- •Учебно-методический комплекс по дисциплине Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем
- •030300.62 Психология
- •Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем пояснительная записка
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •030300.62 Психология
- •Примерный тематический план
- •Содержание разделов дисциплины
- •Тема 1 Введение
- •Тема 2 Физиология сенсорных систем.
- •Тема 3 Закономерности рефлекторной деятельности
- •Тема 4 Нейрофизиологические основы памяти и обучения
- •Тема 5. Типы высшей нервной деятельности и темпераменты. Развитие нервных процессов и влияние на них генотипа и среды.
- •Тема 6 Особенности высшей нервной деятельности человека
- •Тема 7 Функциональные состояния. Сон.
- •Тема 8 Эмоции и мотивации. Произвольность.
- •Литература
- •Перечень заданий для самостоятельной работы
- •Узловые вопросы курса
- •4. Функциональная организация мозга. Три функциональных блока мозга.
- •Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем
- •1. Цели и задачи дисциплины, место в учебном процессе, требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •Связь с дисциплинами (междисциплинарные связи)
- •График учебного процесса (I семестр)
- •2. Технологическая карта дисциплины «Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем»
- •3. Содержание дисциплины. Лекционный курс
- •Тема 1 Введение
- •Тема 2 Физиология сенсорных систем.
- •Тема 3 Закономерности рефлекторной деятельности
- •Тема 4 Нейрофизиологические основы памяти и обучения
- •Тема 5. Типы высшей нервной деятельности и темпераменты. Развитие нервных процессов и влияние на них генотипа и среды.
- •Тема 6 Особенности высшей нервной деятельности человека
- •Тема 7 Функциональные состояния. Сон.
- •Тема 8 Эмоции и мотивации. Произвольность.
- •Тема № 2 Зрительная система. Слуховая система. Вестибулярный анализатор.
- •Тема № 3 Вкусовой и обонятельный анализатор. Кожный, двигательный и висцеральный анализатор. Болевая (ноцицептивная) система.
- •1.3 Обработка информации на корковом уровне
- •Тема №4 Закономерности рефлекторной деятельности. Условные и безусловные рефлексы. Доминанта. Торможение условных рефлексов.
- •Тема № 5 Память. Механизмы памяти. Нарушения памяти. Виды научения. Инструментальный рефлекс. Когнитивное обучение.
- •Тема № 6 Темперамент. Характеристика основных типов. Современное состояние учения о типах внд.
- •Тема №7 Особенности высшей нервной деятельности человека. Учение и.П. Павлова о первой и второй сигнальных системах.
- •Тема № 8. Функциональные состояния. Сон
- •Тема № 9. Эмоции и мотивации. Произвольность.
- •4. Методические рекомендации к организации внеаудиторной и аудиторной самостоятельной работы студентов
- •5. Организация текущего и промежуточного контроля знаний: контрольные работы и тестирование
- •Паспорт учебной дисциплины
- •Организация текущего и промежуточного контроля знаний: Задания тестового характера для контроля качества усвоения знаний по дисциплине «Физиология внд и сенсорных систем»
- •6. Методические рекомендации преподавателю.
- •7 .Работа с ресурсами Internet
- •9.1 Основная:
- •9.2 Дополнительная
- •Примерные темы для подготовки рефератов
- •Вопросы к экзамену
- •4. Функциональная организация мозга. Три функциональных блока мозга.
- •Лекционный курс Лекция №1. Введение Предмет и задачи физиологии высшей нервной деятельности и сенсорных систем. Методы исследования
- •2. Место физиологии высшей нервной деятельности среди естественных и гуманитарных наук.
- •3. Методы физиологии высшей нервной деятельности.
- •4. Методы исследования высшей нервной деятельности.
- •1. Цитоархитектоника коры больших полушарий головного мозга.
- •2. Функции лобной, теменной, височной и затылочной доли.
- •4. Функции ствола мозга.
- •5. Сенсорная, моторная и ассоциативная кора. Поля Бродмана.
