По каким же законам возникает и исчезает в коре головного мозга возбуждение и торможение? Повышение возбудимости коры головного мозга

Вся деятельность больших полушарий головного мозга основана на осуществлении двух нервных процессов: возбуждения и торможения. Эти процессы чрезвычайно дина­мичны, могут переходить друг в друга и формируются в коре головного мозга в зависимости от окружающих условий.

Существует два вида торможения: условно-рефлекторное и безусловно-рефлекторное. Первое присуще только коре головного мозга, а второе может возникать в любом от­деле ЦНС.

Условно-рефлекторное торможение является внутренним, так как оно развивается внутри дуги условного рефлекса, в тех нервных структурах, которые участвуют в осуществ­лении данного рефлекса.

Угасательное торможение вырабатывается, если условный рефлекс много­кратно не подкрепляют безусловным раздражителем. Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться, если вновь подкрепить действие условного раз­дражителя безусловным. Прочные условные рефлексы легко восстанавливаются, непроч­ные (слабые) практически не восстанавливаются.

Угасание лежит в основе забывания: это забывание пройденного учебного материала, если он не повторяется на последующих уроках, потеря спортивных навыков в случае перерыва в тренировках и т. д.

Угасательное торможение начинает проявляться только с конца периода первого детства. На более ранних этапах угасание почти не развивается. Это значит, что условные рефлексы, образовавшиеся у детей в возрасте до 5 лет, практически не исчезают и продолжают проявляться не только при неподкреплении, но и при их активной переделке. Именно поэтому трудно отучать детей от вредных привычек.

Угасательное торможение имеет важное биологическое значение, так как приводит деятельность организма в соответствие условиям внешней среды. Если условный раздражи­тель длительное время не подкрепляется, то он теряет свое сигнальное значение и вызывает в коре головного мозга уже не возбуждение, а торможение. Тем самым человек избавляется отпривычек, навыков, ставших организму ненужными. Но поскольку угасание относится к внутреннему торможению и возникает при определенных условиях, то порой человеку требуется долгое время для его выработки. Вот почему переучивание является очень труд­ной задачей.

Дифференцировочное торможение вырабатывается, когда на организм действует несколько сходных по своим качествам раздражителей, один из которых под­крепляется безусловным раздражителем, а другие действуют без подкрепления. Этот вид торможения имеет важное значение для осуществления тонкого анализа всевозможных воздействий внешнего мира. Благодаря дифференцировкам в слуховом анализаторе развивается способность различать высоту звуков, их силу и направленность; в зрительном - определять и различать цвета, их оттенки, отдаленность предметов, их форму, узнавать вещи, предметы, и т. д.

Первые дифференцировки вырабатываются начиная с года жизни. Сначала этот про­цесс идет медленно, но по мере тренировки ускоряется.

Этот вид торможения чрезвычайно важен в педагогической практике, особенно в младшем школьном возрасте. Например, при изучении азбуки через различение близких по начертанию букв познается их смысловое значение. Путем дифференцировки обеспечивается переход от частного к общему. Неточность выработки дифференцировки приводит к неправильному произношению слов, неверному написанию букв.

Способность к выработке дифференцировок у детей зависит от возрастных особен­ностей коры головного мозга. У детей дошкольного возраста формирование этого вида тор­можения затруднено в связи с широкой иррадиацией возбуждения и ограниченной концент­рацией корковых процессов. Отсюда трудности в различении близких между собой раздра­жителей. Постепенное усиление дифференцировочного торможения происходит при пере­ходе к периоду второго детства. Это позволяет повысить эффективность учебного процесса, углубить изучение некоторых разделов, расширить эрудицию школьников. В подростковом возрасте способность к дифференцировке ослабевает в связи со снижением концентрации нервных процессов.

Условный тормоз развивается в том случае, если после прочной выработки условного рефлекса на какой-либо раздражитель к нему прибавляется новый раздражитель и действие этой комбинации никогда не подкрепляется. У человека компонентом тормозной комбинации выступает слово «нельзя». «Делай», «возьми» - положительные условные раздражители, а «нельзя делать», «нельзя брать» - тормозные раздражители, исключающие действие. Развитие данной разновидности торможения сопровождается способностью человека не делать то, что запрещено, представляет угрозу для других, противоречит основным морально-этическим нормам поведения.

Условное торможение представляет собой основу дисциплинированности, выдержки, самообладания. В период первого детства этот вид торможения формируется плохо. Во вто­ром детстве процесс образования условного тормоза ускоряется. Постоянная его трениров­ка, осуществляемая в школе уже с первых дней, ведет к быстрому формированию тор­мозных процессов.

У подростков в связи с ослаблением тонуса коры больших полушарий происходит снижение возбудительных и особенно тормозных процессов, в частности условного тор­можения. Это ведет к ухудшению дисциплины.

Запаздывающее торможение развивается, если действие условного раздра­жителя несколько отстает от действия безусловного. При выработке так называемого от­ставленного условного рефлекса в больших полушариях сменяются две фазы: недеятельная (торможение) и деятельная (возбуждение).

У человека примером запаздывания можно считать команду: «На старт! Внимание! Марш!». Последняя часть команды дается после небольшого интервала. Способному спортсмену удерживаться от преждевременных действий требует достаточно сильного внутреннего торможения. Запаздывание обеспечивает «замирание» организма в ожидании последней команды. Спортсмены со слабо тренированными процессами внутреннего торможения нередко допускают так называемые фальстарты, срываясь с места раньше сигнала «Марш!». Примером проявления торможения запаздывания может быть также звонок с урока. Звонок прозвенел, но учитель еще не давал команды «Урок окончен, можно отдыхать», ученики ждут сигнала словом, которое будет являться для них условным раздражителем. Подкрепление «Встать и пойти отдыхать», как положительный условный раздражитель, наступит через некоторое время, т. е. оно отставлено во времени.

