Анатомия и физиология анализаторов.

Рецепторы, концентрируясь в определённых местах тела, образуют – органы чувств. Это комплекс анатомических структур, т.к. кроме рецепторов в них входят и вспомогательные системы. Значение органов чувств заключается в том, что воспринимая изменения внешней среды, они позволяют организму правильно ориентироваться в окружающей обстановке и соответственно реагировать на эти изменения. Конечным результатом работы органов чувств является возникновение ощущений и различие раздражителей. Эти процессы происходят в нервных центрах КБП.

Большое значение для дальнейшего развития физиологии органов чувств имело учение И.П.Павлова об анализаторах.

Под анализатором понимается единая система, состоящая из трёх функционально связанных между собой элементов:

1. Периферическая часть анализатора – рецептор, он воспринимает определённый вид раздражителя и трансформирует раздражение в нервный импульс.

2. Проводниковая часть (нервы) – проводит импульс от рецептора в ЦНС (конкретно в соответствующие зоны КБП).

3. Соответствующая зона КБП. Именно сюда поступают возбуждения и возникают ощущения, которые анализируются.

К анализаторам относятся: зрение, слух, чувство земного тяготения (гравитации), вкуса, обоняния, кожного чувства.

Зрительный анализатор.

Не менее 80% всей информации об окружающем мире человек получает благодаря зрению. Размеры предметов, степень их освещенности, окраска, форма, т.е. «…почти всё, что мы ценим, чем любуемся, чего пугаемся, по чему скучаем» - всё это мы воспринимаем с помощью зрения. Зрение также играет решающую роль в развитии пространственных представлений и совершенствовании двигательных реакций. Ни одно сложное движение не обходится без зрительного контроля.

. Строение глаза

Глаз представлен глазным яблоком и его вспомогательным аппаратом – веки, слезные железы, мышцы, кровеносные сосуды и нервы.

Веки – кожистые складки с ресницами. Функции век: защита глаза от света и механических воздействий; кроме того, они равномерно распределяют слёзы по всей поверхности глаза.

Слёзы – вырабатываются специальными железами. Состав слёз: 97,8% воды, 0,8% соли, 1,4 % органические соединения. Функции слёз – увлажнение роговицы, защита от пыли, бактерицидные свойства.

Глазное яблоко (bulbus oculi) имеет не совсем шаровидную форму, помещается в глазницах, бинокулярное (т.е. в одной плоскости, поле зрения каждого глаза накладываются друг на друга, в результате обеспечивается стереоскопичность зрения – слияние двух образов видимого пространства в один). Состоит из капсулы и ядра. В капсуле 3 слоя (или оболочки).

1. Белочный слой (склера). Впереди склера (видимая часть) более выпукла и прозрачна – роговица.

2. Сосудистый слой.. Обильно снабжен кровеносными сосудами – обеспечивает питание глазного яблока. Впереди сосудистая оболочка (видимая часть) – радужная оболочка (радужка), содержащая пигмент, придающий глазу окраску. В центре радужки отверстие – зрачок, он обеспечивает равномерное освещение сетчатки, путем изменения своего диаметра.

3. Сетчатка. В этом слое содержаться фоторецепторы.

Ядро глаза состоит:

а) Хрусталик – расположен за радужкой, Представляет собой совершено прозрачную, двояковыпуклую линзу. Специальные ресничные мышцы изменяют его кривизну.

б) Водянистая влага. Окружает хрусталик, обеспечивая его питание (функция аналогична тканевой жидкости).

в) Стекловидное тело. Это коллоидное, прозрачное вещество, заполняющее всю внутреннюю полость глазного яблока. Функции: обеспечивать и сохранять форму яблока. Все они обладают лучепреломляющей способностью.

Вместе с роговицей эти части глаза образуют – оптическую систему глаза.

Сетчатка.

Покрывает всю внутреннюю полость глаза. В ней различают 10 слоёв клеток (фоторецепторов) – палочек и колбочек.

Палочки – 110 – 125 млн., их больше на периферии и они отвечают за сумеречное и ночное зрение, т.е. за форму предметов.

Колбочки – 6 – 7 млн., больше их в центре, они обеспечивают восприятие цвета (до 160 оттенков). Согласно гипотезе Гельмгольца существует три типа колбочек, чувствительных к трем основным цветам спектра: красно-оранжевому, зелёному и синему. Смешение этих цветов дает всю многоцветную гамму красок, с которой человек сталкивается в повседневной жизни.

В сетчатке отличают место вхождения зрительного нерва – слепое пятно, оно лишено фоторецепторов. В 3 – 4 мм от него место наилучшего видения (максимум колбочек) – жёлтое пятно.

В фоторецепторах расположены особые ферменты – родопсин (палочки) и йодопсин (колбочки). При попадании на них света фермент изменяет свою структуру, в темноте структура восстанавливается. В ходе этой реакции выделяется энергия и, следовательно, образуется нервный импульс.

Нервные импульсы по зрительному нерву идут в зрительную зону КБП (расположена в затылочной области), где и преобразуются в зрительные ощущения.

Оптическая система.