- •1. Структурная организация коры
- •5. Взаимодействие трех основных функциональных блоков мозга
- •Тема №4: Общие принципы работы анализаторов. Структура и функция анализатора. Рецепторы. Кодирование информации в нервной системе.
- •1. Анализаторы (сенсорные системы).
- •2. Принципиальная структура анализаторов
- •Классификация и механизмы возбуждения рецепторов
- •3. Кодирование информации в нервной системе
- •Лекция №5. Зрительная сенсорная система.
- •1. Зрительная сенсорная система
- •Общий план организации
- •2. Светопроводящие среды глаза и преломления света (рефракция)
- •3. Фоторецепция
- •4. Функциональные характеристики зрения
- •Лекция №6. Слуховая сенсорная система
- •1. Слуховая сенсорная система
- •Общий план организации
- •Функции наружного, среднего и внутреннего уха
- •2. Кортиев орган
- •Физиологический механизм восприятия звука
- •Эхолокация у животных
- •Лекция №7. Вестибулярная, двигательная, кожная и висцеральная сенсорные системы. План:
- •1. Вестибулярная сенсорная система
- •Общий план организации
- •Функционирование вестибулярного аппарата
- •2. Влияние раздражений вестибулярной системы на другие функции организма
- •3. Двигательная сенсорная система
- •Общий план организации
- •4. Функции проприорецепторов
- •5. Сенсорные системы кожи.
- •Кожная рецепция
- •6. Висцероцептивная (интерорецептивная) сенсорная система.
- •Лекция №8. Сенсорные системы вкуса и обоняния. Общие свойства сенсорных систем. План:
- •1. Обонятельная система
- •3.Вкусовая сенсорная система
- •5. Взаимодействие сенсорных систем
- •6.Основные функции сенсорной системы
- •7 Общие свойства сенсорных систем
- •8. Адаптация сенсорных системы
- •Тема №9: Болевая (ноцицептивная) система. Виды боли.
- •2. Болевая чувствительность
- •Типы боли
- •3.Компоненты боли
- •4. Теории боли
- •5. Физиологические свойства болевых рецепторов (ноцицепторов):
- •Повышенная чувствительность к боли
- •Пониженная чувствительность к боли
- •Тема №10. Закономерности рефлекторной деятельности. Условные и безусловные рефлексы.
- •1. Учение Декарта о рефлексе.
- •Теория нервизма Бехтерева.
- •3. Общие принципы рефлекторной теории Сеченова-Павлова.
- •4. Безусловные и условные рефлексы.
- •5. Классификация и характеристика условных рефлексов
- •6. Механизм образования условных рефлексов. Биологическое значение условных рефлексов.
- •Тема №11 Высшая нервная деятельность. Торможение условных рефлексов. Формирование внд детей.
- •1. Свойства и законы внд
- •2.Торможение условных рефлексов
- •3. Динамика нервных процессов
- •4.Принцип доминанты
- •Динамический стереотип
- •Особенности высшей нервной деятельности детей
- •Тема №13. Особенности высшей нервной деятельности человека. Речь
- •1. Сигнальные системы
- •2. Развитие речи.
- •3. Концепция о первичных и вторичных языках л. А. Фирсова
- •4.Функции речи. Мозговые центры речи
- •5. Асимметрия мозга и речь. Латерализация функций.
- •Лекция №14. Нейрофизиологические механизмы психических процессов. Память.
- •1. Память: общая характеристика и классификация.
- •3. Промежуточная (нейрохимическая) память
- •4. Долговременная (нейроструктурная) память.
- •5. Воспоминание и забывание.
- •6. Роль структур мозга в образовании памяти.
- •7. Нарушения памяти
- •8. Формы научения
- •1. Основные типы внд и методы их определения.
- •2. Типологические варианты личности детей и основы формирования внд.
- •3. Особенности внд подростков (свойства нервной системы)
- •4. Влияние генотипа и среды на развитие нервных процессов и формирование личности.
- •1. Понятие и виды функциональных состояний
- •2. Психофизиология сна.
- •3. Физиологические основы сновидений. Сомнамбулизм
- •4. Патология сна: (диссомнический синдром).
- •Лекция № 17 Формы психической деятельности.
