Работа нервной системы человека

Рефлекторная деятельность мозга.Материальные процессы, протекающие в коре головного мозга, иначе говоря, высшая нервная деятельность, являются материальной основой психики, Поэтому законы высшей нервной деятельности, открытые И.П. Павловым, имеют исключительно важное значение для психологии.

Основная форма взаимодействия организма со средой — рефлекс - ответное действие организма на раздражение. Действие это осуществляется с помощью центральной нервной системы. Рефлекторные действия организма могут возникать под влиянием внешних или внутренних раздражителей. К внешним раздражителям относятсявоздействия, исходящие из внешнего мира (звуки, свет, вкус, запах, высокая или низкая температура и т. п.); к внутренним раздражителям — воздействия, исходящие из внутренней среды организма (изменения в деятельности внутренних органов).

В рефлекторном механизме принято различать три части: чувствующую, центральную и двигательную. Раздражитель вызывает процесс возбуждения в концевых разветвлениях чувствующего нерва. Возбуждение по чувствующему нерву передается в центр (мозг), где переключается на двигательный нерв и по нему идет к рабочему органу. Возникает ответная реакция на раздражение. Эти три части рефлекторного механизма вместе называются рефлекторной дугой.

Согласно последним исследованиям физиологов установлено, что структура сложного рефлекса имеет не три, а четыре части. Эта последняя часть контролирует и корректирует (уточняет, поправляет) протекание третьей части — двигательной.

Как это происходит? Оказывается, как только нервный сигнал по двигательному

— центробежному — нерву доходит до рабочего органа (к мышце или железе), то последний в свою очередь посылает обратный сигнал в центр — мозг. Поступивший обратный сигнал информирует мозг о характере тех изменений, которые в данный момент произошли в организме, т. е. сообщает в какой мере — правильно или неправильно — рабочий орган выполнил полученную из центра команду. Как только мозг обнаруживает отклонение от заданной программы, если ответное действие выполнено неудачно, он тут же посылает сигнал о соотвествующей корректировке действия и направляет деятельность организма по ранее намеченному пути. Это четвертое звено рефлекторного акта получило название обратной связи.

Благодаря наличию обратной связи обеспечивается саморегу­ляция, самоуправление организма в процессе правильного приспособления к окружающей среде. Без этого мы никогда не могли бы научиться ходить, писать, пользоваться ножом и вил­кой, одеваться, совершать различного рода профессиональные движения, овладевать спортивными навыками.

Рефлексы по происхождению бывают двух видов: врожденные и приобретенные, или, по классификации ., П. Павлова, безусловные я условные.

Безусловные рефлексы являются функцией главным образом отделов центральной нервной системы, которые располо­жены под корой. Условные рефлексы являются функцией высшего отдела мозга — коры больших полушарий.

Безусловный рефлекс совершается автоматически и никакой предварительной тренировки не требует. Он приобретен данным Видом животного в процессе всего предыдущего исторического развития и передается по наследству. Условный рефлекс требует определенных условий для возникновения.

Чтобы уяснить разницу нервных механизмов того и другого рефлекса, рассмотрим примеры. Маленький ребенок тянется ру­чонкой к блестящему белому чайнику. Обжегшись, малыш мгновенно отдергивает руку. Это безусловный рефлекс. Но вот он отдергивает руку при одном виде чайника. Это условный рефлекс.

Условный рефлекс возникает при неоднократном сочетании (совпадении) безразличного для организма раздражителя с без­условным раздражителем (для человека, как мы увидим далее, если с безусловным раздражителем сочетается словесный, доста­точно и однократного сочетания). В этом случае в коре полуша­рии устанавливается связь между двумя центрами возбуждения. Связь эта, разумеется, не механическая связь типа нервного волокна, а проторение нервного пути, связанное с изменением состояния клеток. Это приводит к облегчению передачи возбуж­дения в соответствующем направлении. Таким образом, безразличный ранее, нейтральный раздражитель становится сигна­лом какого-либо жизненно необходимого явления. А это чрезвы­чайно важно: животное погибло бы, если бы, не умея отыскивать пищу по условным признакам, дожидалось, пока она попадет ему и рот. Оно не могло бы выжить, если бы не получало условных сигналов опасности заранее (вид зверя-врага, испускаемые им звуки) и начинало обороняться лишь в тот момент, когда по­падало в зубы и когти хищников. Если условные раздражители теряют свое сигнальное значение, то условный рефлекс перестает действовать, и это также биологически очень важно.

