Общие сведения об аналитико-синтетической деятельности мозга
Учение о высшей нервной деятельности (ВНД), созданное великим русским физиологом И.П. Павловым, включает две части — учение об анализаторах (сенсорных системах) и учение об условных рефлексах. Понятие «ВНД» было введено И.П. Павловым вместо существовавшего уже до этого понятия «психическая деятельность». Последующие исследования позволили сделать выводы о том, что эти понятия близки, но не тождественны.
Высшая нервная деятельность — совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательное усвоение информации и обучение в процессе индивидуального развития всем видам деятельности, в том числе приспособительному поведению организма в окружающей среде и социуме.
Психическая деятельность— идеальная, субъективно осознаваемая деятельность организма, осуществляемая с помощью нейрофизиологических процессов. Из этих определений следует, что психическая деятельность осуществляется с помощью ВНД, протекает только в период бодрствования и осознанно (независимо от того, сопровождается она физической работой или нет). Высшая нервная деятельность протекает и в период бодрствования (как осознаваемая и подсознательно), и во время сна, (как неосознаваемая).
Психика— свойство мозга осуществлять психическую деятельность.
Сознание— идеальное, субъективное адекватное отражение реальной действительности с помощью мозга. Сознание отражает реальную действительность в различных формах психической деятельности человека. К таковым формам относятся: ощущение, восприятие, мышление, представление, внимание, чувства (эмоции) и воля.
Важным элементом ВНД является условный рефлекс, т.е. сформированная в онтогенезе реакция организма на раздражитель, ранее индифферентный для этой реакции. Классический пример: если сразу за включением звонка давать собаке мясо (подкрепление), то вскоре сам звонок будет вызывать слюноотделение, как и само мясо.
Всю нашу жизнь можно представить себе как одну длинную цепь условных и безусловных рефлексов, первые из которых адаптируют живой организм к постоянно меняющимся условиям среды, вторые – сохраняют целостность организма.
Низшая нервная деятельность— совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинктов.
Аналитическая и синтетическая деятельность мозга человека и млекопитающих тесно взаимосвязана. Эта взаимосвязьпроявляется в том, что организм с помощью сенсорных систем анализирует все действующие внешние и внутренние раздражители и на основании этого анализа формирует представление о них. При необходимости формируется ответная реакция организма.
Механизмы ВНД включаются в тех случаях, если низшая нервная деятельность не может своевременно обеспечить оптимальную адаптивную реакцию (например, из-за непостоянства и изменчивости внешней среды), включаются механизмы ВНД.
И. П. Павлов изучал ВНД с помощью метода условных рефлексов. Так, он установил, что для образования условного рефлекса необходимо появление в ЦНС временной связи (ассоциации, замыкания) между нейронами, воспринимающими условное раздражение, и нейронами, входящими в дугу безусловного рефлекса. Благодаря ассоциациям различной сложности индифферентные ранее раздражители становятся сигналом деятельности, которой они ранее предшествовали, и получают способность формировать в ЦНС опережающее возбуждение.
Нейронные механизмы замыкания условнорефлекторной связи это механизмы высшего анализа и синтеза.
ВНД представляет собой аналитико-синтетическую деятельность коры и ближайших подкорковых образований головного мозга. Данная деятельность проявляется в способности выделять из окружающей среды ее отдельные элементы и объединять их в комбинации, точно соответствующие биологической значимости явлений окружающего мира. Акт формирования временной связи между двумя раздражениями — сложный синтетический процесс. Процессы синтеза осуществляются всей корой головного мозга, в то время как анализ раздражителя выполняется преимущественно определенными проекционными зонами — двойными представительствами соответствующих рецепторных полей, получившими название корковых (или центральных, или мозговых) отделов анализаторов.
Аналитико-синтетическая деятельность высших отделов ЦНС осуществляется при обязательном восходящем активирующем влиянии на кору со стороны подкорковых образований. По данным исследователей школы отечественного физиолога П. К. Анохина, восходящая активация коры больших полушарий головного мозга имеет разную нейрохимическую специфику, которая определяется биологическим качеством деятельности, а также ее эмоциональной основой.