- •1. Формы психической деятельности.
- •2. Нарушения когнитивных процессов у детей
- •Тема № 18. Сознание. Этапы становления внд детей. Гнозис и праксис.
- •1. Социально детерминированное сознание.
- •2. Осознаваемая и подсознательная деятельность мозга.
- •3. Этапы совершенствования внд и формирования психической деятельности у детей
- •4. Высшая нервная деятельность и ее нарушения.
- •КиМы Задания тестового характера для контроля качества усвоения знаний по дисциплине «Основы нейрофизиологии и внд»
4. Методы исследования высшей нервной деятельности.
1) Метод условных рефлексов — важнейший метод изучения ВНД. Этот метод сочетают с дополнительными исследованиями или воздействиями.
Основные правила выработки условных рефлексов следующие:
• неоднократное совпадение во времени действия индифферентного (условного) раздражителя с безусловным;
• условный стимул должен предшествовать безусловному.
Следовательно, условный рефлекс образуется на базе безусловного (врожденного) рефлекса.
Образованию условных рефлексов способствуют многие факторы (условия):
• оптимальное состояние организма (здоровье) и в первую очередь состояние коры больших полушарий;
• функциональное состояние нервного центра безусловного рефлекса (для пищевых рефлексов — пищевая потребность);
• отсутствие посторонних сигналов как из внешней среды, так и от внутренних органов (кишечник, мочевой пузырь и др.);
• оптимальное соотношение силы условного и безусловного раздражителей.
Для образования и сохранения условных рефлексов существует определенный диапазон величин подкрепления — минимальный (пороговый), оптимальный, максимальный.
2) Электроэнцефалография (ЭЭГ) — регистрация суммарной электрической активности мозга с поверхности головы. ЭЭГ — кривая, зарегистрированная при этом исследовании. Запись ЭЭГ с коры головного мозга называется электрокортикограммой (ЭК0Г).
Происхождение и методика регистрации ЭЭГ. При возбуждении в нервных клетках ионы перераспределяются, и между участками ткани возникает разность потенциалов. Она очень мала (миллионные доли вольта), поэтому их регистрируют и измеряют только при помощи высокочувствительных аппаратов — электроэнцефалографов, усиливающих и записывающих биопотенциалы мозга. В настоящее время применяют многоканальные электроэнцефалографы с перьевой записью. Биотоки отводят посредством серебряных и оловянных электродов, укрепляемых на коже различных отделов головы: лобных, височных, теменных, затылочных. В анестезиологической практике для контроля за уровнем наркоза во время операции чаще применяются игольчатые электроды. Существует монополярный способ записи ЭЭГ (активный электрод помещают в любой точке головы, а другой, пассивный, устанавливают на мочке уха) и биполярный (применение двух электродов, установленных в различных отделах головы — лобно-затылочных, лобно-височных, височно-затылочных и других отведениях). Исследование проводят в экранированной от помех свето- и звуконепроницаемой камере при максимальном расслаблении обследуемого. Случайные мышечные движения мешают исследованию, создавая дополнительные биотоки.
Для установления локализации патологического очага и выявления скрытых изменений применяют различные функциональные нагрузки (действие света, звука, гипервентиляция, умственная нагрузка и т.д.). При визуальном анализе ЭЭГ в ней обнаруживаются волны, различающиеся по частоте колебаний, амплитуде (вольтажу), форме (синусоидальная, заостренная), регулярности, выраженности реакции на внешние раздражения.
Ритмы ЭЭГ. У здорового взрослого человека в состоянии покоя и бодрствования основные ритмы ЭЭГ — α- и β-ритмы. В особых условиях регистрируются также θ- и δ-ритмы .
α- -ритм с частотой 8 — 12 Гц и амплитудой 40—70 мкВ наблюдается у человека в состоянии физического, интеллектуального и эмоционального покоя. Это упорядоченный регулярный ритм. Если он доминирует, ЭЭГ рассматривается как синхронизированная. Механизм синхронизации ЭЭГ связан с деятельностью выходных ядер таламуса. Преобладает у 85—95 % здоровых людей старше 9 лет. Лучше всего он выражен в затылочных и передних (центральной и лобной) областях мозга, часто сочетается с θ-ритмом. Вариант α- -ритма — «веретена сна» длительностью 2—8 с, которые наблюдаются при засыпании и представляют собой регулярные чере- дования нарастания и снижения амплитуды волн в частотах α- ритма.
