6. Опишите развитие жизни в протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую эры.

В протерозое, длившемся 2 млрд. лет, мир был населен еще одноклеточными, и началось разделение клеток на растительные и животные. Растительные клетки покрывались более жесткой оболочкой, которая защищала их, но и препятствовала перемещению при добывании пищи. Поэтому эти клетки совершенствовались в направлении использования фотосинтеза для накопления питательных веществ. При этом образовывались клетки как с автотрофным, так и с гетеротрофным питанием. Обе эти группы участвовали в биотическом круговороте веществ и взаимно дополняли друг друга. Животные же клетки были покрыты более эластичной оболочкой, не мешающие им передвигаться в поисках пищи, которой им служили другие клетки – растительные или животные. Эти качества совершенствовались, животные клетки поглощали все более крупные частицы, пропуская их через свою оболочку; естественный отбор ускорял эти усовершенствования.

Следующим этапом развития жизни и усложнения ее форм стало появление примерно 900 млн. лет назад полового размножения. Достоинство полового размножения состоит в повышении разнообразия и ускорения эволюции. Первые многоклеточные были представлены губками, кишечнополостными, членистоногими. Их эволюция шла в направлении совершенствования способов передвижения, лучшей координации деятельности клеток, совершенствования дыхания и пр. примерно за 100 млн. лет произошло усложнение организации многоклеточных организмов с дифференцированным телом, органами и тканями, имеющими различные функции.

В протерозое и начале палеозоя растения живут в морской воде: бурые и зеленые водоросли прикреплены ко дну, а в толще воды – красные и золотистые. Из-за повышения солености морей животные, усваивая минеральные соли, смогли образовывать жесткий скелет.

В кембрии появились в море почти все виды животных, которые впоследствии развивались и совершенствовались: ракообразные, кораллы, моллюски, трилобиты, плеченогие, иголкокожие. В кембрии, длившемся 100 млн. лет, произошел гигантский "взрыв" жизни.

Появление огромного разнообразия видов изменило и отношения между животными. Все шире распространялись организмы, питающиеся животной пищей, появились хищники, стали складываться современные типы животных сообществ, которые связаны пищевыми цепями.

В ордовике (500 млн. лет назад) в море появились плотоядные, достигающие 10 м в длину. Появились и первые позвоночные – животные, имеющие скелеты. Они были небольших размеров, вероятно, это были бесчелюстные рыбообразные, покрытые чешуей, которая помогала им спасаться от хищников. Господствовали иголкокожие, трилобиты.

В конце ордовика начался переход на сушу: первые споровые растения заселяют берега пресных водоемов. В морях распространяются полухордовые. Поверхность Земли была красноватого цвета после кислородной революции из-за коррозии минералов железа.

В период силура, наступившего еще через 100 млн. лет, появляются позвоночные – панциридные рыбы и продолжается заселение суши растениями. К концу периода на суше появляются животные: паукообразные. Переход на сушу сопровождался многими изменениями приспособлений к новой среде. В воздухе нет питательных веществ, выше содержание кислорода, и он пропускает свети звук иначе, чем вода. Растения, переселявшиеся на сушу, получали эволюционные преимущества, поскольку при обилии солнечного света фотосинтез становился более совершенным. Чтобы ограничить испарение влаги, стала формироваться водонепроницаемая оболочка, для обеспечения питанием в новой среде развивалась корневая система, для укрепления и поддержания в условиях суши формировалась и древесина. Происходила дифференциация тела на корень, стебель и лист. Изменилась и репродуктивная система. На суше оказались непригодными для размножения свободно плавающие половые клетки, стали формироваться семена и споры. Спорофитная ветвь оказалась более приспособленной к жизни на суше, ее представляет высшие растения. Гаметофитное направление представлено мохообразными. К концу силура поверхность Земли вблизи водоемов стала зеленого цвета, появляются на суше леса из древних голосемянных и прогимноспримов.

