Конвергенция на нервните сигнали
Конвергенцията означава комбиниране на сигналите от множество входове на един неврон. Това означава, че множество терминали на нервни влакна на един тракт завършват на един неврон. Този тип конвергенция е важен, тъй като невроните почти никога не се задействат от потенциал за действие от един входящ терминал. Но потенциалите на действие на много терминали, събиращи се в неврон, осигуряват достатъчно пространствено сумиране, за да изместят мембранния потенциал на неврона до праговото ниво, необходимо за неговото възбуждане.
Също така е възможно да се конвергират сигнали (възбуждащи или инхибиращи) от много източници, както е показано на фигурата. Например, върху интеркаларните неврони на гръбначния мозък, сигналите се събират от: (1) периферни нервни влакна, навлизащи в гръбначния мозък; (2) проприоспинални влакна, преминаващи от един сегмент на гръбначния мозък към друг; (3) кортикоспинални влакна от мозъчната кора; (4) няколко други дълги низходящи пътища от мозъка до гръбначния мозък. След това сигналите от интеркаларните неврони се събират в моторните неврони на гръбначния мозък, които директно контролират функцията на скелетните мускули.
Такава конвергенция позволява сумирането на информация от различни източници, а отговорът на неврона е резултат от интегрирането на цялата тази информация. Конвергенцията е един от важните начини, по които централната нервна система корелира, интегрира и сортира различни видове информация.
Понякога, в отговор на сигнал, навлизащ в нервния басейн, на изхода едновременно се появяват възбуждащ сигнал, пътуващ в една посока, и инхибиторен сигнал, пътуващ по другия път. Например, когато в гръбначния мозък една група неврони изпраща възбуждащ сигнал за преместване на крака напред, през друга групаневроните предават сигнал, който забавя мускулите, които движат този крак назад, така че да не пречат на движението напред. Този тип верига, наречена верига с реципрочно инхибиране, е характерна за всички нервни центрове, които контролират мускулите-антагонисти.
Фигурата показва механизма за развитие на такова инхибиране. Входящото влакно едновременно стимулира възбуждащия изход на пула (неврон 1) и интеркаларния инхибиторен неврон (неврон 2), който секретира медиатор, който инхибира втория изход на пула. Този тип верига също е важен за предотвратяване на хиперактивност в много части на мозъка.
Принципът на общ краен път. Импулсите, идващи към ЦНС през различни аферентни влакна, могат да се сближат (конвергират) към едни и същи интеркаларни или еферентни неврони. Шерингтън нарече това явление „принцип на общ краен път“. Един и същ двигателен неврон може да бъде възбуден от импулси, идващи от различни рецептори (зрителни, слухови, тактилни), т.е. участват в много рефлексни реакции (включват се в различни рефлексни дъги).
Пространствено сумиране. Това явление, в резултат на което се получава увеличаване на силата на сигнала, се предава чрез включването на все по-голям брой сензорни влакна в предаването му. Комбинацията от такива рецептори, образувана от едно болково влакно, често покрива кожен участък с диаметър до 5 см. Тази област се нарича рецепторно поле на това влакно. Броят на окончанията в центъра на полето е голям, но намалява към периферията.Разклоняването на различни болкови влакна частично се припокрива в пространството, така че убождането на кожата с щифт обикновено стимулира едновременно окончанията на много влакна.Тъй като броят на свободните окончания на отделно болково влакно в средата на неговото рецепторно поле е много по-голямо, отколкото напериферията, едно убождане в центъра на полето стимулира това влакно в много по-голяма степен, отколкото същото убождане в периферията.
Времево сумиране. Вторият начин за предаване на сигнали с нарастваща сила е да се увеличи честотата на нервните импулси във всяко влакно, което се нарича темпорално сумиране. Фигурата показва пример за времево сумиране, като горната част на фигурата представлява променливата сила на сигнала, а долната част представлява действителната активна активност на нервното влакно.
От голямо значение за координацията на процесите в централната нервна система е времевият и пространственрелеф (или сумиране). Временното облекчение се проявява в повишаване на възбудимостта на невроните по време на последователни EPSP в резултат на ритмична стимулация на неврона. Това е така, защото продължителността на EPSP продължава по-дълго от рефрактерния период на аксона. Пространствен релеф в нервния център се наблюдава при едновременна стимулация например на два аксона. При отделно стимулиране на всеки от аксоните се появяват подпрагови EPSP в определена група неврони в нервния център. Съвместното стимулиране на тези аксони дава по-голям брой неврони с надпрагово възбуждане (настъпва АР).
Противоположно на облекчението в централната нервна система, съществува феноменът наоклузия. Оклузията е взаимодействието на два възбуждащи потока един с друг. За първи път оклузията е описана от C. Sherrington. Същността на оклузията се състои във взаимното инхибиране на рефлексните реакции, при което общият ефект е много по-малък от сумата на взаимодействащите реакции. Според Ч. Шерингтън феноменът на оклузията се обяснява с припокриването на синаптичните полета, образувани от аферентни връзки на взаимодействащи реакции. В тази връзка, когато пристигнат две аферентни съобщения, EPSP се предизвиква от всяко от тях.отчасти в същите двигателни неврони на гръбначния мозък. Оклузията се използва в електрофизиологични експерименти за определяне на общата връзка за два пътя на разпространение на импулса.
Първичното инхибиране възниква в специални инхибиторни клетки, съседни на инхибиторния неврон. В същото време инхибиторните неврони секретират съответните невротрансмитери.