Vozrastnaya_anatomia_i_fiziologia
.pdfРетикулярная формация по нисходящим ретикуло-спинальным путям оказывает активирующее и тормозящее влияния на деятельность мотонейронов спинного мозга. Устранение этих влияний (при отделении спинного мозга от ретикулярной формации) приводит к появлению спинномозгового шока.
По восходящим путям ретикулярная формация оказывает активирующее влияние на кору головного мозга. Импульсы от ретикулярной формации и неспецифических ядер таламуса поддерживают бодрствующее состояние корковых нейронов. При отделении коры головного мозга от ретикулярной формации животное впадает в сонное состояние и почти не реагирует на внешние раздражители. В свою очередь кора регулирует функции и активность ретикулярной формации. Активность ретикулярной формации поддерживается также нервными импульсами, идущими к коре головного мозга от внешних рецепторов, от органов опорно-двигательного аппарата и от внутренних органов, из коры головного мозга, мозжечка.
4.2.7. БОЛЬШИЕ ПОЛУШАРИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Большие полушарии головного мозга или конечный мозг
(telencеphalon) являются высшим отделом ЦНС и состоят из правого и левого полушарий. Оба полушария соединены между собой мозолистым телом и другими спайками. У человека большие полушария достигают наибольшего развития и составляют почти 80 % от общей массы мозга. В каждом полушарии различают кору, покрывающую всю поверхность полушарий, белое вещество и базальные ядра – скопления серого вещества в нижних и боковых стенках полушарий.
Кора головного мозга представляет собой слой серого вещества (толщина 1,5–5 мм), образованного скоплениями нейронов, их количество составляет 12–18 млрд. Кора имеет многослойное строение (6 слоев), в которых нейроны отличаются по форме тела (веретенообразные, пирамидные, звездчатые), величине и густоте расположения. Поверхность полушарий имеет сложный рисунок благодаря бороздам (углублениям), идущим в различных направлениях, и извилинам (складкам), что увеличивает ее площадь. Борозды делят кору на доли: лобную, теменную, височную, краевую (рис. 11.5). Самые глубокие основные борозды:
1)центральная борозда, отделяющую лобную долю от теменной.
2)боковая борозда, отделяющая височную долю от лобной и теменной долей полушария.
3)теменно-затылочная борозда, отделяющую теменную долю от затылочной.
–71 –
Кора покрывает всю поверхность полушарий и заходит вглубь борозд. Каждая доля вторичными бороздами делится на дольки. По особенностям клеточного состава и строения вся кора подразделяется на ряд участков, которые называют корковыми полями. Цитоархитектоническая карта, составленная Бродманом, насчитывает 52 поля, они выполняют различные функции. Несколько корковых полей объединены в зоны. Каждая зона выполняет какую-то общую функцию, а поля, ее составляющие, – отдельные элементы этой функции. Различают сенсорные, ассоциативные и моторные зоны коры.
Сенсорные зоны представляют собой проекцию рецепторных полей и получают специфическую сенсорную информацию от различных рецепторов . К этим зонам относятся: зрительная, слуховая, соматосенсорная (кожной и мышечной чувствительности), вкусовая, обонятельная.
Ассоциативные зоны получают импульсы от всех зон коры, интегрируют всю полученную информацию, обеспечивают протекание психических функций, контролируют эмоции, поведенческие реакции. Особенно большое значение имеют лобные доли коры, которые у человека составляют 25 % от общей площади коры больших полушарий (у человекообразных обезьян – 12 %).
Моторные зоны расположены в передней центральной извилине, связаны с ядрами ствола мозга и мотонейронами спинного мозга и регулируют произвольные движения.
Кора головного мозга выполняет тонкий анализ поступающих сигналов. В ней возникают ощущения, запоминается поступающая информация, происходит процесс мышления. Кора головного мозга регулирует деятельность нижележащих отделов ЦНС, координирует рефлекторную деятельность всего организма.
Под корой находится белое вещество полушарий мозга, оно состоит из большого количества нервных волокон, проходящих в различных направлениях. Одни из них соединяют нейроны в пределах одного полушария, другие – нейроны левого и правого полушарий, третьи – с нижележащими отделами ЦНС (подкорковыми отделами и спинным мозгом).