С биологической точки зрения раздражители, вызывающие условное торможение, также являются для организма сигнальными. Они сигнализируют об отсутствии пищи, опасности и т. д., поэтому их можно назвать отрицательными. Соответственно и условные рефлексы, которые при этом вырабатываются, называют отрицательными, так как при их возникновении в коре головного мозга развивается тормозной процесс. Отрицательные условные рефлексы лежат в основе таких важных качеств характера, как выдержка, самообладание, собранность, дисциплинированность, точность и др.

Безусловно-рефлекторное торможение проявляется в двух формах: запредельного внешнего торможения. Оно является врожденным и не требует особой выработки, однако это не исключает надобности в его тренировке.

Запредельное торможение развивается тогда, когда интенсивность процессов возбуждения в ЦНС превышает предел, соответствующий максимуму работоспособности нервных клеток. Это торможение выполняет защитную функцию, предохраняя нервные щетки от истощения, связанного с воздействием чрезвычайного или длительно действующего раздражителя. Предел работоспособности клеток коры головного мозга - непосто­янная величина. Она зависит от степени утомления организма, функционального состояния нервных клеток, состояния здоровья и, наконец, от возраста. При неблагоприятных усло­виях работоспособность клеток снижается. Порог раздражения нервных клеток низкий в детском возрасте и повышается по мере роста организма. Примером запредельного торможения можно назвать сон. У грудных детей он длится до 18 ч в сутки, с возрастом про­должительность его уменьшается, но для защиты организма от перегрузок сон чрезвычайно необходим.

Внешнее , или индукционное, торможение возникает при внезапном действии нового постороннего раздражителя. Таким раздражителем может быть шум пролетающего самолета, неожиданный гудок автомобиля во время занятий и т. д. В ответ образуется безусловный ориентировочный рефлекс. Очаг возбуждения, создаваемый в этом случае, будет доминирующим. Как более сильный, он будет индуцировать торможение в других центрах. Внешнее торможение может возникнуть и под влиянием часто следующих друг за другом подпороговых раздражителей. Развитие торможения в этом случае будет резуль­татом так называемой суммации. Примером суммации и последующего индукционного торможения может служить сонное торможение, развивающееся у учеников при длительном однообразном, монотонном чтении или рассказе учителя. В этом случае каждое слово уподобляется слабому раздражителю, а весь рассказ - серии суммирующихся эффектов ритмического раздражения.

Таким образом, торможение как один из нервных процессов, лежащих в основе деятельности нервных клеток, имеет важное значение в организме. Оно выполняет две ответственные функции: охранительную и корригирующую.

Охранительная (защитная) роль торможения заключается в смене возбудительной процесса более экономичным тормозным состоянием. При утомлении, продолжительной активности нервных клеток или воздействии чрезвычайно сильных раздражителей торможение защищает нервные клетки от перенапряжения и истощения. Поэтому переутомление вызывает у детей сонливость.

Корригирующая роль торможения состоит в том, чтобы привести всю деятельность организма в соответствие с условиями окружающей среды.

Так, если выработанный условный рефлекс перестает подкрепляться, а включение сигнального раздражителя продолжает вызывать существенную реакцию, то организм производя ее, как бы ошибается. Деятельность его не соответствует условиям окружающей среды и поэтому неэкономична. Так будет до тех пор, пока условный рефлекс не угаснет, а условный раздражитель не станет тормозным. Угасательное торможение исправит (адаптирует) деятельность коры больших полушарий и приведет ее в соответствие с изменениями среды.

Рассматривая вопросы классификации условных рефлексов, мы могли убедиться в том, что любой стимул, воспринимаемый рецепторами и органами чувств, при подкреплении его безусловным раздражителем приобретает сигнальное значение, то есть становится условным сигналом, вызывающим пищевой или оборонительный рефлекс. Павлов поставил вопрос: что было бы с организмом, если бы имело место только образование условных рефлексов, которые, наслаиваясь друг на друга, не давали бы животному ни минуты покоя? Организм оказался бы буквально «истерзан» множеством условных рефлексов. Однако, подобного не наблюдается в жизни животных и человека. Павлов предположил, что, наряду с процессом образования новых условных рефлексов, идетпроцесс торможения тех старых условных рефлексов, которые не соответствуют новым изменившимся условиям жизни. Так Павлов пришел к рассмотрению процессов торможения в высшей нервной деятельности как процессов, противоположных возбуждению. Существует безусловное (врожденное) торможение и условное (приобретенное, вырабатываемое) торможение условных рефлексов. Первый - безусловное торможение - проявляется у животных сразу, не требуя никакой выработки. Второй вид - условное торможение - предполагает шальную процедуру выработки, то есть оно возникает при определенных условиях, потому и называется условным. Нетрудно заметить, что торможение, разделяясь на безусловное и условное, как бы зеркально повторяет разделение рефлексов на безусловные и условные. Это естественно, так как в основу деления рефлексов и видов торможения положен один принцип – их врожденный или приобретенный характер.

Рассмотрим безусловное (врожденное) торможение. Оно подразделяется, в свою очередь, на две разновидности: внешнее, или индукционное, торможение и запредельное торможение. Внешнее торможение возникает всякий раз, когда при действии условного сигнала внезапно начинает действовать другой раздражитель, вызывающий у собаки ориентировочный рефлекс «что такое?». Павлов в своих лекциях описывает, что очень часто у собаки с выработанными прочными условными рефлексами при демонстрации ее в студенческой аудитории не удавалось получить слюноотделения

на условный раздражитель. Анализируя причину неудач, Павлов пришел к выводу, что малейшее движение среди студентов, новые звуки, струя воздуха резкий запах могли затормозить условный рефлекс. Это и есть внешнее торможение условных рефлексов. Механизм его достаточно прост и связан с явлениями индукции (отсюда второе название внешнего торможения индукционное). При действии новых сигналов импульсы возбуждения от рецепторов (органов чувств) по центростремительным нервам поступают в кору больших полушарий, в результате чего в центре безусловного ориентировочного рефлекса возникает очаг возбуждения. Следствием возбуждения этого центра является целый веер периферических реакций в виде поворота головы, туловища, установки ушных раковин, фиксации взглядом нового раздражителя и т.д. Биологически этот рефлекс чрезвычайно важен, поскольку он позволяет оценить степень опасности или полезности для животного нового сигнала. Таким образом, координируется жизнедеятельность организма, в каждый момент времени способного осуществлять лишь одну деятельность, биологически наиболее значимую.

