В каждом учебнике биологии говорится, что основатель рефлекторной теории - Иван Павлов. Это действительно так, однако еще до знаменитого русского физиолога нервную систему изучали многие исследователи. Из них самый большой вклад внес учитель Павлова Иван Сеченов.
Предпосылки рефлекторной теории
Термин «рефлекс» означает стереотипную реакцию живого организма на внешний раздражитель. Как это ни удивительно, но данное понятие имеет математические корни. Термин был введен в науку физиком Рене Декартом, жившим в XVII веке. Он пытался объяснить с помощью математики те законы, по которым существует мир живых организмов.
Рене Декарт - не основатель рефлекторной теории в современном ее виде. Но он открыл многое из того, что потом стало ее частью. Декарту помог Уильям Гарвей - английский медик, который первым описал систему кровообращения в организме человека. При этом он также представил ее в виде механической системы. Позже этим методом воспользуется Декарт. Если Гарвей перенес свой принцип на внутреннее устройство организма, то его французский коллега применил эту конструкцию на взаимодействие организма с внешним миром. Свою теорию он описал с помощью термина «рефлекс», взятого из латинского языка.
Важность открытий Декарта
Физик считал, что мозг человека является центром, отвечающим за связь с окружающим миром. Кроме того, он предположил, что от него идут нервные волокна. Когда внешние факторы влияют на концы этих нитей, сигнал поступает в мозг. Именно Декарт стал основоположником принципа материалистического детерминизма в рефлекторной теории. Принцип этот заключается в том, что любой нервный процесс, происходящий в головном мозге, вызывается действием раздражителя.
Много позже русский физиолог Иван Сеченов (основатель рефлекторной теории) справедливо назвал Декарта одним из тех ученых, на которых он опирался в своих исследованиях. При этом у француза было много заблуждений. Например, он считал, что животные, в отличие от людей, действуют машинально. Опыты другого русского ученого - Ивана Павлова - показали, что это не так. Нервная система животных имеет такое же строение, как у человека.
Иван Сеченов
Другим человеком, внесшим важный вклад в развитие рефлекторной теории, является Иван Сеченов (1829-1905). Он был просветителем и создателем отечественной физиологии. Ученый первым в мировой науке предположил, что высшие отделы головного мозга работают только на рефлексах. До него неврологи и физиологи не ставили вопрос о том, что, возможно, все психические процессы человеческого организма имеют физиологическую природу.
Во время исследований во Франции Сеченов доказал, что головной мозг влияет на двигательную активность. Он открыл явление центрального торможения. Его исследования произвели фурор в тогдашней физиологии.
Формирование рефлекторной теории
В 1863 году Иван Сеченов издал книгу «Рефлексы головного мозга», которая снимает вопрос о том, кто основатель рефлекторной теории. В данном труде были сформулированы многие идеи, легшие в основу современного учения о высшей нервной системе. В частности, Сеченов объяснил публике, что такое рефлекторный принцип регуляции. Он заключается в том, что любая сознательная и бессознательная деятельность живых организмов сводится к реакции внутри нервной системы.
Сеченов не только открыл новые факты, но и проделал огромную работу по обобщению уже известной информации о физиологических процессах внутри организма. Он доказал, что влияние внешней среды нужно как для обычного одергивания руки, так и для появления мысли или чувства.
Критика идей Сеченова в России
Общество (особенно российское) не сразу приняло теорию гениального физиолога. После того как вышла книга «Рефлексы головного мозга», некоторые статьи ученого перестали печатать в «Современнике». Сеченов смело нападал на теологические церковные идеи. Он был материалистом и пытался доказать все с точки зрения физиологических процессов.
Несмотря на неоднозначную оценку в России, основы теории рефлекторной деятельности были тепло встречены научным сообществом Старого Света. Книги Сеченова начали издаваться в Европе гигантскими тиражами. Ученый даже на некоторое время перенес свою основную исследовательскую деятельность в западные лаборатории. Он продуктивно работал с французским медиком
Рецепторная теория
В истории науки можно найти множество примеров того, как ученые шли по ложному пути, предлагая идеи, не соответствовавшие действительности. Таким случаем можно назвать рецепторную теорию ощущений, противоречащую взглядам Сеченова и Павлова. В чем их отличие? Рецепторная и рефлекторная теория ощущений по-разному объясняют природу реакции организма на внешние раздражители.
