Рефлекс как основа высшей нервной деятельности

источник

ТЕМА 1. РЕФЛЕКТОРНЫЙ ХАРАКТЕР ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МОЗГА

И.М.Сеченов пришел к заключению, что в основе формирования психической деятельности лежит принцип рефлекса. Это положение он выразил следующей фразой: «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы».

И.П.Павлов развил учение И.М.Сеченова и создал рефлекторную теорию, опирающуюся на следующие принципы:

1.                  Принцип детерминизма (принцип причинности), согласно которому любая рефлекторная реакция причинно обусловлена;

2.                  Принцип структурности, суть которого заключается в том, что каждая рефлекторная реакция осуществляется с помощью определенных структур, и, чем больше структурных элементов участвует в осуществлении этой реакции, тем она совершеннее;

3. Принцип единства процессов анализа и синтеза в составе рефлекторной реакции: нервная система анализирует (различает) с помощью рецепторов все действующие внешние и внутренние раздражители и на основании этого анализа формирует целостную ответную реакцию (синтез).

ТЕМА 2. БЕЗУСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ

Безусловный рефлекс – это врожденная ответная реакция организма на раздражение при обязательном участии центральной нервной системы (ЦНС). При этом кора мозга непосредственного участия не принимает, но осуществляет свой высший контроль над этими рефлексами, что позволило И.П. Павлову утверждать о наличии «коркового представительства» каждого безусловного рефлекса.

Безусловные рефлексы являются физиологической основой:

1. Видовой памяти человека, т.е. врожденной, передающейся по наследству, постоянной, общей для всего человеческого вида;

2. Низшей нервной деятельности (ННД). ННД с точки зрения безусловных рефлексов – это безусловнорефлекторная деятельность, обеспечивающая организм объединением его частей в единое функциональное целое. Другое определение ННД. ННД – это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинктов.

Ориентировочные безусловные рефлексы, протекающие при непосредственном участии коры головного мозга, являются физиологическими механизмами познавательной деятельности человека и непроизвольного внимания. Кроме того, угасание ориентировочных рефлексов составляет физиологическую основу привыкания и скуки. Привыкание – это угасание ориентировочного рефлекса: если раздражитель многократно повторяется и не имеет особого значения для организма, организм прекращает на него реагировать, развивается привыкание. Так, человек, живущий на шумной улице, постепенно привыкает к шуму и уже не обращает на него внимания.

Несколько слов об инстинктах. Инстинкты – это форма врожденного поведения. Физиологический механизм их – цепь врожденных безусловных рефлексов, в которую под влиянием условий индивидуальной жизни могут «вплетаться» звенья приобретенных условных рефлексов.

Следует помнить, что отражение как сущность психики происходит на разных уровнях. Различают три уровня мозговой деятельности: видовой, индивидуальный и общественно-исторический. Отражение на видовом уровне осуществляется безусловными рефлексами.

ТЕМА 3. УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ

Условный рефлекс – это приобретенная ответная реакция организма на раздражение при непосредственном участии высшего отдела ЦНС, т.е. коры головного мозга.

Для образования условного рефлекса необходимы следующие условия:

1. Нормальное (деятельное) функциональное состояние нервной системы и прежде всего ее ведущего отдела – головного мозга;

2. Наличие условного раздражителя и безусловного подкрепления;

3. Условный раздражитель должен всегда несколько предшествовать безусловному подкреплению, т.е. служить для человека или животного биологически значимым сигналом;

4. Условный раздражитель по силе своего воздействия должен быть слабее безусловного раздражителя (подкрепления);

5. Многократное повторение комбинации условного и безусловного раздражителей.

Условные рефлексы образуются при возникновении в коре полушарий головного мозга двух очагов возбуждения: один – в ответ на действие условного, а другой – на действие безусловного раздражителя. При сочетании действия этих раздражителей между возникшими очагами возбуждения устанавливается временная связь, которая от опыта к опыту становится все более прочной. Такую связь в коре полушарий мозга И.П. Павлов называл замыканием и им объяснил механизм образования условного рефлекса.

