Законы высшей нервной деятельности

Введение.

"Если бы  животное не было... точно приспособлено  к внешнему миру, то оно скоро  или медленно перестало бы  существовать... Оно так должно  реагировать на внешний мир,  чтобы всей ответной деятельностью  его было обеспечено его существование".

     И.П. Павлов. 

Какими же путями организм приспосабливается к внешней  среде? На этот вопрос И. П. Павлов отвечает: "Рефлексы суть и элементы этого постоянного приспособления или постоянного уравновешивания".

Один вид рефлексов, которые И, П. Павлов назвал безусловными, может осуществляться с момента рождения. Это рефлексы сосания, глотания, слюноотделения, кашля, чиханья, моргания, оборонительный рефлекс - одергивание и др. Их рефлекторные дуги готовы к моменту рождения. Безусловные рефлексы постоянно, закономерно возникают под действием соответствующих раздражителей, действующих на определенное рецептивное поле. Рефлекс слюноотделения возникает при раздражениях полости рта, чихания - кожи вблизи носа, глотания - корня языка и т. д.

Безусловные рефлексы - это постоянные, наследуемые реакции, закономерно возникающие в ответ  на раздражения, имеющие непосредственное биологическое значение.

Безусловные рефлексы могут быть простыми, как, например, отделение слюны на раздражение  рецепторов полости рта, и сложными - пищевой, оборонительный, половой, родительский, которые иначе называют инстинктами.

Если бы внешняя  среда не изменялась, оставалась постоянной то этих реакций было бы достаточно для существования организма Однако окружающая среда так бесконечно сложна и изменчива, что приспособляемость при помощи безусловных рефлексов является явно недостаточной.

Изучая работу слюнных желез, И. П. Павлов столкнулся с явлением, которое носило все  черты рефлекса, однако имело и  существенные отличия: у собаки, которой  была наложена фистула слюнной железы слюноотделение наступало не только при попадании пищи в рот, но и при виде чашки с едой и при звуке шагов служителя, который ее кормил. Это наблюдение послужило открытию нового вида рефлексов - условных рефлексов.

Условные рефлексы - это рефлексы, вырабатывающиеся в  течение индивидуальной жизни благодаря  образованию временных нервных  связей в высших отделах центральной  нервной системы (у высших животных в коре головного мозга). 

Законы  высшей нервной деятельности. 

В основе деятельности центральной нервной системы  лежат два процесса: возбуждение  и торможение.

Процессы возбуждения  усиливают ту или иную функцию  или деятельность всего организма, а процессы торможения наоборот. Однако возбуждение и торможение являются выражением единого нервного процесса и отражают активное состояние клетки. Их протекание связано с изменением обменных реакций в нейроне, расходованием  энергии и электрофизиологическими  процессами.

Согласованное взаимодействие нейронов и нервных  процессов называют координацией нервных  процессов, без которой невозможна согласованная деятельность всех органов  и систем организма его адекватные реакции на взаимодействия внешней  среды, в том числе адекватные поведенческие реакции.

Координация нервных  процессов основывается на следующих  их особенностях - законах ВНД:

- Иррадиация (распространение) нервных процессов -возбуждение(торможение), возникнув в одном нервном центре, распространяется на другие, соседние.

- Индукция нервных процессов - смена в нервном процессе одного нервного процесса на другой. Если возбуждение сменяется торможением, то говорят об отрицательной индукции, а если вслед за торможением наступает возбуждение, то говорят о положительной индукции.

- Концентрация нервных процессов - явление противоположное иррадиации, при котором процессы возбуждения (или торможения) концентрируются в отдельном участке нервной системы. 

Принцип доминанты.

Принцип доминанты  состоит в том, что в данный момент времени деятельность нервной  системы связана с образованием в центральной нервной системе  господствующего очага возбуждения. При наличии доминантного очага  возбуждения любые дополнительное раздражения, поступающие в другие участки нервной системы, только усиливают этот доминантный очаг. 

Особенности условных рефлексов.

1. Условные рефлексы отсутствуют у новорожденных. Если безусловные рефлексы - это врожденная нервная деятельность, это фонд, приобретенный в процессе эволюции вида, то условные рефлексы приобретаются каждым индивидуумом для себя.

