Ответы к ситуационным задачам по разделу IV «Физиология высшей нервной деятельности»

1. Голуби обладают очень острым зрением и поэтому легко различают шарики, поверхность которых блестит по-разному. Для их обучения был использован метод условных рефлексов. Чтобы заставить голубя клевать "плохие" шарики вырабатывали дифференцировочное торможение: клевание "плохих" шариков подкрепляли пищей (зерном), а клевание "хороших" – нет. После периода обучения голубя ставят перед конвейерной лентой и он уверенно клюет только "плохие" шарики, получая пищевое подкрепление.

2. Из условия задачи следует, что на одну и ту же систему "условный рефлекс" действуют разные факторы: питье воды и отсутствие питья. Как можно это связать с торможением условных рефлексов? Внутреннее торможение в опыте не вызывали. Внешнее торможение может быть вызвано или действием факторов внешней среды, или эндогенными факторами. Поскольку внешних воздействий по условию задачи не было, тормозящим может быть только фактор эндогенный. Очевидно, он связан с питьем большого количества воды, что привело к переполнению мочевого пузыря, что вызвало очаг доминантного возбуждения, что и привело к торможению условных рефлексов.

3. Для данной собаки бульканье являлось не индифферентным раздражителем, а приобрело свойства условного тормоза. Выяснение биографии собаки показало, что она долгое время жила на кухне при столовой, где постоянно кипели котлы, в которых булькала вода. Но собаку при этом никогда не кормили, хотя кругом было много пищи. В результате этого бульканье превратилось в условный тормоз – отрицательный сигнал (кормить не будут).

4. Если возможность выработки условного рефлекса определяется соотношением биологической значимости условного и безусловного раздражителей, значит, нужно изменить это соотношение. Поскольку условный раздражитель - электрический ток и так достаточно силен, значит, нужно повысить биологическую значимость пищевого подкрепления. Для этого собаку заставили постоянно голодать, а пищу давали только после болевого воздействия. В конце концов голод победил. Сильный электрический ток постепенно превратился в сигнал получения пищи и соответственно, стал вызывать пищевую условнорефлекторную реакцию. Известный английский физиолог Ч. Шеррингтон, когда увидел эти опыты, воскликнул: "Теперь я понимаю христианских мучеников, которые с пением псалмов всходили на костер!" Однако при чрезмерном усилении болевого воздействия, когда оно достигает надкостницы, выработать условный рефлекс невозможно ни при каких условиях. Это еще раз подтверждает важнейший принцип работы организма – он всегда оценивает, какой из массы падающих на него раздражителей является в данных условиях наиболее биологически важным.

5. К. М. Быков в сороковых годах XX в. решал подобные задачи, вырабатывая интероцептивные условные рефлексы. Если орошать отрезок кишечника теплой водой или раздувать в нем резиновый баллончик и подкреплять это безусловным раздражителем, например, болевым воздействием на лапу. Если после ряда таких повторных сочетаний в ответ на раздувание баллончика в кишке собака станет отдергивать лапу, значит, мы достигли поставленной цели и интероцептивный уловный рефлекс выработался. А это свидетельствует о том, что импульсы от рецепторов кишечника поступали в кору полушарий большого мозга, где образовалась временная связь.

6. Резкое ограничение афферентных импульсов значительно снижает тонус коры полушарий большого мозга. Особенно чувствительны к этому сангвиники, которым для поддержания свойственного им деятельного состояния необходим постоянный приток информации. В обычных условиях внешние воздействия присутствуют, а в "башне молчания" их нет.

7. Неодинаковая реакция студентов объясняется, во-первых, различием интересов и наклонностей, разными мотивационными возбуждениями, определяющими познания естествознания и гуманитарных наук. Приобщение к естественным наукам при отсутствии интереса к ним у друга братьев Павловых сыграло роль запредельного, стрессогенного фактора. Запредельный, стрессогенный фактор, превысивший предел работоспособности мозга, вызвал невротическое состояние. После устранения стрессогенного фактора, при переходе на юридический факультет, у товарища братьев Павловых невротическое состояние исчезло и произошла нормализация психического статуса. Условием для этого должна быть адекватность типологических особенностей человека содержанию обучения. Можно полагать, что по типу ВНД он ближе к мыслителям.

8. Разная реакция студентов объяснялась различной подвижностью нервных процессов. У первого была высокая подвижность, и новый динамический стереотип выработался быстро. Обучение будущей профессии совпадало с его интересами, в результате чего положительные эмоции способствовали более быстрой адаптации. У второго студента была низкая подвижность нервных процессов, поэтому ломка динамического стереотипа и выработка нового происходила медленно. Кроме того, изучаемые науки не вызвали у этого студента интереса и создавали отрицательную эмоциональную настройку.

