4. 13. 093 Учение Павлова о высшей нервной деятель
4.13 Физиология, медицина
4.13.093 Учение Павлова о высшей нервной деятельности
Физиолог, психолог, хирург-экспериментатор, врач, лектор, общественный деятель; профессор, заведующий кафедры фармакологии и кафедры физиологии Военно-медицинской академии; академик Российской АН (РАН, АН СССР); член многочисленных научных обществ, академий, университетов; заведующий физиологической лабораторией в Институте экспериментальной медицины в Петрограде, директор Института физиологии АН СССР; основатель крупнейшей физиологической школы современности; глава Общества русских врачей в Санкт-Петербурге; лауреат Нобелевской премии 1904 г. по физиологии и медицине «за классические труды по физиологии кровообращения и пищеварения»; кавалер французского ордена Почетного легиона, многих золотых медалей и прочих наград; старейшина физиологов мира — Иван Петрович Павлов (1849—1936) является создателем учения о высшей нервной деятельности.
Современную физиологию создал И.П. Павлов. До него был т.н. допавловский период (1628—1883), начавшийся с монографии английского анатома У. Гарвея «Учение о движении сердца и крови в организме», а с защитой Павловым докторской диссертации «Центробежные нервы сердца» в 1883 г. возник период павловский.
«Павловский этап базируется на трех основных принципах: организм — это единая система, которая объединяет различные органы в их сложном взаимодействии между собой; организм — единое целое с окружающей средой; принцип нервизма» (http://www.4medic.ru/).
(Нервизм — идея о преимущественном значении нервной системы в регуляции физиологических функций и процессов в организме животных и человека).
Этой науке Павлов отдал 65 лет жизни. За исследования физиологии кровообращения и пищеварения ученый в 1904 г. получил Нобелевскую премию, а за исследования физиологии мозга и созданное им учение о высшей нервной деятельности Иван Петрович получил титул старейшины физиологов мира — «Princeps physiologorum mundi» («Первый среди физиологов мира»).
Исследователь успел сделать удивительно много. Этому способствовали его незаурядная личность, творческое долголетие и незатухающий интерес к исследованию человеческого организма, родившийся еще в юности от книги И.М. Сеченова «Рефлексы головного мозга».
Что касается работ, предваряющих формирование учения о высшей нервной деятельности, Павлов провел тысячи операций, предложил целый арсенал тончайших методов, совершил множество открытий.
Вот только несколько классических примеров. Ученый открыл усиливающий нерв сердца («нерв Павлова»); создал метод изучения организма животного в его целостном, естественном поведении; ввел хронический эксперимент, позволяющий изучать деятельность практически здорового организма; предложил метод хронических фистул — искусственно созданных свищей; разработал филигранные операции («слюнные фистулы», «маленький желудочек» и др.); впервые провел стерильные операции на животных; буквально сотворил физиологию желудка, сразу же взятую на вооружение практической медициной…
Многолетние исследования обобщил фундаментальный труд «Лекции о работе главных пищеварительных желез» (1897), тут же переведенный на основные европейские языки.
Именно эти тридцатилетние исследования нервного механизма простейших функций организма привели Павлова к изучению физиологии мозга и созданию теории, ставшей логическим завершением громадного массива экспериментальных данных.
Впервые высказанная И.М. Сеченовым идея о рефлекторном характере деятельности высших отделов мозга, нашла свое подтверждение в экспериментах Павлова, распространившего рефлекторный принцип на психическую деятельность человека.
В основе учения о высшей нервной деятельности лежит введенное Павловым понятие — условный рефлекс. Прирожденные рефлексы (скажем, вегетативные или инстинкты), возникающие в процессе эволюции и осуществляющие адаптацию организма к окружающей среде, физиолог отнес к безусловным.
Условные рефлексы, вырабатываемые и закрепляемые организмом индивида при определенных условиях окружающей среды, ученый выявил, изучая поведение животных. Эти рефлексы физиолог считал самой совершенной формой приспособления.
