Вища нервова діяльність, детально

Вища нервова діяльність (ВНД) - інтегративна діяльність вищих відділів центральної нервової системи, що забезпечує поведінку, тобто оптимальне пристосування організму як цілого до зовнішнього світу. Структурна основа ВНД у всіх ссавців (в тому числі у людини) - кора великих півкуль мозку і підкіркові структури мозку. Мозкові структури, як правило, багатофункціональні, тобто жорсткої зв'язку ВНД з певними відділами мозку не існує. Процеси ВНД становлять матеріальний субстрат психіки.

Історія виникнення

Термін «ВНД» введений І. П. Павловим, який вважав його рівнозначним поняттю «психічна діяльність» (цікаво відзначити, що фізіолог Павлов до психологічної науки свого часу ставився зверхньо і навіть штрафував своїх співробітників за вживання психологічних термінів). Безпосереднім попередником Павлова у створенні вчення про ВНД був В. М. Сєченов, який у праці «Рефлекси головного мозку» (1863) розвинув матеріалістичні ідеї про рефлекторну природу психічної діяльності. Для того часу ця позиція була не просто новаторською, але навіть ризикованою.

9 липня 1866 р. проти Сєченова було порушено кримінальну справу за статтею 1001 «Уложення про покарання кримінальних та виправних», що стосувалася «розбещення вдач» (схоже, цей дамоклів меч з часів Сократа висить над усіма прогресивними мислителями). Стаття звучала так: «Якщо хто-небудь буде таємно від цензури друкувати твори, що мають метою розбещення вдач, або явно противні моральності та пристойності, або клонящиеся до цього спокусливі зображення, той піддається за оце: грошовому стягненню не понад п'ятисот рублів або арешту на час від семи днів до трьох місяців. Всі твори або зображення цього роду знищуються без всякого за оні винагороди».

Дослідження В. М. Сеченова

Що ж дало привід прихильникам суспільної моралі піддати судового переслідування вченого, який проводив нешкідливі фізіологічні експерименти над жабами? (Зауважимо, до речі, що сьогодні ці досліди повторюють в ході практикуму з фізіології всі студенти-першокурсники, які отримують фундаментальну психологічну підготовку.)

Підставою для порушення кримінальної справи, як це не здасться безглуздим, і з'явилася публікація Сєченовим своєї наукової роботи під назвою «Рефлекси головного мозку». В ній була представлена матеріалістична трактування психічних процесів на основі природничо-наукового експерименту. Для свого часу це був революційний підхід.

У Росії в той період руйнувалися старі економічні підвалини, протиборство класових сил знайшло вираз у запеклій полеміці по всіх корінних світоглядних питань. Серед них були і питання, що стосуються природи людини, її організму і психічних функцій. Послідовним провідником матеріалістичного підходу до цих питань виступав журнал «Современник», навколо якого гуртувалися представники бунтарської інтелігенції. Сєченов був близький до цих кіл, зокрема до Чернишевським, незабаром ув'язненим в Петропавловську фортецю і написав там роман «Що робити?». Ходили чутки, що прототипом одного з героїв цього роману - доктора Кірсанова - Чернишевським служив Сєченов. Ця версія недостовірна, проте філософське спорідненість Сеченова з Чернишевським безперечно.

В напруженій атмосфері суперечок про душі Сєченов приступає до експериментів над мозком, в ході яких відкриває так звані гальмівні центри, подразнення яких затримує рухову активність. Це було велике відкриття. Воно не тільки починало нову главу у фізіології головного мозку, але і змінювало всю систему уявлень про функції цього органу. Воно ввело в фізіологічне мислення поняття про гальмування (перш нервова фізіологія знала тільки один процес - збудження), а з ним і великий комплекс проблем нейродинаміки, що стосуються співвідношень між гальмуванням і збудженням. В психології поняття про гальмування отримало широкий резонанс, зокрема в навчаннях про затримку реакцій, витіснення із свідомості та ін.