И Сеченов, и Павлов считали, что рефлекс - это активный процесс. Эта точка зрения закрепилась в современной науке и сегодня считается окончательно доказанной. Активность рефлекса заключается в том, что живые организмы на некоторые раздражители реагируют острее, чем на другие. Природа отделяет нужное от ненужного. Рецепторная теория, наоборот, гласит, что органы чувств реагируют на окружающую среду пассивно.
Иван Павлов
Иван Павлов - основатель рефлекторной теории наравне с Иваном Сеченовым. Он изучал нервную систему всю свою жизнь и развил идеи своего предшественника. Этот феномен привлек ученого своей сложностью. Принципы рефлекторной теории были доказаны физиологом опытным путем. Даже далекие от биологии и медицины люди слышали фразу «собака Павлова». Конечно, речь не идет об одном животном. Имеются в виду сотни собак, которых Павлов использовал для своих опытов.
Толчком для открытия и окончательного формирования всей рефлекторной теории стало простое наблюдение. Павлов уже десять лет изучал пищеварительную систему и имел в своей лаборатории много собак, которых очень любил. Однажды ученый задался вопросом: почему у животного появляется слюна еще до того, как ему дают еду. Дальнейшие наблюдения показали удивительную связь. Слюна начинала выделяться, когда собака слышала звон посуды или голос человека, приносившего ей корм. Такой сигнал запускал механизм, вызывающий выработку желудочного сока.
Безусловные и условные рефлексы
Вышеописанный случай заинтересовал Павлова, и он начал серию экспериментов. К каким выводам тогда пришел основатель рефлекторной теории? Декарт еще в XVII веке говорил о реакциях организма на внешние раздражители. Русский физиолог взял за основу эту концепцию. Кроме того, ему помогла рефлекторная теория Сеченова. Павлов был его непосредственным учеником.
Наблюдая за собаками, ученый пришел к идее о безусловных и условных рефлексах. К первой группе относились врожденные особенности организма, передаваемые по наследству. Например, глотание, сосание и т. д. Условными рефлексами Павлов назвал те, которые живое существо получает уже после появления на свет благодаря личному опыту и особенностям окружающей среды.
Эти качества не передаются по наследству - они строго индивидуальны. В то же время организм может утратить такой рефлекс, если например, изменились условия окружающей среды, и в нем больше нет необходимости. Самым известным примером является эксперимент Павлова с одной из лабораторных собак. Животное приучили, что корм приносят после того, как в помещении включается лампочка. Далее физиолог следил за появлением новых рефлексов. И действительно, скоро у собаки начала сама собой выделяться слюна, когда она видела включенную лампочку. При этом ей не несли еды.
Три принципа теории
Общепризнанные принципы рефлекторной сводятся к трем правилам. В чем они заключаются? Первый из них - это принцип материалистического детерминизма, сформулированный еще Декартом. Согласно ему, каждый нервный процесс вызывается действием внешнего раздражителя. На этом правиле основывается рефлекторная теория психических процессов.
Второй - принцип структурности. Данное правило гласит, что строение отделов нервной системы напрямую зависит от количества и качества их функций. На практике это выглядит следующим образом. Если у организма нет головного мозга, то его отличается примитивностью.
Последний принцип - принцип анализа и синтеза. Он заключается в том, что в одних нейронах происходит торможение, а в других - возбуждение. Этот процесс является физиологическим анализом. В результате него живой организм может различать окружающие предметы и явления.
РЕФЛЕКТОРНАЯ ТЕОРИЯ ПОВЕДЕНИЯ. Рефлекс - основная форма деятельности нервной системы. Самые простые рефлексы принадлежат к врожденным, или безусловным; они передаются в наследство и обеспечивают приспособление организма к постоянным условиям среды. Безусловные рефлексы относятся к видовым признакам поведения животного. Уже у новорожденного ребенка наблюдаются самые простые безусловные реакции: сосание (пищевой безусловный рефлекс), мигание глаз (защитный безусловный рефлекс), рефлекс, «что такое?» (ориентировочный безусловный рефлекс).
Более сложные формы врожденного поведения называются инстинктами.
