Высшая нервная деятельность

Определения и обозначения

Высшая нервная деятельность — деятельность коры больших полушарий и ближайших подкорковых центров, которая обеспечивает сложные формы поведения и приспособление организма. Благодаря ей человек может учиться, запоминать сигналы и менять действия в зависимости от ситуации. Это понятие помогает связать работу мозга с поведением.

Безусловный рефлекс — врождённая, наследственно закреплённая реакция на значимый раздражитель. Например, человек отдёргивает руку от горячего предмета, а пища вызывает слюноотделение. Такие реакции обеспечивают важные для организма действия и становятся основой для приобретённых реакций.

Условный рефлекс — приобретённая в течение жизни реакция, которая возникает, когда новый сигнал сочетается с безусловным раздражителем. Например, звук, прежде не связанный с едой, после повторных сочетаний может вызывать слюноотделение. Условные рефлексы помогают учиться и учитывать опыт.

Динамический стереотип — устойчивая последовательность условных рефлексов, возникающая при многократном повторении привычных действий. Так, знакомый порядок утренних дел со временем выполняется почти автоматически. Это понятие объясняет, почему повторение облегчает привычные действия, но перемена порядка может сбивать.

Как это устроено

Сложное поведение не сводится к одной простой реакции: мозгу нужно сопоставлять сигналы и выбирать подходящее действие. Важную роль в этом играет кора больших полушарий, где устанавливаются связи между разными нервными центрами. При этом нервные процессы возбуждения и торможения взаимодействуют: возбуждение активирует работу центров, а торможение ограничивает её или прекращает. Такое взаимодействие помогает не отвечать одинаково на все раздражители и менять поведение в зависимости от обстоятельств.

Безусловные рефлексы возникают без обучения, потому что соответствующие нервные связи сформированы у организма от рождения. Они обеспечивают готовые реакции на важные раздражители, например защиту от боли или реакцию на пищу. Когда рядом с такой врождённой реакцией регулярно появляется новый сигнал, мозг получает возможность связать события. Поэтому безусловный рефлекс не только помогает организму сразу реагировать, но и участвует в формировании условного.

Сначала новый сигнал нейтрален: сам по себе он не вызывает нужной реакции. Если сигнал несколько раз подать перед безусловным раздражителем, который вызывает эту реакцию, нервная система связывает их. В результате сигнал начинает предшествовать знакомому событию и может запускать реакцию самостоятельно. Так появляется условный рефлекс, например слюноотделение в ответ на звук, который раньше сопровождал кормление.

Связь между сигналом и реакцией закрепляется, когда сигнал подкрепляется безусловным раздражителем. Повторные сочетания укрепляют эту связь, поэтому одного предъявления обычно недостаточно для прочного результата. Если сигнал продолжает появляться, но за ним больше не следует подкрепление, нервная система перестаёт ожидать привычное событие. Условная реакция постепенно ослабевает и может угаснуть, хотя прекращение её проявления не обязательно означает полное исчезновение способности реагировать.

Когда человек много раз выполняет одни и те же действия в одинаковом порядке, отдельные условные реакции связываются в последовательность. Так формируется динамический стереотип — привычный порядок действий, который облегчает выполнение знакомой задачи. Например, при регулярной подготовке к урокам человек привыкает сначала достать нужные вещи, а затем приступить к работе. Если порядок внезапно меняется, привычные связи хуже подсказывают следующий шаг, и действие может затрудниться.

Сравнение безусловных и условных рефлексов

Сравнивая рефлексы, сначала определите, врождённая реакция или приобретённая. Затем выясните, какой раздражитель её вызывает и зависит ли она от подкрепления. Эти признаки помогают классифицировать незнакомые примеры.

Разбор задач

Задача 1. Ученик касается горячего предмета и быстро отдёргивает руку. Нужно определить тип рефлекса и объяснить выбор. Рассуждаем по признакам, а не только по тому, что реакция произошла быстро.