Центр ориентировочного рефлекса в коре является доминирующим центром, который возбужден гораздо сильнее, чем центр условного рефлекса. Вокруг более сильного центра «наводится», то есть индуцируется (термин заимствован из физики) противоположное состояние - торможение, в зону которого и попа дет центр условного рефлекса. Вследствие этого и развивается индукционное торможение - животное не реагирует на свет слюноотделением (рис. 10).

46
Данный вид индукции получил название одновременной отрицательной индукции (вокруг более сильного очага возбуждения индуцируется процесс торможения). Одновременная отрицательная индукция лежит в основе такого важного психологического состояния, как концентрация внимания. Когда человек углубленно занимается, например, умственной работой, то в коре больших полушарий формируется стойкий доминантный очаг возбуждения, обеспечивающий эту деятельность, а вокруг этого возбужденного очага индуцируется торможение, что делает человека нечувствительным к относительно слабым различным внешним воздействиям.

Итак, любой внешний раздражитель, если он достаточно сильный, может по механизму отрицательной индукции затормозить условный рефлекс. Однако, если новизна раздражителя со временем теряется, то условный рефлекс не тормозится этим раздражителем, поскольку не проявляется рефлекс «что такое?». Подобные раздражители относятся к так называемым гаснущим тормозам. Однако, есть раздражители, к которым животное не может привыкнуть, в силу чего они всегда вызывают индукционное торможение и называются постоянными тормозами. Так, вид кошки для собаки является сильнейшим раздражителем, провоцирующим охотничье поведение, на фоне которого тормозятся условные рефлексы на привычные команды хозяина. К постоянным тормозам относятся и особые внутренние состояния животного, фоне которых всегда тормозятся условные рефлексы. Это, например, переполнение мочевого пузыря, боль, сильная жажда, половое возбуждение и т.д.

Запредельное торможение также относится к безусловному. Оно возникает у животных и человека тогда, когда сила условного раздражителя или частота его предъявления животному слишком велики и превосходят предел работоспособности хрупких нервных клеток коры больших полушарий. Отсюда и название - запредельное торможение. Его можно наблюдать и при действии безусловных раздражителей. Если включить водопроводный кран так, чтобы капала из него, то у собаки, находящейся в этой комнате, сначала проявится безусловный ориентировочный рефлекс - собака подойдет к раковине, поднимется на задние лапы, зафиксирует взглядом капающую воду. Затем животное успокаивается, садится рядом с раковиной и постепенно звуки падающих капель приводят к развитию запредельного торможения в тех клетках коры больших полушарий, которые были возбуждены данным

монотонным раздражителем. Здесь мы имеем дело с последовательной отрицательной индукцией, поскольку очаг возбуждения со временем переходит в противоположное, тормозное состояние. Наблюдая за собакой, мы увидим, что через некоторое время она сворачивается клубочком и засыпает. В данном случае произошла иррадиация торможения из ограниченного очага коры больших полушарий на всю кору, а затем и на подкорковые структуры. Таким образом, торможение, как и возбуждение, может распространятся по коре и подкорке, то есть иррадиировать, обеспечивая наступление сна.

Запредельное торможение, развивающееся при действии слишком сильных или длительных условных и безусловных раздражителей, играет охранительно восстановительную роль, выступая как мера биологической защиты, предохраняя нервные клетки от разрушения.

Условное торможение

Условное торможение разделяется на 4 вида: угасательное, запаздывающее, дифференцировочное, условный тормоз. Условное торможение, в отличие от безусловного, требует выработки. Условии выработки торможения прямо противоположны тем, которые требуются для образования рефлексов, то есть для того, чтобы выработать условное торможение, нужно отменить подкрепление. В зависимости от того, как осуществляется неподкрепление условного сигнала, и различают перечисленные выше виды условного торможения.

Угасательное торможение. Если у собаки выработан условный слюноотделительный рефлекс, то его можно угасить, отменив привычное пищевое подкрепление. Приведем пример опытов Павлова с угашением пищевого условного рефлекса, выработанного на звуки метронома.

48
Из данного протокола опыта видно, что отмена привычного подкрепления приводит к довольно быстрому угашению условного рефлекса, однако до конца "от рефлекс, как правило, не угасает. Труднее подвергаются угашению оборонительные условные рефлексы. Труднее угасить старый, прочно закрепившийся условный рефлекс по сравнению с молодым, только что образовавшимся. Далее, у голодной собаки пищевой условный рефлекс угасить труднее, чем у сытой. Эти особенности процесса угашения легко объяснимы.

Что стоит за угашением условного рефлекса? Разрушается ли временная связь или только тормозится? Важным свойством всех условных рефлексов является их способность к самопроизвольному восстановлению. Если собаке с угашенным условным рефлексом на следующий день предложить в качестве условного раздражителя удары метронома, то у животного возобновится условное слюноотделение. Это доказывает, что при угашении условного рефлекса в предыдущий день он не разрушается. Другим доказательством торможения, но не разрушения временных связей при процедуре угашения шляется использование внезапного сильного раздражителя на фоне угасшего условного рефлекса. Этот внезапный новый раздражитель как бы растормозит угасательный процесс, то есть, по словам Павлова, вызовет торможение торможения, в результате чего на условный сигнал снова будет слюноотделение. Если у собаки создать сильную пищевую мотивацию, то есть не кормить ее некоторое время, то условный сигнал, на который условная реакция была угашена, вновь становится эффективным. Таким образом, при угашении временные связи в коре больших полушарий не разрушаются, а лишь тормозятся.

