Биология для поступающих в вузы. Заяц Р.Г.

Высшая нервная деятельность

БЕЗУСЛОВНЫЕ И УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ

Высшая нервная деятельность - это совокупность условных рефлексов, которые лежат в основе поведения высокоорганизованных животных и человека и позволяют им лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды.

В 1863 г. русский физиолог И.М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга» описал разнообразные сложные формы поведения и психику животных и человека с точки зрения рефлекторной теории как проявление одних рефлексов и торможение других. Позднее русский физиолог И.П. Павлов развил учение И.М. Сеченова и создал учение о физиологии высшей нервной деятельности человека и животных. Он считал, что высшая нервная деятельность - это деятельность коры больших полушарий, которая является материальной основой условных рефлексов. Кора больших полушарий, собирая информацию от всех сенсорных и двигательных систем, осуществляет анализ и становится аппаратом тонкой условно-рефлекторной деятельности и органом психической деятельности, сознательного мышления. Младенец, рожденный без коры больших полушарий, ничему не научается и не совершает произвольных движений. Такие дети умирают вскоре после рождения.

Все рефлексы И.П. Павлов разделил на безусловные и условные. Безусловные рефлексы - это врожденные реакции организма, сложившиеся в процессе эволюции и передающиеся по наследству (чихание, сосание, кашель, пищевые, половые и т. д.). Условные рефлексы - это рефлексы, приобретаемые в течение жизни на базе безусловных рефлексов под влиянием определенных факторов внешней среды (слюноотделение на свет, слово; табл. 8).

Таблица 8

Отличия безусловных рефлексов от условных

Безусловные рефлексы

Условные рефлексы

Врожденные, сформированы к моменту рождения

Приобретенные, образуются в течение всей жизни

Являются видовыми (присущи всем особям данного вида)

Являются индивидуальными (только у определенных особей вида)

Относительно постоянны (стойки и неизменны в течение всей жизни)

Непостоянны (одни исчезают, другие появляются)

Осуществляются при участии спинного мозга, ствола и подкорковых ядер головного мозга через филогенетически закрепленную рефлекторную дугу

Осуществляются при обязательном участии коры через временные функциональные связи

Являются основой для образования условных рефлексов

Образуются на основе безусловных рефлексов

Обеспечивают жизнедеятельность и оборонительные реакции

Приспосабливают организм к меняющимся условиям внешней среды (более совершенная ориентировка)

ОБРАЗОВАНИЕ, ТОРМОЖЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ

Условные рефлексы образуются на основе безусловных рефлексов. Для их выработки не нужен специфический раздражитель.

Для образования условных рефлексов необходимы следующие условия: бодрствующее состояние коры; отсутствие отвлекающих раздражителей; сочетание условного и безусловного раздражителей; действие условного раздражителя должно совпадать во времени с действием безусловного, но несколько предшествовать ему; действие условного раздражителя должно многократно сочетаться с действием безусловного раздражителя.

При проведении опытов И.П. Павлов придерживался следующих принципов:

+ объект опытов - собаки;

+ условный раздражитель (безразличный для жизнедеятельности) - свет;

+ безусловный раздражитель (важный для жизнедеятельности) - пища;

+ безусловный рефлекс - выделение слюны при попадании пищи в ротовую полость;

+ цель опытов - выработать условный рефлекс (выделение слюны на включение света).

При действии условного раздражителя (свет) возникает ориентировочный рефлекс: возбуждаются фоторецепторы сетчатки глаза, и в них образуются нервные импульсы, которые по центростремительным (чувствительным) нервным волокнам достигают затылочной доли коры больших полушарий, где находится центральный отдел зрительного анализатора. Возникает очаг возбуждения № 1 - собака ждет, что последует дальше.

