Что в организме регулируется при помощи высшей нервной деятельности

Высшая нервная деятельность (ВНД), осуществляемая корой больших полушарий, обеспечивает наиболее совершенную адаптацию человека и животных к постоянно меняющимся условиям внешней среды, лежит в основе высших психических функций человека, таких как мышление, память, сознание и обучение.

"Отец русской физиологии" - И.М. Сеченов написал книгу "Рефлексы головного мозга", где выдвинул теорию о рефлекторном принципе, который лежит в основе деятельность ВНД. Эти идеи продолжил и развил И.П. Павлов, который экспериментально доказал, что условные рефлексы лежат в основе ВНД.

Изучая пищеварительную систему, вы узнали об опыте И.П. Павлова, с помощью которого он изучал механизм слюноотделения. Проведя эксперименты Павлов обнаружил, что часть рефлексов относятся к врожденным - постоянным, а другая - приобретенным.

При многочисленном совпадении условного (сигнального) и подкрепляемого им безусловного раздражителя формируется условный рефлекс. То есть условный рефлекс всегда возникает на базе безусловного при многократном совпадении вышеуказанных раздражителей.

Сейчас более детально разберем отличия условных рефлексов от безусловных:

Условные рефлексы являются приобретенными: они отсутствуют у новорожденного, могут возникать и угасать в течение жизни. Безусловные рефлексы - врожденные, заложены генетически и передаются по наследству.

Условные рефлексы индивидуальны, обусловлены предшествующим опытом: у ребенка, первый раз в жизни увидевшего лимон, отсутствует слюноотделение, но после его употребления даже мысль о лимоне может вызывать обильное слюноотделение. Безусловные рефлексы характерны для всех особей вида без исключений.

Условные рефлексы возникают в ответ на неспецифичный раздражитель, к примеру, свет, если у собаки закреплен условный рефлекс на свет. Безусловные рефлексы возникают в ответ на специфичный раздражитель: звук воспринимается рецепторами внутреннего уха, свет - палочками и колбочками сетчатки.

Условные рефлексы приобретаются в качестве адаптации к конкретным условиям среды, при изменении среды - они изменяются также, могут утрачиваться и снова возникать. Безусловные рефлексы постоянны, даны от рождения и не угасают на протяжении всей жизни.

С корой - без коры

Условные рефлексы всегда возникают и осуществляются с участием коры больших полушарий, безусловные могут обходиться и без ее участия. Главное - запомните и осознайте, что любой условный рефлекс осуществляется на базе безусловного рефлекса.

Изучение условных рефлексов тесно связано с Павловым и его учениками. Сейчас и мы с вами проведем эксперимент над собакой.

Предположим, что нам нужно выработать у животного рефлекс слюноотделения в ответ на включение света. В качестве безусловного раздражителя будем использовать пищу, а в качестве условного - включение лампочки.

За несколько секунд до того, как мы дадим корм собаке, необходимо включить лампочку. Если мы повторим подобную манипуляцию несколько раз, то у собаки закрепится условной рефлекс на включение лампочки, и в дальнейшем слюноотделение будет начинаться уже в момент включения лампочки.

Этот эффект обусловлен тем, что в головном мозге собаки возникает временная связь между зрительным центром (в затылочной доле КБП) и пищевым центром. По мере повторения нашей манипуляции эта временная связь становится более крепкой - происходит замыкание и формирование условного рефлекса.

Процессы торможения являются обязательными спутниками процессов возбуждения в нервной системе. Первым открыл и описал процесс торможения Сеченов, доказавший, что раздражение нервных центров промежуточного мозга угнетает рефлекторную деятельность спинного мозга.

Павлов развивал учение Сеченова и также изучал процессы торможения. Он пришел к выводу, что в нервной системе процессы возбуждения и торможения взаимосвязаны и протекают непрерывно. Более того, благодаря торможению условный рефлекс носит наиболее точный и совершенный приспособительный характер по отношению к окружающей среде.

Павлов описан два вида коркового торможения:

• Безусловное (внешнее)
• Условное (внутреннее)

Безусловное (внешнее) торможение связано с возникновением в коре головного мозга нового (внешнего) очага возбуждения, вызванного действием какого-либо стороннего раздражителя (резкий звук, сильный шум). Действие этого раздражителя вызывает ослабление или полное исчезновение текущего условного рефлекса.