В девоне появились двоякодышащие рыбы, т.е. помимо дыхания в воде они моги дышать и легкими. Примерно в то же время появились хрящевые рыбы – акулы и скаты. В этот период появились и костистые рыбы; двоякодышащие пресноводные рыбы, вероятно, дали жизнь первичным земноводным, а затем и сухопутным позвоночным. Постепенно вырабатываются разные способы укрепления каркаса тела. Помимо внутреннего каркаса у позвоночных, складывается и наружный – у насекомых. Появившиеся насекомые обладают достаточно сложной системой отражения, врожденные рефлексы преобладают над приобретенными, по всему телу у них распределены нервные центры, тогда как у позвоночных развивается, в основном, мозг, и преобладают условные рефлексы над безусловными. Эти различия возрастали и стали проявляться после перехода к жизни на суше. В девоне возникли грибы, сушу освоили пауки и клещи.

В карбоне климат был теплый и влажный. Земля была покрыта огромными заболоченными территориями и морями. В условиях постоянного лета разрослись густые тропические леса папоротникового типа. Широко распространились кораллы и моллюски. Началось активное заселение суши животными. Первые из позвоночных, приспособившиеся к новым условиям сред, стали рептилии. Некоторые уходили в воду (мезозавры), а другие. Наоборот, дальше от воды. Растения карбона тоже уже приспособились удерживать воду и защищать семена от высыхания, мощн6ые споровые растения достигали высоты в 40 м. к концу периода распространяются голосеменные, у которых происходит переход от одинарного набора хромосом к двойному. Так растут генетические возможности организмов. Переход к семенному размножению обладал рядом эволюционных преимуществ, и семенные растения разрастались. Появились первые хвойные.

К концу периода крбона климат стал более засушливым, земноводные, которые преобладала эти 60 млн. лет каменноугольного периода, стали вытесняться на большие расстояния от водоемов.

В конце палеозойской эры, в Перми, осваивают воздух огромное количество насекомых. Постепенно появились и покрытосемянные растения. Такие семена могли переносить животные, поэтому растения формировали средства, привлекающие животных. И сейчас в тропических лесах почти 80% растений являются покрытосеменными. Земноводные (амфибии) могли ненадолго удаляться от воды, хотя жили на суше, у них развились настоящие пятипалые конечности с плечевым и бедренным суставами, усовершенствовалось легочное дыхание. Но размножались амфибии с помощью икры, которую они метали вводу, поэтому они не могли удаляться далеко от водоемов. Поэтому господство земноводных на Земле было непродолжительным.

Мезозойская эра продолжалась 170 млн. лет и закончилась 70 млн. лет назад. Она разделена на три периода: триасовый, юрский и меловой. Эту эру называют эрой пресмыкающихся, распространившихся по всей планете и достигших огромного разнообразия. Некоторые рептилии становятся хищными, а другие – травоядными. В триасе размеры динозавров были около 6 м, но постепенно они овладели планетой, и их размеры возросли. Появились черепахи и крокодилы. В юрский период, длившийся 60 млн. лет, возникают птицы. Первые – археоптерикс – напоминали не только птиц, но и рептилий.

К концу эры (меловому периоду) появляются гигантские растительноядные динозавры – брахиозавры, они достигают 30 м в длину, а их вес приближается к 50т. В юре развиваются морские рептилии – ихтиозавры и плезиозавры, появляются летающие ящеры – птеродактили. В триасовом периоде появились первые млекопитающие. В конце мезозоя климат стал более холодным, сократились области, богатые растительностью, это привело к гибели сначала растительноядных, а затем и плотоядных динозавров. В условиях похолодания преимущество получили теплокровные животные – птицы и млекопитающие.

7. В каком состоянии находится солнечное вещество? Каков состав солнечного излучения? Что такое солнечный ветер? Как он проявляется на Земле? Какова роль неравновесности земной поверхности относительно солнечного излучения?

Наше Солнце – это огромный светящийся газовый шар, внутри которого проте­кают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Внутрен­ний объём Солнца можно разделить на несколько областей; вещество в них отлича­ется по своим свойствам, и энергия распространяется посредством разных физиче­ских механизмов.

В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря об­разным языком, та "печка", которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром. Под тяжестью внешних слоёв вещество внутри Солнца сжато, причём чем глубже, тем сильнее. Плотность его увеличивается к центру вместе с ростом давления и температуры. В ядре, где температура достигает 15 миллионов кельвинов, происходит выделение энергии.

