- •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»
2. Принципиальная структура анализаторов
Согласно представлению И. П. Павлова, все анализаторы построены по общему принципу, и каждый из них имеет три отдела.
1. Периферический отдел анализатора. Его основная часть — рецептор, назначение которого — восприятие и первичный анализ изменений окружающей и внутренней среды организма. Восприятие раздражителей в рецепторах происходит благодаря трансформации энергии раздражителя в нервный импульс, а также усилению сигнала за счет внутренней энергии метаболических процессов. Для рецепторов характерна специфичность, т. е. способность воспринимать определенный вид раздражителя, раздражитель определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразовать его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения. Так, рецепторы зрительного анализатора приспособлены к реакции на воздействие света, рецепторы обонятельного анализатора воспринимают молекулы пахучих веществ, но не чувствительны к свету.
Классификация и механизмы возбуждения рецепторов
Все рецепторы по характеру воспринимаемой среды делятся на экстерорецепторы, принимающие раздражения из внешней среды, (рецепторы органов слуха, зрения, обоняния, вкуса, осязания), интерорецепторы, реагирующие на раздражения из внутренних органов, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения из двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставных сумок).
По виду воспринимаемых раздражении различают хеморецепторы (рецепторы вкусовой и обонятельной сенсорных систем, хеморецепторы сосудов и внутренних органов); механорецепторы (проприорецепторы двигательной сенсорной системы, барорецепторы сосудов, рецепторы слуховой, вестибулярной, тактильной и болевой сенсорных систем); фоторецепторы (рецепторы зрительной сенсорной системы) и терморецепторы (рецепторы температурной сенсорной системы кожи и внутренних органов).
По характеру контакта со средой рецепторы делятся на дистантные, получающие информацию на расстоянии от источника раздражения (зрительные, слуховые и обонятельные), и контактные — возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые, тактильные).
По структурным особенностям различают первичные и вторичные рецепторы. Первичные рецепторы — это окончания чувствительных биполярных клеток, тело которых находится вне ЦНС, один отросток подходит к воспринимающей раздражение поверхности, а другой направляется в ЦНС (например, проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки), Вторичные рецепторы представлены специализированными рецепторными клетками, которые расположены между чувствительным нейроном и точкой приложения раздражителя (например, фоторецепторы глаза). В первичных рецепторах энергия внешнего раздражителя непосредственно преобразуется в нервный импульс в одной и той же клетке. В периферическом окончании чувствительных клеток при действии раздражителя возникает повышение проницаемости мембраны и ее деполяризация, возникает местное возбуждение — рецепторный потенциал, который, достигнув пороговой величины, обусловливает появление потенциала действия, распространяемого по нервному волокну к нервным центрам. Во вторичных рецепторах раздражитель вызывает появление рецепторного потенциала в клетке-рецепторе. Ее возбуждение приводит к выделению медиатора в пресинаптической части контакта клетки-рецептора с волокном чувствительного нейрона. Местное возбуждение этого волокна отражается появлением возбуждающего постсинаптического потенциала или так называемого генераторного потенциала. При достижении порога возбудимости в волокне чувствительного нейрона возникает потенциал действия, несущий информацию в ЦНС. Таким образом, во вторичных рецепторах одна клетка преобразует энергию внешнего раздражителя в рецепторный потенциал, а другая — в генераторный потенциал и потенциал действия.
Си́напс— место контакта между двумя нейронами.
Синапс—особая структура, обеспечивающая передачу нервного импульса с нервного волокна на какую-либо другую нервную клетку или нервное волокно, также с рецепторной клетки на нервное волокно(область соприкосновения нервных клеток друг с другом и другой нервной клеткой). Для образования синапса необходимы 2 клетки.