Лучи света, пройдя через нее, фокусируется на сетчатке, благодаря изменениям кривизны хрусталика. Далекие предметы – плоские, близкие – выпуклые. Это явление называется аккомодацией.

Основные дефекты зрения.

1. Близорукость – изображение фокусируется не на сетчатке, а впереди сетчатки, в итоге изображение становиться становится расплывчатым. Исправляется двояковогнутыми линзами очков.

2. Дальнозоркость. Изображение фокусируется за сетчаткой, в итоге плохо видны близкие предметы. Исправляется двояковыпуклыми линзами.

3. Астигматизм. Изображение возникает в нескольких точках.

4. Дальтонизм. Утрата восприятия цвета. Красный и зелёный цвет выглядят как серый, степень утраты различна. Примерно 4 – 5% мужчин и 0,5% женщин страдают дальтонизмом.

Приспособление глаза к видению при разной степени освещённости называется адаптацией. Различают темновую адаптацию (от света к темноте – несколько минут) и световую адаптацию (несколько секунд).

Характеристики зрительного анализатора.

1. Острота зрения. Характеризует пространственную разрешающую способность глаза и определяется тем наименьшим углом, при котором человек способен различать отдельно две точки. Чем меньше угол, тем лучше зрение (норма – угол равен 1 мин, или 1 единице). Определяется с помощью таблиц.

2. Поле зрения. Пространство, которое видит глаз при его фиксации в одной точке.

3. Пропускная способность. Максимальное кол-во информации, которое способны зарегистрировать органы зрения за единицу времени (бит/сек).

Развитие органов зрения.

В процессе постнатального развития органы зрения претерпевают значительные перестройки. Например, длина яблока у новорожденного =16мм, масса – 3,0г. К 20 годам эти цифры соответственно увеличиваются до 23мм и 8,0г. кроме этого радужка в первые годы жизни имеет голубовато-сероватый оттенок и окончательно она формируется к 10 – 12 годам.

Миелинезация зрительных нервов идет от периферии к центру и заканчивается к 3 –4 месяцу постнатального развития, причём процесс развития сенсорных и моторных функций идет синхронно.

Аккомодация у детей выражена в большей степени, чем у взрослых. Существенно меняются цветоощущения ребенка (полноценно колбочки работают к концу 3-го года).

С возрастом повышается также острота зрения и улучшается стереоскопическое зрение. Наиболее интенсивно они изменяются до 9 – 12 лет и достигает оптимума к 17 – 22 годам. Пропускная способность к 10 – 11 годам приближается к уровню взрослого.

Слуховой анализатор.

Орган слуха преобразует звуковые колебания в серию нервных импульсов. Передает в КБП до 8 – 10% информации об окружающем мире. По своему строению ухо делится на три части.

I.Внешнее ухо.

а) Ушная раковина. Образована хрящом и снабжена мышцами (они уже утратили своё значение). Служит для улавливания звуков и определения их направления.

б) Слуховой проход (канал). Имеет длину 2,5 см., поверхность стенок покрыта тонкими волосками, кроме того, здесь имеются желёзки – они выделяют ушную серу, (ушная сера имеет защитное значение).

в) Барабанная перепонка. Прочное образование из фиброзной ткани (т.е. туго натянутая сухожильная перепонка). Эта перепонка упругая и колеблясь под воздействием воздушных волн, повторяет эти колебания, не искажая их , и передаёт на полость среднего уха.

II. Среднее ухо.

Полость, заполненная воздухом, находится в височной кости, объём= 1 –2 мл.

а) Слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко. Соединены они последовательно и подвижно. Передают колебания от барабанной перепонки на внутреннее ухо, увеличивая звуковые колебания.

б) Евстахиева (слуховая) труба – канал, соединяющий полость среднего уха с носоглоткой. Служит для предохранения барабанной перепонки от разрывов (если при сильном звуке открыть рот, то давление воздуха через евстахиеву трубу уравновесит давление через барабанную перепонку).

III. Внутреннее ухо.

Расположено в височной кости, через овальное окно сообщается со средним ухом. Внутри расположен перепончатый лабиринт , заполненную жидкостью (эндолимфой) – по ней распространяются волны от овального окна. Часть перепончатого лабиринта образована улиткой. Это спирально закрученная раковина. Внутри улитки эндолимфа и кортиев орган (скопление рецепторов). Звуковые колебания, пройдя наружное и среднее ухо вызывает колебания жидкого содержимого улитки, где расположены до 24000 туго натянутых (как струны) волокон.

Таким образом, на каждую частоту звука – соответствующее волокно.

Колебания эндолимфы, вызывают колебания волокон. При этом волокна механически раздражают рецепторы кортиева органа – возникает нервный импульс. От кортиева органа отходит слуховой нерв, подающий импульс в слуховые зоны КБП, где информация анализируется.

Диапазон звуковых частот, которые способно воспринимать ухо от 16 до 20000 Гц, время восприятия около 50 мс. Анализатор способен к адаптации – чувствительность от длительных звуков понижается и наоборот повышается при отсутствии звука. У человека – бинауральный слух (т.е. слушание двумя ушами).

