Рефлекс, рефлекторная дуга и рефлекторное кольцо
Pефлекс (от лат. "рефлексус" - отражение) - реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.
Рефлексы проявляются в возникновении или прекращении какой-либо деятельности организма: в сокращении или расслаблении мышц, в секреции или прекращении секреции желез, в сужении или расширении сосудов и т. п.
Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней среды или своего внутреннего состояния и приспособляться к этим изменениям. У позвоночных животных значение рефлекторной функции центральной нервной системы настолько велико, что даже частичное выпадение ее (при оперативном удалении отдельных участков нервной системы или при заболеваниях ее) часто ведет к глубокой инвалидности и невозможности осуществлять необходимые жизненные функции без постоянного тщательного ухода.
Значение рефлекторной деятельности центральной нервной системы в полной мере было раскрыто классическими трудами И. М. Сеченова и И. П. Павлова. И. М. Сеченов еще в 1862 г. в своем составившем эпоху труде "Рефлексы головного мозга" утверждал: "Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы".
Виды рефлексов Все рефлекторные акты целостного организма разделяют на безусловные и условные рефлексы. Безусловные рефлексы передаются по наследству, они присущи каждому биологическому виду; их дуги формируются к моменту рождения и в норме сохраняются в течение всей жизни. Однако они могут изменяться под влиянием болезни. Условные рефлексы возникают при индивидуальном развитии и накоплении новых навыков. Выработка новых временных связей зависит от изменяющихся условий среды. Условные рефлексы формируются на основе безусловных и с участием высших отделов головного мозга. Рефлекторное кольцо
Рефлекторная дуга (путь рефлекса) - это нейронный цепь от периферического рецептора через ЦНС к периферического эффектора (рабочего органа).
Компонентами рефлекторной дуги является воспринимающей рецепторы, афферентный путь, «нервный« центр »(центральные нейроны), эфферентный путь и эффектор.
Рецепторы представляют собой сенсоры, воспринимающие различные изменения, что бы происходящие в организме или в окружающей среде. Различают экстеро-, проприо-и висцерорецепторы. Совокупность рецепторов, раздражение которых вызывает данный тип рефлекса, называют рецептивным полем рефлекса (рефлекторная зона). Рецепторы, одинаковые по своему строению, могут принадлежать к разным рецепторных полей. С другой стороны, в рецептивное поле определенного рефлекса могут входить и различные по строению рецепторы. Например, раздражение одних и тех же рецепторов, расположенных в различных участках кожи лягушки, может приводить к появлению различных рефлексов (изгибающего, разгибательного, потирание).
Чувствительные (центростремительной) нервы, приносящие возбуждения в ЦНС, составляют афферентный путь. Центром рефлекторной дуги являются структуры, расположенные в ЦНС, которые получают обрабатывают информацию, поступающую и передают ее на периферию. Эфферентный путь состоит из двигательных или вегетативных, волокон нервной системы. Эффекторами являются различные орган »(скелетные и гладкие мышцы, железы, сердце и т.д.). В связи с наличием обратной связи (обратной афферентации) рефлекторные дуги, собственно, «замыкаются» в кольцо, поэтому иногда употребляют термин «рефлекторное кольцо».
9. Понятия о высшей и низшей нервной деятельности. Роль Сечникова и Павлова в развитии в развитии физиологии ВНД.
Основоположником учения о ВНД является Павлов. Он различал высшую и низшую нервную деятельность.
Низшая нервная деятельность – это совокупность нейро-психологических процессов обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинкта.
Высшая нервная деятельность – то совокупность нейро-физиологических процессов обеспечивающих сознание, подсознание, обрабатывание информации и приспособленность поведения организма в окружающей среде.
Компонентами ВНД по Павлову являються безусловные и условные рефлексы.
10. Условные и безусловные рефлексы, их особенности и классификация. Правила и условия выработки условных рефлексов.