Для Сєченова в той момент найбільш важливим було довести на досліді, що воля, століттями вважалася йде від душі силою, проводиться маленьким шматочком мозкового речовини. Адже найвірніший ознака вольового поведінки - вміння протистояти подразників, затримувати небажані імпульси. І всі ці ознаки, як засвідчив експеримент, залежать від діяльності центрів у головному мозку. На основі цього відкриття Сєченовим і написаний для «Современника» психофізіологічний трактат «Рефлекси головного мозку». Але публікація в «Современнике» не була допущена цензурою. «Рефлекси» з'явилися в трьох номерах тижневика «Медичний вісник», а також у вигляді окремого відбитку. Навесні 1866 р. перероблене видання «Рефлексів» було надруковано Сєченовим в кількості 3000 ек-земпляров і представлено в цензурний комітет, як зазначено у документах, «квітня 4 дні в 1 ... години пополудні». А приблизно через два з половиною години терорист Каракозов вистрілив в Олександра II. Буквально на наступний день розгорнулося широке наступ на тероризм по всіх фронтах. Вже вранці 7 квітня начальник Головного управління у справах друку М. Щербінін запропонував оберполицмейстеру негайно заарештувати книгу Сєченова зважаючи на її крайньої небезпеки для суспільних звичаїв.

Що ж робив Сєченов, мав всі підстави очікувати застосування до себе самих несподіваних каральних санкцій? У розпал репресій він, одночасно автор і видавець «Рефлексів», навіть і не думає як позбавитися від трьох тисяч небезпечних книжок. А у вересні 1866 р. вчений переходить у контрнаступ на Міністерство внутрішніх справ і, використовуючи доступні важелі юриспруденції, домагається через рік «звільнення» своєї «заарестованной» книги.

Можна назвати кілька факторів, що забезпечили цю перемогу. Серед них - пильну увагу громадськості до справи Сєченова. Чимале значення мали вмілі дії присяжного повіреного якому Сєченов доручив ведення справи. Це був В. Д. Спасович, колишній професор Петербурзького університету, який залишив кафедру після студентських заворушень 1861 р. на знак протесту проти свавілля влади, спеціаліст, не раз вигравав справи проти цензури.

На захист Сєченова став «Дзвін», оповестивший світ про ганебному переслідування вченого. Зіграла свою роль і невпевненість чиновників. Прокурор, явно побоюючись невдачі, не дав хід кримінальній справі. Князь Урусов, керуючий Міністерством юстиції, щодо за № 9730 до міністра внутрішніх справ Валуєва посилався на думку прокурора, що «вчення, що полягає у творі «Рефлекси головного мозку», може бути опровергаемо тільки шляхом наукових доказів, але не шляхом судових дебатів в кримінальному суді».

У підсумку після півтора років боротьби книга була врятована Сєченовим від спалення.

К. А. Тімірязєв висловився одного разу, що «якщо три століття тому натиск реакції доводилося витримувати астроному, то тепер він спрямований головним чином на біолога». Сєченов мужньо витримав цей натиск.

Вчення Сєченова лягло в основу наступних досліджень вищої нервової діяльності. В самому загальному вигляді підсумки цих досліджень можна сформулювати так.

Опис ВНД

Діяльність всіх відділів центральної нервової системи є рефлекторною. Рефлекс - відповідь організму на подразнення - являє собою основну форму взаємодії організму з середовищем. В рефлекторному механізмі розрізняються три компоненти: афферентний (відчуває), центральний і эфферентный (руховий). Збудження від подразника по афферентному нерву передається у центральний відділ (мозок), де переключається на руховий нерв і по ньому йде до робочого органу. Таке традиційне уявлення про «рефлекторної дуги», висхідне ще до вчення Р. Декарта.

Фізіолог П. К. Анохін встановив, що кожен рух організму відбивається в мозку у вигляді афферентного імпульсу, який повідомляє про ефект цього руху, про те, досягнутий потрібний результат. У мозку як би представлена модель бажаного результату («потрібного майбутнього», за Анохіну), з якою зливається фактично досягнуте. Якщо ж отриманий результат не відповідає заданій програмі, то корекція рухового акту і тренування ефекторній системи тривають аж до вироблення автоматизму. Формується в ході пристосування до середовища апарат «випереджаючого відображення» - «акцептор дії» - контролює результати дії і порівнювати їх з поставленою метою.

Дослідження Н. А. Бернштейна і Анохіна доповнили схему рефлекторного акту, ввівши в неї четверта ланка - «зворотний зв'язок». Завдяки наявності «зворотнього зв'язку» забезпечується саморегуляція, самоуправління організму. Без цього навчання яких-небудь дій було б неможливо.