9. а) Этот факт можно объяснить тем, что у солдат ориентировочный рефлекс на громкие орудийные звуки в связи с обычностью их проявления в боевой обстановке, угас. Вместе с тем, прекращение действия раздражителя (в данном случае канонады) действует как необычный, чрезвычайный стимул и вызывает ориентировочный рефлекс, отсюда и пробуждение.

б) Пример иллюстрирует роль эмоций в осуществлении регенеративных процессов. Положительные эмоции у победителей действуют через нервную и эндокринную системы на заживление раны. У побежденных отрицательные эмоции создают стрессовое состояние, неблагоприятно влияющее на заживление ран.

10. В коре больших полушарий развились фазовые состояния (гипноидные фазы) в связи с болезнью. Повышение предела работоспособности нервной системы под действием сверхсильных раздражителей (напряженная работа) может вызвать реакцию в соответствии с фазовым состоянием. У больной соотношение между величиной ответной реакции и силой раздражения искажены, что отражает парадоксальную фазу. В норме сила ответной реакции находится в прямой зависимости от силы раздражителя, т.е. осуществляется по закону силовых отношений. Закон силовых отношений установлен И. П. Павловым.

11. Обследуемый слышал звуки; в ЭЭГ теменных и затылочных отведений у взрослых здоровых обследуемых в состоянии умственного и физического покоя с закрытыми глазами был зарегистрирован только -ритм. Под влиянием звуковых раздражений в указанных отведениях происходило исчезновение -ритма ипоявление -ритма. Такую реакцию называют десинхронизацией, активацией, депрессией -ритма. Это является показателем структурной и функциональной целости всех частей анализатора звуков.

12. Описанные факты свидетельствуют о способности возбуждения иррадиировать из структур второй сигнальной системы на структуры первой сигнальной системы, связанные между собой условнорефлекторно. Значение слов как раздражителей второй сигнальной системы определяется смыслом, заключенным в словах. Слова, посредством которых передана страшная история, вызвали сильное возбуждение в центрах второй сигнальной системы, распространившееся на эмоциогенные, вегетативные, двигательные и другие центры, результатом чего явилось возбужденное поведение ребенка.

13. У детей дошкольного возраста нервная система несовершенна, нервные клетки обладают низкой работоспособностью. Возбуждение, которое возникает в нервных центрах в часы бодрствования ребенка, может явиться чрезмерным, превышающим предел возможности функции нервных клеток, что приводит к развитию запредельного торможения, возникает потребность в сне. Во время сна работоспособность клеток коры головного мозга восстанавливается.

14. Правило перехода улицы по сигналу светофора основано на образовании положительного условного рефлекса на зеленый цвет и дифференцировочного торможения на красный.

15. После подавления активности в моторных и речедвигательных зонах коры головного мозга на уроке наступает повышение возбудимости и возбуждение в этих зонах на переменах – это закон последовательной положительной индукции. "Шумовые площадки" предусматривают возможность такой разрядки.

16. Производственная гимнастика – это разновидность активного отдыха, способствующего профилактике утомления. Основателем учения об активном отдыхе является И. М. Сеченов. В результате активного отдыха формируется новый доминантный очаг возбуждения, все остальные центры находятся в состоянии торможения, в них быстрее происходят процессы восстановления, нежели при пассивном отдыхе. Производственная гимнастика особенно эффективна при умственной и монотонной работе.

17. Человеку с низкой подвижностью нервных процессов (инертный тип) следует рекомендовать более стабильную работу, не связанную с постоянной ломкой привычного стереотипа. В данном случае наиболее подходящей является работа в конструкторском бюро.

18. При работе на конвейере, когда постоянно совершаются одни и те же операции, в результате синтетической деятельности мозга вырабатывается динамический стереотип, что обеспечивает наиболее производительную работу. Нарушение ритма на конвейере приводит к ломке привычного стереотипа, что вызывает определенное нервно-психическое напряжение, особенно у людей инертного типа (флегматиков) и слабого типа (меланхоликов).

19. Значительная интенсификация и быстрый темп работы может привести к явлению запредельного торможения в коре больших полушарий, что ведет к снижению производительности труда.

20. Виды внутреннего торможения: угасательное, дифференцировочное, условный тормоз, запаздывающее. При ослаблении внутреннего торможения нарушаются процессы дифференцировки (невозможность различать близкие раздражители), способность к упорядочению своей деятельности относительно определенного времени и т.д.

21. Болевой фактор вызывает мотивационное возбуждение, которое становится доминантным, подавляет активность других нервных центров и направляет деятельность организма на устранение раздражающего фактора.

