Основные исторические вехи развития взглядов на высшую нервную деятельность человека и животных и методов ее исследования

Научные сведения о рефлекторном принципе деятельности ЦНСнакапливались примерно 250 лет. Выделяют пять этапов развития концепции рефлекса.

Первый этап — ведущие к пониманию реф­лекторного принципа деятельности ЦНС работы французского естество­испытателя и Р. Декарта, который писал, что у всех вещей и явлений существует естественнонаучное объяснение. Р. Декарт сформулировал два важных положения рефлекторной теории:

1) деятельность орга­низма при внешнем воздействии является отраженной (позднее ее стали называть рефлекторной, от лат. reflexus — «отражен­ный»);

2) ответная реакция на раздражение осуществляется через нервную систему. Это важное событие произошло в XVII в.

Второй этап — экспериментальное научное обоснование материалис­тических представлений о рефлексе (XVII—XIX вв.). Было установлено, что рефлекторная реакция может происходить на одном метамере лягушки (сегмент спинного мозга, свя­занный с определенным участком тела). Важный вклад в развитие представле­ний о рефлекторной деятельности нервной системы внес И. Про- хаска, признававший единство организма и ок­ружающей среды, а также ведущую роли нервной системы в регуляции функций организма. Он ввел термин «рефлекс», сформулировал закон силы (увеличение силы стимула увеличивает силу рефлек­торной реакции организма, стимулы имеются не только внешние, но и внутренние) и первым описал рефлек­торную дугу. В этот же период была выяснена роль задних (чувствитель­ных) и передних (двигательных) корешков спинномозговых нервов (за­кон Белла—Мажанди). Ч. Шеррингтон ввел понятия «синапс» и «интегративная деятельность нервной системы».

Третий этап — утверждение в научном мире материалистических представле­ний о психической деятельности (60-е годы XIX в). И. М. Сеченов изучал развитие детей и пришел к заключе­нию, что в основе формирования психической деятельности лежит принцип рефлекса. Он обосновал приспосо­бительную изменчивость рефлекса, открыл торможение рефлексов (центральное торможение) и суммацию возбуж­дения в ЦНС.

Четвертый этап — создание научных основ учения о высшей нервной деятельности (начало XX в.). И. П. Павлов открыл ус­ловные рефлексы и использовал их в качестве метода изуче­ния высшей нервной деятельности. Он сформулировал три принципа рефлекторной теории:

1) принцип детерминизма, или принцип причинности утверждает причинную обусловленность каждой рефлекторной реакции;

2) принцип структурности гласит, что каждая рефлекторная реакция осу­ществляется с помощью определенных структур, и чем больше структурных элементов участвует в осуществлении этой реакции, тем она совершеннее.

3) принцип единства процессов анализа и синтеза гласит, что нервная система анализирует с помощью рецепторов все действующие раздражители и формирует целостную ответную реакцию — синтез (анализ и синтез происходит в мозге постоянно).

В результате организм получает и фильтрует информацию, перерабатывает ее, фиксирует в памяти и формирует ответные действия в соответствии с обстоятельствами и потребностями.

Пятый этап — разработка учения о функциональных системах П. К. Анохиным в середине XX в. По П.К. Анохину, функциональная система — динамическая совокупность различных органов и тканей, форми­рующаяся для достижения полезного приспособительного ре­зультата. Полезным результатом является поддержание гомеостаза с помощью регуляции функций внутренних органов и поведенческой соматической регуляции. У человека полезным результатом может быть и удовлетворе­ние какой-либо социальной потребности – например, достижение успехов в труде.

Долгий путь развития прошла концепция нервизма. Нервизм— концепция, признающая ведущую роль нервной системы в регуляции функций всех органов и тканей организма. Начало создания этой концеп­ции положил Р.Декарт (1596—1650) со своей идеей о рефлекторном принципе деятельности нервной системы. Позднее Ф. Гоф­ман (1660—1742) сформулировал гипотезу о влиянии нервов на все перемены в здоровом и больном состоянии организма. Еще позднее У. Кул­лен (1710—1790) отметил, что все процессы в здоровом и больном организме регулируются так называемым «нервным принципом», который осуществляет действие через головной мозг при помощи нервов. Большой вклад в развитие концепции нервизма внесли отечественные ученые И. М. Се­ченов (1829— 1905) и С.П. Боткин (1832— 1889). По С. П. Боткину, организм — целостная система, деятельность которой направляется и регулируется нервной системой. Он рас­сматривал различные заболевания как следствие нарушения этой регуляции.