Эта энергия выделяется в результате слияния атомов лёгких химических эле­ментов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов водорода обра­зуется один атом гелия. Именно эту страшную энергию люди научились освобож­дать при взрыве водородной бомбы. Есть надежда, что в недалёком будущем чело­век сможет научиться использовать её и в мирных целях.

Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.

Но энергия горячего ядра должна как-то выходить наружу, к поверхности Солнца. Существуют различные способы передачи энергии в зависимости от физи­ческих условий среды, а именно: лучистый перенос, конвекция и теплопроводность. Теплопроводность не играет большую роль в энергетических процессах на Солнце и звездах, тогда как лучистый и конвективный переносы очень важны.

Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распро­страняется через поглощение и излучение веществом порций света – квантов.

Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медлитель­ный. Чтобы квантом добраться от центра Солнца до фотосферы, необходимы много тысячи лет: ведь, переизлучаясь, кванты всё время меняют направление, почти столь же часто двигаясь назад, как и вперед. Но когда они в конце концов выберутся на­ружу, это будут уже совсем другие кванты. Что же с ними произошло?

В центре Солнца рождаются гамма-кванты. Их энергия в миллионы раз больше, чем энергия квантов видимого света, а длина волны очень мала. По дороге кванты претерпевают удивительные превращения. Отдельный квант сначала поглощается каким-нибудь атомом, но тут же снова переизлучается; чаще всего при этом возни­кает не один прежний квант, а два или даже несколько. По закону сохранения энер­гии их общая энергия сохраняется, а потому энергия каждого из них уменьшается. Так возникают кванты всё меньших и меньших энергий. Мощные гамма-кванты как бы дробятся на менее энергичные кванты – сначала рентгеновских, потом ультра­фиолетовых и наконец видимых и инфракрасных лучей. В итоге наибольшее коли­чество энергии Солнце излучает в видимом свете, и не случайно наши глаза чувст­вительны именно к нему.

Кванту требуется очень много времени, чтобы просочиться через плотное сол­нечное вещество наружу. Так что если бы "печка" внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя.

На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает та­кую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией.

Что такое конвекция? Когда жидкость кипит, она перемешивается. Так же мо­жет вести себя и газ. В жаркий день, когда земля нагрета лучами Солнца, на фоне удаленных предметов хорошо заметны поднимающиеся струйки горячего воздуха. Их легко наблюдать и над пламенем газовой горелки, и над раскалённой конфоркой плиты. То же самое происходит и на Солнце в области конвекции. Огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а ох­лаждённый солнечный газ опускается вниз. Похоже, что солнечное вещество кипит и перемешивается, как вязкая рисовая каша не огне.

Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым. Однако по инерции сюда всё же проникают горячие потоки из более глубоких, конвективных слоёв. Хо­рошо известная наблюдателям картина грануляции на поверхности Солнца является видимым явлением конвекции.

Электромагнитное излучение подвергается строгому отбору в земной атмо­сфере. Она прозрачна только для видимого света и ближних ультрафиолетового и инфракрасного излучений, а также для радиоволн в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Всё остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя её верхние слои.

Поглощение рентгеновских и жёстких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300-350 километров; на этих же высотах отражаются наиболее длинные ра­диоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного от хромо­сферных вспышек рентгеновские кванты проникают до высот 80 – 100 километров от поверхности Земли, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на корот­ких волнах.

Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать ещё глубже, оно поглощается на высоте 30 – 35 километров. Здесь ультрафиолето­вые кванты разбивают на атомы (диссоциируют) молекулы кислорода (02) с после­дующим образованием озона (03).Тем самым создаётся не прозрачный для ультра­фиолета "озоновый экран", предохраняющий жизнь на Земле от гибельных лучей. Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхности. Именно эти лучи вызывают у людей загар и даже ожоги кожи при длительном пребывании на солнце.

Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. Облака, состоящие из капелек воды и твёрдых частиц, значительно усиливают отражение солнечного излучения. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.

Количество солнечной энергии, приходящийся на поверхность площадью 1 м², развёрнутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, на­зывается солнечной постоянной. Измерить её с Земли очень трудно, и потому значе­ния, найденные до начала космических исследований, были весьма приблизитель­ными. Небольшие колебания (если они реально существовали) заведомо "тонули" в неточности измерений. Лишь выполнение специальной космической программы по определению солнечной постоянной позволило найти её надёжное значение. По по­следним данным, оно составляет 1370 с точностью до 0,5 %. Колебаний, пре­вышающих 0,2 % за время измерений не выявлено.