Безусловные рефлексы (Б/р) – это врожденные передающиеся по наследству рефлексы, которые реализуются в ответ на действия биологически значимых для организма (пища, раны, половые, оборонительные и т.п.)
Б/р - сохраняют целостность орган, поддерживают постоянства внутренней среды и присходит размножение. Однако при помощи Б/р органы не могут приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды.
Условные рефлексы (У/р) – рефлексы приобретенные организмом в течении жизни и образующиеся в результате сочетания Б/р и безразличного раздражителя.
У/р обеспечивают более гибкое приспособление организма к изменяющимся условиям среды.
Различия
| Б/Р | У/р |
| Врожденный | Приобретенный |
| Видовые | Индивидуальный |
| Постоянные | Непостоянные |
| Вызываются только специфическими раздражителями | Не требуется Специфического раздражителя |
| Участие коры не обязательно | Обязательно участвует кора больших полушарий |
Условия и правила выработки У/р:
1)Оптимальное состояние организма (здоровый)
2)Отсутствие утомления в ЦНС
3)Отсутствие посторонних сигналов из внешней среды, от внутренних органов
Правила
1) действие безразличного раздражителя (должно совпадать по времени с действием Б/р и это совпадение должно повторяться несколько раз)
2) Начало действия безразличного раздражителя должно предшествовать началу Б/р.
3) Возбуждение возникшее от безразличного раздражителя должно быть сильней чем от б/р. При этом условии более сильное возбуждение от Безразличного раздражителя становиться доминантным и по закону доминанта перетягивает на себя возбуждение из зоны безразличных раздражителей. Если такие условия возникают несколько раз, между двумя очагами возбуждения происходит замыкание, устанавливается временная связь. Благодаря наличию которой действие безразличного раздражителя без подкрепления безусловным вызывает 2 очага возбуждения и ответную реакцию соответствующую Б/р и ранее безразличный раздражитель становиться условным раздражителем
Вопрос. Торможение условных рефлексов. Понятие о безусловном и условном торможении. Виды безусловного торможения (внешнее и запредельное), их механизмы и биологическая значимость для организма.
Условные рефлексы могут вытормаживаться при действии посторонних раздражителей, при изменении обстановки и др. Торможение условных рефлексов обеспечивает исчезновение нецелесообразных в данных условиях существования и создает условия для образования новых условных рефлексов. При изучении торможения условных рефлексов Павлов выделил 2 основных вида:
- безусловное торможение
- условное торможение.
Безусловное торможение – врожденное торможение, его не нужно вырабатывать, может возникать сразу после действия того или иного раздражителя и вытормаживать условный рефлекс. При этом возникает новый, достаточно сильный очаг возбуждения, не связанный с данным условным рефлексом.
Биологическое значение внешнего торможения состоит в том, что организм сосредоточивает свою деятельность на наиболее важных в данный момент событиях, задерживая реакции на второстепенные.
Условное торможение вырабатывается в процессе индивидуального развития. Основным условием для его появления является нарушение подкрепления условного раздражителя безусловным (в разных формах: совсем перестаем подкреплять, как в случае угасательного торможения, или позже подкрепляем, как при запаздывательном – это в следующем вопросе рассматривается)
Биологическое значение условного торможения состоит прежде всего в том, что если условно-рефлекторные реакции на выработанные сигналы не могут обеспечить приспособительное поведение, необходимое в данной обстановке, особенно когда обстановка изменяется, то такие сигналы постепенно отменяются при сохранении тех, которые оказываются более ценными.
Отличие безусловного торможения и условного торможения в их биологической значимости и способе происхождения. Если безусловное торможение возникает сразу, как только подействовал тормозящий агент, то условное торможение надо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, и это иногда требует длительного времени. Безусловное имеет охранительное значение, условное – приспособительное значение.
