n Односторонность проведения возбуждения в синапсах.
Обусловлено особенностями синаптической передачи возбуждения в отдельных нервных клетках.
Поскольку проведение волны возбуждения от одного нейрона к другому через синапс происходит химическим путем — с помощью медиатора, а медиатор содержится лишь в пресинаптической части синапса и отсутствует в постсинаптической мембране, — проведение нервных влияний через синапс возможно только от пресинаптической мембраны к постсинаптической и невозможно в обратном направлении. В связи с этим поток нервных импульсов в рефлекторной дуге имеет определенное направление: от афферентных нейронов к вставочным и затем к эффекторным — мотонейронам и вегетативным нейронам.
n Замедление проведения в синапсах (синаптическая задержка).
Замедление проведения связано с затратой времени на процессы, происходящие от момента прихода пресинаптического импульса в синапс до появления в постсинаптической мембране возбуждающих или тормозных потенциалов. Этот интервал называется синаптической задержкой и составляет в мотонейронах и большинстве других клеток центральной нервной системы примерно 0,3 мсек. В вегетативной нервной системе длительность синаптической задержки больше — не менее 10 мсек. За это время пресинаптический импульс вызывает опорожнение синаптических пузырьков, происходит диффузия медиатора через синаптическую щель, увеличение под его влиянием ионной проницаемости постсинаптической мембраны и возникает постсинаптический потенциал. После этого требуется еще около 1,2 мсек. на развитие возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП) до максимума, чтобы возник (в случае достижения критического уровня деполяризации) ПД. Таким образом, весь процесс передачи нервного импульса (от ПД одной клетки до ПД следующей клетки) через один синапс занимает примерно 1,5 мсек. При утомлении, охлаждении и ряде других воздействий длительность синаптической задержки возрастает. Если же для осуществления какой-либо реакции требуется участие большого числа нейронов (многих сотен и даже тысяч), то суммарная величина задержки проведения по нервным центрам — так называемое центральное время проведения — может составить десятые доли секунды и даже целые секунды.
n Суммация возбуждения в нервных центрах (временная и пространственная).
Заключается в сложении эффектов подпороговых раздражений. Одно подпороговой раздражение не вызывает ответной реакции, т.к. пресинаптическим отделом синапса выделяется недостаточное количество медиатора. Несколько подпороговых раздражений в сумме дают нужный эффект.
n Трансформация ритма возбуждения.
Нервные импульсы обладают способностью трансформировать частоту и ритм поступающих импульсов: на одиночное раздражение нервный центр может ответить серией импульсов. Если поступают импульсы с частотой, превышающей лабильность нервного центра, он отвечает с частотой, соответствующей его возможностям, т.е. более редкими импульсами.
n Фоновая и вызванная активность.
Многие нервные клетки обладают способностью к постоянной импульсной активности. Их мембранный потенциал периодически колеблется, то, увеличиваясь, то уменьшаясь. Каждый раз, когда его увеличение превышает критический уровень деполяризации (порог возбудимости клетки), возникает импульсный разряд. Такая автоматическая деятельность называется фоновой активностью нейрона.
Фоновая активность играет важную роль в деятельности целого организма. Во-первых, импульсы, приходящие по афферентным путям, легче возбуждают клетки со спонтанной активностью, чем бездеятельные. Это облегчает протекание многих рефлекторных реакций. Во-вторых, клетки, обладающие постоянным ритмом фоновой активности, могут иметь значение водителя ритма (пейсмекера), т. е. задавать этот ритм другим нервным клеткам. В-третьих, некоторые такие клетки выполняют роль счетчиков времени в центральной нервной системе. Их деятельность помогает поддерживать определенный ритм движений, субъективно оценивать интервалы времени, через определенные сроки включать необходимые функции и т. п.
Автоматическая деятельность присуща клеткам дыхательного центра. Их спонтанные разряды позволяют поддерживать ритмические дыхательные движения не только при бодрствовании, но и во время сна человека, в условиях наркоза; периодические разряды дыхательного центра регистрируются даже при полной изоляции продолговатого мозга от других отделов центральной нервной системы.
Импульсные разряды нейрона, возникающие в ответ на внешнее раздражение, называются вызванной активностью. Ответ нервной клетки может возникнуть в форме одиночного ПД, серии импульсов с затухающей частотой, а также в виде пачек импульсов, появляющихся через определенные интервалы. В различных нейронах наблюдаются разные типы вызванной активности. Одни клетки дают разряды только в момент включения раздражителя (эффект включения) — это наиболее частая реакция клеток, другие — только в момент его выключения (эффект выключения), третьи — в обоих случаях. В центральной нервной системе имеются клетки, дающие разряды лишь на новые раздражители, что обеспечивает ориентировочную реакцию. Известны также клетки, в которых отмечается вызванная активность при неправильных реакциях организма, т. е. сигнализирующие об ошибках, что позволяет вносить коррекции в действия человека.
n Утомляемость нервного центра.
Обусловлена его низкой лабильностью, причиной возникновения утомления является нарушение передачи возбуждения в синапсах.
n Последействие.
Ответная реакция продолжается некоторое время, и после прекращения действия раздражения вследствие того, что нервные клетки посылают импульсы ещё некоторое время и по окончании раздражения. Нейроны способны хранить следы прежней деятельности. Непродолжительные следовые процессы (до 1 часа) являются базой кратковременной памяти человека, а длительные следовые процессы – основой долговременной памяти.
n Высокая чувствительность нервных центров к недостатку кислорода.