Медлекция

Физиология высшей нервной деятельности

Физиология высшей нервной деятельности

Лекция 13.

                                             Физиология высшей нервной деятельности.

 

Высшая нервная деятельность (ВНД) – интегративная деятельность головного мозга, обеспечивающая индивидуальные поведенческие реакции организма в окружающей среде.

Высшая нервная деятельность осуществляется за счет двух механизмов: инстинктов и условных рефлексов. 

Инстинкты — это сложнейшие врожденные цепные безусловные рефлекторные реакции, которые проявляются главным образом за счет активности подкорковых ядер (бледное ядро и полосатое тело) и ядер промежуточного мозга (зрительные бугры и гипоталамус). Инстинкты одинаковы у животных одного вида, передаются по наследству и связаны с жизненно необходимыми функциями организма — питанием, защитой, размножением.

Условные рефлексы — это индивидуальные, приобретенные рефлекторные реакции, которые вырабатываются на базе безусловных рефлексов. Они осуществляются главным образом за счет деятельности КГМ.

К врожденным формам поведения животных и человека, кроме безусловных рефлексов и инстинктов, относятся биологические мотивации и эмоции.

Мотивации – это побуждения к деятельности, связанные с удовлетворением определенных потребностей. Их делят на три основные группы: 

  • биологические мотивации, которые свойственны человеку и животным;
  • социальные мотивации, свойственные человеку и частично животным;
  • духовные – свойственные только человеку и связанные с интеллектуальными потребностями. 

Основной причиной возникновения биологических мотиваций является отклонение основных констант внутренней среды организма. Так, например, при снижении в крови уровня питательных веществ возбуждаются хеморецепторы, информация от которых поступает в ядра гипоталамуса (центр голода). Эти ядра могут раздражаться и непосредственно кровью, в которой снижено содержание питательных веществ. Возбуждение от них передается в КГМ – возникает чувство голода и формируется пищевое поведение.

Эмоция – одна из форм отображения действительности, которая характеризует личное отношение человека к окружающей обстановке. Эмоции делят на негативные и позитивные, низшие и высшие. Низшие эмоции элементарные, связаны с физиологическими потребностями человека и животного (голод, жажда, самосохранение и т.д.). Высшие эмоции возникают только у человека в связи с удовлетворением социальных потребностей (интеллектуальных, моральных, эстетических и т.п.). 

Биологическое значение эмоций состоит в выполнении ими сигнальной и регуляторной функций. Сигнальная функция эмоций заключается в том, что эмоции сигнализируют о полезности или вредности данного воздействия, успешности или не успешности выполняемого действия. Приспособительная роль этого механизма заключается в немедленной реакции на внезапное воздействие внешнего раздражения, так как эмоциональное состояние мгновенно приводит к быстрой мобилизации всех систем организма. 

Регуляторная функция эмоций проявляется в формировании активности, направленной на усиление или прекращение действия раздражителей. Неудовлетворенные потребности обычно сопровождаются отрицательными эмоциями. Удовлетворение потребности, как правило, сопровождается приятным эмоциональным переживанием и ведет к прекращению дальнейшей поисковой деятельности.

Условные рефлексы вырабатываются в течение жизни. В ЦНС нет готовых рефлекторных дуг. Они формируются при определенных условиях, т.е. зависят от факторов окружающей среды. Для выполнения условных рефлексов требуется обязательное участие коры больших полушарий.

Для выработки условного рефлекса необходимо:

  1. наличие двух раздражителей, один из которых безусловный, вызывающий безусловно-рефлекторную реакцию, а другой – условный (сигнальный – свет, звук, вид пищи и т.д.)
  2. многократное сочетание условного и безусловного раздражителей
  3. условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного
  4. условный раздражитель не должен обладать чрезмерной силой и способен привлекать внимание
  5. безусловный раздражитель должен быть достаточно сильный, иначе временная связь не сформируется
  6. возбуждение от безусловного раздражителя должно быть более сильным, чем от условного
  7. отсутствие посторонних раздражителей
  8. полноценность ЦНС.

