Лабораторные работы

Основоположниками учения о ВНД являются И.М. Сеченов и И.П. Павлов. Основным методом изучения ВНД считается созданный И.П. Павловым метод условных рефлексов. Вырабатывая у животных условные рефлексы, исследуя механизмы их образования, изучают основные закономерности деятельности КБП ГМ.

Все безусловные рефлексы - врожденные, а условные - приобретенные, вырабатываются животными в течение всей их жизни. Безусловные рефлексы - постоянные, условные - временные. Безусловные рефлексы являются видовыми, то есть свойственны всем представителям данного вида. Условные рефлексы индивидуальны: так, одно животное реагирует на одну кличку, другое - на другую.

Безусловные рефлексы возникают при раздражениях определенных рецепторов, а для каждого безусловного рефлекса имеется своя постоянная рефлекторная дуга. Условные рефлексы могут образоваться на любые раздражения любого рецептора; они не имеют постоянных рефлекторных дуг; один и тот же условный рефлекс, например слюноотделительный, можно выработать на свет лампочки, на звук звонка, на прикосновение к коже и т.д. Безусловные рефлексы - результат деятельности низших отделов ЦНС. Условные рефлексы являются функцией КБП ГМ. Безусловный рефлекс осуществляется сразу же при действии раздражителя, а условные вырабатываются постепенно на базе безусловных.

При образовании условного рефлекса происходит замыкание временной связи между двумя возбужденными центрами КБП - центром условного и центром безусловного раздражителей. Центр безусловного раздражителя возбуждается сильнее и притягивает к себе возбуждение из центра условного раздражителя.

Для выработки условных рефлексов у животных применяют различные методики: слюноотделительную пищевую, двигательно-пищевую, двигательно-оборонительную и др. При использовании любой из методик необходимо соблюдать следующие общие правила выработки условных рефлексов: 1) условный раздражитель (сигнал) должен начать действовать на несколько секунд раньше безусловного и в течение некоторого времени сопровождать его; 2) условный раздражитель должен быть физиологически более слабым, чем безусловный, то есть не вызывать значительной реакции животного; 3) во время опытов животное должно быть здоровым и его необходимо оградить от влияния посторонних раздражителей.

Тема 1. Условные рефлексы Вопросы для подготовки к занятию

1. Роль И. М. Сеченова и И.П. Павлова в создании учения о ВНД.

2. Различия безусловных и условных рефлексов.

3. Методики изучения условных рефлексов.

4. Процесс образования условного рефлекса.

5. Механизмы замыкания временной связи.

РАБОТА 1. СЛЮНООТДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ У СОБАКИ

И.П. Павлов, изучая деятельность КБП, вырабатывал у собак с фистулой околоушной слюнной железы слюноотделительные условные рефлексы. В качестве безусловного раздражителя он использовал определенное количество корма или количество вливаемой в рот кислоты. Данная методика позволяет по количеству выделяющейся слюны измерять величину условного рефлекса.

Цель работы. Ознакомиться с методикой выработки условных пищевых слюноотделительных рефлексов.

Объект исследования, материалы и оборудование. Собака с фистулой околоушной железы, станок для собаки (с щитом и подвижной кормушкой), воронка для собирания слюны, менделеевская замазка, мелкие сухари с колбасой, электрический звонок, секундомер.

Подготовка к работе. Опыт проводят на голодной собаке (не кормят 6-10 ч.), у которой заранее выработан условный рефлекс.

Ход работы. Собаку ставят в станок. К коже щеки (в месте выведения слюнного протока) менделеевской замазкой приклеивают воронку для собирания слюны. В кормушку кладут 20-25 г сухарей с кусочками колбасы. Включают звонок (условный раздражитель), и через 5 с от начала его звучания собаке подают кормушку с пищей (безусловный раздражитель). Звонок выключают через 25-30 с, а кормушку убирают после того, как собака все съест. Так повторяют несколько раз с интервалом в 2-3 мин и более. После нескольких сочетаний условного раздражителя с безусловным включают только один условный раздражитель (звонок) и проверяют по количеству капель слюны образование условного рефлекса на звонок.

РАБОТА 2. НАБЛЮДЕНИЕ ВЫРАБОТКИ СЛЮНООТДЕЛИТЕЛЬНОГО ПИЩЕВОГО УСЛОВНОГО РЕФЛЕКСА НА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ МОДЕЛИ

Оборудование: электрифицированная модель «Голова собаки».

Электрифицированная модель - это стенд с двойными стенками». Внутри стенда находится соответствующее оборудование для имитации выработки условного рефлекса. На передней панели стенда нарисован контур головы собаки и отделы мозга: КБП, промежуточный, средний и продолговатый мозг. На отделах мозга имеются отверстия для маленьких электрических лампочек показывающих пищевой и зрительный центры КБП, таламус, центр слюноотделения продолговатого мозга. Лампочками также обозначены рецепторы языка, околоушная и слюнная железы, глаза собаки. Все эти отверстия для лампочек соединены линиями, показывающими рефлекторные дуги безусловного и условного рефлексов. Между зрительным и пищевым центрами КБП расположена светящаяся трубочка. На передней панели смонтирована осветительная электрическая лампочка - условный раздражитель. На боковой стенке стенда смонтированы тумблеры для включения условного и безусловного раздражителей.