В условиях внешнего мира, который непрерывно изменяется, кроме безусловных рефлексов, каждому отдельному организму свойственный собственный, индивидуальный опыт. Одни и те же безусловные рефлексы могут выполняться как в ответ на наследственно заданные раздражители, так и на те сигналы, с которыми данный организм встречается лишь в своей индивидуальной жизни. Такие рефлексы называются условными.
Условны рефлексы - это приобретены в течение жизни каждого человека реакции, с помощью которых ее организм приспосабливается к переменчивым влияниям среды. Условные рефлексы не передаются в наследство, а набуваються в процессе учебы. Условный рефлекс образуется тогда, когда какое-то внешнее событие совпадает по времени с той или другой деятельностью организма или подкрепляется безусловным рефлексом.
В течение жизни производятся много сложных условных рефлексов, которые становятся частью нашего жизненного опыта. Двигательные условные рефлексы, которые производятся человеком в течение жизни, называются навыками, или автоматизированными действиями, с помощью которых человек осваивает новые двигательные умения, производит новые формы поведения.
Следовательно, наше поведение определяется: 1) внутренними потребностями и 2) конкретными внешними условиями, к которым мы постоянно приспосабливаемся с помощью безусловных и условных рефлексов. Следовательно, наше поведение не только активно и целеустремленно, но и тонко и точно приспособленная к окружающим условиям.
ПРИСПОСОБЛЕНЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР ПОВЕДЕНИЯ. Для нормального существования организма в переменчивой внешней среде нужно вовремя изменять свое поведение, приспосабливаться ее к конкретным условиям.
Умение руководить своим поведением, вовремя ее изменять, а иногда и полностью сдерживать те или другие поведенческой реакции - одна из «важных черт воспитанного человека.
Различают безусловное торможение (когда безусловный ориентировочный рефлекс тормозит соответствующее поведение) и условно торможение (когда происходит постепенное угасание условного рефлекса в результате его непидкрипьлення безусловным раздражителем). Те условны рефлексы и навыки, которые перестают иметь для человека жизненно важно значение или не подкрепляются, погасают. Вместо них в процессе учебы производятся другие формы поведения (условны рефлексы), которые лучше приспосабливают организм человека к условиям окружающей среды.
Знаменитый русский физиолог И.П. Павлов (1849–1936, «Условные рефлексы: исследование физиологической деятельности коры больших полушарий головного мозга», 1925), один из создателей рефлекторной теории, предложил считать понятия рефлекса и инстинкта тождественными.
И.П. Павлов предположил и доказал, что новые формы поведения могут возникать в результате установления связи между врожденными формами поведения (безусловными рефлексами) и новым раздражителем (условным раздражителем). В случае совпадения во времени и пространстве условного (нового) и безусловного (служащего стимулом безусловной реакции) раздражителя, новый раздражитель начинает вызывать безусловную реакции, и это приводит к совершенно новым особенностям поведения. Сформировавшийся таким образом условный рефлекс может в дальнейшем служить базой для формирования условных рефлексов второго и высших порядков. Таким образом, по мысли Павлова, все поведение человека может быть понято, изучено и предсказано на основе знания цепочки условных рефлексов, механизмов их формирования и затухания. Свои эксперименты Павлов проводил на животных, преимущественно - на собаках. Классический условный рефлекс, тщательно изученный Павловым и сотрудниками, включал в себя ассоциацию слюноотделения при виде пищи у собаки и любого другого условного стимула (например, звука звоночка). По Павлову, условный рефлекс формируется следующим образом: Шаг 1. Основой условного рефлекса служит безусловный рефлекс: безусловный раздражитель (=стимул) вызывает безусловную реакцию.Вид пищи безусловно вызывает слюноотделение у собаки - это врожденная, безусловная форма поведения. Шаг 2. В некоторой ситуации условный рефлекс совпадает по времени и пространству с некоторым другим событием (условным стимулом).Вместе с предъявлением собаке пищи звенит звонок. Шаг 3. Если условный и безусловный раздражитель появляются совместно несколько раз, то происходит формирование нового рефлекса. Условный раздражитель постепенно замещает безусловный в схеме реакции. Скорость ассоциации условного раздражителя и безусловной реакции зависит от особенностей организма. Шаг 4. Возникает условный рефлекс: условный стимул, не вызывавший ранее никакого поведения, начинает вызывать безусловную реакцию. Теперь только лишь звука звонка достаточно, чтобы у собаки потекла слюна. Этот процесс называют классическим обусловливанием. Результат обусловливания называют условным рефлексом. Если в течение некоторого времени условный рефлекс не получает подкрепления, то есть условный стимул достаточно продолжительное время не сопровождается безусловным, то происходит угасание условного рефлекса - условный стимул перестает вызывать безусловную реакцию.