Это врожденное торможение, оно не требует выработки, поэтому Павлов и назвал его безусловным (внешним).

Условное (внутренне) торможение возникает в том же самом участке коры, где находится центр условного рефлекса. Развивается условное торможение постепенно. Вспомните, как мы выработали у собаки условный рефлекс на включение лампочки. Если мы перестанем давать пищу, а лампочку продолжим включать, то постепенно слюноотделение у собаки угаснет - это и есть условное торможение.

Для того, чтобы условный рефлекс сохранялся, нужно как можно чаще его подкреплять: в нашем случае свет (условный раздражитель) подкрепляется пищей (безусловным). Если перестать включать лампочку, перед тем как дать собаке еду, то постепенно условный рефлекс ослабеет и исчезнет. Такой процесс называют угасание - исчезновением условного рефлекса, однако при желании его можно будет создать вновь.

У животных имеется только первая сигнальная система. Павлов рассматривал ее как совокупность нервных структур, с помощью которых происходит восприятие окружающего мира органами чувств. Сигналами в первой сигнальной системе служат запах, цвет, звук - они вызывают безусловные рефлексы и служат основой формирования условных рефлексов .

Павлов доказал и то, что у животных отсутствует вторая сигнальная система. Его опыт состоял в помещении обезьяны на плот посреди озера. Обезьяна могла перебираться с помощью шеста на два других плота. На одном из них находился черпак и бак с водой, на другом плоте начинался пожар. Обезьяна тушила пожар, совершая сложные действия: каждый раз она перебиралась на плот с баком воды и черпала воду оттуда, вместо того, чтобы зачерпнуть воду из озера, которое находилось гораздо ближе. Следовательно, животные не способны к обобщению и абстрактному мышлению.

В процессе трудовой деятельности и общения у человека возникла вторая сигнальная система, тесно связанная с возникновением речи. Здесь специфическим раздражителем являются слова, в которые человек вкладывает смысл, какое-либо понятие.

Слова имеют обобщающее значение, что послужило основной для возможности обобщения, абстрагирования и оперирование понятиями. Язык закрепляет в словах результаты деятельности человека, поэтому вы можете представить обезьяну, даже если ее не видите. Благодаря устной и особенно письменной речи становится возможным передача опыта будущим поколениям. За любую книгу, в том числе и этот учебник, также стоит сказать отдельное спасибо именно второй сигнальной системе.

Павлов выделил четыре типа темперамента, в зависимости от силы, уравновешенности и подвижности нервных процессов в коре больших полушарий. Холерик - легко возбудимый тип, сангвиник - уравновешенный. Флегматик - процессы возбуждения и торможения слабой силы, упорны и прилежны в работе. И, наконец, меланхолик - процессы возбуждения и торможения неуравновешены и слабы - весьма ранимы и слабовольны, склонны к глубоким переживаниям.

Эмоции - субъективные реакции человека на внешние и внутренние раздражители. Эмоции могут быть положительными и отрицательными, они отражают субъективные переживания по поводу объективной окружающей действительности.

Мышлением называют совокупность умственных процессов, направленных на познание окружающей действительности и благодаря которым человек осознает суть явлений и вещей - в результате мышления формируются понятия. Различают элементарное мышление, присущее всем животным (первая сигнальная система), и абстрактное мышление, свойственное только человеку (вторая сигнальная система).

Память - способность нервной системы (мозга), заключающаяся в возможности закрепления, сохранения и дальнейшем воспроизведении полученной информации. Исходя из времени хранения информации память подразделяют на кратковременную и долговременную.

Любая полученная нами информация сначала попадает в кратковременную память, только при многократном воспроизведении эта информация переходит в долговременную память. Выделяют следующие виды памяти: зрительная, слуховая, двигательная, осязательная, смешанная.

Сном называют состояние угнетения сознания, в период которого снижаются все виды чувствительности. В норме продолжительность сна у взрослого человека 7-8 часов, у новорожденных продолжительность сна достигает 18-20 часов в день. Во время сна происходит перемещение полученной за день информации в долговременную память. При отсутствии сна свыше 1-2 недель возможен летальный исход.