Первое убедительное доказательство этому положению  дали опыты И. С. Цитовича, который  выращивал щенков до 6-7-месячного  возраста только на хлебе и молоке. Затем им выводили наружу слюнной проток для наблюдения за слюноотделением. Когда щенкам давали мясо, они с любопытством смотрели на него, но слюна не отделялась. Только после того, как они поели мяса, показ его стал вызывать отделение слюны, т. е. вид мяса стал условным раздражителем, вызывающим пищевой рефлекс.

2. Условные рефлексы могут вырабатываться и осуществляться только высшим отделом центральной нервной системы. Только высший отдел центральной нервной системы способен к замыканию временных связей, образованию условных рефлексов. В этом его основная функция. После удаления его все условные рефлексы безвозвратно исчезают, их самостоятельное существование становится невозможным.

3. Условные  рефлексы временные, они могут исчезнуть, если условный раздражитель не подкрепляется  безусловным. В этом одно из их преимуществ.

Различают натуральные  и искусственные условные рефлексы. Если условным сигнальным раздражителем  становится свойство самого безусловного раздражителя - вид яблока, огня, то такой рефлекс называется натуральным. Если же сигналом пищи сделать не относящийся  к ней звонок или свет, то вырабатывается искусственный условный рефлекс.

Для образования  условных рефлексов необходимы специальные  условия:

1. Наличие двух раздражителей - индифферентного, т.е. такого, который хотят сделать условным, и безусловного, вызывающего какую-то деятельность организма, например отделение слюны, одергивание лапы.
2. Индифферентный раздражитель (свет, звук и т. д.) должен предшествовать безусловному раздражителю. Надо, например, вначале дать свет, а через 2 с пищу. После нескольких таких сочетаний зажигание лампочки будет вызывать отделение слюны. Если же сначала давать пищу, а потом - свет, то условный рефлекс не образуется.
3. Безусловный раздражитель должен быть сильнее условного.

Для сытой собаки с низкой возбудимостью пищевого центра звонок не станет условным пищевым  раздражителем. Можно сделать условным раздражителем электрический ток, подкрепляя его пищей. Однако если ток  будет чрезмерно сильным, угрожающим жизни, то условный рефлекс не образуется.

4. Отсутствие отвлекающих посторонних раздражителей. Для выработки условных рефлексов животное помещают в специальную изолированную камеру, а экспериментатор находится вне ее у пульта управления всеми приборами, необходимыми для подачи сигналов и подкрепления их пищей или электрическим током. В небольшое окошко экспериментатор наблюдает за животным. Вначале И. П. Павловым была построена "башня молчания", однако выяснилось, что такая абсолютная изоляция необязательна.
5. Бодрое состояние коры. Это верно и для человека. Если лекция неинтересна и развивается полудремотное состояние, то материал не запоминается, временные связи не замыкаются. Живая эмоциональная лекция с интересными примерами запоминается хорошо.

Механизм образования  временной связи.

Органы чувств устроены так, что они очень живо реагируют на каждый новый раздражитель, который вызывает особый старт-рефлекс, называемый ориентировочным рефлексом, или, как называл его И. П. Павлов, рефлекс "что такое". Например, при звуке звонка уши настораживаются, голова поворачивается к раздражителю. Этот рефлекс помогает животному  подготовиться к любым неожиданностям. В коре при этом возникает очаг возбуждения, назовем его А. Если вслед за звуком последует безусловный  раздражитель, например появится кормушка с пищей, то в коре возникает второй, более сильный очаг возбуждения Б. Возбуждение центра безусловного рефлекса Б притягивает к себе возбуждение от центра А и между ними замыкается временная связь, образуется новый пищевой условный рефлекс. Новый раздражитель становится сигнальным, или условным, раздражителем, предупреждающим о важном событии, например появлении добычи или хищника. Так образуются пищевые, оборонительные, половые и другие условные рефлексы.

Условные рефлексы первого порядка вырабатываются на базе безусловных рефлексов, т. е. при совпадении во времени действия постороннего, индифферентного раздражителя с какой-либо деятельностью или  состоянием организма.