Условный рефлекс - это благоприобретенный рефлекс, свойственный отдельному индивиду (особи), Возникают в течение жизни особи и не закрепляются генетически (не передаются по наследству). Возникают при определённых условиях и исчезают при их отсутствии. Формируются на базе безусловных рефлексов при участии высших отделов мозга. Условно-рефлекторные реакции зависят от прошлого опыта, от конкретных условий, в которых формируется условный рефлекс.
Учение об условных рефлексах - это учение о высшей нервной деятельности. С первых шагов изучения высшей нервной деятельности Павлов со всей силой подчеркнул, что оно ведется им ради того, чтобы познать работу мозга человека, чтобы распространить точное научное исследование на явления, обозначавшиеся как психические. Обоснование учения об условных рефлексах явилось переломным моментом в истории всего естествознания. Впервые человеческая мысль из предмета умозрительного обсуждения философами и психологами стала предметом физиологического исследования, осуществляемого опытным путем. Образование условных рефлексов является тем основным физиологическим механизмом, который определяет выработку новых, складывающихся в течение жизни отношений организма к окружающему его миру. Для выработки условного рефлекса необходимо:
1) наличие двух раздражителей, один из которых безусловный (пища, болевой раздражитель и др.), вызывающий безусловно-рефлекторную реакцию, а другой - условный (сигнальный), сигнализирующий о предстоящем безусловном раздражении (свет, звук, вид пищи и т.д.);
2) многократное сочетание условного и безусловного раздра жителей (хотя возможно образование условного рефлекса при их однократном сочетании);
3) условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного;
4) в качестве условного раздражителя может быть использован любой раздражитель внешней или внутренней среды, который должен быть по возможности индифферентным, не вызывать обронительной реакции,не обладать чрезмерной силой и способен привлекать внимание;
5) безусловный раздражитель должен быть достаточно сильным, в противном случае временная связь не сформируется;
6) возбуждение от безусловного раздражителя должно быть более сильным, чем от условного;
7) необходимо устранить посторонние раздражители, так как они могут вызывать торможение условного рефлекса;
8) животное, у которого вырабатывается условный рефлекс, должно быть здоровым;
9) при выработке условного рефлекса должна быть выражена мотивация, например, при выработке пищевого слюноотделительного рефлекса животное должно быть голодным, у сытого - этот рефлекс не вырабатывается.
Условные рефлексы легче вырабатывать на экологически близкие данному животному воздействия. В связи с этим условные рефлексы делятся на натуральные и искусственные. Натуральные условные рефлексы вырабатываются на агенты, которые в естественных условиях действуют вместе с раздражителем, вызывающим безусловный рефлекс (например, вид пищи, ее запах и т.д.). Все остальные условные рефлексы искусственные, т.е. вырабатываются на агенты, в норме не связанные с действием безусловного раздражителя, например, пищевой слюноотделительный рефлекс на звонок.
Рефлекторная дуга (нервная дуга) - путь, проходимый нервными импульсами при осуществлении рефлекса. Рефлекторная дуга состоит из:
§ рецептора - нервное звено, воспринимающее раздражение;
§ афферентного звена-центростремительное нервное волокно-отростки рецепторных нейронов, осуществляющие передачу импульсов от чувствительных нервных окончаний в центральную нервную систему;
§ центрального звена - нервный центр (необязательный элемент, например для аксон-рефлекса);
§ эфферентного звена - осуществляют передачу от нервного центра к эффектору.
§ эффектора - исполнительный орган, деятельность которого изменяется в результате рефлекса.
Различают: - моносинаптические, двухнейронные рефлекторные дуги; - полисинаптические рефлекторные дуги (включают три и более нейронов).
