49. Глобальные экологические функции почвы и ее роль в биосферных процессах.

Экологические функции почв – способность почв обеспечивать экологическую устойчивость биосферы в целом и отдельных ландшафтов в частности. Соответственно, Э.ф.п. можно разделить на общебиосферные, или глобальные (на планетарном уровне)и биоценотические (на уровне биоценозов). Авторы учения об экологических функциях почв Добровольский и Никитин. В 1987 году они выпустили книгу «Экологические функции почвы». Однако идеи, использованные в этой книге, начали возникать еще давно, со времен Докучаева. Дело в том, что почвоведение наука в принципе экологическая, так как факторы почвообразования – это экологические факторы.

Биоценотические функции почв:

1) Почва является опорой, жилищем, убежищем и местом хранения зачатков жизни (спор, цист, семян).

Опорная функция: разные почвы имеют разный механический состав. Он важен для древесных растений и крупных млекопитающих.

Жилище: почва является средой обитания для многих видов микроорганизмов

Депо зачатков жизни: очень важная функция, так как благодаря ней сохраняется биоценоз: даже семена некоторых растений могут сохраняться десятки лет, а споры бактерий (сибирская язва) еще дольше.

2) Источник и депо элементов питания, влаги и энергии.

В почве минеральные элементы законсервированы в форме первичных и вторичных минералов. Благодаря веществам (кислоты), выделяемым живыми организмами, они на протяжении тысяч лет извлекаются из почвы, а затем возвращаются в виде опада и отмерших организмов. Таким образом, возникает круговорот.

Также в почве имеются поры, в которых запасается влага в капиллярной форме.

В гумусе аккумулируется энергия, поскольку углерод выводится из круговорота и накапливается.

3) Сорбция тонкодисперсных веществ и микроорганизмов

Растения потребляют минеральные элементы только в ионной форме. Эти ионы сорбируются на поверхности почвенно-поглощающего комплекса. Также за счет сорбции на почвенных частицах микроорганизмы находят себе разнообразные экологические ниши.

4) Хранение и передача информации.

Передача: ферменты, гормоны, ингибиторы, антибиотики и пр.

Хранение: в почве содержаться следы былых ценозов (например гумус, ил)

5) Аккумуляция и трансформация вещества и энергии

Трансформация: осуществляется микроорганизмами, очень важна для круговоротов элементов. Побочная сторона – санитарная функция (детоксикация веществ, для патогенов почва не является благоприятной средой). В проявлении санитарной функции почв выделяют 3 аспекта:

1 аспект связан с участием почвенных организмов в диструкции (разложении) поступающих на поверхность почвы остатков.

2 аспект связан с антисептическими свойствами (патогенные микроорганизмы долго в почве не выживают).

3 аспект заключается в разрушении почвенными микробами продуктов обмена живых организмов.

Общебиосферные функции:

1. Обеспечение жизни на земле.

Эта глобальная функция почвы характеризуется понятием плодородия. Плодородие – способность производить урожай

Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие "плодородие почв".

2. Постоянное взаимодействии большого геологического и малого биологического круговоротов. Все биогеохимические циклы элементов, включая циклы таких важнейших биогенов, как углерод, азот, кислород, фосфор, а также циклы воды осуществляются именно через почвы при ее регулирующем участии в качестве аккумулятора биогенных элементов. Почва - это связующее звено и регулирующий механизм в системах биологической и геологической циркуляции элементов.

3. Регуляция состава атмосферы и гидросферы.

Атмосферная функция почвы осуществляется вследствие ее высокой пористости (40-60%) и плотной заселенности организмами, благодаря чему идет постоянный газообмен между почвой и атмосферой. Почва постоянно поставляет в атмосферу различные газы, в том числе и "парниковые" - СО2, СН4, а также множество так называемых "микрогазов". Одновременно почва поглощает кислород из атмосферы. Таким образом, в системе "почва - атмосфера" именно почва является генератором одних газов и "стоком" для других.

В сухопутной ветви глобального круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические вещества, определяя тем самым гидрохимическую обстановку в водах и прибрежной части океана.

4. четвертая функция заключается в ее защитной роли по отношению к литосфере. Почва защищает литосферу от воздействия экзогенных факторов, регулируя процессы денудации суши. В тех местах суши, где нарушен почвенный покров происходит быстрая эрозия, и, как следствие, смыв грубообломочного материала в более глубокие слои литосферы в результате тектонических перестроек. Этот материал менее энергоемок, поэтому литосфера недополучит энергии, что может отразиться на ней в будушем.

5. Почва – фактор биологической эволюции.

Роль почвы как среды обитания для растений и животных проявляется прежде всего в том, что именно с ней связаны существование большинства видов живых организмов и образование основной массы живого вещества планеты.

Доказано (М.С.Гиляров, Д.А.Криволуцкий и др.), что без почвы оказалось бы невозможным то разнообразие наземных форм жизни, которое имеет место в настоящее время. Однако антропогенные воздействия на биосферу, приводящие к негативным изменениям в почвенной оболочке, ослабляют ее роль как благоприятной среды обитания для многих групп организмов, что с неизбежностью приводит к снижению биоразнообразия.