Безусловные и условные рефлексы выполняют функцию связи организма с окружающей средой, обеспечивают его приспособле­ние к этой среде и нормальную жизнедеятельность в ней. Одни безусловные рефлексы не могут обеспечить многим животным, а человеку тем более, всесторонних связей с окружающей средой. Но первых, потому, что, являясь количественно немногочисленными, они дают лишь ограниченную ориентировку в окружающей среде. Во-вторых, безусловные (т. е. постоянные, неизмен­ные) рефлексы могут обеспечивать уравновешивание организма со средой лишь при абсолютном постоянстве этой внешней сре­ды.
А так как внешняя среда при своем чрезвычайном разнообразии находится в беспрерывном колебании, то безусловных связей как связей постоянных недостаточно и необходимо дополнение их временными связями.

Условные рефлексы у высших животных и особенно у чело века вырабатываются постоянно. Объясняется это явление динамичностью внешней среды, к постоянно меняющимся условиям которой нервная система должна быстро приспосабливаться.

Таким образом, если безусловные рефлексы дают лишь строго ограниченную ориентировку в окружающей среде, то условные рефлексы обеспечивают универсальную ориентировку. Поэтому роль условных рефлексов в жизни человека очень велика. Крупнейший русский физиолог И. М. Сеченов еще в. конце XIX в. показал, что все поведение человека представляет собой сложную систему рефлекторных актов. И. П. Павлов специально подчеркивал, что механизм формирования условных рефлексов и их систем лежит в основе привычек и навыков человека, в основе воспитания и дисциплинирования его.

Кора больших полушарий, испытывая на себе воздействие различного рода сигналов, идущих из внешнего мира, совершает сложную аналитико-синтетическую деятельность — анализирует внешний мир, выделяет различные раздражители, воспринимает различные сигналы. Синтетическая деятельность коры состоит в образовании временных связей. Самым простым случаем синтеза является образование условного рефлекса.

Нервные процессы в коре больших полушарий мозга. Ученые давно пытались выяснить, что происходит с мозгом во время его работы. Известен случай, когда с этой целью собаке был изготовлен стеклянный череп, отлитый по форме удаленной верх ней части ее черепной коробки. Его привинтили серебряными винтами к основной костной массе черепа. Собака благополучно жила со стеклянной головой. Но ученые были разочарованы — никаких видимых изменений в мозгу не наблюдалось: мозг не пульсировал (как ожидали), не изменял своей формы и цвета. Ведь во время работы в мозгу происходят сложные биохимические процессы, не имеющие никаких внешне выраженных про явлений.

Координация функций коры больших полушарий головного мозга осуществляется благодаря взаимодействию двух основных нервных процессов — возбуждения и торможения. По характеру деятельности эти процессы противоположны друг другу. Если процессы возбуждения связаны с активной деятельностью коры, с образованием новых условных нервных связей, то процессы торможения направлены на изменение этой деятельности, на прекращение возникшего в коре возбуждения, на блокирование временных связей. Но не надо считать, что торможение — это прекращение деятельности, пассивное состояние нервных клеток. Торможение также активный процесс, но противоположного характера, чем возбуждение.

И. П. Павлов подчеркивал защитную, охранительную роль торможения. В длительном процессе возбуждения нервные клетки утомляются и истощаются, выносливость и работоспособность их не беспредельны. Торможение обеспечивает необходимые условия для восстановления их работоспособности. Такое же охранительное и восстановительное значение имеет сон как торможение, широко распространившееся на ряд важных участков коры. Сон кору от истощения и разрушения. При длительном отсутствии сна наблюдаются нервные расстройства, приводящие к самым серьезным последствиям. Однако и сон не есть оста работы мозга. Еще И. П. Павлов отмечал, что сон — это своеобразный активный процесс, а не состояние полной бездеятельности. Во сне мозг отдыхает, но не бездействует, при этом клетки, активные днем. Многие ученые предполагают, что во время сна происходит своеобразная переработка накопленной за день информации, но человек не осознает этого, так как соответствующие функциональные системы коры, обеспечивающие сознание, заторможены.