Первым изученным стал слюнный рефлекс. Этот объективный механизм, обусловленный нервной деятельностью, Павлов установил своими классическими исследованиями с выделением слюны или желудочного сока собакой от вида пищи, а равно и от любого внешнего раздражения (стука, вспышки света, бульканья воды, звонка, звука шагов и т.п.), совпадающего со временем кормления.
Далее ученый нашел, что условный рефлекс образуется как ответная реакция организма на внешние раздражения и вообще «на жизнь», а еще — является свойством коры головного мозга. В результате высшая нервная деятельность обеспечивает сложные индивидуальные формы поведения в изменяющихся условиях жизни.
Павлов создал крупнейшую в мире физиологическую школу (Б.Ф. Вериго, Н.Е. Введенский, В.В. Пашутин, Г.В. Хлопин, М.Н. Шатерников и др.), с представителями которой изучал деятельность коры больших полушарий в норме и патологии, процессы возбуждения и торможения, механизм сна; представил физиологическую характеристику типов нервной деятельности животного; создал классификацию нервных систем человека (сангвиники, флегматики, холерики, меланхолики); исследуя патологию нервной деятельности, предложил лечение нервных и душевных заболеваний методом т.н. «охранительного торможения» и т.д.
В процессе изучения было выяснено также, что условный рефлекс в отличие от безусловного может возникать и исчезать, а также имеет сигнальный характер.
«Таким образом, с фактом условного рефлекса отдается в руки физиолога огромная часть высшей нервной деятельности, а может быть, и вся», — резюмировал ученый свое открытие.
Итоги своей многогранной деятельности Павлов изложил в классических трудах: «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных (условные рефлексы)» и «Лекции о работе больших полушарий головного мозга».
В наш «звездный» век мы привыкли к мишуре обманок. Однако на небосводе мировой науки немало и истинных звезд, об одной из которых — Иване Петровиче Павлове ученый и писатель Г. Уэллс сказал: «Это звезда, которая освещает мир, проливая свет на еще не изведанные пути». Павлов при жизни был самым знаменитым русским ученым и сегодня остался таким же.
Высшая нервная деятельность
Высшая нервная деятельность (ВНД), осуществляемая корой больших полушарий, обеспечивает наиболее совершенную адаптацию человека и животных к постоянно меняющимся условиям внешней среды, лежит в основе высших психических функций человека, таких как мышление, память, сознание и обучение.
При многочисленном совпадении условного (сигнального) и подкрепляемого им безусловного раздражителя формируется условный рефлекс. То есть условный рефлекс всегда возникает на базе безусловного при многократном совпадении вышеуказанных раздражителей.
Условные и безусловные рефлексы
Сейчас более детально разберем отличия условных рефлексов от безусловных:
Условные рефлексы индивидуальны, обусловлены предшествующим опытом: у ребенка, первый раз в жизни увидевшего лимон, отсутствует слюноотделение, но после его употребления даже мысль о лимоне может вызывать обильное слюноотделение. Безусловные рефлексы характерны для всех особей вида без исключений.
Механизм формирования условного рефлекса
Изучение условных рефлексов тесно связано с Павловым и его учениками. Сейчас и мы с вами проведем эксперимент над собакой.
За несколько секунд до того, как мы дадим корм собаке, необходимо включить лампочку. Если мы повторим подобную манипуляцию несколько раз, то у собаки закрепится условной рефлекс на включение лампочки, и в дальнейшем слюноотделение будет начинаться уже в момент включения лампочки.
Торможение рефлексов
Процессы торможения являются обязательными спутниками процессов возбуждения в нервной системе. Первым открыл и описал процесс торможения Сеченов, доказавший, что раздражение нервных центров промежуточного мозга угнетает рефлекторную деятельность спинного мозга.
Павлов развивал учение Сеченова и также изучал процессы торможения. Он пришел к выводу, что в нервной системе процессы возбуждения и торможения взаимосвязаны и протекают непрерывно. Более того, благодаря торможению условный рефлекс носит наиболее точный и совершенный приспособительный характер по отношению к окружающей среде.
Безусловное (внешнее) торможение связано с возникновением в коре головного мозга нового (внешнего) очага возбуждения, вызванного действием какого-либо стороннего раздражителя (резкий звук, сильный шум). Действие этого раздражителя вызывает ослабление или полное исчезновение текущего условного рефлекса.