Кроме того, почва является промежуточной средой обитания между гидросферой и атмосферой. Это сыграло роль при выходе растений на сушу: до выхода растений и животных на сушу они концентрировались в прибрежных илах.

49. Закономерности интегративной деятельности мозга механизмы памяти.

Деятельность организма осуществляется благодаря интегрирующей роли центральных и периферических отделов нервной системы. Интеграция – это объединение действий в единое целое. Интегративная деятельность НС, обеспечивающая реализацию функций и потребностей организма связана с со спецификой организации распространения возбуждения в ЦНС и характером взаимодействия процессов возбуждения и торможения.

Интегрирующая роль центральной нервной системы (ЦНС) — это соподчинение и объединение тканей и органов в систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата. Такое объединение становится возможным благодаря участию ЦНС в управлении опорно-двигательным аппаратом с помощью соматической нервной системы, благодаря регуляции функций всех тканей и внутренних органов с помощью вегетативной нервной и эндокринной систем, благодаря наличию обширнейших афферентных связей ЦНС со всеми соматическими и вегетативными эффекторами.

Целесообразно выделить четыре уровня интегративной деятельности мозга. Каждый из четырех уровней интеграции ЦНС вносит свой вклад в обеспечение интегратииных процессов.

Первый уровень— нейрон. Благодаря множеству возбуждающих и тормозящих синапсов на нейроне он превратился в ходе эволюции в решающее устройство. Взаимодействие возбуждающих и тормозящих входов, взаимодействие субсинаптических нейрохимических процессов в протоплазме в конечном итоге определяют возникнет та или иная последовательность ПД на выходе нейрона или нет, т. е. будет дана команда другому нейрону, рабочему органу или нет.

Второй уровень— нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, отсутствующими у отдельных нейронов, позволяющими ему включаться в более сложные разновидности реакций ЦНС .

Третий уровень — нервный центр. Нервным центром называют совокупность нейронов, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции той или иной функции. Подобное понимание НЦ, как узко ограниченного участка НС несколько условно. В каждом отдельном рефлекторном акте целостного организма принимают участие не только отдельные группы нейронов, расположенные в определенных участках ЦНС, но и многие другие рассеянные по другим отделам ЦНС. С физиологической точки зрения НЦ, регулирующий ту или иную функцию - это сложное сочетание «ансамбль» нейронов, участвующий в регуляции функций и рефлекторной реакции. При этом роль разных нейронов в НЦ неодинакова: участие одних необходимо, другие могут быть заменены.

Благодаря наличию множественных прямых, обратных и реципрокных связей в ЦНС, наличию прямых и обратных связей с периферическими органами нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, реализующие управление тем или иным процессом на периферии в организме как саморегулирующейся системы.

Четвертый уровень — высший, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы в единую физиологическую систему — организм. Это достигается взаимодействием главных систем ЦНС: лимбической, ретикулярной формации, подкорковых образований и неокортекса — как высшего отдела ЦНС, организующего поведенческие реакции и их вегетативное обеспечение.

МЕХАНИЗМЫ ИНТЕГРАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НС

Интегративную деятельность НС определяют следующие особенности функционирования нервной деятельности:

I. Первая особенность связана с характером распространения возбуждения в цнс, а именно, с существование двух процессов: дивергенции (разведение) и конвергенции (сведение).

Дивергенция. Афферентные волокна периферических рецепторов входят в спинной мозг через задние корешки и ветвятся на множество коллатералей. Конвергенция. С другой стороны, импульсы приходящие в ЦНС по различным афферентным путям могут сходится конвергировать на одних и тех же вставочных нейронах. Количество входов (т.е. синапсов) для большинства центральных нейронов составляет от десятков до нескольких тысяч. Так что можно говорить о принципе конвергенции в нейронных сетях. Наличие конвергенции обуславливает существование принципа общего конечного пути, сформулированного Ч. Шеррингтоном.: эффекторные нейроны образуют общий конечный путь для многих рефлексов и могут быть связаны с различными рецепторами. Связь осуществляется через промежуточные нейроны. Общее число рецепторных нейронов примерно в 5 раз больше эффекторных (исполнительных).

II. Вторая особенность - существование реципрокных взаимоотношений. Центры мышц-антагонистов - сгибателей и разгибателей находятся при выполнении многих двигательных актов в противоположном состоянии. Именно за счет этого возможно точное сгибание или разгибание. Анализ подобных явлений привел к представлению о реципрокной или сопряженной иннервации мышц-анатагонистов. Согласно такому представлению, возбуждение центра одной группы мышц сопровождается реципрокным (сопряженным) торможением центров антагонистических мышечных групп. Механизм реципрокного торможения связан с наличием вставочных тормозных нейронов.

III. Третья особенность - наличие иррадиации возбуждения. Импульсы, поступающие в ЦНС от рецепторов, вызывают возбуждение не только нейронов данного НЦ, но и других.. Физиологическая роль иррадиации возбуждения состоит в том, что любой рефлекторный акт осуществляется как целостная реакция ЦНС. Вместе с тем, чрезмерное возбуждение нарушает нормальную деятельность ЦНС и иррадиацию возбуждения ограничивают тормозные механизмы (прямое и непрямое - возвратное, пре- и постсинаптическое).