Виды торможения. Существуют два основных вида коркового торможения: внешнее торможение и внутреннее торможения. Внешнее торможение — результат действия какого-либо внешнего сильного постороннего раздражителя. Внешнее торможение выражается в уменьшении эффективности или временном прекращении условной реакции. Поясним на примере. Первоклассник

пишет, сосредоточенно выводит буквы. Он весь поглощен этим занятием. Но вот в комнату с веселым лаем вбегает его любимая собачка. Учебная деятельность ребенка прекращается. Это явление объясняется тем, что возникновение нового сильного очага возбуждения вызывает торможение других участков коры и действующий рефлекс тормозится.

Особой формой внешнего торможения является так называемое охранительное торможение. Оно возникает под влиянием очень сильных (или продолжительно действующих) раздражителей, которые вызывают сверхсильное возбуждение нервных клеток. Как только раздражение достигает определенного предела, вступает в действие- охранительное торможение. Например, перевозбужденный впечатлениями, переутомленный ребенок быстро засыпает, иногда даже сидя у телевизора. Это проявление охранительного торможения.

Внутреннее торможение есть проявление внутренних закономерностей работы коры и не связано с действием сильного постороннего раздражителя. Примером внутреннего торможения может служить угасание условных рефлексов. Если условный раздражитель несколько раз подряд давать без подкрепления его раздражителем, то он перестает вызывать условный рефлекс. Так, наблюдается постепенный распад навыка, если его не подкрепляют упражнением; торможение складывающейся у ребенка гигиенической привычки, если она не подкрепляется соответствующим отношением взрослых, и т. д. К этому виду торможения относится и торможение, лежащее в основе выдержки, сдерживать непосредственные побуждения, желания.

Нервные процессы, протекающие в коре, в своей основе являются биохимическими процессами. Живой мозг беспрерывно генерирует своеобразные биотоки (или токи действия). Эти токи очень слабы (десяти- и стотысячные доли вольт) Существуют весьма чувствительные приборы, которые улавливают такие токи и усиливают их в десятки и сотни тысяч раз. Для этого к го лове человека прикрепляют металлические пластинки (электроды) , которые улавливают и подают биотоки на мощные усилители и оттуда на особое записывающее устройство (осциллограф), Таким образом получают графическое изображение электрической активности коры в виде кривых, которые называются электроэнцефалограммами (от греческого слова «энцефалос» — мозг) или сокращенно ЭЭГ» Биотоки представляют собой электромагнитные колебания различной частоты (ритма), которые определяют раз личный характер работы мозга.

Рассмотрите рис. 7. В состоянии покоя кривая электрической активности мозга характеризуется ритмическими колебаниями с частотой 9—12 в секунду (так называемый альфа-ритм). При переходе к сонному состоянию на электроэнцефалограмме Появляются более медленные волны, так называемый дельта-ритм (2—4 колебания в секунду). При деятельном состоянии коры, связанном с умственным напряжением (например, при решении математической задачи), вместо обычного для состояния покоя альфа-ритма возникают более быстрые волны (бета-ритм с часто той 13—30 колебаний в секунду).

По электроэнцефалограмме можно судить лишь о разных степенях активности различных участков мозга и соответственно о некоторых психических состояниях человека (например, состоянии пассивного отдыха или различных уровнях творческой активности). Но прочитать мысли, судить о содержании работы мозга по электроэнцефалограмме невозможно. Соответственно ложны представления о том, что возможна передача мысли на расстояние, что мозг может излучать электромагнитные колебания, несущие определенную информацию о содержании мыслей человека, которую может принимать и расшифровывать мозг другого человека. Динамика нервных процессов. Деятельность коры в любой момент представляет собой сложную мозаику процессов тесно связаны и постоянно взаимодействуют. Это взаимодействие подчиняется двум основным законам: закону иррадиации и концентрации и закону взаимной индукции.

Закон иррадиации и концентрации заключается в следующем: когда под влиянием того или иного раздражителя в каком-либо участке коры возникает возбуждение, то оно не остается в од ном месте, а распространяется (иррадиирует) по коре больших полушарий. Это явление называют иррадиацией возбуждения. Например, под влиянием иррадиации возбуждения младший школьник, наблюдающий острый конфликт, развертывающийся на его глазах в детском театре по ходу пьесы, начинает топать ногами, вертеться, судорожно двигать руками, произносить отрывочные фразы.

