Высшая нервная деятельность

Высшая нервная деятельность

 

Высшая нервная деятельность - сложная форма жизнедеятельности, обеспечивающая индивидуальное поведенческое приспособление человека и высших животных к изменяющимся условиям окружающей среды.

Понятие "высшая нервная деятельность" введено великим русским физиологом И.П. Павловым в связи с открытием условного рефлекса как новой, не известной до этого формы нервной деятельности. И.П. Павлов противопоставил высшую нервную деятельность низшей нервной деятельности, направленной в основном на поддержание гомеостаза организма в процессе его жизнедеятельности. На основе разработанного им метода условных рефлексов он показал пути и возможности экспериментального изучения функций коры больших полушарий, играющих ключевую роль в сложных процессах психической деятельности.

При этом нервные элементы, осуществляющие взаимодействие внутри организма, объединены нервными связями уже к моменту рождения. И, наоборот, нервные связи, обеспечивающие ВНД, реализуются лишь в процессе жизнедеятельности организма в форме жизненного опыта. Поэтому низшую нервную деятельность можно определить как врожденную форму, а высшую нервную деятельность - как приобретаемую в индивидуальной жизни человека или животного.

Рефлексы

 

Рефлексы — ответные реакции организма на изменения в окружающей или внутренней средах; проявляются возникновением или прекращением какой-либо деятельности организма, сокращением пли расслаблением мышц, сужением или расширением сосудов и т.д. Рефлексы, или рефлекторные акты, свойственны только организмам, имеющим нервную систему.

 Рефлекс – реакция приспособительная, она всегда направлена на восстановление равновесия, нарушенного меняющимися условиями среды. Характер рефлекторного ответа зависит от двух особенностей раздражения: силы стимула и места, на которое он действует. Рефлекторные ответы стереотипны: повторное действие одного и того же раздражителя на один и тот же участок тела сопровождается одним и тем же ответом.

Рефлекторная дуга или рефлекторный путь представляет собой совокупность образований, необходимых для осуществления рефлекса. В нее входит цепь соединенных посредством синапсов нейронов, которая передает нервные импульсы от возбужденных стимулом чувствительных окончаний к мышцам или секреторным железам.

В рефлекторной дуге различают следующие компоненты:

1.Рецепторы-высокоспециализированные  образования, способные воспринять  энергию раздражителя и трансформировать  ее в нервные импульсы.

Все рецепторы можно подразделить на внешние или экстерорецепторы( зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные, осязательные) и внутренние или интерорецепторы( рецепторы внутренних органов), среди которых полезно выделить проприорецепторы, находящиеся в мышцах, сухожилиях и суставных сумках.

2.Сенсорные ( афферентные, центростремительные ) нейроны, проводящие  нервные импульсы от своих  дендритов в центральную нервную  систему. В спинной мозг сенсорные  волокна входят в составе задних  корешков.

3.Интернейроны ( вставочные, контактные) находятся в центральной  нервной системе, получают информацию  от сенсорных нейронов, перерабатывают  ее и передают эфферентным  нейронам. В спинном мозгу тела  вставочных нейронов находятся преимущественно в задних рогах и промежуточной области.

4.Эфферентные ( центробежные) нейроны получают информацию  от интернейронов ( в исключительных случаях от сенсорных нейронов) и передают рабочим органам.Тела эфферентных нейронов расположены в центральной нервной системе, а их аксоны выходят из спинного мозга в составе передних корешков и относятся уже к периферической нервной системе: они направляются либо к мышцам, либо к внешнесекреторным железам. Управляющие скелетными мышцами двигательные нейроны спинного мозга (мотонейроны) находятся в передних рогах, а вегетативные нейроны- в боковых рогах . Для обеспкчения соматических рефлексов достаточно одного эфферентного нейрона, а для осуществления вегетативных рефлексов необходимо два: один из них располагается в центральной нервной системе, а тело другого находится в вегетативном ганглии.

5.Рабочие органы  или эффекторы представляют собой  либо мышцы, либо железы, поэтому  рефлекторные ответы в конечном  счете сводятся или к мышечным  сокращениям (скелетных мышц, гладких  мышц сосудов и внутренних  органов, сердечной мышцы), или к  выделению секретов желез (пищеварительных, потовых, бронхиальных, но не желез  внутренней секреции).