IY. Четвертая особенность связана с наличием доминантных очагов возбуждения в нервной системе. Принцип доминанты был сформулирован А.А.Ухтомским и является одним из основных принципов координации нервной деятельности. Согласно принципу доминанты, для деятельности НС как единого целого в естественных условиях существования, на каждый момент времени характерно наличие главенствующих (доминантных) очагов возбуждения, изменяющих и подчиняющих себе работу остальных нервных центров. Речь идет о том, что среди рефлекторных актов, которые могут быть выполнены в данный момент времени, имеются рефлексы, которые являются для организма наиболее важными. Поэтому эти рефлексы реализуются, а другие тормозятся.

Y. Пятая особенность - существование обратной связи. Всякий двигательный акт, вызываемый тем или иным афферентным раздражением, сопровождается возбуждением рецепторов мышц, связок, сухожилий, от которых возбуждение идет в ЦНС. Если движение контролируется зрением, идет еще возбуждение от зрительного анализатора, при наличии звуков и от слухового (музыканты). Такая активность, возникающая в организме в результате ответной деятельности органов и тканей называют вторичной афферентацией. Вторичные афферентные импульсы непрерывно сигнализируют НЦ о состоянии исполнительного аппарата. В ответ на это из ЦНС к рабочим органам поступают новые импульсы, изменяющие их деятельность в соответствии с новыми условиями.

Таким образом, вторичная афферентация осуществляет функцию, известную в технике под названием обратной связи. Благодаря существованию обратной связи между НЦ и рабочими органами интенсивность возбуждения различных групп нейронов в НЦ и последовательность его уровня активации строго согласуются с рабочим эффектом, т.е. мышечным движением.

Память

Под памятью понимают свойство живых систем, в частности, ЦНС, воспринимать, фиксировать, хранить и воспроизводить следы ранее действующих раздражителей.

Биологическая память лежит в основе жизни. Для того чтобы себя воспроизвести живая система должна помнить свое строение и функции. Память о своем строении и функции не отделима от живого субстрата и называется генетической памятью. В дальнейшем, в ходе эволюции на ее основе возникли более сложные формы памяти: иммунологическая и нервная память. Таким образом, выделяют три формы памяти: генетическую (биологическую), иммунологическую и нервную.

Генетическая память - это память биологического вида, согласно которой воспроизводится вся структурно-функциональная организация его представителей, включая и их поведение. Чем большую долю поведения определяет генетическая память для данного вида животного, тем менее приспособлены они к быстрым изменениям внешней среды. Генетическая часть составляет существенную часть памяти даже у высоко организованных организмов.

Материальным носителем видовой памяти является генетический аппарат клеток - ДНК.

Второй формой памяти, более поздно развивающейся в ходе эволюции, является иммунологическая память, которая тесно связана с генетической. Она проявляется в способности иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное проникновение в него генетически инородных тел (вирусов, бактерий и др.). Все чужеродные вещества, вторгшиеся в организм, независимо от их разновидности принято называть антигенами. Иммунные белки, способные разрушать чужеродные тела, получили название антител.

Роль иммунологической памяти состоит в том, что после первой встречи с генетически чужеродными антигенами организм способен узнавать их и при повторной встрече включать неспецифические механизмы уничтожения.

Иммунный ответ осуществляется двумя системами.

Третьей формой памяти является нервная память, обеспечивающая животным, обладающим нервной системой, индивидуальные формы приспособления к окружающей среде. Специализация клеток, в том числе и нервных, является приобретением эволюции. Поэтому нервная память появилась позже генетической. Учитывая, что природа часто использует древние механизмы при формировании более новых, нервная память, по-видимому, тоже базируется на механизмах древней, первичной памяти. Поскольку запоминание внешних воздействий происходит даже у одноклеточных организмов, функция памяти представлена на уровне отдельных нервных клеток. Тем не менее нервная память является свойством целой специализированной структуры - центральной нервной системы, и у животных, и у человека. В эволюции она возникла в связи с дифференциацией нервной системы и оказалась самой сложной по проявлениям и механизмам.

Временная организация памяти.

Другим основанием для классификации памяти является продолжительность закрепления и сохранения материала. Принято подразделять память на три вида или этапа:

иконическую, или сенсорную, память (ИП);

кратковременную память (КВП);

долговременную, или декларативную, память (ДВП).

Сенсорная память связана с удержание сенсорной информации (доли секунд) и служит первичному анализу и дальнейшей обработке сенсорных событий. Во время этой стадии информация организуется в отдельные информационные единицы (чанки), часть из которых впоследствии получает доступ к долговременной памяти. Остальная информация из сенсорной памяти устраняется путем спонтанного разрушения или стирания при поступлении новой. Сенсорный след занимает больше времени, чем само воздействие.

Длительность хранения в иконической памяти составляет 250-400 мс, в слуховом сенсорном регистре или эхоической памяти сенсорная копия акустической информации может удерживаться дольше от 250 мсек до 4 сек. (Солсо, 1996, с. 71).

Главная особенность сенсорной памяти - ее относительно неограниченная емкость.

