Основні принципи діяльності нервової системи людини

У процесі праці і життєдіяльності організм людини реагує на різ­номанітні сигнали, що надходять із зовнішнього та внутрішнього середовища, як єдине ціле. Це досягається завдяки тому, що регу­лює і спрямовує всю роботу організму центральна нервова система.

Основні принципи діяльності нервової системи такі:

• принцип детермінізму — всі реакції організму мають свою причину, тобто зумовлюються дією подразників;

• принцип аналізу і синтезу — вся діяльність організму здійсню­ється на основі аналізу і синтезу сигналів, які діють на нього;

• принцип структурності — кожний нервовий процес відбуває­ться в певних відділах мозку;

• принцип системності — різноманітні функції організму об'єд­нуються для злагодженої взаємодії.

Основу діяльності нервової системи, її елементарний акт стано­вить рефлекс. Рефлекс — це реакція організму у відповідь на по­дразники зовнішнього або внутрішнього середовища, яка відбува­ється з обов'язковою участю центральної нервової системи. Рефлекс виявляється у виникненні або припиненні якоїсь діяльності.

Шлях, яким за допомогою основних фізіологічних процесів здій­снюється рефлекс, називається рефлекторною дугою. Рефлекторна дуга складається з таких ланок:

• рецептора, який сприймає подразнення;

• аферентного нервового волокна, по якому передається збуд­ження від рецептора в центральну нервову систему;

• вставних нейронів і синапсів, які передають збудження від аферентних до ефекторних нейронів;

• еферентних нервових волокон, по яких передається збудження до робочих органів;

• ефектора, або робочого органа.

Для здіснення рефлексу, або керування однією з функцій організ­му, група нейронів, розміщених в різних відділах центральної нер­вової системи, утворює нервовий центр. Нервовий центр — це функціональне об'єднання, в якому є головна частина (скупчення нейронів), без якої конкретна функція нездійсненна.

Властивості нервового центра такі:

• одностороннє проведення збудження від аферентного нейрона до еферентного;

• сповільнення проведення збудження в синапсах;

• кумуляція збуджень — кілька слабких подразнень, кожне з яких не викликає жодного рефлексу, діючи одночасно на різні групи рецепторів або надходячи один за одним від одного й того самого рецептора, викликають рефлекс;

• післядія — продовження рефлекторної реакції після припи­нення подразнення рецептора;

• трансформація ритму — здатність змінювати частоту імпульсів;

• втомлюваність — зменшення або припинення рефлекторної реакції в разі тривалої дії подразника;

• фонова активність, яку створюють вставні нейрони та ретику­лярна формація.

Принципи рефлекторної діяльності такі:

• принцип зворотного зв'язку. Під час здійснення рефлексу від робочих органів надходять сигнали до центральної нервової системи відносно ефективності реакції. Це явище названо зво­ротним зв'язком, а система сигналів — зворотною аферента­цією. Сукупність нервових шляхів — рефлекторної дуги та шляхів отримання зворотної інформації про ефективність від­повідної реакції — утворює рефлекторне кільце;

• принцип загального кінцевого шляху. Кількісне переважання аферентних нейронів над еферентними є причиною того, що останні є загальним кінцевим шляхом для багатьох рефлексів від центральної нервової системи до робочих органів. Обме­жений вихід на периферію є механізмом, завдяки якому орга­нізм відповідає рефлекторною реакцією лише на найважливіші подразники;

• принцип домінанти — в кожний момент переважає певний ре­флекс.

Існують безумовні та умовні рефлекси. Безумовні рефлекси є вродженими і передаються спадкове. Вони характеризуються сте­реотипною формою прояву і забезпечують пристосування організму до постійних умов. Безумовні рефлекси поділяються на прості і складні. До простих належать зіничний, сухожильний, кашлевий і т. ін.; а до складних — харчовий, захисний, дослідницький, орієнту­вальний тощо. Складні безумовні рефлекси становлять основу жит­тєдіяльності організму.