В основе механизма образования условных рефлексов заложен процесс формирования временной нервной связи в коре больших полушарий.

                                            Классификация условных рефлексов.

По природе раздражителя условные рефлексы делятся на натуральные и искусственные. Натуральные условные рефлексы образуются на естественные качества (свойства) безусловных раздражителей. Например, формирование условного пищевого рефлекса на запах, вид пищи.

Искусственные условные рефлексы образуются на самые разнообразные искусственные раздражители для данного безусловного рефлекса (свет, звук, запах, изменение температуры и т. д.).

По рецепторному признаку условные рефлексы делятся на:

  • экстероцептивные – имеют важное приспособительное значение к условиям внешней среды
  • интероцептивные – обеспечивают гомеостатическую регуляцию функций внутренних органов
  • проприоцептивные – составляют основу всех двигательных навыков.

По рефлекторному признаку условные рефлексы делятся на соматические (двигательные) и вегетативные.

В зависимости от структуры условного раздражителя выделяют простые (возникают на действие одиночного раздражителя) и сложные (на действие комплексного раздражителя – например, свет-звонок).

По биологическому значению рефлексы делятся на три группы:

  • витальные – пищевые, оборонительные, статокинетические, рефлексы регуляции сна
  • зоосоциальные – половые, родительские, территориальные
  • саморазвития – игровые, исследовательские, имитационные.

По характеру подкрепления рефлексы делятся на условные рефлексы высшего и низшего порядка. Условные рефлексы низшего порядка формируются на базе безусловных рефлексов. Условные рефлексы высшего порядка образуются на базе уже существующих условных рефлексов.

Значение условных рефлексов для организма:

  • обеспечивают сложные взаимодействия организма с внешней средой, делая их более совершенными
  • лежат в основе процессов дрессировки, воспитания, обучения.

Торможение условных рефлексов. Условные рефлексы не только вырабатываются, но и исчезают при определенных условиях. И. П. Павлов различал два вида торможения условных рефлексов: безусловное и условное.

Безусловное торможение является врожденным, оно может проявляться в любом отделе ЦНС. Безусловное торможение может быть внешним и запредельным.       

 Внешнее торможение возникает под влиянием нового раздражителя, который действует одновременно с условным сигналом. Внешний раздражитель должен быть более сильным — доминантным. Например, болевое раздражение кожи у собаки может резко затормозить пищевые условные рефлексы. Положительное значение внешнего торможения состоит в том, что организм переключается на новый, более важный в данный момент, вид рефлекторной деятельности.

Запредельное торможение возникает при значительном увеличении силы или продолжительности действия условного сигнала. При этом условный рефлекс резко ослабевает или полностью исчезает. Например, у собаки был выработан слюноотделительный условный рефлекс на звонок. Если постепенно увеличивать силу условного сигнала (звонка), то вначале количество отделяемой слюны увеличивается. При дальнейшем нарастании силы условного сигнала отделение слюны уменьшается и, наконец, полностью тормозится.

По своей природе запредельное торможение является пессимальным. Оно выполняет охранительную функцию, препятствуя истощению нервных клеток.

Запредельное торможение легче развивается при снижении лабильности, работоспособности нейронов коры большого мозга, например, после тяжелого инфекционного заболевания, у пожилых людей и т. д.

Условное (внутреннее) торможение свойственно только клеткам КГМ. Это торможение, как и условные рефлексы, вырабатывается. Основным условием для проявления внутреннего торможения является неподкрепление условного раздражителя безусловным. Например, если у собаки выработан прочный слюноотделительный условный рефлекс на свет, а затем условный сигнал (свет) применять много раз изолированно без подкрепления (без дачи пищи), то выделение слюны постепенно уменьшается и, наконец, прекратится. Условный рефлекс угас — угасательное торможение. Подкрепление условного сигнала безусловным раздражителем восстанавливает условный рефлекс. Однако даже при отсутствии подкрепления условный рефлекс может вновь проявиться после отдыха, при наличии положительных эмоций. Это явление получило название растормаживания условных рефлексов. Быстрее и легче угасают непрочные недавно выработанные условные рефлексы. За счет угасательного торможения организм освобождается от ненужных, потерявших сигнальное значение условных рефлексов.