Замыкательная функция мозга обеспечивается зарядом тех нервных клеток, с которыми связано накопление необходимого фонда условных рефлексов. Как только исчезнут условия для появления заряда, так исчезают и условия для образования новых временных связей, несмотря на то, что условные сигналы еще продолжают восприниматься. Появление заряда возвращает способность мозга к замыкательной функции и, следовательно, к освоению новых сигнальных комплексов. Очевидно, очаг возбуждения как бы постоянно освобождается от прошлого для освоения нового сигнального комплекса и связанной с ним информации. Этот механизм накопления информации характеризуется возрастными особенностями. У детей дошкольного возраста и у младших школьников (6-8 лет) при выработке сложной системы временных связей может наступить утрата ранее образованных комплексов. Механизм таких изменений объясняется слабостью основных нервных процессов и прежде всего возбуждения. В этих условиях клетки коры больших полушарий мозга оказываются неспособными одновременно и прочно удерживать существующий фонд временных связей и образовывать дополнительные, пополняющие фонды новой информацией.  Наиболее интенсивное усиление замыкательной функции коры больших полушарий головного мозга наблюдается в возрасте от 7 до 16 лет. После 30-35 лет начинается ослабление замыкательной функции.

Значительно сложнее происходит упрочение рефлекса. Возможно, что возбуждения, повторно возникающие в нервных путях, соединяющих два корковых пункта (условного сигнала и безусловного «коркового представительства»), вызывают увеличение нейрофибриллярной массы, утолщение осевых цилиндров и повышение активности симпатических окончаний. Такое изменение увеличивает проводимость путей условного рефлекса и приводит к его закреплению. Однако существует и другое объяснение этого механизма. Возможно, что закрепление временной связи обусловлено функциональной перестройкой клеток коры, возникающей от повторяющихся раздражений. Вместе с тем процесс восприятия и последующего закрепления информации во временных связях должен пройти не только замыкательную, но и сличительную (контрольную) функцию. Когда возникает сходство в информациях, имеющихся и поступающих, сличительная функция коры мозга способствует ее обобщению. Лучше других взаимодействуют информации, поступающие в мозг через одну рецепторную систему. Скорее взаимодействуют очаги возбуждения, связанные с одинаковой информацией, медленнее те информации, которые имеют одинаковое начало, и еще медленнее, если они сходны только в конце. Чем прочнее образована временная связь, тем легче она вступает в состояние возбуждения, и тем самым полнее взаимодействует их информация с той, которая только что поступила в головной мозг. Чем прочнее временная связь, тем сильнее сличительная функция головного мозга, и тем лучше усваивается поступающая информация. Очевидно, поэтому у детей раннего возраста сличительная функция развита относительно слабее, чем замыкательная. Возможно, что это объясняется еще недостаточно прочными условными рефлексами по сравнению с теми, какие бывают образованы у детей старшего школьного возраста.

Рассмотрим некоторые условные рефлексы:

1. Следовые условные рефлексы. Это такие условные рефлексы, которые проявляются после прекращения действия условного раздражителя. Они являются одним из физиологических механизмов памяти.

2. Условные рефлексы на время. Их образование связано с регулярно повторяющимися в одно и то же время раздражителями. Они являются физиологической основой формирования начального этапа динамического стереотипа. В начале образования стереотипа большое значение имеет условный рефлекс на время. Следовательно, реальным условным сигналом служит комбинация из внешнего агента и различных внутренних состояний нервной системы, приуроченных к определенному отрезку времени. Этим объясняется, почему условные рефлексы при стереотипном применении раздражителей образуются несколько легче, чем в том случае, когда промежутки времени между ними непостоянны. По мере тренировки стереотипа условный рефлекс на время перестает проявляться. Главное значение при этом приобретают наличные раздражители и порядок их объединения в систему навыков.

3. Подражание – разновидность условного рефлекса. Пример: у группы обезьян был выработан условный пищевой рефлекс: при включении звонка вся группа обезьян бежала к кормушке, одна из обезьян нажимала на рычаг, но подкрепление (кусочек сахара) всегда доставалось вожаку. Несмотря на это, условный пищевой рефлекс выработался у всего стада. Когда вожака убрали, среди оставшихся обезьян выделился другой вожак. У него оказались все те же условные рефлексы, что и у его предшественника, хотя сахар до этого ему не доставался. Он также направлялся к кормушке со всеми обезьянами, отгонял их, затем нажимал на рычаг и овладевал приманкой.

Механизм образования условного подражательного рефлекса следующий: в коре больших полушарий мозга «зрителя» образовалась временная связь между двумя возбуждениями тогда, когда он наблюдал за действиями другого животного. Первое возбуждение вызывалось действием сигнального раздражителя, второе – видом и запахом пищи, которую поедало на его глазах другое животное. Поскольку эти два очага появлялись одновременно, между ними образовывалась временная связь. В дальнейшем, когда наступил подходящий момент, достаточно было действия лишь одного условного сигнала для проявления этого условного рефлекса.