Виды безусловного торможения:
- Внешнее (индукционное) торможение возникает при действии посторонних раздражителей, вызывающих ориентировочную реакцию («Что такое?»), которая и вытормаживает условный рефлекс по закону одновременной отрицательной индукции (то есть действует одновременно еще один, новый, раздражитель, который более сильный, доминантный, при этом идет переключение на этот более сильный раздражитель). Например: болевое раздражение кожи у собаки может резко затормозить пищевые условные рефлексы; пищевой рефлекс воробья, клюющего зерно во дворе, сразу затормозится оборонительным при виде подкрадывающейся кошки; желая обдумать услышанное, мы закрываем глаза, чтобы устранить внешнее торможение от зрительных сигналов.
Положительное значение внешнего торможения заключается в том, что организм переключается на новый, более важный в данный момент, вид рефлекторной деятельности.
В педагогической практике необходимо использовать индукционное торможение для переключения учащихся на более интересный вид деятельности в данной ситуации
- Запредельное торможение возникает при действии очень сильных раздражителей, сила которых за пределом работоспособности нервных клеток. Такое чрезмерное раздражение вызывает торможение в нервных клетках, которое иррадиирует по нейронам коры, вытормаживая временные связи.
Запредельное раздражение может возникать и при действии слабого раздражителя, если он длительно воздействует на организм (в качестве примера она нам говорила про засыпание под стук колес в поезде). Охранительная функция данного вида торможения в том, что оно препятствует истощению нервных клеток.
У детей развитие запредельного торможения можно наблюдать в процессе учебного дня по мере нарастания утомления и снижения умственной и физической работоспособности. Внешне это проявляется в снижении учебной активности ребенка, ослаблении замыкательной функции коры, т.е. в ухудшении научивания и запоминания. В результате этого у детей отмечается сонливость и вялость.
Этот вид легко возникает у детей особенно в условиях однообразной деятельности или под влиянием сложного нового материала, чрезмерного большого потока информации на фоне дефицита времени. Профилактика: нужна частая смена деятельности (специальные физические упражнения) и отдых
Вопрос Виды условного торможения (запаздывательное, угасательное, дифференцировочное и условный тормоз), их механизм и биологическая значимость для организма. Использование учителем знаний о механизмах торможения для оптимизации учебно-воспитательного процесса.
Виды условного торможения:
- Угасательное торможение развивается тогда, когда многократно применяется условный раздражитель без подкрепления его безусловным (временные связи ослабевают). Угасательное торможение подавляет условный рефлекс, потерявший свое биологическое значение.
Данное торможение имеет большое биологическое значение, т.к. благодаря ему организм перестает тратить энергию напрасно, реагируя на бесполезные стимулы. Это специфическое корковое торможение, оно возникает внутри дуги условного рефлекса.
Непрочные условные рефлексы восстанавливаются с трудом. Угасанием можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры на музыкальных инструментах.У детей угасание происходит гораздо медленнее, чем у взрослых. Именно поэтому трудно отучать детей от вредных привычек. Угасание лежит в основе забывания.
- Дифференцировочное торможение вырабатывается тогда, когда животному предъявляется 2 условных раздражителя, одинаковых по качеству, но разных по интенсивности, и один из них подкрепляется безусловным раздражителем, а другой – нет.
Этот вид торможения имеет больше биологическое значение, т.к. уточняет условный рефлекс, делает возможным различение положительного, подкрепляемого сигнала и других, сходных по характеристикам, но бесполезных сигналов. Благодаря этому виду торможения человек различает запахи, звуки, тона.