Запаздывающее торможение. Этот вид торможения проявляется при выработке запаздывающих рефлексов, где условный раздражитель не сразу подкрепляется безусловным, а через 1-2 мин после начала его действия и условного сигнала. В данном рефлексе Павлов различал две фазы -недеятельную и деятельную. Первая, недеятельная фаза, характеризуется отсутствием условной реакции в течение 1-2 мин после начала действия условного сигнала. Во второй, деятельной фазе, наблюдается выделение слюны. Анализируя недеятельную фазу, Павлов пришел к выводу, что в ее основе лежит торможение, названное им запаздывающим. Доказательством того является процесс растормаживания с помощью новых посторонних раздражителей. Если на этапе недеятельной фазы включить новый сигнал,

вызывающий у собаки рефлекс «что такое?», то наблюдается описанное выше торможение торможения, то есть растормаживание, в результате чего у животного начинает выделяться слюна. Этот опыт показывает, что отсутствие реакции в недеятельной фазе запаздывающего рефлекса отражает наличие активного процесса торможения. Можно растормозить недеятельную фазу, создав сильную пищевую мотивацию у животного. В этом случае, если собака голодна, то слюноотделение начинается сразу же при предъявлении условного сигнала. Запаздывающее торможение играет важную роль в жизнедеятельности животных, что можно видеть на примере пищедобывательного поведения хищников. Выслеживая добычу в течение нескольких часов, хищник совершает массу двигательных рефлексов (условных и безусловных), то есть осуществляется двигательный компонент пищевого поведения. Вместе с тем, вегетативный компонент в форме выделения слюны, желудочного сока заторможен, и лишь когда добыча настигнута, начинаются процессы условно- и безусловнорефлекторного выделения пищеварительных соков, обеспечивающих химическую переработку пищи. Отставленность этих процессов биологически оправдана, поскольку преждевременная выработка например, желудочного сока, содержащего соляную кислоту, привела бы к образованию язв в желудочно-кишечном тракте.

Дифференцировочное торможение. Этот вид торможения лежит в основе различения близкородственных раздражителей. Если, например, у собаки выработан условный пищевой рефлекс на ноту ДО третьей октавы, то при предъявлении животному любой другой ноты у нее будет сначала проявляться эта же условная реакция. Однако, потом, поскольку пищей подкрепляется только нота ДО, все остальные звуки перестанут вызывать слюноотделение Происходит это потому, что предъявление животному нот без подкрепления приводит к развитию дифференцировочного торможения. Доказать, что отсуствие реакции связано именно с развитием торможения, можно, примени» прием растормаживания с помощью посторонних сигналов, либо создав сильную пищевую мотивацию у собаки. При выработке дифференцировок необходимо начинать с раздражителей, сильно отличающихся друг от друга. Так, у собаки условным раздражителем был сделан круг, который подкрепляли едой. Этот круг стали чередовать с эллипсом с соотношением осей 8:9, то есть и по форме очень близким к кругу. Эллипс едой не подкрепляли. Попытки добиться различения

этих двух очень похожих фигур не привели к положительным результатам. У собаки произошел срыв высшей нервной деятельности, что проявилось в агрессии - животное начало срывать с себя приборчики, рваться из станка, рычать на экспериментатора и т.д. Следовательно, эта задача на различение была для собаки непосильной. Вместе с тем, можно добиться выработки дифференцировочного торможения на данный эллипс при другом подходе. Сначала собаке предъявляют круг, подкрепляемый, едой и эллипс с соотношением осей 4:8 (сильно отличающийся от круга), неподкрепляемый едой. Дифференцировка вырабатывается через несколько сочетаний - животное положительно реагирует на круг и не реагирует на эллипс. Затем берется этот же круг и эллипс с соотношением осей 5:8, и процедура повторяется. Затем к кругу добавляется эллипс с соотношением осей 6:8. После быстрой выработки дифференцировки на этот эллипс переходят, наконец, к противопоставлению круга и эллипса с соотношением осей 7:8. Используя метод постепенной выработки дифференцировочного торможения, всего после 18 сочетаний круга, подкрепляемого едой, и неподкрепляемого эллипса, удалось добиться различения животным круга и эллипса с соотношением осей 7:8.

Дифференцировочное торможение, обеспечивая тонкое различение животными и человеком близкородственных раздражителей, способствует специализации условных рефлексов, то есть точному и правильному реагированию на внешние стимулы.

Условный тормоз. Этот вид торможения может наблюдаться при образовании условных рефлексов II порядка. Вспомним процедуру выработки этих рефлексов. Сначала вырабатывается условный рефлекс I порядка, Например, на свет, подкрепляемый едой. В результате нескольких сочетаний свет приобретает сигнальное значение, то есть вспышка лампочки сопровождается условным слюноотделением. Затем собаке предлагают новый (раздражитель, например, удары метронома, и подкрепляют их светом, в результате чего метроном также приобретает сигнальное значение, то есть вызывает слюноотделение, хотя и более слабое, чем свет. Оказалось, что при такой комбинации нового и привычного условных сигналов не всегда вырабатывается условный рефлекс II порядка. Если новый раздражитель очень сильный или промежуток времени между новым и привычным раздражителем слишком мал, то вырабатывается условный тормоз на данную комбинацию, то естьсочетание метронома со светом или один метроном не будут

сопровождаться слюноотделением. Причиной выработки условного тормоза вместо условного рефлекса II порядка является именно чрезмерная сила нового раздражителя или слишком маленькая пауза между раздражителями. В этих случаях собака воспринимает комбинацию как новый неподкрепляемый едой комплекс, поскольку привычный раздражитель (свет) маскируется новым более сильным раздражителем.