Понятие введено М. Холлом в 1850 г. В настоящее время понятие рефлекторной дуги не полностью отражает механизм осуществления рефлекса, и в связи с этим Бернштейном Н. А. был предложен новый термин - Рефлекторное кольцо, в состав которого входит недостающее звено контроля, осуществляемого нервным центром за ходом работы исполнительного органа - т. н. обратной афферентации.
Простейшая рефлекторная дуга у человека образована двумя нейронами - сенсорным и двигательным (мотонейрон). Примером простейшего рефлекса может служить коленный рефлекс. В других случаях в рефлекторную дугу включены три(и более)нейрона - сенсорный, вставочный и двигательный. В упрощенном виде таков рефлекс, возникающий при уколе пальца булавкой. Это спинальный рефлекс, его дуга проходит не через головной, а через спинной мозг. Отростки сенсорных нейронов входят в спинной мозг в составе заднего корешка, а отростки двигательных нейронов выходят из спинного мозга в составе переднего. Тела сенсорных нейронов находятся в спинномозговом узле заднего корешка (в дорсальном ганглии), а вставочных и двигательных - в сером веществе спинного мозга. Простая рефлекторная дуга, описанная выше, позволяет человеку автоматически (непроизвольно) адаптироваться к изменениям окружающей среды, например, отдергивать руку от болевого раздражителя, изменять размеры зрачка в зависимости от условий освещенности. Также она помогает регулировать процессы, протекающие внутри организма. Все это способствует сохранению постоянства внутренней среды, то есть поддержаниюгомеостаза. Во многих случаях сенсорный нейрон передает информацию (обычно через несколько вставочных нейронов) вголовной мозг. Головной мозг обрабатывает поступающую сенсорную информацию и накапливает её для последующего использования. Наряду с этим головной мозг может посылать моторные нервные импульсы по нисходящему пути непосредственно к спинальным мотонейронам; спинальные мотонейроны инициируют ответ эффектора.
6.
Еще по теме Рефлекторная теория И. П. Павлова. Учение об условных рефлексах. Рефлекторная дуга.:
- Вопрос 5. Рефлекторный принцип регуляции. Понятие рефлекс. Типы и физиологическая характеристика рефлексов. Рефлекторная дуга и кольцо.
- Ассоциативно-рефлекторная теория обучения и теория поэтапного формирования умственных действий.
- Вопрос №17. Учение о торможении условных рефлексов. Внутреннее и внешнее торможение условных рефлексов. Их психофизиологическая характеристика и значение.
Лекция 1
ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ, основные понятия и методологические принципы ФИЗИОЛОГИИ ВНД
План
Предпосылки возникновения учения И.П.Павлова о физиологии ВНД.. 1
Основные принципы рефлекторной теории. 2
Предмет, задачи и основные понятия физиологии ВНД.. 3
Современное состояние физиологии высшей нервной деятельности. 4
Место физиологии ВНД среди естественных и гуманитарных наук. 5
Методы исследования высшей нервной деятельности. 5
Предпосылки возникновения учения И.П.Павлова о физиологии ВНД
создание материалистического учения о ВНД связано с именем И.П.Павлова. Его исследования в области кровообращения и пищеварения подготовили почву для перехода к изучению самой сложной функции организма – психической деятельности.
На формирование физиологических взглядов И.П.Павлова оказали большое влияние идеи, развиваемые основоположником отечественной медицины С.П.Боткиным. Рассматривая человеческий организм во взаимосвязи с внешней средой, представляя деятельность организма как рефлекторную, Боткин подчеркивал ведущую роль нервной системы в регуляции функций организма, в поддержании его целостности и адаптации к среде.
В разработке вопросов ВНД идейным вдохновителем И.П.Павлова являлся И.М.Сеченов. Он впервые в истории естествознания высказал мысль о том, что сознание представляет собой лишь отражение реальной действительности и познание окружающей человека среды возможно лишь при помощи органов чувств, продукты которых являются первоначальным источником всей психической деятельности. И.М.Сеченов писал, что все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения есть рефлексы.
Согласно мнению И.М.Сеченова, мысль – это «психический рефлекс с задержанным окончанием», а «психический рефлекс с усиленным окончанием» – это то, что обычно называют эмоцией. Благодаря «психическому элементу», интегральной части рефлекторного процесса, организм может активно приспосабливаться к среде, саморегулироваться, проявляя широкое многообразие поведенческих реакций.