Чем лучше развито дифференцировочное торможение, тем лучше ребенок приспосабливается к окружающему миру. При этом большое значение имеет система воспитания, различные экскурсии, благодаря чему ребенок анализирует все раздражители и начинает различать предметы
- Условный тормоз – сначала у животного вырабатывают ряд условных рефлексов на ряд раздражителей; затем какой-либо из этих раздражителей, например А, сочетают с каким-либо индифферентным раздражителем, например К. и комплекс А+К не подкрепляют безусловным раздражителем, а отдельно раздражитель А подкрепляют. Если после этого индифферентный раздражитель К подключить к любому другому условному раздражителю, например В, который никогда с ним не сочетался, то при первом применении комплексов В+К соответствующие условные рефлексы не будут осуществляться. В данном случае К – условный тормоз.
- Запаздывательное торможение возникает в том случае, если увеличить время (до 2-3 мин) между условным и безусловным раздражителем, при этом время возникновения условного рефлекса также увеличится. Например, после выработки условного рефлекса на лампочку (слюноотделение) собака начинает выделять слюну сразу же, после включения лампочки. Если в дальнейшем кормить собаку через минуты, после включения лампочки, то скоро слюна начнет выделяться через 1 минуту, затем через 2, и, наконец, через 3 – к моменту, когда должно быть кормление. Развивающееся при этом торможение, отодвигающее время слюноотделения к моменту кормления, называется запаздывательным торможением.
Запаздывательное торможение приурочивает условную реакцию к моменту, когда она понадобится в ответ на раздражение, служащее подкреплением.
Запаздывание у детей вырабатывается с большим трудом под влиянием воспитания и тренировки. Вспомните, как нетерпеливо тянет руку первоклассник, размахивая ею, вставая из-за парты, чтобы его заметил учитель. И только к старшему школьному возрасту (да и то не всегда) мы отмечаем выдержку, умение сдерживать свои желания, силу воли.
Все виды торможения важны, имеют место в жизни. Благодаря торможению происходит лучшее приспособление, осуществляется более точный анализ и синтез раздражителей, поведение становится более целесообразным в определенных условиях.
При напряженной работе усиливается внешнее (безусловное) торможение и ослабевает внутреннее (условное), в результате чего развивается запредельное. Для исключения запредельного торможения необходимо переключить детей на другую работу. В конце урока внутреннее торможение ослабевает и ребенок легко реагирует на посторонние раздражители, в результате чего возрастает подвижность и ослабевает внимание. Чем сильнее внутреннее торможение, чем сложнее работа, тем быстрее торможение ослабевает и значительно легче растормаживаются двигательные центры. Благодаря слабости внутреннего торможения ребенок сам, без помощи взрослого, не в состоянии сдерживать двигательную активность. Для снятия умственного утомления надо проводить физические минутки, паузы и уроки физкультуры
Вопрос.
Условно-рефлекторную деятельность коры больших полушарий Павлов назвал сигнальной деятельностью мозга, так как раздражители внешней среды дают организму сигналы о том, что имеет для него значение в окружающем мире. Поступающие в мозг сигналы, которые вызываются предметами и явлениями, действующими на органы чувств (в результате чего возникают ощущения, восприятия, представления), Павлов назвал первой сигнальной системой - она имеется у человека и у животных. Но у человека произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности в процессе трудовой деятельности и социальной жизни. Эта прибавка — человеческая речь, она и является по теории Павлова второй сигнальной системой – словесной
Первая сигнальная система - это зрительные, слуховые и другие чувственные сигналы, из которых строятся образы внешнего мира. Восприятие непосредственных сигналов предметов и явлений окружающего мира и сигналов из внутренней среды организма, приходящих от зрительных, слуховых, тактильных и других рецепторов, составляет первую сигнальную систему, которая имеется у животных и человека. Эта система условно-рефлекторных связей, формирующихся в коре головного мозга животных и человека при воздействии на рецепторы раздражений, исходящих из внешней и внутренней среды - основа непосредственного отражения действительности в форме ощущений и восприятий.
Термин введён И.П.Павловым при исследовании физиологического механизма речи. По Павлову, для животного действительность сигнализируется главным образом раздражениями (и следами их в больших полушариях), которые воспринимаются непосредственно клетками зрительных, слуховых и других рецепторов организма.
