Газообмен в легких и тканях (диффузия газов)

 

И.П. Павловым было сделано также крупнейшее открытие - открытие условного рефлекса как основного механизма деятельности коры больших полушарий. Ему принадлежит также введение в науку самого термина «высшая нервная деятельность». Термин «высшая нервная деятельность» использовался И.П. Павловым как противопоставление понятию «низшая нервная деятельность», которая осуществляется на основе врожденных механизмов и направлена в основном на поддержание гомеостаза организма в процессе его жизнедеятельности. Он определял ВНД как объединенную условно- и безусловно-рефлекторную функцию коры полушарий и подкорки головного мозга, равнозначную понятию «психическая деятельность».

 

Большой вклад в изучение ВНД внёс также советский физиолог П.К. Анохин, показавший, что главным условием формирования целенаправленного поведения является возможность достижения биологически важного результата действия. Проблемами высшей нервной деятельности занимались также А.А. Ухтомский, Н.А. Бернштейн, Г.Г. Шпет, И. Мюллер, Ч. Белл, Г. Гельмгольц, К. Людвиг, Э. Дюбуа-Реймон и другие.

 

В настоящее время ВНД определяют как «деятельность высших отделов центральной нервной системы, обеспечивающую наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде» [3; 594]. Иначе говоря, ВНД - это «совокупность безусловных и условных рефлексов, а также высших психических функций, которые обеспечивают адекватное поведение в изменяющихся природных и социальных условиях» [4; 287].

 

Однако человек - продукт не только биологической эволюции, но и социальной среды. Деятельность человеческого мозга детерминирована всем прошлым опытом человечества, условиями социальной жизни. Побуждение к действию для достижения полезного результата не заложено в мозге человека, не дано ему свыше и не является одной лишь биологической мотивацией, направленной на выживание лишь данного организма и поддержания его гомеостаза. Активное поведение человека нередко направлено на высокие цели, ради достижения которых он не только нарушает своё равновесие с окружающей средой, но иногда и жертвует жизнью.

 

Полное раскрытие особенностей высшей нервной деятельности человека, механизмов деятельности его мозга принадлежит будущему. Оно принесет человеку чрезвычайное могущество - власть над самим собой.

 

 

 

1. Анатомо-физиологические основы  высшей нервной деятельности  человека

 

 

Поскольку высшая нервная деятельность представляет собой в первую очередь совокупность безусловных и условных рефлексов, остановимся в первую очередь именно на них для выявления отличий между ВНД человека и высших животных.

 

Под понятием «рефлекс» подразумевают целенаправленную реакцию организма на раздражение его рецепторов при участии центральной нервной системы. С физиологической точки зрения механизм рефлекса описывается в виде рефлекторной дуги, или кольца. Данное понятие было сформулировано и подтверждено английским анатомом и физиологом Ч. Беллом. Анатомической основой рефлекторной дуги, или, по Ч. Беллу, нервного кольца, является «…проведение возбуждения по чувствительному нерву, его переработка в нервном центре и передача по эффекторному нерву к органу движения» [2; 159]. Иначе говоря, рефлекторная дуга - это совокупность образований, участвующих в осуществлении рефлекса и представляющую собой путь от рецептора к исполнительному органу - мышце или железе.

 

В процессе эволюции возникли прочно закрепленные рефлексы, которые обеспечивают приспособительные возможности организма, объединяют и согласовывают его функции, являются врожденными реакциями и передаются по наследству. Все животные рождаются с определенными рефлексами, характерными для данного вида. Эти рефлексы, называемые врождёнными или, по И.П. Павлову, безусловными, обеспечивают адаптацию к изменяющимся условиям окружающей среды.

 

Однако для более эффективного взаимодействия с внешним миром у высших животных в процессе индивидуальной жизни возникают качественно новые рефлекторные реакции, которые И.П. Павлов назвал условными рефлексами. Условные рефлексы подвижны, могут образовываться при раздражении любых рецепторных аппаратов и возникать при любой деятельности организма. В каждом конкретном случае они вырабатываются на основе текущих доминирующих мотиваций.

 

Основные закономерности условно-рефлекторной деятельности также являются общими как для человека, так и для высших животных. Данные закономерности включают выработку условных рефлексов на различные сигналы внешнего мира или внутреннего состояния организма; возникновение при соответствующих условиях безусловного или условного торможения; иррадиацию и концентрацию возбуждения и торможения, индукцию, образование динамических стереотипов и т.д.