Прогресс психики, по Сеченову, обусловлен усовершенствованием нервной организации мозга, его фило- и онтогенетическим развитием и осуществляется по принципу усложнения ассоциативного процесса. С деятельностью больших полушарий головного мозга И.М.Сеченов связывает четыре категории психической деятельности: инстинкты как внутреннее побуждение, осмысленное чувствование, осмысленное движение и согласование двух последних категорий в осмысленное действие или поведение.
Открытие одного из фундаментальных механизмов деятельности мозга – центрального торможения, а также экспериментальные факты позволили И.М.Сеченову выдвинуть постулат о существовании трех основных механизмов, формирующих целостную деятельность мозга. Это:
1. деятельность анализаторов, обеспечивающих преобразование воздействий среды в нервные сигналы, их переработку и передачу к исполнительным органам;
2. механизмы центрального торможения;
3. деятельность особых «станций усиления» рефлекторных актов.
Развивая идеи Сеченова, Павлов открыл совершенно особый класс проявлений работы головного мозга – условные рефлексы. Именно в этих рефлексах закрепляется и реализуется индивидуальный опыт высших живых существ от элементарных поведенческих актов до грандиозной системы специально человеческих речевых сигналов.
Основные принципы рефлекторной теории
Сущность павловского учения состоит не в одностороннем воздействии среды на организм, а в активном взаимодействии. Активное взаимодействие организма и среды осуществляется по рефлекторному принципу. Уравновешивание организма с внешней средой осуществляется благодаря безусловно-рефлекторной деятельности нервной системы. Безусловные рефлексы возбуждаются как внутренними агентами, так и внешними, что и обусловливает совершенство уравновешивания. так как внешняя среда при своем чрезвычайном разнообразии вместе с тем находится в постоянном колебании, то безусловных рефлексов оказывается недостаточно. Появляется необходимость дополнения их условными рефлексами.
Условные рефлексы являются универсальным приспособительным механизмом, обеспечивающим пластичные формы поведения. В основе приспособительной изменчивости организма лежит координация функций, осуществляемая при помощи рефлекторной, в свою очередь, строго координированной деятельности мозга.
Таким образом, рефлекс – не раз навсегда заданный, сверхжесткий акт, а целостная саморегулирующаяся система. Гибкость рефлекса проявляется там, где есть несоответствие действия вызвавшей его причине. Неадекватное соотношение рефлекса внешним факторам заключается в том, что детерминантами рефлекса являются не только текущие внешние воздействия, но и внутреннее состояние организма. Одним из важнейших механизмов внутренней детерминации рефлекторной деятельности организма являются потребности и связанное с ними мотивационное поведение.
И.П.Павлов сформулировал три принципа рефлекторной теории.
1. Принцип детерминизма (принцип причинности), согласно которому любая рефлекторная реакция причинно обусловлена. «Нет действия без причины». Всякая деятельность организма, каждый акт нервной деятельности вызван определенной причиной, воздействием из внешнего мира или внутренней среды организма. Целесообразность реакции определяется специфичностью раздражителя, чувствительностью организма к раздражителям.
2. Принцип структурности, суть которого заключается в том, что каждая рефлекторная реакция осуществляется с помощью определенных структур, и чем больше структурных элементов участвует в осуществлении этой реакции, тем она совершеннее. В мозге нет процессов, которые не имели бы материальной основы, каждый физиологический акт нервной деятельности приурочен к структуре.
3. Принцип единства процессов анализа и синтеза в составе рефлекторной реакции (нервная система анализирует, т.е. различает, с помощью рецепторов все действующие внешние и внутренние раздражители и на основании этого анализа формирует целостную ответную реакцию – синтез). В мозге непрерывно происходит анализ и синтез как поступающей информации, так и ответных реакций. В результате организм извлекает из среды полезную информацию, перерабатывает, фиксирует ее в памяти и формирует ответные действия в соответствии с обстоятельствами и потребностями.
Предмет, задачи и основные понятия физиологии ВНД
Физиология высшей нервной деятельности – это наука о мозговых механизмах поведения и психики, которые базируются на рефлекторной теории.