Роль каждого полушария в их совместной деятельности относительно неравнозначна, отмечается относительное доминирование одного из полушарий, т. е. межполушарная функциональная асимметрия. Левое доминирующее полушарие обеспечивает абстрактное, логическое мышление, речевую функцию, письмо, счет, правое полушарие – образное, конкретное восприятие внешнего мира (распознавание сложных зрительных и слуховых сигналов, восприятие пространства, формы направления).
– 72 –
Мозговая ткань больших полушарий у новорожденных богата водой. Поверхность коры сравнительно гладкая, имеются все борозды и извилины, но они мало выражены. Серое вещество почти не отличается от белого вещества, так как не закончена миелинизация нервных волокон. Количество нейронов в коре больших полушарий такое же как у взрослых, но в морфофункциональном плане они еще не зрелые. Постепенно по мере роста и развития ребенка углубляются борозды, увеличиваются извилины (становятся крупнее и длиннее), появляются мелкие борозды и извилины; усложняется строение нейронов и связи между ними; продолжается миелинизация нервных волокон и происходит четкое разграничение серого и белого вещества полушарий.
У новорожденных и детей дошкольного возраста головной мозг короче и шире, чем у детей школьного возраста и взрослых. К концу первого года жизни величина головного мозга удваивается, к трем годам – утраивается. Наиболее интенсивное созревание коры происходит в первые пять лет и заканчивается к 18–20 годам. Заметно нарастает масса мозга к 7 годам.
В период от 7 до 10 лет интенсивно увеличиваются лобные и теменные доли коры больших полушарий, поэтому они преобладают над затылочной областью.
Процесс формирования корковых полей связан со становлением и развитием функций анализаторов. У ребенка, прежде всего, возникают рефлексы с вестибулярного, кожного, двигательного анализаторов, а затем – слухового и зрительного анализаторов. Рефлексы слухового и зрительного анализаторов играют важную роль в развитии и становлении речи ребенка, что способствует совершенствованию корковых функций лобной, нижней теменной и височнозатылочной областей мозга. В период развития ребенка происходит совершенствование проводящих путей различных функциональных систем и их взаимосвязей.
В младшем школьном возрасте и в пубертатный период совершенствуются отдельные нервные клетки и развиваются новые нервные пути, происходит функциональное развитие всей нервной системы. В этот период заметно выявляется регулирующий контроль со стороны коры больших полушарий над инстинктами и эмоциональными реакциями.
– 73 –
ГЛАВА 5. ОСНОВЫ УЧЕНИЯ
О ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1. ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗУСЛОВНЫХ И УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
Гипотезу о рефлекторной природе деятельности головного мозга впервые высказал И. М. Сеченов в своей знаменитой работе «Рефлексы головного мозга» (1862 г.). Согласно этой теории : «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы, психическая деятельность – суть рефлекторная или отражательная деятельность». Положения рефлекторной теории, сформулированные И. М. Сеченовым, были в дальнейшем разработаны И. П. Павловым, Н. Е. Введенским, А. А. Ухтомским, В. М. Бехтеревым, П. К. Анохиным.
И. П. Павлов всю совокупность рефлексов, протекающих в организме, разделил на две группы: безусловные и условные рефлексы.
Безусловные рефлексы являются врожденными, наследственно закрепленными, одинаковыми у всех животных данного вида. Они относительно постоянны в течение жизни и осуществляются при участии всех отделов ЦНС. Безусловные рефлексы возникают в ответ на раздражение определенных рецепторов и служат для поддержания нормальной жизнедеятельности организма и его взаимосвязи с окружающей средой.
Безусловные рефлексы могут быть простыми и сложными. Простые рефлексы выражаются в одиночном рефлекторном акте, например, отдергивании руки при болевом раздражении. Сложные
– 74 –
рефлексы представляют собой ряд последовательных реакций, где окончание одной реакции служит причиной возникновения другой. Такими сложными рефлекторными актами являются инстинкты, которые обеспечивают поведение человека и животных при меняющихся условиях окружающей среды.