Види рефлексів

Рефлекси за походженням бувають двох видів: вроджені і придбані або, за класифікацією Павлова, безумовні і умовні. Безумовні рефлекси (БР) є функцією головним чином підкіркових структур головного мозку, умовні рефлекси (УР) - вищих відділів мозку, кори великих півкуль.

БР відбувається автоматично і не вимагає попереднього тренування. Він придбаний даним видом живого організму в процесі всього попереднього історичного розвитку (філогенезу) і передається у спадок. УР вимагає певних умов для виникнення. Поданим фізіолога Л. А. Орбелі, після народження відбувається дозрівання БР під впливом і при взаємодії з УР.

УР виникає при неодноразовому поєднанні байдужого для організму подразника і безумовного подразника (для людини, якщо з безумовним подразником поєднується словесний, достатньо і одноразового поєднання). В цьому випадку в корі півкуль встановлюється тимчасова зв'язок між двома центрами збудження. Це не механічна зв'язок типу нервового волокна, а торуванні нервового шляху, пов'язане зі зміною стану клітин. Таким чином, байдужий раніше подразник стає сигналом будь-якого життєво важливого явища.

Одні тільки БР не можуть забезпечити багатьом тваринам, а тим більше людині, всебічних зв'язків із середовищем. Вони дають лише обмежену орієнтування і можуть забезпечувати зрівноважування організму з середовищем лише при абсолютній постійності цієї зовнішнього середовища. Оскільки зовнішнє середовище непостійна і мінлива, БР виявляються недостатніми, необхідне доповнення їх тимчасовими зв'язками.

Кора великих півкуль, відчуваючи на собі вплив різного роду сигналів, здійснює складну аналітико-синтетичну діяльність - аналізує зовнішній світ, виділяє різні подразники. Синтетична діяльність кори полягає в утворенні тимчасових зв'язків.

Павлов розрізняв два принципово відмінних один від одного типу сигналів (сигнальних систем). Різноманітні зорові, слухові, дотикові, смакові, нюхові подразники, що надходять із зовнішнього світу, він назвав першою сигнальною системою, яка є загальною у людини і тварин. По Павлову, ВНД тварин, що знаходяться навіть на високому рівні розвитку, зводиться в основному до сукупності різноманітних УР першої сигнальної системи. Незважаючи на поступове розвиток мовлення, УР першої сигнальної системи продовжують складати основний фонд ВНД дітей у перші роки їх життя і займають певне місце в ВНД людини в наступні вікові періоди.

Друга сигнальна система

Перша сигнальна система - система безумовного, автоматичного реагування. Друга сигнальна система - система мовних знаків, символів, що викликають у людини такі ж реакції, як і реальні об'єкти, які цими символами позначені.

Кора головного мозку людини здатна реагувати і на подразники іншого роду - слова, які також сигналізують людині про певні предмети і явища дійсності. Слова і словосполучення Павлов назвав другою сигнальною системою. Людина реагує не на звукову оболонку слова або його графічне зображення, а на його смисловий зміст. Слова, представляючи собою відволікання від дійсності, допускають узагальнення сигналів першої сигнальної системи. Слово може бути сигналом не одного, а безлічі реальних предметів, об'єднаних за певною ознакою.

У людини обидві сигнальні системи нерозривно пов'язані між собою. Тільки їх взаємодія забезпечує повноцінне пізнання об'єктивної дійсності.

Закономірності ВНД

Виділені павловим наступні закономірності ВНД:

УР, або тимчасові зв'язки, що утворюються завдяки зустрічному поширенню збудження (у дитини, як показали дослідження психологів, тимчасові зв'язки починають утворюватися вже в середині першого місяця життя);
величина УР залежить від сили подразнення;
умовні подразники підсумовуються;
гальмування в корі розвивається через скасування підкріплення УР, різкого посилення умовного подразника або дії незвичного подразника;
взаємна індукція нервових процесів забезпечує контрастна взаємодія між корковими вогнищами збудження і гальмування.

Істотне значення для ВНД мають також сила, врівноваженість і рухливість нервових процесів, що визначають фізіологічні основи типу нервової системи і характеру нервової діяльності.