На Земле излучение поглощается сушей и океанами. Нагретая земная поверх­ность в свою очередь излучает в длинноволновой инфракрасной области. Для такого излучения азот и кислород атмосферы прозрачны. Зато оно жадно поглощается во­дяным паром и углекислым газом. Благодаря этим малым составляющим воздушная оболочка удерживает тепло. В этом и заключается парниковый эффект атмосферы. Между приходом солнечной энергии на Землю и её потерями на планете в общем существует равновесие: сколько поступает, столько и расходуется. В противном случае температура земной поверхности вместе с атмосферой либо постоянно по­вышалась бы, либо падала.

Прошло 40 лет с тех пор, как американский физик Е.Паркер теоретически предсказал явление, которое получило название "солнечный ветер" и которое через пару лет было подтверждено экспериментально группой советского ученого К. Грингауза при помощи приборов, установленных на космических аппаратах "Луна-2" и "Луна-3". Солнечный ветер представляет собой поток полностью ионизированной водородной плазмы, то есть газа, состоящего из электронов и протонов примерно одинаковой плотности (условие квазинейтральности), который с большой сверхзвуковой скоростью движется от Солнца. На орбите Земли скорость этого потока равна примерно 400-500 км/с, концентрация протонов (или электронов) 10-20 частиц в кубическом сантиметре, а их температура примерно 100 000 К. (температура электронов несколько выше).

Кроме электронов и протонов в межпланетном пространстве были обнаружены альфа-частицы (порядка нескольких процентов), небольшое количество более тяжелых частиц, а также магнитное поле, средняя величина индукции которого оказалась на орбите Земли порядка нескольких гамм (=10-5 Гс.).

Как показывают наблюдения, выполненные на борту космических спутников Земли и других космических аппаратах с высоким апогеем орбиты, межпланетное пространство заполнено чрезвычайно активной средой – плазмой солнечного ветра. Солнечный ветер зарождается в верхних слоях атмосферы Солнца, и его основные параметры определяются соответствующими параметрами солнечной атмосферы. Однако связь между физическими характеристиками солнечного ветра вблизи орбиты Земли и физическими явлениями в атмосфере Солнца оказывается чрезвычайно сложной, и, кроме того, меняется в зависимости от солнечной активности конкретной ситуации на Солнце. Поэтому для простоты описания предполагается, что наблюдаемый солнечный ветер состоит из трех компонент:

• Спокойный солнечный ветер, – постоянно существующий поток солнечной плазмы, заполняющий все межпланетное пространство вплоть до границ гелиосферы (50 – 200 А.Е.);

• Квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы, ответственные за рекуррентные геомагнитные возмущения;

• Спорадические высокоскоростные потоки – относительно кратковременные, чрезвычайно неоднородные и сложные по структуре образования, ответственные за спорадические геомагнитные возмущения.

8. Чем занимается нейрофизиология? Опишите процессы торможения и возбуждения. Поясните понятия "условный и безусловный рефлекс". Чем отличаются инстинкты от рефлексов? Какая связь между учением Павлова о рефлексах и кодированием информации? Как изучают мозг с помощью электродов? Что такое разум и речь? Каково соотношение интеллекта и инстинкта?