В процессе постнатального развития слуховой анализатор не претерпевает существенных изменений. Чёткая реакция на звук появляется у ребёнка в 7 – 8 недель после рождения, а с 6 месяцев ребёнок способен к относительно тонкому анализу звуков. Окончательное формирование органов слуха заканчивается к 12 годам. Острота слуха достигает максимума к 14 – 19 годам, после 20 лет начинает уменьшаться, кроме того, с возрастом изменяется порог слышимости.

Функциональное состояние анализатора находится в зависимости от действия многих факторов окружающей среды. Специальными тренировками можно добиться повышения его чувствительности. например, занятие музыкой, танцами, фигурным катанием, гимнастикой вырабатывает тонкий слух. С другой стороны, физическое и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкое колебание температуры и давления значительно снижают чувствительность органов слуха. Более того, сильные звуки вызывают перенапряжение нервной системы, способствуют развитию нервных и сердечно-сосудистых заболеваний. Порог болевых ощущений для человека составляет 120 – 130 дБ, но даже шум в 90 дБ может вызвать болевые ощущения (дневной шум в большом промышленном городе составляет около 80 дБ).

Вестибулярный анализатор.

Имеет важное значение в регуляции положения тела в пространстве и его движений. Любое изменение равновесия тела вызывает раздражение рецепторов вестибулярного аппарата и как следствие этого сокращение или расслабление определенных мышечных групп, способствующих выпрямлению тела.

Вестибулярный аппарат расположен в области внутреннего уха и состоит из двух частей: преддверия и трёх полукружных каналов.

Преддверие заполнено эндолимфой, в которой находятся специальные образования из гидрофосфата кальция – статолиты (оттолиты).

Изменения положения головы, влечёт за собой изменения положения статолитов, они раздражают механически соответствующие рецепторы. В ответ на это происходят рефлекторные изменения тонуса определенных мышечных групп – положение тела сохраняется.

Полукружные каналы. Заполнены эндолимфой, по стенкам каналов – чувствительные волоски. При изменении давления эндолимфы на волоски, они раздражаются, посылают импульс в КБП. Ответная реакция её вызывает рефлекторные мышечные сокращения.

Существуют данные, что ребенок рождается с достаточно зрелыми подкорковыми отделами вестибулярного анализатора.

Обонятельный анализатор.

Восприятие запаха осуществляется при помощи специальных хеморецепторов, заложенных в слизистой оболочке средней части верхних носовых раковин и перегородки носа. Общая площадь их поверхности равна 5 см.²

Здесь расположены около 60 млн. обонятельных клеток, покрытых большим кол-вом ресничек – площадь контакта с веществам 5 – 7 м². Отростки обонятельных клеток образуют обонятельный нерв, который несёт возбуждение в КБП.

Для возникновения ощущения запаха надо, чтобы частицы вещества попали на обонятельную область и подействовали на обонятельные клетки. Чувствительность их чрезвычайно велика, интенсивность обонятельных ощущений зависит от природы вещества и его концентрации.

Имеются 5 основных (первичных) запахов: гнилостной, горелый, цветочный (душистый), смолистый, пряный. Остальные запахи представляют собой комбинацию этих основных.

Часть пахучих веществ, кроме ощущения запаха вызывает рефлекторное изменение дыхания и даже его остановку (эфир, хлороформ и др.)

Чувство обоняния является исключительно острым и тонким (правда, уступая животным) на 1 л воздуха – 10^-6 степени эфира, сероводород – 10^-9, мускус 10^-10 грамм. При длительном возбуждении наступает адаптация.

Анализатор начинает функционировать уже в первые дни после рождения. Чувствительность интенсивно нарастает до 5 – 6 лет.

Вкусовой анализатор.

Вкусовые рецепторы (сосочки) расположены главным образом на поверхности языка (кончик, корень и края, в середине их нет), на мягком нёбе и задней стенке глотки.

Имеются 4 группы вкусовых хеморецепторов и соответственно ощущений – сладкий, горький, солёный и кислый. Остальные ощущения – их комбинация.

Для восприятия вкусовых ощущений важное значение имеет температура и запах пищи. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение идущее в продолговатый мозг и КБП.

Новорожденный уже способен дифференцировать основные вкусовые ощущения, хотя чувствительность рецепторов ещё невысока, к 6 годам она приближается к уровню взрослого.

Кожный анализатор.

Под кожным анализатором понимают совокупность рецепторных образований, обеспечивающих температурные и болевые ощущения.

1. Температурные рецепторы. Имеют важное значение в сохранении постоянной температуры тела. Делятся на 2 группы:

а) Холодовые – 250 тыс. На 1 см² кожи 6 – 23 рецепторов (кроме того, они есть и в слизистой). Расположены ближе к поверхности кожи, чем тепловые.

б) Тепловые – 30 тыс., на 1см² – 3 рецептора. Распределены они неравномерно, с этим связана неодинаковая чувствительность различных участков кожи к температурным колебаниям.

Чувствительность их на первых этапах постнатального развития ниже, чем у взрослых. существует адаптация температурных рецепторов.

2. Тактильные рецепторы.

