Процессы возбуждения и торможения

Деятельность коры больших полушарий и других отделов ЦНС осуществляется с помощью двух взаимосвязанных процессов — возбуждения и торможения.

Возбуждение — это ответная реакция на раздражение, представляет собой биологический процесс, приводящий к изменениям обмена веществ и электрического потенциала клеточной мембраны и появлению биопотенциала.

Торможение — это противоположный процесс, выражающийся в уменьшении или полном отсутствии реакции на раздражение.

Изучая торможение условных рефлексов, И. П. Павлов выделил два вида — безусловное (внешнее) и условное (внутреннее).

Полная остановка начавшегося рефлекса или снижение его активности под действием изменений во внешней среде названа безусловным торможением.

Новый посторонний раздражитель создает в мозговой коре другой (особый) очаг возбуждения, который задерживает или прерывает начавшийся рефлекторный акт. Такими раздражителями могут быть проникающие извне шумы, изменение освещения, дуновения ветра, посторонний запах и т. д. Установлено, что чем моложе условный рефлекс, тем легче он поддается торможению. Это объясняется развитием процесса индукции в ЦНС. И поскольку торможение вызывается посторонним раздражителем, не имеющим отношения к условному рефлексу, то И. П. Павлов назвал его внешним (индукционным) торможением. Безусловное торможение возникает внезапно, присуще организму от рождения и свойственно всей ЦНС. В его осуществлении участвуют определенные структуры ретикулярной формации ствола мозга. Внешнее торможение чаще всего наблюдается у детей, работающих в коллективе (класс, группа), когда любой шум, проникающий извне в помещение, нарушает течение рефлекторного акта. Например, во время урока письма с улицы доносится звук пожарной сирены. Многие ученики поворачиваются в сторону сильного раздражителя, теряя при этом сосредоточенность, равновесие и удобную позу. Поэтому в тетрадях появляются пропуски и неправильное написание букв, неравные расстояния между словами и т. д.

Однако безусловное торможение может наступить и без появления второго очага возбуждения. Это происходит при снижении или полном прекращении работоспособности клеток мозговой коры вследствие большой силы раздражителя: чтобы предотвратить свое разрушение, клетки впадают в состояние торможения. Такой вид торможения называется запредельным. Он играет охранительную роль в организме. Предел работоспособности клеток мозговой коры не является постоянной величиной и зависит от возраста ребенка, степени его утомления, наличия заболеваний и других причин. Запредельное торможение развивается у учеников как при весьма громком и монотонном объяснении урока, так и при слабом раздражителе (тихий монотонный голос), когда импульсы, суммируясь, превышают предел работоспособности корковых клеток.

Условное (внутреннее) торможение свойственно высшим отделам ЦНС и развивается только при отсутствии подкрепления условного сигнала безусловным раздражителем, т. е. при несовпадении во времени двух очагов возбуждения. Оно вырабатывается постепенно в процессе онтогенеза, иногда с большим трудом. Принято выделять угасательное торможение, дифференцировочное, запаздывающее и условный тормоз.

Угасательное торможение развивается при повторении условного сигнала, не подкрепляемого безусловным. При выработанном слюноотделительном рефлексе на световой раздражитель частые повторения этого сигнала без подкрепления пищей вызывает постепенное снижение, а затем полное угасание рефлекса. Скорость угасания зависит от частоты повторения и силы условного раздражителя, от прочности выработанного рефлекса и типа ВНД. Например, хищное животное все реже появляется в тех местах, где становится меньше добычи, так как выработанный ранее условный рефлекс из-за неподкрепления пищей (условный раздражитель) угасает. Это помогает животным приспосабливаться к окружающей среде и регулировать свое поведение в соответствии с условиями жизни. Угасательное торможение помогает человеку избавиться от выработанной привычки (плохой, устаревшей).