β -Ритм имеет нерегулярную частоту (от 16 до 30 Гц), низкую амплитуду (10—30 мкВ) и сменяет α -ритм при сенсорной стимуляции (например, действие света), эмоциональном возбуждении, наиболее выражен в лобных, центральных областях головного мозга и отражает высокий уровень его функциональной активности. Смена α-ритма θ-ритмом называется десинхронизацией ЭЭГ и объясняется активирующим влиянием на кору больших полушарий восходящей ретикулярной формации ствола и лимбической системы.
Для θ-ритма характерны частота 4—7 Гц и амплитуда 100— 200 мкВ. У бодрствующего человека θ-ритм регистрируется обычно в передних областях мозга при длительном эмоциональном напряжении и почти всегда отмечается в процессе развития фаз медленноволнового сна. Отображает влияние бульбарной части ствола головного мозга на кору.
δ-Ритм имеет частоту 1—3 Гц, амплитуду 200—300 мкВ. Эпизодически регистрируется во всех областях головного мозга. Появление этого ритма у бодрствующего человека свидетельствует о снижении функциональной активности мозга. Стабильно фиксируется во время глубокого медленноволнового сна. Объясняется влиянием моста мозга на кору .
Электроэнцефалограмма детей. Формирование ЭЭГ в онтогенезе. Электрическая активность головного мозга плода появляется в возрасте 2 месяцев, она низкоамплитудная. ЭЭГ плода с корковым компонентом регистрируется с 5-месячного возраста, наблюдается межполушарная асимметрия ЭЭГ.
ЭЭГ новорожденного также представляет собой аритмичные колебания с низкой амплитудой (30—50 мкВ). Преобладают частоты колебаний 1—2 и 4 Гц, т. е. θ - и - δ ритмы, В этом возрасте наблюдается активная реакция на достаточно сильные раздражения — звук, свет.
На ЭЭГ детей дошкольного возраста (с 3 до 7 лет) преобладают два типа волн: α- и θ-ритмы, причем второй регистрируется в виде групп высокоамплитудных колебаний. ЭЭГ детей в возрасте с 7 до 10 лет характеризуется преобладанием α-ритма (9 Гц), однако θ-ритм составляет еще существенную часть (25 %) общего числа колебаний.
На ЭЭГ детей в возрасте 10—12 лет выявляется стабильный α-ритм с такой же частотой, как у взрослых (10—12 Гц); колебания θ-ритма составляют всего около 10 % от общего числа колебаний. К 16— 18 годам ЭЭГ детей по всем параметрам становится идентичной ЭЭГ взрослого человека.
Процесс видоизменения ЭЭГ в онтогенезе протекает в направлении от более медленных низкочастотных колебаний к более быстрым высокочастотным. В частности, снижение с возрастом представленности θ-ритма свидетельствует об уменьшении роли неспецифических подкорковых структур в генезе биоэлектрической активности мозга. Усиление выраженности в ходе индивидуального развития основного ритма биоэлсктрической активности покоя — α-ритма и формирование его пространственной организации отражают созревание коры полушарий большого мозга и функциональную организацию ее нервных центров.
Различные функциональные состояния мозга (возбуждение, покой, сонливость, глубокий сон) имеют характерное электроэнцефалографическое выражение. Возбуждение сопровождается появлением высокочастотных и низкоамплитудных колебаний. В покое преобладает α-активность. Переход к глубокому сну выражается в постепенном замедлении волн на ЭЭГ. Вначале еще могут наблюдаться периоды низкоамплитудных высокочастотных колебаний («веретена»), затем они становятся все более редкими и короткими и полностью исчезают при глубоком сне, характеризующемся высокоамплитудными δ-волнами. Сон — неоднородный процесс со сложной цикличностью. Основные фазы сна (быстрый и медленный сон) имеют четкую электроэнцефалографическую характеристику.
