Место физиологии ЦНС в системе естественных и психологических наук

Физиология – это наука, изучающая жизнедеятельность целостного организма и его частей – систем, органов, клеток, выясняющая причины и механизмы этой деятельности, законы ее протекания и взаимодействия с внешней средой, а также физические и химические основы разных проявлений жизнедеятельности.

В физиологии выделяют на правах отдельных дисциплин: общую физиологию, физиологию высшей нервной деятельности. В качестве разделов физиологии человека выделяются: физиология труда, спорта, авиационная и космическая физиология. Существует также сравнительная, экологическая, возрастная физиология и климатофизиология. Особое место занимает физиология центральной нервной системы. Физиология ЦНС изучает состав и функции главных составных частей нервной системы, таких как головной и спинной мозг.

Предмет физиологии ЦНС заключается в изучении закономерностей процесса становления, развития и функционирования регулятивных основ нервной системы человека и животного, прежде всего спинного и головного мозга. Изучение строения и функций нервной системы осуществляется с учетом филогенеза и онтогенеза, в тесном взаимодействии с окружающей, в том числе и социальной средой.

Методы физиологии – это определенный арсенал приемов и способов изучения физиологических явлений, принятый в данной области знания и предназначенный для расширения возможностей познания. Методический набор физиологического изучения ЦНС можно представить следующим образом:

- поведенческие методы – изучение поведения животных в неволе и естественных условиях обитания, а также клиническое наблюдение за травмами головного и спинного мозга;

- морфологические методы связаны с окрашиванием нервной ткани для световой и электронной микроскопии;

- физиологические методы – методы экспериментального повреждения, удаления или разрушения нервной ткани;

- метод электростимуляции и электрической регистрации – наблюдение за работой определенных участков нервной системы после подачи стимульного раздражения и снятие биоэлектрических потенциалов с различных объектов нервной системы: клеток, мембраны, целого органа.

- химические методы радиографии – фоторегистрация распространения меченого вещества в структурах нервной системы.

История развития физиологии ЦНС. Попытки познания жизнедеятельности организма человека и животного были сделаны ещё на заре развития цивилизации. В дошедших до нас сочинениях философов и врачей Древнего Китая, Индии, Греции, Рима имеются указания на некоторые анатомо-физиологические представления. Научного исследования организма в древности не существовало, хотя и были попытки проведения экспериментов на животных. Не проводилось научного исследования организма и во времена средневековья, когда попытки познать природу, в том числе изучать строение человека, жестоко преследовалось церковью.

Физиология как наука, применяющая экспериментальный метод исследования, ведёт своё начало от работ английского врача, анатома и физиолога Гарвея, который открыл кровообращение.

Успехи анатомии предшествовали успехам физиологии, т.к. понимание строения организма, структуры его органов являются необходимой предпосылкой к изучению функций. Проведённые в XVI столетии исследования основоположников анатомии Везалия, Коломбо, Фаллопия и др. анатомов подготовили почву для физиологических открытий.

Огромное значение для развития физиологии имело открытие рефлекса Декартом в первой половине XVII столетия. Исключительно важными для физиологии были оценённые позднее открытия и взгляды великого русского естествоиспытатели М.В. Ломоносова, намного опередившего воззрения своей эпохи. Ломоносов в 1748 г. сформулировал закон сохранения веществ и движения, который в XIX столетии лёг в основу важнейших физиологических исследований обмена веществ и превращения энергии в организме. В XVII – XVIII столетии господствовал метафизический образ мышления: идея развития была чужда науке, и все явления в природе рассматривались как постоянные и неизменные.

В XIX столетии физиология полностью отделилась от анатомии и гистологии, и стала самостоятельной наукой. Важнейшее значение для физиологии имели достижения и открытия в смежных областях знаний: успехи органической химии, доказательство закона сохранения и превращения энергии, открытие клетки и создание теории органического мира.

В XIX веке была создана рефлекторная теория нервной деятельности. Были изучены спинномозговые рефлексы и проведён анализ рефлекторной дуги. Выдающееся значение имели труды И.М. Сеченова, открывшего процессы торможения в ЦНС. Сеченов заложил основу разработанной в дальнейшем Павловым физиологии ВНД.

В XX веке начался новый этап в развитии физиологии, характерной чертой которого был переход от узкоаналитического к широкому синтетическому пониманию жизненных процессов. Важнейшим достижением физиологии стало созданное Павловым учение о ВНД. Павлов расширил и развил рефлекторную теорию и на её основе раскрыл нервный механизм, обеспечивающий наиболее совершенные и сложные формы реагирования человека и высших животных на воздействия внешней среды. Этим механизмом является условный рефлекс, а органом ВНД – кора больших полушарий головного мозга. Выяснение закономерностей ВНД животных позволило вплотную подойти к раскрытию законов деятельности головного мозга. Результатом этого явилось учение о двух сигнальных системах, из которых вторая присуща только человеку, связана с речью и абстрактным мышлением. Развилась особая область науки, которую называют микрофизиологией, занимающаяся изучением с одной стороны микрообъектов, а с другой – процессов, протекающих в микроинтервалы (в промежутки, равные или меньше тысячных долей секунды) и выражающихся в количественно очень малых измерениях. Возможность измерения чрезвычайно малых по величине и коротких по продолжительности процессов в организме и его структурных элементах явилась результатом достижений физики и электроники, физической, неорганической и органической химии.

В XX веке были подвергнуты детальному исследованию процессы обмена, т.е. процессы последовательных превращений различных химических изменений в клетках, тканях, органах. Затем от выяснения химической статики перешли к выяснению химической динамики. На основе изучения химической динамики в организме удалось установить связь различных химических процессов с функциональными изменениями, физиологической деятельностью и зародилось направление, которое называют химической физиологией.

Учение о медиаторах посвящено изучению физиологической роли некоторых химических соединений, образующихся в нервных окончаниях. Медиаторы – это химические передатчики нервных импульсов с нервных окончаний на клетки периферических органов или на нервные клетки. Благодаря достижениям учению о медиаторах раскрылась важная роль некоторых химических соединений в регуляции жизнедеятельности организма.

Связь физиологии со смежными науками. Физиология ЦНС тесно связана с рядом смежных наук: физикой, химией, биофизикой и биохимией, которые изучают отдельные проявления жизнедеятельности организма или его частей, т.е. элементы единого целого – физиологической функции. Физиология ЦНС тесно связана с морфологическими науками – анатомией, гистологией, цитологией.

Физиология ЦНС опирается также на общую биологию, эволюционное учение и эмбриологию. В последние годы большое значение для физиологии приобретает кибернетика – наука об общих принципах управления и связи в механизмах и живых организмах.