Различают две фазы сна: медленную и быструю, которые несколько раз чередуются за одну ночь. Фаза медленного сна заключается в физиологическом отдыхе всех систем организма: снижается ЧСС и артериальное давление, температура тела. Активнее начинают выделяться гормоны, действие которых сопряжено с восстановлением тканей.

Фаза быстрого сна - именно та фаза, в которую мы видим сновидения. В этом промежутке активно двигаются глазные яблоки, дыхание может учащаться, руки совершают движения. Эта фаза возникает примерно каждые 60-80 минут (после фазы медленного сна). Таким образом, за одну ночь мы видим множество сновидений, большинство из которых забываем. К слову, различные "умные" будильники ловят именно момент фазы быстрого сна, в который человека легче всего разбудить, и при пробуждении обычно запоминается сновидение.

Сновидение является своеобразным представлением полученной информации в виде зрительных образов. Замечу интересный факт, что всех людей, которых мы видим во сне, мы уже когда-то видели наяву. Это могло быть лицо случайного прохожего, встретившегося нам несколько лет назад: подобная информация спрятана глубоко в подсознании.

Многим из нас, в том числе и мне, доводилось бывать в состоянии измененного сознания - осознанном сновидении. Это удивительно, но порой во время сна человек может осознать, что он спит, его сон нереален, и его можно менять, как только вздумается. После таких моментов испытываешь чрезвычайную эйфорию, сны с собственным сценарием запоминаются надолго.

Сомнамбулизм (устаревшее - лунатизм) - болезненное состояние, при котором люди совершают какие-либо действия, находясь в состоянии сна. Чаще всего снохождение возникает в период неполного пробуждения после глубокой фазы сна. Приступ лунатизма может длиться до нескольких часов, чаще всего лунатизм встречается у детей.

Это состояние известно с древних времен, однако его причины до сих пор остаются загадкой. Также нет сведений, вредит ли внезапное пробуждение лунатику в состоянии снохождения или нет. Чаще всего лунатики выполняют стереотипные действия: вставание, уборка, хождение, после которых они ложатся в постель и наутро ничего не помнят о произошедшем.

Иногда действия лунатиков несут опасность для них самих и окружающих. Известны случаи, когда лунатики уезжали за сотни (!) километров от своего дома, после пробуждения они оказывались в другой части страны совершенно дезориентированными.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Подробное решение параграф § 58 по биологии Школа 2100 для учащихся 8 класса, авторов Вахрушев А.А., Родионова Е.И., Белицкая Г.Э., Раутиан А.С. 2016

Вопросы для повторения

Вопрос 1. На каком механизме основаны все регуляторные процессы?

На рефлекторном и гуморальном механизмах основаны все регуляторные процессы.

Вопрос 2. Почему все заболевания связаны с нарушением внутренней среды организма?

Все заболевания имеют вирусную и бактериальную природу. Вирусы и бактерии являются чужеродными для нашего организма, и своим внедрением во внутреннюю среду организма нарушают ее.

Вопрос 3. Как предотвратить заражение СПИДом?

При половом контакте с ВИЧ-инфицированным единственной возможной профилактикой заражения является использование презерватива.

Единственной профилактикой ВИЧ у лиц, принимающих наркотики, является лечение от этой зависимости и использование индивидуальных игл и шприцев.

У ВИЧ-позитивных родителей профилактикой ВИЧ будущего ребенка является прием противовирусных препаратов при уже состоявшейся беременности, родоразрешение путем кесарева сечения, отказ от грудного вскармливания.

При проведении медицинских манипуляции единственным методом профилактики является использование одноразовых инструментов для инъекций. Если речь идет о донорстве, то в таком случае только тщательная проверка донорской крови на ВИЧ позволит снизить риск заражения инфекцией.

До сих пор медики не изобрели вакцины от ВИЧ-инфекции, поэтому, единственной мерой защиты от летального исхода в результате поражения СПИДом является своевременная профилактика.

Вопрос 4. Что в организме регулируется врождёнными реакциями, а что – с помощью высшей нервной деятельности?

Врождёнными реакциями регулируются ритм сердца, дыхание, передача импульсов от органов чувств, температура тела человека. С помощью высшей нервной деятельности регулируются условные рефлексы, речь, мышление, память.