Это врожденное торможение, оно не требует выработки, поэтому Павлов и назвал его безусловным (внешним).
Учение Павлова о первой и второй сигнальных системах
Павлов доказал и то, что у животных отсутствует вторая сигнальная система. Его опыт состоял в помещении обезьяны на плот посреди озера. Обезьяна могла перебираться с помощью шеста на два других плота. На одном из них находился черпак и бак с водой, на другом плоте начинался пожар. Обезьяна тушила пожар, совершая сложные действия: каждый раз она перебиралась на плот с баком воды и черпала воду оттуда, вместо того, чтобы зачерпнуть воду из озера, которое находилось гораздо ближе. Следовательно, животные не способны к обобщению и абстрактному мышлению.
В процессе трудовой деятельности и общения у человека возникла вторая сигнальная система, тесно связанная с возникновением речи. Здесь специфическим раздражителем являются слова, в которые человек вкладывает смысл, какое-либо понятие.
Слова имеют обобщающее значение, что послужило основной для возможности обобщения, абстрагирования и оперирование понятиями. Язык закрепляет в словах результаты деятельности человека, поэтому вы можете представить обезьяну, даже если ее не видите. Благодаря устной и особенно письменной речи становится возможным передача опыта будущим поколениям. За любую книгу, в том числе и этот учебник, также стоит сказать отдельное спасибо именно второй сигнальной системе.
Типы темперамента
Эмоции, мышление и память
Любая полученная нами информация сначала попадает в кратковременную память, только при многократном воспроизведении эта информация переходит в долговременную память. Выделяют следующие виды памяти: зрительная, слуховая, двигательная, осязательная, смешанная.
Сном называют состояние угнетения сознания, в период которого снижаются все виды чувствительности. В норме продолжительность сна у взрослого человека 7-8 часов, у новорожденных продолжительность сна достигает 18-20 часов в день. Во время сна происходит перемещение полученной за день информации в долговременную память. При отсутствии сна свыше 1-2 недель возможен летальный исход.
Различают две фазы сна: медленную и быструю, которые несколько раз чередуются за одну ночь. Фаза медленного сна заключается в физиологическом отдыхе всех систем организма: снижается ЧСС и артериальное давление, температура тела. Активнее начинают выделяться гормоны, действие которых сопряжено с восстановлением тканей.
Сновидение является своеобразным представлением полученной информации в виде зрительных образов. Замечу интересный факт, что всех людей, которых мы видим во сне, мы уже когда-то видели наяву. Это могло быть лицо случайного прохожего, встретившегося нам несколько лет назад: подобная информация спрятана глубоко в подсознании.
Заболевания
Это состояние известно с древних времен, однако его причины до сих пор остаются загадкой. Также нет сведений, вредит ли внезапное пробуждение лунатику в состоянии снохождения или нет. Чаще всего лунатики выполняют стереотипные действия: вставание, уборка, хождение, после которых они ложатся в постель и наутро ничего не помнят о произошедшем.
Иногда действия лунатиков несут опасность для них самих и окружающих. Известны случаи, когда лунатики уезжали за сотни (!) километров от своего дома, после пробуждения они оказывались в другой части страны совершенно дезориентированными.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
ЛЕКЦИЯ 7. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
1. И.М. Сеченов и И.П. Павлов основоположники учения о ВНД.
2. Безусловные рефлексы.
3. Условные рефлексы.
4. Механизм образования временной связи.
5. Торможение условных рефлексов.
6. Особенности ВНД человека.
7. Функциональная система поведенческого акта.
Все рефлекторные реакции организма на различные раздражители И.П. Павлов разделил на две группы: безусловные и условные.
Однако при помощи безусловных рефлексов организм не может приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды. Сохранение жизнедеятельности и приспособление к условиям внешней среды осуществляется благодаря образованию в коре головного мозга условных рефлексов.
Условные рефлексы.Это рефлексы, вырабатываемые в течение индивидуальной жизни, благодаря образованию временных нервных связей в высших отделах ЦНС (коре головного мозга).
