Высшая нервная деятельность (ВНД)

ВНД — это деятельность коры больших полушарий головного мозга и подкорковых образований, обеспечивающих наиболее совершенное приспособление высокоорганизованных животных и человека к окружающей среде. Русским физиологом И. М. Сеченовым впервые была высказана мысль о связи сознания и мышления человека с рефлекторной деятельностью головного мозга. Эта идея была экспериментально подтверждена и развита И. П. Павловым, который по праву считается создателем учения о высшей нервной деятельности. Ее основой являются условные рефлексы.

Все рефлекторные реакции организма И. П. Павлов подразделил на две группы — безусловные и условные. Безусловные рефлексы — это рефлексы врожденные, передающиеся по наследству от родителей, как и любой другой признак. Они являются видовыми, относительно постоянными и осуществляются низшими отделами ЦНС — спинным мозгом, стволом и подкорковыми ядрами головного мозга. Безусловные рефлексы сохраняются у животных, лишенных коры больших полушарий. Примерами безусловных рефлексов являются сосательный, глотательный, зрачковый, кашель, чихание и др. Они образуются в ответ на действие строго определенных раздражителей. Так, рефлекс слюноотделения возникает при раздражении пищей вкусовых рецепторов сосочков языка. Возникшее возбуждение передается по чувствительным нервам в продолговатый мозг, где находится центр слюноотделения, откуда оно по двигательным нервам проводится к слюнным железам, вызывая слюноотделение. На основе безусловных рефлексов осуществляются регуляция и согласованная деятельность разных органов и их систем, поддерживается само существование организма.

Разновидностью безусловных рефлексов являются инстинкты — сложные врожденные стереотипные формы поведения. Они не зависят от выучки и проявляются, как правило, только в определенные периоды жизни под действием внутренних или внешних раздражителей. Внутренними раздражителями, запускающими инстинктивное поведение, могут выступать, например, гормоны, определяющие поведение животного в период размножения. Внешним раздражителем может быть изменение продолжительности светового дня, запускающее инстинктивное поведение к отлету птиц в места зимовки или гнездования. Эти приспособительные реакции передаются по наследству из поколения в поколение, выдерживая жесткий естественный отбор, и безусловно имеют важное значение для выживания.

В приспособлении к изменяющимся условиям окружающей среды большая роль принадлежит условным рефлексам. Они не являются врожденными, а образуются в течение жизни на базе безусловных рефлексов под влиянием определенных факторов внешней среды. Условные рефлексы строго индивидуальны, т. е. у одних особей вида тот или иной рефлекс может присутствовать, и отсутствовать у других.

Условные рефлексы образуются в результате совместного действия безусловного и условного раздражителей. Для этого необходимо соблюдение двух условий:

  1. действие условного раздражителя должно обязательно совпадать или несколько предшествовать действию безусловного раздражителя (например, для образования у собаки условного слюноотделительного рефлекса на звонок нужно, чтобы он начал звонить за 5-30 сек. до подачи корма и некоторое время сопровождал еду);
  2. условный раздражитель должен неоднократно подкрепляться действием безусловного раздражителя. Так, после нескольких сочетаний звонка с приемом пищи, у собаки будет наблюдаться слюноотделение при одном звуке звонка без пищевого подкрепления.

Механизм образования условного рефлекса состоит в установлении временной связи (замыкании) между двумя очагами возбуждения в коре головного мозга. Для рассмотренного примера такими очагами являются центр слюноотделения и центр слуха. Дуга условного рефлекса, в отличие от таковой безусловного, значительно усложнена и включает рецепторы, воспринимающие условный раздражитель, чувствительный нерв, передающий возбуждение в головной мозг, участок коры, который воспринимает раздражение, второй участок коры, связанный с центром безусловного рефлекса, двигательный нерв и рабочий орган.

Биологическое значение условных рефлексов в жизни человека и животных огромно. Они позволяют точно ориентироваться в пространстве и времени, избегать опасности, находить пищу по виду и запаху, и т. д. С возрастом число условных рефлексов возрастает, приобретается опыт поведения, благодаря которому взрослый организм оказывается лучше приспособлен к окружающей среде. На выработке условных рефлексов основана дрессировка животных.

При изменении условий существования в организме образуются новые условные рефлексы, а выработанные ранее, но неподкрепляемые, могут затухать или вовсе исчезать благодаря процессу торможения. И. П. Павлов опытным путем выявил два вида торможения условных рефлексов — внешнее и внутреннее. Внешнее торможение происходит в случае образования в коре больших полушарий нового очага возбуждения под действием нового раздражителя, не связанного с данным условным рефлексом. Например, боль приводит к торможению пищевого условного рефлекса или выработанный у животного условный рефлекс, предположим, на свет, не проявляется при внезапном шуме. Чем сильнее новое постороннее раздражение, тем больше его ослабляющее действие.

Внутреннее торможение условного рефлекса развивается постепенно, в случае многократного неподкрепления условного раздражителя безусловным. Благодаря внутреннему торможению в ЦНС происходит угасание биологически нецелесообразных для организма реакций, утративших свое значение в измененных условиях среды. Например, при пересыхании водоема, из которого животные пили воду, условный раздражитель (вид ручья) не будет подкрепляться безусловным (питье воды), условный рефлекс будет угасать, и животные перестанут ходить сюда на водопой. Они найдут новый источник воды, и возникнет новый рефлекс взамен утраченного. Образование новых условных рефлексов и исчезновение старых позволяет организму менять свое поведение, всякий раз приспосабливая его к особенностям среды обитания.

Внутреннее торможение позволяет организму сводить к минимуму биологически нецелесообразные реакции на раздражители.