Высшая нервная деятельность имеет три уровня. Первый уровень представлен безусловными рефлексами, за которые отвечают разные отделы нервной системы. Второй уровень — это условные рефлексы, которые формируются при участии спинного мозга и ствола головного мозга. Наконец, третий уровень — это речь, язык. В этом сложном процессе участвуют ассоциативные, сенсорные и двигательные центры головного мозга.
Закон взаимной индукции процессов возбуждения и торможения
Закон, сформулированный И. П. Павловым, гласит, что сильный очаг торможения в одних структурах может вызвать очаг возбуждения в других. Например, если к вечеру маленький ребенок становится возбудимым, неуправляемым, краснеет, плачет и смеется одновременно, это, скорее всего, означает, что он очень устал и хочет спать. В этом случае торможение в коре больших полушарий, вызванное усталостью, по закону взаимной индукции вызывает резкое возбуждение подкорки.
Интересные также примеры с рисунками-обманками. На таком рисунке могут быть изображены не то ваза, не то два профиля. Мы видим то одно, то другое. Когда мы сосредотачиваемся на изображении вазы, изображение профилей заторможено, они воспринимаются фоном. Затем идет торможение изображения вазы, мы отчетливо видим профили. То же самое происходит при разглядывании второго рисунка с мужским профилем и женской фигуркой.
Явление доминанты
В 1910-х годах физиолог А. А. Ухтомский разрабатывал свое учение о доминанте. Доминанта — состояние, при котором одна потребность перерастает во всепоглощающее желание и временно подчиняет остальные потребности. Проявляется она возникновением стабильного очага временного возбуждения в коре головного мозга. Этот очаг тормозит, блокирует, информацию, поступающую от других раздражителей. Благодаря состоянию доминанты, например, увлеченный человек может целиком уйти в работу, не слышать, когда его окликают, забыть про сон и еду.
Навыки
Навыки являются отдельной категорией условных рефлексов, а именно выработанными за годы жизни двигательными условными рефлексами. Именно благодаря формированию навыков люди учатся плавать, кататься на велосипеде и на коньках, быстро печатать, вышивать. Интересно, что навыки плавания или езды на велосипеде, например, утратить невозможно, а вот почти разучиться печатать, растерять сноровку без постоянной практики — возможно.
Навыки — основа поведения. Для наилучшего овладения ими необходимы постоянные тренировки с исправлением ошибок. Именно поэтому балерина тренируется ежедневно, а художник буквально не выпускает кисть из рук.
Динамический стереотип
Динамические стереотипы (называемые также двигательными) лежат в основе навыков и привычек индивидуума. Они являются системой условнорефлекторных связей, сложившейся в головном мозге. Достаточно воспроизвести один какой-то элемент из цепочки связей, чтобы она была воспроизведена полностью. Примеры динамических стереотипов — выработанный человеком в детстве почерк, присущие только ему жесты, характерная походка (обыкновение широко разворачивать носки или размахивать руками при ходьбе).
Внимание
1. Вниманием
называют направленность восприятия на какой-либо объект, сосредоточенность на нем, пристальную заинтересованность. Может внимание человека быть сосредоточено и на его собственных мыслях — при этом человек замирает, задерживает дыхание, его глаза затуманиваются. В этом состоянии он не слышит обращенных к нему вопросов, не реагирует на шум.
2. Непроизвольное внимание возникает независимо от воли человека при действии любого яркого раздражителя. Такое внимание держится до тех пор, пока раздражитель сохраняет новизну. Очень характерно для детей.
3. Произвольное внимание возникает при сознательном намерении человека, удерживать его нужно волевым усилием. При внешних помехах, шуме, или, например, чувстве голода человек отвлекается от предмета внимания.
Память
Память в широком смысле — это сохранение в сознании прошлого опыта. Механизм памяти базируется на трех основных процессах: запоминание, сохранение, воспроизведение. Также память опирается на воображение и мышление.
Виды памяти
1. Кратковременная
(или же рабочая) — память на образы после краткого их восприятия и с немедленным воспроизведением. Этот вид памяти не запоминает и не сохраняет информацию дольше 20-30 секунд, реакция происходит лишь на количество воспринимаемых символов.
2. Долговременная
— память на образы, при которой они длительное время хранятся в сознании и могут оттуда периодически «вытаскиваться» для использования (самостоятельно или с помощью внешних манипуляций, например, гипноза). Такой вид памяти лежит в основе прочных знаний. Самая важная информация сберегается в долговременной памяти в течение всей жизни.
3. Образная
(зрительная, слуховая, вкусовая и пр.) — память на образы, которые формируются при поддержке процессов сенсорного восприятия. Эти образы воспроизводятся в форме представлений (например, мы помним вкус лимона, музыкальную тему или ощущение от прикосновения к теплой печке).
4. Механическая
— информация запоминается путем повторения, заучивания, иногда даже без глубокого понимания смыслов.
5. Логическая
— человек обнаруживает систему связей между фактами, которая потом позволяет извлекать нужную информацию последовательно, словно вытягивая веревочку.
6. Моторная (она же двигательная) — способность запомнить и воспроизвести различные движения. Этот вид памяти является базой для формирования трудовых навыков, любых двигательных актов.
Высшая нервная деятельность человека представляет собой сложную совокупность нервных процессов, лежащих в основе поведения человека и обеспечивающих приспособление к изменяющимся условиям существования. Материальный субстрат высшей нервной деятельности — головной мозг. Получая информацию через сенсорные системы, мозг обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой и поддерживает постоянство внутренней среды организма. Высшие функции мозга — это восприятие окружающей среды, целенаправленные движения, эмоции, память и обучение, бодрствование и сон, мышление и речь, безусловные и условные рефлексы.
Мозг действует по рефлекторному принципу, непрерывно реагируя на внешние и внутренние раздражители. Под рефлексом обычно понимают наиболее адекватную, стереотипную реакцию на сенсорные раздражители. Ответная реакция организма на раздражитель практически всегда выражается движением. Любое ощущение осознанно или неосознанно сопровождается ответной двигательной реакцией. Движения бывают непроизвольными, входящими главным образом в систему обеспечения безусловных рефлексов, и произвольными, обеспечивающими вместе с непроизвольными условные рефлексы.
Основы современного учения о высшей нервной деятельности были заложены И. П. Павловым, разработавшим учение об условных рефлексах. Все рефлексы, свойственные организму, И. П. Павлов разделил на два класса: безусловные и условные (1903 г).
Рефлексы
|
БЕЗУСЛОВНЫЕ |
УСЛОВНЫЕ |
|
Врожденные, передаются по наследству из поколения в поколение |
Приобретаются организмом в течение жизни |
|
Свойственны большинству особей данного вида |
Индивидуальны, то есть свойственны отдельным особям |
|
Имеют постоянные рефлекторные дуги |
Рефлекторные дуги формируются при совпадении определенных условий |
|
Постоянны, практически не затухают в течение всей жизни |
Непостоянны, вырабатываются и затухают в течение жизни |
|
Реакция происходит в ответ на адекватные внешние или внутренние раздражители |
Вырабатываются на основе безусловных рефлексов |
|
Могут осуществляться за счет нервных центров, расположенных в спинном мозге и подкорковых структурах головного мозга |
Осуществляются, как правило, при участии коры больших полушарий мозга |
К безусловным рефлексам относятся: кашель при попадании инородных тел в дыхательные пути, выделение слюны при виде пищи, отдергивание руки при ожоге и т. п.
Для образования условного рефлекса необходимо сочетание во времени двух раздражителей: условного (безразличного, сигнального, индифферентного относительно вырабатываемой реакции) и безусловного, вызывающего определенный безусловный рефлекс. Условный сигнал (вспышка света, звук звонка и т.п.) должен несколько опережать во времени безусловное подкрепление. Обычно условный рефлекс вырабатывается после нескольких сочетаний условного и безусловного раздражителей, но в некоторых случаях достаточно одного предъявления условного и безусловного раздражителя, чтобы образовался условный рефлекс.
Например, если несколько раз включать звонок перед тем, как давать собаке пищу, то, начиная с какого-то момента, собака будет подходить к кормушке и выделять слюну каждый раз при включении звонка, еще до того, как ей будет предъявлена пища. В этом случае звук становится условным стимулом, сигналом о том, что организм должен приготовиться к безусловно-рефлекторной пищевой реакции. Между стимулом (звонком) и пищевой реакцией формируется временная функциональная связь. Условный рефлекс вырабатывается в процессе обучения, причем связь между сенсорной (в нашем примере — слуховой) системой, воспринимающей условный раздражитель, и исполнительными органами (эффекторными), обеспечивающими реализацию рефлекса, формируется на основе совпадения условного стимула и безусловного подкрепления пищей.
