Компания «Нейроботикс», основанная в феврале 2004 года, начала свою деятельность с разработки и производства оборудования для исследований в области нейронаук - нейрофизиологии и психофизиологии человека, а также оборудования для поведенческих и физиологическех экспериментов на животных. Интерфейсом мозг-компьютер компания занимается с 2006 года.

С 2007 года «Нейроботикс» поставляет импортное оборудование зарубежных производителей, специализирующееся на нейрофизиологии, психологии, физиологии животных (Brain Products GmbH, ADInstruments, Plexon, Noldus, Cambridge Cognition, Stoelting, WPI, MazeEngineering, Warner Instruments и до 2018 г. SensoMotoric Instruments).

Компания выполнила несколько НИОКР для ФСБ, ФСО, МО, Следственного Комитета, ФПИ, МПТ. Предметные области проектов - психофизиология, инженерная эргономика, интерфейс «мозг-компьютер».

С августа 2011 г. большую часть собственной прибыли компания Нейроботикс инвестирует в антропоморфную робототехнику и системы биоуправления роботами на основе ЭЭГ и ЭМГ. В 2015 году Нейроботикс инвестировал часть прибыли в собственные проекты по импортозамещению нескольких популярных продуктов для исследований в области физиологии и поведения животных, они представлены на сайте – это системы Минотавр, Шелтер, Систола, Флогистон, рестрейнер Теремок. Компания Нейроботикс имеет свой собственный производственный цех. В результате такого импортозамещения на рынке РФ появилось оборудование в 4-10 раз более дешевое, чем импортные аналоги. При этом технические характеристики оборудования зачастую превосходят характеристики своих импортных аналогов в силу использования новой компонентной базы и учета спецификаций нескольких изделий-аналогов.

С октября 2014 года по октябрь 2015 компания «Нейроботикс» по Госконтракту с ЦНИИмаш (Заказчик – Роскосмос) разработала опытный образец антропоморфного робота Андронавта для выполнения операций внутрикорабельной деятельности в космосе, включая оказание психологической и информационной поддержки космонавтам.

В первой половине 2016 года «Нейроботикс» поставил оборудование для уроков по нейроуправлению (нейрогарнитуры Нейробелт-8), роботов M-Bot и квадрокоптеры Parrot в 5 российских школ (Долгопрудный, Ханты-Мансийск, Набережные Челны, Калининград, Королев) и в Центр «Сириус» (Сочи). Именно это оборудование использовалось для соревнований World Skills в мае 2016 года.

8 октября 2016 года в Цюрихе команда «Нейроботикса» приняла участие в первых международных соревнованиях бионических спортсменов Cybathlon-2016 по дисциплинам BCI и EXO. Для дисциплины EXO был разработан экзоскелет, а для дисциплины BCI использовалась нейрогарнитура Нейробелт-8. «Нейроботикс» была единственным участником, представлявшим Россию в этих дисциплинах.

Клиенты компании «Нейроботикс» – МГУ им Ломоносова, БФУ им Канта, СПбГУ, САФУ, ЮФУ, Университеты Томска, Ярославля, Нижнего Новгорода, Самары, Саратова, Волгограда, Калуги, исследовательский институты РАН и РАМН, ФМБА, МО, ОКБ Сухой, банк ВТБ-24, компании Яндекс, IPSOS, TNS-Global, клиенты из Молдавии, Казахстана и Азербайджана и многие другие.

Анатомия и физиология человека - это биологические науки, тесно взаимосвязанные между собой, объектом изучения которых является организм человека. Исторически они сформировались ранее других наук, изучающих биологию человека, и впоследствии дали начало другим биологическим наукам. Выделение этих наук из общей анатомии и физиологии связано с тем, что человек как биологический вид является уникальным и отличается от животных по целому ряду анатомических признаков, сложной высшей нервной деятельностью и своей социальной сущностью.

Физиология обязана своим возникновением потребностям медицины, а также стремлению человека познать себя, сущность и проявления жизни на различных уровнях ее организации.

Анатомия человека (от греч. anatome - ассечение) - это наука, изучающая форму, внешнее и внутреннее строение тела человека.

Физиология человека (от греч. physis - природа, logos - наука) изучает процессы жизнедеятельности и закономерности функционирования организма человека, его отдельных систем, органов, тканей и клеток. Анатомия и физиология человека изучает особенности строения и жизнедеятельности организма в процессе индивидуального развития. Анатомия и физиология человека неотделимы от медицины, они служат фундаментом для нее. Медицина опирается на знания об анатомии и физиологии человека для решения проблем, связанных с сохранением здоровья и работоспособности человека, его лечения и восстановления здоровья.

Программа обучения по специальности

Уровни организации живого организма. Молекулярные механизмы физиологических процессов. Ферменты, биологически активные вещества. Цитофизиология. Функции основных систем организма. Восприятие, переработка и передача информации. Регуляция функций и системы обеспечения гомеостаза. Иммунитет. Закономерности интегративной деятельности мозга. Механизмы памяти. Эмоции и мотивации. Обучение, речь, мышление. Физиология поведения: физиологические основы целенаправленного поведения, формы поведения, функциональное состояние и поведение, индивидуальные различия. Коммуникативное поведение. Экологическая физиология: взаимодействие организма и среды. Климатогеографические и социальные факторы среды. Адаптация организма к различным условиям. Стресс и адаптация, возраст и адаптация.

И анатомия, и физиология человека в целом подразделяются на ряд направлений:

• Нормальная анатомия и нормальная физиология изучает строение и функции здорового организма.
• Возрастная анатомия и возрастная физиология изучает особенности и изменения строения и функций организма в процессе индивидуального развития человека
• Патологическая анатомия и патологическая физиология изучает особенности строения и функции больного организма или имеющего различные врожденные отклонения от нормы.
• Частная анатомия и частная физиология изучает строение и функционирование отдельных органов и их систем в норме и при различных состояниях.

Система органов - это совокупность органов, объединенных выполнением определенной функции и связанных в своем развитии. В организме человека выделяют следующие системы органов:

• Опорно-двигательная (костная и мышечная система)
• Нервная система
• Система органов пищеварения
• Система органов дыхания
• Сердечно-сосудистая система
• Мочевыделительная система
• Система органов размножения
• Система желез внутренней секреции
• Система органов чувств
• Иммунная система

Теоретические вопросы:

1. Биоэлектрические явления в тканях: понятие о раздражимости, возбудимости, торможении. Природа ПП и ПД. Нейрофизиологические механизмы торможения.