При действии безусловного раздражителя (попадание пищи в ротовую полость) проявляется безусловный рефлекс: возбуждаются вкусовые рецепторы, в них образуются нервные импульсы, которые по центростремительным (чувствительным) нервным волокнам достигают височной доли коры больших полушарий, где находится центральный отдел вкусового анализатора. Возникает более сильный очаг возбуждения № 2. Импульсы, исходящие от него, поступают в продолговатый мозг, где находится центр слюноотделения, и активируют его. От этого центра импульсы по центробежным (двигательным) нервным волокнам достигают слюнных желез, и они выделяют слюну. После нескольких сочетаний условного и безусловного раздражителей в коре головного мозга возникает временная функциональная связь между очагами возбуждения № 1 и № 2, и при многократном повторении она становится прочной. Благодаря такой связи действие только условного раздражителя (без подкрепления безусловным) вызывает возникновение реакции организма, соответствующей безусловному рефлексу. При включении света возбуждаются фоторецепторы сетчатки глаза, и в них образуются нервные импульсы, которые по центростремительным (чувствительным) нервным волокнам достигают затылочной доли коры больших полушарий, где возникает очаг возбуждения № 1. Между ним и очагом возбуждения № 2 возникает временная функциональная связь. Затем импульсы от очага возбуждения № 2 достигают продолговатого мозга, где находится центр слюноотделения, и активируют его. Отсюда импульсы по центробежным (двигательным) нервным волокнам поступают в слюнные железы, и те выделяют слюну. Образуется условный рефлекс - выделение слюны на включение света.

Механизм образования условного рефлекса – это установление временной функциональной связи между двумя очагами возбуждения, соответствующими безусловному и условному раздражителям.

Важным средством формирования условно-рефлекторной деятельности является доминанта (устойчивый очаг возбуждения). Она способна изменять (подавлять) работу других очагов возбуждения. Доминанта определяет поведение человека, делает его активным и творческим. Учение о доминанте разработал в 1923 г. русский физиолог А.А. Ухтомский.

Динамический стереотип - это относительно устойчивая система осуществления отдельных условных рефлексов (реакции коры больших полушарий головного мозга), основанная на его способности обеспечивать точность и своевременность ответной реакции организма на привычные, повторяющиеся в определенной последовательности раздражители. Стереотип может быть изменен, нарушен и вновь восстановлен в зависимости от временной и порядковой организации системы раздражителей. Привычки человека, распорядок дня являются проявлением стереотипа.

При изменении условий среды сформированные условные рефлексы могут исчезать в результате торможения.

Торможение - это процессы, приводящие к ослаблению или прекращению возбуждения в центральной нервной системе.

Различают внешнее и внутреннее торможение. Внешнее торможение проявляется ориентировочной реакцией (рефлекс «что такое?»). Развивается в результате действия нового внешнего относительно сильного раздражителя, который приводит к возникновению нового очага возбуждения в коре. Этот очаг возбуждения вызывает торможение старого. Например, выработанный у животного условный рефлекс (слюноотделение на свет) не проявляется при внезапном шуме. Внешнее торможение развивается быстро. Внутреннее торможение развивается постепенно. Основное условие его возникновения - это отсутствие подкрепления условного раздражителя безусловным, или угасание - один из видов внутреннего торможения. Например, если у животного выработанный слюноотделительный рефлекс на свет не подкреплять кормлением, то рефлекс начнет угасать и исчезнет (разрушится временная функциональная связь между двумя центрами). Другой вид внутреннего торможения - дифференцировка. Если один из условных раздражителей (удары метронома с частотой 60 раз в минуту) подкреплять безусловным раздражителем, а другой, близкий к нему (удары метронома с частотой 100 раз в минуту), не подкреплять, то условный рефлекс возникает только на подкрепляемый раздражитель. Существует также запредельное (охранительное) торможение, когда при действии чрезмерно сильного раздражителя в коре возникает не возбуждение, а торможение, предохраняющее нервные клетки от гибели.

ИНТЕГРАТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОЗГА - ОСНОВА СОЗНАНИЯ, ВНИМАНИЯ, ПАМЯТИ. РЕЧЬ И МЫШЛЕНИЕ

Высшая нервная деятельность является основой психической деятельности (сознания, мышления и т. п.).

Сознание - высшая функция человеческого мозга, сущность которой заключается в отражении действительности и направленном регулировании взаимоотношений личности с окружающим миром. Сознание - это знание, которое в абстрактной форме может быть передано другим людям. Оно возникло на основе потребности к общению, передаче знаний. Внутренний мир человека скрыт от внешнего наблюдателя, поэтому передача сведений от одного человека к другому происходит с помощью знаков. Такой знаковой формой общения стала речь. На основе общения возникает сознание. В понятие сознания включаются познавательные процессы, с помощью которых человек постоянно пополняет, обогащает свои знания: ощущение, восприятие, память и мышление.