Для успешной выработки условного рефлекса необходимо соблюдение трех условий. Во-первых, условный раздражитель (в нашем примере — звонок) должен по времени предшествовать безусловному подкреплению (в нашем примере — пище). Во-вторых, биологическая значимость условного раздражителя должна быть меньше, чем у безусловного подкрепления. Например, для самки крик ее детеныша является заведомо более сильным раздражителем, чем пищевое подкрепление. В-третьих, сила условного и безусловного раздражителей должна иметь определенную величину (закон силы), так как очень слабые и очень сильные раздражители не приводят к выработке стабильного условного рефлекса.
Классический условный рефлекс, выработанный на сочетание условного раздражителя и безусловного подкрепления, называется условным рефлексом первого порядка. Условный рефлекс, образованный на основе другого условного рефлекса, называется условным рефлексом второго порядка и т. д.
По мнению И. П. Павлова, под действием условного раздражителя, например звука, в соответствующей зоне коры больших полушарий образуется очаг возбуждения. Под действием безусловного раздражителя (пищевого, болевого и др.) в коре возникает второй очаг возбуждения. Между этими очагами возникает временная связь (замыкание, по И. П. Павлову). Иногда такая связь долго сохраняется уже после одного сочетания условного и безусловного раздражителей, но обычно для образования стойкого условного рефлекса необходимо несколько таких сочетаний. Теперь достаточно предъявления одного условного раздражителя для того, чтобы вызвать рефлекс.
Если безусловные рефлексы практически не тормозятся, то выработанные условные рефлексы могут терять свое значение при изменении условий существования. Угасание условных рефлексов называется торможением. Различают внешнее и внутреннее торможение условных рефлексов. Если под действием нового сильного внешнего раздражителя в мозге возникает очаг сильного возбуждения, то ранее выработанная условно-рефлекторная связь не срабатывает. Например, пищевой условный рефлекс тормозится при сильном шуме, испуге собаки, действии на нее болевого раздражителя и т. д. Такой вид торможения называется внешним. Если же выработанный на звонок рефлекс слюноотделения не подкреплять кормлением, то постепенно звук перестает выполнять роль условного раздражителя, и рефлекс начнет угасать и затормозится. Временная связь между двумя центрами возбуждения в коре разрушится. Такой вид торможения условных рефлексов носит название внутреннего.
Основные контакты с внешним миром человек осуществляет в бодрствующем состоянии. Это состояние характеризуется достаточно высоким уровнем электрической активности мозга. В обеспечении состояния бодрствования важнейшую роль играет ретикулярная формация среднего мозга, от нейронов которой восходящие возбуждающие влияния идут к неспецифическим ядрам таламуса, а от них — ко всем зонам коры больших полушарий. Ликвидация этих влияний приводит к снижению внимания, ухудшению обучения, патологическому сну, потерям сознания и т. п.
Сон — специфическое состояние мозга и всего организма в целом, характеризующееся расслаблением мышц, слабой реакцией на внешние раздражители и т. п. Ослабление реактивности организма зависит от падения чувствительности периферических отделов анализаторов и снижения возбудимости структур переднего мозга вследствие ослабления ретикулярных возбуждающих влияний на кору. Одним из главных химических индукторов сна является серотонин, вырабатываемый нейронами центральной части среднего мозга. Если разрушить эту область и уменьшить содержание серотонина в мозге, то человек лишается возможности сна.
При регистрации электрических сигналов мозга на электроэнцефалограмме можно заметить, что период сна не однороден, а разбивается на несколько циклов, повторяющихся приблизительно каждые 90 минут. Во время полного цикла фаза медленно-волнового (ортодоксального) сна — периода медленных низковольтных волн на ЭЭГ — сменяется фазой парадоксального, или быстро-волнового, сна. В эту фазу наблюдаются быстрые движения глаз, сокращения мимической мускулатуры, движения пальцев. В эту фазу человек видит сны. В течение ночи обычно наблюдается 4-6 полных циклов.
Таким образом, сон представляет собой не просто угнетение деятельности мозга, а такое состояние, когда на фоне снижения сенсорного потока к мозгу в его структурах происходит усиление некоторых обменных процессов, обработка ранее полученной информации и т. п.
Сознание — это высшая функция человеческого мозга, которая заключается в отражении действительности и направленном регулировании взаимоотношений личности с окружающей средой.
Мышление — способность человека представить и передать другим людям свое отношение к происходящему при помощи слов и образов. Мышление является одной из главных функций человеческого мозга.
В основе сознания и мышления лежит процесс постоянного анализа огромного объема информации, поступающей как из внешней среды через органы чувств, так и от внутренних рецепторов, реагирующих на малейшие изменения во внутренней среде организма. Совокупность происходящих в центральной нервной системе процессов, обеспечивающих восприятие и анализ информации, а также адекватную ответную реакцию организма, называют сигнальной системой. И у животных, и у человека имеется первая сигнальная система. Она воспринимает конкретные материальные раздражители окружающего мира и является основой для формирования адекватной ответной реакции на происходящее. Кроме того, у человека в связи с появлением речи хорошо развита вторая сигнальная система. Она обусловлена особенностью высшей нервной деятельности человека воспринимать произнесенное или написанное слово, причем сигнальное значение слова определяется не сочетанием звуков или букв, а именно тем смысловым значением, которое несет это слово. При помощи слов человек может очень точно выразить сложнейшие абстрактные понятия, оттенки чувств и многое другое. Необходимо отметить, что зачатки второй сигнальной системы обнаружены у многих высокоразвитых животных: собак, китообразных, вороновых, попугаев и др. Собака, например, способна усвоить значения большого количества слов, но специфика скелета черепа не дает ей возможности членораздельно произносить слова и фразы.
Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов
жизнедеятельности организма как основа его целостности, связи со средой
Нервная система
Многоклеточные организмы нуждаются в сложной системе согласования всех процессов жизнедеятельности для поддержания постоянства внутренней среды и своевременного реагирования на внешние воздействия. В организме человека эту функцию выполняют нервная, эндокринная и иммунная системы.
Нервная регуляция представляет собой совокупность показателей в организме человека, которые координируют работу отдельных органов и систем, осуществляют их взаимосвязь между собой и всего организма с окружающей средой за счет возникновения и передачи электрических волн — нервных импульсов.
Нервная регуляция обеспечивается функционированием нервной системы. В основе деятельности нервной системы лежат раздражимость и возбудимость.
Нервная система человека образована нервной тканью, структурной единицей которой является нейрон. Под действием достаточно сильных раздражителей, например вспышки света, в нейронах возникают и передаются нервные импульсы. По характеру деятельности нейроны делятся на чувствительные, вставочные и двигательные. Чувствительные нейроны проводят нервные импульсы от органов в центральную нервную систему, двигательные — из центральной нервной системы к органам, в то время как любые нейроны, лежащие между ними, называют вставочными.
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс.
Рефлекс — это реакция организма на любой раздражитель, которая осуществляется с помощью нервной системы.
Путь, по которому проходит нервный импульс при реализации рефлекса, называется рефлекторной дугой. Элементарная рефлекторная дуга образована двумя нейронами — чувствительным и двигательным. Примером такой рефлекторной дуги является дуга коленного рефлекса. Если нанести ниже колена легкий удар специальным молоточком, в ответ голень и стопа будут резко выброшены вперед. Большинство рефлекторных дуг в организме человека содержит все три типа нейронов: чувствительный, вставочный и двигательный.
Рефлекс осуществляется только в том случае, если все звенья рефлекторной дуги возбуждены. Если хоть в одном из них происходит торможение, то и рефлекс проявляться не будет.
Анатомически нервная система делится на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС). ЦНС, в свою очередь, подразделяется на головной и спинной мозг, а ПНС представляет собой совокупность нервов и нервных узлов, лежащих за пределами ЦНС. В зависимости от выполняемых функций выделяют соматическую и автономную (вегетативную) нервные системы. Соматическая нервная система, представляющая собой совокупность нервных центров и нервов, управляет работой мышц тела, а контроль над работой внутренних органов осуществляет вегетативная (автономная) нервная система.
Спинной мозг располагается в позвоночном канале, образованном телами и дугами позвонков. Снаружи он покрыт тремя оболочками: твердой, паутинной и мягкой. Спинной мозг имеет вид длинного шнура, разделенного продольными бороздами на правую и левую половины.
В центре спинного мозга проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Спинномозговой канал окружен серым веществом, тогда как на периферии спинного мозга располагается белое вещество. Белое вещество образовано длинными отростками нейронов, образующими проводниковые пути. Серое вещество состоит из тел двигательных и вставочных нейронов. От спинного мозга отходят 31–33 пары спинномозговых нервов, иннервирующих органы тела. Спинномозговые нервы образуются в результате слияния передних (двигательных) и задних (чувствительных) корешков.