Нейрофизиология, раздел физиологии, изучающий функции нервной системы (НС); наряду с нейроморфологическими дисциплинами нейрофизиология — теоретическая основа неврологии. Представления о рефлекторном принципе функционирования НС были выдвинуты ещё в XVII в. Р. Декартом, а в 18 в. и Й. Прохаской, однако нейрофизиология как наука начала развиваться лишь в 1-й половине XIX в., когда для изучения НС стали применять экспериментальные методы. Развитию нейрофизиологии способствовало накопление данных об анатомическом и гистологическом строении НС в частности открытие её структурной единицы — нервной клетки, или нейрона, а также разработка методов прослеживания нервных путей на основании наблюдения за перерождением нервных волокон после их отделения от тела нейрона. В начале XIX в. Ч. Белл (1811) и Ф. Мажанди (1822) независимо друг от друга установили, что после перерезки задних спинномозговых корешков исчезает чувствительность, а после перерезки передних — движения (т. е. задние корешки передают нервные импульсы к мозгу, а передние — от мозга). Вслед за тем стали широко пользоваться перерезками и разрушениями различных структур мозга, а затем и искусственным их раздражением для определения локализации той или иной функции в НС. Важным этапом было открытие И. М. Сеченовым (1863) центрального торможения — явления, когда раздражение определённого центра НС вызывает не деятельное её состояние — возбуждение, а подавление деятельности. Как было показано впоследствии, взаимодействие возбуждения и торможения лежит в основе всех видов нервной активности. Во 2-й половине XIX — начале XX вв. были получены подробные сведения о функциональном значении различных отделов НС и основных закономерностях их рефлекторной деятельности. Значительный вклад в изучение функций центральной НС внесли Н. Е. Введенский, В. М. Бехтерев и Ч. Шеррингтон. Роль ствола головного мозга, главным образом в регуляции сердечно-сосудистой деятельности и дыхания, в значительной мере была выяснена Ф. В. Овсянниковым и Н. А. Миславским, а также П. Флурансом, роль мозжечка — Л. Лючиани. Экспериментальное изучение функций коры больших полушарий головного мозга было начато несколько позднее (немецкие учёные Г. Фрич и Э. Гитциг, 1870; Ф. Гольц, 1869; Г. Мунк и др.), хотя представление о возможности распространения рефлекторного принципа на деятельность коры было развито ещё в 1863 Сеченовым в его "Рефлексах головного мозга". Последовательное экспериментальное исследование функций коры было начато И. П. Павловым, открывшим условные рефлексы, а тем самым и возможность объективной регистрации нервных процессов, протекающих в коре.

Торможение, активный нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения. В зависимости от локализации тормозного процесса различают периферическое торможение, осуществляемое непосредственно в синапсах на мышечных и железистых элементах, и центральное, реализуемое в пределах центральной нервной системы. Большинство изученных видов торможения основано на взаимодействии медиатора, секретируемого и выделяемого из пресинаптических элементов (обычно нервных окончаний), со специфическими молекулами постсинаптической мембраны. При этом происходит кратковременное повышение проницаемости постсинаптической мембраны к ионам К⁺ или Cl^—, вызывающее снижение её входного электрического сопротивления и во многих случаях также генерацию гиперполяризационного тормозящего потенциала постсинаптического. Это приводит к снижению возбудимости мембраны, длящемуся в разных случаях от единиц до десятков мсек, и значительному уменьшению вероятности её охвата распространяющимся возбуждением.

Изучая условнорефлекторную деятельность, И. П. Павлов выделил внешнее торможение, заключающееся в торможении какой-либо текущей деятельности ориентировочным рефлексом на посторонний раздражитель, и внутреннее торможение, наблюдаемое при угасании условных рефлексов, их дифференцировании, при образовании запаздывающих и следовых условных рефлексов. В особый вид Павлов выделял охранительное торможение, предохраняющее нервные центры от чрезмерно сильного раздражения или переутомления. При нарушении взаимоотношений между торможением и возбуждением возникают различные нервные и психических заболевания.

Возбуждение, реакция живой клетки на раздражение, выработанная в процессе эволюции. При возбуждении живая система переходит из состояния относительного физиологического покоя к деятельности (например, сокращение мышечного волокна, выделение секрета железистыми клетками и др.). В основе возбуждения лежат сложные физико-химические процессы. Начальный пусковой момент возбуждения — изменения ионной проницаемости и электрических потенциалов мембраны. Наиболее полно возбуждение изучено в нервных и мышечных клетках, где оно сопровождается возникновением потенциала действия (ПД), способного без затухания распространяться вдоль всей клеточной мембраны. Это свойство ПД обеспечивает быструю передачу информации по периферическим нервам в нервные центры и от них к исполнительным органам — мышцам и железам. В волокнах скелетных мышц ПД распространяется как вдоль мембраны, так и в глубь волокна к сократительному аппарату миофибрилл; поэтому вслед за волной возбуждения по мышечному волокну распространяется волна сокращения. Пусковое влияние ПД оказывает и на секрецию нервными окончаниями химических веществ — медиаторов, оказывающих возбуждающее или тормозящее действие на иннервируемые ткани. ПД подчиняется правилу "всё или ничего": он возникает только после достижения раздражителем пороговой величины (порог раздражения) и сразу приобретает максимальную амплитуду. Во время развития ПД клетка полностью утрачивает возбудимость, т. е. способность отвечать новым возбуждением на повторный стимул. Возбудимость восстанавливается постепенно лишь после окончания ПД.