2. Понятие «рефлекс». Структура рефлекторной дуги. Понятие «нервный центр» на примере дыхательного центра. Свойства нервных центров. Роль И.М. Сеченова и И.П. Павлова в формировании и развитии рефлекторной теории.

3. Понятие о низшей и высшей нервной деятельности, о безусловных и условных рефлексах, временных нервных связях.

4. Понятие, общий план строения, общие свойства анализаторов. Морфофункциональная организация зрительного анализатора. Аномалии рефракции.

5. Морфофункциональная организация нервной системы. Основные отделы центральной нервной системы.

6. Внутренняя среда организма. Значение, функции и строение крови.

7. Морфофункциональная организация сердечно-сосудистой системы. Физиологические свойства сердечной мышцы. Регуляция сердечной деятельности.

8. Понятие дыхания. Морфофункциональная организация дыхательной системы.

Понятие «биоэлектрические явления в тканях», их способ регистрации. Дать определение понятиям: раздражимость, возбудимость, возбуждение, торможение. Мембранно-ионная теория возникновения биопотенциалов ПП, ПД (В.Ю. Чаговец (1896), Бернштейн (1902-1903), Ходжкин, Хаксли, Кац.(1949-1952): особенности строения мембраны, объясняющие происхождение ПП и МП. Отметить наличие 2-х видов каналов для потенциалобразующих ионов. Показать избирательную проницаемость мембраны при формировании ПП. Указать величину МП покоя для нерва и мышцы. Составить представление о равновесном потенциале и силах, его формирующих. Показать избирательную проницаемость мембраны при развитии отдельных фаз ПД. Раскрыть понятия: начальная деполяризация, инверсия заряда - «овершут», реполяризация, следовая деполяризация, следовая гиперполяризация; значение пассивных и активных механизмов в их осуществлении. Раскрыть понятия пороговый потенциал деполяризации мембраны (е), критический уровень деполяризации (Е к), пик ПД. Волна возбуждения как совокупность изменений электрического состояния мембраны. Характеристики отдельных ее компонентов: амплитуды и длительности пика ПД, следовой деи гиперполяризации. Изменение возбудимости в разные фазы волны возбуждения. Абсолютная и относительная рефрактерность, экзальтация, субнормальная возбудимость. По механизму торможение классифицируют как: первичное и вторичное, деполяризационное и гиперполяризационное; пресинаптическое и постсинаптическое торможение. Возвратное и прямое торможение при участии клетки Реншоу.

Дать понятия - внутренняя среда, гомеостаз. Перечислить экстравазарные жидкие среды, интравазарные жидкие среды, специализированные среды, указать их количество и взаимосвязь. Отметить скорость обмена веществ между интраи экстравазарными жидкостями. Дать понятия – кровь, плазма крови, сыворотка, дефебринированная кровь. Состав и функции крови, Объем циркулирующей крови. Представление о крови, как о системе (Г.Ф. Ланг). Гематокрит (Hct): гипои гиперволемия. Изменение Hct при мышечной работе. Состав плазмы. Перечислить функции белков плазмы. Перечислить физико-химические свойства крови. Солевой состав плазмы. Ответить на вопрос: «Чем определяется осмотическое давление плазмы, а чем – онкотическое давление плазмы?». Величины осмотического и онкотического давлений плазмы. Изотонический раствор плазмы, гемолиз, плазмолиз, мера осмотической стойкости эритроцицов. Виды гемолиза. Дать понятие – иммунитет. Перечислить виды иммунитета. Перечислить неспецифические факторы защиты. Группы крови: система АВО, представительство агглютининов и агглютиногенов. Показать на схеме результат реакции взаимодействия эритроцитов крови человека I, II, III, IV групп (0 , А, В, АВ0) с сывороткой 4-х групп, т.е. с, 0. Объяснить взаимодействие.

Морфофункциональная организация сердечно-сосудистой системы: круги кровообращения, время кругооборота крови; сосуды в системе кровообращения, линейная скорость кровотока в них; депо крови: селезенка, печень, тонкостенные. Центральный орган системы кровообращения – сердце: общие принципы строения, масса сердца, стенка, камеры, клапаны сердца, два типа миоцитов миокарда. Одностороннее движение крови в сердце. Возврат крови к сердцу. Свойства сердечной мышцы: возбудимость, автоматия. Опыт Станиуса. Сократимость: закон «все или ничего». Проводимость: скорость проведения возбуждения по основной и атипической ткани сердца. Задержка в проведении возбуждения. Внутрисердечные механизмы регуляции: внутриклеточные; внутрисердечные - гетерометрическая саморегуляция – закон сердечного волокна Франка - Старлинга. Гомеометрическая саморегуляция – закон сердечного ритма Бенбриджа. Внесердечные механизмы регуляции: нервные влияния из ЦНС по блуждающим и симпатическим нервам. Тонус центров сердечных нервов. Роль гипоталамических нервных центров и коры больших полушарий в регуляции работы сердца.

Понятия – дыхание и процесс дыхания: внешнее или легочное; транспорт газов кровью. Система органов дыхания: полость носа, гортань, трахея, бронхи, легкие. Особенности строения дыхательных путей (хрящевой остов, мерцательный эпителий). Внешнее дыхание. Механизм вдоха – выдоха. Модель Дондерса. Значение воздухоносных путей. Просвет дыхательных путей – эластическая тяга легочных альвеол, отрицательное давление в плевральной щели, изменение давления в плевральной щели при вдохе и выдохе. Пневмоторакс открытый и закрытый. Газообмен в легких. Показатели вентиляции легких: дыхательный цикл, частота дыхания, легочные объемы: дыхательный объем, резервы вдоха и выдоха, Остаточный объем. Функциональная остаточная емкость, ЖЕЛ. Общая емкость легких. Вентиляция альвеол. Состав вдыхаемого, выдыхаемого альвеолярного воздуха. Парциальное давление газов. Диффузия О 2 и СО 2 в альвеолах легких. Диффузия О 2 и СО 2 , изменение парциального давления газов по ходу движения газов в организме. Транспорт газов кровью. Кислородсвязывающая способность гемоглобина. КЕК. КУК. Рефлекторная и гуморальная регуляция дыхания. Механои хеморецепторы дыхательной системы. Пневмотоксический центр продолговатого мозга моста. Роль надмостовых структур. Роль гуморальных факторов в регуляции дыхания.