Одновременно на границе иррадиирующего очага возбуждения возникает другой процесс — торможение, которое ограничивает и направляет процесс возбуждения в определенное русло и к определенному пункту. Это явление называется концентрацией возбуждения.

С аналогичным явлением мы встречаемся и при изучении процесса торможения. Торможение, возникшее в соответствующем пункте коры, вначале также иррадиирует, а затем концентрируется.

Процессы иррадиации возбуждения и торможения совершаются более быстро, чем процессы концентрации. Всем известны факты быстрого распространения возбуждения у ребенка, когда возбуждение сразу захватывает все его существо, вызывая глубокие переживания и многообразные действия. И проходит под час немало времени, прежде чем поведение ребенка вновь войдет в норму, станет собранным, спокойным.

Закон взаимной индукции заключается в том, что нервный процесс вызывает (индуцирует) в соседних участках противоположный процесс. Например, если в каком-либо участке коры возникает возбуждение, то в соседних с ним других участках коры развивается процесс торможения. Это явление называется отрицательной индукцией. Соответственно очаг торможения индуцирует вокруг себя поле возбуждения (положительная индукция). Отрицательная индукция лежит в основе такого психического явления, как отвлечение или понижение внимания к объекту под влиянием какого-либо нового, сильного внешнего воз действия (школьник отвлекается от работы, когда слышит интересный разговор или когда включают телевизор).

Пример положительной индукции: маленький ребенок капризничает перед сном, вертится, плачет. Это означает, что развивающийся очаг сонного торможения индуцирует возбуждение двигательных и речевых центров, в результате чего усиливается связанная с этими участками мозга рефлекторная деятельность.

Первая и вторая сигнальные системы. Кора больших полушарий мозга испытывает воздействие разнообразных сигналов идущих как извне, так и из самого организма, И. П. Павлов различал два принципиально отличных друг от друга типа сигналов, или сигнальных систем, как он их обозначал.

Сигналы - прежде всего предметы и явления окружающего мира. Эти разнообразные зрительные, слуховые, осязательные, вкусовые, обонятельные раздражители Павлов назвал первой сигнальной системой. Она имеется у человека и животных.

Но кора головного мозга человека способна реагировать и на слова. Слова и сочетания слов также сигнализируют человеку об определенных предметах и явлениях действительности. Слова и словосочетания И. П. Павлов назвал второй сигнальной системой. Причем слово выступает в трех видах — как слово слышимое, видимое (написанное) и произносимое про себя. Самое важное заключается в том, что человек реагирует не на звуковую оболочку слова (или графическое его изображение), а на его смысловое содержание. В одном из опытов у человека вырабатывалась условная реакция (быстрое включение лампы) на слово «дорожка». Затем слово было заменено синонимом «тропинка». И оно вызвало ту же условнорефлекторную реакцию, хотя по звуковому составу отличалось от первого. Сходные по звучанию слова («морошка», «картошка»), но отличные по смыслу такой реакции не давали. Более того, эта же реакция имела место и при употреблении иностранного слова того же значения (если испытуемый его знал). Если испытуемый не знал этого иностранного слова, то оно воспринималось им только как звукосочетание и соответствующей реакции не вызывало.

Первой и второй сигнальными системами называют как системы самих сигналов, так и системы временных связей в коре, возникающие в связи с этими сигналами.

Вторая сигнальная система — продукт общественной жизни человека и присуща только ему, у животных нет второй сигнальной системы.

Животные (например, собака) тоже могут реагировать на слова, но эти реакции есть не что иное, как условные рефлексы не на значение слова, а на звуки человеческого голоса. Поэтому соответственно обученная собака ответит одной и той же реакцией, например, на слова «на место!» и «невеста!», произнесенные одинаковым тоном, но он среагирует при этом на слова «ложись на свой коврик».

Важнейшее значение сигналов второй сигнальной системы заключается, во-первых, в том, что эти сигналы — такой же реальный раздражитель, как в все остальные. Слово, речь (родителей, воспитателей, а затем и речь, направленная к себе) — своеобразные формирующие и пусковые сигналы разнообразных действий человека.

