Высшая нервная деятельность

Высшая  нервная деятельность (ВНД)

 

Предметом физиологии ВНД является изучение закономерностей и функциональных механизмов мозга, обеспечивающих наиболее оптимальное взаимодействие с окружающей средой. Этот раздел физиологии раскрывает физиологические основы процессов обучения и воспитания.

И.М. Сеченов (1829 – 1905) в своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863 г.) выдвинул гипотезу о рефлекторной природе  всех без исключения психических  процессов человека и показал, что  материальным субстратом их являются нервные процессы головного мозга.  «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы».

Именно работы И.М. Сеченова И.П. Павлов считал толчком к возникновению  физиологии ВНД.

И.П. Павловым (1849 – 1936)  был открыт метод объективного изучения психической деятельности человека – метод условных рефлексов. Деятельность И.П. Павлова и его учеников позволила создать принципиально новое направление в исследовании физиологии нервной системы – учение о ВНД.

Согласно учению Павлова различают:

• низшую нервную деятельность – совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление БР и инстинктов;
• высшую нервную деятельность – совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательную переработку информации и приспособительное поведение организма в окружающей среде. Психическая деятельность – любая осознаваемая деятельность мозга. ВНД Павлов называл деятельность коры, обеспечивающую протекание психических процессов.

В основе работы нервной системы лежит рефлекторная деятельность. Рефлекс может существовать в безусловно- и условнорефлекторном (их может быть несколько) вариантах.

 

Общая характеристика безусловных рефлексов, их классификация.

Безусловные рефлексы - это врожденная видоспецифическая реакция организма, рефлекторно возникающая в ответ на специфическое воздействие раздражителя, на воздействие биологически значащего (боль, пища) стимула адекватного для данного вида деятельности.

Безусловные рефлексы связаны с жизненно важными биологическими потребностями и осуществляются в пределах стабильного рефлекторного пути.

Безусловные рефлексы являются врожденными, видовыми и складываются в процессе эволюции данного вида, возникают на специфический/адекватный раздражитель, воздействующий на определенное рецепторное поле.

Безусловные рефлексы относительно постоянны и сохраняются в течение всей жизни.

Центры безусловных рефлексов расположены на уровне спинного мозга и нижних отделов головного мозга, т.е. без обязательного участия коры больших полушарий. Но с возрастом у человека формируются представительства безусловного рефлекса в коре больших полушарий.

Общее понятие  об УР, их классификация и значение.

Условный рефлекс (УР) - это индивидуально приобретенная реакция организма на ранее индифферентный раздражитель, воспроизводящая безусловный рефлекс. В основе УР лежит формирование новых или модификация существующих нервных связей, происходящие под влиянием изменений внешней и внутренней среды. Это временные связи, которые тормозятся при отмене подкрепления, изменении ситуации. УР формируются при определенных условиях индивидуальной жизни организма и тормозятся при отсутствии соответствующих условий, отличаясь тем самым от врожденных форм приспособления.

 

Образование условных рефлексов.

Рассмотрим пример условного рефлекса и его выработки: формирование реакции слюноотделения при виде лимона (натуральный условный рефлекс).

У человека, никогда не пробовавшего лимон, никаких реакций не возникает, кроме любопытства – ориентировочный  рефлекс. Слюноотделение, как безусловно-рефлекторный акт возникает при раздражении рецепторов полости рта пищей – при попадании лимона в ротовую полость.

При формировании условного слюноотделительного  рефлекса в качестве условного раздражителя (сигнал) выступает лимон, его вид. В качестве безусловного раздражителя (подкрепления) – вкус лимона.

Вид лимона приводит к возникновению  очага возбуждения в корковом центре зрительного анализатора (затылочная область). Безусловный раздражитель является более сильным, возбуждение  коркового центра при действии безусловного раздражителя является доминантным. Доминантный очаг притягивает возбуждение из зрительного центра. Между двумя корковыми центрами устанавливается временная связь. Если такое сочетание «вид лимона – вкус лимона» повторится несколько раз, то возбуждение в зрительном центре быстро будет по «проторенному пути» временной связи проходить в пищевой центр и оттуда по эфферентным  нервным волокнам к слюнным железам.

