Высшая нервная деятельность, подробно
Высшая нервная деятельность (ВНД) - интегративная деятельность высших отделов центральной нервной системы, обеспечивающая поведение, то есть оптимальное приспособление организма как целого к внешнему миру. Структурная основа ВНД у всех млекопитающих (в том числе у человека) - кора больших полушарий и подкорковые структуры головного мозга. Мозговые структуры, как правило, многофункциональны, то есть жесткой связи ВНД с определенными отделами мозга не существует. Процессы ВНД составляют материальный субстрат психики.
История возникновения
Термин «ВНД» введен И.П. Павловым, считавшим его равнозначным понятию «психическая деятельность» (интересно отметить, что физиолог Павлов к психологической науке своего времени относился свысока и даже штрафовал своих сотрудников за употребление психологических терминов). Непосредственным предшественником Павлова в создании учения о ВНД был И.М. Сеченов, который в работе «Рефлексы головного мозга» (1863) развил материалистические идеи о рефлекторной природе психической деятельности. Для того времени эта позиция была не просто новаторской, но даже рискованной.
9 июля 1866 г. против Сеченова было возбуждено уголовное дело по статье 1001 «Уложения о наказаниях уголовных и исправительных», касавшейся «развращения нравов» (похоже, сей дамоклов меч со времен Сократа висит над всеми прогрессивными мыслителями). Статья звучала так: «Если кто-либо будет тайно от цензуры печатать сочинения, имеющие целию развращение нравов, или явно противные нравственности и благопристойности, или клонящиеся к сему соблазнительные изображения, тот подвергается за сие: денежному взысканию не свыше пятисот рублей или аресту на время от семи дней до трех месяцев. Все сочинения или изображения сего рода уничтожаются без всякого за оные вознаграждения».
Исследования И.М. Сеченова
Что же дало повод ревнителям общественной морали подвергнуть судебному преследованию ученого, проводившего безобидные физиологические эксперименты над лягушками? (Заметим, кстати, что сегодня эти опыты повторяют в ходе практикума по физиологии все студенты-первокурсники, получающие фундаментальную психологическую подготовку.)
Основанием для возбуждения уголовного дела, как это ни покажется нелепым, и явилась публикация Сеченовым своей научной работы под названием «Рефлексы головного мозга». В ней была представлена материалистическая трактовка психических процессов на основе естественнонаучного эксперимента. Для своего времени это был революционный подход.
В России в тот период рушились старые экономические устои, противоборство классовых сил нашло выражение в ожесточенной полемике по всем коренным мировоззренческим вопросам. Среди них были и вопросы, касающиеся природы человека, его организма и психических функций. Последовательным проводником материалистического подхода к этим вопросам выступал журнал «Современник», вокруг которого группировались представители бунтарской интеллигенции. Сеченов был близок к этим кругам, в частности к Чернышевскому, вскоре заключенному в Петропавловскую крепость и написавшему там роман «Что делать?». Ходили слухи, что прототипом одного из героев этого романа - доктора Кирсанова - Чернышевскому служил Сеченов. Эта версия недостоверна, однако философское родство Сеченова с Чернышевским бесспорно.
В накаленной атмосфере споров о душе Сеченов приступает к экспериментам над мозгом, в ходе которых открывает так называемые тормозные центры, раздражение которых задерживает двигательную активность. Это было великое открытие. Оно не только начинало новую главу в физиологии головного мозга, но и изменяло всю систему представлений о функциях этого органа. Оно ввело в физиологическое мышление понятие о торможении (прежде нервная физиология знала только один процесс - возбуждение), а с ним и обширный комплекс проблем нейродинамики, касающихся соотношений между торможением и возбуждением. В психологии понятие о торможении получило широкий резонанс, в частности в учениях о задержке реакций, вытеснении из сознания и др.