Значение торможения условных рефлексов. За счет торможения условных рефлексов достигается точное и совершенное приспособление организма к условиям существования, уравновешивание организма с окружающей средой, осуществляется аналитическая и синтетическая деятельность головного мозга.                                                                                   

                                                               Первая и вторая сигнальная система.                                      

Сигнальная система представляет собой совокупность условно-рефлекторных связей организма с окружающей средой.

Первая сигнальная система имеется у человека и животных. Деятельность этой системы проявляется в условных рефлексах, формирующихся на любые раздражения внешней среды (свет, звук, механическое раздражение и др.), за исключением слова.

Условные рефлексы первой сигнальной системы образуются в результате деятельности клеток коры большого мозга, кроме лобной области и области мозгового отдела речедвигательного анализатора. Первая сигнальная система у животных и человека обеспечивает предметное конкретное мышление.

Вторая сигнальная система, возникла и развилась в результате трудовой деятельности человека и появления речи. Деятельность второй сигнальной системы проявляется в речевых условных рефлексах. Мы можем в данный момент не видеть какой-то предмет, но достаточно его словесного обозначения, чтобы мы ясно себе его представили. Вторая сигнальная система обеспечивает абстрактное мышление в виде понятий, суждений, умозаключений.

 Речевые рефлексы второй сигнальной системы формируются благодаря активности нейронов лобных областей и области речедвигательного анализатора. Периферический отдел этого анализатора представлен рецепторами, которые расположены в словопроизносящих органах (рецепторы гортани, мягкого неба, языка и др.). От рецепторов импульсы поступают по соответствующим афферентным путям в мозговой отдел речедвигательного анализатора – центр речи,  представляющий собой сложную структуру, которая включает несколько зон коры головного мозга.

В лобной области левого полушария располагается моторный центр речи (центр Брока). У левшей он локализуется в правом полушарии. При поражении этого центра речь затруднена или даже невозможна – афазия.  В височной области находится сенсорный центр речи (центр Вернике). Повреждение этой области приводит к расстройствам восприятия речи: больной не понимает значение слов, хотя способность произносить слова сохранена – сенсорная афазия. В затылочной доле коры большого мозга имеются зоны, обеспечивающие восприятие письменной (зрительной) речи. При поражении этих областей больной не понимает письменный текст.

Существенную роль в речевой функции мозга играет теменная ассоциативная зона коры. Одной из форм афазии является амнезия (теменная афазия), характеризующаяся забыванием отдельных слов.

 

                                             Типы высшей нервной деятельности.

Под типом высшей нервной деятельности следует понимать совокупность свойств нервных процессов, обусловленных наследственными особенностями данного организма и приобретенных в процессе индивидуальной жизни.

В основу деления нервной системы на типы И. П. Павлов положил три свойства нервных процессов: силу, уравновешенность и подвижность (возбуждения и торможения) .

Под силой нервных процессов понимают способность клеток коры большого мозга сохранять адекватные реакции на сильные и сверхсильные раздражители. 

Под уравновешенностью следует понимать одинаковую выраженность по силе процессов возбуждения и торможения.  Подвижность нервных процессов характеризует быстроту перехода процесса возбуждения в торможение и наоборот.

На основе этих признаков И. П. Павлов выделил четыре основных типа, использовав для их обозначения терминологию Гиппократа: меланхолик, холерик, сангвиник, флегматик.

Сангвиник — сильный, уравновешенный и подвижный тип. Нервные процессы в коре большого мозга характеризуются большой силой, уравновешенностью и подвижностью. Такие люди жизнерадостны и работоспособны.

Флегматик — сильный и уравновешенный инертный тип. Нервные процессы сильные, уравновешенные, но малоподвижные. Такие люди ровные, спокойные, настойчивые и упорные труженики.

