Раздел I. Физиология высшей нервной деятельности

1. Физиология высшей нервной деятельности как наука

Учение о физиологии высшей нервной деятельности создано трудами И.П. Павлова в начале XX в. Это учение утверждает первичность материи и вторичность сознания, наличие объективного и субъективного.

Физиология высшей нервной деятельности – это наука о нейрофизиологических механизмах психики и поведения, которая базируется на принципе рефлекторного отражения внешнего мира. Она раскрывает закономерности работы головного мозга, позволяет понять природу и внутренние механизмы обучения, памяти, эмоций, мышления и сознания.

Под высшей нервной деятельностью (ВНД) понимается интегративная деятельность высших отделов центральной нервной системы, обеспе- чивающая наиболее совершенное поведенческое приспособление организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды.

Термин «высшая нервная деятельность» был введен И.П. Павловым, который считал его равнозначным понятию «психическая деятельность» и утверждал, что в основе высшей нервной деятельности лежит взаимо- действие врожденных безусловных и приобретаемых в процессе онтогенеза условных рефлексов.

В современном понимании высшая нервная деятельность представляет собой диалектическое единство активности и реактивности. Присущие живым организмам потребности придают психическому отражению и поведению в целом изначальную активность, а их рефлекторная природа делает поведение целенаправленным, соответствующим объективным условиям окружающей среды. В связи с такими представлениями о высшей нервной деятельности в последние годы становится актуальным потребностно-мотивационный подход к ее изучению.

Учение И.П. Павлова о высшей нервной деятельности было создано на основе обобщения и дальнейшего развития достижений естествознания за предшествующие периоды. Создание этого учения было подготовлено всем ходом развития познания деятельности мозга, и в первую очередь экспериментальной психологии и зоопсихологии, однако значительно большее влияние на него оказали успехи в исследовании физиологии центральной нервной системы. Учение И.П. Павлова тесно связано с историей философии и естествознания в России. Среди многочисленных предпосылок его возникновения можно выделить три основных:

1. Работы А.Н. Радищева и русских революционных демократов (В.Г. Белинского, Н.А. Добролюбова), которые считали, что психическая деятельность есть продукт высокоорганизованной материи – мозга; в ее основе лежат физиологические процессы, протекающие в головном мозге; психическая деятельность обусловлена условиями жизни, которые влияют на формирование высших функций нервной системы.

2. Идеи основоположника отечественной медицины С.П.Боткина, который подчеркивал решающую роль нервной системы в регуляции абсолютно всех функций организма, в поддержании его целостности и адаптации к среде. С.П. Боткин высказал идею «нервизма», в которой обосновал роль психического фактора в возникновении многих патоло- гических нарушений и заболеваний, в их профилактике и терапии.

3. Решающей предпосылкой возникновения учения о высшей нервной деятельности явились работы И.М. Сеченова, который в 1863 г. в своей работе «Рефлексы головного мозга» выдвинул гипотезу о рефлекторной природе всех психических процессов и показал, что их материальным субстратом являются нервные процессы, происходящие в головном мозге. Он утверждал, что «все элементы психической деятельности, и сознательные, и бессознательные суть – рефлексы». Однако И.М. Сеченов не отождествлял психические явления с рефлексами, он говорил лишь о рефлекторном происхождении психических процессов, об их закономерной детерминированности (обусловленности) воздействиями условий внешней среды и прошлым опытом человека, о возможности и необходимости их физиологического, т.е. научного, анализа.

И.М. Сеченов привел убедительные доказательства рефлекторной природы психической деятельности, указывая, что ни одно впечатление, ни одна мысль не возникают сами по себе, что поводом является действие какой-либо причины – физиологического раздражителя. Самые разно- образные переживания, чувства, мысли в конечном итоге ведут, как пра -вило, к каким-либо ответным действиям. Но Сеченов не оставил без объяснения и те случаи, когда человек, подумав о чем-либо, не пред- принимает соответствующего действия, так как возникает описанное им торможение, которое может задержать осуществление исполнительного звена рефлекса. Такой рефлекс «с задержанным концом» является основой мысли, не приведенной в действие. Произвольные движения, согласно И.М. Сеченову, формируются в процессе индивидуального развития организма, путем повторных ассоциирований элементарных рефлексов. В результате организм обучается множеству таких действий, для которых ни плана, ни способа организации в его генетическом фонде нет. При помощи индиви- дуального опыта и повторения формируются простые и сложные навыки, знания, возникают представления, речь и сознание.

Открытие одного из фундаментальных механизмов деятельности мозга – центрального торможения – механизма, совершенно необходимого для точной координированной деятельности нервной системы, а также экспериментальные факты позволили И.М. Сеченову выдвинуть постулат о непременном существовании по крайней мере трех основных механизмов, формирующих целостную деятельность мозга, которыми являются :

1) деятельность «чисто отражательного аппарата» (анализаторов), то есть совокупность структур, обеспечивающих преобразование воздействий среды в нервные сигналы, их переработку и передачу к исполнительным органам (так называемые специфические системы мозга);

2) механизмы «центрального торможения»;

3) деятельность особых «станций усиления» рефлекторных актов.