 

Проводя сравнение безусловных и условных рефлексов, можно подчеркнуть следующее. Безусловные рефлексы - врожденные, передающиеся по наследству; постоянны и относительно устойчивы в течение жизни; свойственны всем отделам ЦНС, но характерны для ее низших отделов: подкорковых ядер, ствола и спинного мозга; осуществляются путём раздражения определенного рецептора адекватным для него раздражителем. Условные же рефлексы приобретаются в процессе индивидуального развития организма; изменчивы: могут возникать, закрепляться или утрачиваться, если необходимость в них исчезает; вырабатываются при обязательном участии коры больших полушарий; могут формироваться в ответ на любые раздражения любых рецепторных полей (условный пищевой рефлекс может быть выработан на раздражение зрительных, слуховых, кожных и других рецепторов). Однако при этом важно, чтобы раздражитель, который далее выступал бы в качестве условного, непременно предшествовал или совпадал по времени с действием безусловного: если вначале дается безусловный, а затем условный раздражитель, то условный рефлекс не вырабатывается. Условные рефлексы формируются и закрепляются лишь после достаточного количества повторных сочетаний. Их устойчивость и скорость образования зависят от интенсивности безусловной реакции (пищевые условные рефлексы быстрее вырабатываются у голодного животного). На образование условных рефлексов влияет также сила условного раздражителя: на слабые сигналы рефлексы вырабатываются труднее, чем на более сильные.

 

Условно-рефлекторные связи осуществляются главным образом в коре и подкорке головного мозга. У каждого человека одно из полушарий головного мозга (левое у правшей, правое - у левшей) - доминирующее, оно же является речевым. За динамическую организацию речевого высказывания ответственны передние отделы речевого полушария. Задние отделы речевого полушария отвечают за коды речи (фонематический, артикуляционный, семантический и т. д.). Центр Брока, расположенный в нижних отделах третьей лобной извилины, у большей части людей в левом полушарии, контролирует осуществление речевых реакций. При его поражении нарушается собственная речь, а понимание чужой речи в основном сохраняется. Центр Вернике относится к задним отделам речевых зон коры. Он расположен в височной доле и обеспечивает понимание речи. Полушарие, не являющееся речевым (у правшей - правое) не может обеспечить функцию называния предмета, но способно его узнавать. Хотя с лингвистическими способностями правшей связано в основном левое полушарие, тем не менее, правое полушарие также обладает некоторыми языковыми функциями: может понимать письменную речь.

 

«Левое полушарие участвует в основном в аналитических процессах, оно - база для логического мышления. Оно обеспечивает речевую деятельность: ее понимание и построение, работу со словесными символами. Правое полушарие обеспечивает конкретно-образное мышление, имеет дело с невербальным материалом, отвечает за определенные навыки в обращении с пространственными сигналами, за структурно-пространственные преобразования, способность к зрительному и тактильному распознаванию предметов» [1; 437].

 

Существует мнение, что в функциях различных полушарий отражаются различные способы познания. Функции левого полушария отождествляются с аналитическим мышлением. Функция правого полушария - интуитивное мышление. С правым полушарием связаны также музыкальные способности.

 

В норме оба полушария работают в тесном взаимодействии, дополняя друг друга.

 

 

. Сигнальные системы. Наличие второй  сигнальной системы как основная отличительная особенность человека

 

 

Восприятие и анализ сигналов, поступающих от рецепторов сенсорных органов и вызывающее определённую ответную реакцию организма, является общим свойством всех представителей царства Animalia. Вместе с тем у человека в процессе трудовой деятельности и социального развития появился, развился и усовершенствовался дополнительный механизм выработки условных рефлексов, связанный со словесными сигналами, объединёнными в речь. Он заключается в восприятии и анализе слов в качестве условных раздражителей. И.П. Павлов, изучая рефлекторные связи, ввёл понятие «сигнальные системы», разделяя их на общую для животных и человека первую сигнальную систему и специфичную только для человека вторую.

 

Первая сигнальная система - непосредственные ощущения и восприятия - составляет основу ВНД и сводится к совокупности условных и безусловных рефлексов на непосредственные раздражители. У человека она отличается большей скоростью распространения и концентрации нервного процесса, его подвижностью, что обеспечивает быстроту переключения и образования условных рефлексов. Было установлено, что животные лучше различают отдельные раздражители, в то время как человек - их комбинации.

 

Вторая сигнальная система сформировалась у человека на основе первой как система речевых сигналов (произносимых, слышимых, видимых), слов. В словах содержится обобщение сигналов первой сигнальной системы. Процесс обобщения словом вырабатывается в ходе формирования условных рефлексов при групповой деятельности человека.