Условные рефлексы, индивидуально приобретённые сложные приспособительные реакции организма животных и человека, возникающие при определённых условиях на основе образования временной связи между условным (сигнальным) раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безусловнорефлекторным актом. Осуществляются высшими отделами центральной нервной системы – корой головного мозга и подкорковыми образованиями; формируются в процессе онтогенеза на базе безусловных рефлексов. Термин "условные рефлексы" предложен в 1903 И. П. Павловым. Исследование этого явления привело Павлова к созданию условнорефлекторной теории поведения животных и человека и нового учения о функциях мозга – физиологии высшей нервной деятельности. Изучение закономерностей образования и особенностей условных рефлексов способствует объективному познанию работы головного мозга. Существует множество методик исследования условных рефлексов, но наиболее известная из них методика слюнных пищевых условных рефлексов даёт возможность просто и точно оценивать их по мере выработки. И хотя современные электрофизиологические, нейрохимические, психофармакологические и др. методы анализа деятельности головного мозга внесли много нового в развитие условнорефлекторной теории, основные положения, сформулированные Павловым на основе изучения слюнных условных рефлексов, остаются незыблемыми поныне и служат фундаментом для новых исследований.

Безусловные рефлексы, видовые рефлексы, относительно постоянные стереотипные врождённые реакции организма на воздействия внешней и внутренней среды, осуществляемые при посредстве центральной нервной системы и не требующие специальных условий для своего возникновения. Термин "безусловные рефлексы" введён И. П. Павловым для обозначения рефлексов, безусловно возникающих при действии соответствующих раздражителей на чувствительные нервные окончания (рецепторы). Примеры безусловных рефлексов: выделение слюны при попадании пищи в рот, одёргивание руки при уколе пальца и др. Биологическая роль безусловных рефлексов, которые служат фундаментом для остальной нервной деятельности организма, — приспособление поведения животного данного вида к постоянным, привычным для него условиям среды. Динамическое взаимодействие безусловных рефлексов с приобретёнными, возникающими на протяжении жизни организма так называемыми условными рефлексами обеспечивает приспособление организма к изменениям как внешней, так и внутренней среды. Анатомическая основа безусловных рефлексов — различные отделы спинного и головного мозга, включая его большие полушария. Точное соответствие безусловных рефлексов качественным и количественным особенностям раздражителя позволило материалистически трактовать проблему их биологической целесообразности, имея в виду поразительную приспособленность функции характеру раздражения. Важная роль в механизме безусловных рефлексов принадлежит так называемой обратной афферентации, т. е. поступлению в организм информации о результатах и степени успешности совершенного действия. Различия между безусловными рефлексами и условными рефлексами носят относительный характер. Согласно Павлову, безусловные рефлексы возникают как условные, а впоследствии (при сохранении одних и тех же условий жизни в ряде поколений) в процессе эволюции закрепляются и переходят во врождённые.