Благодаря химическим синапсам возбуждение по рефлекторной дуге распространяется только в одном направлении: от рецепторов к эффектору. В зависимости от количества синапсов различают полисинаптические рефлекторные дуги, в состав которых входит не менее трех нейронов (афферентный, интернейрон , эфферентный), и моносинаптические, состоящие лишь из афферентного и эфферентного нейронов. У человека моносинаптические дуги обеспечивают воспроизведение только рефлексов растяжения, регулирующих длину мышц, а все остальные рефлексы осуществляются с помощью полисинаптических рефлекторных дуг.

 

Механизм рефлекторного действия (по современным представлениям):

1 — спинной  мозг (поперечная плоскость); 2 —  мышца; 3 — кожный покров; 4 — кожный  рецептор; 5 — мышечный рецептор (мышечное веретено); 6, 7 — афферентные  проводники; 8 — афферентные нейроны (клетки): 9 — мотонейрон (двигательная клетка); 10 — промежуточные нейроны (интернейроны); 11 — двигательный проводник; 12 — нервно-мышечный синапс.

 

По локализации рецепторов, воспринимающих действие раздражителя, различают экстероцептивные, интероцептивные и проприоцептивные; по расположению центров – спинномозговые или спинальные, бульбарные ( с центральным звеном в продолговатом мозгу), мезенцефальные, диэнцефальные, мозжечковые, корковые. По различным эфферентным звеньям можно различать соматические и вегетативные рефлексы, а по эффекторным изменениям - мигательные, глотательные, кашлевые, рвотные, и т. д. В зависимости от характера влияния на деятельность эффектора можно говорить о возбуждающих и тормозных рефлексах. В зависимости от того, в каком регионе головного мозга происходит переключение возбуждения с афферентных сенсорных путей на эфферентные , можно различать рефлексы продолговатого, среднего мозга, мозжечка и т. д.

 В зависимости от происхождения все рефлексы можно подразделить на врожденные или безусловные и приобретенные или условные. В соответствии с их биологической ролью можно выделить защитные или оборонительные рефлексы, пищевые, половые, ориентировочные и т. д.

Всю совокупность безусловных и образованных на их основе условных рефлексов принято по их функциональному значению делить на ряд групп.

1. По рецепторному признаку

1. Экстерорецептивные

• зрительные
• обонятельные
• вкусовые и т. п.

 

2. Интерорецептивные - рефлексы, в которых условным раздражителем является раздражение рецепторов внутренних органов изменением химического состава, температуры внутренних органов, давления в полых органах и сосудах

 

2. По эффекторному признаку, т.е. по тем эффекторам, котрые отвечают на раздражение.

1. Вегетативные

• пищевые
• сердечно-сосудистые
• дыхательные и т.п.

2. Сомато-двигательные - проявляющиеся в движениях всего организма или отдельных его частей на действие раздражителя

• оборонительный

3. По биологическому значению

1. Пищевые

• рефлекторный акт глотания
• рефлекторный акт жевания
• рефлекторный акт сосания
• рефлекторный акт слюноотделения
• рефлекторный акт секреции желудочного и поджелудочного сока и т.д.

2. Оборонительные - реакции устранения от повреждающих и болевых раздражений
3. Половые - рефлексы, связанные с осуществлением полового акта; в эту же группу можно отнести и так называемые родительские рефлексы, связанные с выкармливанием и выхаживанием потомства
4. Стато-кинетические и локомоторные - рефлекторные реакции поддержания определенного положения и передвижения тела в пространстве
5. Рефлексы сохранения гомеостаза

• рефлекс терморегуляции
• дыхательный рефлекс
• сердечный рефлекс
• сосудистые рефлексы, способствующие сохранению постоянства АД и др.

6. Ориентировочный рефлекс - рефлекс на новизну. Он возникает в ответ на любое достаточно быстро происходящее колебание окружающей среды и выражается внешне в настораживании, прислушивании к новому звуку, обнюхивании, повороте глаз и головы, а иногда и всего тела в сторону появившегося светового раздражителя и т.п. Осуществление этого рефлекса обеспечивает лучшее восприятие действующего агента и имеет важное приспособительное значение.