Вопрос 5. В чём отличие человека от животных и какие по сравнению с ними свойства и приспособления к условиям среды люди потеряли навсегда?

Человека от животных отличает прямохождение, развитая речь, мыслительная деятельность, способность к труду, отсутствие волосяного покрова по всему телу, способность изготавливать орудия труда и предметы одежды.

Вопрос 6. Где формируются зрительные, слуховые, обонятельные и вкусовые ощущения?

Зрительные, слуховые, обонятельные и вкусовые ощущения формируются в головном мозге – в коре больших полушарий.

Вопрос 7. Что и как воспринимает световые, звуковые, запаховые, вкусовые и тактильные сигналы от внешней среды, а что формирует ощущения?

Органы чувств воспринимает световые, звуковые, запаховые, вкусовые и тактильные сигналы от внешней среды, а головной мозг формирует ощущения.

Вопрос 8. В чём сходство и различие в работе разных органов чувств?

Органы чувств человека предназначены для взаимодействия с окружающим миром. Их у человека пять: орган зрения – глаза; орган слуха – уши; обоняния – нос; осязания – кожа; вкуса – язык. Все они реагируют на внешние раздражители.

Вопрос 9. В чём проявляется забота о потомстве, столь развитая у человека, и в чём её смысл?

Наивысшее развитие забота о потомстве получает у человека. Он не только заботится о жизнеобеспечении детей, но и воспитывает их, передает им свой жизненный опыт и знания, накопленные в истории.

Вопрос 10. Как физиологические различия женщин и мужчин отражаются на их общественном разделении труда?

Мужчины, как правило, выполняют более сложную физически работы, чем женщины. Это связано с наличием у женщин матки, которая от тяжелого физического труда может опуститься.

Что означают эти понятия?

Отрицательная обратная связь – это вид обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое противодействует первоначальному изменению.

Иммунитет – это способ защиты организма от действия различных веществ и организмов, вызывающих деструкцию его клеток и тканей, характеризующийся изменением функциональной активности преимущественно иммуноцитов с целью поддержания гомеостаза внутренней среды.

Неспецифический иммунитет – это система иммунной защиты, не связанная с антигенами и антителами, которая включает в себя фагоцитоз и общую неспецифическую резистентность.

Специфический иммунитет – это невосприимчивость организма к определенным инфекционным заболеваниям, которая формируется у человека в течение жизни.

Клеточный иммунитет – это такой тип иммунного ответа, в котором не участвуют ни антитела, ни система комплемента. В процессе клеточного иммунитета активируются макрофаги, натуральные киллеры, антиген-специфичные цитотоксические Т-лимфоциты, и в ответ на антиген выделяются цитокины.

Гуморальный иммунитет – это защита организма от инфекций, которая осуществляется белками антигенами, растворимыми в крови и других жидкостях организма.

Воспаление – это комплексный, местный и общий патологический процесс, возникающий в ответ на повреждение или действие патогенного раздражителя и проявляющийся в реакциях, направленных на устранение продуктов, а если возможно, то и агентов повреждения и приводящий к максимальному восстановлению в зоне повреждения.

Антитела – это белковые соединения плазмы крови, образующиеся в ответ на введение в организм человека или теплокровных животных бактерий, вирусов, белковых токсинов и других антигенов. Связываясь активными участками (центрами) с бактериями или вирусами, антитела препятствуют их размножению или нейтрализуют выделяемые ими токсические вещества.

Аллергия – это типовой иммунопатологический процесс, выраженный сверхчувствительностью иммунной системы организма при повторных воздействиях аллергена на ранее сенсибилизированный этим аллергеном организм.

СПИД – это заболевание, вызванное вирусом иммунодефицита.

Вакцинация – это введение антигенного материала с целью вызвать иммунитет к болезни, который предотвратит заражение или ослабит его отрицательные последствия.

Стресс – это совокупность неспецифических адаптационных (нормальных) реакций организма на воздействие различных неблагоприятных факторов–стрессоров (физических или психологических), нарушающее его гомеостаз, а также соответствующее состояние нервной системы организма (или организма в целом). В медицине, физиологии, психологии выделяют положительную (эустресс) и отрицательную (дистресс) формы стресса.