Спинной мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. В нем находятся центры таких рефлексов, как коленный и мочеиспускательный. Однако работа спинного мозга осуществляется под контролем головного мозга, поэтому, сосредоточившись, мы можем не реагировать на постукивание неврологического молоточка под коленом.
При повреждении спинного мозга нарушается его проводимость: ниже места повреждения утрачивается чувствительность частей организма и способность к движению.
Головной мозг человека находится в полости черепа и имеет такие же три оболочки, как и спинной мозг — твердую, паутинную и мягкую. Снаружи и изнутри, в желудочках, мозг омывается особой жидкостью — ликвором. Масса головного мозга в среднем составляет около 1300–1400 г, однако мозг И. С. Тургенева весил более 2 кг, а мозг А. Франса — чуть более 1 кг, и это не помешало им стать классиками мировой литературы.
Головной мозг анатомически делят на продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний, промежуточный и передний мозг.
В продолговатом мозге находятся центры дыхания, сердцебиения, жевания, глотания, потоотделения, защитных рефлексов (кашель, чихание, рвота, слезоотделение и мигание), тонуса мышц, рефлексы поддержания позы и др. Помимо рефлекторной, он выполняет также и проводниковую функцию, поскольку через него проходят нервные тракты из спинного мозга в мост.
Мост, в свою очередь, соединяет средний и продолговатый мозг, и в основном выполняет проводниковую функцию.
Мозжечок образован двумя полушариями, покрытыми корой. Он координирует движения организма, участвует в поддержании тонуса мышц и регуляции работы внутренних органов.
В среднем мозге находятся центры первичного анализа информации, приходящей от органов чувств, а также проводниковые пути. В ответ на вспышку света или сильный звук человек поворачивает голову в направлении раздражителя — это безусловный ориентировочный рефлекс. Немаловажную роль средний мозг играет в регуляции тонуса мышц и тонких движений рук.
Промежуточный мозг образован таламусом (зрительным бугром) и гипоталамусом (подбугорьем). В таламусе находятся центры анализа зрительной информации, а также организации инстинктов, влечений и эмоций. Он интегрирует нервные пути, идущие в передний мозг и от него, а также осуществляет быстрый анализ и переключение на разные участки коры переднего мозга информации, поступающей от различных органов тела. В состав промежуточного мозга входят также гипоталамус, который является высшим центром нейрогуморальной регуляции в организме человека, и шишковидное тело — эпифиз, относящийся к эндокринной системе. В нижней части гипоталамус соединен с гипофизом — железой внутренней секреции. Функциями гипоталамуса являются регуляция обмена веществ, терморегуляция, деятельность пищеварительной, эндокринной и выделительной систем, системы кровообращения, голода и насыщения, жажды и ее утоления, страха, ярости, сна и бодрствования, а также эмоций.
В целом промежуточный мозг вместе со средним осуществляет сложные рефлекторные, или инстинктивные реакции. Некоторые его центры принимают участие в удержании внимания, не пропуская в кору больших полушарий ненужные в данный момент доцентровые сигналы. Спереди он переходит в большие полушария конечного мозга.
Продолговатый мозг, мост, средний и промежуточный мозг, а также мозжечок объединяют в ствол мозга. Он выполняет рефлекторную, проводниковую и ассоциативную функции, обеспечивая взаимодействие всех структур ЦНС. В толще серого вещества продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга располагается ретикулярная формация — сеть нейронов, тесно связанная с остальными структурами ЦНС. Ее основной функцией является регуляция уровня активности коры больших полушарий, мозжечка, таламуса и спинного мозга.
Большие полушария переднего мозга занимают большую часть мозгового отдела черепа, что связано с развитием функций данного отдела мозга. Они покрыты корой из серого вещества, под которой находится белое вещество. Серое вещество коры больших полушарий в основном состоит из тел нейронов и их коротких отростков, тогда как белое вещество представляет собой совокупность их длинных отростков, среди которых встречаются небольшие скопления нейронов — подкорковые центры или ядра.
Кора больших полушарий образует многочисленные борозды и извилины, увеличивающие ее площадь поверхности. Наиболее крупные борозды делят кору на доли: лобную, височную, теменную и затылочную. Участки коры, отвечающие за выполнение определенных функций, называют зонами, или центрами. Четких границ между ними не существует, однако всего выделяют от 50 до 200 таких центров. Их можно разделить на три группы: сенсорные, двигательные и ассоциативные. Сенсорные зоны воспринимают сигналы от различных рецепторов, в двигательных зонах формируются сигналы к соответствующим органам, тогда как ассоциативные объединяют деятельность двух первых.
В лобной доле расположены двигательные центры, в теменной — вкусовые, а также центры кожно-мышечного чувства, в височной — слуховые, в затылочной — зрительный.
С деятельностью ассоциативных зон наиболее сильно связаны высшие психические функции — мышление и сознание, речь и др.
Подкорка участвует в координации движений, регуляции работы внутренних органов и формировании эмоций. Таким образом, передний мозг в основном выполняет рефлекторную функцию, а также является основой психической деятельности человека.
В прошлом считалось, что у левшей доминирует правое полушарие, а у правшей — левое. Однако никаких анатомических различий между ними обнаружено не было. Впоследствии было установлено, что в левом полушарии располагаются центры речи, письма, восприятия цифр и нот, счета и др., тогда как в правом осуществляется восприятие пространственных образов. Таким образом, асимметрия полушарий носит функциональный характер. Вместе с тем между полушариями существуют настолько тесные связи, что ни обработка информации, ни большинство высших психических функций не могут осуществляться только одним из них.
Вегетативная нервная система, охватывающая отделы головного мозга и нервы с их разветвлениями, иннервирует в основном внутренние органы — сердце, сосуды, железы внутренней секреции и др. Она делится на два отдела — симпатический и парасимпатический.
Узлы симпатического отдела лежат в грудном и поясничном отделах спинного мозга, а также по обе стороны от позвоночного столба. Симпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за мобилизацию резервов организма в ответ на сильные раздражители. При этом увеличиваются частота и сила сердечных сокращений и дыхательных движений, сужаются многие сосуды, расширяются зрачки, повышается концентрация сахара в крови, но в то же время ослабляются процессы пищеварения и выделения.
Узлы парасимпатического отдела находятся в среднем и продолговатом мозге, крестцовом отделе спинного мозга и во внутренних органах и возле них. Парасимпатический отдел нормализует жизнедеятельность организма, при этом снижается частота и сила сердечных сокращений и дыхательных движений, расширяются сосуды, сужаются зрачки, снижается концентрация сахара в крови, однако усиливается пищеварение и выделение.
Ряд внутренних органов иннервируется одновременно обоими отделами вегетативной нервной системы, однако ко многим кровеносным сосудам, селезенке, органам чувств и ЦНС подходят только симпатические или парасимпатические нервы.
Высшая нервная деятельность
Приспособление животных и человека к изменяющимся условиям существования во внешней среде обеспечивается функционированием нервной системы и реализуется через рефлекторную деятельность, что было доказано великими русскими физиологами И. М. Сеченовым и И. П. Павловым. Рефлексом называют реакцию организма на любой раздражитель, осуществляемую с помощью нервной системы. Рефлексы делят на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы — это относительно постоянные, стереотипные, генетически закрепленные (врожденные) реакции организма на внутренние и внешние раздражители, осуществляемые с участием ЦНС.
Одни безусловные рефлексы начинают проявляться сразу после рождения (дыхательный), а другие — только с возрастом. Безусловные рефлексы составляют основу низшей нервной деятельности, которая обеспечивает приспособление организма к относительно постоянным, привычным для него условиям окружающей среды.
Неизменяемые и стабильные формы поведения, представляющие собой сложные комплексы связанных друг с другом безусловных рефлексов, для запуска которых необходимы особые пусковые механизмы, называются инстинктами. Например, при рождении ребенка обрывается его связь с матерью через пуповину и прекращается газообмен, в результате чего в крови повышается концентрация углекислого газа, включается дыхательный центр и происходит вдох. Вследствие того, что в эмбриональном периоде легкие и дыхательные пути не функционировали, для вдоха необходимо их открытие, которое сопровождается инстинктивным криком.
Однако непрерывно меняющаяся внешняя среда требует от организма индивидуального приспособления, не предусмотренного генетическими программами, в результате чего безусловные рефлексы могут возникать, тормозиться и видоизменяться в ответ на самые разнообразные раздражения, с которыми сталкивается индивидуум.
