Высшая нервная деятельность. Безусловные и условные рефлексы. Бодрствование и сон. Сознание и мышление - ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

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.