Однако почти целое столетие после выхода в свет книги И.М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» оставалась не вполне ясной морфологическая и функциональная сущность «тормозящих» и «усиливающих» центров в интегративной деятельности мозга. Лишь в 1949 г. выдающийся американский физиолог Г. Мэгун совместно с итальянским исследователем Г. Моруцци сделал открытие, которое существенно изменило представления о строении и принципах функционирования мозга и подтвердило пред- положения И.М. Сеченова.

Работа «Рефлексы головного мозга» перевернула мировоззрение целого поколения ученых, указала новые пути в науке; но при этом она намного опередила развитие науки, поэтому учение Сеченова оставалось блестящей гипотезой и не было сразу использовано ни физиологами, ни психологами. Лишь 40 лет спустя идеи о рефлекторном принципе деятельности мозга стали фундаментом учения о высшей нервной деятель- ности животных и человека, которое было создано И.П. Павловым и его школой. Развивая идеи И.М. Сеченова, И.П. Павлов открыл особый класс проявлений работы головного мозга – условные рефлексы. Именно в этих рефлексах закрепляется и реализуется индивидуальный опыт высших живых существ от элементарных поведенческих актов до грандиозной системы специально человеческих речевых сигналов.

Основные черты полной рефлекторной теории И.П. Павлов сформули-ровал в своей знаменитой работе 1932 г. «Ответ физиолога психологам» . Из всего комплекса принципов, на которых создана рефлекторная теория высшей нервной деятельности, он выделил три основополагающих принципа: детерминизма, структурности, принцип анализа и синтеза.

Принцип детерминизма (причинной обусловленности). Каждый акт нервной деятельности обусловлен причиной, воздействием из внешней или внутренней среды. Целесообразность реакции определяется спецификой раздражителя и чувствительностью организма к раздражителю. Рефлек- торный акт – это практическое взаимодействие организма со средой.

Принцип структурности. Каждый физиологический акт нервной деятельности протекает в определенных нервных структурах. И.П. Павлов выделял две части в нервной структуре:

● генетически детерминированную, врожденную (структуру постоянных нервных связей, субстрат безусловных рефлексов);

● динамическую, приобретаемую в индивидуальном развитии (структуру временных связей, субстрат условных рефлексов).

Принцип анализа и синтеза раздражителей внешней и внутренней среды. Любое воздействие вначале анализируется качественно, количест- венно, по биологической значимости, а затем – в зависимости от результата анализа синтезируется соответствующее поведение. С одной стороны, специализированные рецепторы (анализаторы) обеспечивают избирательную реакцию на отдельные сигналы среды (анализ, дифференцировку сигналов), а с другой – обеспечивают целостное восприятие всей совокупности воз- действий (синтез сигналов). Анализ и синтез особенно сложно протекают у человека, у которого в связи с его словесным мышлением вводится качественно новый двухсигнальный принцип высшей нервной деятельности. Корковый анализ и синтез присущ первой сигнальной системе. Высший анализ и синтез осуществляются путем совместной деятельности первой и второй сигнальных систем при обязательном участии осознания предметных отношений действительности. Любой процесс анализа и синтеза включает в себя завершающую фазу – результат действия. При этом человек, в отличие от животных, подвергает анализу и синтезу и результаты трудовой деятельности, и движения речи. Речедвигательный анализ и синтез, по И.П. Павлову, – это «базальный компонент» человеческого анализа и синтеза.

Согласно рефлекторной теории Сеченова – Павлова, причина любого рефлекторного акта лежит вне его, т.е. рефлекторный акт детерминирован воздействиями из внешней или внутренней среды. Благодаря процессу анализа и синтеза происходит взаимодействие организма и среды. Уравновешивание организма с внешней средой осуществляется благодаря безусловно-рефлекторной деятельности нервной системы. Равновесие может быть совершенным только при абсолютном постоянстве внешней среды, но поскольку внешняя среда непрерывно меняется, то устойчивых жестких нервных связей становится недостаточно, появляется необходимость дополнения их гибкими временными связями, лежащими в основе условных рефлексов. Именно условный рефлекс является универсальным приспособительным механизмом, обеспечивающим пластичные формы поведения. Благодаря условным рефлексам явления внешней среды то отражаются в деятельности организма, то остаются для него индифферентными, т.е. организм относится к окружающей действи- тельности избирательно.

В процессе эволюции животных, филогенетического развития мозговых структур соотношение врожденных и приобретенных реакций закономерно меняется: в поведении беспозвоночных и низших животных врожденные формы деятельности преобладают над приобретенными, а у более развитых животных начинают доминировать индивидуально приобретенные формы поведения, которые непрерывно развиваются, усложняются и совершенствуются. И.П.Павлов вводит разделение понятий высшей и низшей нервной деятельности. Высшая нервная деятельность была определена как условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных – больших полушарий и переднего мозга), обеспечивающих адекватные и наиболее совершенные отношения целого организма к внешнему миру, т.е. поведение. Под низшей нервной деятельностью И.П. Павлов понимал деятельность низших отделов голов- ного и спинного мозга, заведующих главным образом соотношениями и интеграцией частей организма между собой.

Вопросы и задания для самоконтроля.

1. Дайте определение высшей нервной деятельности, обоснуйте ее значение в приспособительной деятельности человека и животных.

2. Назовите основные предпосылки возникновения учения И.П. Павлова о высшей нервной деятельности.

3. Охарактеризуйте основные принципы, лежащие в основе рефлекторной теории высшей нервной деятельности.