Более совершенное приспособление организма к условиям среды достигается в процессе расширения жизненного опыта, усвоения знаний, умений, навыков — научения. К научению относят подражание, привыкание, запечатление (импринтинг), выработку условных рефлексов, рассудочную деятельность, вероятностное прогнозирование и др.
Запечатление, или импринтинг, — это форма обучения, заключающаяся в том, что в начальный период жизни человек или животное способны запоминать некие ключевые сигналы, которые впоследствии запускают определенные формы поведения.
Например, так фиксируются образы родителей и постигаются основы языка, которым пользуются окружающие.
Условные рефлексы — это индивидуально приобретенные приспособительные реакции животных и человека.
Для выработки условных рефлексов необходимо многократное совпадение во времени двух раздражителей, один из которых — безусловный, вызывающий безусловно-рефлекторную реакцию, а другой — условный, как бы возвещающий о предстоящем безусловном раздражении, при этом условный раздражитель должен предшествовать безусловному и быть слабее его, поскольку именно внешние стимулы являются наиболее важными для организма. Кроме того, кора головного мозга должна находиться в функционально активном состоянии, поскольку трудно представить себе выработку рефлекса у засыпающего человека. В выработке условного рефлекса важную роль играет подкрепление.
При совпадении во времени условного и безусловного раздражителей в коре головного мозга появляются очаги возбуждения. Один из них, который удовлетворяет некую существующую потребность организма, становится ведущим и его называют доминантой. Доминанта — это преобладающая в данный момент система связанных между собой нервных центров, которая определяет ответ организма на любые внешние и внутренние воздействия. Она определяется мотивацией и служит основой многих сложных проявлений высшей нервной деятельности. Различают пищевую, половую, оборонительную и другие доминанты. Влияние доминантного центра распространяется на другие центры, которые выполняют подчиненную роль. Учение о доминантных центрах получило название принципа доминанты, оно было разработано выдающимся российским физиологом академиком А. А. Ухтомским (1875–1942).
Мотивации — это активные состояния мозговых структур, которые направляют поведение животных и человека на удовлетворение возникающих потребностей.
Мотивации делят на три группы: биологические, свойственные человеку и животным; социальные, свойственные человеку и частично животным, и духовные, свойственные только человеку и связанные с интеллектуальными потребностями.
Между очагами возбуждения образуется временная связь — совокупность нейрофизиологических, биохимических и ультраструктурных изменений в мозге, возникающих в процессе совместного действия условного и безусловного раздражителей. По-видимому, образование временной связи обусловлено «схождением» нервных путей от различных очагов возбуждения к одному нейрону.
Поскольку для обеспечения приспособления к меняющимся условиям среды необходима не только способность к выработке условных рефлексов, но и возможность устранения ненужных, существует также и механизм торможения.
Различают три вида торможения: безусловное (внешнее), условное (внутреннее) и запредельное.
Безусловное торможение происходит в том случае, если в дальнейшем с безусловным рефлексом совпадает во времени более сильное торможение, которое более актуально для организма в данное время.
Условное торможение происходит при отсутствии подкрепления условного раздражителя безусловным, в том числе если они не совпадают во времени, по силе и т. д.
Условное торможение способствует быстрой смене форм поведения сообразно меняющимся условиям среды и биологическим мотивациям.
Запредельное торможение обусловлено слишком сильными или длительными воздействиями условного раздражителя.
Динамический стереотип — это относительно устойчивый комплекс условных рефлексов, основанный на способности нервной системы человека точно воспроизводить последовательность действий в ответ на одинаковые раздражители.
Примерами динамического стереотипа могут служить езда на велосипеде, письмо, различные привычки. Это характерная особенность психической деятельности человека.
Совокупность условных и безусловных рефлексов, а также психических функций, которые обеспечивают наиболее совершенное приспособление животных и человека к условиям окружающей среды и совершаются с участием высших отделов ЦНС (коры больших полушарий и подкорки), называется высшей нервной деятельностью. Высшая нервная деятельность обеспечивается двумя основными процессами — возбуждением и торможением. Во время действия условных и безусловных раздражителей эти процессы возникают в коре головного мозга, где они могут распространяться или концентрироваться на ограниченном участке. В основе приспособления лежит способность коры головного мозга быстро формировать новые рефлексы и тормозить старые в ответ на изменения в среде.
Типы высшей нервной деятельности. При исследовании поведения животных в естественных условиях и в процессе выработки условных рефлексов И. П. Павлов обратил внимание на то, что животные ведут себя по-разному. Он установил, что формирование и характер высшей нервной деятельности различных животных и человека зависит от типа их нервной системы. В основу классификации типов высшей нервной деятельности были положены сила, уравновешенность и подвижность возбуждения и торможения. Исследования этих процессов дали И. П. Павлову возможность выделить четыре основных типа высшей нервной деятельности, которые в основном совпадают с классическими типами темперамента, выделенными еще Гиппократом:
- Сангвинический тип характеризуется достаточной силой и подвижностью нервных процессов (сильный, уравновешенный, подвижный).
- Флегматический тип отличается достаточной силой нервных процессов на фоне относительно слабой их подвижности (сильный, уравновешенный, инертный).
- Холерическому типу присуща значительная сила нервных процессов с явным преобладанием возбуждения над торможением (сильный, неуравновешенный, безудержный).
- Меланхолический тип характеризуется низкой силой и подвижностью нервных процессов с преобладанием торможения над возбуждением (слабый, неуравновешенный, инертный).
Рассудочная деятельность — это способность прогнозировать возможное появление новых связей.
Рассудочная деятельность базируется на ранее найденных связях. При этом временные связи между явлениями устанавливаются спонтанно, путем догадки, которая затем проверяется на практике. Рассудочная деятельность является началом мышления.
Вероятностный характер внешней среды придает относительность любой адаптации и побуждает организм к вероятностному прогнозированию.
Сон, его значение
Сон — состояние сниженной двигательной активности, при котором в значительной степени отсутствует реакция на внешние раздражители.
Сон периодически сменяет бодрствование и, вероятно, является одним из проявлений биологических ритмов.
Переход человека в состояние сна объясняется необходимостью отдыха, накоплением во время бодрствования различных продуктов метаболизма, ограничением специальными структурами мозга притока сенсорной информации, включением нервных центров сна, общим торможением нервных процессов в мозге.
Ночной сон состоит обычно из 4–5 циклов продолжительностью 90–100 мин, в которых чередуются фазы медленного и быстрого сна. Медленный сон сопровождается снижением частоты сердечных сокращений, артериального давления, дыхания. Во время быстрого сна у человека наблюдаются быстрые движения глаз, усиливается сердцебиение и возрастает артериальное давление, частота дыхания, возникают сновидения.
Во сне происходит восстановление объемов кратковременной памяти, эмоционального равновесия, нарушенной системы психологических защит.
Сновидения видят все люди, однако далеко не все способны их воспроизвести после пробуждения в силу различных особенностей. По-видимому, они являются механизмом своеобразной психологической защиты, попыткой решения конфликтов, возникающих в реальной действительности.
Сознание, память, эмоции, речь, мышление
Сознанием называют способность человека отделять себя от других людей и окружающего мира, реально оценивать окружающую действительность.
Оно может быть выражено в словах, образах, художественных произведениях и др. Возникновение и развитие сознания исторически сопряжено с возникновением и развитием трудовой деятельности человека, однако оно не является врожденным и формируется в процессе индивидуального развития.
Сознание включает в себя все формы психической деятельности человека: ощущения, представления, восприятие, мышление, внимание, эмоции и волю.
Ощущение — это процесс отражения в нашей ЦНС отдельных свойств предметов и явлений окружающего мира (цвет, форма, запах и т. д.), непосредственно воздействующих на наши органы чувств. Все ощущения суммируются в виде восприятия, однако лишь более обобщенное представление может нам позволить оперировать предметом.
Восприятие — это процесс приема с помощью органов чувств и преобразование информации, обеспечивающей организму ориентировку в окружающем мире. Этот процесс познания определяется внешними причинами, при этом явления внешнего мира запечатлеваются в виде образов, ощущений и словесных символов. Ощущение и восприятие — это активные процессы, которым способствуют мышление и речь, поскольку мышление позволяет нам познать предметы и явления окружающего мира, которые не могут быть восприняты непосредственно. Однако, в отличие от представления, восприятие не дает целостной картины объекта или явления, оно все еще достаточно расчленено.
Представление — это образное отражение предмета или явления, проявляющееся в пространственно- временной связи составляющих его признаков и свойств. Оно является более высокой формой конкретно-чувственного отражения действительности, формирующегося в процессе индивидуальной жизни организма, чем ощущение и восприятие.
Накопление индивидуального опыта в процессе жизни личности обеспечивается памятью.