Механизм образования временной связи.Согласно представлениям И.П. Павлова при действии безусловного раздражителя (пищи) и вследствие возбуждения пищевого центра коры и центра слюноотделения продолговатого мозга возникает слюноотделительная реакция. При действии зрительного раздражителя очаг возбуждения возникает в зрительной области коры. При совпадении во времени действия условного и безусловного раздражителей между пищевым и зрительным центрами коры устанавливается временная связь.
При выработанном условном рефлексе возбуждение, возникшее в зрительном центре при действии светового раздражителя, распространяется до пищевого центра, а из пищевого центра по афферентным путям направляется в слюноотделительный центр и возникает слюноотделительная реакция.
Рефлекторная дуга условного рефлекса содержит следующие отделы: рецептор, реагирующий на условный раздражитель; чувствительный нерв и соответствующий ему восходящий путь с подкорковыми образованиями; участок коры, воспринимающий условный раздражитель (например, зрительный центр); участок коры, связанный с центром безусловного рефлекса (пищевой центр); двигательный нерв; рабочий орган.
Угасательное торможение возникает тогда, когда условный раздражитель не подкрепляется безусловным несколько раз (включают свет, а не подкрепляют пищей).
Запаздывающее торможение возникает тогда, когда условный раздражитель подкрепляется безусловным спустя определенное время. Например, включают свет, а подкрепляют пищей только через 3 мин. Отделение слюны после того, как выработалось запаздывающее торможение, начинается к концу третьей минуты.
Условный тормоз возникает в тех случаях, когда к условному раздражителю, на который был выработан условный рефлекс, добавляется какой-то индифферентный раздражитель, и этот новый комплексный раздражитель не подкрепляется.
В процессе эволюции эмоции сформировались как механизм приспособления. Огромную роль в жизни человека играют положительные эмоции. Они важны для сохранения здоровья и работоспособности человека.
Функциональная система поведенческого акта.Функциональная система как интегративное образование мозга. Наиболее совершенная модель структуры поведения изложена в концепции функциональной системы П.К. Анохина. Функциональная система – это единица интегративной деятельности организма осуществляющая избирательное вовлечение и объединение структур и процессов направленных на выполнение какого-либо поведенческого акта или функции организма.
Функциональная система отличается динамичностью, способностью к перестройке, избирательному вовлечению мозговых структур для осуществления поведенческих реакций. Выделяют два типа функциональных систем организма: 1. Функциональные системы гомеостатического уровня регуляции обеспечивают постоянство констант внутренней среды организма (температуры тела, давления крови и др.) ; 2. Функциональные системы поведенческого уровня регуляции обеспечивают приспособление организма через изменение поведения.
Стадии поведенческого акта.Согласно представлениям П.К. Анохина физиологическая архитектура поведенческого акта строится из последовательно сменяющих друг друга стадий: афферентного синтеза, принятия решения, акцептора результатов действия, эфферентного синтеза (программы действия), формирования самого действия и оценки достигнутых результатов.
Афферентный синтез заключается в обработке и сопоставлении всей информации, которая используется организмом для принятия решения и формирования наиболее адекватного приспособительного поведения. Возбуждение в ЦНС, вызванное внешним стимулом действует не изолированно. Оно вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими другой функциональный смысл. Головной мозг производит синтез всех сигналов, поступающих по различным каналам. И только в результате этого создаются условия для осуществления целенаправленного поведения. В свою очередь, афферентный синтез определяется влиянием нескольких факторов: мотивационного возбуждения, обстановочной афферентации, памяти и пусковой афферентации.
Мотивационное возбуждение возникает в ЦНС с появлением у человека и животных какой либо потребности, оно имеет доминирующий характер, т.е. подавляет остальные мотивации и направляет поведение организма на достижение полезного приспособительного результата. В основе доминирующей мотивации лежит механизм доминанты А.А. Ухтомского.
Обстановочная афферентация представляет собой интеграцию возбуждений при действии на организм окружающей обстановки. Она может способствовать либо, напротив, препятствовать реализации мотивации. Например, чувство голода возникшее дома вызывает действия направленные на его удовлетворение, а если это чувство возникает на лекции, то поведенческих реакций связанных с удовлетворением этой потребности не происходит.