Ощущение - это отражение мозгом предметов и явлений при воздействии их на рецепторы органов чувств. Ощущение является первым этапом в познании окружающего мира. В нем отражаются только отдельные признаки, свойства и качества предметов. В разных зонах мозга (центральные отделы соответствующих анализаторов) происходит переработка и анализ отдельных признаков раздражителя. Различные ощущения одного предмета (зрительный образ, его запах, тактильная информация) объединяются, и в ассоциативных областях коры (лобная доля) происходит их комплексная оценка (восприятие), вследствие чего формируются ответные реакции на раздражитель.

Восприятие - это определяемый внешними причинами процесс познания, в котором явления окружающего мира отражаются в виде ощущений, образов или словесных символов и формируются целостные представления о данном предмете. Восприятие заключается в интеграции и сопоставлении полученной информации (в виде ощущений) с той, которая была накоплена ранее и представляет собой определенный жизненный опыт.

Для того чтобы предмет, явление или событие были восприняты, необходимо, чтобы они вызвали ориентировочную реакцию, дали возможность сосредоточиться на них, привлекли внимание. Внимание - состояние психики, выраженное в сосредоточенности на чем-либо. Чем большее внимание будет привлечено новизной, сложностью, яркостью, необычностью предмета, явления или события, тем выше вероятность того, что они будут восприняты.

Память - это накопление, хранение и воспроизведение прошлого опыта. Она бывает нескольких видов:

+ эмоциональная (сохранение пережитых человеком чувства) - развита у всех людей;

+ смысловая (запоминание, сохранение и воспроизведение прочитанных, услышанных и произнесенных слов) - развита у актеров, певцов;

образная (запоминание зрительных и звуковых образов) - развита у музыкантов, писателей и художников;

+ двигательная (запоминание и воспроизведение движений) - развита у спортсменов, танцоров.

Качественной особенностью памяти является то, что человек способен запоминать не всю информацию, а только общие положения.

В зависимости от времени хранения полученной информации память подразделяется на:

+ кратковременную - информация хранится в течение нескольких секунд, что дает возможность запомнить очень небольшой объем информации (2-3 предложения);

+ промежуточную - информация хранится несколько минут или часов. Запечатлеваются важные события, происходившие в последнее время;

+ долговременную - информация может храниться всю жизнь. Если какое-то событие повторяется много раз, то оно запоминается на более длительный срок (собственное имя, таблица умножения, стихи, песни).

При долговременной памяти в результате длительных повторных циркуляций импульсов в нервных структурах остается глубокий «след», лежащий в основе всей памяти. На основе долговременной памяти возможно научение. Адаптивное изменение индивидуального поведения в результате предшествующего опыта (научение) подразделяют на несколько видов: метод проб и ошибок, запечатление (импринтинг), привыкание, подражание, мышление. Память является основой мышления.

Мышление - это способность человека с помощью слов и образов представить и выразить свое отношение к предметам и явлениям, а также различным состояниям своего организма. Мышление - активный процесс отражения объективного мира. Физиологическим аппаратом мышления являются временные функциональные связи. Существует два вида мышления:

+словесно-логическое (абстрактное) мышление - способность мыслить путем отвлеченных (абстрактных) понятий. Позволяет устанавливать общие закономерности, определяющие развитие природы и общества, самого человека. Благодаря этому виду мышления человеку удается наиболее обобщенно решать мыслительные задачи;

+ наглядно-образное (конкретное) мышление - характеризуется тем, что содержание мыслительной задачи основано на конкретных ощущениях и образах. Человек, решая задачу, анализирует, сравнивает, стремится обобщить различные образы предметов, явлений, событий.

Левое полушарие головного мозга обеспечивает словесно-логическое (обрабатывает информацию аналитически и последовательно), а правое - наглядно-образное мышление (обрабатывает информацию одновременно и целостно). Абстрактное мышление характерно только для человека. Оно позволяет ему развивать свои способности, науку, создавать культурные ценности, активно преобразовывать окружающую среду и общаться с другими людьми с помощью речи.