При дифференцировочном торможении, или дифференцировке (отличие), неподкрепляемый раздражитель превращается в отрицательный условный сигнал, а подкрепляемый продолжает вызывать рефлекс и поэтому является положительным. Подкрепляемый раздражитель вызывает возбуждение клеток мозговой коры, а неподкрепляемый — торможение. Происходит концентрация и разделение процессов возбуждения и торможения. Как вид внутреннего торможения условно-рефлекторной деятельности дифференцировочное торможение необходимо для анализа воздействий внешнего мира и формирования в связи с этим соответствующего поведения. Благодаря этому свойству слуховой анализатор дифференцирует звуки по высоте, силе и направленности; орган зрения различает цвета, их оттенки, удаленность предметов; анализатор кожной чувствительности — прикосновение, давление и т. д. Дифференцировочное торможение имеет чрезвычайно важное значение при изучении букв и звуков родного и иностранного языков, на уроках математики, пения, музыки и т. д. Время начала различения раздражителей у детей бывает разным. Оно зависит от «возрастной зрелости» мозговой коры, предыдущей подготовки (тренировки) и степени утомления организма. Кроме того, имеет значение определенная степень иррадиации и концентрации возбуждения и торможения, свойственная тому или иному возрасту. Правильное различение сигналов способствует более глубокому познанию явлений природы, ее законов и процессов. Значение внутреннего торможения состоит еще и в том, что человек приобретает возможность ориентироваться в разнообразных сложных ситуациях.

Запаздывающее торможение возникает в случае, когда сигнал подается раньше, чем подкрепление, поэтому условный рефлекс будет запаздывать, т. к. ему будет предшествовать торможение.

Условный тормоз — возникает в случае, когда к условному раздражителю, на который был выработан прочный условный рефлекс, добавляется новый индифферентный раздражитель, и этот новый комплексный раздражитель не подкрепляется. Причем интенсивность добавляемого раздражителя должна быть меньше, чем основного, а интервал между подачей основного и дополнительного раздражителей должен быть очень малым или совсем отсутствовать.

3.4. Динамический стереотип
и его роль в обучении и воспитании

Точная повторяемость системы одновременных и последовательных, положительных и отрицательных раздражителей, действующих на организм из внешнего мира, называется стереотипностью. При этом системность состоит в многократном повторении комплекса раздражи-телей, каждый из которых вызывает условный рефлекс определенной силы. Значит, на одни и те же повторяющиеся раздражители организм отвечает однообразной, прочно установившейся, уравновешенной системой реакций и состояний.

Эта системность (порядок) явлений внешнего мира запечатлевается в деятельности коры в виде динамического стереотипа, как единого функционального комплекса, в котором действие одного раздражителя зависит от более или менее постоянно повторяющейся обстановки и последовательности в ряду других стимулов. Если вместо уже ставшей привычной системы раздражителей дать только один раздражитель, то он вызовет результат, свойственный замененным в стереотипе раздражителям. Следовательно, кора головного мозга, анализируя все полученные импульсы и синтезируя ответные реакции, работает как единая сложнейшая динамическая система организма.

Выработка стереотипа — пример весьма сложной синтезирующей деятельности мозговой коры. Это наиболее трудная работа всей нервной системы. Поддержание же установившегося стереотипа — более легкая форма деятельности головного мозга. Всем известны привычки, навыки, так называемая машинальность и механичность в работе, которые являются не чем иным, как хорошо закрепленными системами условных рефлексов, связанных с динамическим стереотипом коры головного мозга. Установлены возрастные особенности формирования динамического стереотипа. Так, у детей и подростков стереотипно протекающие навыки формируются быстрее, а существующие отличаются меньшей устойчивостью и легче переделываются, в преклонном возрасте наоборот. При слабом типе высшей нервной деятельности и малой подвижности нервных процессов переделка динамического стереотипа у человека может стать причиной возникновения неврозов.

Вся работа по воспитанию и обучению детей и людей вообще направляется на создание нового динамического стереотипа, новых привычек, обогащающих и совершенствующих деятельность мозговой коры. Процесс ломки старого и выработки нового стереотипа протекает тем легче, чем естественнее используемые приемы и методики, чем меньше насилия и грубости допускается в отношении к воспитываемому и обучаемому. Кроме того, в работе со школьниками необходимо учитывать активность и сознательность ребенка. Если ученик стремится быть аккуратным, дисциплинированным и здоровым, то выработка нового стереотипа будет успешной.