Механизм условного торможения. Вопрос о том, какие процессы обеспечивают торможение условных рефлексов, Павлов называл «проклятым» вопросом, поскольку торможение, в отличие от возбуждения, внешне себя не проявляет и потому трудно поддается изучению. Рассмотрим современные гипотезы о механизме условного торможения. Первая из них связана с иссле­дованиями Асратяна Э.А. и помогает ответить на вопрос, где, в каких структурах условного рефлекса возникают тормозные процессы. У собаки вырабатывали различные условные рефлексы (пищевые и оборонительные) на условные сигналы. При этом эксперименты проводили в двух разных комнатах. Оказалось, что на один и тот же раздражитель, например, свет, можно, подкрепляя его в первой комнате едой, выработать пищевой условный рефлекс, а в другой комнате, подкрепляя свет раздражением лапы током, оборонительный условный рефлекс. Собака, находясь в первой комнате, будет реагировать на свет слюноотделением, находясь во второй комнате оборонительной двигательной реакцией. Эти опыты получили название опытов с переключением условных рефлексов. Они демонстрируют роль

раздражителей обстановки конкретных комнат, которые сами по себе не вызы­вают условных рефлексов, но играют роль переключателей, то есть подготавливают животное к конкрет­ной условной реакции на один и тот же раздражитель. У этой же собаки в пер­вой комнате вырабатывался условный пищевой рефлекс на удары метронома. Затем у животного проводили угашение условного слюноотделительного реф­лекса на свет в первой комнате. Отмена

подкрепления света едой привела к развитию угасателъного торможения. Возникает вопрос, где оно локализовано? На рис. 11 представлена схема условного рефлекса, включающего центр условного раздражителя, центр безусловного подкрепления и временную связь между этими центрами.

Таким образом, при угашении условного рефлекса торможение может локализоваться либо в центре условного раздражителя (1), либо в центре безусловного подкрепления (3), либо в самой временной связи (2). Для выяснения этого вопроса Асратян использовал выработанные у собаки разнообразные условные рефлексы. Так, в первой комнате после того, как собака перестала реагировать на свет слюноотделением, включили метроном, на который ранее у этой же собаки был также выработан условный слюноотделительный рефлекс. Оказалось, что животное реагирует на метроном слюноотделением. Значит, при процедуре угашения условного рефлекса на свет центр безусловного подкрепления не оказался заторможенным. Далее собаку вводили во вторую комнату и опять включали свет, на который в этой комнате у собаки ранее был выработан условный оборонительный рефлекс. Оказалось, что данный условный рефлекс на свет хорошо проявляется, что позволяет сделать вывод о том, что при угашении условного пищевого рефлекса на свет в первой комнате) торможение не локализуется в центре условного сигнала. Таким образом, угашение условного рефлекса не приводит к развитию торможения ни в центре условного раздражителя, ни в центре безусловного подкрепления. Следовательно, местом, где первоначально локализуется торможение, является сама временная связь. Такой вывод был сделан Асратяном на основании вышеописанных экспериментов. Если после угашения условного рефлекса продолжать предъявлять собаке свет, не подкрепляя его едой, то животное со временем перестает реагировать и на метроном, и даже на пищу, что свидетельствует об иррадиации торможения из системы нейронов, образующих временную связь, на центры условного и безусловного раздражителя. Более того, животное может заснуть при продолжающемся предъявлении световых сигналов, что доказывает иррадиацию торможения во всей коре и подкорковым структурам.

Таким образом, первоначально торможение развивается в системе нейронов, образующих временную связь, а затем может иррадиировать, охватывая всю структуру условного рефлекса, а также всю кору и подкорку, что приводит к наступлению сна.

Своеобразные взгляды на природу условного торможения принадлежат П.К. Анохину. Наблюдая за поведением собаки при угашении пищевых условных рефлексов, Анохин обратил внимание на то. что отмена привычного подкрепления сопровождается различными двигательными реакциями животного в форме поворота головы в разные стороны, принюхивания, переступания с лапы на лапу и т.д. Анохин назвал это состояние собаки трудным состоянием или биологически отрицательной реакцией, центр которой в коре больших полушарий сильно возбужден и обеспечивает описанные выше двигательные реакции (рис. 11 Б). По объяснению Анохина, животное как бы «неприятно удивлено» тем, что за условным сигналом не следует положительного подкрепления. Возникший в коре центр биологически отрицательной реакции по законам индукции тормозит условный рефлекс, чем и объясняется механизм угасательного торможения. Таким образом, согласно взглядам Анохина, условное торможение развивается по тем же механизмам одновременной отрицательной индукции, что и внешнее торможение, описанное выше.

Теория Анохина об индукционном характере условного торможения убедительна при объяснении торможения пищевых, но не оборонительных условных рефлексов. В самом деле, трудно, пользуясь терминологией Анохина, объяснить механизм угашения условного оборонительного рефлекса, например, на свет. Отмена болевого подкрепления приводит к тому, что животное перестает реагировать на свет отдергиванием той лапы, которая раздражалась электрическим током. Можно ли объяснить это торможение возникновением биологически отрицательной реакции или трудного состояния? Вряд ли живот­ное «неприятно удивлено» тем, что свет не подкрепляется болевым раздражением.

П.С. Купалов предложил более универсальную схему торможения, объясняющую торможение любых видов рефлексов. Суть его концепции в том, что при отмене подкрепления, независимо от того, пищевое оно или болевое, у животного возникает ориентировочный рефлекс «что такое?», центр которого по законам отрицательной индукции тормозит центр условного рефлекса.