Речь регулируется левым полушарием головного мозга. Большей частью речевые функции локализованы в височной доле, где находятся зоны, ответственные за обработку звуковой информации и понимание смысла речи. В лобной доле расположены двигательные центры речи, связанные с произношением слов. Речь выполняет две функции: коммуникативную, когда язык слов выступает как средство общения между людьми, и семантическую, когда язык слов является средством выражения мыслей, их образования и развития. В психологии различают два вида речи: внешняя - устная (диалогическая и монологическая) и письменная; внутренняя - разговор человека с самим собой.

ЗНАЧЕНИЕ СЛОВА

Сигнальная система - совокупность процессов, происходящих в нервной системе и осуществляющих восприятие и анализ информации, а также формирование ответной реакции организма.

Благодаря сигнальной системе происходит связь организма с внешней средой. У человека и животных существует первая сигнальная система. Центры ее находятся в коре головного мозга. Она воспринимает конкретные раздражители (сигналы) внешнего мира (предметы или явления), обеспечивает конкретное (наглядно-образное) мышление и является основой для образования условных рефлексов.

Человек в раннем возрасте может научиться воспринимать информацию в виде символов, например букв и слов. Они дают ему представление о внешнем мире, обеспечивают возможность общения между людьми и накопление знаний в различных областях. Слово (условный раздражитель) стало для человека второй сигнальной системой (она существует только у человека). На основе слова возникает возбуждение, воспринимаемое и перерабатываемое корой переднего мозга. Слова являются сигналами для работы первой сигнальной системы («сигналы сигналов» по И.П. Павлову). Как «сигнал сигналов» слово дает возможность отвлечься от конкретных предметов и явлений, что находит свое выражение в понятиях (понятие «автомобиль» обобщает все возможные виды автомашин). Возникновение второй сигнальной системы связано с коллективным трудом: эта система - средство общения.

У животных также можно выработать условные рефлексы на слова (например, собака выполняет приказы хозяина), но для них слова - это просто звуковые раздражители (смысла слов они не понимают). Слова и речь обеспечили человеку сознание и мышление.

СОН И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ

Сон - это своеобразное состояние центральной нервной системы, характеризующееся выключением сознания, угнетением двигательной активности, обменных процессов, снижением всех видов чувствительности. Во время сна заторможены условные рефлексы и значительно ослаблены безусловные. Сон - физиологическое явление (глубокое охранительное торможение), предотвращающее переутомление и гибель нервных клеток. Процесс торможения частично охватывает большие полушария, средний и промежуточный мозг. Во время сна падает активность многих физиологических процессов, но продолжают свою деятельность стволовые отделы, обеспечивающие кровообращение, дыхание и другие процессы. Изучению сновидений посвящены работы австрийского врача-психиатра и психолога З. Фрейда.

Сон - сложное циклическое явление. Обычно он состоит из 5-6 циклов, закономерно сменяющих друг друга. Каждый цикл имеет две фазы: первая - фаза медленного сна и вторая - фаза быстрого сна. Фаза медленного сна начинается сразу после засыпания. Она характеризуется урежением дыхания, пульса, расслаблением мышц, снижением температуры тела, уровня обменных процессов, высокоамплитудным медленным ритмом активности головного мозга. Ведущей является парасимпатическая иннервация. Сновидения неяркие. Проявлениями психических процессов в эту фазу сна могут быть разговоры во сне и лунатизм. В фазу быстрого (парадоксального) сна дыхание становится частым, глубоким, усиливается работа сердца, ускоряются реакции обмена веществ, появляются сокращения отдельных групп мышц, высокочастотные ритмы активности головного мозга, сходные с ритмами бодрствующего мозга. Ведущей является симпатическая иннервация. Сновидения яркие, реалистичные со зрительными, звуковыми и обонятельными образами.

Весь цикл длится примерно 1,5 ч и повторяется 4-6 раз. Фаза медленного сна - 50-70 мин, фаза быстрого сна - 10-15 мин. К утру продолжительность фазы быстрого сна увеличивается до 20-25 мин. У взрослых людей сон продолжается 7-8 ч, у новорожденных - 21 ч, поскольку ребенок спит несколько раз в сутки.

Основными теориями, объединяющими механизм сна, являются:

+ теория нервных центров - объясняет чередование бодрствования и сна сменой активности подкорковых центров (передние ядра гипоталамуса - центры сна, задние ядра - центры бодрствования);

+ кортикальная - сон наступает в результате распространения по коре процесса торможения.