Доброкачественная опухоль – это заболевание, возникающее в результате нарушения механизма деления и роста клеток.

Безусловный рефлекс – это такие ответные реакции организма на внешние и внутренние раздражения, которые проявляются в виде автоматических действий.

Условный рефлекс – это приобретенный рефлекс, свойственный отдельному индивиду (особи). Возникают в течение жизни особи и не закрепляются генетически (не передаются по наследству).

Инстинкт – это совокупность врожденных компонентов психики, определяющая поведение животных и человека.

Мышление – это психический процесс моделирования закономерностей окружающего мира на основе аксиоматических положений. Однако в психологии существует множество других определений.

Речь – это исторически сложившаяся форма общения людей посредством языковых конструкций, создаваемых на основе определённых правил.

Сознание – это состояние психической жизни человека, выражающееся в субъективном переживании событий внешнего мира и жизни самого индивида, а также в отчёте об этих событиях.

Органы чувств – это специализированная периферическая анатомо-физиологическая система, обеспечивающая, благодаря своим рецепторам, получение и первичный анализ информации из окружающего мира и от других органов самого организма.

Анализаторы – это система чувствительных нервных образований, осуществляющих анализ и синтез изменений, происходящих во внешней среде и в организме.

Фоторецепторы – это светочувствительные сенсорные нейроны сетчатки глаза.

Сетчатка – это внутренняя оболочка глаза, являющаяся периферическим отделом зрительного анализатора; содержит фоторецепторные клетки, обеспечивающие восприятие и преобразование электромагнитного излучения видимой части спектра в нервные импульсы, а также обеспечивает их первичную обработку.

Склера – это наружная плотная соединительнотканная оболочка глаза, выполняющая защитную и опорную функции. Образована собранными в пучки коллагеновыми волокнами.

Роговица – это передняя наиболее выпуклая прозрачная часть глазного яблока, одна из светопреломляющих сред глаза.

Радужная оболочка – это тонкая подвижная диафрагма глаза (около 12 мм) у позвоночных, с отверстием (зрачком) в центре.

Хрусталик – это прозрачное тело, расположенное внутри глазного яблока напротив зрачка; является биологической линзой, хрусталик составляет важную часть светопреломляющего аппарата глаза.

Дальнозоркость – это особенность рефракции глаза, состоящая в том, что изображения предметов в покое аккомодации фокусируются за сетчаткой.

Близорукость – это дефект (аномалия рефракции) зрения, при котором изображение формируется не на сетчатке глаза, а перед ней.

Наружное ухо – это латеральная часть периферического отдела слуховой системы млекопитающих, птиц, некоторых пресмыкающихся и единичных видов земноводных.

Барабанная перепонка – это тонкая, непроницаемая для воздуха и жидкости мембрана, разделяющая наружное и среднее ухо. Служит для передачи звуковых колебаний во внутреннее ухо.

Среднее ухо – это часть слуховой системы млекопитающих (в том числе человека), развившаяся из костей нижней челюсти и обеспечивающая преобразование колебаний воздуха в колебания жидкости.

Слуховые косточки – это комплекс из мелких косточек в среднем ухе большинства млекопитающих. Слуховыми косточками являются молоточек, наковальня и стремечко.

Внутренне ухо – это один из трёх отделов органа слуха и равновесия. Является наиболее сложным отделом органов слуха, из-за своей замысловатой формы называется лабиринтом.

Вестибулярный аппарат – это орган, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела у позвоночных животных и человека; часть внутреннего уха.

Полукружные каналы – это составляющая внутреннего уха человека, который образует костный лабиринт, где расположен перепончатый лабиринт, заполненный жидкостью.

Вкусовые рецепторы – это сенсорная система, при помощи которой воспринимаются вкусовые раздражения.

Обонятельные рецепторы – это рецепторы, существующие в клеточных мембранах обонятельных нейронов и отвечающие за обнаружение молекул запаха.

Тактильные рецепторы – это механорецепторы, воспринимающие прикосновение, давление и вибрацию.

Яичники – это парные женские половые железы, расположенные в полости малого таза. Выполняют генеративную функцию, то есть являются местом, где развиваются и созревают женские половые клетки.

