Учение И. П. Павлова о высшей нервной деятельности (краткие сведения)

Основным механизмом деятельности нервной системы является рефлекс. Под рефлексом понимается ответная реакция организма на раздражение, которая протекает при участии нервной системы. Раздражитель, воздействуя па чувствительные окончания нервных клеток, вызывает в них возбуждение, которое передается через центростремительные нервные волокна в мозг, откуда по центробежным нервным волокнам идет обратный импульс, а это приводит к рефлекторной реакции соответствующих органов. Так, например, укол руки булавкой вызывает отдергивание руки. Это оборонительный рефлекс.

Слово рефлекс, то есть «отражение», показывает, что деятельность нервной системы является отраженной, так как она происходит вследствие раздражений, исходящих из внешней и внутренней среды организма. Это положение имеет глубокий, философский смысл.

Как учит ленинская теория отражения, единственной причиной возникновения у человека ощущений являются предметы внешнего мира, окружающей объективной действительности. Ощущения различных предметов составляют источник всех знаний человека об окружающем его внешнем мире.

Вышеописанный оборонительный рефлекс является врожденным — безусловным рефлексом, то есть с ним животное или человек появляется на свет. Кроме того, к безусловным, врожденным рефлексам относятся: пищевой рефлекс, половой, ориентировочный и др.

Следующий пример без труда может убедить, что, например, пищевой рефлекс является врожденным. Если перед клювом цыпленка, только что вылупившегося из яйца, положить крошку хлеба или яичного желтка, он тотчас клюнет эту крошку и проглотит.

Основоположник русской физиологии И. М. Сеченов выдвинул положение, что деятельность головного мозга (и, в частности, психическая деятельность) тоже имеет рефлекторный характер. И. П. Павлов доказал правильность этого положения.

Если животному, например собаке, давать пищу, это вызывает у нее обильное отделение слюны (И. П. Павлов, в целях измерения количества слюны, в своих опытах подвешивал пробирку к выводному протоку слюнной железы). Такое явление есть безусловный пищевой рефлекс.

Если собаке давать пищу и сочетать это с каким-либо другим, «посторонним» раздражителем, например звонком, то после нескольких сочетаний раздражителей (пиши и звонка) один только звонок без пищи тоже будет вызывать отделение слюны.

Появляется новый рефлекс — условный, так как для своего формирования он требует соблюдения ряда условий.

Во-первых, постоянный раздражитель (звонок) не должен быть очень сильным; во-вторых, его включение должно предшествовать подаче пищи. То есть последовательность сочетаний должна быть такой; звонок, затем подача пищи, звонок — опять подача пищи и т. д.

Посторонний раздражитель может быть всякого рода: звонок, свисток, свет лампочки и т. д. Такая условно-рефлекторная деятельность называется сигнальной деятельностью, так как она основана на применении различных сигналов (звонка, свистка, света лампочки и т. п.).

Раздражители, вызывающие безусловные рефлексы, были названы безусловными раздражителями, а вызывающие условные рефлексы — условными раздражителями. Если появившийся (выработанный) условный рефлекс долгое время не сопровождать дачей пищи (не подкреплять), то он постепенно исчезнет, угаснет (см. ниже).

Например, дрессировка животных основана на принципе выработки условных рефлексов, и дрессировщики знают, что часто не удающийся номер животного зависит от того, что он некоторое время не получал подкрепления. Все опыты с условными рефлексами свидетельствуют о том, что такие рефлексы не являются врожденными, они вырабатываются в течение жизни животного.

Об этом говорит, например, такой опыт: щенят до определенного возраста кормили одним молоком. Когда они видели молоко или ощущали его запах, у них выделялась обильная слюна. В то же время, если щенятам показывали другую пищу — мясо, хлеб, слюноотделения не наблюдалось. Но после того, как им дали поесть мяса и хлеба, вид и запах этих продуктов стали оказывать такое же действие и тоже стали вызывать отделение слюны, то есть у щенят сформировался новый условный рефлекс.

Из этого опыта ясно, что новый рефлекс образовался лишь после того, как действие раздражителей, которые были раньше посторонними, безразличными для щенят (вид и запах мяса, хлеба), совпало с врожденной пищевой реакцией — слюноотделением при еде.

Естественно было допустить, что и другие посторонние раздражители при совпадении во времени с безусловными раздражителями образуют новый, приобретенный рефлекс. Опыты блестяще подтвердили эти выводы И. П. Павлова.

И. П. Павлов показал, что условные рефлексы могут быть получены не только на основе безусловных рефлексов, но и на основе уже выработанных условных рефлексов.

Например, если у собаки образовался условный рефлекс — отделяется слюна в ответ на действие условного раздражителя — звонка, то при сочетании с этим раздражителем нового условного раздражителя вырабатывается новый условный рефлекс. Так, если на протяжении нескольких опытов показывать собаке перед действием звонка черный картонный квадрат и при следующем опыте не включать звонок, то у нее будет отделяться слюна при появлении перед глазами лишь черного картонного квадрата.

Образованный таким образом условный рефлекс был назван условным рефлексом второго порядка. Подобным образом могут быть выработаны условные рефлексы третьего и более высокого порядка. Но основой этих условных рефлексов остается врожденный, безусловный рефлекс.

Далее И. П. Павлов показал, что условным раздражителем может быть и время. Если кормить собаку всегда в точно установленное время, то слюноотделение будет каждый раз появляться к моменту очередного кормления (условный рефлекс на время).