Условный рефлекс это ответная реакция организма на какоелибо воздействие, с участием коры головного мозга. Условные рефлексы являются реакциями индивидуальными, приобретенными в течение жизни. Они формируются при обязательном участии коры головного мозга. Условные рефлексы вырабатываются при сочетании раздражения любых рецепторов с какой-либо безусловно рефлекторной деятельностью. Условные рефлексы возникают и закрепляются при подкреплении или исчезают, если подкрепление отсутствует
инеобходимость в них исчезает. Механизм образования условного рефлекса заключается в том, что в коре головного мозга образуется временная связь между нейронами, возбужденными безусловными
иусловными сигналами.
Условные рефлексы расширяют взаимосвязи организма с внешней средой и обеспечивают целесообразное приспособление к меняющимся условиям. В условном рефлексе И. П. Павлов увидел высшую форму рефлекторной деятельности: реакцию не на непосредственный раздражитель, а на сигнал, предшествующий этому раздражению. Таким образом, условный рефлекс можно рассматривать как заблаговременную приспособительную реакцию, которая формируется условиями жизни. В естественных условиях безусловные рефлексы, с которыми рождается ребенок, в процессе жизни «обрастают» разнообразными условными рефлексами и фактически перестают существовать в чистом виде.
5.1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
Условные рефлексы классифицируются:
1.В зависимости от эффекта действия (возникает возбуждение или торможение в коре головного мозга после действия раздражителя) различают – положительные и отрицательные рефлексы.
2.По месту расположения рецепторов, на которые действует условный раздражитель:
•экстерорецептивные – при раздражении рецепторов глаза, уха, кожи, т. е. внешних рецепторов;
•интерорецептивные – при раздражении рецепторов внутренних органов;
–75 –
•проприорецептивные – при раздражении рецепторов мышц и сухожилий.
3.По характеру ответной реакции – двигательные или вегетативные, в зависимости от участия соматической или вегетативной нервной системы в реализации рефлекса.
4.По соотношению времени действия условного сигнала и безусловного подкрепления (сразу после действия условного сигнала или через какой-то промежуток времени после прекращения действия) различают наличные и следовые условные рефлексы. Следовые рефлексы являются физиологической основой памяти.
5.По способу выработки и типу подкрепления различают условные рефлексы различных порядков. Условный рефлекс можно выработать не только на базе безусловного, но и на базе ранее образованных других условных рефлексов. Условные рефлексы, образованные путем сочетания условного сигнала с безусловным раздражителем называют условными рефлексами 1-го порядка. Условные рефлексы, образованные при подкреплении условного сигнала прочным условным рефлексом 1-го порядка называют условными рефлексами 2-го порядка. У детей можно выработать условный рефлекс четверто- го-пятого порядка, у взрослых – шестого-восьмого порядка.
5.2.ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
Несмотря на морфологическую и функциональную незрелость нейронов коры головного мозга у новорожденных уже на второй неделе начинают вырабатываться первые условные рефлексы, связанные с пищеварением и дыханием (на внутренние – интерорецептивные раздражители). Они проявляются в пробуждении ко времени кормления, увеличении количества лейкоцитов в крови. Но выработка их происходит медленно, требует большого количества повторений.
С 2–3 месяцев начинают вырабатываться условные рефлексы на экстерорецептивные (внешние) раздражители: сосательный рефлекс на вид и прикосновение к материнской груди, положение тела; оборонительный при виде намыленной руки при купании или при виде человека в белом халате, если они неоднократно сопровождались болезненными для ребенка ощущениями. Условные рефлексы детей первых месяцев жизни характеризуются неустойчивостью, что связано со слабостью корковых нейронов и их быстрой утомляемостью. Сроки формирования условных рефлексов связаны с морфологическим созреванием анализаторов и с тренировкой их функций. Значение тренировки остается важным на протяжении всего периода
– 76 –
роста и школьного обучения и даже у взрослых людей (совершенствование профессиональных и спортивных навыков).