Память — это способность запоминать, хранить, узнавать и воспроизводить информацию, в основе которой лежит деятельность нервной системы.
Противоположностью процесса запоминания является забывание.
Виды памяти классифицируют по форме проявления (образная, эмоциональная, логическая, словесно-логическая), по временной характеристике, или продолжительности (мгновенная, кратковременная, долговременная). Мгновенная, или сенсорная память необходима для обеспечения головного мозга возможностью выделения отдельных признаков и свойств сенсорного сигнала, распознавания образа. При достаточной силе воздействия она переходит в разряд кратковременной памяти, которая необходима для выполнения текущих поведенческих и мыслительных операций. Ей также свойственны процессы забывания, и лишь наиболее важная информация переходит в долговременную («вечную») память.
В основе механизмов памяти лежат передача нервных импульсов между нейронами коры головного мозга, а также накопление специфических пептидов, формирующих памятные следы.
Запоминание информации определяется многими составляющими, ведущую роль среди которых играют внимание, эмоции и объем памяти.
Вниманием называется сосредоточенность психической деятельности на определенном объекте, с помощью которого обеспечивается отбор необходимой информации.
Различают непроизвольное и произвольное внимание. Непроизвольное внимание возникает помимо воли человека. Оно обычно сохраняется до тех пор, пока объект сохраняет новизну, и утрачивается, как только он перестает вызывать интерес. В основе непроизвольного внимания лежит ориентировочный рефлекс. Произвольное внимание связано с волевым сосредоточением на определенном предмете или явлении, которое может не вызывать интереса, но быть необходимым.
Эмоции — это субъективные реакции животных и человека на внешние и внутренние раздражители, которые проявляются в виде неудовольствия или удовольствия, радости, страха, гнева и т. д. Эмоции тесно связаны с понятиями «потребности» и «мотивации», поскольку именно с возможностью их удовлетворения или неудовлетворения связаны проявления эмоций. С физиологической точки зрения эмоции — это активные состояния структур мозга, регулирующие поведение таким образом, чтобы достичь максимально положительных результатов на фоне минимизации отрицательных.
Различают эмоциональные реакции, эмоциональные состояния и эмоциональные отношения. Эмоциональные состояния, или настроения — это субъективные переживания, отражающие отношение данного индивидуума к окружающему миру и к самому себе, например радость, грусть, ярость и др. Изменения же в организме, сопровождающие эмоциональные состояния, называются эмоциональными реакциями. К ним относятся улыбка, смех, плач. Эмоции же, порождаемые социальными или духовными потребностями, принято называть эмоциональными отношениями, или чувствами. От эмоциональных состояний их отличает направленность на конкретный объект. К ним относятся любовь, ненависть, ревность, зависть.
В отличие от животных, человек способен не только непосредственно воспринимать предметы и явления с помощью органов чувств, но и анализировать их свойства, находить общее и различия, а также создавать новые образы и синтезировать ситуации, т. е. ему свойственно мышление.
Мышление — это процесс опосредованного, обобщенного отражения действительности с ее связями, отношениями, закономерностями. Оно позволяет не только связать какие-то объекты и явления на основе имеющегося опыта, но и спрогнозировать развитие ситуации. Отличительной особенностью человеческого мышления является его неразрывная связь с языком, речью.
Язык — это социальное средство хранения и передачи информации, для которого характерна системность организации единиц языка, хотя строение, словарный состав и другие характеристики языков могут различаться. Язык прежде всего реализуется и существует в речи.
Речь — один из видов коммуникативной деятельности человека, использование средств языка для общения с другими членами языкового коллектива. Она выполняет коммуникативную, регулирующую и программирующую функции. Коммуникативная функция речи заключается в осуществлении общения между людьми с помощью языка. Регулирующая функция речи реализуется 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.
Воля — это сознательное управление эмоциями и действиями, осуществление задуманного.
Особенности психики человека
Психика — это специфическое свойство головного мозга, заключающееся в отражении предметов и явлений существующего вне нас и независимо от нас материального мира.
Лишь человеку свойственен такой высший уровень психического отражения действительности, как сознание. Сознание является не просто функцией человеческого мозга — это прежде всего способность передавать другим членам общества некую информацию с помощью слов, математических символов и художественных образов, а также способность отделять себя от окружающего мира и признавать существование других индивидуумов.
Сознание не дано человеку от рождения, оно формируется в процессе индивидуального развития на основе биологических, социальных и идеальных потребностей. Однако далеко не все содержание психических явлений может быть передано другим членам общества, но тем не менее вызывает некие поведенческие реакции, относится к неосознаваемым психическим процессам. К ним относятся подсознание и сверхсознание. К подсознанию принадлежит все то, что ранее уже было осознано и вновь может стать осознаваемым в определенных условиях. Это различные автоматизированные навыки, глубоко усвоенные человеком нормы поведения, мотивационные конфликты, вытесненные из сферы сознания. Подсознание предохраняет человека от излишней информационной нагрузки и эмоционального стресса.
Сверхсознание, или интуиция, связано с процессами творчества, которые не контролируются сознанием. Сущность сверхсознания заключается в анализе имеющейся информации и синтезе новой, выдвижении гипотез, создании художественных образов и шедевров искусств.
В отличие от животных, у которых имеется только первая сигнальная система, оперирующая ощущениями и восприятием реально существующих предметов, и они способны вырабатывать рефлексы исключительно на эти сигналы, у человека сформировалась качественно отличная форма высшей нервной деятельности — вторая сигнальная система — система речевых сигналов (произносимых, видимых, слышимых).
Слово содержит не отражение конкретного предмета (сигнала первой сигнальной системы), а обобщенное, или абстрактное его представление, понятие. Процесс обобщения сигналов развивается в результате выработки условных рефлексов. Вторая сигнальная система породила абстрактное мышление, письмо, чтение, счет и само сознание.
Понимание словесных раздражителей и осуществление словесных реакций связано с функцией доминирующего, речевого полушария.
Данные о лингвистических способностях правого полушария, а также сходство функций обоих полушарий на ранних этапах онтогенеза, скорее, свидетельствуют о том, что в процессе эволюции оба полушария, обладая первоначально сходными, симметричными функциями, постепенно специализировались, что и привело к появлению доминантного и подчиненного полушарий.
Соотношение активности двух полушарий может быть очень различным. На этом основании И. П. Павлов выделил специфически человеческие типы высшей нервной деятельности: художественный, мыслительный и средний.
Художественный тип характеризуется преобладанием первой сигнальной системы над второй. Люди художественного типа имеют преимущественно «правополушарное» образное мышление. Они охватывают действительность целиком, не разделяя ее на части.
Для мыслительного типа характерно преобладание второй сигнальной системы над первой, т. е. «левополушарного» абстрактного мышления.
Средний тип характеризуется уравновешенностью функционирования двух сигнальных систем. Большинство людей относится именно к этому типу.
Благодаря речи, памяти, мышлению и другим функциям психика человека отличается богатством и разнообразием.
Психика сложна и многообразна по своим проявлениям. К ней относят три крупные группы психических явлений: психические процессы, психические состояния и психические свойства личности.
Психический процесс — это динамическое изменение психического явления, имеющего начало и конец. Психические процессы связаны и составляют единый поток сознания, обеспечивающий адекватное отражение действительности и осуществление различных видов деятельности. Эти процессы вызываются как внешними, так и внутренними раздражителями. Они обеспечивают формирование знаний и первичную регуляцию поведения и деятельности человека. Скорость и интенсивность протекания психических процессов зависят от особенностей внешних воздействий и состояний личности.
Все психические процессы подразделяются на познавательные (ощущения и восприятия, представления и память, мышление и воображение), эмоциональные (активные и пассивные переживания) и волевые (решение, исполнение, волевое усилие).
Психическое состояние — это относительно устойчивый уровень психической деятельности, который проявляется в повышенной или пониженной активности личности. Психические состояния имеют рефлекторную природу: они возникают под влиянием обстановки, физиологических факторов, хода работы, времени и словесных воздействий.
К психическим состояниям относят общее психическое состояние, например внимание, эмоциональные состояния, или настроения, творческое состояние (вдохновение).
Однако высшими и устойчивыми регуляторами психической деятельности являются психические свойства личности — устойчивые образования, обеспечивающие определенный качественно- количественный уровень деятельности и поведения, типичный для данного человека.
Психические свойства не существуют вместе, они синтезируются и образуют сложные структурные образования личности, к которым необходимо отнести: жизненную позицию личности (систему потребностей, интересов, убеждений, идеалов, определяющую избирательность и уровень активности человека), темперамент (систему природных свойств личности — подвижность, уравновешенность поведения и тонус активности, характеризующую динамическую сторону поведения), способности (систему интеллектуально-волевых и эмоциональных свойств, определяющую творческие возможности личности) и, наконец, характер как систему отношений и способов поведения.