В тех случаях, когда результат действия не соответствует сложившемуся на основе афферентного синтеза намерению, возникает ориентировочно-исследовательская реакция. Она сопровождается поисками новых форм приспособления. Характерная особенность ориентировочно-исследовательской реакции заключается в широкой мобилизации сенсорных систем организма. Это происходит за счет возбуждения ретикулярной (сетчатой) формации ствола мозга. Ретикулярная формация ствола головного мозга оказывает на кору больших полушарий активирующее действие. Такое действие подкорки на корковые отделы анализаторов вызывает кортикальную возбудимость, что необходимо для объединения внешних раздражений и выработки новых условных рефлексов.
В процессе анализа и синтеза выделяют несколько этапов.
На первом этапе анализа и синтезав сенсорных рецепторах происходит первичный анализ изменений внешней и внутренней среды организма. При этом энергия раздражения преобразуется в нервный импульс. Различение действующих на организм раздражителей осуществляется за счет специфичности рецепторов – т.е. их способности воспринимать раздражитель определенного вида, к которому данный рецептор приспособлен в процессе эволюции. Такой раздражитель называется адекватным. Например, луч света возбуждает только рецепторы сетчатки. При этом другие рецепторы (обоняния, вкуса, тактильные и т.д.) на него не реагируют.
От силы действующего раздражителя зависит количество импульсов в единицу времени и число возбужденных рецепторов. Сильный раздражитель чаще всего уменьшает латентный период, увеличивает число импульсов и удлиняет время реакции.
Локализация действия раздражителя определяется тем, что рецепторы различных участков тела посылают импульсы в соответствующие зоны коры конечного мозга.
Время действия раздражителя на рецептор определяется тем, что рецептор начинает возбуждаться с началом действия раздражителя и прекращает возбуждаться сразу после его выключения.
Второй этап анализа и синтезапоступившей в ЦНС информации происходит в ядрах различных уровней ЦНС. Важнейшую роль в этом играет таламус промежуточного мозга. По мере поступления импульсов к вышележащим отделам ЦНС частота разрядов нейронов уменьшается и длительная импульсация превращается в короткие пачки импульсов. Продолжительность разряда большинства нейронов уже не соответствует длительности стимула. Имеются нейроны, возбуждающиеся не только при появлении стимула, но и при его выключении. Это так же связано с активностью рецепторов и является результатом взаимодействия самих нейронов.
В сенсорных ядрах происходит также и торможение. Тормозные процессы отбирают и различают афферентную информацию, что позволяет устранять несущественные, неприятные, избыточные сигналы.
На третьем этапе анализа и синтезапроцесс переработки сенсорного сообщения завершается высшим анализом и синтезом, который происходит в коре большого мозга. После этого уже происходит выработка ответной реакции организма.
Анализ заключается в том, что с помощью возникающих ощущений организм различает действующие раздражители и определяет силу, время и место, т.е. пространство, на которое действует раздражитель, а также его локализацию (источник звука, света, запаха).
В центральную нервную систему поступает огромный поток информации от периферических отделов сенсорных систем. Однако значительная ее часть отсеивается с помощью механизмов торможения. Эту роль играют так называемые сенсорные реле — промежуточные узловые структуры анализаторов. Они выявляют физиологически важную информацию.
Синтез заключается в восприятии предмета, явления и формировании ответной реакции организма. Восприятие возможно в двух вариантах: когда предмет или явление встречаются повторно или впервые. Если предмет, явление встречаются повторно, происходит узнавание их в целом по совокупности отдельных характеристик раздражителя (гнозис). Происходит сличение поступающей информации со следами памяти, и осуществляется узнавание. Если предмет или явление встречаются впервые, формируется новый образ, и возникают соответствующие следы памяти.
Для осознания действия внешних раздражителей необходимо участие активации специфической сенсорной системы и неспецифической системы — ретикулярной формации ствола головного мозга. Информация о физических параметрах воспринимаемого объекта передается по специфической сенсорной системе. Активация неспецифической системы определяет уровень бодрствования. Лимбическая система мозга при этом обеспечивает определенную эмоциональную окраску восприятия.