Предметом физиологии ВНД является объективное изучение материального субстрата психической деятельности мозга и использование этих знаний для решения практических задач сохранения здоровья и высокой работоспособности человека, управления поведением и повышения продуктивности животных.
Основными задачами физиологии ВНД являются:
· раскрытие закономерностей работы головного мозга;
· познание внутренних механизмов высших психических функций.
Центральными понятиями в физиологии ВНД являются безусловный и условный рефлекс.
Безусловный рефлекс – это врожденная видоспецифическая реакция организма, рефлекторно возникающая в ответ на специфическое воздействие раздражителя, биологически значащего стимула (боль, пища, холод и т. д.), адекватного для данного вида деятельности. Безусловные рефлексы связаны с жизненно важными биологическими потребностями и осуществляются в пределах стабильного рефлекторного пути.
Условный рефлекс – это индивидуально приобретенная реакция организма на ранее индифферентный раздражитель, воспроизводящая безусловный рефлекс. В основе условного рефлекса лежит формирование новых или модификация существующих нервных связей, происходящих под влиянием изменений внешней и внутренней среды. Это временные связи, которые тормозятся при отмене подкрепления, изменении ситуации.
В процессе эволюции животных, филогенетического развития мозговых структур соотношение врожденных и приобретенных реакций закономерно меняется: в поведении беспозвоночных и низших животных врожденные формы деятельности преобладают над приобретенными, а у более развитых животных начинают доминировать индивидуально приобретенные формы поведения, которые непрерывно развиваются, усложняются и совершенствуются. Исходя из этого, И.П.Павлов вводит разделение понятий высшей нервной деятельности и низшей нервной деятельности.
Высшая нервная деятельность – это условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных – больших полушарий и переднего мозга), обеспечивающих адекватные и наиболее совершенные поведенческие реакции.
Низшая нервная деятельность – это деятельность низших отделов головного и спинного мозга, заведующих главным образом соотношениями и интеграцией частей организма между собой.
Рефлекс – основная форма нервной деятельности. Он отражает основной принцип взаимосвязи организма и внешней среды, связывая их в единую систему, а представления о рефлекторной дуге объясняют механизм этой взаимосвязи.
Основные положениярефлекторного принципа деятельности ЦНС были разработаны на протяжении примерно двух с половиной веков. Можно назвать пять основных этапов развития этой концепции.
Первый этап - заложены основы понимания рефлекторного принципа деятельности ЦНС французским естествоиспытателем и математиком Р. Декартом (XVII в.). Декарт считал, что «все вещи и явления можно объяснить естественнонаучным путем». Эта исходная позиция позволила ему сформулировать два важных положения рефлекторной теории: 1) деятельность организма при внешнем воздействии является отраженной (впоследствии ее стали называть рефлекторной: лат. reflexus - отраженный), 2) ответная реакция на раздражение осуществляется при помощи нервной системы. По Декарту нервы - это трубочки, по которым с огромной скоростью движутся животные духи, материальные частицы неизвестной природы, по нервам они попадают в мышцу и мышца раздувается (сокращается).
Второй этап - экспериментальное обоснование материалистических представлений о рефлексе (XVII-XIX вв.) которое было развито чешским исследователем Т. Прохазкой, который значительно расширил учение об отражательных действиях. В частности, было установлено, что рефлекторная реакция у спинальных животных наступают в ответ на раздражение определенных участков кожи, т.е. может осуществляться на одном метамере лягушки (сегмент спинного мозга, связанный с «кусочком тела»), а разрушение спинного мозга ведет к их исчезновению.
Выявлено, что стимулы могут быть не только внешними, но и внутренними, установлена роль задних (чувствительных) и передних (двигательных) корешков спинного мозга (закон Белла-Мажанди). Весьма активно сегментарные рефлексы изучал Ч. Шеррингтон (конец XVIII в. - начало XIX в.).
