментами. Эксперименты позволили получить новые факты о сущности изучаемых процессов. В 1866 году в книге "Физиология органов чувств" Сеченов высказал смелые и оригинальные предположения. В частности, он писал о том, что "уже в самом нервном волокне процесс возбуждения принимает качественно различные оттенки по мере изменения раздражителя". По мнению психологов, истинно новаторский характер сеченовской идеи особенно понятен в настоящее время, когда в психофизиологии органов чувств зародился принцип так называемого сенсорного кодирования, объясняющий различие в ощущениях видоизменением процесса возбуждения в одном и том же нервном элементе, а не различием между элементами как структурными единицами.

В "Физиологии органов чувств" Сеченов пропагандировал самые передовые естественнонаучные взгляды, в частности взгляды знаменитого немецкого ученого Г. Гельмгольца, и откровенно критиковал отжившие, по его мнению, физиологические догмы и идеалистические представления. В предисловии он даже писал о двух "противоположных лагерях", из которых "один смотрит на ощущение и его дальнейшее психическое развитие как на непосредственный результат деятельности центральных частей головного мозга, а другой видит в психических актах совершенно особые процессы, идущие лишь параллельно (т.е. независимо) тем материальным изменениям мозгового вещества, которые носят общее название процесса нервного возбуждения».

Сам Сеченов принадлежал, конечно, к первому лагерю — лагерю ученых-материалистов.

В 1868 году Сеченов опубликовал одновременно на русском и немецком языках работу "Об электрическом и химическом раздражении чувствующих спинномозговых нервов лягушки". В тонком и оригинальном эксперименте он установил, что нервные центры малочувствительны к отрывистым толчкам по нерву, а отдельные толчки суммируются нервными центрами в координированное движение.

Так было открыто явление суммации — еще одна важная характеристика нервной деятельности. Открытие явления суммации как особой формы деятельности нервных центров получило универсальное значение.

Вот что писал о сущности этого открытия великий И.П. Павлов, чрезвычайно высоко ценивший своего великого предшественника И.М. Сеченова: "Он (Сеченов. — М.М.) указал, что одиночное раздражение рефлекторного аппарата не может вызвать рефлекса. Для этого необходим ряд толчков. Этот факт Ивана Михайловича представляется капитальнейшим в учении о центральной нервной системе. На свойстве центральной нервной системы — медленно приходить в движение и медленно успокаиваться — зиждется все развитие нервной деятельности, как она обнаруживается в психических проявлениях человеческого мозга".

Профессор Марк МИРСКИЙ
заведующий отделом истории медицины и здравоохранения
Национального НИИ общественного здоровья РАМН


Исходная статья: Газета «Медицинский Вестник» №17-18 (444-445) от 19 мая 2008