Физиология
высшей нервной деятельности — это наука, изучающая
закономерности работы головного мозга, влияющие на поведение.
Физиология
высшей нервной деятельности является разделом физиологии, изучающим функции
высшего отдела центральной нервной системы — коры больших полушарий головного
мозга, посредством которой обеспечиваются сложнейшие отношения
высокоразвитого организма с окружающей внешней средой.
Физиология
высшей нервной деятельности изучает образование условных рефлексов,
взаимодействие процессов возбуждения и торможения, протекающих в коре больших
полушарий головного мозга, и применяет экспериментальные методы исследования.
Основоположником
науки о высшей нервной деятельности, является русский физиолог Иван Петрович Павлов.
Основа была заложена им в 1917 году.
Люди
рождаются с определённым, уже готовым набором поведенческих актов — безусловных
рефлексов.
Все
безусловные рефлексы можно разделить на группы. Это пищевые,
такие, как жевание, глотание, слюноотделение, выделение желудочного сока и
другие. Защитные безусловные рефлексы, из которых можно выделить
отдёргивание руки от горячего предмета, кашель и чихание. А также половые,
обеспечивающие человеку продолжение рода, то есть размножение.
Безусловные
рефлексы представляют собой видовые, типичные реакции организма на действие
различных (внутренних и внешних) раздражителей. Эти реакции играют важную роль
в поведении, обеспечивают поддержание условий для нормальной жизнедеятельности,
а также лежат в основе непроизвольных движений.
Но
для полноценной жизни одних безусловных рефлексов недостаточно.
У
человека и некоторых животных в течение всей жизни формируются новые, более
сложные приспособительные поведенческие реакции — условные рефлексы. Как
следует из названия, для их образования нужны определённые условия.
Условные
рефлексы, в отличие от безусловных (врождённых) рефлексов образуются в процессе
жизни животного или человека. Они являются формой проявления высшей нервной
деятельности.
При
образовании условного рефлекса происходит новое замыкание между центром,
воспринимающим возбуждение, и двигательным центром в коре головного мозга.
В
результате между центрами возникает функциональная временная связь.
После многократных предъявлений условного и безусловного раздражителей она
становится настолько устойчивой, что потом даже один условный раздражитель,
действующий изолированно, способен вызвать возбуждение в обоих нервных центрах.
Обратная
связь — это нервные импульсы, идущие от рецепторов рабочего
органа в центральную нервную систему. Они возникают в рецепторах,
воспринимающих результат действия. Благодаря обратной связи нервная система
контролирует результаты рефлекторной деятельности органов.
Обратная
связь является последним звеном рефлекса. Без неё животное не могло бы
приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды.
Например,
для выработки у собак условных рефлексов (навыков) при дрессировке необходимо
знать основные условия их образования.
Условный
рефлекс образуется в результате многократных и последовательных действий на
органы чувств двух раздражителей. Например, подаётся команда «Сидеть!», и сразу
же надавливают рукой на область крестца. В результате возникшее нервное
возбуждение достигает слухового и кожномышечного центров в коре мозга. При
многократных упражнениях возникает временная связь между возбуждёнными центрами
коры мозга, в результате чего начинает проявляться рефлекс на команду
«Сидеть!». По такому же принципу образуются многие рефлексы.
Чтобы
выработать условный рефлекс, необходимо подкреплять условный раздражитель
безусловным, то есть таким, который вызывает
безусловный рефлекс.
Выработка
условного рефлекса происходит поэтапно. Первоначальный этап
характеризуется тем, что рефлекс возникает не только в ответ на предъявление того
условного раздражителя, на который он выработался, но и других раздражителей,
схожих по физическим параметрам.
На
следующем этапе, в процессе закрепления условного
рефлекса, реакцию в ответ вызывает только тот раздражитель, который
использовался в качестве условного.
Поведение
человека можно разделить на две группы взаимосвязанных форм: врождённые
и приобретённые.
К
врождённым относятся безусловные рефлексы: инстинкты и запечатление.
К
приобретённым формам поведения можно отнести условные рефлексы
и рассудочную деятельность.
Инстинкты —
это сложная форма врождённого поведения, которая включает в себя цепочку
последовательно связанных друг с другом рефлекторных актов. Примером инстинкта
может служить первый вдох новорождённого ребёнка.
Запечатление,
или импринтинг, — это врождённая способность к запоминанию всей
поступающей к организму информации в определённый период жизни.
Например,
показывая только вылупившимся утятам самые разные предметы, исследователь
наблюдал, как они следовали за ними, как за матерью-уткой.
Рассудочная
деятельность — это то, что отличает поведение человека
от животных. Хотя в той или иной мере животные способны принимать правильные
решения в новых для них ситуациях, в которые они не попадали и условные
рефлексы не могли быть выработаны. Например, самыми рассудительными
представителями дикой фауны считаются некоторые обезьяны и дельфины.
Особенности
высшей нервной деятельности
Человек
разумный не контролирует работу своих лёгких или сердца. В тоже время, человек
после нескольких приседаний может усилить частоту сердечных сокращений. Но для
этого нам сначала нужно об этом подумать, а затем исполнить, то есть совершить
это сознательно. Но и после приседаний, когда мы перестанем думать о работе
сердца, — оно продолжит сокращаться.
Значит,
все процессы жизнедеятельности происходят под двухуровневым контролем: сознательным
и подсознательным.
Человеческое
сознание — это форма психического отражения реальности,
представленная в виде знаний об окружающем мире. Другими словами, это мысленные
образы, представления и понятия, которые с помощью слов, символов, образов
художественных произведений или мелодий могут быть переданы в знания.
Поэтому
понятие сознания охватывает и познавательные процессы: ощущения, восприятие,
внимание, память, воображение и мышление — всё это функции мозга, при помощи
которых человек постоянно обогащает свои знания.
Человеку,
в отличие от других млекопитающих свойственна речь.
Конечно,
общаться могут и другие виды животных. Но используют они при этом только, так
называемую, первую сигнальную систему. Проявляется такое общение в определённых
жестах, позе тела, издаваемых звуках и раскраске тела, например, в брачный
период.
Но
все эти сигналы имеют смысл только в той ситуации, для которой предназначены и
не могут быть использованы в иной. Общение животных не выходит за пределы той
информации, которая непосредственно поступает в головной мозг от их органов
чувств.
Человеку
же, как социальному существу, присуща и вторая сигнальная система,
когда всё то, что могут передавать друг другу животные в жестах и
нечленораздельных звуках, человек способен закодировать и передать определённым
набором звуков.
Такие
определённые звуки мы можем отразить буквами, а наборы звуков, соответственно,
словами. Слова строятся в словосочетания, словосочетания в предложения, а
последние могут быть выстроены в связный текст.
Вторая
сигнальная система сформировалась у человека вследствие общественного образа
жизни и коллективного труда.
В
процессе обучения речи у человека возникают временные связи между нейронами
коры, воспринимающими сигналы от разных предметов, явлений, событий, и
центрами, воспринимающими словесное обозначение этих предметов, явлений и
событий, их смысловое значение. Поэтому, собирая грибы в лесу, мы тотчас
замираем на возглас «Змея!», хотя ещё не видим её.
Животных
также можно обучить выполнять различные словесные команды. Но собака, с
удовольствием приносящая палку после команды «Апорт!» совершенно проигнорирует
даже ласковую просьбу «Принеси мне, пожалуйста, вон ту палку». То есть животные
реагируют на определённый набор звуков, смысла которого они не различают.
Обладание
второй сигнальной системой не передаётся человеку по наследству, наследуются
только способности. Поэтому, если человек с рождения оказывается вне сферы
языкового общения, то связи между нейронами не устанавливаются и способность
общаться при помощи второй сигнальной системы не формируется. А с ней
отсутствует и речь.
Воля
определяет
наше поведение, с одной стороны направленное на преодоление трудностей при
достижении поставленной цели, а с другой удерживает от нежелательных поступков.
Воля
— это желание, ставшее действием.
Волевые
и находчивые люди, способные к нестандартным решениям, скорее проходят все эти
стадии, в отличие от нерешительных, которые зачастую идут на поводу у других,
действуют импульсивно, на уровне подсознания и эмоций.
Эмоции —
это реакции организма на некоторые раздражители или результаты своих действий,
имеющие ярко выраженные субъективные переживания и внешние проявления.
Эмоции
подразделяют на положительные и отрицательные.
Положительные,
а это радость и удовольствие, человек получает в виде приятного ощущения удовлетворения
каких-либо потребностей.