Этим обеспечивается возможность эффективного функционирования других стадий памяти путем выбора, фиксации и переработки наиболее важной для организма информации.

Из сенсорной памяти информация, в зависимости от ее характера, может транспортироваться двумя путями. Невербальный материал непосредственно поступает в промежуточную (вторичную, лабильную) память, где может хранится от нескольких минут до длительного времени. Вербальная (речевая) информация передается в кратковременную (КП - первичная) память, где длительность хранения не превышает 1 минуты. КП имеет ограниченную емкость равную 7±2 единицы - чанка (магическое число Миллера, опыт Джонсона). Было обнаружено, что диапазон кратковременного запоминания связан с интеллектом. Позднее, Альфред Бине включил это показатель в тест на интеллект.

Наиболее прочное удержание материала обеспечивает долговременная (третичная) память. Есть гипотезы, что обработка и перевод информации из промежуточной памяти в долговременную происходит в два этапа. Первый этап - логическая обработка материала происходит в период дельта-сна. Второй этап - ввод в долговременную память осуществляется в период быстрого сна (но это лишь гипотезы).

Материальными носителями памяти человека являются миллиарды нейронов и бесконечное множество связей, синапсов (греч..sinapsis -соединение, связь, специальная зона контакта) между ними. В конечном счете память - это некая последовательность событий на молекулярном уровне. Изменение процессов обмена в нейроне, включая изменения в генетическом аппарате клетки, обуславливают формирование новых синаптических связей между нейронами.

Нарушения сенсорной памяти происходит при воздействии электрошока, гипотермии, М-холинолитиков (атропин, скополамин) и других факторов, нарушающих синаптическую передачу. Поэтому вероятный механизм сенсорной памяти состоит в весьма кратковременном изменений проводимости синапсов за счет воздействия медиатора на мембрану и циклической ревеберации импульсов в нервной сети.

Следующая стадия - кратковременная (КП - первичная) память. Воснове кратковременной памяти может быть, во-первых, повышение синаптической проводимости, связывающей определенные нейроны, во-вторых ревеберация импульсов, основанная на ряде электрохимических реакций, не связанных с синтезом макромолекул. В организации замкнутых нейронных цепей могут принимать участие как процессы самоорганизации, связанные с резонансными свойствами нейронов, так и тормозные интернейроны, участвующие в процессах возвратного торможения.

Третья стадия - долговременная или пожизненная память. Для нее не описаны факторы способные ее разрушить, за исключением повреждения или разрушения структур мозга. Для ДП обязательна активация и образование внутриклеточных устойчивых систем, обеспечивающих стойкие изменения синаптических проводимостей клетки.

Синаптические гипотезы. Свое название эти гипотезы получили из-за того, что главное внимание в них уделяется роли синапса в фиксации следа памяти. При прохождении импульса через определенную группу нейронов возникают стойкие изменения синаптической проводимости в пределах определенного нейронного ансамбля.

(Первые исследования физиологических основ памяти связаны с именем канадского психолога Дональда. Хебба. В 40-е годы ХХ столетия он ввел понятия кратковременной и долговременной памяти и предложил теорию, объясняющую их нейрофизиологическую природу.)

По Хеббу, долговременная память базируется на структурных изменениях, возникающих в результате модификации межклеточных контактов - синапсов. Хебб полагал, что эти структурные изменения связаны с повторной активацией (по его определению - “повторяющейся реверберацией возбуждения” ) замкнутых нейронных цепей, например, путей от коры к таламусу или гиппокампу и обратно к коре.

Повторное возбуждение нейронов, образующих такую цепь, приводит к тому, что в них возникают долговременные изменения, связанные с ростом синаптических соединений и увеличением площади их контакта между пресинаптическим аксоном и постсинаптической клеточной мембраной. После установления таких связей эти нейроны образуют клеточный ансамбль, и любое возбуждение хотя бы одного относящегося к нему нейрона, приводит в возбуждение весь ансамбль. Это и есть нейрональный механизм хранения и извлечения информации из памяти. Непосредственно же основные структурные изменения, согласно Хеббу, происходят в синапсах в результате процессов их роста или метаболических изменений, усиливающих воздействие каждого нейрона на следующий нейрон.

49. Формы поведения целенаправленных действий.

Поведение - это направленные вовне, действия организма в ответ на стимулы, возникающие в той или иной ситуации. Эти действия изменяют взаимоотношения организма с окружающей средой и имеют адаптивное значение - способствуют сохранению вида. Все живые существа обладают различными формами поведения, которые зависят от способности отвечать на стимулы. Поведение как осознаваемая деятельность формируется на базе врожденных реакций (безусловных рефлексов и инстинктов), условных рефлексов и прошлого опыта т.е. памяти.

В широком плане поведение можно подразделить на два типа - врожденное и приобретенное, но большинство поведенческих реакций высших организмов, несомненно, содержит элементы того и другого типа. Врожденное поведение

Эти формы поведения развивались и совершенствовались на протяжении многих поколений путем отбора, и главное их приспособительное значение состоит в том, что они способствуют выживанию вида. Другая важная особенность врожденного поведения-то, что оно обеспечивает экономное использование нервных путей у многоклеточных организмов, так как не предъявляет слишком больших требований к высшим отделам нервной системы.