Матка – это непарный гладкомышечный полый орган, в котором развивается эмбрион, вынашивается плод.

Влагалище – это внутренний половой орган женщины, мышечно-эластичное трубчатое образование, расположенное в малом тазу между мочеиспускательным каналом и мочевым пузырём спереди.

Менструальный цикл – это периодические изменения в организме женщины репродуктивного возраста, направленные на возможность зачатия.

Семенники – это мужские половые железы животных.

Половой член – это один из наружных органов мужчины выполняющий функции мочеполовой и репродуктивной систем. Используется организмом для выведения мочи, соития и семяизвержения.

Плацента – это эмбриональный орган у всех самок плацентарных млекопитающих, некоторых сумчатых, рыбы-молот и других живородящих хрящевых рыб.

Беременность – это особое состояние организма женщины, при котором в её репродуктивных органах находится развивающийся эмбрион или плод.

Вторичные половые признаки – это признаки, которые определяют изменения, которые происходят в строении и функциях различных органов. Они характеризуют половую принадлежность человека.

Рефлекторный характер высшей нервной деятельности

Отличия условных рефлексов от безусловных. Безусловные рефлексы — врожденные реакции организма, они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству. Условные рефлексы возникают, закрепляются, угасают в течение жизни и являются индивидуальными. Безусловные рефлексы являются видовыми, т. е. они обнаруживаются у всех особей данного вида. Условные рефлексы могут быть выработаны у одних особей данного вида, а у других могут отсутствовать. Безусловные рефлексы не требуют специальных условий для своего возникновения; они безусловно возникают, если на определенные рецепторы подействуют адекватные раздражители. Условные рефлексы для своего образования требуют специальных условий, они могут образовываться на любые раздражители (оптимальной силы и длительности) с любого рецептивного поля.

Безусловные рефлексы относительно постоянны, стойки, неизменны и сохраняются в течение всей жизни. Условные рефлексы изменчивы и более подвижны.

В осуществлении безусловных рефлексов принимают участие в основном подкорковые отделы центральной нервной системы. Эти рефлексы могут осуществляться у высших животных и после удаления у них коры больших полушарий. Хотя удалось показать, что после удаления коры больших полушарий характер, протекание безусловнорефлекторных реакций меняется, это дало основание говорить о корковом представительстве безусловного рефлекса. Условные рефлексы у высших животных являются функцией коры головного мозга.

Количество безусловных рефлексов сравнительно невелико. Они сами по себе не могут обеспечить приспособления организма к постоянно меняющимся условиям жизни. Условных рефлексов вырабатывается в течение жизни организма великое множество, многие из них утрачивают свое биологическое значение при изменении условий существования, угасают, вырабатываются новые условные рефлексы. Это дает возможность животным и человеку наилучшим образом приспосабливаться к меняющимся условиям среды.

Условия образования условного рефлекса

Условный рефлекс можно выработать, сочетая индифферентный раздражитель с ранее выработанным условным рефлексом. Таким путем образуются условные рефлексы второго порядка, тогда подкреплять индифферентный раздражитель надо условным раздражителем рефлекса второго порядка. Удалось образовать в эксперименте условные рефлексы третьего, четвертого порядков. Рефлексы эти, как правило, нестойкие. У детей удалось выработать рефлексы шестого порядка.

Если вживить электроды в зрительную и двигательную области коры больших полушарий И применять в качестве условного раздражителя слабое электрическое раздражение зрительной области, не вызывающее само по себе никакого видимого эффекта, и при этом раздражать двигательную область, то после нескольких сочетаний этих двух раздражений наблюдается в ответ на раздражение зрительной области коры двигательный условный рефлекс. Здесь условный рефлекс выработан на определенное функциональное состояние в зрительной области коры, которое возникает при ее искусственном раздражении.

Чтобы выработался условный рефлекс, условный раздражитель надо подкреплять безусловным раздражителем, т. е. таким, который вызывает безусловный рефлекс. Звон ножей и вилок в столовой вызовет отделение слюны у человека лишь в том случае, если этот звон один или несколько раз подкреплялся едой. Звон ножей и вилок в нашем случае является условным раздражителем, а безусловным раздражителем, вызывающим слюноотделительный безусловный рефлекс, является пища. Вид горящей свечи может стать сигналом к отдергиванию руки у ребенка лишь в том случае, если хотя бы один раз вид свечи совпал с ощущени ем ожога. При образовании условного рефлекса условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного раздражения (обычно на 1—5 сек).