Таким образом, условия образования условного рефлекса таковы:

1. Наличие условного раздражителя (сигнала) и безусловного раздражителя (подкрепления),

2. Условный раздражитель по силе  своего воздействия слабее подкрепления.

3. Совместное или при отставании  в 1-5 сек неоднократное действие  сигнала и подкрепления.

4. Нормальное, деятельное функциональное  состояние нервной системы, прежде  всего головного мозга.

5. В коре больших полушарий  должна быть соответствующая  доминанта (настрой на выработку  этого рефлекса)

6. Отсутствие посторонних раздражителей

У ребенка до 3 лет для выработки полезных рефлексов ведущее значение имеет еще пищевое подкрепление. В дальнейшем большее значение приобретает словесное поощрение. В процессе обучения и воспитания не следует преувеличивать роль биологического (пищевое подкрепление, болевое раздражение), необходимо учитывать и роль социальных факторов в процессе формирования личности.

Особое значение имеют рефлексы на время, что лежит в основе организации  режима дня ребенка, школьника. Эти  рефлексы можно отнести к следовым.

При формировании рефлексов подражания не обязательно быть участником, достаточно быть его «зрителем» (например формирование двигательных навыков, речи, социального поведения). Благодаря экстраполяционным рефлексам формируется способность на основе анализа окружающей среды предвидеть результаты своей деятельности или события.

Стадии  выработки условного рефлекса:

1. стадия генерализации (обобщения) – в первое время рефлекс может проявляться не очень точно (котенок охоитится за любым движущимся предметом).
2. стадия специализации – происходит уточнение свойств сигнала, что связано с явлениями иррадиации и концентрации процессов возбуждения и торможения.

Таким образом, условные рефлексы обеспечивают более совершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни (уход от опасности, ориентировка во времени и пространстве и др.)

Понятие динамического  стереотипа

В реальной жизни УР вырабатываются не на отдельные раздражители, а  на комплекс сигналов, который вызывает комплекс ответных реакций. При этом окончание одного рефлекса служит сигналом для начала другого. Такая последовательная цепь условнорефлекторных актов, осуществляемая в строго определенном порядке во времени и пространстве называется динамическим стереотипом.

Значение ДС:

1. действия осуществляются автоматически, точно, без ошибок и лишних затрат энергии,
2. позволяет переключать внимание на другие виды деятельности.
3. перестройка в случае необходимости осуществляется с большим трудом.

Ранние ДС являются особенно прочными.

Стереотипные действия легки в  выполнении (письмо, трудовые операции и т.д.). Динамический стереотип является у человека основой образования привычек, лежит в основе режима дня. Стереотипы устойчивы, они составляют основу человеческого поведения. Трудность переделки стереотипов заставляет обращать особое внимание на правильность выполнения тех или иных действий, операций, поступков, на правильность приемов обучения и воспитания.

Виды торможения условных рефлексов

Торможение рефлексов необходимо для предотвращения истощения нервных клеток, координации рефлекторных актов, обеспечения угнетения ненужных УР.

Павлов установил, что существует два вида торможения - безусловное (внешнее) и условное (внутреннее).

Внешнее (безусловное торможение) - есть процесс экстренного ослабления или прекращения отдельных поведенческих реакций при действии раздражителей, поступающих из внешней или внутренней среды. Является врожденным. При длительном или повторном действии стимула или его узнавании происходит угашение ориентировочного рефлекса, то выражается в нивелировании тормозного состояния и в восстановлении исходного уровня условнорефлектороной деятельности (гаснущий тормоз). Другой разновидностью врожденного тормозного процесса является так называемое запредельное торможение. Оно развивается при длительном нервном возбуждении организма (заторможенное состояние у людей).