Условные рефлексы подражания играют важную роль в формировании у детей двигательных навыков, речи и социального поведения, а у подростков на их основе развиваются способности «брать пример с высоких образцов человечества».

4. Экстраполяционные условные рефлексы. Они заключаются в способности человека и животных правильно определять направление передвижения полезного или опасного объекта, т.е. предвидеть благоприятные или неблагоприятные для жизни ситуации. Можно полагать, что экстраполяционные условные рефлексы являются физиологической основой способности человека и животных на основе анализа окружающей среды предвидеть те или иные события и результаты своей деятельности.

5. Условные рефлексы высших порядков. При выработке новых условных рефлексов в качестве подкрепляющего фактора могут быть использованы и условные рефлексы, выработанные у ребенка раньше. Например, у ребенка выработан прочный условный рефлекс – вид обеденной посуды вызывает у него слюнотечение. Если теперь ввести новый условный раздражитель, допустим, подвязывание обеденного фартука и подкреплять это сервировкой стола, то уже вид фартука будет вызывать у ребенка слюноотделение. Такие рефлексы называют рефлексами второго порядка. Существуют также рефлексы третьего, четвертого – более высоких порядков. У собак и обезьян можно выработать рефлексы только третьего и четвертого порядков, а у человека – даже 20-го порядка. У детей дошкольного возраста возможна выработка условных рефлексов 6-го и 7-го порядков. Как предполагал академик К.М. Быков, именно такой физиологический механизм лежит в основе формирования речи детей: в образовании слов и понятий.

Остальные разновидности условных рефлексов следует изучить самостоятельно по указанной литературе.

В заключение следует отметить, что условные рефлексы составляют физиологическую основу индивидуальной памяти человека, т.е. характерной для каждого человека в отдельности, не постоянной, приобретенной в течение жизни организма и не передающейся по наследству. Кроме того, условные рефлексы составляют физиологическую основу обучения. В основе обучения человека лежит выработка и накопление большего или меньшего количества условных рефлексов. По И.П. Павлову, обучение, мысль, мышление, знание – процесс образования временных связей (условных рефлексов), а пользование ими – понимание. Он полагал, что физиологическая сущность понимания – это не что иное, как использование ранее сформированных временных связей, ассоциаций. Усвоенные человеком знания становятся частью его поведения и определяют характер и поступки человека, его жизнь в обществе. Нервная система сохраняет знания, приобретенные в результате индивидуального опыта, и, кроме того, использует безусловные рефлексы, являющиеся врожденными.

ВНД с точки зрения условных рефлексов – это условнорефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных – больших полушарий и переднего мозга), обеспечивающих адекватные и наиболее совершенные отношения целого организма к внешнему миру, т.е. поведение. Иными словами, ВНД человека -–это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательную переработку информации и приспособительное поведение организма в окружающей среде. Психическая деятельность – это осознаваемая человеком деятельность его мозга. ВНД протекает осознанно и подсознательно. Психическая деятельность является составной частью ВНД.

При условнорефлекторной деятельности форма отражения, его активность достигает такой высокой степени, что условный рефлекс следует признать и физиологической и психической формой отражения.

В условном рефлексе, следовательно, в неразрывном единстве представлено физиологическое и психическое содержание. Условнорефлекторная деятельность человека – это деятельность физиологическая по своему механизму и психическая по ее внутренним и внешним результатам. Механизм образования, например, условного слюноотделительного рефлекса на вид лимона – явление физиологическое, а наши субъективные переживания, возникшие при этом, – явления психические. Другой пример: переживания, волнения во время экзаменов – состояние чисто психическое, а в основе его лежат условнорефлекторные связи. Еще пример. Рефлекторное происхождение речи совершенно очевидно. Ведь слово – это условный раздражитель, адресующийся к соответствующим временным связям и вызывающий либо какой-то образ, либо действие, либо понятие. Но ведь воссоздание образа – психическое явление. К психическим явлениям относятся и память, и обучение, а какая память или какое обучение может обойтись без замыкания нервных связей в коре мозга?

По мере развития условно-рефлекторной деятельности психическое содержание в ней все более проявляется, становится все более активным, все более «идеальным». Своего высшего единства объективное и субъективное достигают в деятельности второй сигнальной системы – у человека.

Наконец, следует отметить, что условно-рефлекторная деятельность является основой индивидуального уровня отражения как сущности психики.

