Механизмах функционирования мозга

Мозг известно все даже наиболее сложные формы работы мозга лежащие в основе психической деятельности, построены группе рефлексов. Все рефлексы распадаются на две большие группы: безусловные и условные. Безусловными рефлексами называются врожденные и более или менее неизменные рефлексы, осуществляющиеся отделами нервной системы, лежащими ниже коры головного мозга. Благодаря безусловным рефлексам приспособление организма к внешнему миру достигается лишь в узких пределах, так как эти рефлексы возникают в ответ на сравнительно немногие раздражители и носят обычно стандартный характер. Поэтому с помощью безусловных рефлексов осуществляется лишь сравнительно несовершенное приспособление организма к меняющимся условиям среды. Но так как условия среды очень изменчивы, требуются другие формы ответов, меняющиеся вместе с ними.

Новыми изменчивыми формами реагирования, формирующимися в течение жизни организма (с накоплением жизненного опыта) и осуществляющимися у высших животных корой головного мозга, являются условные рефлексы. При образовании условных рефлексов раздражитель, который ранее был безразличен для организма, становится сигналом другого раздражителя, имеющего для организма прямое жизненное значение. Безразличный до этого (индифферентный) раздражитель при обретает тем самым новую сигнальную функцию.

Раздражители, вызывающие безусловные рефлексы, называются безусловными; раздражители, вызывающие условные рефлексы и имеющие, следовательно, сигнальное значение, называются условными. Образование условных рефлексов представляет собой формирование в мозгу новых временных связей, не имевшихся ранее. Эти связи у высших животных и у человека формируются в коре больших полушарий, которая является главным субстратом психики. Как показали исследования, достаточно удалить у животного кору головного мозга, чтобы образование новых временных связей, или условных рефлексов, стало невозможным и чтобы старые, образованные ранее нервные связи исчезли. Собака с удаленной корой может передвигаться, глотать пищу, но она не узнаёт хозяина, не различает окружающих предметов.

Изучение основных законов образования условных рефлексов стало возможно благодаря тому, что И.П.Павловым была создана методика, позволяющая проводить исследования высшей нервной деятельности в условиях точного эксперимента. Известно, что при попадании пищи в рот начинает выделяться слюна; это выделение слюны является частью безусловной пищевой реакции организма. Однако такое же выделение слюны возникает и в случае, если на организм действует какой-либо условный раздражитель (например, свет или звук), только сигнализирующий о появлении пищи. Выделение слюны в данном случае является условной пищевой реакцией. Условная слюнная реакция позволяет судить о протекании возбуждения в нервных центрах коры больших полушарий, участвующих в образовании условной реакции.

Можно сказать, что чем сильнее это возбуждение, тем больше слюны выделится в ответ на данный сигнал; если же в силу каких-либо причин возбуждение в коре головного мозга сменится торможением, то данный раздражитель не будет сопровождаться никакой слюнной реакцией. Таким образом, выделение или не выделение слюны в эксперименте с условным пищевым рефлексом становится внешним показателем процессов возбуждения или торможения в коре головного мозга. Для того, чтобы получить возможность точно измерять выделение слюны у животного, на собаке производится специальная операция, при которой протоки, собирающие слюну от слюнных желез, выделяются наружу через кожу щеки животного. Благодаря этому слюна выделяется вовне и ее количество может быть точно измерено.

При проведении эксперимента такая оперированная собака ставится в специальный станок. Для выработки условных рефлексов предъявление одного из раздражителей (например, зажигание лампочки) сочетается с подачей пищи. Специальные приспособления позволяют регистрировать моменты подачи раздражителей и начала выделения слюны, а также ее количество. Такое сочетание зажигания лампочки и подачи пищи повторяется несколько раз, и, в результате, у собаки начинает вырабатываться слюна на зажигание лампочки, которое само по себе, как известно, не является сигналом пищи. То есть в коре головного мозга собаки вырабатывается временная условная связь между двумя центрами + зрительным и пищевым.

Образование условных рефлексов, иначе говоря - замыкание временных связей, является основной работой коры больших полушарий. Поэтому деятельность коры головного мозга называют замыкательной деятельностью.