Синапс - представляет собой сложное структурное образование, состоящее из пресинаптической мембраны (чаще всего это концевое разветвление аксона), постсинаптической мембраны (чаще всего это участок мембраны тела или дендрита другого нейрона), а так же синаптической щели. Механизм передачи через синапс долгое время оставался невыясненным, хотя было очевидно, что передача сигналов в синаптической области резко отличается от процесса проведения потенциала действия по аксону. Микроэлектродные исследования последних лет показали, что в определенных межнейронных синапсах существует электрический механизм передачи. В настоящее время стало очевидным, что есть синапсы, как с химическим механизмом передачи, так и с электрическим. Более того, в некоторых синаптических структурах вместе функционируют и электрический и химический механизмы передачи - это так называемые смешанные синапсы.
Классификации синапсов
В зависимости от механизма передачи нервного импульса различают
химические, электрические и смешанные синапсы. Наиболее распространёны химические.
По знаку действия синапсы бывают возбуждающие и тормозные.
Рассмотрим, как осуществляется химическая, синаптическая передача. Схематично это выглядит так: импульс возбуждения, достигает пресинаптической мембраны нервной клетки (дендрита или аксона), в которой содержатся синаптические пузырьки, заполненные особым веществом -медиатором (от латинского «Media» - середина, посредник, передатчик). Пресинаптическая мембрана содержит много кальциевых каналов. Потенциал действия деполяризует пресинаптическое окончание и, таким образом, изменяет состояние кальциевых каналов, вследствие чего они открываются. Так как концентрация кальция (Са2+) во внеклеточной среде больше, чем внутри клетки, то через открытые каналы кальций проникает в клетку.
При деполяризации пресинаптической терминали открываются потенциал-чувствительные кальциевые каналы, ионы кальция входят в пресинаптическую терминаль и запускают механизм слияния синаптических пузырьков с мембраной, вследствие чего медиатор выходит в синаптическую щель и соединяется с белками-рецепторами постсинаптической мембраны.
Эффективность передачи в синапсе регулируется также числом рецепторов на постсинаптической мембране: при уменьшении выделения медиатора синтез рецепторов постсинаптической мембраной возрастает, чувствительность ее повышается (сенситизация); в случае увеличения выхода медиатора синтез рецепторов уменьшается и чувствительность постсинаптической мембраны снижается (десенситизация).
2. Проводниковый отдел анализатора представляет собой совокупность всех нервных элементов, по которым проходит сигнал от рецептора до коры большого мозга, — это афферентные (периферические) и промежуточные нейроны спинного мозга, стволовых и подкорковых структур ЦНС. Проводниковый отдел обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. В нем происходит частичная переработка информации, при этом важную роль играет взаимодействие возбуждений различных анализаторов. Проведение возбуждения по проводниковому отделу осуществляется двумя афферентными путями — специфическими и неспецифическими.
Специфический (проекционный) путь идет от рецептора по строго обозначенным специфическим путям с переключением на разных уровнях ЦНС: на уровне спинного и продолговатого мозга, в зрительных буграх и в соответствующей проекционной зоне коры большого мозга (сенсорной области).
Неспецифический путь формируется ретикулярной формацией. На уровне ствола мозга от специфического пути отходят коллатерали к клеткам ретикулярной формации, к которым могут сходиться различные афферентные возбуждения, обеспечивая взаимодействие анализаторов. При этом афферентные возбуждения теряют свои специфические свойства (сенсорную модальность) и изменяют возбудимость корковых нейронов. Возбуждение проводится медленно через большое число синапсов.
За счет коллатералей в процесс возбуждения вовлекаются гипоталамус и другие отделы лимбической системы мозга, а также двигательные центры. Все это обеспечивают вегетативный, двигательный и эмоциональный компоненты сенсорных реакций. Этот поток афферентных импульсов активирует деятельность коры большого мозга, это своего рода энергия, обеспечивающая все виды деятельности коры большого мозга. Блокада неспецифического пути ведет к глубокому торможению и невозможности выполнения не только психической деятельности, но и двигательных произвольных реакций.