К врожденным формам поведения относятся ориентация, таксисы, кинезы, простые рефлексы и инстинкты. Последние могут быть чрезвычайно сложными и включают биологические ритмы, территориальное поведение, ухаживание, спаривание, агрессию, альтруизм, социальную иерархию и социальную организацию. Таксисы

Таксис - это направленное движение всего организма в целом, вызванное внешним стимулом. Такое движение может быть направлено в сторону стимула (положительный таксис), в противоположную сторону (отрицательный таксис) или под определенным углом по отношению к стимулу. Известно, например, что определенные виды муравьев находят путь к своему муравейнику, ориентируясь по солнцу. Другие организмы ориентируются в пространстве таким образом, чтобы какая-то сторона тела (обычно спинная) всегда находилась сверху; подобная реакция наблюдается, скажем, у таких рыб, как камбала, которая всегда держится определенной стороной «верх.

Кинез - это ненаправленная двигательная реакция, при которой скорость движения зависит от интенсивности стимула, а не от направления его действия. Например, щупальца гидры в поисках пищи медленно движутся в разных направлениях, но если в непосредственной близости от гидры поместить слюну, водяных блох, щупальца начинают двигаться быстрее.

Простые рефлексы позвоночных - это непроизвольная стереотипная реакция какой-то части организма на тот или иной стимул. Она определяется наследственно детерминированными связями нейронов, образующих спинальные и черепномозговые рефлекторные дуги. В поведенческом плане простые спинальные рефлексы представляют собой либо сгибательные дви­жения, приводящие к отдергиванию конечности от причиняющего боль раздражителя, либо реакции на растяжение, поддерживающие равновесие и позу.

Инстинкты - это сложные врожденные стереотипные формы поведения, возникающие в ответ на определенные изменения окружающей среды и имеющие большое значение для выживания организма. Инстинкт — это врожденная стереотипная деятельность организма, побуждаемая биологическими потребностями и внешними раздражителями.

Инстинкты специфичны для каждого вида и отличаются от простых рефлексов степенью сложности. Лауреат Нобелевской премии этолог Конрад Лоренц определял инстинкты как «врожденные видоспецифические комплексы двигательных реакций».

Инстинктивное поведение играет преобладающую роль у беспозвоночных животных, в частности у насекомых, у которых короткий срок жизни не позволяет изменять поведение путем «проб и ошибок». Обеспечивая организм набором готовых поведенческих реакций, инстинкты у насекомых и позвоночных позволяют экономно использовать нервные клетки. Эти реакции передаются из поколения в поколение, выдерживая жесткий естественный отбор, и имеют важное значение для выживания.

Однако, прежде чем делать вывод, что инстинктивные формы поведения жестко детерминированы благодаря своей наследственной природе, следует сразу сказать, что это не так. Инстинкт - это комплекс последовательность действий, свойственных организму данного вида, реализация которых зависит от функционального состояния организма (доминирующей потребности) и сложившейся в данный момент ситуации.

Инстинкты включают в себя все элементы поведения: потребность, мотивацию, целенаправленную деятельность, подкрепление. Все компоненты поведения генетически более или менее жестко детерминированы.

Инстинкты в «чистом виде» у высших животных и человека могут быть только сразу после рождения. Затем происходит индивидуализация видового опыта т.е. сплав наследственных и приобретенных форм повеления.

Приобретенное поведение, целенаправленные действия:

В настоящее время в качестве методологической основы психофизиологического описания поведения используется теория функциональной системы П.К. Анохина.

Классическая физиология, рассматривала поведение, как ответную реакцию на непосредственный стимул и считала, что поведение заканчивается двигательной или секреторной реакцией. Академиком П.К.Анохиным была сформулирована и предложена теория функциональной системы, с позиций которой поведение организма рассматривается не просто как реакция, а полезное приспособительное действие. П.К.Анохин предположил, что поведение нельзя объяснить механизмами отдельных рефлексов. Согласно теории функциональной системы движущей силой поведения могут быть не только воспринимаемые воздействия и частичный прошлый опыт, но и ожидаемый эффект, будущее. Специфические конкретные формы нервных процессов возникают тогда, когда отдельные рефлекторные акты объединяются в функциональные системы, которые осуществляют конкретные задачи. Поведение не заканчивается ответной реакцией. После реакции обратная афферентация направляется обратно в мозг и сличается с акцептором действия (моделью будущего по Бернштейну), сигнализируя об успехе или неуспехе действия. Если сличение не дает расхождений, то действие прекращается, если есть рассогласование, то возникает новое действие.

Функциональная система — это динамическая совокупность различных органов и систем, формирующаяся для достижения приспособительного (полезного) для организма результата. Функциональная система включает обычно органы различных анатомических систем. Например, чтобы выполнить физическую работу необходимо активизировать деятельность центральной нервной системы, мышечной, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания. При этом увеличивается выработка энергии, повышается температура тела, происходят другие изменения в организме.

По Анохину, функциональные системы, поддерживающие те или иные приспособительные эффекты, являются пластическими образованиями и складываются различным образом объединяя центральные и периферические образования.