Условное (внутреннее торможение) является приобретенным и проявляется  в форме задержки, угашения, устранения условных реакций. Выделяют четыре вида внутреннего торможения: угасательное, дифференцировочное, запаздывательное и условный тормоз. Общим для всех видов внутреннего торможения является их развитие на базе предварительно выработанного условного рефлекса.

Угасательное торможение

Если собаке с хорошо выработанным условным пищевым слюноотделительным рефлексом подавать условный раздражитель, не сопровождая его подкармливанием, то слюны будет выделяться все меньше, а само выделение будет наступать со все большим латентным периодом.

Отсутствие подкрепления рано или  поздно приводит к тому, что сигнал перестает совсем оказывать влияние на слюнную железу.

Таким образом, угасательным называется внутреннее торможение, развивающееся в результате прекращения подкрепления рефлекса. Оно ведет к его задержке.

Угасательное  торможение представляет собой очень распространенное явление и имеет большое биологическое значение. Нетрудно представить себе, что было бы, если бы все образовавшиеся в разное время условные рефлексы, переставшие соответствовать новым условиям, оставались на всю жизнь. Тогда проголодавшаяся собака долго бесполезно бегала бы «по старой памяти», например, к пустому дому, жильцы которого когда-то ее покормили. Или вышедшая на охоту лисица бесконечно сидела бы у какой-нибудь пустой сусличьей норы. Угашение условного рефлекса происходит тем быстрее, чем чаще предъявляется условный раздражитель без подкрепления.

От устаревших и бесполезных  условных связей высшая нервная деятельность освобождается путем их угашения. Люди расстаются с устаревшими взглядами, когда оказывается, что идущая вперед жизнь не подкрепляет ранее сложившихся у них представлений.

Дифференцировочное торможение

У собаки выработали условный рефлекс пищевого слюноотделения на стук метронома 60 ударов/мин. Каждое включение метронома с такой частотой вызывает условное слюноотделение. Но если применить другой метроном с частотой 120 ударов/мин, то и он тоже вызовет отделение слюны, хотя сам никогда не сочетался с едой.

Однако достаточно несколько раз  не подкрепить действие метронома с частотой 120 ударов/мин, как он перестает быть сигналом еды и наступает дифференцирование этого раздражителя от метронома с частотой 60 ударов/мин, сопровождающегося едой. Теперь метроном с частотой 120 ударов/мин никакого слюноотделения уже не вызывает, что является результатом дифференцировочного торможения.

Дифференцировочным называется внутреннее торможение, развивающееся при неподкреплении раздражителей, близких к подкрепляемому сигнальному. Оно ведет к различению положительного (подкрепляемого) сигнала и отрицательных (дифференцировочных). В этом случае работа внутреннего торможения направлена на то, чтобы «не путать» сходные раздражители.

Насколько важное место в жизни  занимает дифференцировочное торможение, видно, если, например, сравнить поведение  неопытного щенка с поведением взрослой собаки, выработавшей дифференцировки.

Хотя щенка кормит хозяин, он подбегает  и к чужим людям. Обратив в  бегство воробьев, он начинает гонять по двору кур. Каким контрастом с  постоянными ошибками и промахами  неопытного щенка выглядит поведение  взрослой собаки, умеющей дифференцировать даже разные интонации голоса своего хозяина. Услышав ласковые нотки, она подбегает к нему, а когда в голосе хозяина звучит раздражение, уходит подальше.

Непрерывное, все более тонкое различение, дифференцирование явлений окружающего мира составляет важную часть мышления человека. Человеческий ум переносит центр тяжести такого различения в область понятий, выраженных речью. Путем дифференцирования словесных раздражителей выявляются их частные особенности, необходимые для образования новых понятий.

Условный тормоз

Если при хорошо укрепленном  условном слюнном рефлексе, выработанном на стук метронома, время от времени применять метроном вместе с дополнительным раздражителем, например бульканьем, не сопровождая эту комбинацию пищевым подкреплением, то вскоре сам метроном по-прежнему будет вызывать отделение слюны, а в сочетании с бульканьем потеряет свое положительное действие. Прибавочный агент стал условным тормозом.