Понятие анализатора по И.П.Павлову. Перечислить и объяснить общие принципы строения анализаторов - сенсорных систем (многослойность, многоканальность, принципы «сенсорных воронок»; дифференцировка анализаторных систем по горизонтали и вертикали). Основные функции анализаторов. Общие свойства: пороги восприятия (абсолютные и разностные), адаптация. Строение глаза. Слепое пятно, центральная ямка - желтое пятно. Оптические среды глаза. Редуцированная модель глаза. Понятие фокус. Фокусное расстояние. Узловая точка глаза. Оптическая сила глаза при отсутствии аккомодации. Преломляющая сила глаза. Аккомодация газа. Ближняя и дальняя точки ясного видения. Пределы аккомодации, возрастные особенности. Аномалии рефракции глаза. Рецепторный аппарат глаза. Трехкомпонентная теория цветовосприятия Гельмгольца. Распределение рецепторов по сетчатке глаза Острота зрения. Цветовое и черно - белое поле зрения. Бинокулярное зрение

Общий план строения нервной системы. Функции отделов нервной системы. Структурно-функциональная характеристика спинного мозга: длина, масса, диаметр, где начинается и где заканчивается по отношению к позвоночнику, борозды, щели. Оболочки. Сегментарное строение. Отделы спинного мозга, количество сегментов в отделах спинного мозга. Поперечный разрез спинного мозга. Серое и белое вещество спинного мозга, из чего оно состоит? Задние, промежуточные и передние столбы; задние, боковые и передние рога; задние и передние корешки спинного мозга. Спинномозговые нервы, соответствие сегментам и распределение по отделам спинного мозга. 4 ветви спинномозгового нерва, их функции. На схеме показать отделы ствола головного мозга. Перечислить черепно-мозговые нервы моста и продолговатого мозга. Отметить жизненно важные центры продолговатого мозга. Указать функции тонкого и клиновидного ядер продолговатого мозга. Красных ядер и черной субстанции среднего мозга. Функции ретикулярной формации ствола мозга. На схеме показать расположение структур лимбического мозга, ометить их роль в организации эмоций. Отметить основные функции базальных ганглиев, роль первичных, вторичных, третичных проекционных зон в коре большого мозга. Показать роль коры большого мозга «как распорядителя и распределителя всех функций», согласно И.П.Павлову.

Понятие – рефлекс. Структура рефлекторной дуги (доказательство одностороннего проведения возбуждения по рефлекторной дуге; доказательство необходимости всех звеньев рефлекторной дуги для осуществления рефлекса). Моносинаптическая и полисинаптическая рефлекторные дуги. Относительная величина времени рефлекса в зависимости от числа синаптических переключений и от силы раздражителя, вызывающего ответ. Понятие – латентный период рефлекса Понятие нервный центр. Многоуровневая организация нервного центра на примере дыхательного центра Свойства нервных центров: одностороннее проведение возбуждения, задержка в проведении возбуждения, иррадиация, концентрация, суммация (последовательная и пространственная), окклюзия, «облегчение» проведения возбуждения, трансформация ритма проведения возбуждения, явление последействия, «проторяемость» пути проведения возбуждения», повышенная чувствительность к недостатку кислорода, утомляемость. Мысли И.М. Сеченова о рефлекторной природе «психической жизни», изложенные в книге «Рефлексы головного мозга». Объяснение целесообразных форм поведения (приспособительные реакции на полезные и вредные раздражители; «разумность невольных рефлексов», показанная им на примере с обезглавленной лягушкой; способность головного мозга регулировать работу спинного мозга). «Сеченовское торможение». Правило Сеченова: «активный отдых лучше чем пассивный восстанавливает работоспособность» и т.д. Сформулировать и объяснить три принципа рефлекторной теории И.М. Сеченова – И.П. Павлова. Идея о ведущей роли нервной системы в регуляции деятельности органов и систем. Учение об безусловных и условных рефлексах, условиях и механизмах их выработки

Дать определения понятиям ННД и ВНД, отметив функции обоих отделов нервной системы. Дать сравнительную характеристику безусловных и условных рефлексов. Перечислить условия формирования условных рефлексов. Этапы формирования условных рефлексов. Показать механизм выработки условного слюноотделительного рефлекса на какойлибо раздражитель внешней среды. Отметить какие факторы влияют на устойчивость условных рефлексов. Привести классификацию условных рефлексов в зависимости от порядкового номера их выработки на безе безусловного рефлекса. На основе каких сигналов вырабатываются рефлексы высшего порядка. Привести классификацию условных рефлексов в зависимости от времени действия сигнала и подкрепления, каково их биологическое значение. Охарактеризовать два вида безусловного торможения (запредельное и индукционно). Как на примере безусловного торможения «работают» закон силы и закон времени действия внешних раздражителей. Какой из видов индукционного торможения является основой для проявления ориентировочной реакции на сильный свет или звук? Какой отдел головного мозга принимает участие в организации ориентировочной реакции? Перечислить 4 вида торможения условных рефлексов, привести примеры.

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Физиология человека и животных», Ростовский государственный университет, Учебно-научно-исследовательский институт валеологии

Ростовский государственный университет

Учебно-научно-исследовательский институт валеологии

Утверждено на совместном заседании кафедры физиологии человека и животных и УНИИ Валеологии РГУ – 10 мая 2001 г.

Зав.кафедрой физиологии человека и животных, директор УНИИВ РГУ, профессор Г.А.Кураев

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ « Физиология человека и животных »

Доктор биол.наук, проф. Г.А.Кураев

Ростов-на-Дону

Программа курса «физиология человека и животных»
для студентов 3 курса ЗО биолого-почвенного факультета
специальность «педагог-валеолог»
(доктор биол.наук, проф. Г.А.Кураев)

Пояснительная записка

Курс физиологии человека и животных для студентов ЗО биолого-почвенного факультета по специальности «педагог-валеолог» университета существенно отличается от курса, читаемого для студентов медицинских и педагогических специальностей. В отличие от медиков и педагогов, валеологи должны уделять основное внимание эволюции физиологических функций, понимать, как происходит их формирование у живых существ разных видов с акцентом на возрастные особенности физиологических процессов у человека, как влияют на развитие функций систем организма экологические факторы, образ жизни организма, как происходит функциональная адаптация к природным, в том числе – социальным, условиям жизни, и как влияют на психологический статус человека факторы социального окружения, среды.