Поведение с позиций теории ФС рассматривается как приспособительный акт разной степени сложности, в основе которого лежат следующие процессы:

1 - афферентный синтез;

2 - стадия принятия решения;

3 - формирование акцептора результата действия;

4 - эфферентный синтез или иначе, формирование интеграла эфферентных возбуждений;

5 - получение результата действия;

6 - обратная афферентация о параметрах полученного результата и сопоставление их с ранее сформированным акцептором результата действия.

1.Афферентный синтез - это первая стадия поведенческого акта, на которой решается вопрос: “Какой результат должен быть получен системой?”. Важность афферентного синтеза состоит в том, что эта стадия определяет все последующее поведение организма. Задача этой стадии из множества внешних и внутренних раздражителей организм отбирает главные и на их основе создает цель поведения.

Афферентный синтез включает в себя четыре основные компонента: доминирующая мотивация; обстановочная афферентация, соответствующая данному моменту; пусковая афферентация и информация за счет активации аппарата памяти. Смысл этой стадии состоит в том, что происходит взаимодействие различных афферентных потоков и синтез информации для того чтобы решить: что делать? как делать? когда делать?

Мотивационное возбуждение возникает в ЦНС с появлением какой-либо потребности, оно имеет доминирующий характер, т. е. подавляет остальные мотивации и направляет поведение организма на достижение полезного результата, который удовлетворяет имеющуюся потребность. В основе доминирующей мотивации лежит механизм доминанты, открытый А.А.Ухтомским.

Мотивационное возбуждение извлекает необходимую информацию из блоков памяти, которая нередко определяет целенаправленную деятельность организма на основании приобретенного ранее опыта по достижению данного полезного результата.

Обстановочная афферентация связана с возбуждением, обусловленным действием на организм окружающей обстановки. Обстановочная афферентация может способствовать либо, напротив, препятствовать реализации мотивации. Мотивационное возбуждение, память и обстановочное возбуждение создают подпороговую интеграцию.

Пусковая афферентация — это специальное возбуждение, обусловленное действием пусковых раздражителей. Пусковым сигналом может быть условный раздражитель, например запускающий слюноотделение по механизму условного рефлекса, звонок в школе на перемену, выстрел из пистолета на старте и т. п.

Общая динамика осуществления афферентного синтеза отражает взаимодействие процессов возбуждения в коре и подкорке, реверберацию возбуждения и ведет к принятию решения, побуждающего действие.

2. Принятие решения — это следствие афферентного синтеза, перевод афферентного синтеза в программу действия, характеризующуюся тем, что содержит элементы предвидения (что совершится в ближайшее время). Стадия принятия решения осуществляет формирование конкретной конечной цели, к которой стремится организм. Принятие решения является тем пунктом, который переводит один системный процесс - афферентный синтез в другой - программу действий, после которого все комбинации возбуждений приобретают исполнительный характер.

3.Акцептор результата действия является наиболее сложным элементом ФС. АРД — нервная модель будущего результата, который должен быть получен в соответствии с принятым решением, это аппарат прогнозирования (предвидения полезного результата) и его оценки. Акцептор результатов действия - центральный аппарат оценки результатов и параметров еще несовершившегося действия. Он обеспечивает прогнозирование признаков будущего результата действия и сравнение их при помощи обратной афферентации с параметрами реального результата системы. Таким образом, еще до осуществления какого-либо поведенческого акта у организма уже имеется представление о нем, своеобразная модель или образ ожидаемого результата. В процессе реального действия от “акцептора” идут эфферентные сигналы к нервным и моторным структурам, обеспечивающим достижение необходимой цели. Об успешности или неуспешности поведенческого акта сигнализирует поступающая в мозг эфферентная импульсация от всех рецепторов, которые регистрируют последовательные этапы выполнения конкретного действия (обратная афферентация).

Введение П.К.Анохиным акцептора результата действия изменяет устоявшиеся представления о работе ЦНС только по рефлекторному принципу. Формируясь на основе многостороннего механизма афферентного синтеза, акцептор результата действия предвосхищает свойства того результата, который должен быть получен в соответствии с принятым решение, т.е. опережает ход событий между организмом и средой. Его роль состоит в том, что он дает возможность организму исправить ошибку поведения.

4. Формирование программы действия (эфферентный синтез), обеспечивающей посылку импульсов к эффекторам для совершения определенного действия, приводящего к получению полезного результата. На стадии эферентного синтеза формируются центральные механизмы, которые обеспечивают получение определенного результата. Команды в виде нервных импульсов одновременно направляются и по коллатеральным путям в аппарат АРД, где они взаимодействуют с афферентной моделью запрограммированного результата, вследствие чего формируется «эфферентная модель программы действия». Стадия формирования программы действия сопровождается интеграцией соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт.

5. Реализация конкретной деятельности Стадия формирования результата характеризуется выполнением программы поведения: эфферентное возбуждение доходит до эффекторов и действие осуществляется. Стадия находится под контролем аппарата реализации деятельности за счет информации, постоянно поступающей от проприорецепторов мышц, сенсорных потоков, т.е. обратной афферентации. Поскольку функциональная система формируется для достижения приспособительного результата, его считают системообразующим фактором. Результат поведенческой деятельности имеет много параметров, характеризуется физическими, химическими и биологическими проявлениями, которые обеспечивают возникновение обратной афферентации, характеризующей полученный результат.