Условные рефлексы могут вырабатываться также на базе прочных условных рефлексов. Например, после того как у собаки образован  прочный условным рефлекс на звонок, можно сделать свет условным раздражителем, подкрепляя его не пищей, а звонком. После нескольких сочетаний свет звонок свет, никогда не подкреплявшийся  пищей, становится условным пищевым  раздражителем. При зажигании лампочки собака "слюнит", поворачивается к кормушке, появляется выраженная пищевая реакция. Такие рефлексы, образованные на базе условных, носят  название условных рефлексов второго  порядка. У некоторых собак можно  с трудом выработать условные рефлексы третьего порядка, у обезьян - до шестого  порядка, а у человека надстройка почти неограниченна.

Большое биологическое, а для человека и социальное значение имеют подражательные условные рефлексы. В. Я. Кряжев делил голубей на две группы - "артистов" и "зрителей" - и сажал их в клетку, разделенную сеткой. "Артистам" давался условный сигнал - звонок, который подкреплялся пищей - кормушкой с зерном. Голуби - "зрители" наблюдали. Затем голубей поменяли местами в клетке, и оказалось, что у "зрителей" первое применение звонка вызывало условный рефлекс - движение к кормушке. Таким образом, условный рефлекс необязательно вырабатывается на основе собственного опыта. Он может передаваться через механизм подражания. Об этом всегда должны помнить родители.

Условные рефлексы могут быть выработаны на любой орган, на любую деятельность организма. На почку условный рефлекс вырабатывается следующим путем. Собаке несколько  раз через фистулу желудка  вливают воду, это вызывает всякий раз повышение диуреза (мочеотделения). Через несколько сочетаний воду, введенную в желудок, тотчас выпускают  обратно. Несмотря на это, диурез усиливается. Следовательно, произошло образование  условного рефлекса - орошение желудка  водой сделалось условным, интероцептивным раздражителем для почки. Примером экстероцептивного рефлекса на внутренние органы - сердце и кровеносные сосуды - может быть следующий опыт. Подкожное введение адреналина вызывает учащение сокращений сердца и сужение сосудов. Если несколько раз звук трубы предшествует введению адреналина, то он сам по себе становится раздражителем, вызывающим те же реакции (учащение сердцебиений, повышение кровяного давления), что и введение адреналина.

Особенно быстро вырабатываются патологические рефлексы. Описан случай, когда звонок будильника совпал с приступом стенокардии. После этого звонок стал условным раздражителем, вызывающим приступ  сердечных болей. Это значит, что  условнорефлекторно можно вызывать патологическое состояние.

Биологическое значение условных рефлексов.

Условный раздражитель - заблаговременный, отдаленный предвестник  пищи, хищника, непогоды. Безусловный  оборонительный рефлекс возникает  тогда, когда биологически значимый раздражитель уже подействовал - жертва находится в когтях хищника, лапа захлопнута капканом, т. е. спасение маловероятно. Условный рефлекс бегства вызывается ревом, видом, треском веток, обнаруживающим врага. Здесь биологическое преимущество условных рефлексов очевидно. Условный сигнальный раздражитель, действуя с расстояния и заблаговременно дает возможность либо приблизиться к раздражителю, если он полезен, либо заблаговременно спастись от него. Условные рефлексы более тонко, более совершенно приспосабливают организм в борьбе за существование. Они могут возникнуть, а могут и исчезнуть, если сигнализируют неверно. Однако если необходимость в рефлексе не отпадает, он может существовать всю жизнь. Временность выступает как биологически важное свойство. 

Особенности высшей нервной деятельности человека. 

Для животных роль условных сигнальных раздражителей  играют предметы и явления (свет, звук, температура) окружающего мира. Для  человека значение сигнала приобретает  слово. Оно является таким же реальным условным раздражителем, как и любой  предмет или явление природы. У голодного человека "слюнки текут" не только при виде пищи, но и при разговоре о ней. Слово  может заменить все природные  раздражители и вызвать те же самые  реакции, которые они вызывают. Слово  и речь составляют вторую сигнальную систему действительности, свойственную только человеку. Могут возразить, что слова понимают собаки, лошадь, а птицы - скворцы, вороны, попугаи - даже разговаривают. Но для животных слово - это комплекс звуков, звуковой раздражитель. Для человека слово - это понятие. Слово для человека не только условный раздражитель, обо всем сигнализирующий и могущий вызвать любую деятельность, но и принципиально новый сигнал. При помощи слов образуются общие понятия, возникает словесное человеческое мышление.