Безумовні рефлекси виникають лише у відповідь на адекватні подразники і мають специфічне рецепторне поле. Центральна ланка рефлекторної дуги безумовного рефлексу знаходиться нижче від кори великих півкуль головного мозку. Це означає, що безумовні рефлекси є результатом діяльності підкоркових утворень і нижніх відділів центральної нервової системи.

Функції підкоркових і нижніх відділів центральної нервової сис­теми, які забезпечують прості стосунки організму із зовнішнім се­редовищем та злагоджену діяльність внутрішніх органів, становлять нижчу нервову діяльність.

Умовний рефлекс — це реакція організму, яка засвоюється за пев­них умов у процесі індивідуального розвитку. Біологічна роль умов­них рефлексів полягає в розширенні діапазону пристосовних мож­ливостей організму. Умовні рефлекси набуваються, змінюються за­лежно від умов, згасають, якщо потреби в них немає, виконують сиг­нальну (попереджувальну) функцію.

Утворення умовних рефлексів є функцією кори головного мозку, а умовний рефлекс — одиницею вищої нервової діяльності. Вища нер­вова діяльність — це об'єднана діяльність кори великих півкуль, під­коркових утворень і нижніх відділів центральної нервової системи, яка забезпечує складні стосунки організму із зовнішнім середовищем.

Утворення умовних рефлексів полягає у встановленні функціо­нального зв'язку в корі головного мозку між нервовими центрами умовного та безумовного подразників. Діяльність кори з утворення нових зв'язків виявляється в аналізі і синтезі. Корковий аналіз — це виокремлення інформації, яка закономірно збігається з іншими сиг­налами або діями організму. Корковий синтез — замикання зв'язку між центрами, які відповідають за сприймання різних сигналів або за різні дії організму.

Утворення умовних рефлексів можливе:

• за наявності двох подразників — безумовного та індиферент­ного, який має стати умовним;

• коли дія умовного подразника починається раніш, ніж безумов­ного;

• за оптимальної сили подразників;

• за достатнього рівня збудливості кори;

• за багаторазового повторення поєднаної дії подразників.

Утворення умовного рефлексу в корі головного мозку супрово­джується встановленням функціонального зв'язку між центрами збудження безумовного та умовного подразників. Незважаючи на те, що центральна ланка безумовного рефлексу міститься нижче від кори, збудження безумовного рефлексу поширюється в кору голов­ного мозку, у своє коркове представництво.

Корковим представництвом називається сукупність корко­вих нейронів, які збуджуються під час стимулювання безумовно­го рефлексу. Воно є тим анатомічним мостом, за допомогою якого здійснюється вища нервова діяльність. Основу функціональної вза­ємодії кори та підкоркових утворень становлять нервові шляхи, які з'єднують коркове представництво з центральною ланкою рефлек­торної дуги безумовного рефлексу.

Між корковим представництвом безумовного рефлексу і цент­ральною ланкою умовного рефлексу, яка міститься в корі, виникає функціональний зв'язок, названий тимчасовим. Цей тимчасовий зв'язок є центральною ланкою дуги умовного рефлексу. Розрізняють рухові і вегетативні (серцеві, дихальні) умовні рефлекси. Умов­ні рефлекси можуть формуватися також на основі раніше набутих умовних рефлексів. Вони називаються умовними рефлексами вищо­го порядку і становлять фізіологічну основу навчання, формування трудових навичок і умінь.

У вищій нервовій діяльності підкоркові та нижні відділи цент­ральної нервової системи виконують важливі функції.

По-перше, для кори великих півкуль вони є джерелом інформації щодо змін у зовнішньому та внутрішньому середовищах. Рецептори організму не мають прямого зв'язку з корковими клітинами. Нерво­ві імпульси, виникнувши в рецепторах, спочатку надходять до під­коркових утворень, зазнають там фізіологічної переробки і лише пі­сля цього поширюються у відповідне коркове представництво.