Для Сеченова в тот момент самым важным было доказать на опыте, что воля, веками считавшаяся исходящей от души силой, производится маленьким кусочком мозгового вещества. Ведь самый верный признак волевого поведения — умение противостоять раздражителям, задерживать нежелательные импульсы. И все эти признаки, как свидетельствовал эксперимент, зависят от деятельности центров в головном мозге. На основе этого открытия Сеченовым и написан для «Современника» психофизиологический трактат «Рефлексы головного мозга». Но публикация в «Современнике» не была допущена цензурой. «Рефлексы» появились в трех номерах еженедельника «Медицинский вестник», а также в виде отдельного оттиска. Весной 1866 г. переработанное издание «Рефлексов» было отпечатано Сеченовым в количестве 3000 эк-земпляров и представлено в цензурный комитет, как отмечено в документах, «апреля 4 дня в 1 ... часа пополудни». А спустя примерно два с половиной часа террорист Каракозов выстрелил в Александра II. Буквально на следующий день развернулось широкое наступление на терроризм по всем фронтам. Уже утром 7 апреля начальник Главного управления по делам печати М. Щербинин предложил оберполицмейстеру немедленно арестовать книгу Сеченова ввиду ее крайней опасности для общественных нравов.
Что же делал Сеченов, имевший все основания ожидать применения к себе самых неожиданных карательных санкций? В разгар репрессий он, одновременно автор и издатель «Рефлексов», даже и не думает как-то избавиться от трех тысяч опасных книжек. А в сентябре 1866 г. ученый переходит в контрнаступление на Министерство внутренних дел и, используя доступные рычаги юриспруденции, добивается спустя год «освобождения» своей «заарестованной» книги.
Можно назвать несколько факторов, обеспечивших эту победу. Среди них — пристальное внимание общественности к делу Сеченова. Немалое значение имели умелые действия присяжного поверенного которому Сеченов поручил ведение дела. Это был В. Д. Спасович, бывший профессор Петербургского университета, оставивший кафедру после студенческих волнений 1861 г. в знак протеста против произвола властей, специалист, не раз выигрывавший дела против цензуры.
На защиту Сеченова встал «Колокол», оповестивший мир о позорном преследовании ученого. Сыграла свою роль и неуверенность чиновников. Прокурор, явно опасаясь неудачи, не дал ход уголовному делу. Князь Урусов, управляющий Министерством юстиции, в отношении за № 9730 к министру внутренних дел Валуеву ссылался на мнение прокурора, что «учение, заключающееся в сочинении «Рефлексы головного мозга», может быть опровергаемо только путем научных доводов, но не путем судебных прений в уголовном суде».
В итоге после полутора лет борьбы книга была спасена Сеченовым от сожжения.
К. А. Тимирязев высказался однажды, что «если три века тому назад натиск реакции приходилось выдерживать астроному, то теперь он направлен главным образом на биолога». Сеченов мужественно выдержал этот натиск.
Учение Сеченова легло в основу последующих исследований высшей нервной деятельности. В самом общем виде итоги этих изысканий можно сформулировать так.
Описание ВНД
Деятельность всех отделов центральной нервной системы является рефлекторной. Рефлекс - ответное действие организма на раздражение - представляет собой основную форму взаимодействия организма со средой. В рефлекторном механизме различаются три компонента: афферентный (чувствующий), центральный и эфферентный (двигательный). Возбуждение от раздражителя по афферентному нерву передается в центральный отдел (мозг), где переключается на двигательный нерв и по нему идет к рабочему органу. Таково традиционное представление о «рефлекторной дуге», восходящее еще к учению Р. Декарта.
Физиолог П. К. Анохин установил, что каждое движение организма отражается в мозгу в виде афферентного импульса, сообщающего об эффекте этого движения, о том, достигнут ли требуемый результат. В мозгу как бы представлена модель желаемого результата («потребного будущего», по Анохину), с которой сливается фактически достигнутое. Если же полученный результат не соответствует заданной программе, то коррекция двигательного акта и тренировка эффекторной системы продолжаются вплоть до выработки автоматизма. Формирующийся в ходе приспособления к среде аппарат «опережающего отражения» - «акцептор действия» - контролирует результаты действия и сличает их с поставленной целью.