ТЕМА 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕРЕОТИП

Динамический стереотип – это система условных и безусловных рефлексов, представляющая собою единый функциональный комплекс. Иначе говоря, динамический стереотип – это относительно устойчивая и продолжительная система временных связей, образующаяся в коре мозга в ответ на осуществление одних и тех же видов деятельности в одно и то же время, в одной и той же последовательности изо дня в день.

Физиологическую основу формирования начального этапа динамического стереотипа составляют условные рефлексы на время.

Если ребенок ежедневно в одно и то же время ложится спать и просыпается, завтракает и обедает, выполняет утреннюю гимнастику, проводит закаливающие процедуры и т.д., то у ребенка вырабатывается рефлекс на время. Последовательная повторяемость этих действий формирует у ребенка динамический стереотип нервных процессов в коре головного мозга. Стереотипия, как зафиксированная система временных связей, объединенных в единый функциональный комплекс, имеет педагогическое значение. В процессе обучения она выступает, с одной стороны, как сущность, физиологическая основа развития познавательной способности учащихся (формирование новых понятий, обобщения и отвлечения), а с другой – как система, составляющая основу режима учебно-воспитательной работы.

Можно считать, что причина того, что называется перегрузкой учащихся, имеет функциональную природу и вызвана не только дозированием и трудностью учебных заданий, но и негативным отношением учителей к динамическому стереотипу, как важнейшей физиологической основе обучения. Учителям не всегда удается построить урок так, чтобы он представлял систему динамического стереотипа. Если бы содержание каждого нового урока органически связывалось с предыдущим и последующим в единую подвижную систему, позволявшую, при необходимости,  вносить в нее изменения, как в динамический стереотип, а не как простое дополнение, то труд учащихся был бы настолько облегчен, что он уже не вызывал бы перегрузки.

Упрочение динамического стереотипа является физиологической основой склонностей человека, получивших в психологии обозначение привычек. Привычки приобретаются человеком различно, но, как правило, без достаточных побуждений и часто совершенно стихийно. Однако по механизму динамического стереотипа формируются не только такие, но и целенаправленные привычки. К их числу можно отнести вырабатываемый школьником режим дня.

Каждая привычка вырабатывается и укрепляется путем тренировки по принципу условного рефлекса. При этом пусковыми сигналами для них служат внешние и внутренние раздражения. Например, мы делаем утреннюю зарядку не только потому, что привыкли к этому, но и потому, что видим спортивные снаряды, которые в нашем сознании связаны с утренней зарядкой. Подкреплением этой привычки служит как сама утренняя зарядка, так и чувство удовлетворения, наступающее после нее.

С физиологической точки зрения навыки представляют собой динамические стереотипы, иными словами, цепи условных рефлексов. Хорошо выработанный навык утрачивает связь со второй сигнальной системой, которая является физиологической основой сознания лишь в том случае, если совершена ошибка, т.е. осуществлено движение, не достигающее нужного результата, появляется ориентировочный рефлекс. Возникающие при этом возбуждения растормаживают заторможенные связи автоматического навыка,  и он снова осуществляется под контролем второй сигнальной системы, или, говоря психологическим языком, сознания. Теперь ошибка исправляется и осуществляется нужное условно-рефлекторное движение.

Динамический стереотип человека включает не только большое количество разнообразных двигательных навыков  и привычек, но и привычный образ мыслей, убеждений, представлений об окружающих событиях.

Современность требует переделки привычных взглядов, а случается, – и прочных убеждений, т.е. создается ситуация, когда от одного динамического стереотипа надо переходить к другому. А это сопряжено с появлением соответствующих неприятных чувств. В этом случае наша нервная система не всегда легко справляется с жизненной задачей. Трудность заключается в том, что прежде чем выработать новое отношение к действительности (новый жизненный стереотип), требуется разрушить старое отношение к ней. Поэтому некоторым людям довольно трудно дается перестройка любого элемента жизненного стереотипа, не говоря уже о перестройке представлений и убеждений. Трудна переделка стереотипов и в детском возрасте.

И.П.Павлов пришел к выводу, что эмоциональные состояния могут зависеть от того, поддерживается ли динамический стереотип или нет. При поддержании динамического стереотипа обычно проявляются положительные эмоции, а при изменении стереотипа – отрицательные.

Следует отметить, что в осуществлении сложных стереотипов важное значение принадлежит настройке, т.е. такому состоянию готовности к деятельности, которое образовано по механизму временной связи. Возникновение условнорефлекторной