С возрастом увеличивается скорость образования условных рефлексов и их прочность. Условные рефлексы у детей дошкольного возраста (от 1 года до 7 лег) связаны с изменением отношения ребенка к окружающему его предметному миру и к окружающим людям. В первые три года жизни наибольшее значение в качестве безусловного раздражителя имеет пищевое подкрепление. Условнорефлекторная деятельность ребенка в последующие годы претерпевает изменения в двух направлениях: 1) становится более многообразной и 2) в качестве безусловного подкрепления основную роль играют ориентировочный, подражательный и игровой рефлексы, словесное поощрение и словесное наказание. Для детей до 3 лет характерна большая прочность выработанных условных связей, для переделки прежде выработанных условных рефлексов требуется около 50 сочетаний условного сигнала с новым подкреплением. Нейроны головного мозга обладают большой функциональной подвижностью, тем не менее, могут закреплять повторяющуюся систему условных раздражений и стойко ее удерживать. В этот же период времени у детей вырабатывается большое количество динамических стереотипов.
Динамический стереотип – последовательная цепь условнорефлекторных реакций, которые происходят в строго определенном порядке. Динамический стереотип выражается в том, что на систему различных условных сигналов через определенное время вырабатывается постоянная и прочная система ответных реакций. В этой цепной системе условных рефлексов каждый предыдущий рефлекс является условным сигналом для последующего условного рефлекса. В естественных условиях жизни человека образование динамического стереотипа лежит в основе различных навыков (трудовых, бытовых, двигательных), привычек, режима питания, отдыха и труда, определенной системы поведения. Такие формы поведения человека обеспечивают его деятельность с наименьшими затратами энергии и меньшим напряжением нервной системы, так как действия человека становятся автоматическими.
Выработка динамических стереотипов требует от ребенка значительных усилий, но, если они выработаны, поддержание их не представляет трудностей для нервной системы. Наиболее прочные стереотипы вырабатываются у детей до 5 лет. Отечественные педагоги К. Д. Ушинский и А. С. Макаренко определили, что формы поведения, воспитанные в первые три года жизни и до пяти лет во многом определяют все дальнейшее поведение человека.
Стереотип можно переделать, поэтому его называют динамическим, но выработка стереотипов осуществляется значительно легче,
– 77 –
чем переделка, что связано малой силой и подвижностью нервных процессов. В раннем детстве дети болезненно реагируют на нарушение стереотипа (капризничают, плачут, долго не засыпают, если их положить на новом месте).
Всвязи с трудностью изменения стереотипа нужно с ранних лет выбирать правильные приемы обучения и воспитания детей.
Впериод второго детства (7–10 лет) условные рефлексы образуются легче и быстрее, чем в дошкольном возрасте, и отличаются большей устойчивостью. Клетки коры головного мозга становятся более выносливыми, а нервные процессы более сильными, однако все еще преобладают процессы возбуждения. Нерациональная учебная нагрузка, нарушения режима дня могут вызвать у детей младшего школьного возраста нарушение условно-рефлекторной деятельности, что следует знать учителям начальных классов и родителям.
Вподростковом возрасте (11–14 лет) возникает ряд неблагопри-
ятных моментов в условнорефлекторной деятельности в связи с периодом полового созревания. В организме подростков наблюдаются гормональные сдвиги, повышается возбудимость ЦНС, снижается корковый контроль над деятельностью подкорковых структур. В результате преобладания процессов возбуждения вновь появляется выраженная генерализация нервных процессов. Это приводит к тому, что реакции у подростков сопровождаются дополнительными движениями, подобно тому, как это было в раннем детстве. В этот период снижается скорость образования и устойчивость условных рефлексов. Латентный период ответной реакции в 15 лет оказывается наибольшим. В этом возрасте наблюдается общее нарушение корковой деятельности, которые проявляются негативизмом и аффективном состояниях: подростки часто противоречат, упрямятся, делают все наоборот, быстро приходят в состояние раздражения.
В юношеском возрасте (15–17 лет) происходит окончательное созревание всех физиологических систем, восстанавливается гормональный баланс, снижается возбудимость ЦНС, повышается роль коры головного мозга в регуляции всех систем и психической деятельности. Образование условных рефлексов происходит достаточно легко и быстро, они становятся тонко специализированными, многообразными и совершенными, обладают большой прочностью.
Это становится возможным в результате обобщений на базе жизненного опыта. Рефлексы устойчивы к внешним раздражителям. Двигательные рефлексы не сопровождаются сопутствующими движениями, они строго локализованы. На скорость образования условных рефлексов характер подкрепления не оказывает влияния, что имело место в младшем школьном возрасте. Нервные клетки у старшекласс-
– 78 –
ников обладают большой выносливостью, нервные процессы сильные и уравновешенные.