Таким образом, предложенная Анохиным и Купаловым концепция объясняет механизм внешнего и внутреннего торможения с общих позиций -развития отрицательной индукции в силу возникновения новых очагов возбуждения в коре больших полушарий.

Следует отметить, что проблема условного торможения не может считаться полностью решенной, в частности, неясными остаются нейрофизиологические основы торможения. Успехом следует считать обнаружение тормозного медиатора - гамма-аминомасляной кислоты, выделение которой пресинап-тическими мембранами блокирует проведение возбуждения в центральной нервной системе.

Прежде всего о самом, пожалуй, важном - о «механи­зации» в нервной деятельности. Наша центральная нерв­ная система способна усваивать, «запоминать» свои собст­венные реакции. Если какие-то сигналы о постоянных или часто повторяющихся обстоятельствах приходят в организм раз, другой, третий, а он в каждом случае отвечает оди­наково, стереотипно, то в клетках коры головного мозга от такой тренировки сложится определенная функциональ­ная системность условных рефлексов - подвижный «рису­нок» из возбужденных и заторможенных клеток. Это - ди­намический стереотип. И. П. Павлов определял его как «слаженную и уравновешенную систему внутренних про­цессов» и придавал ему большое значение. Кому довелось тренироваться в каком-либо виде физических упражнений, тот знает, как постепенно трудное становится легким. Больше того, привычную работу, даже более трудную, чем новую, делать легче.

Наглядно «экономическую целесообразность» динами­ческого стереотипа можно увидеть на таком опыте. Опыт этот очень прост. Раздается негромкий звонок, и в ответ человек должен совершить простейшее движение - нажать кнопку. Во время эксперимента ему делают электроэнце­фалограмму - регистрируют биотоки мозга. Исследование это напоминает хорошо всем знакомую электрокардиогра­фию - запись биотоков сердца. Только в данном случае объект исследования - мозг и «щупальца» прибора при­кладывают к голове. Человек сидит в своеобразном шлеме.

Так вот, биотоки мозга, точно отражающие степень активности разных его частей, показали, что вначале, когда задание было для испытуемого ново, возбуждение охваты­вало многие зоны коры головного мозга, оно, словно спотыкаясь впотьмах, зажигало свет повсюду, ища пра­вильную дорогу. А потом, когда подопытный человек ос­воился с заданием и у него выработался твердый условный рефлекс - на звонок нажимать кнопку, биотоки зарегист­рировали возбуждение только двух зон - слуховой и дви­гательной.

Для нервных клеток использование динамического сте­реотипа - наиболее легкая работа. Эта закономерность должна определять нашу линию поведения но отношению к нервной системе во многих жизненных ситуациях.

Нормальная деятельность нервной системы зависит от того, насколько четко, своевременно и безболезненно чере­дуются процессы возбуждения и торможения или, иными словами, как выполняются физиологические законы нерв­ной деятельности.

Возбуждение и торможение не отделены друг от друга «железным занавесом». Наоборот, они постоянно взаимо­действуют между собой, не только сменяя друг друга, но и влияя на силу и распространенность противоположного процесса.

Степень их взаимодействия и есть показатель состояния нервной системы. Вот спортсмен, еще не очень опытный в борьбе на ответственных соревнованиях, которые собира­ют тысячи зрителей и приковывают внимание прессы, ра­дио и телевидения, выходит на старт. Сколько мыслей, противоречивых чувств одолевают его в эту напряженную минуту. Уверенность в своих силах, желание победить - иначе какой же он спортсмен! -увеличивают его подъем, и в то же время волнение от непривычной обстановки, оценка возможностей сильных соперников, которых впер­вые ощущаешь близко, локоть к локтю, естественно, трево­жат человека.

Как выступит спортсмен? Во многом результат зависит от того, справится ли его нервная система со «стартовой лихорадкой». Иногда такое неизбежное возбуждение по­глощает всю энергию спортсмена, и на дистанции, в секто­ре, где он прыгает, толкает ядро или взлетает на гимна­стических снарядах, он действует вяло, скованно. Не су­мев затормозить вредное в данном случае возбуждение, центральная нервная система «допустила» торможение многих центров, в том числе и участвующих в выполнении спортивного упражнения.

Но вот вышел на старт опытный боец, закаленный во многих спортивных баталиях. Он тоже не остается без­участным к виду переполненных зрителями трибун, ко всей торжественной и волнующей обстановке больших сорев­нований. Его тоже охватывает возбуждение. Но нервная система уже научилась сравнительно легко подавлять вредное возбуждение, тормозить нежелательные реакции. Поэтому «стартовой лихорадки» у опытного спортсмена, как правило, не бывает. Наоборот, на старте у него проис­ходит величайшая мобилизация сил. Она активизирует все процессы в организме, необходимые для успешного выступ­ления.

Конечно, и опытные спортсмены не застрахованы от неожиданностей, которые могут произойти из-за непра­вильных реакций нервной системы, когда нарушается уравновешенность процессов возбуждения и торможения. Поэтому тренеры уделяют большое внимание волевой под­готовке спортсменов, тренируя, укрепляя не только мыш­цы, но и нервную систему, ее способность координировать процессы возбуждения и торможения.

Часто бывает, что длительное возбуждение без всякой видимой причины сменяется торможением. Если, напри­мер, участники соревнования вышли на старт, а он поче­му-то откладывается, то спустя некоторое время стартовое возбуждение у менее стойких сменяется безразличием. А в таком состоянии хорошего результата не покажешь.

Каждый из происходящих в центральной нервной си­стеме процессов способен порождать свою противополож­ность. Почему это происходит? В кульминации возбужде­ния противоположный тормозной процесс по законам выс­шей нервной деятельности располагается вокруг зоны воз­буждения. Он может охватывать большие области, включая в себя и первоначальный очаг возбуждения. Тогда тот гаснет, стихает.