Отрицательные
возникают, когда какие-либо потребности, наоборот, не удовлетворяются. К ним
относятся страх, горе, гнев, отвращение, стыд, вина и т. д.
По
характеру проявления различают стенические и астенические
эмоции.
Стенические
эмоции сопровождаются улучшением самочувствия, жизненного
тонуса, психической активности и ощущением собственной силы. Сюда относят не
только все положительные, но и часть отрицательных эмоций (ярость и гнев).
Проявления
стенических эмоций чаще всего связаны с возбуждением симпатического отдела
вегетативной нервной системы, который командует выбросить в кровь адреналин,
увеличивает частоту сердечных сокращений, а вместе с ним кровяное давление и
газообмен. Человек краснеет и может покрываться капельками пота. Эмоциональное
возбуждение способно практически мгновенно мобилизовать резервы организма и
обеспечить действия, направленные на преодоление препятствий.
Астенические
эмоции угнетают настроение, снижают психическую активность,
жизненный тонус и самочувствие. Обычно это происходит тогда, когда человек
мобилизовал все силы на выполнение какой-либо задачи, но ресурсов для
достижения цели недостаточно. Астенические эмоции ведут к снижению защитных сил
организма и способствуют развитию заболеваний.
Интересно,
что имеются различия роли правого и левого полушария в формировании эмоций.
Правое полушарие лидирует в формировании отрицательных эмоций, их распознавании
и внешнем выражении в мимике.
Эмоциями,
как и волей, тоже можно управлять.
Эмоции
проявляются по-разному. Например, эмоциональными реакциями —
плачем, смехом.
Эмоциональными
состояниями — различным настроением, тревогой,
волнением, бурной эмоциональной вспышкой (аффектом).
Эмоциональными
отношениями, или чувствами в узком значении этого
слова, — любовью, ненавистью, ревностью.
Таким
образом, через психические процессы осуществляется познание окружающего мира,
освоение знаний и навыков, обучение. На этой основе формируется индивидуальное
поведение человека. Практически все виды деятельности так или иначе связаны с
психикой, основой для которой является кора больших полушарий головного мозга
толщиной всего несколько миллиметров…
Иван
Петрович Павлов создал учение о высшей нервной деятельности, под которой он
понимал деятельность коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых
центров, что обеспечивает наиболее доскональную приспособленность животных и
человека к окружающей среде.
Нервная система — целостная морфологическая и функциональная совокупность различных взаимосвязанных нервных структур, которая совместно с эндокринной системой обеспечивает взаимосвязанную регуляцию деятельности всех систем организма человека и реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды. Нервная система действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной).
Основные понятия
Нейрон – основная структурная и функциональная (то есть элементарная) единица нервной ткани.
Рисунок 1. Строение нейрона
На рисунке показано типичное строение нейрона. Его отличительной чертой являются множественные отростки. Также стоит отметить, что нейроны всегда имеют только одно ядро. Мы остановимся на элементах рисунка более подробно:
1. Аксон – длинный отросток нейрона, может достигать в длину 1 м. Покрыт миелиновой оболочкой. Передает информацию от тела нейрона. Такое направление называется центробежным.
2. Дендриты – короткие, сильно ветвящиеся отростки нейрона, несут информацию к нейрону. Такое направление называют центростремительным.
Информация в нервной системе передается с помощью нервного импульса – электрической волны, бегущей по отросткам. Чтобы передавать информацию от клетки к клетке, а также к исполнительным органам (мышцам, железам), существуют специальные контакты, они называются синапсами.
3. Синапс — место соединения аксона одной нервной клетки с дендритом (или телом) другой, а также с мышечным волокном или секретирующей железой. Внешне он напоминает щель, полость между двумя этими элементами. В синапсе осуществляется специфическая реакция: с помощью особых химических соединений (медиаторов) реакция с одного конца синапса переходит на другой. В результате происходит возбуждение (или торможение) следующего нейрона, сокращение мышцы или стимуляция секреции железы.
Рисунок 2. Синапс
Нерв – совокупность аксонов, организованных в пучок и покрытых соединительной тканью. Их задача – связь ЦНС и иннервируемых органов. Волокна, которые несут информацию к центру, называют чувствительными. Те, которые несут импульсы к исполнительному органу, называются двигательными. В одном нерве могут присутствовать как чувствительные, так и двигательные волокна.
Нервный узел (ганглий) – скопления тел нейронов за пределами ЦНС.
Также необходимо знать, что в нервной системе помимо нервных клеток присутствуют специальные клетки-спутники, основная задача которых – создание поддержки и опоры для нервных клеток, а также их защита и питание.
Центральная и периферическая нервная система
Нервная система делится на центральную и периферическую.
К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг.
Головной мозг
Головной мозг – передний отдел центральной нервной системы, состоящий из пяти частей: переднего, промежуточного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого мозга. Необходимо знать взаиморасположение и функции каждого отдела.
Рисунок 3. Отделы головного мозга
Кора больших полушарий
Кора больших полушарий головного мозга представляет собой наиболее молодое образование центральной нервной системы. Деятельность коры больших полушарий основана на принципе условного рефлекса, поэтому ее называют условно-рефлекторной. Она осуществляет быструю связь с внешней средой и приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды.
Глубокие борозды делят каждое полушарие большого мозга на лобную, височную, теменную, затылочную доли и островок. Островок расположен в глубине сильвиевой борозды и закрыт сверху частями лобной и теменной долей мозга.
Рисунок 4. Доли коры больших полушарий
В сером веществе коры больших полушарий различают сенсорные, моторные и ассоциативные зоны:
-
сенсорные зоны коры больших полушарий — участки коры, в которых располагаются центральные отделы анализаторов:
зрительная зона — затылочная доля коры больших полушарий;
слуховая зона — височная доля коры больших полушарий;
зона вкусовых ощущений — теменная доля коры больших полушарий;
зона обонятельных ощущений — гиппокамп и височная доля коры больших полушарий.
Соматосенсорная зона находится в задней центральной извилине, сюда приходят нервные импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов и импульсы от температурных, тактильных и других рецепторов кожи;
-
моторные зоны коры больших полушарии — участки коры, при раздражении которых появляются двигательные реакции. Располагаются в передней центральной извилине. При ее поражении наблюдаются значительные нарушения движения. Пути, по которым импульсы идут от больших полушарий к мышцам, образуют перекрест, поэтому при раздражении моторной зоны правой стороны коры возникает сокращение мышц левой стороны тела;
-
ассоциативные зоны — отделы коры, находящиеся рядом с сенсорными зонами. Нервные импульсы, поступающие в сенсорные зоны, приводят к возбуждению ассоциативных зон. Особенностью их является то, что возбуждение может возникать при поступлении импульсов от различных рецепторов. Разрушение ассоциативных зон приводит к серьезным нарушениям обучения и памяти.
Спинной мозг
Спинной мозг – вторая часть ЦНС. Расположен в позвоночном канале. Представляет собой сплошную трубку, полую внутри (полость заполнена спинномозговой жидкостью). Условно спинной мозг разделяют на несколько частей в соответствии с их расположением: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой.
Необходимо знать, как выглядит спинной мозг:
Рисунок 5. Спинной мозг. Цифрой 1 обозначено серое вещество, оно образовано телами нейронов (на рисунке виды темные точки – нервные клетки, они все вместе образуют фигуру, напоминающую бабочку). Цифрой 2 обозначено белое вещество, оно образовано длинными отростками нейронов. В головном мозге серое и белое вещество расположены иначе: серое снаружи, белое внутри.
К периферической нервной системе (ПНС) относят все структуры, находящиеся за пределами ЦНС: 12 пар черепных нервов (и их ответвления), 31 пара спинномозговых нервов (и их ответвления), их корешки, чувствительные (спинномозговые) нервные узлы, нервные сплетения, вегетативные нервы и ганглии.
Соматическая и вегетативная нервная система
Периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.
Соматическая нервная система подконтрольна нашему сознанию. Она регулирует деятельность соматической мускулатуры (с ее помощью мы двигаемся, общаемся, улыбаемся, жестикулируем, дышим). Также она отвечает за связь нашего организма с внешней средой, так как ее частью являются чувствительные волокна, которые собирают информацию со всех видов рецепторов и несут ее к ЦНС.
Вегетативная нервная система отвечает за деятельность внутренних органов: контролирует работу гладкой мускулатуры (которая является частью стенки кишечника, мочеточников, сосудов и других органов), сердца, желез. Ее другое название – автономная. Мы не можем контролировать ее действие.