6. Обратная афферентация. В ходе реализации целенаправленного поведения через обратную афферентацию осуществляется постоянное сравнение и оценка реального результата с спланированным в акцепторе действия.

Именно результат оценки определяет дальнейшее поведение организма. Если прогноз и результат совпали, организм переходит к следующему этапу деятельности. Если при сличении происходит рассогласование, возникает активирующая ориентировочная деятельность, которая побуждает организм к поиску новых решений. В случае несовпадения возбуждения от параметров реального результата с возбуждением от параметров запрограммированного результата возникающая ориентировочно-исследовательская реакция сопровождается отрицательной эмоцией. При этом вовлекаются все механизмы мозга и формируется новая, более совершенная функциональная система. Это происходит до тех пор, пока полученный результат не будет соответствовать запрограммированному. Тогда возникает положительная эмоция.

По Анохину ФС возникают всякий раз в зависимости от необходимости выполнения какой-то определенной задачи. В данном случае говорят о результате как о системообразующем факторе. Системы создается для получения положительного результата. Каждая ФС обладает способностью к саморегуляции, которая присуща ей как целому.

49. Психологические и биосоциальные аспекты человека.

Изучением человека занимается множество наук. Поскольку человек – существо биосоциальное, то часть наук изучает его как биологический вид, например анатомия, физиология, генетика человека; а часть – как существо социальное, например демография, социология, политология. И лишь немногие науки, такие как психофизиология и экология человека изучают и биологические и социальные аспекты.

Для начала следует рассмотреть, какие же психофизиологические особенности человека отличают его от других млекопитающих.

1. способностью к понятийному мышлению, т.е. к формированию отвлеченных, абстрактных представлений о предметах, в которых обобщены основные свойства конкретных вещей. Мышление животных, если о таковом можно говорить, всегда конкретно; мышление человека может быть абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятийным, логичным.

Чем выше способность к понятийному мышлению, тем выше интеллект человека. Оценить действительное значение разума помогает, в частности, соперничество человека с шахматным компьютером, который пытается выиграть за счет грамотных скоростей перебора всех возможных вариантов.

2. Вторым главным отличием является то, что человек обладает речью. Опять–таки, у животных может быть развита система общения с помощью сигналов (что, кстати, позволило говорить о «цивилизации дельфинов»). Но только у человека есть то, что И. П. Павлов назвал второй сигнальной системой (в отличие от первой – у животных) – общение с помощью слов. Этим человеческое общество отличается от других общественных животных.

В естествознании, пытающимся выяснить естественные причины человеческих способностей, известна гипотеза происхождения речи из звуков, произнесенных при работе, которые потом становились общими в процессе совместного труда. Сначала появились корни глаголов, соответствующие определенным видам деятельности, затем другие части слова и речи. Такова суть гипотезы немецкого антрополога М. Мюллера. Таким же путем в процессе общественного труда постепенно мог возникнуть разум.

3. Способность к деятельности – еще одно фундаментальное отличие человека от животных. Конечно, все животные что-то делают, а высшие животные способны к сложным видам деятельности. Под деятельностью понимается активность субъекта, направленная на изменение мира, на производство или порождение определенного объектированного продукта материальной или духовной культуры. Творческих характер человеческой деятельности проявляется в том, что благодаря ей он выходит за пределы своей природной ограниченности, т.е. превосходит свои же генотипически обусловленные возможности. Вследствие продуктивного, творческого характера своей деятельности человек создал знаковые системы, орудия воздействия на себя и природу. Пользуясь этими орудиями, он построил современное общество, города, машины, с их помощью произвел на свет новые предметы потребления, материальную и духовную культуру и в конечном счете преобразовал самого себя. Психические процессы: восприятие, внимание, воображение, память, мышление, речь- выступают как важнейшие компоненты любой человеческой деятельности. Для того чтобы удовлетворять свои потребности, человек должен воспринимать мир, обращать внимание на те или иные моменты или компоненты деятельности, представлять то, что ему нужно сделать, запоминать, обдумывать, высказывать суждения.

Только человек способен изготовлять, творить орудия труда. Со способностью к труду соотносятся еще два отличительных признака человека: прямохождение , которое освободило его руки, и, как следствие, развитие руки, особенно большого пальца на ней. Наконец, еще два характерных признака человека, повлиявших на развитие культуры – использование огня и захоронение трупов.

В экологии человека были сформулированы антропоэкологические аксиомы – это исходные положения теории экологии человека, сформулированные на основе накопленных различными науками знаний, не требующие специальных доказательств:

1. Человек – существо биосоциальное. Человечество, с одной стороны, является биологическим видом, а с другой – носителем созданной им цивилизации. Отсюда следует, что развитие человеческого общества обусловлено и биологической эволюцией, и культурным прогрессом.

2. Люди могут существовать только благодаря совместному труду. Совместная деятельность людей является главным и единственным механизмом поддержания существования человеческих общностей их развития.