Такая «борьба центров» наблюдается очень часто. Но, конечно, не всегда любой посторонний раздражитель или внутренний противоположный процесс прерывает течение нервной деятельности и навязывает ей иное направление. Это зависит от сравнительной силы обоих раздражителей, от скорости распространения нервных процессов в мозгу.

«Борьба центров» нередко сводится к тому, что в мозгу главенствует один, доминирующий, очаг возбуждения, так называемая доминанта. Такое лидерство может продол­жаться довольно долго. И все это время остальные разно­образные раздражения, приходящие в центральную нерв­ную систему, сталкиваются с доминантой. Слабые и сред­ние поддерживают, укрепляют ее, и только очень сильные способны погасить главнейший очаг возбуждения. Доми­нанта может быть благом для нервной системы, а может быть и злом. Поэтому в арсенале средств уравновешивания нервной деятельности должны быть и такие, которые ока­зывают влияние на устойчивый, главенствующий очаг воз­буждения.

И. П. Павлов подметил очень важную закономерность деятельности нервной системы: по мере нарастания силы раздражения нарастает и реакция, но не бесконечно, а только до известного предела. Дальше нарастание реак­ции прекращается и развиваются явные признаки тормо­жения. Он назвал такое торможение запредельным.

Нервные клетки. - единственные в организме, которые не восстанавливаются и не замещаются. Исчерпались си­лы клетки - и она перестанет функционировать, ее нет. Это роковой процесс. Чтобы он не наступил, на выручку клетке и приходит запредельное торможение. Когда разд­ражение оказалось’ для клетки коры головного мозга не­посильным, сверхмаксимальным, и ее напряжение превы­сило пределы функциональных возможностей, в ней раз­ливается тормозной процесс, она как бы получает передышку.

Человек «засыпает» от усталости, у спортсмена от не­правильных занятий развиваются явления перетрениров­ки, «фальстарты» выбивают у него почву из-под ног - все это отраженно запредельного торможения, развивше­гося как ответ нервной системы на непосильное возбуж­дение.

Условные рефлексы - основной метод взаимодействия организма с окружающим миром, инструмент его приспо­собления к изменяющейся обстановке - обладают способ­ностью угасать, стираться, бесследно уходить со сцены, когда они выполнили свою роль, освобождая место для об­разования новых нервных связей. Если человек привык обедать, скажем, в 12 часов, то к этому времени он будет испытывать голод. И если время обеда передвинется, до­пустим, на 2 часа, то вначале аппетит по-прежнему будет появляться к 12, но через некоторое время в 12 уже не будет хотеться есть, а вскоре аппетит начнет приходить в новое «отведенное» ему время - к 14 часам. Эта смена произошла потому, что в 12 часов условный рефлекс пере­стал получать подкрепление, а в 14, наоборот, подкреп­лялся систематически и постоянно.

Если бы у нервной системы не было этого качества, она была бы перегружена множеством бесполезных навыков. А перегрузка, как известно, не способствует хорошей про­дуктивной работе. Если бы раз усвоенное оставалось в нервной системе навечно, то было бы невозможным совер­шенствование человека в различных сферах деятельности. Правда, если ошибка в выполнении упражнения у гимнас­та закрепляется, часто повторяется, требуется на время прекратить выполнять какой-либо элемент движения, чтобы угас ненужный условный реф­лекс, и потом осваивать новый. Переучиваться всегда труднее, чем учиться заново.

Нервная система оберегает себя от возбуждения «по пустя­кам». Почти на всякое слабое раздражение она отвечает не возбуждением, а торможением. Это торможение является профилактическим, благодаря ему наш организм избавлен «от суеты», излишней пере­стройки. В то же время профилактическое торможение при действии слабых раздражителей служит тренировоч­ным занятием для нервных клеток, так как повышает их устойчивость.

Разумеется, в небольшой книжке невозможно подробно, «до последнего винтика», до мельчайшей реакции разоб­рать тонкости работы этого сложнейшего, пожалуй самого сложного на земле, многоотраслевого хозяйства. Да это и не входит в нашу задачу. Ведь цель этой книжки - пока­зать человеку, что °н может властвовать над собой, по­знакомить с некоторыми методами тренировки нервной системы. Поэтому и в описании процессов, протекающих в коре головного мозга и в периферических нервах, мы схе­матически остановились только на главных, имеющих ре­шающее значение для нашего влияния на состояние нерв­ной системы.

В жизни встречаются разные люди - подвижные и медлительные, уравновешенные и легковозбудимые, люди с крепкими и со слабыми нервами. Все эти индивидуаль­ные особенности определяются в конечном счете тем, на­сколько быстро чередуются в нервной системе процессы возбуждения и торможения насколько они уравновеши­вают друг друга и, наконец, насколько сильны эти про­цессы.

Все эти три качественных показателя деятельности нервной системы имеют существенное значение. Разве сильная нервная система, способная вынести чрезвычай­ные раздражения, не дает своему владельцу неоценимые преимущества? Разве человек, который в состоянии по­давлять свои порывы по велению разума, не достигает уже одним этим многого? И разве золотая середина между поспешной суетливо­стью и замедленно­стью тугодума не приносит замечатель­ные плоды?

"
Изд-во "Просвещение", М., 1973 г.