Механизм образования условного рефлекса

Согласно представлениям И. П. Павлова, образование условного рефлекса связано с установлением временной связи между двумя группами клеток коры: между воспринимающими условное и воспринимающими безусловное раздражение.

В ходе дальнейших исследований были получены факты, свидетельствующие о том, что замыкание временной связи идет не только по горизонтальным волокнам (кора — кора). Разрезами серого вещества разобщали у собак разные участки коры, однако это не препятствовало образованию временных связей между клетками этих участков. Это дало основание полагать, что в установлении временных связей важная роль принадлежит и путям кора — подкорка — кора. При этом центростремительные импульсы от условного раздражителя через таламус и неспецифические пути ретикуляторной формации поступают в соответствующую зону коры, здесь они перерабатываются и по нисходящим путям достигают подкорковых образований, откуда им пульсы приходят снова в кору, но уже в зону представительства безусловного рефлекса.

Что происходит в нейронах, участвующих в образовании временной связи? По этому поводу есть различные точки зрения. Одна из них главную роль отводит морфологическим изменениям в окончаниях нервных отростков, их утолщению. Есть исследователи, которые полагают, что при многократных сочетаниях условного раздражителя с врожденной рефлекторной реакцией при повторных прохождениях нервных импульсов через-синапсы в последних повышается возбудимость, в результате чего облегчается избирательная передача импульсов определенной характеристики на следующие нейроны. Условная связь, по мнению этих исследователей, основывается на суммации синаптических возбуждений и усилении собственной ритмической деятельности нейронов под влиянием повторных условных и безусловных раздражений. Высказываются предположения об изменении конфигурации аминокислот в мембранах, разделяющих нейроны, участвующие в замыкании временной связи.

Известно, что выработанные условные рефлексы могут сохраняться длительное время; иногда это время исчисляется годами.

Что же заставляет выработанные временные связи удерживаться? Механизм этого явления еще не раскрыт, хотя раскрытие его очень важно для познания сущности процесса памяти.

Биологическое значение условных рефлексов

Организм рождается с определенным фондом безусловных рефлексов; Они обеспечивают ему поддержание жизнедеятельности в относительно постоянных условиях существования. К ним относятся безусловные рефлексы: пищевые (жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.), оборонительные (отдергивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание при попадании струи воздуха в глаз и др.), половые рефлексы (рефлексы, связанные с осуществлением полового акта, выкармливанием и уходом за потомством), рефлексы терморегуляционные, дыхательные, сердечные, сосудистые, поддерживающие гомеостаз, и др.

Условные рефлексы обеспечивают более совершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни. Условные рефлексы способствуют нахождению пищи по запаху, своевременному уходу от опасности, ориентировке во времени и пространстве. Условнорефлекторное отделение слюны, желудочного, поджелудочного соков на вид, запах, время приема пищи создает лучшие условия для переваривания пищи еще до того, как она поступила в организм. Усиление газообмена и увеличение легочной вентиляции до начала работы, только при виде обстановки, в которой совершается работа, способствуют большей выносливости и лучшей работоспособности организма во время мышечной деятельности. При изменении условий среды ранее выработанные условные рефлексы угасают, образуются новые условные рефлексы.

Торможение условных рефлексов

Условные рефлексы способны тормозиться. Происходит это в тех случаях, когда в норе больших полушарий при осуществлении условного рефлекса возникает новый, достаточно сильный очаг возбуждения, не связанный с данным условным рефлексом. Если у собаки был выработан условный рефлекс слюноотделения на звук звонка, то включение яркого света при звуке звонка у этой собаки тормозит ранее выработанный рефлекс слюноотделения. В основе этого торможения лежит явление индукции: новый сильный очаг возбуждения в коре от постороннего раздражения вызывает понижение возбудимости в других участках коры больших полушарий, связанных с осуществлением условного рефлекса, и, как следствие этого явления, наступает торможение условного рефлекса.