Инстинкт (от лат. instinctus — побуждение), совокупность врождённых сложных реакций (актов поведения) организма, возникающих, как правило, почти в неизменной форме в ответ на внешние или внутренние раздражения. Механизм инстинкта, согласно И. П. Павлову, — безусловнорефлекторный, поэтому понятия инстинкт и безусловный рефлекс он считал идентичными. Обычно инстинктом называют только сложные безусловные рефлексы (пищевой, оборонительный, половой и др.), в отличие от простых безусловных рефлексов (мигание, чихание, кашель и т. п.). Любой инстинкт состоит из цепи реакций, в которой конец одного звена служит началом другого. Имеются попытки классифицировать инстинкты по их биологическому и физиологическому значению. По данным школы И. П. Павлова, можно выделить следующие главнейшие инстинкты: пищевой, проявляющийся в виде пищедобывания, захвата пищи, накопления её запасов и т. п.; оборонительный, состоящий как из пассивнооборонительных реакций (убегание, "замирание", "затаивание"), так и активной защиты при помощи зубов, когтей, рогов и т. п.; половой, включающий брачные игры, танцы, пение, токование, бои за самку, миграцию к месту нереста и др. акты, завершающиеся спариванием; родительские (называются также заботой о потомстве) в виде постройки гнезда, запасания корма для молоди, её кормления и обучения защитным, охотничьим и др. приёмам; групповые, составляющие основу взаимоотношения членов стада, стаи, роя, семьи и проявляющиеся в совместной обороне от врагов, постройке гнезда, преодолении пространства (миграции), обогреве друг друга в холодное время года, в общей заботе о потомстве и т. п. При углублённом исследовании механизмов инстинктов особое внимание привлекает их изменчивость в силу возможного наслоения условнорефлекторных реакций, которые вместе с инстинктом составляют "биокомплекс активности", или "унитарные реакции". Установлено, что чем более развита центральная нервная система, тем больший удельный вес в поведении животного имеют реакции, приобретённые в индивидуальной жизни. Так, поведение низших беспозвоночных (простейшие, кишечнополостные) основано исключительно на инстинктах. В поведении же высших беспозвоночных (насекомые, ракообразные, высшие моллюски), несмотря на наличие у них сложнейших инстинктов (в особенности у "общественных" насекомых — пчёл, муравьев), заметную роль играют условные рефлексы.

Инстинкты человека в значительной мере подчинены его сознательной деятельности, формирующейся в процессе воспитания. Однако воспитание, в свою очередь, помимо социально-исторических оснований, опирается на биологический фундамент в виде главнейших инстинктов, которые созревают в различные периоды эмбриональной и постэмбриональной жизни. Уже в утробном периоде отдельные структуры нервной системы зародыша созревают быстрее других, обеспечивая тем самым готовность новорождённого организма к выживанию в специфических для него условиях существования. В различное время после рождения организма начинают созревать др. инстинкты, на основе которых развиваются важные функции организма. В осуществлении инстинктивной деятельности очень большую роль играют железы внутренней секреции.

Изучение инстинктов имеет исключительно важное значение: для медицины, так как некоторые психические заболевания зависят от расстройства (или нарушения) инстинктивных побуждений; для животноводства в связи с отбором животных с наиболее полезными в хозяйственном отношении врождёнными особенностями; а также для выработки методов преобразования дикой фауны, акклиматизации животных, борьбы с вредителями сельского хозяйства и др.

В современной нейрофизиологии одной из основных проблем является изучение интегративной деятельности НС, которое проводится методами перерезок и удаления различных её отделов, отведения их электрических потенциалов при помощи поверхностных и вживленных электродов, электрических и температурных раздражений нервных структур, и т.д. Среди значительных достижений нейрофизиологии может быть отмечено открытие и подробное выяснение восходящих и нисходящих активирующих и тормозящих влияний ретикулярной формации мозгового ствола, определение лимбической системы переднего мозга как одного из высших центров объединения соматических и висцеральных функций, раскрытие механизмов высшей интеграции нервных и эндокринных регуляторных механизмов в гипоталамусе и др. Одновременно развивается детальное изучение клеточных механизмов деятельности НС, при котором широко применяется микроэлектродная техника, позволяющая отводить электрические реакции и от отдельных нервных клеток центральной НС. Микроэлектроды могут быть введены даже внутрь нейрона, продолжающего при этом некоторое время нормально функционировать. Такими методами получены сведения о том, как развиваются процессы возбуждения и торможения в различных типах нейронов, каковы внутриклеточные механизмы этих процессов, как осуществляется переход активности от одной клетки на другую. Параллельно с этим для изучения НС начали применять электронную микроскопию, с помощью которой получены подробные картины ультраструктуры центральных нейронов и межнейронных связей. Указанные технические достижения позволили нейрофизиологам перейти к прямому изучению способов кодирования и передачи информации в НС, а также к разработке методов активного вмешательства в деятельность нервных клеток с помощью различных физических и химических средств. Развиваются работы по моделированию отдельных нейронов и нервных сетей, базирующиеся на сведениях, полученных в прямых экспериментах на НС. Современная нейрофизиология тесно смыкается с др. дисциплинами, такими как нейрокибернетика, нейрохимия, нейробионика и др.