Симпатическая и парасимпатическая нервная система
Вегетативную нервную систему делят на симпатическую и парасимпатическую. Их действие практически полностью противоположно. Они действуют постоянно и одновременно, однако в каждый определенный момент времени может доминировать как симпатическая, так и парасимпатическая система. Это зависит от условий, в которых находится организм.
Приведем пример задания, иллюстрирующего важность понимания разницы в действии симпатической и парасимпатической нервной системы.
Что лежит в основе изменения кровяного давления человека в спокойном состоянии и во время работы? Какие отделы нервной системы это обеспечивают?
Это задание признано самым сложным заданием в Блоке. 3 балла за него смогли получить только 1% учеников. (2 балла – 5%)
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно помнить 2 факта:
1. Вегетативная нервная система контролирует тонус гладкой мускулатуры, которая находится в стенке всех сосудов человеческого организма.
2. Симпатическая нервная система повышает АД, парасимпатическая – снижает.
Если учитывать, что АД прямо зависит от сосудистого сопротивления (чем больше просвет сосуда, тем меньше он сопротивляется кровотоку, тем проще сердцу пронести через него кровь, тем меньше давление), то можно прийти к следующему ответу:
1. в спокойном состоянии расслабляются гладкие мышцы сосудов и увеличивается их просвет, давление понижается;
2. во время работы сокращаются гладкие мышцы сосудов, сужается их просвет, давление повышается;
3. в изменении кровяного давления участвуют симпатический (повышает) и парасимпатический (понижает) отделы вегетативной нервной системы.
Рефлексы
Когда мы с вами говорили о свойствах живого, мы упомянули раздражимость.
Раздражимость – это способность всего живого реагировать на внешние воздействия изменением своей активности или своих физико-химических свойств.
У животных, имеющих нервную систему, раздражимость может проявляться на качественно новом уровне – в виде возбуждения, то есть в виде активной, специфической реакции на раздражитель.
Только говоря о представителях Царства Животные (в том числе о человеке), мы можем пользоваться таким термином как рефлекс.
Рефлекс – ответная реакция организма на действие внешнего или внутреннего раздражителя, которая осуществляется при непосредственном участии нервной системы.
И.М.Сеченов доказал, что все акты сознательной и бессознательной деятельности есть рефлексы.
И.П.Павлов разработал учение о безусловных и условных рефлексах.
Виды рефлексов
Рефлексы бывают условными и безусловными.
Безусловные рефлексы – наиболее простые, но в тоже время очень важные реакции, которые помогают нам поддерживать нормальную жизнедеятельность. Эти рефлексы присутствуют у нас с самого рождения и передаются по наследству нашим детям. Они постоянны и не поддаются торможению. Дуги этих рефлексов проходят через спинной мозг, а также через рефлекторные центры в продолговатом мозге (центр дыхания, сосудистый центр, центр защитных рефлексов), в среднем мозге (центр ориентировочных рефлексов), на них не влияет кора больших полушарий, поэтому мы не можем управлять реакциями, которые происходят на этом уровне.
Жизнь без безусловных рефлексов, как правило, невозможна. (Речь не идет об искусственном поддержании жизнедеятельности посредством ИВЛ, кардиостимулятора и других средств)
Примеры безусловных рефлексов: дыхательный, сосательный, глотательный, слюноотделительный и др.
Условные рефлексы приобретаются нами в течение жизни и являются индивидуальными. У разных людей разные условные рефлексы, они даже могут различаться у одного и того же человека в разном возрасте, так как им свойственно угасание. Не имеют готовых рефлекторных дуг, формируются на базе безусловных, и тем более стабильны, чем чаще условный раздражитель подкрепляется безусловным. Осуществляются за счет деятельности коры головного мозга, являются основой навыков.
Примеры условных рефлексов: слюноотделение у собаки в ответ на условный раздражитель (свет) в классических опытах И.П.Павлова, дрессировка животных, индивидуальные привычки каждого человека, соблюдение режима дня, реакция ребенка, находящегося на искусственном вскармливании, на его бутылочку с питательной смесью.
Рефлекторная дуга
Рефлекторная дуга – нервный путь, по которому передается возбуждение и ответная реакция на него.
Необходимо знать элементы, входящие в состав рефлекторной дуги, мы их разберем на примере как соматического, так и вегетативного рефлекса.
Рисунок 6. Левая часть рисунка – соматический рефлекс, правая – вегетативный.
Цифрами обозначены: 1 – рецептор, 2 – чувствительный нейрон, 3 – спинной мозг, 4 – двигательный нейрон соматического рефлекса, 5 – рабочий (исполнительный) орган (мышца слева, справа – железа), 6 – вставочный нейрон, его функция – передача возбуждения с чувствительного нейрона на двигательный, 7 – вегетативный ганглий, находится вне спинного мозга, 8 – спинномозговой нервный узел, образован телами чувствительных нейронов.
Такую дугу имеет большинство безусловных рефлексов. Опишем ее путь: рецептор воспринимает действие раздражителя, по чувствительному нейрону передает его в спинной мозг, там происходит переключение сначала на вставочный (который может отсутствовать в более простых дугах), а затем с него на двигательный нейрон, который передает нервный импульс на исполнительный орган.
чувствительный нейрон→ вставочный нейрон→двигательный нейрон
Рецептор Спинной мозг 
Исполнительный орган
Дуга условного рефлекса имеет свои особенности, их необходимо знать. Проследите, как она изменяется:
Рецептор реагирует на условный раздражитель, преобразуют его в нервный импульс и передают его по чувствительному нерву в подкорковые образования (например, для зрительного анализатора – в таламус), а затем в кору больших полушарий. В коре информация передается по сформированному временному пути в какой-либо другой центр (в опытах Павлова – слюноотделительный), из которого по двигательному нейрону импульс идет к исполнительному органу.
Торможение условного рефлекса
Торможению поддаются только условные рефлексы. Существует внутреннее (условное) и внешнее (безусловное) торможение.
Внутреннее торможение осуществляется в случае, когда условный рефлекс длительно не подкрепляется безусловным раздражителем. Это ведет к постепенному угасанию и исчезновению рефлекса.
Пример: если подопытной собаке перестать давать корм при зажигании лампы, со временем она перестанет вырабатывать желудочный сок при включении осветительного прибора.
Внешнее торможение возникает при воздействии нового раздражителя достаточной силы. При этом в коре возникает новый очаг возбуждения, который превосходит по силе уже существующий очаг.
Пример: при острой зубной боли перестает болеть раненый палец. Это врожденное свойство нервной системы, обеспечивающее адаптацию к меняющимся условиям.
Дополнительные термины
Инстинкт – совокупность сложных, наследственно обусловленных актов поведения, характерных для особей данного вида в данных условиях среды. Составляют основу поведения животных. Формируются на базе безусловных рефлексов.
Привычка – сложившийся способ поведения, осуществление которого в определенных условиях для индивида становится потребностью, которая «заставляет» действовать определенным образом.
Навык – отработанное до автоматизма действие (например, езда на велосипеде).
Высшая нервная деятельность
И.П.Павлов – создатель науки о высшей нервной деятельности.
Человеческое мышление существенно отличается от мышления даже самых развитых представителей Царства Животные.
Особенностью развития человека в процессе эволюции стало появление у него второй сигнальной системы, которая характеризует качественно новый уровень нервной деятельности. Система речевых сигналов (слышимых, видимых и произносимых), речь, образное мышление – все это недоступно никому, кроме Человека.
Первая сигнальная система, свойственная и другим животным, сводится к совокупности условных и безусловных рефлексов на непосредственные раздражители. Она относится только к восприятию и ощущению предметов и явлений как таковых, и не касается оценки, передачи и обмена данными о данных ощущениях.
Вторая сигнальная система, свойственная человеку качественно особая форма высшей нервной деятельности — система речевых сигналов (произносимых, слышимых и видимых). Понятие, выдвинутое И. П. Павловым (1932) для определения принципиальных различий в работе головного мозга животных и человека. Мозг животного отвечает лишь на непосредственные зрительные, звуковые и другие раздражения или их следы; возникающие ощущения составляют первую сигнальную систему (П. с. с.) действительности. Человек же обладает помимо того способностью обобщать словом бесчисленные сигналы П. с. с.; при этом слово, по выражению И. П. Павлова, становится сигналом сигналов.
Вторая сигнальная система возникла в процессе эволюции, в процессе общественного труда.
Итак, высшей нервной деятельности человека свойственны следующие характеристики:
* мышление словами,
* абстрактное (образное) мышление,
* понимание смысла речи (сравните: животные реагируют на слова, не понимая их значения),
* накопление, хранение и воспроизведение полученной информации. Человек способен к обучению через объяснение (сравните: животное может уловить связь, но не может понять объяснение этой связи, выраженное словами человека).