 

Говоря об особенностях высшей нервной деятельности человека, Н.Н Данилова цитирует слова И.П. Павлова: «Специфика высшей нервной деятельности человека возникла в результате нового способа взаимодействия с внешним миром, который стал возможен при трудовой деятельности людей и который выразился в речи. Речь возникла как средство общения между людьми в процессе труда. Ее развитие привело к возникновению языка» [1; 418].

 

Таким образом, рассматривая эволюцию второй сигнальной системы, можно выстроить следующую логическую цепочку: предметы и явления объективного мира - их восприятие сенсорными системами - соответствующая реакция организма - стремление преобразовать окружающую действительность для удовлетворения потребностей - объединение усилий нескольких членов группы для получения более эффективного результата - необходимость общаться для скоординированности действий - возникновение слов - объединение их в речь - образование языка как системы обобщённого отражения действительности, понятной всем членам данной группы людей.

 

Качественное отличие связей второй сигнальной системы от первой состоит в том, что слово, хотя и является реальным физическим раздражителем (слуховым, зрительным, кинестетическим), отражает не конкретные, а наиболее существенные, основные свойства и отношения предметов и явлений. Именно слово обеспечивает возможность обобщенного и отвлеченного отражения действительности, которое формируется только в процессе общения, т.е. определяется как биологическими, и социальными факторами.

 

Первая и вторая сигнальные системы неотделимы друг от друга. У человека все восприятия, представления и большинство ощущений обозначаются словом. Из этого следует, что возбуждения первой сигнальной системы, вызываемые конкретными сигналами от предметов и явлений окружающего мира, передаются во вторую сигнальную систему. Обособленное функционирование первой сигнальной системы без участия второй (за исключением патологии) возможно только у ребенка до овладения им речью. Любое обучение и любая творческая деятельность связаны с развитием и совершенствованием второй сигнальной системы.

 

В процессе онтогенеза выделяют несколько фаз развития совместной деятельности двух сигнальных систем. Первоначально (с грудного возраста) «…условные рефлексы осуществляются на уровне первой сигнальной системы. т. е. непосредственный раздражитель вступает в связь с непосредственными вегетативными и соматическими реакциями» [1; 426]. Условные рефлексы на словесные раздражители появляются лишь во второй половине года жизни, по мере созревания мозга и формирования новых и все более сложных ассоциативно-временных связей. Слово обычно сочетается с другими непосредственными раздражителями, и в результате оно становится одним из компонентов комплекса: «Превращение слова … в «сигнал сигналов» происходит в конце второго года жизни» [1; 426].

 

Таким образом, можно отметить, что вторая сигнальная система развивается у человека на основе первой и формируется только в процессе его социализации. С возникновением языка у человека появилась новая система раздражителей в виде слов, обозначающих различные предметы, явления окружающего мира и их отношения. Способность понимать, а потом и произносить слова развивается у человека с детских лет в процессе его развития в результате ассоциации определенных сочетаний звуков (слов) со зрительными, тактильными и другими впечатлениями о внешних объектах. Присоединяясь к непосредственному образу предмета или явления, слово выделяет его существенные признаки, анализируя и обобщая его качества; тем самым оно переводит смысл данного образа в систему значений, понятную как самому говорящему, так и любому слушателю. «Через слово человек может получать знания о предметах и явлениях окружающего мира без непосредственного контакта с ними. Система словесных символов расширяет возможности приспособления человека к окружающей среде, возможности его ориентации в природном и социальном мире» [1; 421].

 

Объединённые в особые знаковые системы - языки - слова стали мощнейшим стимулом и регулятором человеческого поведения. В настоящее время известно более 2500 живых развивающихся языков. Языковые знания, в отличие от безусловных рефлексов, не передаются по наследству. Однако у человека имеются генетические предпосылки к усвоению языка и общению с помощью речи. Они заложены в особенностях его центральной нервной системы, речевого аппарата, гортани. Усвоение языка происходит в результате обучения; поэтому факт того, какой язык усвоит человек как родной, зависит от среды, в которой он живет, и условий его воспитания.

 

Язык реализуется и осуществляется в речи - процессе говорения, протекающем во времени и облекающимся в звуковую или письменную форму. Данный речевой процесс имеет несколько функций, каждая из которых влияет на высшую нервную деятельность человека. При коммуникативной функции (общении между людьми) осуществляется либо указание на какой-либо предмет или явление (т.е. привлечение к нему внимания собеседника), либо побуждение слушателя к какому-либо действию. Регулирующая функция речи реализует себя в высших психических функциях - сознательных формах психической деятельности. Программирующая функция выражается в построении смысловых схем речевого высказывания, грамматических структур предложений, в переходе от замысла к внешнему развернутому высказыванию, т.е. производит «внутреннее программирование», осуществляемое с помощью внутренней речи [1].