Пусковая афферентация связана с действие сигнала, который является непосредственным стимулом для запуска той или иной поведенческой реакции. Адекватная реакция может осуществляться только при взаимодействии обстановочной и пусковой афферентации, что создает предпусковую интеграцию нервных процессов.
Использование аппарата памяти происходит когда поступающая информация оценивается путем сопоставления со следами памяти, имеющими отношение к данной доминирующей мотивации. Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения.
Под принятием решения понимают избирательное вовлечение комплекса нейронов, которое обеспечивает возникновение единственной реакции, направленной на удовлетворение доминирующей потребности. Организм обладает множеством степеней свободы в выборе реакции. При принятии решения выбирается какая-то одна поведенческая реакция, все остальные степени свободы тормозятся. Стадия принятия решения реализуется через стадию формирования акцептора результатов действия.
Акцептор результатов действия – это нейронная модель предпологаемого результата. Он формируется в коре больших полушарий и подкорковых структурах за счет вовлечения в активность нейронных и синаптических образований, определяя архитектуру распределения возбуждений. Возбуждение попав в сеть вставочных нейронов с кольцевыми связями может длительное время в ней циркулировать, обеспечивание удержание цели поведения.
Затем развивается стадия программы действия(эфферентного синтеза). На этой стадии осуществляется интеграция соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт. Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано как центральный процесс, но внешне оно не реализуется.
Стадия формирования результата действия характеризуется выполнением программы поведения. Эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов и действие осуществляется. Благодяря акцептору результатов действия, в котором запрограмирована цель и способы поведения, организм может сравнивать их с афферентной информацией о результатах и параметрах совершаемого действия.
Если сигнализация о совершенном действии полностью соответствует запрограмированной информации, содержащейся в акцепторе результатов действия, то поисковое поведение завершается, потребность удовлетворяется, человек и животное успокаивается. В случае когда результаты действия не совпадают с акцептором действия и возникает их рассогласование, то перестраивается афферентный синтез, создается новый акцептор результатов действия, строится новая программа действий. Так происходит до тех пор, пока результаты поведения не совпадут с новым акцептором действия. Тогда поведенческий акт завершается.
Физиология высшей нервной деятельности
Физиология высшей нервной деятельности (ВНД) является разделом физиологии, изучающим функции высшего отдела центральной нервной системы — коры больших полушарий головного мозга, посредством которой обеспечиваются сложнейшие отношения высокоразвитого организма с окружающей внешней средой.
Физиология ВНД изучает образование условных рефлексов, взаимодействие процессов возбуждения и торможения, протекающих в коре больших полушарий головного мозга. Физиология ВНД применяет экспериментальные методы исследования.
Физиология ВНД — это наука о деятельности ведущих отделов головного мозга.
Содержание
Близкие науки
Известные учёные
История
Основоположником науки о высшей нервной деятельности, физиологии ВНД, является Иван Петрович Павлов. Основа была заложена им в 1917 году при написании лекций, прочитанных весной 1924 года в Военно-Медицинской академии. Впервые лекции были напечатаны в 1927 году под названием «Лекции о работе больших полушарий головного мозга». Развитие идей на основе новых экспериментальных данных описано И. П. Павловым в «Двадцатилетнем опыте объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных».
Работа И. П. Павлова опирается на труд Ивана Михайловича Сеченова, разработавшего учение о рефлексе (книга «Рефлексы головного мозга»). Идеи Сеченова при его жизни были практически применены Сергеем Петровичем Боткиным в медицине.
Перспективы
Подготовка квалифицированных кадров осуществляется в Московском государственном университете (кафедра высшей нервной деятельности, биологический факультет) и Санкт-Петербургском государственном университете.
Литература
Скляров В. П. Физиология высшей нервной деятельности. — Изд-во: Львовский государственный университет, 1955. — 144 с.
Твердохлебов Г. А. Физиология мышления. «Объединенный научный журнал» № 21, 2006, Изд-во «Фонд правовых исследований».