Переполнение мочевого пузыря, половое возбуждение, болезненный воспалительный очаг также способны затормозить условные рефлексы. Торможение условных рефлексов, возникающее под влиянием внешних, посторонних для данного условного рефлекса раздражений, И. П. Павлов назвал внешним торможением. К внешнему торможению иногда относят и запредельное торможение. Оно развивается при чрезмерном увеличении силы условного раздражителя. Это торможение имеет охранительное значение, так как защищает нервные клетки от раздражителей слишком большой силы или чрезмерной длительности, которые могли бы нарушить их деятельность.

Внутреннее торможение

Внешнее торможение, как и запредельное торможение, имеет место не только в коре больших полушарий. Оно свойственно всем другим отделам нервной системы.

Наряду с внешним торможением существует специфически корковое торможение, которое И. П. Павлов назвал внутренним торможением. Это торможение возникает внутри дуги условного

рефлекса, т. е. в тех нервных структурах, которые участвуют в осуществлении данного рефлекса, а не действует на них со стороны других центров.

Если внешнее торможение возникает сразу, как только подействовал тормозящий агент, то внутреннее торможение надо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, и это иногда требует длительного времени.

Одним из видов внутреннего торможения является угасание. Оно развивается, если много раз условный рефлекс не подкрепляют безусловным раздражителем. Если свет лампочки был сигналом еды и при включении света наступало условнорефлекторное отделение слюны, то если теперь несколько раз включение света не подкреплять едой, рефлекс ослабевает, а затем прекращается вовсе. Наступило торможение. Через несколько часов или дней этот рефлекс может восстановиться. Восстановится угасший рефлекс и в том случае, если мы вновь подкрепим действие условного раздражителя безусловным.

Угасание условных рефлексов имеет важное биологическое значение. Благодаря ему организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение.

К внутреннему торможению относится и запаздывание условных рефлексов. При выработке условного рефлекса вначале включают условный раздражитель (например, свет), а через 1 — 5 с дают пищу (безусловный раздражитель). Когда после нескольких сочетаний условного раздражителя с безусловным рефлекс выработан, отделение слюны наступает сразу, как только включают свет. Если теперь начать отставлять время подкрепления безусловным раздражителем до 2—3 мин, то условнорефлекторное отделение слюны начинает запаздывать. Из-за неподкрепления на протяжении 2—3 мин условного раздражителя безусловным раздражитель в течение времени неподкрепления приобретает тормозное значение.

Запаздывание создает условия для лучшей ориентировки животного в окружающем мире. Волк не сразу бросается на зайца, увидев его на значительном расстоянии. Он выжидает, когда заяц приблизится. От момента, когда волк увидел зайца, до того времени, когда заяц приблизится к волку, в коре больших полушарий волка имеет место процесс внутреннего торможения: тормозятся двигательные и пищевые условные рефлексы. Если бы этого не происходило, волк часто оставался бы без добычи, срываясь в погоню сразу, как только он увидит зайца. Выработавшееся запаздывание обеспечивает волку добычу.

Анализ и синтез раздражений в коре больших полушарий

Многочисленные раздражители окружающей среды и самого организма через рецепторы воспринимаются и становятся источни нами импульсов, поступающих в кору больших полушарий: в коре обрабатываются поступившие импульсы, раздражители анализируются, различаются и синтезируются, соединяются, обобщаются. Примером синтетической деятельности коры больших полушарий может служить образование временной связи, лежащее в основе выработки всякого условного рефлекса.

Сходные звуковые, обонятельные и другие раздражители могут сигнализировать о совершенно различных событиях. Только точный анализ этих сходных раздражителей обеспечивает биологически целесообразные реакции животного. Анализ раздражений состоит в различении, разделении разных сигналов, дифференцировании сходных воздействий на организм.

Различение, или дифференцирование, сходных условных раздражителей вырабатывается путем подкрепления одних и неподкрепления других раздражителей. Развивающееся при этом торможение подавляет рефлекторную реакцию на неподкрепляемые раздражители.

Анализ и синтез неразрывно связаны между собой, и в коре происходит сложная аналитико-синтетическая деятельность.

Статья на тему Высшая нервная деятельность человека