То же самое можно наблюдать у людей, привыкших например, обедать в точно установленный час. Как только наступает этот час, человек испытывает чувство голода, «сосания под ложечкой», он «глотает слюнки» и т. п. Что это такое? Это несомненно условный рефлекс на время, выработанный в течение длительного периода жизни человека.

И. П. Павлов удалял у собаки при помощи хирургической операции кору больших полушарий головного мозга. У такой оперированной собаки полностью утрачивались, исчезали условные рефлексы. Она становилась настолько беспомощной, что, например, не могла самостоятельно найти пищу. которая находилась около нее.

Удаление больших полушарий головного мозга у собаки с помощью операции превращает ее в «простую рефлекторную машину». У такой собаки сохраняются только врожденные, безусловные рефлексы. Утеря условных рефлексов резко нарушает очень точное и тонкое приспособление организма к окружающей его, постоянно изменяющейся внешней среде.

И. П. Павлов установил, что условно-рефлекторная деятельность больших полушарий головного мозга связана с двумя взаимо-противоположными физиологическими процессами — возбуждения (или раздражения) и торможения. Эти процессы протекают и во всей нервной системе в целом.

Под влиянием каких-либо внешних или внутренних раздражителей процесс возбуждения передается, например, в двигательную зону коры головного мозга, может там задержаться, концентрироваться и вызовет возбуждение на периферии в виде мышечного движения.

Процесс торможения противоположен процессу возбуждения и ограничивает или уничтожает его действие. Так, например, процесс торможения может ограничить или приостановить процесс возбуждения, начавшегося в двигательной зоне коры головного мозга.

Вслед за этим естественно уменьшится или приостановится (затормозится) мышечное движение на периферии. Состояние торможения, как и состояние возбуждения, имеют место в каждой нервной клетке. Оба эти процесса одинаково необходимы для нормальной деятельности нервной системы. Они постоянно сопутствуют один другому и в норме находятся в уравновешенном состоянии.

И. П. Павлов выделил два основных вида торможения:
1 - внутреннее торможение и
2 - внешнее торможение.

Внешнее торможение развивается в том случае, если при выработке условного рефлекса присоединяется какой-либо внешний, посторонний раздражитель, например, яркий свет, стук, разговор в соседней комнате и т. п. Этот раздражитель тормозит выработку условного рефлекса.

Примером внешнего торможения у человека является случай, когда возникают трудности в разучивании учебного материала, при возникновении отвлекающих, посторонних факторов: шума, громких голосов и т. п.

Внутреннее торможение, в свою очередь, по ряду признаков делится на: угасательное торможение, дифференцировочное и некоторые другие виды торможения.

Примером внутреннего торможения является сон, а также запредельное торможение, возникающее при действии на нервную систему чрезмерно сильных раздражителей. Вместо возбуждения такие раздражители вызывают торможение.

Так, например, при первом известии о большом несчастье нередко возникает состояние полной бездеятельности, какого- то оглушения. Запредельное торможение как бы охраняет нервные клетки коры головного мозга от слишком сильного возбуждения. Из всех видов внутреннего торможения опишем только главные.

Угасательное торможение возникает следующим образом. Если действие условного раздражителя (звонок) не подкрепляется действием безусловного раздражителя (пища), то постепенно звонок перестает вызывать у собаки пищевую реакцию (слюноотделение) — условный рефлекс угасает, тормозится.

Угасательное торможение с течением времени ослабевает и впоследствии, например, звонок у собаки вновь может вызвать слюноотделение.

Дифференцировочное торможение вырабатывается следующим образом. Например, звук органной трубы определенного тона (условный раздражитель) сочетают с дачей собаке пищи (безусловный раздражитель). Отмечают, что каждый раз появляется обильное слюноотделение. После некоторых повторений звук трубы без дачи пищи будет также вызывать отделение слюны—образуется условный рефлекс.

Когда этот рефлекс прочно закрепился, поступают так: дают звук органной трубы соседнего тона (например, на полтона ниже, чем первый раз), не подкрепляя его пищей, и отмечают, что слюноотделение происходит в той же степени.

Повторяя, без подкрепления пищей, звуки трубы других соседних тонов, но не первого тона, видят вновь отделение слюны. Таких сочетаний производят несколько раз и каждый раз первоначальный звук трубы подкрепляют пищей, а все остальные не подкрепляют. С каждым новым сочетанием количество слюны на другие тоны, кроме первого, будет уменьшаться, и наконец реакция слюноотделения на них прекратиться. Следовательно, развилось дифференцировочное торможение.

Из всех даваемых тонов лишь один, первоначальный тон отдифференцировался и дает условный рефлекс. Остальные связи оказались заторможенными.

Процессы торможения и возбуждения очень подвижны. Они могут иррадиировать, то есть распространяться с одного участка коры головного мозга на другой, могут концентрироваться, то есть локализоваться, собираться на одном участке коры головного мозга.

При выработке дифференцировочного торможения процесс возбуждения вначале иррадиировал на большое пространство, так как все соседние тоны органной трубы давали слюноотделение. Затем процесс возбуждения локализовался в одном, определенном месте, а на соседние участки коры распространилось торможение,— первоначальный тон трубы давал слюноотделение, остальные тоны перестали давать.

Таким образом оба процесса — торможение и возбуждение — взаимно индуцируются, то есть оказывают друг на друга определенное воздействие.

Всякое возбуждение, возникшее в каком-либо пункте коры больших полушарий головного мозга, вызывает противоположный процесс — торможение, которое «разливается» по значительной части коры, по всего сильнее выражено вблизи пункта возбуждения.