В основном, физиология человека многие годы изучается по традиционно составленным учебникам для медицинских вузов, где рассматриваются вопросы нормальной физиологии. К такой категории учебников относятся учебники Е.Б. Бабского и др, 1972 г. издания, коллектива авторов под редакцией Б.И.Ткаченко, 1994; В.М. Покровского и др., 1997 г; «Физиологические основы здоровья человека» под ред.Б.И.Ткаченко, 2001.

Программа курса физиологии человека и животных Ростовского госуниверситета предусматривает представление студентам развитие физиологических функций в филогенезе, онтогенезе, с учетом генетических и фенотипических факторов, влияющих на функционирование разных уровней организации структур и систем организма, начиная от субклеточного уровня и заканчивая целостным организмом. В курсе лекций предусматривается изучение значения функций систем организма для развития и реабилитации их адаптивных, резервных, компенсаторных возможностей.

Наименование разделов, тем	Количество часов
		Семинарские. Занятия	Самостоят.работа
Тема 1. Предмет физиологии. История физиологии.
Тема 2. Физиология возбудимых тканей. Физиология нервной ткани.
Тема 3. Физиология мышечной ткани. Физиология железистой ткани.
Тема 4. Принципы организации управления функциями организма. Физиология центральной нервной системы.
Тема 5. Физиология вегетативной нервной системы. Внутренняя среда организма.
Тема 6. Физиология крови. Кровои лимфообращение. Сердечно-сосудистая система.
Тема 7. Дыхание.
Тема 8 Физиология пищеварительной системы.
Тема 9 Обмен веществ и энергии.
Тема 10 Физиология выделительной системы.
Тема 11 Сенсорные системы.
Тема 12. Интегративная деятельность мозга.
Практические занятия
Всего

Основная литература

Физиология человека и животных / Под. ред. А.Б. Когана. М.: Высшая школа, 1984.

Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского. М.: Медицина, 1997.

Основы физиологии человека, Т. 1,2,3 / Под ред. Б.И. Ткаченко. СПб.: Изд-во “Фонд культуры”, 1994

Физиология человека и животных / Под ред. А.Д. Ноздрачева. СПб.: Наука, 1998.

Алейникова Т.В., Думбай В.Н., Кураев Г.А., Фельдман Г.Л. Физиология центральной нервной системы // Учебное пособие, изд. II дополн. - Ростов-на-Дону: «Феникс», 2000. - 384 с.

Физиологические основы здоровья человека / Под ред.Б.И.Ткаченко. – С.-Петербург, Архангельск: Издательский центр Северного государственного медицинского университета, 2001. – 728 с

Программа курса

"Физиология человека и животных "

I . Предмет физиологии.

1.1. Определение предмета физиологии. Методы физиологических исследований. Хронический и острый эксперимент. Электрофизиологические методы исследования. Клинический метод исследования. Метод наблюдения. Методы раздражения. Метод условных и безусловных рефлексов. Биофизические методы исследования. Кибернетическей методы исследования. Психологические методы исследования. Эволюционный метод исследования. Онтогенетический метод исследования.

Разделы физиологии. Физиология клетки и субклеточных образований. Физиология тканей. Физиология органов. Физиология систем организма. Физиология организма в целом. Клиническая физиология. Нормальная физиология. Физиология труда. Физиология спорта и физической культуры. Эволюционная физиология. Физиология умственного труда. Физиология физического труда. Физиология онтогенеза - критические возрастные периоды.

Связь физиологии с другими науками. Связь физиологии с клиникой. Физиология и биофизика. Физиология и биохимия. Физиологи и кибернетика. Физиология и анатомия. Физиология и анатомия. Физиология и психология. Физиология и педагогика. Физиология и ветеринария.

История физиологии.

1.2. Античный период и средневековье. Аристотель, Гиппократ, Гален, Эразистрат, Авиценна.

Эпоха Возрождения. Гарвей, Мальпиги, Бернулли, Хэлс, Лавуазье, Декарт, Ламеттри, Гальвани, Вольта, Прохаска.

XIX век. Дарвин, Шлейден, Шванн, Сеченов, Людвиг, Вебер, Цион, Павлов, Дондерс, Миславский, Геринг, Данилевский, Гейденгайн, Пашутин, К. Бернар, Дюбуа-Реймон, Пфлюгер, Гельмольц, Бабухин, Введенский, Шеррингтон, Флуранс, Мечников.

ХХ век. Павлов, Быков, Орбели, Черниговский, Петрова, Анохин, Асратян, Бирюков, Воронин, Бехтерев, Беритов, Введенский, Ухтомский, Шеррингтон, Мегун, Моруцци, Бернштейн, Ходжкин, Хаксли, Экклс, Джаспер, Бабкин, Курцин, Коган, Газенко, Симонов.

II. Физиология возбудимых тканей.

2.1. Свойства возбудимых тканей: раздражимость, возбудимость, возбуждение, раздражение. Опыты Гальвани. Опыты Дюбуа-Реймона.

2.2. Строение и свойства клеточных мембран: барьерные функции мембраны клетки; регуляторные функции клеточной мембраны; электрические свойства; медиаторные функции мембраны. Строение и функции ионных каналов мембраны клетки.

2.3. Методы изучения возбудимых клеток. Микроэлектродный метод регистрации электрического потенциала мембраны. Методы раздражения возбудимой клетки.

2.4. Потенциал покоя и потенциал действия. Действие различных форм электрического тока на заряд мембраны. Полярный закон действия тока. Порог раздражения, полезное время раздражения, хронаксия. Фазы парабиоза.

Физиология нервной ткани.