Учитель, воспитатель, зная особенности образования условных рефлексов в разные возрастные периоды, может выбрать наиболее эффективные методы и приемы обучения и создать оптимальные условия для полноценного гармоничного развития детей. Педагогам необходимо знать, что чрезмерная учебная нагрузка, грубые нарушения режима дня, психотравмирующие воздействия (конфликты в семье, с друзьями, несправедливые обвинения, постоянный командный тон в общении и т. п.) могут вызвать нарушения высшей нервной деятельности детей – неврозы.
5.3. ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Поведение человека (животных) в различных ситуациях, выработка и переделка условных рефлексов, приспособление к меняющимся условиям жизни и другие частые реакции имеют индивидуальный характер.
Исследования на животных, наблюдения за людьми показали, что индивидуальность поведения зависит от проявления 3-х основных свойств нервных процессов:
−силы процессов возбуждения и торможения,
−уравновешенности процессов возбуждения и торможения,
−подвижности процессов возбуждения и торможения.
Индивидуальные свойства нервной системы обусловлены врожденными (наследственными) особенностями и приобретенным жизненным опытом. Совокупность этих индивидуальных особенностей называется типом высшей нервной деятельности (ВНД).
Значение врожденного и приобретенного может меняться в зависимости от условий. В необычных экстремальных ситуациях на первый план в поведении выступают преимущественно врожденные механизмы ВНД. Что же понимают под свойствами нервных процессов?
1. Сила определяется той предельной силой раздражителя, на которую вырабатываются условные рефлексы. У человека под силой возбуждения понимают работоспособность нервных клеток, их способность выдерживать длительные умственные нагрузки, трудные условия жизни.
Сила процесса возбуждения проявляется в меньшей утомляемости, большей эмоциональной устойчивости (самообладании) в экстремальных условиях, в большей сопротивляемости тормозящему влиянию посторонних для данной деятельности раздражителей.
– 79 –
От силы нервных процессов зависит энергичность, бодрое настроение человека, скорость движений. Сильная нервная система выдерживает большие нагрузки, слабая их не выдерживает, что может привести к срыву высшей нервной деятельности – неврозам. Сила нервных процессов зависит от наследственно приобретенных свойств нервной системы, состояния здоровья, жизненного опыта, тренировки, а также от тех социальных условий, в которых воспитывается и развивается ребенок.
2. Уравновешенность нервных процессов характеризует степень равновесия (баланс) между возбуждением и торможением. Если нервные процессы выражены в равной степени, это свидетельствует об уравновешенном типе нервной системы, если преобладает возбуждение – об неуравновешенном типе. У человека уравновешенность выражается в умении владеть собой в разных ситуациях, быть спокойным, выдержанным, У детей преобладает возбуждение и, чем младше ребенок, тем в большей степени это выражено. Они не сдержанны в своих поступках, выражениях чувств. Маленькие дети легко возбуждаются при длительных играх, большом скоплении народа.
3. Подвижность нервных процессов характеризует скорость смены возбуждения торможением и наоборот (например, у животных переделка положительного условного рефлекса в отрицательный или отрицательного условного рефлекса в положительный). У человека подвижность проявляется в умении приспосабливаться к неожиданным, резким изменениям обстоятельств, к новым условиям жизни. Кроме того, подвижность у учащихся проявляется в скорости переключения с одного вида деятельности на другой, в продуктивности деятельности в ситуациях, связанных с лимитом времени.
На основании проявления этих 3-х свойств нервной системы у животных И.П. Павлов выделил 4 резко очерченных типа ВНД, отличающихся по адаптивным способностям и устойчивости к невротизирующим агентам.
−Сильный, уравновешенный, подвижный тип.
−Сильный, неуравновешенный.
−Сильный, уравновешенный, инертный.
−Слабый.
Эта классификация, установленная на животных, применима и для человека. Тип ВНД является физиологической основой формирования и темпераментов и характера ребенка. Свойства нервной системы не определяют свойства темперамента, а лишь способствуют или препятствуют его формированию (например, инертность способствует формированию флегматического темперамента).
– 80 –