Огромную роль в развитии концепции физиологического нервизма сыграли исследования И. П. Павлова (1849— 1936). Он обос­новал трофическое влияние нервной системы на органы и ткани, создал рефлекторную те­орию, экспериментально доказал ведущую роль нервной системы в регуляции секре­ции желез желудочно-кишечного тракта, открыл условные реф­лексы и разработал основы учения о высшей нерв­ной деятельности.

Нервный центр — совокупность нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС, достаточных для адаптивной регуляции функции какого-либо органа в соответствии с потребностями организма. Так, нейроны дыхательного центра располагаются и в спинном мозге, в продолговатом мозге, в мосту. При этом среди нескольких групп клеток на различных уровнях ЦНС имеется главная часть центра. В дыхательном центре она находится в продолговатом мозге и включает инспираторные и экспираторные нейроны, отвечающие за вдох и выдох соответственно.

Помимо нервной регу­ляции в организме существуют гуморальный и миогенный меха­низмы регуляции. Гуморальный механизм регуляции функций осуществляется с помощью гормонов, медиаторов, метаболитов и тканевых гормонов.

Практически одновременно с развитием понятия о рефлексе формировались научные представления о высшей нервной деятельности (ВНД). Начало этому положил Ч. Дарвин (1809—1882), внедривший психофизические методы изу­чения психических явлений и этим способствовавший развитию зоопсихо­логии. Эволюционное учение Дарвина (общебиологический закон непрерывности эволюционного процесса видообразования) соз­дало научные предпосылки для сравнительного изучения поведения животных и человека. По Ч. Дарвину, в борьбе за существование выживают только те инди­виды, чьи отклонения в признаках или свойствах дают им адаптационные преимущества. Он сравнил ин­стинкты человека и животных и дока­зал, что у них общие биологические основы поведения. Ч. Дарвин разделил ответные реакции организма на врожденные и приобретенные. До него эту идею уже высказал Гален во II в. н.э. Ин­стинкты — врожденные формы поведения, но на них уже в начале индивидуального развития «нанизывается» приобретенный инди­видуальный опыт.

Экспериментальной предпосылкой для создания учения оВНД сталиработы по полному или частичному удалению коры полушарий у подопыт­ныхживотных. В последующем проводились наблюдения за изменениями в их поведении(Ж.Б. Буйо, 1830; П.Флуранс, 1842; JI. Гольц, 1881).

Jl. Гольц в 1881 г. полностью удалил у собаки большие полушария головного мозга и наблюдал за поведением животного 1,5 года. Животное утратило все навыки, при­обретенные после рождения. В результате оно не могло адаптироваться к окружающей среде. За этой собакой осуществлялся специальным уходом — как за новорожденным щенком.

Выдающуюся роль в развитии науки о головном мозге сыграл И. М. Се­ченов(1829—1905). На основе ряда экспериментов и наблюдений он пришел к выводу, что живой организм – единое целое, неразрывно связанное с окружающей средой. Результаты своих исследований он изложил в 1863 г. в книге «Реф­лексы головного мозга». И.М.Сеченов первым в истории естествознания высказал мысль о том, что сознание представляет собой лишь отражение реаль­ной действительности. При этом познание окружающей среды возможно лишь с помощью органов чувств, продукты которых и есть первоначальный источник психической деятель­ности. Наблюдая за поведением и формировани­ем сознания ребенка, он показал, как врожденные рефлексы с возрастом усложняются, образуют многочисленные связи друг с другом и определяют всю сложность поведения.