2.5. Строение и классификация нейронов. Функции нейронов. Сома нейрона. Мембрана нейрона. Ядро и ядрышко нейрона. Функции дендритов и аксонов. Морфологическая классификация нейронов. Униполярные нейроны. Псевдоуниполярные нейроны. Биполярные нейроны. Мультиполяные нейроны. Функциональная классификация нейронов. Моносенсорные нейроны. Бисенсорные нейроны. Полисенсорные нейроны. Мономодальные, бимодальные, полимодальные нейроны. Фоновоактивные нейроны. Формы активности нейронов. Афферентные нейроны. Вставочные нейроны. Эфферентные нейроны.

2.6. Рецепторы. Рецепторный и генераторный потенциалы.

2.7. Нейроглия. Виды нейроглии, функции нейроглиальных клеток.

2.8. Проведение возбуждения по нервам. Классификация нервных волокон. Особенности проведения возбуждения по миелиновым и безмиелиновым волокнам.

2.9. Физиология синапсов. Понятие синапса. Классификация синапсов. Синапсы с химическим и электрическим способами передачи возбуждения. Тормзные и возбуждающие синапсы. Нервно-мышечные синапсы.

III. Физиология мышечной ткани.

3.1. Виды мышечной ткани: гладкие мышцы, скелетные мышцы, мышца сердца. Функции мышц. Методы исследования функций мышц: эргометрические методы, электрофизиологические методы.

Скелетные мышцы. Классификация скелетных мышечных волокон. Свойства и функции медленных мышечных волокон. Свойства и функции быстрых мышечных волокон. Свойства и функции тонических мышечных волокон.

3.2. Структурная организация мышечного волокна и механизм мышечного сокращения. Фазы мышечного сокращения. Одиночное мышечное сокращение. Суммация и тетанус. Работа и мощность мышц. Энергетика и теплообразование при мышечных сокращениях.

3.3. Гладкие мышцы. Классификация гладких мышц. Строение гладких мышц. Функции и свойства гладких мышц.

Физиология железистой ткани.

3.4. Секреция, ее виды. Функции секреторных систем. Секреторный цикл. Регуляция секреции.

IV. Принципы организации управления функциями организма.

4.1. Управление по рассогласованию. Управление по возмущению. Нервные механизмы управления. Гуморальные механизмы управления.

4.2. Саморегуляция физиологических систем. Гомеостаз. Прямая и обратная связь. Функциональная система Анохина.

Физиология центральной нервной системы.

4.3. Методы исследования функций ЦНС. Метод выключения структур мозга. Метод депрессии. Метод денервации. Электрофизиологические методы. Метод моделирования. Рефлекторный метод. Эволюция ЦНС.

4.4. Торможение в ЦНС.

4.5. Свойства нервных центров.

4.6. Гематоэнцефалический барьер и цереброспинальная жидкость.

4.7. Спинной мозг. Структура и функции спинного мозга. Проводящие системы спинного мозга. Нейронная организация рогов спинного мозга. Рефлексы спинного мозга. Сегментарная рефлекторная дуга. Миотатические рефлексы. Рефлексы с рецепторов кожи. Висцеромоторные рефлексы. Рефлексы вегетативной системы.

4.8. Ствол мозга. Структура продолговатого мозга. Сенсорные, проводниковые, рефлекторные и интегративные функции продолговатого мозга. Мост. Структура моста мозга. Сенсорные, проводниковые, рефлекторные и инегративные функции моста. Структура среднего мозга. Сенсорные, проводниковые, двигательные, рефлекторные и интегративные функции среднего мозга. Промежуточный мозг: таламус, гипоталамус. Мозжечок: кора мозчежка, подкорковые структуры мозжечка, функции мозжечка, взаимодействие мозжечка с корой головного мозга. Лимбическая система мозга: гиппокамп, миндалевидное тело.

4.9. Базальные ядра головного мозга. Строение и функции хвостатого ядра, скорлупы. Строение и функции бледного шара. Строение и функции ограды.

4.10. Кора большого мозга. Морфофункциональная организация. Нейроны коры. Слои коры. Сенсорные области коры. Моторные области коры. Ассоциативные области коры. Электрическая активность коры мозга. Межполушарные взаимоотношения коры.

4.11. Координация движений.

V. Физиология вегетативной нервной системы.

5.1. Функциональная структура вегетативной нервной системы. Симпатическая нервная система. Парасимпатическая нервная система. Вегетативные рефлексы: висцеро-висцеральные, висцеро-соматические, сомато-висцеральные.

Внутренняя среда организма. Механизмы обеспечения ее постоянства и адаптивных изменений.

5.2. Принципы гормональной регуляции. Методы исследования гормональной регуляции.

5.3. Гипофиз и его гормоны.

5.4. Щитовидная железа.

5.5. Паращитовидная железа.

5.6. Надпочечники.

5.7. Поджелудочная железа.

5.8. Половые железы.

VI. Физиология крови.

6.1. Понятие о системе крови. Функции крови. Количество крови в организме.

6.2. Плазма крови, ее состав и функции. Физико-химические свойства крови.

6.3. Форменные элементы крови. Эритроциты. Эритрон. Лейкоциты. Лейкоцитарная формула. Нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты, лимфоциты. Регуляция лейкопоэза. Резистентность и иммунитет.

6.4. Тромбоциты и их функции.

6.5. Группы крови. Резус-фактор.

6.6. Свертывание крови. Фибринолизис.

6.7. Кровои лимфообращение.

1. Структура системы кровои лимфообращения. Функции системы кровои лимфообращения.

Сердечно-сосудистая система.

6.9. Физиология сердца. Функции сердечной мышцы. Функции проводящей системы сердца. Функции оболочек сердца. Функции перикарда.

6.10. Кардиограмма. Электрокардиограмма. Фазы сокращения сердца. Ритмы сердечных сокращений. Нагнетательная функция сердца. Сердечный выброс - минутный объем. Механические и звуковые проявления сердечной деятельности.

6.11. Регуляция деятельности сердца. Внутриклеточные механизмы регуляции. Регуляция деятельности сердца с рецепторов эндокарда, миокарда, эпикарда и перикарда. Регуляция деятельности сердца со стороны симпатической и парасимпатической систем. Межсистемная регуляция деятельности сердца. Гуморальная регуляция деятельности сердца. Условнорефлекторная регуляция деятельности сердца. Рефлексы сердца.