Во-вторых, слово заменяет внешние и внутренние раздражителя и поэтому может вызвать ту же реакцию, что и сами раздражители. Освещая ярким светом глаза ребенка и сочетая свет со звонком, вырабатывали условный рефлекс сокращения зрачка на звонок. Затем произносили только слово «звонок» без зажигания света — зрачок ребенка сокращался. Слово в этом случае заменило свет. Дети в конце перемены по звонку идут в класс. Звук звонка для них — первосигнальный раздражитель. Но на большой перемене они могут играть на спортплощадке, где звонок не слышен. К ним посылают сказать: «Звенит звонок!» Дети также идут в класс. Слово как второсигнальный раздражитель заменило звук звонка.

В-третьих (и это самое важное), слова, представляя собой отвлечение от действительности, допускают обобщение сигналов первой сигнальной системы. Слово может быть сигналом не одного, а сразу множества реальных предметов, объединенных по определенному признаку. Так, словом «дерево» обозначают множество деревьев, отличающихся друг от друга, но имеющих существенное общее свойство. Словом «книга» люди обозначают множество книг, отличающихся по содержанию, величине, внешнему оформлению, но опять-таки имеющих существенные сходные черты. А отвлечение и обобщение составляет основу мышления. Иными словами, вторая сигнальная система является физиологической основой человеческого мышления.

У человека обе сигнальные системы неразрывно связаны между собой, они постоянно взаимодействуют. Только такое взаимодействие и обеспечивает полноценное познание объективной действительности. Поэтому так важно при обучении сочетать словесный рассказ с наглядными представлениями. Когда учитель рассказывает детям о частях растения — корне, стебле, листьях и одновременно демонстрирует растение или показывает его рисунок, он обеспечивает совместную работу Первой и второй сигнальных систем.,

Значение второй сигнальной системы в истории развития человека огромно. Вторая сигнальная система бесконечно расширяет возможности познания, например, дает учащимся возможность Выйти за пределы своего ограниченного опыта; при помощи слов (речи учителя, текста учебника) школьники знакомятся со странами, в которых они никогда не бывали, С животными и растениями, которых никогда не видели, с людьми, которые жили сотни лет назад. Вторая сигнальная система служит общению между людьми, позволяет в обобщенном виде сохранять накопленные знания и передавать их из поколения в поколение. Через вторую сигнальную систему человек управляет собой, своими действиями и поступками.

Системность в работе мозга. Взаимодействующие в коре головного мозга области возбуждения и торможения образуют сложнейшие системы. Соответственно и условные связи не существуют изолированно и независимо друг от друга, а образуют системы, складывающиеся под влиянием многократного повторения определенных внешних воздействий. Сложившаяся таким образом система связей становится привычной для организма и воспроизводится без особых усилий. И это имеет важные следствия. Реакция организма — это ответ на внешние воздействия. Но определяется реакция не только тем, какой раздражитель действует в данный момент, но и тем, каковы уже сложившиеся в коре больших полушарий мозга системы связей.

Систему условных нервных связей, в основе которой лежит устойчивое распределение очагов возбуждения и торможения в коре головного мозга и которая обусловливает относительную устойчивость поведения в данных условиях, Павлов назвал динамическим стереотипом (динамичность — подвижность, изменчивость; стереотипность — одинаковость, устойчивость). Динамический стереотип — результат приспособления организма к повторяющимся, однообразным воздействиям внешней среды. Как только однообразие внешней среды меняется, естественно, должен измениться и старый стереотип, хотя это и происходит с известным трудом. Чем старее и прочнее стереотип, тем упорнее и длительнее он сохраняется, тем труднее его переделывать. Больше того, в некоторых случаях перестройка, ломка старого стереотипа приводят к острым конфликтам и нервным срывам.

Различные привычки в поведении ребенка и взрослого с физиологической точки зрения являются динамическими стереотипами. Они обеспечивают устойчивость поведения человека в повторяющихся условиях. Переделка динамических стереотипов, лежащих в основе отрицательных привычек поведения, требует большого труда и настойчивости воспитателей.

Вопросы для повторения

1. Чем мозг человека отличается от мозга животных?

2. Каковы особенности строения коры больших полушарий мозга?

3. Как образуются условные рефлексы и в чем их значение (приведите примеры из жизни детей)?

4. Как соотносятся процессы возбуждения и торможения в коре больших полушарий?

5. Какие виды торможения вы знаете?

6. Охарактеризуйте деятельность первой и второй сигнальных систем.

7. Что такое динамический стереотип и в чем его значение?