Обеспечивают восприятие механических воздействий, чувство давления, прикосновения и вибрации. Их около 500 тыс.штук, на 1 см² до 9 – 10 рецепторов (на коже головы на 1 см² – 165 – 300). Распределены рецепторы неравномерно, набольшее кол-во на губах, кончике языка и кончиках пальцев. Тактильная поверхность резко увеличивается на участках тела покрытых волосами (они действуют как рычаги давления).

Чувствительность рецепторов у детей ниже, чем у взрослых, уравнивается она до 18 – 20 лет.

3. Болевые рецепторы. Представляют собой свободные нервные окончания. на 1 см² тела – до 100 штук (кроме этого ещё и во внутренних органах есть болевые рецепторы). Ощущение боли возникает при участии подкорковых и корковых нервных структур.

Чувствительность к боли у новорожденных меньше, чем у взрослых и интенсивно нарастает с 5 до 6 – 7 лет.

Взаимодействие между органами чувств.

Каждый орган чувств возбуждается при действии определённых раздражителей и в соответствующем отделе КБП возникают определённые ощущения. Но окружающие нас предметы имеют разные свойства. Целостное и разностороннее представление о них создаётся благодаря взаимодействию возбуждений, поступающих от разных органов чувств. это взаимодействие происходит в КБП и обусловлено существованием многочисленных нервных связей между корковыми отделами разных анализаторов.

Раздел 4.

Физиология ВНД.

Совокупность нервных процессов, происходящих в высших отделах ЦНС и обеспечивающих осуществление поведенческих реакций человека образуют – высшую нервную деятельность (ВНД).

Давно замечено, что психические явления тесно связаны с работой мозга человека. Впервые об этом высказывался Гиппократ (5 век до н.э.), это положение развивалось и углублялось.

В 1863 г. И.М.Сеченов издал книгу «Рефлексы головного мозга», в которой поведение человека объяснялось рефлекторным принципом работы ГМ. Общие принципы его идей следующие:

1. Внешние воздействия вызывают возбуждение в органах чувств.

2. Это приводит к возбуждению или торможению нейронов ГМ, на основе чего возникают психические эффекты (ощущения, представления, чувства и т.д.)

3. Возбуждение нейронов ГМ реализуется в движениях человека (мимика, речь, жестикуляция), что выражается его поведением.

4. Все эти явления взаимосвязаны и обуславливают друг друга..

Основные различия между условными и безусловными рефлексами.

И.П.Павлов развил эти идеи и создал учение об условных и безусловных рефлексах – физиологию поведения

В дальнейшем были открыты и описаны иные пути приобретения жизненного опыта. Однако по сегодняшний день павловское учение остаетсяобщепризнанным. В развитии идей И.П.Павлова внесли свой вклад – В.М.Бехтерев, П.К.Анохин, Б. Скиннер (научение путем проб и ошибок), В. Кёлер (инсайт – «постижение»), К. Лоренц (импринтинг – запечатление) и др. учёные.

ВНД (по Павлову) – это деятельность, обеспечивающая нормальные сложные отношения целого организма с внешним миром, т.е. ВНД= психической деятельности человека

Группы безусловных рефлексов.

1. Пищевые рефлексы – слюноотделение, жевание, глотание и т.д.

2. Оборонительные(защитные) рефлексы – кашель, моргание, одергивание руки при болевом раздражении.

3. Жизнеобеспечивающие рефлексы – терморегуляция, дыхание и другие рефлексы поддерживающие гомеостаз.

4. Ориентировочные рефлексы – образно говоря рефлекс «Что такое?»

5. Игровые рефлексы – в процессе игры создаются модели будущих жизненных ситуаций.

6. Половые и родительские рефлексы – от осуществления полового акта до рефлексов ухода за потомством.

Безусловные рефлексы обеспечивают приспособление организма только к тем изменениям среды, с которыми часто встречались многие поколения. Их значение в том, что благодаря ним сохраняется целостность организма, поддерживается гомеостаз и продление рода.

Более сложной, безусловно-рефлекторной, деятельностью являются инстинкты, их биологическая природа пока остается неясной в деталях. В упрощенном виде инстинкты можно представить как сложный взаимосвязанный ряд простых врождённых рефлексов.

Условные рефлексы.

Они сравнительно легко приобретаются, также легко теряются организмом, если необходимость в них отпала.

Физиологические механизмы образования условных рефлексов:

Для понимания этих механизмов рассмотрим механизм образования простого натурального условного рефлекса – усиление слюноотделения при виде лимона. У человека, ни разу, не пробовавшего лимон, он вызывает простое любопытство (ориентировочный рефлекс).

Возбуждение при виде лимона возникает в зрительных рецепторах и подается в зрительную зону КБП (затылочная область) – здесь возникает очаг возбуждения. Вслед за этим человек пробует лимон на вкус – возникает очаг возбуждения в центре слюноотделения (это подкорковый центр). Он, как более сильный будет «притягивать» возбуждение из зрительного центра. В итоге между двумя никогда не связанными нервными центрами возникает нервная временная связь. После нескольких повторений она закрепляется и теперь возбуждение, возникающее, в зрительном центре быстро переходит на подкорковый центр, вызывая слюноотделение при виде лимона.