6.12. Функции сосудистой системы. Классификация сосудов, принципы гемодинамики. Артериальное давление, артериальный пульс, объемная скорость кровотока. Движение крови в капиллярах. Микроциркуляция. Движение крови в венах. Регуляция движения крови по сосудам: нервная, гуморальная. Сосудистые рефлексы. Кровяные депо. Мозговое кровообращение. Кровообращение в сердце.

6.13. Лимфообращение. Строние лимфатической системы. Образование лимфы и ее состав. Движение лимфы по сосудам. Функции лимфатической системы.

VII. Дыхание.

7.1. Строение и функции дыхательной системы. Виды дыхания: внешнее, легочное, альвеолярное, тканевое, клеточное. Эволюция дыхательной системы.

7.2. Строение и функции легких. Механизм вдоха. Внутриплевральное давление. Механизм выдоха. Легочная вентиляция: легочные объемы. Дыхательный объем, резервный объем вдоха и выдоха. Остаточный объем. Жизненная емкость легких. Транспорт газов и газообмен. Регуляция дыхания: нервная и гуморальная. Дыхательные рефлексы.

VIII. Физиология пищеварительной системы.

8.1. Строение пищеварительной системы. Функции пищеварительной системы. Методы исследования пищеварительной системы. Теории голода и насыщения. Понятие “аппетит”, виды расстройства аппетита. Типы пищеварения.

8.2. Пищеварение в полости рта. Слюноотделение. Жевание. Глотание.

8.3. Пищеварение в желудке. Строение и функции отделов желудка. Механизм образования и состав желудочного сока. Регуляция желудочной секреции: нервная, гуморальная. Моторная функция желудка. Эвакуация пищи из желудка и двенадцатиперстную кишку.

8.4. Пищеварение в тонком кишечнике. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Регуляция секреции сока поджелудочной железы. Желчеотделение и желчевыделение. Механизмы и регуляция. Кишечная секреция. Полостное и пристеночное пищеварение. Моторика тонкой кишки. Механизм всасывания белков, жиров и углеводов в тонкой кишке.

8.5. Функции толстого кишечника.

IX. Обмен веществ и энергии.

9.1. Методы изучения энергообмена. Основной обмен и его измерения в покое и при нагрузках. Регуляция обмена энергии.

9.2. Обмен белков. Азотистый баланс. Регуляция обмена белков.

9.3. Обмен липидов. Образование и распад жиров в организме. Регуляция обмена жиров.

9.4. Обмен углеводов. Изменения углеводов в организме. Регуляция обмена углеводов.

9.5. Обмен минеральных солей, витаминов и воды.

X. Физиология выделительной системы.

10.1. Органы выделения: почки, легкие, слюнные железы, железы желудочно-кишечного тракта, железы кожи, слезные железы. Эволюция выделительной системы.

10.2. Почки и их функции. Методы изучения функций почек. Нефрон. Строение и функции отделов нефрона. Поворотно-противоточная система почек. Регуляция функций почек: нервная и гуморальная.

XI. Сенсорные системы.

11.1. Понятие сенсорной системы. Методы исследования сенсорных систем. Общие принципы строения сенсорных систем. Функции сенсорных систем. Кодирование информации в сенсорных системах.

11.2. Зрительная система. Строение и функции структур зрительной системы. Аномалии рефракции глаза: близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Сетчатка глаза и ее функции. Электроретинограмма. Световая чувствительность. Зрительная адаптация. Дифференциальная зрительная чувствительность. Цветовое зрение и теории цветоощущения. Роль движения глаз для зрения.

11.3. Слуховая система. Структура и функции слуховой системы. Наружное ухо. Среднее ухо. Внутреннее ухо. Механизм слуховой рецепции. Слуховые ощущения. Бинауральный слух.

11.4. Вестибулярная система. Строение и функции вестибулярного аппарата.

11.5. Соматосенсорная система. Кожная рецепция. Проприоцептивная чувствительность.

11.6. Обонятельная система. Строение и функции обонятельного аппарата.

11.7. Вкусовая система. Строение и функции вкусовой системы.

XII. Интегративная деятельность мозга.

12.1. Условный рефлекс и механизмы его образования. Методы выработки условных рефлексов. Виды условных рефлексов. Виды торможения условных рефлексов. Динамика основных нервных процессов. Типы высшей нервной деятельности. Безусловные рефлексы и инстинкты. Классификация безусловных рефлексов и инстинктов.

12.2. Физиологические механизмы памяти. Кратковременная и долгосрочная память.

12.3. Физиологические мехнизмы эмоций. Стадии развития эмоций.

12.4. Сон и гипноз. Механизмы сна. Стадии сна. Сновидения. Гипнотический сон.

12.5. Мышление, интеллект.

12.6. Вторая сигнальная система. Речь.

12.7. Функциональная межполушарная асимметрия мозга и ее эволюция.

Практические занятия курса

"Физиологические основы валеологии" (16 часов)

Тематический план курса "Физиология человека и животных"

Предметом физиологии, ее содержанием является изучение общих и частных механизмов деятельности целостного организма и всех его органов и систем. Конечная задача физиологии — такое глубокое познание функций организма, которое обеспечило бы возможность активного воздействия на них в желаемом направлении. По утверждению И.П. Павлова, медицина, лишь обогащаясь постоянно, изо дня в день, новыми физиологическими фактами, станет, наконец, когда-нибудь тем, чем она должна быть в идеале, т.е. умением чинить испортившийся механизм человеческого организма на основании точного его знания, быть прикладным знанием физиологии. Не случайно физиология в первую очередь начала развиваться как медицинская наука. По определению К. Бернара, физиология — это научный стержень, на котором держатся все науки; в сущности, в медицине имеется лишь одна наука: наука о жизни, или физиология. На современном этапе физиология ставит следующие задачи: изучение функции:

• здорового организма в целом;
• различных систем, органов, тканей, клеток; изучение механизмов:
• взаимодействия различных органов и систем в целостном организме;
• регуляции функционирования органов и систем;
• взаимодействия организма с окружающей средой.

По утверждению И.П. Павлова, задача физиологии состоит в том, чтобы понять работу человеческого организма, определить значение каждой его части, понять, как эти части связаны, как взаимодействуют и как вследствие их взаимодействия получается валовой результат — общая работа организма.