22. Испытуемый, очевидно, приучен к тому, что надо реагировать только на словесный приказ. Подобное торможение со стороны второй сигнальной системы, которое не позволяет выработать речедвигательный условный рефлекс, часто встречается у солдат, привыкших к четкому и строгому выполнению словесных приказов.

23. Если бы в живой природе не существовало изменчивости, то такой портрет, действительно, был бы полезен. Но представим, что произошла биологически выгодная мутация и появились животные с новым признаком. После этого детеныши таких матерей перестанут их узнавать, так как в портрете нового признака нет. А движение – признак неизменный. Поэтому природа выбрала более надежный путь.

24. Вопрос очевиден – почему не болеют мужчины? Поскольку болезнь поражала не только женщин, но и детей, то, очевидно, что решающую роль играют не половые различия. Значит, нужно искать причину в чем-то другом. Ею оказался особый вирус, поселявшийся исключительно в мозге. Племена, которые поражала болезнь, находились на очень низком уровне развития. У них существовал обычай – поедать мозг умерших, но совершать этот обряд разрешалось только женщинам и детям. Считалось, что при этом передаются хорошие свойства покойника.

25. Правша и левша по-разному реагируют на противника, точнее на выпад противника. Почему ответная реакция левши быстрее? Для ответной реакции важно восприятие и оценка процесса перемещения в пространстве шпаги или руки противника. Пространственный анализ – это функция правого полушария. Поэтому элемент "увидел и оценил" протекает одинаково и у правши, и у левши. В чем же разница? В ответе. Правша отвечает правой рукой, а левша – левой. Для ответа правши возбуждение должно из правого полушария перейти через мозолистое тело в левое и вызвать ответный выпад правой рукой. А у левши все этот происходит в пределах одного и того же правого полушария, которое управляет движениями левой руки. Таким образом, правша теряет время, необходимое для перехода возбуждения из правого полушария через мозолистое тело в левое полушарие.

26. Условный тормоз.

27. Реакция тренировки высокого уровня реактивности.

28. Реакция стресса.

29. Есть разные виды памяти, например, зрительная, слуховая, кинестетическая. Одни люди лучше запоминают то, что увидели, другие – то, что услышали, третьи – то, что было связано с какими-то движениями тела. Этим и объясняется различие их поведения.

30. Условный раздражитель – прием алкоголя. Безусловный – препарат, вызывающий рвоту. При выработке условного рефлекса прием небольшой дозы алкоголя подкреплялся введением большой дозы алкоголя подкреплялся введением рвотного препарата. Это сочетание повторяют до тех пор, пока вид и запах алкоголя станут вызывать рвотный рефлекс.

31. У собаки. Речь идет об угасании ориентировочного рефлекса при повторных воздействиях. Кора тормозит данный рефлекс.

32. Запаздывающее торможение. Условным раздражителем для участника, стоящего на тумбочке, является вид пловца. Подкреплением – касание стенки бассейна рукой плывущего. Но момент подкрепления отставлен на значительное время. С каждым взмахом рук плывущего момент подкрепления приближается, но ответная реакция (прыжок в воду) должна тормозиться до самого последнего взмаха. Этот вид торможения особенно сложен холерикам.

33. Наиболее простым способом является выработка условного рефлекса. Известно, что замыкание временной связи происходит при обязательном участии коры полушарий большого мозга. Сначала надо вызвать безусловный рефлекс путем введения в организма собаки значительного количества жидкости путем внутривенной инъекции физиологического раствора, что приведет к увеличению диуреза. Затем перед водной нагрузкой следует каждый раз включать индифферентный раздражитель (свет, звук). После определенного числа сочетаний одно лишь включение условного сигнала начинает вызывать увеличение диуреза, значит, условный рефлекс выработан.

34. Условные раздражители различались не только по цвету, но и по силе. Возможно, что дифференцировка выработалась именно на интенсивность света, а не на цвет. Опыт поставлен некорректно. Необходимо уравнять все параметры раздражения, кроме цвета.

35. Нужно доказать, что человек слышит звук, используя для этого реакцию, которую он не может контролировать. Например, можно выработать оборонительный условный рефлекс на звонок. Для этого надо подкреплять звук звонка ударом электрического тока в руку или вливанием в рот раствора кислоты. Через некоторое время обнаружится, что при включении звонка испытуемый отдергивает руку непроизвольно или у него увеличивается слюноотделение. Если удалось выработать условный рефлекс на звук звонка, значит, симулянт его слышит, хотя и отрицает это.