Первая сигнальная система обеспечивает формы конкретно-чувственного отражения. При этом вначале в организме формируется ощущение отдельных свойств, предметов, явлений, воспринимаемых соответствующими рецепторными образованиями. На следующем этапе нервные механизмы ощущений усложняются, на их основе возникают другие, более сложные формы отражения — восприятия. И только с возникновением и развитием второй сигнальной системы появляется возможность осуществления абстрактной формы отражения — образование понятий, представлений.
В результате трудовой деятельности, общественных и семейных отношений у человека развилась новая форма передачи информации. Человек стал воспринимать словесную информацию через понимание значения слов, произносимых им самим или окружающими, видимых – написанных или напечатанных. Это привело к появлению второй сигнальной системы, свойственной исключительно человеку. Она значительно расширила и качественно изменила высшую нервную деятельность человека, так как внесла новый принцип в работу больших полушарий головного мозга (взаимосвязь коры с подкорковыми образованиями) - словесная, в которой слово в качестве условного раздражителя, знака, не имеющего реального физического содержания, но являющегося символом предметов и явлений материального мира, становится сильным стимулом. Эта система сигнализации состоит в восприятии слов - слышимых, произносимых (вслух или про себя) и видимых (при чтении и письме.С помощью слова осуществляется переход от чувственного образа первой сигнально
Вторая сигнальная система - это человеческое мышление, которое всегда словесно.Путем весьма длительного повторения образовались временные связи между определенными сигналами (слышимые звуки и видимые знаки) и движениями губ, языка, мышц гортани, с одной стороны, и с реальными раздражителями или представлениями о них - с другой. Так, на базе первой сигнальной системы возникла вторая. Чтобы вторая сигнальная система начала функционировать, требуется общение ребенка с другими людьми и приобретение навыков устной и письменной речи, на что уходит ряд лет. Если ребенок рождается глухим или теряет слух до того, как он начал говорить, то заложенная у него возможность устной речи не используется и ребенок остается немым, хотя звуки он произносить может. Точно так же, если человека не обучать чтению и письму, то он навсегда останется неграмотным. Все это свидетельствует о решающем влиянии окружающей среды для развития второй сигнальной системы. Последняя связана с деятельностью всей коры мозга, однако некоторые области ее играют особенную роль в осуществлении речи. Эти области коры являются ядрами анализаторов речи.
Особенности выработки второй сигнальной системы. Деятельность второй сигнальной системы обеспечивается функцией двигательного, слухового и зрительного анализаторов и лобных отделов мозга. Регуляция речи связана с пусковой и регуляторной ролью коры, которая получает афферентные импульсы от рецепторов мышц, сухожилий и связок голосового аппарата и дыхательных мышц. Кортикальное ядро речедвигательного анализатора находится в области второй и третьей лобных извилин – речедвигательный центр Брока. Восприятие речи происходит с помощью речедвигательного и речеслухового анализаторов (центр Вернике).
Для декодирования речи, воспринимаемой в акустической форме, важнейшим условием является удержание в речевой памяти всех ее элементов, а в оптической форме - участие сложных поисковых движений глаз. Процессы декодирования речи осуществляются височно-теменно-затылочными отделами левого полушария (у правшей). При поражении этих отделов коры происходит нарушение понимания логико-грамматических конструкций и счетных операций.
Вторая сигнальная система допускает неоднозначные отношения между явлением, предметом и его обозначением (словом), что позволило человеку действовать разумно в условиях вероятностного событийного окружения (информационной неопределенности). Это во многом способствовало развитию способностей к интуитивному мышлению. Возникла принципиально новая форма мыслительной деятельности - построение умозаключений на основе использования многозначной (вероятностной) логики. Постоянное использование языка привело к тому, что человеческий мозг, как правило, оперирует неточными понятиями, качественными оценками легче, чем количественными категориями, числами.