Исследования Н. А. Бернштейна и Анохина дополнили схему рефлекторного акта, введя в нее четвертое звено - «обратную связь». Благодаря наличию «обратной связи» обеспечивается саморегуляция, самоуправление организма. Без этого обучение каким-либо действиям было бы невозможно.
Виды рефлексов
Рефлексы по происхождению бывают двух видов: врожденные и приобретенные или, по классификации Павлова, безусловные и условные. Безусловные рефлексы (БР) являются функцией главным образом подкорковых структур головного мозга, условные рефлексы (УР) - высших отделов мозга, коры больших полушарий.
БР совершается автоматически и не требует предварительной тренировки. Он приобретен данным видом живого организма в процессе всего предшествующего исторического развития (филогенеза) и передается по наследству. УР требует определенных условий для возникновения. Поданным физиолога Л. А. Орбели, после рождения происходит дозревание БР под влиянием и при взаимодействии с УР.
УР возникает при неоднократном сочетании безразличного для организма раздражителя и безусловного раздражителя (для человека, если с безусловным раздражителем сочетается словесный, достаточно и однократного сочетания). В этом случае в коре полушарий устанавливается временная связь между двумя центрами возбуждения. Это не механическая связь типа нервного волокна, а проторение нервного пути, связанное с изменением состояния клеток. Таким образом, безразличный ранее раздражитель становится сигналом какого-либо жизненно важного явления.
Одни только БР не могут обеспечить многим животным, а тем более человеку, всесторонних связей со средой. Они дают лишь ограниченную ориентировку и могут обеспечивать уравновешивание организма со средой лишь при абсолютном постоянстве этой внешней среды. Поскольку внешняя среда непостоянна и изменчива, то БР оказываются недостаточными, необходимо дополнение их временными связями.
Кора больших полушарий, испытывая на себе воздействие разного рода сигналов, совершает сложную аналитико-синтетическую деятельность - анализирует внешний мир, выделяет различные раздражители. Синтетическая деятельность коры состоит в образовании временных связей.
Павлов различал два принципиально отличных друг от друга типа сигналов (сигнальных систем). Разнообразные зрительные, слуховые, осязательные, вкусовые, обонятельные раздражители, поступающие из внешнего мира, он назвал первой сигнальной системой, которая является общей у человека и животных. По Павлову, ВНД животных, находящихся даже на высоком уровне развития, сводится в основном к совокупности многообразных УР первой сигнальной системы. Несмотря на постепенное развитие речи, УР первой сигнальной системы продолжают составлять основной фонд ВНД детей в первые годы их жизни и занимают определенное место в ВНД человека в последующие возрастные периоды.
Вторая сигнальная система
Первая сигнальная система - система безусловного, автоматического реагирования. Вторая сигнальная система — система речевых знаков, символов, вызывающих у человека такие же реакции, как и реальные объекты, которые этими символами обозначены.
Кора головного мозга человека способна реагировать и на раздражители иного рода - слова, которые также сигнализируют человеку об определенных предметах и явлениях действительности. Слова и словосочетания Павлов назвал второй сигнальной системой. Человек реагирует не на звуковую оболочку слова или его графическое изображение, а на его смысловое содержание. Слова, представляя собой отвлечение от действительности, допускают обобщение сигналов первой сигнальной системы. Слово может быть сигналом не одного, а множества реальных предметов, объединенных по определенному признаку.
У человека обе сигнальные системы неразрывно связаны между собой. Только их взаимодействие обеспечивает полноценное познание объективной действительности.
Закономерности ВНД
Павловым выделены следующие закономерности ВНД:
- УР, или временные связи, образуются благодаря встречному распространению возбуждения (у ребенка, как показали исследования психологов, временные связи начинают образовываться уже в середине первого месяца жизни);
- величина УР зависит от силы раздражения;
- условные раздражители суммируются;
- торможение в коре развивается из-за отмены подкрепления УР, резкого усиления условного раздражителя либо действия непривычного раздражителя;
- взаимная индукция нервных процессов обеспечивает контрастное взаимодействие между корковыми очагами возбуждения и торможения.
Существенное значение для ВНД имеют также сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов, определяющих физиологические основы типа нервной системы и характера нервной деятельности.