2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_

15.5. Сознание

Сознание – совокупность психических процессов, позво! ляющих человеку ориентироваться в окружающем мире, вре! мени, отделять собственную личность от окружающей среды. Сознание – высшая, свойственная только человеку форма отражения действительности.

Сознание развивается на основе взаимодействия людей, приобретения жизненного опыта и связано с овладением язы! ком, речью. Сознание позволяет с помощью речи передавать знания другим людям. Благодаря ему обеспечивается преем! ственность опыта и увеличение знания об окружающем мире, создается возможность активного приспособления к измене! ниям окружающей среды, производства продуктов и предме! тов для обеспечения жизни.

Высшей формой сознания является абстрактное мыш1 ление. Оно позволяет общаться с другими людьми и осозна! вать свои мысли. Сознание включает и формы конкретно!об! разного мышления: ощущения, восприятия, представления, а также чувства, связанные с мотивациями и эмоциями.

В формировании сознания участвуют все структуры цент! ральной нервной системы при ведущей роли коры и ближайших подкорковых образований. Важное значение имеют активирую! щие влияния ретикулярной формации ствола головного мозга на кору мозга. Наличие сознания возможно лишь при бодрству! ющем состоянии и наличии сложной, непрерывно меняющейся мозаики возбужденных и заторможенных нейронных ансамб! лей. Сознание теряется при глубоком наркозе, нарушении до! ставки к мозгу кислорода, глюкозы, чрезмерном уровне возбуж! дения нервной системы (эпилептический припадок).

Признаками наличия сознания являются: наличие ощуще! ний, возможность речевого или знакового контакта с окружа! ющими, наличие ориентации в среде и времени, самооценка и самоидентификация (возможность назвать свое имя, место жительства и т.д.).

Для оценки уровня сознания учитывается также: 1) наличие внимания и способности сосредоточиваться на различных явле! ниях; 2) возможность предвидеть результаты предстоящего по! ступка, способность к прогнозированию; 3) наличие эстетических и этических ценностей; 4) состояние памяти, эмоций, мотиваций.

Наличие сознания является обязательным признаком бодр! ствования. У человека бодрствование ритмически сменяется сном.

511

15.6. Сон

Сон – специфическое физиологическое состояние, перио! дически сменяющее бодрствование и характеризующееся вы! ключением сознания, понижением мышечного тонуса и всех видов чувствительности человека.

Во время сна условные рефлексы заторможены, безуслов! ные – ослаблены. Порог раздражения для вызова последних возрастает, латентный период – удлиняется. Вегетативные функции также изменяются, но меньше, чем соматические: дыхание становится реже (у ребенка ровнее), обмен веществ и температура тела понижаются, ЧСС и диурез уменьшаются, артериальное давление имеет тенденцию к снижению, но пе! риодически может повышаться.

Виды сна:

1)физиологический – а) ежесуточный ночной сон челове! ка, б) сезонный – зимняя или летняя спячка животных;

2)наркотический – сон, вызванный введением фармаколо! гических препаратов;

3)гипнотический – сон, вызванный гипнотическим воз! действием обстановки или гипнотизера (внушающего потреб! ность во сне). Для этого сна характерно частичное сохранение активности коры больших полушарий, обеспечивающее опре! деленную сенсомоторную активность и возможность воспри! ятия команд гипнотизера.

4)патологический (например, летаргический, характеризу! ющийся большой продолжительностью и невозможностью разбудить спящего).

Имеются значительные возрастные различия в продолжи! тельности и характеристиках физиологического сна. У взрос! лых в среднем длительность сна составляет 7–8 ч в сутки. Сон может быть монофазным (ночной) и двухфазным (ночной и ко! роткий период дневного). Имеются значительные различия потребности в сне. Так, Наполеону для восстановления рабо! тоспособности было достаточно 2 ч сна в сутки.