3. Центральный (корковый) отдел анализатора. Согласно И. П. Павлову, в корковом отделе анализатора выделяют первичную зону, куда поступают импульсы от рецепторов одного вида (зрительные, слуховые — это моносенсорные рецепторы и моносенсорные нейроны), активация которых сопровождается ощущениями одной модальности (свет, звук), и вторичную зону, расположенную в непосредственной близости от первичной. Нейроны вторичной зоны преимущественно бисенсорные — они возбуждаются при действии двух раздражителей. Например, нейроны вторичных зон зрительного и слухового анализаторов реагируют и на свет, и звук. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, а перекрывают друг друга. Данные особенности строения центрального отдела обеспечивают взаимодействие различных анализаторов и процесс компенсации нарушенных функций. На уровне коркового отдела осуществляются высший анализ и синтез афферентных возбуждений, обеспечивающие полное представление об окружающей среде благодаря взаимодействию сенсорной информации и формированию ощущений различной модальности. Это обеспечивается деятельностью ассоциативных зон коры большого мозга, нейроны которых реагируют на любые раздражители (третичные зоны, полисенсорные нейроны).
Анализ заключается в том, что с помощью возникающих ощущений организм различает действующие раздражители (его вид, т. е. качественную характеристику — свет, звук и т.д.) и определяет силу, время и место — пространство, на которое действует раздражитель (его локализацию: источник звука, света, запаха).
Синтез, во-первых, состоит в узнавании предмета и явления в целом по совокупности отдельных характеристик раздражителя или в формировании образа предмета, явления, впервые встретившихся. Узнавание достигается сличением поступающей в данный момент информации со следами памяти. Без сличения ощущений со следами памяти узнавание невозможно.
Во-вторых, синтез состоит в усвоении информации о предмете или явлении, встретившимися впервые. В данном случае благодаря взаимодействию нескольких анализаторов формируется новый образ. Но и при этом идет сличение поступающей информации со следами памяти о других подобных предметах или явлениях. Информация в виде нервных импульсов кодируется с помощью механизмов долговременной памяти и при повторном наблюдении этого предмета или явления организм их узнает. Совокупность всех процессов, происходящих в сенсорных системах, обеспечивает формирование субъективного образа реально существующего мира, предметы и явления которого постоянно действуют на периферические отделы сенсорных систем.
В третьих, синтез заключается в формировании опытной реакции организма.
Регуляция деятельности анализаторов осуществляется на всех уровнях.
Взаимодействие рецепторов — это первичный уровень саморегуляции рецепторов. Центральные механизмы регуляции чаще всего имеют тормозной характер. Чувствительность центральных структур анализатора определяется состоянием возбудимости ЦНС. При ее повышении чувствительность анализатора возрастает, при снижении — уменьшается.
Корковые влияния на возбудимость анализаторов наблюдаются в разных вариантах. Так, сенсорная функция угнетается при эмоционально-напряженной деятельности, например, у студентов во время экзамена. Предварительная психологическая настройка (сосредоточение внимания, определенная установка) в исследованиях на студентах повышала разрешающую способность зрительного анализатора. На это влияло поощрение испытуемых и в меньшей степени — наказание. Существенное влияние на возбудимость анализаторов оказывает доминирующая мотивация. Так, в состоянии голода вкусовые рецепторы активно настроены на восприятие, а после приема пищи происходят процессы их демобилизации и снижение чувствительности вкусовых рецепторов к адекватным вкусовым раздражителям Повышает разрешающую способность анализаторов сосредоточение внимания — это тоже пример доминантного состояния.
Возбудимость рецепторов повышается под влиянием симпатической нервной системы и катехоламинов
Свойства анализаторов и приспособление организма к окружающей среде
Анализаторы (сенсорные системы) обеспечивают приспособление организма к окружающей среде и познание окружающей среды благодаря специфичности их свойств и взаимодействию. Анализаторы способны функционировать в широком диапазоне интенсивности раздражений. Например, человек может читать при тусклом свете, в сумерках и даже ночью при лунном свете, а также при безоблачном летнем небе и ярком слепящем солнечном свете, что обеспечивается высокой чувствительностью и механизмами адаптации анализаторов.