Самыми первыми , используемыми в физиологии, были наблюдение и умозаключение, которые, однако, не утратили своего значения и на современном этапе. Но физиолог не может удовлетвориться только наблюдением, так как оно отвечает лишь на вопрос, что происходит в организме. Важно выяснить также, как и почему происходят физиологические процессы. Для этого необходимы опыты, эксперименты, т.е. воздействия, которые создаются искусственно самим исследователем.

Эксперименты бывают острыми (вивисекция, или живосечение) или хроническими; их основные достоинства и недостатки представлены в табл. 1.

Исследования, выполняемые на человеке, как правило, проводятся в грех вариантах, позволяющих оценить различные стороны функционирования организма:

• в состоянии физиологического покоя — норма функционирования;
• реакция на оптимальные нагрузки — норма реакции;
• реакции на максимальные нагрузки — оценка резервных возможностей.

При этом физиологической нормой считается биологический оптимум процессов жизнедеятельности.

Таблица 1. Сравнение острого и хронического эксперимента

Основные этапы развития физиологии как науки, связанные с изменением применяемых методов:

• доэкспериментальный период (древние и средние века), когда основными методами были наблюдения и умозаключения, что нередко приводило к ошибочным выводам (сердце — орган души, по артериям перемешается дух, а по венам — кровь);
• 1628 г. У. Гарвей. «Учение о движении сердца и крови в организме» — внедрение острых экспериментов в физиологические исследования;
• 1883 г. И.П. Павлов. «Центробежные нервы сердца» — внедрение методики хронического эксперимента;
• современный этап — интеграция исследований на молекулярно- клеточном и системном (организменном) уровне, что позволяет объединить представления о клеточных процессах и их регуляции на уровне целого организма.

Основные принципы физиологии:

• организм — единая система, объединяющая различные органы в их сложном взаимодействии между собой;
• принцип структурности (целостности) — физиологические процессы могут осуществляться при анатомической и функциональной целостности всех элементов, обеспечивающих эти процессы;
• «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен. Поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него» (И.М. Сеченов, 1861);
• «все физиологические механизмы, сколь бы различны они ни были, имеют только одну цель — сохранение постоянства условий жизни во внутренней фазе» (К. Бернар, 1878), или гомеостаз (по Кэннону);
• принцип детерминизма — любая деятельность организма и его органов и систем причинно обусловлена;
• адаптация — совокупность механизмов, обеспечивающих приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды;
• целостность организма и его связь с внешней средой, обеспечивающаяся нейро-гуморальными механизмами;
• гомеостаз и адаптация — основные механизмы обеспечения жизни;
• принцип надежности биологических систем: организм и его системы имеют резерв прочности, который обеспечивается следующими компонентами:
  • избыточность элементов функционирования (например, 25% легочной ткани вполне достаточно для осуществления внешнего дыхания);
  • резервирование функции (из 1 млн нефронов, имеющихся в почке, одновременно функционирует только часть из них, остальные остаются в резерве);
  • периодичность функционирования всех элементов (например, открытие и закрытие, т.е. мерцание, капилляров); дублирование функций (сердечный насос имеет помощников в виде периферических сердец — скелетных мышц, сокращение которых проталкивает кровь по венозным сосудам).

Физиологии человека и животных

Физиология - наука о жизненных функциях организма и его структур, механизмах их осуществления и закономерностях регуляции.

В самом общем виде определение физиологии таково: это наука о природе, сущности жизненных процессов. Название физиология происходит от греческих словphysis — природа и logos - учение.

Физиология изучает проявления жизненных функций, начиная от молекулярного уровня и заканчивая жизнедеятельностью целостного организма, включая его поведенческие реакции, сознание и мышление. Она рассматривает источники получения энергии и роль различных веществ в жизнедеятельности, механизмы взаимосвязей клеток, объединения их в ткани, органы, физиологические системы и целостный организм, а также способы взаимодействия организма со средой обитания, его реакции на воздействия этой среды, механизмы приспособления к неблагоприятным условиям и сохранения здоровья.

Применяемый в широком смысле слова термин «физиология» обозначает огромный объем знаний о сущности жизненных процессов. Поскольку в растительных и животных организмах эти процессы во многом различны, то выделяют физиологию растений и физиологию человека и животных.

Физиологию и животных также подразделяют. Наряду с тем, что у позвоночных животных и человека имеется много сходства в функционировании внутренних органов, между ними есть и огромные отличия, прежде всего в характере и уровне психических функций. Это основное отличие отражено в названииhomo sapiens — человек мыслящий. Объемность предмета исследования привела к тому, что в физиологии стали выделять ее части как особые учебные дисциплины: физиологию клетки, сердца, крови, кровообращения, дыхания, нервной системы (нейрофизиологию), сенсорных систем и т.д. Некоторые разделы физиологии, изучаемые в вузах биологического и медицинского профиля как отдельные учебные дисциплины, приводятся ниже:

• физиология возрастная изучает возрастные особенности жизнедеятельности человека, закономерности формирования, развития и угасания функций организма;
• физиология рассматривает влияние трудовой деятельности человека на жизненные процессы, разрабатывает методы и средства обеспечения труда, способствующие поддержанию трудоспособности человека на высоком уровне;
• физиология авиационная и космическая изучает реакции организма человека на воздействие факторов атмосферного и космического полета с целью разработки средств обеспечения жизнедеятельности и здоровья человека в условиях низкого атмосферного давления и космоса;
• физиология экологическая выявляет особенности влияния климатогеографических условий и конкретной среды обитания на организм и способы повышения качества адаптации к неблагоприятным воздействиям среды;
• физиология эволюционная и сравнительная рассматривает закономерности эволюционного развития физиологических процессов, механизмов, регуляций, а также их сходство и различия у организмов, находящихся на разных уровнях филогенеза.

В учебных заведениях медицинского профиля в едином курсе физиологии рассматриваются лишь некоторые материалы из вышеперечисленных специализированных курсов. Программы медицинских учебных заведений ориентированы на изучение курса физиологии человека (в них часто используется общее название физиология).