Новорожденные спят 20–23 ч в сутки. Сон у них прерыва! ется короткими периодами бодрствования (около 9 раз в сут! ки). Начиная с 1!го года жизни периодичность сна обычно ста! новится трехразовой, составляя 13–16 ч, дети 8–12 лет спят 10 ч, 13–15 лет – 9 ч в сутки.

512

Полное лишение сна на 3–5 суток приводит к снижению скорости психических реакций, повышению утомляемости.

Фазы сна – физиологический сон подразделяют на мед! ленный и быстрый на основе наблюдений за происходящими во время сна изменениями биоэлектрических потенциалов мозга, вегетативных и соматических функций .

Медленный сон занимает у взрослого человека около 70% всего времени естественного суточного сна: при этом харак! терно расслабление скелетных мышц, доминирование медлен! ных волн ЭЭГ, снижение частоты сердечных сокращений и ды! хания, усиление анаболических и пластических процессов (восстановление энергетических запасов). Естественного про! сыпания в это время, как правило, не происходит. Сновидения редки (20%).

Регистрация электроэнцефалограмм у спящих людей по! зволила выявить четыре фазы медленного сна. При засыпании эти фазы в последовательности 1,2,3,4 сменяют одна другую. Длительность каждой из них составляет около 15 мин.

Во время бодрствования у человека доминирует бета!ритм с частотой 14–30 Гц, амплитудой до 25 мкВ.

После закрывания глаз появляется альфа!ритм, который в первую фазу (сонливости, дремоты) переходит в тета!ритм с частотой 3–8 Гц и амплитудой до 150 мкВ. Эта фаза переходит во вторую. Ее называют фазой сонных веретен. На ЭЭГ в это время появляются короткие, длительностью 1–2 с перио! ды альфа!ритма, сменяемые медленными волнами большой амплитуды – так называемые К!комплексы. Альфа!волны частотой 12–14 Гц постепенно увеличиваются по амплитуде, затем уменьшаются, формируя веретенообразные комплексы. Отсюда произошло название фазы. Третью фазу называют де1 льта1сон. Во время нее доминируют дельта!волны частотой 1–2 Гц и амплитудой до 160 мкВ. Четвертая – фаза наиболее глубокого сна. Во время этой фазы сна на ЭЭГ устанавлива! ется устойчивый дельта!ритм частотой 0,5–2 Гц и высокой амплитудой волн (около 300 мкВ).

Четвертая фаза сна обычно переходит в период быстрого сна. Его также называют парадоксальным сном. Для этого пе! риода характерно появление очень частых низкоамплитудных волн, происходит десинхронизация ЭЭГ. Биоэлектрическая ак! тивность мозга напоминает ту, которая характерна для напря! женного бодрствования. В это время появляются быстрые дви!

513

жения глаз, может быть подергивание мимических мышц, кро! воток мозга, артериальное давление и обмен веществ увеличи! ваются. Однако по ряду признаков быстрый сон более глубокий, чем медленный. В частности, спящего труднее разбудить, про! исходит полное расслабление большинства скелетных мышц, на этой стадии человек особенно часто видит сны.

Если человека лишить парадоксальной фазы, то он чув! ствует себя вялым, разбитым и в следующую ночь длитель! ность этого периода увеличится. Длительность периода быстрого сна – от 10 до 20 мин, повторяемость – 4–7 раз за ночь. Счи! тают, что в это время происходит работа мозга по классифика! ции и упорядочению поступившей во время бодрствования ин! формации. Новая информация увязывается с прошлым опы! том, консолидируется, осуществляется фиксация и хранение новой информации в долговременной памяти мозга.

Соотношение длительности фаз быстрого и медленного сна у грудного ребенка примерно 1:1. Затем относительная дли! тельность быстрого сна постепенно сокращается. С 2 лет он составляет около 35%, а с 5 лет – 20–25% приходится на быстрый и 75–80% на медленный сон. Такое же соотношение фаз характерно и для взрослых.