36. Нужно определить время, необходимое для того, чтобы следы восприятий, оставшиеся после воздействий, были переведены в долговременную память. Для его определения можно вызывать шок или вводить препарат через короткие промежутки времени: 2, 5, 10, 20, 30 секунд после первой реализации вырабатываемого навыка вскакивание крысы на специальную полочку после сигнала болевого воздействия). Далее следует найти то максимальное время, после которого воздействие еще приводит к забыванию навыка. Это и есть продолжительность кратковременной памяти. Свыше этого времени амнезия не возникает, так как информация уже передана в долговременную память.

37. Необходимо доказать, что возбуждение первоначально возникает не только в тех нейронах, к которым непосредственно адресован условный раздражитель. Например, если вырабатывать условный рефлекс на тон "ми", то при отсутствии иррадиации только он будет вызывать условную реакцию, например, выделение слюны. В действительности же на ранних стадиях выработки условного рефлекса слюна будет выделяться и на действие других тонов: "ре, фа, соль". И только после ряда повторений слюна станет выделяться только на тон "ми". После иррадиации возбуждения произойдет его концентрация.

38. Новорожденный щенок мяса не ест, поэтому на нем нельзя осуществить проверку. Но, если через некоторое время после рождения щенка кормить любой пищей, но никогда не давать ему мяса, то при первом знакомстве с ним слюна выделяться не будет. Если же мясо хотя бы однажды съедено, то в дальнейшем один вид и запах его будут вызывать слюноотделение. Таким образом, данный рефлекс не врожденный, но в естественных условиях вырабатывается "сам собой". Поэтому подобные рефлексы называются натуральными, в отличие от искусственных условных рефлексов, образуемых в эксперименте.

39. Обобщение связано с использованием понятий, носящих объединяющий характер по отношению к ряду конкретных объектов. Например, мяч, кукла, кубики – игрушки. Реакции во второй сигнальной системе связаны с действием словесных раздражителей. Так, можно выработать условный рефлекс (двигательный, мигательный, сосудистый) на слово "воробей". После упрочения условного рефлекса он может быть вызван обобщающим словом – "птица". У человека степень обобщения весьма велика.

40. Для этого нужно давать подкрепление в строго определенное время дня. Аналогично для выработки условного рефлекса на обстановку подкрепление производят в строго определенной остановке, например, в углу одной и той же комнаты. Поэтому при выработке комплексного условного рефлекса нужно при подкреплении комплексного условного раздражителя (время и обстановка) безусловным (пища) сочетать оба фактора, входящих в комплексный раздражитель. Конкретно это делают так. Собаку приводят в комнату №1 в 10 часов и не кормят. Собаку приводят в комнату №2 в 18 часов и тоже не кормят. Собаку приводят в комнату №2 в 10 часов и кормят. После выработки условного рефлекса слюноотделение будет появляться только в последнем варианте опыта.

41. Даны величины условных рефлексов при действии условных раздражителей разной силы. В этом случае будет иметь место закон силовых отношений: при усилении условного раздражителя величина условного рефлекса возрастает, но до определенного предела. В 1-й серии нарушение этого закона, связанное с возникновением запредельного торможения, произошло при силе звука 80 дБ, а во 2-й – при силе звука 100 дБ. Значит, во 2-й серии работоспособность нервных клеток оказалась боле высокой. Вывод: представлены результаты исследования, проведенного на второй собаке, когда после лечения состояние животного улучшилось.

42. Чрезмерные нагрузки вызывают ослабление организма, снижение его сопротивляемости, но минимальные нагрузки также приводят к снижению устойчивости, т.к. не происходит необходимая тренировка защитных сил организма, включение компенсаторных, адаптивных механизмов. Поэтому понятен результат исследования, когда наиболее устойчивыми оказались животные не четвертой, как можно было подумать, а третьей группы, которые подвергались умеренным, но не минимальным стрессовым воздействиям. Следовательно, отрицательные эмоции, хотя и неприятны, но, будучи умеренными для данного организма, способствуют повышению его устойчивости.

43. Одним из важных принципов адаптации организма к действию больших нагрузок является постепенное увеличение силы воздействия. В этом проявляется закономерность термодинамического подхода, а именно: системе легче переходить из одного стационарного состояния к другому, если расстояние между этими состояниями не слишком велико. Поэтому применим режим с постепенным увеличением температуры в камере: не сразу 50, а сначала 30, потом 35 и т.д. Если сравнивать процесс адаптации организма к любым воздействиям с подъемом на очень крутую гору, то можно сказать, что наилучший результат будет достигнут, если подниматься по лестнице, причем высота и ширина ее ступенек должны быть подобраны в соответствии с индивидуальными особенностями каждого данного организма.

44. Наиболее уязвимым в этом отношении являются представители двух типов: слабый и безудержный. Когда человек вынужден подавлять в себе эмоции, это вызывает перенапряжение процесса торможения.

45. Оптимальное адаптационное состояние: реакция повышенной активации высоких уровнейреактивности.