Третий этап - победа материалистических представлений о психической деятельности (И.М. Сеченов, 60-е годы XIX в.). Наблюдая за развитием детей, И.М. Сеченов пришел к заключению, что в основе формирования психической деятельности лежит принцип рефлекса. Это положение он выразил следующей фразой: «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы». Таким образом, И.М. Сеченов стал на путь детерминизма в вопросах психической деятельности человека. И. М. Сеченов поставил вопрос о существовании двух родов рефлексов. Во-первых, постоянные, врожденные , осуществляемые низшими отделами нервной системы. Он назвал их: «чистыми» рефлексами. Во-вторых, рефлексы головного мозга изменчивые, приобретенные в индивидуальной жизни. Эти рефлексы И. М. Сеченов представлял себе одновременно и физиологическим, и психическим явлением. Таким образом, была впервые показана неотделимость психических процессов от мозга и одновременно обусловленность психики внешним миром .
При изучении рефлексов И. М. Сеченов обосновал так же приспособительный характер изменчивости рефлекса, открыл торможение рефлексов (1863, центральное торможение), суммацию, возбуждения в ЦНС (1868).
Четвертый этап - разработаны основы учения о высшей нервной деятельности (И.П. Павлов, начало XX в.). И.П. Павлов экспериментально подтвердил возможность образования условных рефлексов и использовал их как объективный метод изучения психической деятельности (высшей нервной деятельности, по И.П. Павлову).
В результате представления о рефлекторных механизмах деятельности нервной системы сформировались в единую рефлекторную теорию. Рефлекторная теория - теория поведения, рассматривающая его как деятельность организма, возникающую в ответ на возникновение стимулов из внешнего мира или внутренней среды.
Согласно И.П. Павлову рефлекторная теория опирается на три основные принципа:
· принцип детерминизма (причинности) - согласно которому рефлекторная реакция возникает только в ответ на раздражающий стимул. Принцип детерминизма устанавливает полную обусловленность материальными причинами всех явлений в организме, в том числе и высшей нервной деятельности. Изучение функций коры головного мозга позволило Павлову настолько точно познать законы, управляющие условно-рефлекторной деятельностью, что стало возможно в значительной степени управлять этой деятельностью у животных (собак) и заранее предсказывать, какие изменения произойдут при тех или иных условиях.
· принцип структурности - устанавливает, что все нервные процессы являются результатом деятельности определенных структурных образований - нервных клеток, и зависят от свойств этих клеток. Однако, если до Павлова свойства различных клеток и клеточных групп центральной нервной системы рассматривались как постоянные, то Иван Петрович в учении об условных рефлексах показал, что свойства этих клеток изменяются в процессе развития. Локализация функций в коре головного мозга не должна, поэтому трактоваться только как распределение в пространстве клеток с различными свойствами. Кроме того, он предусматривает, что рефлекторная реакция возможна только в том случае, если все компоненты рефлекторной дуги находятся в анатомически и физиологически целостном состоянии. В такой формулировке он известен как принцип целостности.
· наконец принцип анализа и синтеза устанавливает, что каждая ответная реакция всегда адекватна качествам и природе воздействующего раздражителя. Согласно этого принципа в процессе рефлекторной деятельности происходит, с одной стороны, дробление окружающей природы на огромную массу отдельно воспринимаемых явлений, а с другой - превращение одновременно или последовательно действующих раздражителей (различного характера) в комплексные. Грубый анализ может быть осуществлен уже низшими отделами нервной системы, так как раздражения разных рецепторов, каждая группа которых воспринимает определенные воздействия среды, вызывает лишь определенные безусловные рефлексы. Однако высший анализ, благодаря которому возможно существование животного организма в постоянно изменяющейся среде, осуществляется корой головного мозга и основан на способности образовывать условные рефлексы, а также, на способности к дифференцировке раздражителей.
Пятый этап - создано учение о функциональных системах (П.К. Анохин, середина XX в.)
Рефлекс, по Анохину, представляет собой замкнутое кольцо или спираль, состоящую из ряда последовательных процессов:
1) процессы нервного возбуждения, возникающего в результате внешнего или внутреннего раздражения органов чувств (начальное звено);
2) процессы афферентного синтеза, осуществляющегося путем анализа поступающей информации в мозг и принятия в связи с этим решения (центральное звено);
3) ответная реакция организма по команде мозга (двигательное звено);
4) обратная информация о результатах выполненных действий (заключительное звено). Обратная связь в данном случае создает возможность оценки соответствия или несоответствия получаемых результатов запрограммированным действиям. Исключение сигналов обратной афферентации приводит к неправильному реагированию организма на поступающие внешние или внутренние раздражения