Относительно механизмов развития сна существует не! сколько теорий. Одни из них придают значение гуморальным факторам: накоплению в крови токсических веществ (гипно! токсинов), появлению в крови и цереброспинальной жидкости пептида сна, увелечению продукции серотонина нейронами ядер моста, оказывающими тормозное влияние на ретикуляр! ную формацию и лимбическую систему. Другие ученые приво! дят доказательства наличия центров сна (в переднем гипотала! мусе – центр сна Гесса). Физиологи Мэгун и Моруцци устано! вили, что раздражение некоторых участков ретикулярной фор! мации вызывает пробуждение.

По мнению академика П.К. Анохина, при бодрствовании кора мозга, находясь в активном состоянии, тормозит центр Гесса. При этом актив! ность коры сохраняется благодаря притоку возбуждающих импульсов от ретикулярной формации. В результате утомления кора перестает оказы! вать тормозное влияние на центр Гесса и он своим влиянием подавляет те структуры ретикулярной формации, которые оказывают активирующее влияние на кору. В этом случае создаются условия для быстрого распро! странения тормозного процесса по коре мозга и наступает сон. И.П. Пав! лов определял сон как широко разлитое по коре торможение.

514

Значение сна заключается в том, что он необходим для вос! становления жизненных сил и физиологических резервов орга! низма. Лишение сна через несколько суток может привести к смерти. Есть мнение, что медленный сон важен для восстанов! ления резервов внутренних органов и тканей тела. В частности,

вэто время идет усиленное выделение гипофизом в кровь гор! мона роста, активирующего синтез белков в тканях. В периоды быстрого сна идет интенсивная переработка и упорядочение ин! формации, поступившей во время бодрствования. При этом от! сеивается избыточная информация, создается защита блоков памяти от перегрузки. Усиливаются метаболические процессы

внейроглии и пластические процессы в нейронах.

Сон и бодрствование являются необходимыми составляю! щими циркадного ритма. В настоящее время обнаружено око! ло 400 процессов и гомеостатических показателей, изменяю! щих свои характеристики с околосуточной периодичностью. Чередование сна и бодрствования способствует согласованию этих ритмических колебаний жизненных процессов и приспо! соблению организма к ритмически изменяющимся условиям внешней среды.

Контрольные вопросы и задания

1.Какие названия используются для раздела физиологии, изу1 чающего функции коры большого мозга и подкорковых структур?

2.Какова роль безусловных рефлексов и инстинктов в поведенческих реакциях?

3.Каковы критерии инстинктов и условия их проявления?

4.Какая существует классификация инстинктов и безуслов1 ных рефлексов?

5.Что такое условный рефлекс? Каковы отличия условных и безусловных рефлексов?

6.Каковы правила выработки условных рефлексов?

7.Дайте классификацию условных рефлексов первого рода.

8.Дайте характеристику наличных и следовых рефлексов.

9.Каковы особенности образования условных рефлексов у человека?

10.Дайте характеристику условных рефлексов второго рода. Какова их роль?

11.Каковы механизмы выработки условных рефлексов?

12.Перечислите виды безусловного торможения условных реф1 лексов. Приведите примеры.

515

13.Дайте характеристику видов условного торможения.

14.Что такое динамический стереотип? Какова его физиологи1

ческая значимость?

15.Перечислите общебиологические типы ВНД.

16.Перечислите человеческие типы ВНД, их связь с асимметрией

функций полушарий большого мозга.

17.Дайте характеристику мотиваций. Какова их роль в поведении?

18.Какова функциональная система поведенческого акта по

П.К. Анохину?

19.Что такое эмоции? Каковы их подразделения, проявления, биологическая значимость?

20.Дайте характеристику памяти, ее видов и составляющих про1

цессов.

21.Каковы механизмы запоминания?

22.Дайте характеристику сознания, критериев его наличия

иоценки.

23.Охарактеризуйте сон и бодрствование, их признаки и цик1

личность.

24.Каковы фазы сна, их характеристика и периодичность?

25.Каковы теории механизма сна? Какова биологическая роль сна?