3. Накопление и распространение хозяйственно-культурной информации – непременное условие развития человечества. Прогресс в хозяйственно-культурной деятельности людей возможен только благодаря накоплению и распространению информации сначала внутри одной общности, постепенно распространяясь среди других групп населения.

4. Главный биологический фактор физического выживания людей в меняющихся условиях – это адаптация. Благодаря адаптации человек смог выжить и заселить практически все экологические ниши, а также приспособиться к новым условиям.

5. Социализация каждого человека – это единственная возможность обеспечения жизнеспособности любой общности людей. Процесс активного приспособления человека к социальной среде является главным социальным фактором сохранения и развития любых групп людей

6. Ускорения темпов социально-технического развития и экологической напряженности представляет собой неотъемлемую особенность эволюции человечества. Чем быстрее изменяется среда обитания человека и условия ведения им хозяйства, тем быстрее меняются человеческие общности

7. Всеобщность и постоянство антропоэкологического процесса. Антропоэкологический процесс – это постоянно происходящее взаимодействие человеческих общностей с окружающей средой и последовательная смена результатов этого взаимодействия для людей и окружающей среды.

8. Пределы роста численности людей на земле обусловлены исчерпаемостью ресурсов. Рост населения Земли и увеличение постоянно растущих его потребностей не могут продолжаться бесконечно из-за ограниченности ресурсов биосферы.

9. Несинхронность последствий для человека воздействия факторов риска. Воздействия факторов окружающей среды может проявиться непосредственно после контакта с фактором риска или через много лет, в следующих поколениях.

10. Двоякое влияние факторов среды на людей. Все элементы внешнего окружения могут оказывать на человеческие общности и отдельно взятого человека как положительное, так и отрицательное влияние.

11. Защита людей от факторов риска – это источник появления новых негативных факторов. Создавая средства защиты от негативных факторов окружающей среды, человечество, тем самым, формирует новые факторы риска, влияние которых необходимо удалять или минимизировать.

12. Научно-технический прогресс – причина изменения факторов риска. На ранних этапах становления человечества люди испытывали давление природных факторов, по мере развития промышленности население стало подвергаться преимущественному воздействию техногенных факторов.

13. Социально-экономическое развитие – важный фактор общественного здоровья. Высокий уровень социально-экономического развития обычно обеспечивает высокое качество здоровья большинства населения, но служит причиной накопления в человеческих общностях лиц с тяжелыми недугами.

14. Социально-политическое и экологическое сотрудничество между всеми странами – альтернатива глобальной катастрофе. Отказ всех стран от национального, экономического и экологического «эгоизма» представляет собой путь предотвращения глобальной антропоэкологической катастрофы.

49. Здоровье: виды, элементы, уровни. Факторы, определяющие уровень здоровья.

Здоровье по определению ВОЗ – это полное физическое, психическое и социальное благополучие, отсутствие болезней и физических дефектов.

Принято выделять:

Индивидуальное здоровье – здоровье отдельного человека

Групповое здоровье – здоровье малых, социальных, этнических групп

Административно-территориальное – здоровье населения

Популяционное – здоровье общества, популяции

Элементы здоровья:

1. Уровень и гармоничность физического развития

2. Функциональное состояние организма, резервные возможности основных физиологических систем

3. Уровень неспецифической резистентности и иммунологической защиты

4. Уровень морально-волевых и ценностно-психологических установок

5. Уровень компенсации имеющегося заболевания или дефекта развития

6. Соотношения факторов риска и факторов благополучия – прогноз здоровья

Все эти элементы позволяют оценить уровень здоровья. Выделяют четыре класса состояния:

1. Норма, варианты нормы – состояние здоровья с достаточными функциональными (адаптационными) возможностями организма

2. Донозологические (пограничные) состояния, при которых оптимальные адаптационные возможности обеспечиваются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что ведет к повышенному расходу функциональных резервов организма.

3. Преморбицидное состояние(«третье состояние») – это состояние между здоровьем и болезнью, которое характеризуется «неполным» здоровьем. Из субъективных проявлений этого состояния можно отметить периодически повторяющиеся недомогание, повышенную утомляемость, некоторое снижение качественных и количественных показателей работоспособности, одышку при умеренной физической нагрузке, неприятные ощущения в области сердца, боль в спине, повышенную нервно-эмоциональную возбудимость. Объективно могут быть зарегистрированы склонность к тахикардии, неустойчивый уровень АД. Преморбицидное состояние характеризуется снижением функциональных возможностей организма и проявляется в виде двух стадий:

А) с преобладанием неспецифических изменений при сохранении гомеостаза основных жизненно важных систем организма, в том числе сердечнососудистой;

Б) с преобладанием специфических изменений со стороны определенных органов и систем, гомеостаз которых нарушен, но благодаря механизмам компенсации проявление заболевания может быть выражено слабо или находиться в начальной фазе (компенсированное состояние).

4. Состояние срыва адаптации с резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушеним механизмов компенсации. В этом состоянии наблюдаются две стадии:

А) субкомпенсированное состояние – больные с длительно текущими, хроническими заболеваниями

Б)декомпенсированное состояние – тяжелые больные с постельным режимом, инвалиды 1 и 2 групп.