1. Устанавливаем раздражитель: рука коснулась горячего предмета, который может причинить вред.
2. Проверяем, нужно ли человеку предварительно учиться такой реакции. Отдёргивание руки возникает как врождённая защита.
3. Сопоставляем признаки: реакция врождённая и вызвана значимым раздражителем, значит, она относится к безусловным.

Ответ: это безусловный рефлекс. Он помогает быстро защитить организм от повреждения.

Задача 2. Перед кормлением собаке несколько раз звонили в колокольчик. Позже слюна выделяется только при звуке колокольчика. Нужно объяснить, как возникла реакция, и отличить сигнал от подкрепления.

1. Определяем безусловный раздражитель: пища вызывает врождённое слюноотделение.
2. Колокольчик сначала нейтрален, но его звук повторно предшествует кормлению. Сочетания устанавливают связь между звуком и пищей.
3. После повторений один звук начинает вызывать слюноотделение. Он стал условным сигналом, а реакция — условным рефлексом.

Ответ: слюноотделение на звонок — условный рефлекс. Его образование стало возможным благодаря сочетанию сигнала с пищей и повторению.

Задача 3. Звонок много раз звучал перед кормлением, но кормление перестало следовать за ним. Нужно предсказать, что произойдёт со слюноотделением, и назвать причину.

1. Вспоминаем, что условная реакция закрепляется, когда сигнал сопровождается подкреплением.
2. Теперь звонок звучит без пищи, поэтому связь перестаёт получать подкрепление.
3. При повторении таких случаев реакция на звонок будет ослабевать. Это постепенное ослабление называют угасанием условного рефлекса.

Ответ: слюноотделение на звонок постепенно уменьшится и может угаснуть. Это не следует путать с доказательством того, что способность к реакции исчезла навсегда.

Типичные ошибки

Ошибка — считать условный рефлекс врождённым. Так можно подумать, если реакция кажется привычной или возникает быстро, однако скорость не показывает её происхождение. Проверьте себя вопросом: сформировалась ли эта реакция благодаря опыту и обучению? Если да, рефлекс условный.

Ошибка — путать условный сигнал с безусловным раздражителем. Сигнал сначала нейтрален, а безусловный раздражитель уже вызывает врождённую реакцию; оба события могут происходить рядом по времени. Чтобы не ошибиться, выясните, что именно запускает реакцию изначально, а что только начинает её предсказывать.

Ошибка — считать, что одного сочетания всегда достаточно для прочного условного рефлекса. Такое мнение возникает из-за смешения первого появления реакции с её устойчивым закреплением. Проверьте, повторялось ли сочетание сигнала с подкреплением: обычно для формирования прочной связи нужны повторения.

Ошибка — понимать угасание как полное исчезновение способности реагировать. Реакция слабеет, когда сигнал больше не подкрепляется, но это не доказывает, что нервная система навсегда утратила связь. Для проверки сформулируйте вывод точно: без подкрепления проявление условного рефлекса ослабевает и может угаснуть.

Связь с другими темами

Чтобы понять высшую нервную деятельность, нужно знать строение головного мозга и роль коры больших полушарий. Также пригодятся понятия рефлекса и рефлекторной дуги — пути, по которому проходит нервный сигнал. Эти знания помогают связать работу отдельных нервных структур с поведением.

Понятия о рефлексах помогают разбирать работу нервной системы, формирование привычек и поведения. Взаимодействие возбуждения и торможения важно и для понимания того, как нервная система регулирует активность. К этим представлениям обращаются также при изучении сна и процессов торможения.

Что запомнить

• Высшая нервная деятельность связана прежде всего с работой коры больших полушарий.
• Безусловные рефлексы врождённые, а условные приобретаются в течение жизни.
• Условный рефлекс возникает при сочетании сигнала с безусловным раздражителем.
• Для закрепления условного рефлекса необходимы повторение и подкрепление.
• Без подкрепления условный рефлекс может угасать.
• Динамический стереотип формируется при многократном повторении привычной последовательности действий.