Ситуационные задачи

1.Расскажите, в какой последовательности надо давать раздражите! ли, чтобы выработать условный слюноотделительный рефлекс на звонок

усобаки.

2.Что надо сделать, чтобы затормозить проявление выработанного

условного рефлекса на звонок у собаки по типу запредельного торможе! ния? внешнего торможения? угасательного торможения?

3.У человека выработан условный мигательный рефлекс на тон 1000 Гц. Если после этого первый раз подать тон 900 Гц, проявится ми! гание или нет? При каких условиях проявляется дифференцировка?

4.Продумайте свои комплексные привычные поведенческие реакции.

Замечали ли вы в них признаки проявления динамического стереотипа?

5.Какой смысл вкладывается в выражение “физика – слева, лирика – справа”, если речь идет об особенностях высшей нервной деятельности человека?

6.Каковы особенности обращения медицинской сестры с больными,

если при одинаковом диагнозе один из них имеет меланхолический тем! перамент, другой – сангвинический, третий – флегматический?

516

Глава 16. ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

16.1. Вводные сведения

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организ! ма необходимо постоянное поступление информации о состоя!

нии внешней и внутренней среды с помощью сенсорных сис! тем. Сенсорная система – это совокупность структур цент!

ральной нервной системы, которые воспринимают и анализи! руют раздражители определенной природы, а также осуществляют с помощью механизма обратной связи настрой! ку рецепторного аппарата и подкорковых центров для отсеива! ния ненужной информации. Физиология сенсорных систем изучает процессы восприятия энергии внешнего и внутреннего раздражителя, ее трансформацию в нервный импульс, переда! чу в головной мозг, где осуществляется декодирование инфор! мации и формирование ответной реакции организма. Орган чувств – это периферическое образование, воспринимающее

и частично анализирующее факторы окружающей среды. Анализаторами называют физиологические системы,

обеспечивающие восприятие, проведение и анализ информа! ции о состоянии внешней и внутренней среды и формирующие специфические ощущения. По И.П. Павлову в целостной сис! теме каждого анализатора выделяют три отдела.

Периферический отдел анализатора представлен рецеп! торными образованиями органов чувств. Он воспринимает действие раздражителя и обеспечивает генерации возбужде! ния в нервных волокнах. Благодаря рецепторам достигается обнаружение, восприятие раздражителей, кодирование ин! формации и ее передача на афферентные волокна.

Проводниковый отдел образован афферентными нейрона! ми и проводящими путями мозга. В этом отделе происходит распределение направления потоков и отсеивание избыточной информации, ее перекодирование и преобразование. Может происходить блокада проведения импульсов.

Центральный конец анализатора – это участки коры боль! ших полушарий, воспринимающие афферентные сигналы, вы! полняющие их детектирование, опознание образов, высший анализ поступающей информации и ее интеграцию.

517

Один из принципов классификации анализаторов – их под! разделение по характеру (модальности) ощущений, возникаю! щих в результате воздействия на соответствующие рецепторы. По этой классификации выделяют: обонятельный, вкусовой, слуховой, зрительный, вестибулярный, тактильный, темпера! турный, болевой и другие анализаторы.

Сенсорные системы представляют интерес и для психоло! гии, так как обеспечивают возникновение ощущений. Таким образом, ощущение является предметом изучения как физио! логии, так и психологии.

16.2. Зрительный анализатор

Зрительный анализатор – это совокупность структур, воспринимающих световое излучение (электромагнитные вол! ны длиной 390–670 нм) и формирующих зрительные ощуще! ния. Он позволяет различать освещенность предметов, их цвет, форму, размеры, характеристики передвижения, рассто! яние, на котором они расположены, пространственную ориен! тацию в окружающем мире. Через данный анализатор посту! пает 80–90% всей информации об окружающей среде.