Из единой науки физиология человека в ряде стран (бывший СССР, постсоветские республики, некоторые европейские страны) была выделена отдельным предметом патологическая физиология - наука, изучающая общие закономерности возникновения, течения и исхода патологических процессов, болезней. В отличие от этого изучение жизненных процессов здорового организма стали называть нормальной физиологией. В высших медицинских учебных заведениях Беларуси эти предметы изучаются раздельно на кафедрах нормальной и патологической физиологии. В некоторых странах они объединены под названием медицинская физиология.

Физиология имеет тесную связь с другими фундаментальными теоретическими медицинскими науками: анатомией, гистологией, биохимией. Физиология как бы объединяет эти науки, использует их знания и создает общность — фундамент медико-биологических знаний, без которого невозможно овладение врачебным делом.

Например, сегодня важнейшей проблемой медицины является лечение и профилактика заболеваний сердечно-сосудистой системы. Какие знания дает физиология для решения этой проблемы? В разделе физиология сердца изучается основная функция сердца как насоса и регулятора движения крови; выясняются механизмы осуществления этой функции: процессы автоматической генерации возбуждения, проведения его по специализированным структурам, механизм сокращения сердца и изгнания крови в сосудистую систему. Особенно много внимания уделяется изучению механизмов регуляции работы сердца, приспособления его к изменяющимся потребностям кровотока в различных органах. Изучаются биофизические и молекулярные механизмы управления возбудимостью, проводимостью и сократимостью сердечной мышцы. На основе этих данных современная биохимия и фармакология синтезируют лекарственные вещества, обеспечивающие возможность лечения нарушений работы сердца. Предметом физиологии является также разработка и изучение методов исследования функций и состояния сердца. Из приведенных материалов становится очевидным, что без знаний физиологии невозможно не только лечение, но и диагностика заболеваний.

Очень важной задачей физиологии является также обеспечение усвоения знаний о взаимосвязях жизненных процессов, органов и систем, формировании целостной реакции организма на различные воздействия и общих принципах регуляции таких реакций. Все это должно заложить основу "функционального мышления" будущего медика, его способности на основе отдельных симптомов мысленно моделировать возможные взаимосвязи и механизмы, вызывающие появление этих симптомов, находить первопричину и способы устранения патологических процессов.

Важно также научить будущих врачей наблюдательности и исследованию показателей физиологических функций, привить навыки выполнения диагностических и врачебных манипуляций.

Перед предметом физиологии человека стоит также задача по определению резервов физиологических систем, оценке уровня здоровья человека и разработке способов повышения его устойчивости к действию неблагоприятных факторов, имеющих место в трудовой сфере, окружающей природной и бытовой среде.

Понятие и виды физиологии

Физиология (от греч.physis - природа,logos — учение) — наука о жизненных функциях организма и его структурах, механизмах осуществления этих функций и закономерностях их регуляции.

Физиология животных — биологическая наука, изучающая жизнедеятельность организма, составляющих его органов и тканей во взаимосвязи с внешней средой.

Предметом физиологии являются процессы жизнедеятельности организма и отдельных его органов в связи с индивидуальным развитием и приспособлением к условиям окружающей среды. К числу исследуемых проблем относятся: закономерности биологических процессов на разных структурных уровнях, формирование физиологических функций в разные возрастные периоды, механизмы взаимодействия отдельных систем организма с окружающей средой, особенности механизмов регуляции жизненных процессов у различных видов, методы целенаправленного воздействия на определенные физиологические системы.

Под физиологической функцией понимают проявление жизнедеятельности клетки (например, сокращение мышечной клетки), органа (например, образование мочи почкой), системы (например, образование и разрушение клеток крови кроветворной системой).

Физиология изучает проявления жизненных функций на различных уровнях организации живого: молекулярном, клеточном, органном, системном и целостного организма, включая его поведенческие реакции, сознание и мышление. Физиологическая наука дает ответы на вопросы: что является источником получения энергии, какова роль различных веществ в жизнедеятельности, как взаимодействуют клетки и объединяются в ткани, органы, физиологические системы и целостный организм. Физиология изучает способы взаимодействия организма со средой обитания, его реакции па изменения в среде существования, механизмы приспособления к неблагоприятным условиям и сохранения здоровья.

Применяемый в широком смысле слова термин физиология обозначает огромный объем знаний о сущности жизненных процессов. Поскольку в растительных и животных организмах эти процессы во многом различны, то выделяют физиологию растений и физиологию человека и животных.

Физиологию человека и животных также подразделяют. Наряду с тем, что у позвоночных животных и человека имеется много сходства в функционировании внутренних органов, между ними есть и огромные отличия, прежде всего в характере и уровне психических функций.

Огромный объем знаний в различных областях физиологической науки привел к тому, что в физиологии стали выделять ее части как особые учебные дисциплины: физиологию клетки, физиологию сердца, крови, кровообращения, дыхания, нервной системы (нейрофизиологию), физиологию сенсорных систем и т.д. В учреждениях высшего образования биологического профиля как отдельные учебные дисциплины изучают возрастную физиологию; физиологию труда, спорта; авиационную, космическую, эволюционную физиологию и др.

Нормальная фитология — наука, изучающая основные закономерности и механизмы регуляции функционирования организма в целом и отдельных его составляющих во взаимодействии с окружающей средой, организацию жизненных процессов на различных структурно-функциональных уровнях. Основная задача физиологии состоит в проникновении в логику жизни организма.

Общая физиология - раздел дисциплины, который изучает фундаментальные закономерности реагирования организма на воздействие среды, основные его процессы и механизмы.

Частная физиология - раздел, который изучает закономерности и механизмы функционирования отдельных систем, органов и тканей организма.

Физиология клетки — раздел, изучающий основные закономерности функционирования клетки.

Сравнительная и эволюционная физиология — раздел, который исследует особенности функционирования различных видов и одного и того же вида, находящихся на разных этапах индивидуального развития.

Экологическая физиология - раздел, который изучает особенности функционирования организма в различных физико- географических зонах, в разные временные периоды, физиологические основы адаптации к природным факторам.

Физиология трудовой деятельности - раздел, который изучает закономерности функционирования организма при выполнении физической и другой работы.

Спортивная физиология - раздел, который изучает закономерности функционирования организма в процессе занятий различными видами физической культуры на любительском или профессиональном уровне.

Патологическая физиология - наука об общих закономерностях возникновения, развития и течения болезнетворных процессов в организме.