По-друге, безумовні рефлекси створюють у мозку специфічну збудливість, тобто підвищену вибіркову чутливість клітин кори що­до тих чи інших безумовних подразників. Підкоркові утворення і нижні відділи центральної нервової системи створюють і підтриму­ють високий рівень загальної збудливості кори головного мозку. Під загальною збудливістю кори розуміють тонус, напруження про­цесу збудження в коркових клітинах. Вона залежить від нервових імпульсів, які циркулюють між корковими клітинами, а також між корою і підкорковими утвореннями. Основну роль у підтриманні за­гальної збудливості кори на високому рівні відіграє ретикулярна формація.

По-третє, підкоркові утворення і нижні відділи центральної нервової системи є виконавчим відділом у творчій діяльності кори великих півкуль. Кора головного мозку не має прямих шляхів, які з'єднували б її з виконавчими органами, тому роль проміжної ланки між ними виконують підкоркові і нижні відділи мозку.

Вища нервова діяльність людини базується на двох сигнальних системах.

Перша сигнальна система — це діяльність великих півкуль го­ловного мозку, за допомогою якої формуються і здійснюються умовні рефлекси на реальні матеріальні подразники.

Друга сигнальна система — це діяльність великих півкуль мозку людини, яка забезпечує формування й здійснення умовних рефлек­сів на словесні сигнали.

Анатомічною основою першої сигнальної системи є аналізатори, які нервовими шляхами пов'язані з органами чуттів.

Аналізатор — сукупність нервових клітин, які сприймають і переробляють інформацію із зовнішнього та внутрішнього сере­довища організму.

Аналізатор складається з трьох відділів; периферійного, провідни­кового і центрального. Периферійний відділ утворюють рецептори, функцією яких є сприймання подразнень, первинний їх аналіз і пере­творення на процес збудження. Провідникова ланка представлена аферентними нервами, які передають збудження. Центральним від­ділом є клітини кори головного мозку, де відбувається вищий аналіз збуджень і виникають відчуття. Подразниками, які безпосередньо сприймаються органами чуттів, є реальні предмети, явища і зв'язки між ними.

Анатомічною основою другої сигнальної системи є мовно-рухо­вий аналізатор, тісно пов'язаний із зоровим і слуховим аналізатора­ми. Джерелом подразнень є слова. Слова — це абстракції реально існуючих предметів, явищ і подій. У словах та словосполученнях фіксуються зв'язки між предметами і явищами. Тому слова є сигна­лами сигналів, або сигналами другого ступеня. Встановлення зв'яз­ку між словесними сигналами і реальними подразниками відбуває­ться за законами утворення умовних рефлексів. Обидві сигнальні системи постійно взаємодіють і підпорядковуються загальним фізіо­логічним законам і механізмам.

Водночас друга сигнальна система має істотні відмінності. У другосигнальній діяльності реалізується принцип моделювання дійсності за допомогою мови, а умовні рефлекси можуть фор­муватися без підкріплення безумовним сигналом, що є основою засвоєння знань. Фізіологічними засобами моделюються в моз­ку предмети і явища навколишнього середовища, дії та їх ре­зультат, встановлюються зв'язки і відносини між ними у вигляді понять, суджень, закономірностей, формул тощо. За допомогою цих моделей, тобто сигналів другого ступеня, людина має без­межні можливості для пізнання, творчої діяльності і прогнозу­вання.

Мова підвищила здатність мозку відображати дійсність, забезпе­чила вищі форми аналізу й синтезу, абстрактне мислення, створила можливості для спілкування, нагромадження, використання і пере­дачі життєвого досвіду, досягнень культури і мистецтва від поко­ління до покоління.

Центральна нервова система виконує рефлекторну, інтегративну та координаційну функції. Рефлекторна функція пов'язана з участю центральної нервової системи в реакціях організму на подразники. Виконуючи інтегративну функцію, центральна нервова система за­безпечує злагоджену взаємодію всіх органів і систем організму, під­тримання його стійкого внутрішнього стану. Підпорядкування бага­тьох рефлексів одному, який має в даний момент найважливіше значення для організму, здійснюється завдяки координаційній функ­ції центральної нервової системи. Всі ці функції реалізуються в кожній конкретній реакції організму, забезпечуючи найбільш адек­ватний пристосовний ефект.