Оптическая система глаза состоит из следующих светопре! ломляющих сред: роговицы, водянистой влаги передней каме! ры, хрусталика, стекловидного тела. Преломляющую силу глаза называют рефракцией и измеряют в диоптриях (диопт1 рия – это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 100 см). Для роговицы она равна в среднем 43 Д, для хруста! лика, в зависимости от расстояния до рассматриваемого объ! екта, 19–33 Д. Суммарная преломляющая сила оптической системы глаза изменяется в пределах 62–76 Д. Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Его функция заключает! ся в преломлении проходящих через него лучей света и фоку! сировке изображения на сетчатке.

Аккомодация – это механизм, обеспечивающий ясное ви! дение разноудаленных предметов путем изменения кривизны хрусталика и соответственно его оптической силы. Для ясного видения предметов необходимо, чтобы приходящие от них све! товые лучи фокусировались на сетчатке (эмметропия, рис. 16.1).

518

Рис. 16.1. Виды рефракции и линзы для коррекции ее нарушений

Миопия (близорукость) – это вид нарушения рефрак! ции, при котором лучи от предмета после прохождения через светопреломляющий аппарат фокусируются не на сетчатке, а впереди нее. В этом случае у человека нарушено восприятие далеких предметов. Коррекция такого нарушения проводится с помощью очков с двояковогнутыми линзами (рис. 16.1).

При гиперметропии (дальнозоркости) лучи от далеко расположенных предметов в силу слабой преломляюшей спо! собности глаза или малой длины глазного яблока фокусируют! ся за сетчаткой.

Астигматизм – это такой вид нарушения рефракции, при котором отсутствует возможность схождения лучей в фокусе вследствие неодинаковой преломляющей способности глаза в разных плоскостях.

Аберрация – это искажение изображения на сетчатке, вы! званное особенностями преломляющих свойств глаза для све! товых волн различной длины (дифракционная, сферическая,

хроматическая).

Рефрактогенез и миопия. Исследования механизмов фор! мирования рефракции и ее нарушений показали, что в этих про!

519

цессах имеет значение наследственность, характер роста и раз! вития ребенка, а также зрительная нагрузка у детей и подрост! ков. Это позволило ввести термин “школьная близорукость”.

Большинство новорожденных являются гиперметропами (имеют глазное яблоко малых размеров). Нечеткость изобра! жения окружающих предметов на сетчатке вызывает безу! словный ретинальный рефлекс, который постоянно стимули! рует напряжение аккомодации. Это способствует постепенно! му увеличению рефракции в процессе роста глазного яблока, заканчивающегося к 8–11 годам.

Профилактика близорукости у детей зависит от активных действий родителей и врачей, основанных на знании физиоло! гии и гигиены зрения и направленных на то, чтобы научить де! тей использовать зрение при минимальной аккомодации. Для этого необходимо соблюдение следующих условий:

1)достаточное (но не избыточное) освещение рабочего места;

2)расположение источника света слева, в крайнем случае спереди (у правшей), чтобы хорошо освещать всю рабочую по! верхность;

3)расстояние до объекта при работе вблизи не должно быть меньше 33 см, что достигается при правильной посадке за столом на стуле, соответствующими росту (ребенка), и чего практически никогда не удается достичь при чтении лежа;

4)через каждые полчаса зрительной работы необходим от! дых, который достигается переводом взора на далеко располо! женные объекты или закрыванием глаз на 3–5 мин (во время отдыха полезно подвигаться, хотя бы походить по комнате);

5)совершенно необходимы адекватная физическая нагруз! ка в соответствии с возрастом, постоянный контроль за зри! тельной нагрузкой у детей и подростков, а также профилакти! ка зрительного утомления у взрослых;

6)постоянное наблюдение за состоянием зрительного ана! лизатора у детей и взрослых со стороны офтальмологов.

Восприятие зрительных образов зависит от нормального функционирования всех отделов зрительного анализатора. Одним из показателей такого восприятия является острота зрения. Она характеризуется минимальным углом зрения, при котором человек еще может раздельно видеть две точки. Чело! век с нормальным зрением способен видеть раздельно две точ! ки, находящиеся под углом зрения 1 мин.

520