Известно, что раздражитель, действующий на органы чувств, вызывает возбуждение определенного участка коры головного мозга. Это возбуждение не остается на месте, а распространяется, или иррадирует, по коре, захватывая и ближайшую подкорку. Существенным является тот факт, что иррадиация возбуждения не происходит равномерно во всех направлениях. Место наибольшего в данный момент возбуждения в коре головного мозга называется доминантой- стойким очагом возбуждения. Коре головного мозга возникает стойкая доминанта, то всякое возбуждение, вызванное любым, относительно простым слабым раздражителем, притягивается к этому очагу, распространяется в его направлении. Учение о доминанте как господствующем очаге возбуждения в мозгу, было создано другим выдающимся русским физиологом - А.А.Ухтомским.

Существенным для образования условных рефлексов является отсутствие каких-либо сильных посторонних раздражителей. Если при выработке условной связи действует какой-нибудь сильный посторонний раздражитель (например, резкий шум, создающий стойкий очаг возбуждения), то остальные участки коры приходят в тормозное состояние и образование условного рефлекса затрудняется.

И, наконец, для образования условных рефлексов весьма важно деятельное состояние коры головного мозга. В свете современных физиологических представлений имеется в виду общий фон бодрствования организма. В настоящее время психофизиология располагает анатомическими, физиологическими и клиническими данными, свидетельствующими о непосредственном отношении к явлениям общей активизации мозга

различных структур неспецифической системы мозга, главным образом ретикулярной формации. Ее основная функция заключается в том, что она участвует в организации перехода организма от состояния торможения (сна) в состояние возбуждения (бодрствования).

Замыкание временных связей является основной синтезирующей деятельностью коры мозга. Вместе с тем образование условного рефлекса всегда сопряжено с выделением того раздражителя, на который образуется рефлекс. Одновременно с синтезом кора, следовательно, всегда осуществляет и анализирующую деятельность. Эта сложная аналитико-синтетическая деятельность коры мозга, лежащая в основе образования условных рефлексов, дает возможность достичь необходимого приспособления организма к условиям жизни.

И последнее, на чем мы остановимся, - рассмотрим, как протекает движение нервных процессов в коре больших полушарий. Нервные процессы в коре больших полушарий, начинаясь в определенном месте, всегда распространяются по другим участкам нервной системы. Это явление, как уже отмечалось, называется иррадиацией. Процессом, противоположным иррадиации, является концентрация нервных процессов, т.е. сосредоточение их в более ограниченном месте. Иррадиируют и концентрируются оба нервных процесса - возбуждение и торможение. Это основная форма движения нервных процессов по коре больших полушарий. Иррадиация и концентрация возбуждения и торможения зависят от ряда условий, прежде всего от силы раздражителей и вызываемых ими нервных процессов.

Важное значение в деятельности нервной системы имеет закон взаимной индукции нервных процессов, согласно которому каждый из нервных процессов - возбуждение и торможение - вызывает или усиливает противоположный процесс. Возбуждение, возникающее в определенном участке коры головного мозга, вызывает в расположенных вокруг него участках процесс торможения (отрицательная индукция). Возникшее в определенном пункте торможение вызывает в окружающих участках обратный ему процесс возбуждения (положительная индукция).

В естественных условиях жизни раздражители не существуют изолированно. Обычно они возникают одновременно или последовательно. Любой предмет - это одновременный комплекс раздражителей. Естественно, для того, чтобы приспособиться к среде, мозг должен выработать возможность реагировать на целые системы раздражителей, тонко различая одну систем от другой. Синтетическая деятельность больших полушарий, позволяющая объединять отдельные раздражители в целые комплексы, называется системной деятельностью коры головного мозга.Системный принцип в работе коры больших полушарий обнаруживается и в возможности образования условного рефлекса не на отдельный раздражитель, а на отношение раздражителей (дифференцировочная реакция).

Важнейшим проявлением системности в работе коры является образование динамического стереотипа или целой системы реакций на определенные комплексы раздражителей. Принцип системности играет огромную роль в работе коры больших полушарий и имеет решающее значение для понимания физиологических механизмов психической деятельности, представляющей собой сложную систему психических процессов. Системная работа коры головного мозга позволяет не только осуществлять сложнейшие формы деятельности, но и, одновременно, достигать величайшей экономии в образовании и сохранении нервных связей. При наличии определенной системы связей человек оказывается в состоянии по одному элементу системы воспроизвести всю ее в целом, и это в огромной мере упрощает механизм закрепления навыков и знаний.

Лекция 4