Ход опыта. Модель включают в электросеть. Включают условный: раздражитель - электрическую лампочку. У собаки начинают светиться глаза, центр таламуса и зрительный центр в КБП. Спустя 1-2 с дают «пищевое подкрепление», т.е. условный раздражитель подкрепляется безусловным - начинают светиться лампочки рецепторов языка, центр слюноотделения продолговатого мозга, пищевой центр КБП и околоушная слюнная железа. Совместное действие условного и безусловного раздражителей продолжается в течение 10 с.

Спустя 1-1,5 мин (меняя интервалы) вновь включают условный, а затем безусловный раздражители. Такую процедуру выработки условного рефлекса повторяют до тех, пока при включении условного раздражителя при еще не включенном безусловном раздражителе не загорятся лампочки, обозначающие рефлекторную дугу условного рефлекса: светятся глаза, таламус, зрительный и пищевой центры, центр слюноотделения продолговатого мозга и околоушная слюнная железа. Но это не означает еще, что условный рефлекс закрепился. Выработку условного рефлекса продолжают до тех пор, пока при включении только одного условного раздражителя начинает светиться трубка, соединяющая зрительный и пищевой центры коры. Трубка продолжает светиться и при выключении тумблеров условного и безусловного рефлексов. Это обозначает, что образовавшаяся временная связь закрепилась. Трубка может светиться в течение нескольких минут, что свидетельствует о том, что выработанный условный рефлекс может длительное время сохраняться.

РАБОТА 3. ДВИГАТЕЛЬНО-ПИЩЕВЫЕ УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ

Двигательно-пищевая методика - наиболее удобна для выработки условных рефлексов и широко используется для изучения ВНД у различных лабораторных и сельскохозяйственных животных т.к. наиболее соответствует естественным условиям их жизни. Безусловным раздражителем является порция корма в кормушке. При действии условного раздражителя (например, звонка) животное подводят к кормушке, и затем уводят обратно (когда выключают звонок и животное съест корм). Многократное сочетание условного раздражителя с безусловным ведет к выработке условного рефлекса, то есть при действии только одного условного раздражителя животное само идет к кормушке и возвращается на исходное место (когда выключают звонок и животное съест корм).

Цель работы. Ознакомиться с методикой выработки двигательно-пищевых условных рефлексов у животных.

Объект исследования, материалы и оборудование. Животное (лошадь, корова, овца, коза, или собака), электрический звонок, секундомер, чашка, тазик или ведро, корм (овес, комбикорм и др.).

Подготовка к работе. Опыты по выработке условных рефлексов у крупных животные (лошадь, корова) проводят в пустой части помещения, где содержатся животные, или на огороженной выгульной площадке. У мелких животных условные рефлексы вырабатывают в учебной аудитории. Животное перед опытом не кормят 6-10 ч.

Ход работы. Животное приводят в помещение или на площадку и оставляют на исходном месте. Затем подают условный сигнал (звонок) и через 5 с животное ведут к кормушке. Здесь животное кормят, то есть условный раздражитель (звонок) подкрепляют безусловным (пища). Через 30 с звонок выключают, и после того как корм будет съеден животным, его уводят на исходное место. При каждом последующем условном сигнале животное отпускают; если оно само не подходит к месту подкормки, подводят его. Если после подачи условного сигнала животное само подходит к месту подкормки и возвращается на исходное место, условный рефлекс считается выработанным. Условный сигнал подают с интервалом в 2-3 мин.

РАБОТА 4. ДВИГАТЕЛЬНО-ОБОРОНИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ

Методика выработки двигательно-оборонительных условных рефлексов основана на том, что животному в качестве безусловного раздражителя применяют слабый электрический ток. Для нанесения раздражения животным, например лошади или корове, в области путового сустава укрепляют раздражающие электроды. При нанесении раздражения животное сгибает конечность и эти движения регистрируют.

Цель работы. Наблюдать выработку условного двигательно-оборонительного рефлекса у собаки.

Объект исследования, материалы и оборудование. Животное (собака, лошадь или корова), электростимулятор, резиновая манжета с электродами для раздражения, регистрирующее устройство, звонок, отметчик времени, станок.

Ход работы. Животное ставят в станок. На заднюю лапу ниже коленного сустава надевают манжету, соединенную с регистратором движений. Несколько ниже голеностопного сустава выстригают шерсть, кожу увлажняют физиологическим раствором и накладывают резиновый ремешок с электродами, соединенными посредством проводов с электростимулятором.

Включают условный раздражитель (звонок) и через 5 с от начала его действия наносят короткое раздражение слабым электрическим током, но такой величины, которая вызывает сгибание лапы. Если во время действия условного раздражителя собака опустит лапу, то раздражение повторяют. Продолжительность действия условного раздражителя 10 с, интервал между условными раздражителями 1-2 мин. Записывают движения лапы собаки, отметку включения и выключения условного раздражителя, отметку нанесения раздражения и отметку времени.

Условный двигательно-оборонительный рефлекс вырабатывается быстро и его можно получить непосредственно на занятии. Выработку условного рефлекса можно проводить и без регистрации на кимографе движений лапы собаки, ограничиваясь только наблюдением за ее движением.

Двигательно-оборонительные условные рефлексы у крупных животных (лошадь, корова) вырабатывают в конюшне или на скотном дворе. Животное фиксируют в станке, на путовую область передней конечности укрепляют раздражающий электрод, а на предплечье этой конечности укрепляют датчики движений.

Выработку условного рефлекса проводят в той же последовательности, что и у собаки.

Т Е М А 2. ТОРМОЖЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