Основоположником учения о ВНД является великий русский физиолог И.П.Павлов(1849 — 1936), представивший мозговую деятельность в единстве ее элементов и целостной модели ВНД, основанной на условно-рефлекторном принципе. И.П. Павлов начал свой путь ученого с изучения физиологии кровообращения и пищеварения. За исследования в этой области в 1904 г. ему присудили Нобелевскую премию. В то время им уже были сформулированы фундаментальные неврологические положения:

1) организм – единая целостность, объединяющая его органы во взаимосвязанном функционировании;

2) организм находится в неразрывной взаимосвязи с внешней средой;

3) организмом управляет нервная система, обеспечивая его целостность и функционирование каждого из его органов и всех вместе (принцип нервизма).

Время переключения И. П. Павлова на физиологические исследования ВНД связыва­ют с датой рождения метода условных рефлексов (1901). Наблюдая за каплями условно-рефлектор­ного слюноотделения, он разглядел и создал учение о психических функци­ях головного мозга.

Согласно учению И. П. Павлова, различают высшую и низшую нервную деятельность. Низшая нервная деятельность — совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстин­ктов. Инстинкт это врожденная, запрограммиро­ванная форма адаптивного поведения, побуждаемая био­логическими потребностями организма и специфическими раз­дражителями внешней среды.

Термин «высшая нервная деятельность» И. П. Павлов предло­жил использовать вместо термина «психическая деятельность». Это способствовало изучению психической деятельности с помо­щью объективного метода, т.е. условных рефлексов. В настоящее время накопилось множество научных фак­тов, свидетельствующих о том, что понятия «психическая дея­тельность» и «высшая нервная деятельность» нетождественны.

По И.П. Павлову, высшая нервная деятельность — условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных — конечного мозга), обеспечивающих поведение, т.е. адекватные и наиболее совершенные от­ношения организма к внешнему миру. В то же время переработка полученной информации в период бодрствова­ния, а также во сне — тоже высшая нервная деятельность, хотя поведение как деятельность организма в окружающей среде при этом отсутствует. До настоящего времени единого определения поня­тия высшей нервной деятельности не сложилось.

Имеются противоречия и в определении понятий «сознание», «психика», «мышление». Встречаются различ­ные определения одного и того же понятия или оди­наковые определения разных понятий.

В.М. Смирнов приводит следующие определения ВНД и психической деятельности.

Высшая нервная деятельность – совокупность ней­рофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, под­сознательное усвоение информации и обучение в онтогенезе всем видам деятельности, в том числе целенаправленному поведению организма в окружающей среде и обществе. В.М. Смирнов приводит следующие определения ВНД и психической деятельности.

Психическая деятельность –идеальная, субъективно осо­знаваемая деятельность организма, осуществляемая с помощью нейрофизиологических процессов, Как видно из этих определе­ний, психическая деятельность осуществляется с помощью ВНД. Психическая деятельность про­текает осознанно, независимо от того, сопровождается она физи­ческой работой или нет. Высшая нервная деятельность может про­текать осознанно и подсознательно. И. П. Павлов высказывал мнение, что сон является разлитым торможением в коре большого мозга. Теперь уже хорошо известно, что сон – особая активность мозга, т.е. одна из форм ВНД. Во время сна протекает и низшая нервная дея­тельность. Сон – циркадионный биоритм пониженной актив­ности мозга, при которой выключены сознание и механизмы под­держания естественной позы, снижена чувствительность сенсор­ных систем. Примером неосознаваемой ВНД является переработка поступившей ранее информа­ции, когда человек уже переключился на другую деятельность (про­цесс запоминания). Психикой называют свойство мозга осуществлять психическую деятельность. Сознаниеэто идеальное, субъективное отражение с мозгом реальной действительности. Сознание отражает реаль­ную действительность в различных формах психической деятель­ности человека. К таким формам психической деятельности относятся: ощущение, восприятие, мышление, представление, внимание, чувства (эмоции) и воля.

Один из основоположников бихевиоризма американский психо­лог Э.Торндайк (1874–1949) изучал поведение различных жи­вотных. Животное помещалось в ящик и мог­ло выйти из него, только выучившись самостоятельно открывать дверь. Торндайк сформулировал три глав­ных закона обучения: пользы, эффекта и упражнения: полезные действия животного в силу их связи с приятным чувством закрепляются, а вредные, вызывающие неприятные чувства, исчезают. Чем чаще организм упражняется в полезных действиях, тем они прочнее.