4.3. Возбуждение и торможение – активные процессы живых тканей

Нервные клетки могут находиться в трёх состояниях: физиологическом покое, возбуждении и торможении. Эти состояния присущи также другим возбудимым тканям – мышечной и железистой.

Физиологический покой – это состояние живой ткани, в которой происходят все обменные процессы, но в данный момент она не выполняет своей специфической функции.

Второе состояние – возбуждение. Это сложный биологический процесс, возникающий при действии раздражителей, протекающий в клетках и тканях организма и подчиняющийся одним и тем же законам, независимо от места его возникновения. Возбуждение характеризуется совокупностью электрических, температурных, химических, физических и структурных изменений живой ткани.

Среди всех признаков возбуждения электрические явления играют особо важную роль. При возбуждении возникает биоток – потенциал действия (ПД), или возбуждения (ПВ). Возбудимый участок мышцы или нерва всегда электроотрицателен по отношению к покоящемуся, который заряжен положительно. Между этими участками образуется биоток, который, в свою очередь, оказывается раздражителем и вызывает возбуждение рядом лежащего участка. В нём также возникает ПД. Таким путём вся ткань приходит в активное состояние и способна выполнять специфическую работу (мышца – сокращаться, железа – выделять секрет, а нервная ткань – воспринимать, интегрировать и проводить биоэлектрические импульсы).

Торможение – третье состояние ткани. Действие раздражителя на возбудимую структуру в зависимости от её функционального состояния может привести как к возбуждению, так и к торможению. Действие на ткань сверхсильного или сверхчастого раздражителя приводит к прекращению ответной реакции. Клетка теряет способность принимать и передавать импульсы возбуждения вследствие развивающегося торможения.

Таким образом, торможение – это активный процесс, возникающий под действием раздражителя, при котором ткань теряет способность воспринимать и распространять импульсы.

В развитии этих представлений большую роль сыграли работы русских учёных И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского. В частности, было установлено, что не существует отдельных центров возбуждения и торможения. Эти процессы могут возникнуть в любой нервной клетке ЦНС или на периферии в зависимости от функционального состояния клетки, силы и частоты действия раздражителя.

4.4. История развития представлений о рефлекторной деятельности организма

В процессе эволюции у живых существ сформировались рефлекторные механизмы, обеспечивающие регуляцию деятельности отдельных органов и систем, их функциональное объединение в единое целое и взаимодействие организма с окружающей средой.

От совершенства рефлекторной деятельности во многом зависит биологическая надежность организма, его адаптационный потенциал, психические поведенческие акты и общий уровень здоровья.

Как указано выше, понятие «рефлекс» было впервые введено Р. Декартом в XVII в. Он считал, что по рефлекторному принципу (принципу «отражения») осуществляются простые автоматические реакции без участия сознания. В XIX в. было показано, что спинномозговые рефлексы сохраняются даже у животных, лишенных головного мозга. Считалось, что по рефлекторному принципу осуществляется деятельность только спинного мозга, тогда как головной мозг функционирует на основе спонтанных психических процессов, независимых от воздействия внешней среды (И. Мюллер, М. Хэлл). Эти представления начали меняться лишь во второй половине ХIХ века.

Впервые естественнонаучный подход к изучению психических явлений применил русский физиолог И. М. Сеченов. В 1863 г. им был опубликован труд, само название которого противоречило сложившимся представлениям о деятельности высших отделов ЦНС – «Рефлексы головного мозга».

И. М. Сеченов считал, что вся деятельность организма, включая сложные психические функции, обусловлена воздействиями внешней среды и осуществляется рефлекторно, через посредство нервной системы.

Общность простых, «бессознательных» рефлексов и сложных, «сознательных» реакций И. М. Сеченов видел, во-первых, в их причине: любая деятельность, включая и те поступки, где к движению побуждает мысль, обусловлена воздействиями внешней среды. «Первоначальная причина всякого поступка лежит всегда во внешнем чувственном возбуждении, потому что без него никакая мысль невозможна». Во-вторых, сходство заключается в общности путей рефлекса и психического акта: возбуждение распространяется от чувствительных нервных образований к органам движения. Лишь сложностью центральной части рефлекторного пути психические реакции отличаются от простых двигательных. В-третьих, и те, и другие акты заканчиваются движением. «Всё бесконечное разнообразие проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению – мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге – везде окончательным актом является мышечное движение».

Высказанные И. М. Сеченовым представления о материальной, рефлекторной природе сложных, в том числе сознательных поведенческих актов, развил другой великий физиолог – И. П. Павлов. В период с 1901 по 1936 гг. им было создано учение о высшей нервной деятельности. Все разнообразие рефлекторных актов И. П. Павлов разделил на два вида рефлексов: безусловные и условные рефлексы.

Под безусловными рефлексами он понимал врожденные, постоянные, видоспецифические реакции организма, носящие наследственный характер. Совокупность безусловных рефлексов, по Павлову, составляет основу низшей нервной деятельности (деятельности спинного, продолговатого, среднего и промежуточного мозга).

Условными рефлексами И. П. Павлов назвал индивидуальные, временные реакции организма, вырабатываемые на основе жизненного опыта и не передающиеся по наследству. Совокупность условных рефлексов составляет основу высшей нервной деятельности – деятельности коры больших полушарий и ближайших подкорковых структур.

Общность безусловных и условных рефлексов заключается в том, что и те, и другие осуществляются на основе универсальных принципов рефлекторной деятельности – детерминизма, структурности, анализа и синтеза (см. параграф 4.2).