Таким образом, для образования условного рефлекса необходимы следующие важнейшие условия:

Наличие условного раздражителя (в этом примере – вид лимона). Он должен предшествовать безусловному подкреплению и быть несколько слабее его.

Безусловное подкрепление (вкус и начавшийся под его воздействием процесс слюноотделения).

Нормальное функциональное состояние нервной системы и, прежде всего ГМ – необходимое условие для возникновения временной связи.

Условным раздражителем может быть любое изменение в окружающей и внутренней среде организма: звук, свет, тактильное раздражение и т.д.

В качестве подкрепления наиболее подходящие пищевые и болевые. При таком подкреплении выработка рефлекса происходит быстрее всего. Другими словами мощными стимулами являются – поощрение и наказание.

Условные рефлексы высших порядков.

При выработке новых условных рефлексов в качестве подкрепления могут быть использованы и условные рефлексы, выработанные раньше. Например, если выработан условный рефлекс слюноотделение на сервировку стола. Если теперь ввести новый условный раздражитель, допустим сигнал времени по радио и подкреплять его сервировкой стола, то этот радиосигнал будет вызывать слюноотделение. Такие рефлексы называют рефлексы второго порядка, существуют также рефлексы третьего, четвёртого, пятого и более высших порядков.

Классификация условных рефлексов.

Затруднительна ввиду их многочисленности. Но всё же различают:

1. По типу раздражаемых рецепторов – экстероцептивные, интероцептивные, проприцептивные условные рефлексы.

2.Натуральные (образуются при действии на рецепторы естественных безусловных раздражителей) и искусственные (при действии индифферентных раздражителей).

3.Положительные – связаны с двигательными и секреторными реакциями. 4.Рефлексы без внешних двигательных и секреторных эффектов – отрицательные или тормозные.

5. Условные рефлексы на время – связаны с регулярно повторяющимися раздражителями. Их ещё называют следовыми рефлексами.

6. Рефлексы подражания. У «зрителя» также формируются временные связи, в первую очередь они формируются у детей.

7. Экстраполяционные рефлексы – заключаются в способности человека правильно определять направление передвижения полезного и опасного объекта, т.е. предвидеть благоприятные и неблагоприятные для жизни ситуации.

В жизни человеку приходится встречаться с множеством раздражителей и их компонентов. Для того чтобы выбрать из этого бесконечного множества раздражителей лишь те, которые являются биологически и социально значимыми для нас. Необходимо, чтобы мозг обладал способностью к анализу различных воздействий на организм, т. е. способностью их дифференцировать.

Для последующей адекватной реакции обязательны процессы синтеза, т.е. способность мозга связывать и обобщать, объединять отдельные раздражители в единое целое.

Оба эти процесса неразрывно связаны и осуществляются нервной системой постоянно в процессе ВНД.

Примером наиболее сложных аналитико-синтетических процессов КБП является образование динамического стереотипа. Это устойчивая система осуществления отдельных условных рефлексов. Вырабатывается и закрепляется благодаря возникновению связи между следовым действием от предыдущего раздражителя и последующим возбуждением. Он автономен – осуществляется не только на раздражитель, сколько на его место в системе воздействий. Играет большую роль в формировании разнообразных (трудовых, спортивных, игровых и др.) навыков. В принципе обиходное название динамического стереотипа – «привычка».

Торможение условных рефлексов.

Если не подкреплять условный раздражитель безусловным, то наступает его торможение. Это активный нервный процесс, результатом которого является ослабление или подавление процесса возбуждения и временной связи. Различные раздражители вызывают торможение одних рефлексов и возбуждение, и образование других. Образование новых рефлексов и их торможение ведет к гибкому приспособлению организма в конкретных условиях существования.

Виды торможения условных рефлексов:

1. Внешнее (безусловное) торможение – обусловлено торможением безусловным раздражителем, который появляется одновременно с выработанным (например, ориентировочный рефлекс). В КПБ возникает новый, не связанный с данным рефлексом, очаг возбуждения. Он оттягивает на себя возбуждение.

2. Внутреннее (условное) торможение. Обусловлено торможением при не подкреплении безусловным раздражителем.

3. Охранительное торможение. Предохраняет нервные центры от чрезмерно сильного раздражения или переутомления.

4. Растормаживание. Возникает при торможении процесса торможения.

Возрастные особенности ВНД.

Ребёнок рождается с набором безусловных рефлексов, их рефлекторные дуги начинают формироваться на 3-м месяце пренатального развития. К моменту рождения у ребёнка формируются большинство врождённых рефлексов, обеспечивающих его вегетативную сферу. Несмотря на морфологическую и функциональную незрелость мозга уже на первые – вторые сутки возможны простые пищевые условные реакции.

К концу первого месяца жизни образуются (некоторые) условные рефлексы – двигательные и временные. Они медленно формируются и легко тормозятся, вероятно, из-за незрелости корковых нейронов.

Со второго месяца жизни образуются рефлексы – слуховые, зрительные и тактильные. К 5-му месяцу развития у ребёнка формируются все основные виды условного торможения. Важное место имеет место процесс обучения (т.е. выработка условных рефлексов). Чем раньше его начинают, тем быстрее идет их формирование.