3) Метод вызванных потенциалов (ВП) — это регистрация колебаний электрической активности, возникающих на ЭЭГ при однократном раздражении периферических рецепторов (зрительных, слуховых, тактильных), афферентных путей, центров переключения афферентных импульсов, поступающих в кору большого мозга. Амплитуда их обычно невелика и сопоставима с волнами ЭЭГ, поэтому для эффективного выделения ВП применяют прием компьютерного суммирования и усреднения участков ЭЭГ (10— 50), следующих до и после включения раздражающего стимула. В процессе усреднения случайные колебания ЭЭГ трансформируются в изолинию, на фоне которой отчетливо проявляются закономерные колебания ВП .
Общая продолжительность ВП — около 300 мс. Наиболее ранние компоненты ВП отражают поступление в кору большого мозга афферентных возбуждений через специфические ядра таламуса. Эту часть ВП называют первичным ответом. Первичные ответы регистрируются в корковых проекционных зонах тех или иных периферических рецепторных зон.
Поздние компоненты ВП обусловлены поступлением в кору возбуждений по неспецифическим путям через ретикулярную формацию ствола, неспецифические ядра таламуса и лимбической системы. Эту часть ВП называют вторичным ответом. Вторичные ответы в отличие от первичных регистрируются не только в первичных проекционных зонах, но и в других областях мозга, связанных между собой горизонтальными и вертикальными (кора — подкорка) нервными путями.
Метод дает возможность выявить взаимодействия различных зон коры при выработке условных рефлексов, оценивать состояние внимания человека, восприятия инструкций, наличие или отсутствие патологических процессов в ЦНС. Отдельные компоненты ВП могут отражать эмоциональное состояние и научение. Так, при исследовании реакции человека на сильный звук в виде ВП показано, что лица со склонностью к эмоции страха отличаются значительной крутизной нарастания амплитуды компонента П2 при увеличении интенсивности звука. Напротив, при повышении интенсивности звука амллитуда П1 у них снижалась. Для объяснения противоположной динамики этих двух компонентов у индивидов с преобладанием эмоции страха было проанализировано привыкание этих компонентов при повторении интенсивных стимулов. Оказалось, что во время страха наблюдается значительное ускорение привыкания компонентов П1 и П2. Напротив, компонент П2 в этой ситуации увеличен, а при повторении стимула вместо привыкания наблюдается его сенситизация. Амплитуда П3 в состоянии эмоциональной реакции также увеличивается.
ВП отражают активность структур, связанных с реализацией заключительных этапов восприятия: сличение формирующегося образа с состоянием памяти и принятием перцептивного решения. Высота амплитуды отдельных компонентов ВП характеризует определенные стороны интеллекта индивида.
4) Другие методы: микроэлектродный метод, методы молекулярной биологии, методы холодового выключения структур головного мозга, стереотаксический метод, метод перерезки и выключения различных участков ЦНС.
Задание для самопроверки:
-
Определите место физиологии ВНД в системе нейронаук.
-
Какие методы исследования ВНД наиболее информативны?
-
Какие преимущества имеет ЭЭ-графия перед другими методами исследования ВНД?
Лекция №2. Локализация функций в коре больших полушарий. Сенсорная, моторная и ассоциативная кора.
План:
-
Цитоархитектоника коры больших полушарий мозга.
-
Функции лобной, теменной, височной и затылочной доли.
-
Функции подкорковой области.
-
Функции ствола мозга.
-
Сенсорная, моторная и ассоциативная кора.
Литература:
-
Бадалян, Л. О. Невропатология: учебник для студентов дефектологических факультетов высших педагогических учебных заведений / Л. О. Бадалян.– М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с.
-
Данилова, Н. Н. Физиология высшей нервной деятельности : учебник / Н. Н. Данилова, А. Л. Крылова – Ростов н/Д : «Феникс», 2005. – 478 с.
-
Смирнов, В. М. Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. М. Смирнов. – М.: Изд. центр «Академия», 2007. – 464 с.