Приведено с небольшими сокращениями

В коре больших полушарий человека (и животных) постоянно протекают два противоположных нервных процесса: возбуждение и торможение. Возбуждение возникает тогда, когда какие-либо предметы или явления, действуя на органы чувств, вызывают раздражения, которые передаются в мозг. Этот очаг возбуждения не остается неизменным и неподвижным. Обычно он иррадиирует (распространяется) и перемещается по коре больших полушарий.
Одновременно в коре происходит и противоположный процесс - торможение, которое активно задерживает, тормозит или ограничивает возбужденный участок, вызывает его концентрацию, сосредоточение в более узком очаге.
Возбуждение и торможение тесно связаны между собой. Эта связь выражается, в частности, в том, что если в одном участке мозга появилось возбуждение, то вокруг начинает возникать торможение. Такое явление называется отрицательной индукцией. Вокруг очага торможения в коре больших полушарий возникает возбуждение. Этот процесс называется положительной индукцией нервных процессов. (Название дано Павловым по аналогии с явлением индукции в физике.)
Торможение может возникнуть и в результате утомления. И. П. Павлов считал, что если это торможение охватывает значительную часть коры больших полушарий и нижележащие части мозга, то человек погружается в сон. Такое торможение, по мнению Павлова, защищает нервные клетки мозга от истощения и обеспечивает им необходимый отдых, вместе с тем восстанавливает силы и всего организма.
Иногда во время сна тормозной процесс захватывает не всю кору полушарий мозга, некоторые небольшие участки ее остаются в какой-то мере возбужденными. Это своего рода «сторожевые пункты», как их назвал Павлов. Так, мать крепко спит у постели своего ребенка, однако стоит только ему пошевелиться или сказать во сне слово, как она сразу просыпается.
Есть еще вид сонного состояния, так называемый гипноз. При нем торможение имеет особый характер и тоже, по мнению И. П. Павлова, оказывается частичным, захватывая не всю кору. Такое состояние можно вызвать искусственно, усыпляя человека посредством словесного внушения («вам хочется спать, вы спите»), а также при помощи тихих движений руками перед лицом гипнотизируемого (так называемые «пассы»).
При этом в коре полушарий остается возбужденным какой-то участок мозга, благодаря чему усыпленный слышит слова гипнотизера. Так как большая часть коры головного мозга находится в состоянии торможения, то загипнотизированный не может действовать самостоятельно и подчиняется усыпившему его человеку, выполняет то, что ему приказывают.
Согласно новейшим исследованиям, во время бодрствования возбуждена только некоторая часть нервных клеток мозга, а остальная находится в состоянии торможения. Во время сна клетки как бы меняются ролями: те, которые были возбуждены, теперь отдыхают. Но остаются и возбужденные участки, благодаря чему мозг спящего человека выполняет нужные для организма функции.

В коре больших полушарий человека (и животных) постоянно протекают два противоположных нервных процесса: возбуждение и торможение. Возбуждение возникает тогда, когда какие-либо предметы или явления, действуя на органы чувств, вызывают раздражения, которые передаются в мозг. Этот очаг возбуждения не остается неизменным и неподвижным. Обычно он иррадиирует (распространяется) и перемещается по коре больших полушарий.
Одновременно в коре происходит и противоположный процесс - торможение, которое активно задерживает, тормозит или ограничивает возбужденный участок, вызывает его концентрацию, сосредоточение в более узком очаге.Возбуждение и торможение тесно связаны между собой. Эта связь выражается, в частности, в том, что если в одном участке мозга появилось возбуждение, то вокруг начинает возникать торможение. Такое явление называется отрицательной индукцией. Вокруг очага торможения в коре больших полушарий возникает возбуждение. Этот процесс называется положительной индукцией нервных процессов.

18. Ощущения. Виды `ощущений.

Ощущение -это отражение в коре головного мозга отдельных свойств предметов и явлений окружающего мира, воздействующих в данный момент на мозг человека.

Кожные ощущения

Кожные ощущения получаются от непосредственного воздействия разнообразных раздражителей на рецепторы, находящиеся на поверхности кожи человека. Все такого рода ощущения имеют общее название кожных, хотя, строго говоря, к категории этих ощущений относят и те ощущения, которые возникают при воздействии раздражителей на слизистую оболочку рта и носа, роговую оболочку глаз.

Вкусовые и обонятельные ощущения

Рецепторами вкусовых ощущений являются так называемые вкусовые луковицы, состоящие из чувствительных вкусовых клеток, соединенных с нервными волокнами. У взрослого человека вкусовые луковицы расположены главным образом на кончике, по краям и на задней части верхней поверхности языка. У детей область распространения вкусовых луковиц гораздо шире, чем у взрослых. Вкусовые луковицы имеются на нёбе, миндалинах и задней стенке глотки (у детей в большей степени).

Середина верхней поверхности и вся нижняя поверхность языка не чувствительна к вкусу. Рецепторами обонятельных ощущений являются обонятельные клетки, погруженные в слизистую оболочку так называемой обонятельной области. Раздражителями для рецепторов обоняния служат различные пахучие химические вещества, проникающие в нос вместе с воздухом

Слуховые ощущения

Для органа слуха раздражителем являются звуковые волны, то есть продольные волнообразные колебания частиц воздуха. Источником такого волнообразного движения воздуха является колеблющееся тело (и обычно твердое). Звук распространяется от этого тела во все стороны. Стоит отметить, что звук способен распространяться не только по воздуху, но и по всякой материи: жидкой, газообразной, твердой. В вакууме, где нет материи, звук не распространяется.

Зрительные ощущения

Раздражителем для зрительного анализатора служат световые волны, которые по своей природе являются электромагнитными. Лучи света отличаются тем, что они могут отражаться встречающимися на их пути предметами по законам преломления света и рассеиваться в пространстве. Электромагнитные колебания, излучаемые или отражаемые окружающими нас предметами и воспринимаемые нами как световые, характеризуются различной частотой и имеют различную длину волны.

Проприоцептивные ощущения

Проприоцептивные ощущения - ощущения движения и равновесия. Рецепторы ощущений равновесия находятся во внутреннем ухе. Рецепторы кинестетических (двигательных) ощущений находятся в мышцах, сухожилиях и суставных поверхностях. Эти ощущения дают нам представления о величине и скорости нашего движения, а также о положении, в котором находится та или иная часть нашего тела.