К концу первого года развития ребёнок относительно хорошо различает вкус пищи, запахи, форму и цвет предметов, различает голоса и лица. Значительно совершенствуются движения (вплоть до формирования навыка ходьбы). Ребёнок пытается произносить отдельные слова, и формируются условные рефлексы на словесные раздражители, т.е. полным ходом идёт развитие полным ходом второй сигнальной системы.

На втором году развития у ребёнка совершенствуются все виды условно-рефлекторной деятельности, и продолжается формирование второй сигнальной системы, она приобретает сигнальное значение). Значительно увеличивается словарный запас (250 – 300 слов), раздражители вызывают словесные реакции. Решающее значение в этих процессах играет общение с взрослыми (т.е. окружающая социальная среда и обучение).

Второй и третий год жизни отличается живой ориентировочной и исследовательской деятельностью. Ребёнок уже не ограничивается вопросом «что это такое?», а вопросом «что с этим можно сделать?».

Период до трёх лет характеризуется также необычайной лёгкостью образования условных рефлексов на самые различные раздражители.

Возраст от трёх до пяти лет характеризуется дальнейшим развитием речи и совершенствованием нервных процессов (увеличивается их сила, подвижность и уравновешенность). Динамические стереотипы вырабатываются легко, ориентировочный рефлекс всё ещё продолжительнее и интенсивнее, чем у школьников. Условные связи и динамические стереотипы, возникшие в это время отличаются исключительной прочностью и проносятся человеком через всю жизнь. Хотя постоянно они могут и не проявляться, но в определённых условиях легко восстанавливаются.

К пяти – семи годам ещё более повышается роль второй сигнальной системы, т.к. дети уже могут свободно говорить.

Младший школьный возраст (с7 до 12 лет) - период относительно «спокойного» развития ВНД. Эмоции начинают приобретать большую связь с мышлением и утрачивают связь с рефлексами.

Подростковый период (с 11 – 12 до 15 – 17 лет). Эндокринные преобразования и формирование вторичных половых признаков сказываются и на свойствах ВНД. Нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов и т. д. Ослабляется деятельность КБП (этот период физиологи образно называют «горным ущельем»). Эти функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности подростков и частым конфликтам.

Старший школьный возраст (15 – 18 лет) совпадает с окончательным морфофункциональным созреванием всех систем организма. Значительно повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности и физиологических функций организма, ведущая роль в ВНД у корковых процессов и второй сигнальной системы. Все свойства нервных процессов достигают уровня взрослого человека.

Типы высшей нервной деятельности.

Реально существует комплекс основных врождённых и приобретённых индивидуальных свойств нервной системы человека, определяющих различия в поведении и отношении к одним и тем же воздействиям внешней среды.

И.П.Павлов в 1929 году по тем показателям процессов возбуждения и торможения:

а) Сила этих процессов.

б) Их взаимная уравновешенность.

в) Подвижность (скорость их смены).

Исходя, из этого выделили, четыре типа ВНД.

1. Сильный неуравновешенный («безудержный») – характеризуется сильной нервной системой и преобладанием возбуждения над торможением (неуравновешенностью этих процессов). Его называют – «холерик».

2. Сильный уравновешенный подвижный (лабильный) – отличается высокой подвижностью нервных процессов, их силой и уравновешенностью – «сангвиник».

3. Сильный уравновешенный инертный тип – имеет при значительной силе нервных процессов их низкую подвижность – «флегматик».

4. Слабый быстроистощимый тип – характеризуется низкой работоспособностью нейронов и, следовательно, слабостью нервных процессов – «меланхолик».

Следует заметить, что названия типов взяты у классификации темпераментов Гиппократа (5 век до н.э.).

Эта классификация далека от практической действительности, в жизни люди с ярко выраженными типами крайне редко встречаются. В современных исследованиях определение типов ВНД осуществляется более чем по 30 физиологическим показателям.

Кроме этого у человека И.П.Павлов выделил типы ВНД по отношению сигнальных систем.

1. Художественный тип. Незначительное преобладание первой сигнальной системы. Для людей этого типа свойственно образное восприятие окружающего мира, оперирование в процессе мышления чувственными образами (наглядно-образное мышление).

2. Мыслительный тип. Незначительное преобладание второй сигнальной системы. Этому типу свойственно абстрагирование от действительности. В процессе мышления люди этого типа оперируют абстрактными символами, обдают способностью к тонкому анализу и синтезу раздражителей окружающего мира.

3. Средний тип. Характеризуется уравновешенностью сигнальных систем. К этому типу принадлежит основная масса людей.

К сожалению, приходится констатировать факт, что эта проблема до сих пор в физиологии остаётся нерешенной. Хотя психология и педагогика в этом вопросе нуждаются в помощи физиологии.

Учение о сигнальных системах.

Поведение человека намного сложнее, чем поведение животных. Хотя закономерности образования условных рефлексов сходны. Но у человека есть высшая форма приспособления к условиям среды – рассудочная деятельность. .Это способность улавливать закономерности, связывающие предметы и явления окружающей среды и использовать это знание в новых условиях. В результате организм не только приспосабливается (как животные), но и способен предвидеть изменения среды и учитывать их в своём поведении. Учитывая это, И.П.Павлов развил учение о двух сигнальных системах.