Холерик — сильный, неуравновешенный тип. Процессы торможения и возбуждения в коре большого мозга у таких людей характеризуются силой, подвижностью и неуравновешенностью, преобладает возбуждение. Это очень энергичные люди, но легковозбудимые и вспыльчивые.

Меланхолик — слабый тип. Нервные процессы неуравновешенные, малоподвижные, преобладает процесс торможения. Меланхолик во всем видит и ожидает только плохое, опасное.

Учитывая особенности взаимодействия первой и второй сигнальных систем, И. П. Павлов дополнительно выделил три истинных человеческих типа.

Художественный тип. У людей этой группы по степени развития первая сигнальная система преобладает над второй, они в процессе мышления широко пользуются чувственными образами окружающей действительности. Очень часто это художники, писатели, музыканты.

Мыслительный тип. У лиц, относящихся к этой группе, вторая сигнальная система значительно преобладает над первой, они склонны к отвлеченному, абстрактному мышлению и нередко по профессии являются математиками, философами.

Средний тип. Характеризуется одинаковым значением первой и второй сигнальных систем в высшей нервной деятельности человека. К этой группе относится большинство людей.

 

 Память — способность живых существ воспринимать, отбирать, хранить и использовать информацию для формирования поведенческих реакций. Память – это сохранение информации о раздражителе после прекращения его действия. Она помогает животному и человеку использовать свой прошлый опыт (видовой и индивидуальный) и приспосабливаться к условиям существования. 

Различают кратковременную и долговременную память. Кратковременное запечатление в коре большого мозга следов раздражений осуществляется за счет циркуляции нервных импульсов по замкнутым нейронным цепям. Это может длиться от нескольких секунд до 10—20 мин. Длительное удержание временных связей (долговременная память) основывается на стойких изменениях на клеточном и молекулярном уровнях, происходящих в синапсах и, возможно, в самих нервных клетках головного мозга. За счет долговременной памяти могут длительно, иногда всю жизнь, сохраняться следы прежних раздражений. Определенная роль в формировании памяти принадлежит эмоциям. При эмоциональном возбуждении усиливается циркуляция нервных импульсов по цепям нейронов.

В формировании памяти участвуют нейроны КГМ, ретикулярной формации ствола мозга, гипоталамической области, лимбической системы, особенно, гиппокампа.

 

 Сознание является высшей формой отражения действительности. В основе сознания человека лежит способность оценивать окружающий мир не только путем непосредственных чувственных ощущений, но и посредством более сложных форм, вплоть до абстрактного мышления. Для сознания характерно отношение человека к самому себе, а также субъективное отношение ко всему, что его окружает. 

Критериями сознания являются:

  1. Внимание, определяющее способность сосредоточиться на различных явлениях окружающей обстановки
  2. Способность порождать абстрактные мысли и оперировать ими, а также выражать их словами или каким-либо другим способом.
  3. Возможность оценить предстоящий поступок, т.е. способность к ожиданию и прогнозированию.
  4. Осознание своего «Я» и признание других индивидуумов.

Структурной основой сознания являются кора и подкорковые образования, при взаимодействии которых и формируется сознание. Сознание включает все формы психической деятельности человека: ощущения, восприятия, представления, мышление, внимание, чувства и волю.

Внимание. Одним из необходимых состояний мозга, обеспечивающих организацию поведения человека, процессов анализа и синтеза в коре больших полушарий, является внимание. Это состояние бодрствующего организма, которое заключается в отборе одних стимулов и подавлении других. 

Выделяют два вида внимания:

  • непроизвольное
  • произвольное.

Непроизвольное внимание – врожденное, произвольное формируется по мере развития других психических функций, выражается в целенаправленной мобилизации психической активности человека. Непроизвольное внимание может осуществляться на подкорковом уровне, произвольное внимание требует участия корково-ретикулярных взаимодействий. 

Мышление является высшей формой отображения мира. Это процесс опосредованного, обобществленного отображения действительности; активная психическая деятельность, направленная на решение определенной задачи (достижения цели). Мышление возникает при наличии соответствующего мотива.