 

Безусловные рефлексы

Низшая нервная деятельность получила название безусловно рефлекторной, а ее отдельные реакции называют безусловными рефлексами. Живой организм появляется на свет с набором врожденных рефлексов. Например, у новорожденного сосательные движения возникают в тот момент, когда что-то коснется его рта, будь то грудь матери, соска-пустышка или палец. Врожденные рефлексы отличаются большим постоянством: в ответ на одно и тоже раздражение независимо от остальных условий происходит строго определенная реакция. И.П.Павлов назвал такие рефлексы безусловными. С течением времени на базе безусловных рефлексов строится более сложное поведение: сосательные движения, например, возникают уже только на подкрепляемые пищей раздражения. Ребенок привыкает к определенным часам кормления, и соответствующая количеству и характеру пищи слюна начинает выделяться уже не только после, но и до попадания пищи в рот. Каждый знает, что у взрослого человека слюноотделение может возникать уже при одном только виде или запахе пищи. Достаточно увидеть кусок лимона или даже мысленно представить себе как его режут, и во рту появляется обильная слюна. Такого рода рефлексы приобретаются в процессе индивидуального опыта каждого отдельного животного или человека, они полностью зависят от специфических для каждого условий существования. Эти рефлексы И.П. Павлов назвал условными. С изменениями в окружающей среде рефлексы также изменяются. Именно благодаря условным рефлексам организм способен быстро перестраивать свое поведение

Безусловные рефлексы, сформировавшиеся за миллионы лет эволюции, одинаковы для всех представителей данного вида животного и мало зависят от сиюминутных условий существования конкретного организма.

Безусловные рефлексы позволяют решать важнейшие биологические задачи надежными, проверенными веками способами и решать успешно при условии, что факторы окружающей среды остаются в общем такими же, как и миллионы лет назад. При резком же изменении этих условий безусловный рефлекс становится плохим помощником. Например, для ежей характерен оборонительный безусловный рефлекс: свернуться в клубок и выставить колючки. На протяжении многих тысячелетий он их выручал, но во второй половине 20 в., по мнению зоологов, этот рефлекс поставил их на грань вымирания, т. к. ежи, выходящие ночью на долго сохраняющие тепло автодороги, чтобы погреться, при приближении автомобиля не убегают, а пытаются защищаться как встарь теми же колючками и, конечно, гибнут под колесами.

Значит, попытка приспособиться к резко изменившимся условиям с помощью безусловно рефлекторного поведения может привести организм к гибели. Более того, поскольку у всех представителей данного биологического вида безусловные рефлексы одинаковы, при резкой перемене климата или других факторов может гибнуть не один организм, а множество особей. У одноклеточных организмов, червей, моллюсков и членистоногих, например, гибель большого числа особей восполняется огромной скоростью размножения.

Совсем иначе приспосабливаются к изменившимся условиям высшие животные и человек. У этих видов на основе низшей нервной деятельности сформировались новые механизмы приспособления — высшая нервная деятельность. С ее помощью живые организмы приобрели способность реагировать не только на непосредственное действие биологически значимых агентов (пищевых, половых, оборонительных), но и на их отдаленные признаки, выявляя из хаоса окружающей среды связи во времени между биологически важным явлением и закономерно предшествующими ему событиями.

Условные рефлексы

Условный рефлекс — явление чрезвычайно сложное. Вырабатывается он на базе безусловных рефлексов. Для образования его необходимо сочетание во времени какого-либо изменения в окружающей среде (или во внутреннем состоянии организма), воспринятого животным, с осуществлением какого-либо безусловного рефлекса. Только при этом условии само это изменение может стать раздражителем, вызывающим условный рефлекс. Такой раздражитель называют условным или сигналом.

Например, стук миски, из которой кормили собаку, вызывает выделение слюны только в том случае, когда эти звуки совпадали с едой, т.е.первоначально нейтральные раздражители (звуки) подкреплялись кормлением — безусловным раздражением. Такова классическая схема образования условного рефлекса. Однако наблюдения показывают, что для этого требуется еще ряд условий. Например, накормленная собака не будет реагировать на условный раздражитель. В зависимости от характера сигнального раздражителя условные рефлексы делят на натуральные и искусственные. Натуральными называют условные рефлексы, которые образуются в ответ на воздействие агентов, являющихся естественными признаками сигнализируемого безусловного раздражения. Примером натурального условного пищевого рефлекса может служить выделение слюны у собаки на запах мяса.