I. Первая сигнальная система – анализирует сигналы, идущие от всех анализаторов. Действует у всех животных.

II. Вторая сигнальная система – это словесная сигнализация (т.е. речь). Особенность только человека, в процессе онтогенеза постепенно увеличивается запас слов, из которых ребёнок строит предложения. слова начинают терять своё узкое конкретное значение, в них закладывается более широкий обобщающий смысл – возникают понятия (т.е. уже не надо получать информацию о предмете с помощью первой сигнальной системы). Слово начинает означать разные понятия и требует уточнений, обобщению подлежат не только слова, означающие предметы, но и наши ощущения, переживания, действия. Так возникают абстрактные понятия, а с ними и абстрактное мышление. Таким образом, благодаря второй сигнальной системе мозг получает информацию в виде символов (слов, знаков, изображений). Слово играет роль не просто условного раздражителя, а его сигнала, т.е. слово – это сигнал сигнала.

Например, человек с собакой переходит дорогу. Оба увидев быстро приближающийся к ним автомобиль, вместе спасутся (автомобиль – конкретный сигнал опасности, хорошо понятен обоим). Но ведь человек услышав сигнал опасности (крик другого прохожего «Осторожно, автомобиль!») еще не видя, его спасется. Собаке же необходимо увидеть опасность, речевой сигнал ей ни чего не сообщает о ней.

Наличие системы словесных сигналов, обозначающих конкретные сигналы действительности, является важным эволюционным приобретением человека. Теперь анализ и синтез окружающего мира осуществляется не только в результате действия на анализаторы непосредственных раздражителей и их оперированием, но и результатом оперирования словом. Именно эта способность мозга человека составляет основу мышления человека.

Это позволяет человеку получать знания и опыт без прямого контакта с действительностью. Например, чтобы узнать, о требованиях на экзамене достаточно узнать о нем у человека, который его уже сдавал, и вовсе не обязательно быть там самому.

Физиологические основы речи.

Речь является одной из сложнейших функций человека. Она связана с напряжённой работой органов зрения, слуха и периферического речевого аппарата. Сложная координация их деятельности осуществляется нейронами различных зон КБП. Особенно важное значение имеют – центр Вернике (расположен в левой височной доле мозга) и центр Брока (нижняя часть левой лобной доли мозга). При повреждении центра Брока (это двигательный центр речи) человек понимает всё услышанное, но сам не в состоянии произнести ни одного слова. При повреждении центра Вернике (его называют ещё слуховым) человек всё слышит, но не понимает речи, в том числе и своей. Письменная речь связана со многими отделами КБП: регулирующими движения рук, зрительными, центрами Брока и Вернике и другими.

Таким образом, речеобразующий аппарат человека представляет собой чрезвычайно сложную многокомпонентную функциональную систему, управляемую различными зонами КБП.

Физиологические механизмы сна и сновидений.

Сон – это физиологическое состояние мозга и организма в целом, характеризующаяся значительной обездвиженностью, почти полным отсутствием реакций на внешние раздражители и одновременно особой организацией активности нейронов ГМ.

Человек проводит во сне 1/3 жизни. При лишении сна нарушаются внимание, память, притупляются эмоции, падает трудоспособность, наблюдается неадекватная реакция и галлюцинации. Таким образом, сон – необходимость. Здоровый нормальный сон – залог дневной активности человека, высокого уровня его работоспособности, нормального функционирования его органов и систем.

Фазы сна.

Обычный сон состоит из 4 – 5 циклов, сменяющих друг друга. Циклы состоят их двух фаз:

I. Фаза медленного сна – сопровождается более редким дыханием и пульсом; расслаблением мышц; снижением обмена веществ и температуры. Наступает сразу после засыпания, длится 1 – 1,5 часа.

II. Фаза быстрого сна. В ней активируется деятельность внутренних органов: учащаются пульс и дыхание; повышается температура; сокращаются различные группы мышц (конечностей, мимические); двигаются глаза под закрытыми веками (как при чтении). Длится эта фаза 10 – 15 минут, к утру возрастает до 30 минут. Сновидения в этой фазе реалистичны и эмоциональны (т.к. возбуждаются нейроны зрительных долей).

Теории сна.

Существует несколько теорий сна.

1.Гуморальная – сон возникает при накоплении в крови специфических химических веществ – гипнотоксинов. Однако, вероятно, что гуморальные факторы играют второстепенную роль.

2.Теория центров сна – периодическая смена активности подкорковых центров сна и бодрствования (они расположены в гипоталамусе).

3.Кортикальная теория сна – иррадиация по коре тормозного процесса, способного спускаться на подкорку. Т.е. сон представляет собой «охранительное торможение» и предохраняет нейроны КБП от чрезмерного утомления. Кроме этого, возможно возникновение сна и при резком ограничении потока нервных импульсов в КБП (например, сонное состояние возникает при помещении человека в тёмную звукоизолированную комнату).

Причины смены сна и бодрствования – автоматические (циркадные) ритмы; усталость нейронов ГМ; условные рефлексы, связанные с засыпанием, ускоряют наступление сна.