Во время сна нейроны многих зон (зрительной, моторной и др.) коры находятся в состоянии особой активности, т. е. не происходит полного торможения корковой активности. Предполагают, что во время сна (фаза быстрого сна) в головном мозге происходит обработка поступившей за день информации, перераспределение ее, запоминание. Лишение человека сна приводит к расстройствам памяти и может вызвать психические заболевания.

ЧЕЛОВЕК - ЛИЧНОСТЬ

Индивид - это отдельный человек, личность с совокупностью свойств и особенностей, отличающих его от других людей.

Личность - это индивид, который имеет активную жизненную позицию, принимает осознанные решения и несет за них ответственность, управляет своим развитием и поведением. Личность характеризуется активностью (стремлением выходить за пределы собственных возможностей, расширять сферу своей деятельности и т. п.). Направленность личности - система побуждений (интересов, убеждений, идеалов, вкусов и т. д.), в которых проявляются потребности человека, определяющие его сознание и поведение. Потребности нашего организма в пище, воде, продолжении рода и другие называются органическими (они есть и у животных), а потребности, связанные с развитием личности, - духовными. Возникшие потребности побуждают личность к активному поиску путей их удовлетворения, становятся внутренними направляющими его деятельности - мотивами. Потребности лежат в основе интересов. Мы интересуемся предметами и явлениями жизни, которые привлекают к себе внимание, думаем о них, стремимся к ним. Интерес заставляет действовать в определенном направлении, выступает в качестве мотива.

Самосознание личности - собственный образ себя, выступающий как установка по отношению к самому себе. Самосознание включает следующие компоненты:

+ когнитивный - образ своих качеств, способностей, внешности, социальной значимости и т. д.;

+ эмоциональный - самоуважение, себялюбие, самоуничижение и т. д.;

+ оценочно-волевой - стремление повысить самооценку, завоевать уважение.

Развитие личности в процессе вхождения индивида в новую социальную среду проходит три фазы становления:

+ адаптация - усвоение действующих ценностей и норм и овладение соответствующими средствами и формами деятельности (т. е. уподобление индивида другим членам той же общности). На последнем этапе этой фазы у человека формируется способность различать главное и второстепенное;

+ индивидуализация - стремление человека к максимальной персонализации, т. е. к мобилизации всех ресурсов для утверждения себя в качестве достойного и уважаемого всеми члена общества. Осуществление этой фазы невозможно без самоактуализации и творчества. Самоактуализация - главный стимул развития личности, стремление человека к возможно более полному проявлению и развитию своих личностных возможностей. Творчество - деятельность, которая дает новые, впервые создаваемые оригинальные продукты (открытие новых закономерностей в науке, технические изобретения, создание произведений искусства и т. д.);

+ интеграция- это процесс, при котором новое, вносимое личностью в деятельность группы людей, принимается и в результате ее статус в этой группе повышается. Если новое, вносимое личностью, обществом не принимается и статус личности в группе понижается, происходит дезинтеграция и изоляция личности. Если же личность не предпринимает никаких попыток для своего становления, наступает ее деградация.

Индивидуальность - это сочетание особенностей индивида, которые делают его отличным от других людей и проявляются в своеобразии психики, темперамента и характера.

Интеллект - это способность мышления, познания, умение ставить проблемы и решать их.

Психологический возраст - это определенная качественная ступень развития индивида, характеризующаяся анатомо-физиологическими изменениями сознания. Этапы психического развития: новорожденный - первые 10 суток, младенческий - до 1 года, преддошкольный (ясельный) - 2-3 года, дошкольный - 3-6 лет, младший школьный - 6-10 лет, подростковый - 11-16 лет, первый период юности - 16-17 лет, второй период юности - 18-22 года, первый период зрелости - 22-35 лет, второй период зрелости - 35-60 лет, пожилой возраст - 60-75 лет, старческий возраст - 75-90 лет, долгожители - более 90 лет. Особенностью развития человека является относительно более продолжительный, чем у других видов млекопитающих, период детского возраста.

Сенситивные периоды развития - это возрастные периоды, во время которых условия для формирования определенных свойств психики становятся наиболее благоприятными (например, сенситивный период развития речи от года до шести лет). Если сенситивный период упущен и навык не развит, то в дальнейшем соответствующее качество развивается с трудом .