Причины пробуждения – внешние сигналы; сигналы от внутренних органов (например, голод или переполненный мочевой пузырь).

Сновидения.

Сон не означает покой для ГМ, т.к. во время сна активность мозга не уменьшается, а перестраивается. Нейроны ГМ начинают работать в другом режиме, анализируют собранную во время бодрствования и делают выводы (т. е. пробуют как бы «предвидеть» будущее). Таким образом, так называемые «вещие сны» предвещают неприятные события на основе неосознанных предвестников этих событий. Чаще всего сны не сбываются и быстро забываются, (все люди видят сны, ноне всегда их запоминают). Вероятность совпадения сна с будущей реальностью мала, однако при совпадении истолковывается как сверхъестественное явление.

Важное влияние оказывают внешние и внутренние раздражители, которые бессознательно регистрируются мозгом и включаются в сюжет сновидений. Например, раскаты грома – пушечная канонада, переполненный желудок – чувство удушья и т.п. Кроме того, иногда мозг продолжает во сне творческую работу. Например, после долгой дневной работы над проблемой Д.И.Менделеев во сне увидел первый вариант периодической системы химических элементов, а Г.Кекуле – формулу бензола в аллегорической форме.

Самые высшие формы ВНД – память, внимание, мотивация и эмоционально-волевая сфера являются предметом изучения психологии. Современная физиология пока ещё далека от полного познания биологических механизмов этих процессов. Тем не менее, стоит рассмотреть то, что уже известно.

Физиологические механизмы памяти.

Память – это комплекс процессов, протекающих в КБП обеспечивающих накопление, хранение и воспроизведение индивидуального опыта. Память может быть разделена на три основных слагающих элемента – процесс фиксации информации, процесс хранения и процесс воспроизведения.

Гипотезы памяти:

1. Нейронная гипотеза – процессы запоминания и хранения связаны с циркуляцией импульса по замкнутым цепям нейронов. Вероятно, этот механизм лежит в основе кратковременной памяти. Хорошая память характеризуется богатством синаптических связей мозга.

2. Биохимическая гипотеза – импульсы изменяют в нейронах метаболизм, что вызывает структурные изменения РНК. Она хранится до нужного момента, вызывая затем возбуждение нейронов (долговременная память).

Вероятнее всего оба механизма составляют единое целое.

Физиология внимания.

Высшая нервная и психическая деятельность человека всегда характеризуется определённой избирательностью и направленностью. Для ВНД важно сохранить направленность своей деятельности на существенные элементы при отвлечении от всего малозначимого. Эта избирательность процессов и называют – внимание.

Физиологической основой внимания являются процессы возбуждения и торможения, особенности их движения и взаимодействия в КБП. Направленность всегда связана с возбуждением одних корковых участков и торможением других (согласно индукции). Среди возбужденных зон КБП всегда выделяется доминирующий – согласно теории доминанты. Так обеспечивается избирательность нашей деятельности и осуществляется контроль над её протеканием.

В основе механизма внимания лежит активация ГМ, связанная с деятельностью лобных долей КБП.

Физиология эмоций.

Эмоции (emovere – потрясаю, волную) – субъективные реакции человека на воздействия внутренних и внешних раздражителей, проявляющихся в виде положительных или отрицательных проявлений.

Эмоции представляют собой активные состояния специализированных мозговых структур, побуждающие человека ослабить или усилить эти состояния. Характер эмоций определяется актуальной потребностью и прогнозированием вероятности её удовлетворения. Низкая вероятность удовлетворения потребности делает эмоции отрицательными (страх, ярость и т.д.); возрастание вероятности удовлетворения по сравнению с раннее имевшимся прогнозом придаёт эмоциям положительную окраску (удовольствие, радость и т.д.).

Мозговые структуры, отвечающие, за реализацию низших элементарных эмоций расположены в промежуточном мозге (гипоталамус) и в древних отделах больших полушарий – страх, агрессия, чувство голода и жажды, чувство насыщения и многие другие. Высшие специфически человеческие (корковые) эмоции связаны с деятельностью зон КБП – например, моральные чувства человека.

Эмоциям принадлежит решающая роль в процессе обучения, в подкреплении вновь формирующихся условных рефлексов. Они изменяют пороги восприятия, активируют память, служат дополнительным средством коммуникации (мимика, интонации голоса и т.п.). Стремление к повторному переживанию положительных эмоций побуждают человека активно искать неудовлетворённые эмоции и новые способы их удовлетворения. Отрицательные эмоции служат самосохранению, положительные содействуют саморазвитию в процессе освоения новых сфер деятельности.

Физиология мотиваций.

Это активные состояния мозговых структур, побуждающие человека совершать акты поведения, направленные на удовлетворение своих потребностей. Мотивации делают поведение целенаправленным, ориентируя его либо наследственно (безусловные рефлексы), либо благодаря накопленному раннее условно-рефлекторному опыту.

Биохимические сдвиги (при нарушении гомеостаза) и внешние стимулы трансформируются в процесс возбуждения, это активирует структуры гипоталамуса. Он передает сигнал на КБП, где формируется программа поведения, способствующая удовлетворению соответствующих потребностей.

Раздел 5.