§ 51. И.М. Сеченов и И.П. Павлов – создатели учения о высшей нервной деятельности

Определения и обозначения

Высшая нервная деятельность — деятельность коры больших полушарий и ближайших подкорковых центров, обеспечивающая сложные формы поведения и взаимодействие организма с окружающей средой. Проще говоря, благодаря ей организм может учитывать сигналы, запоминать связи и менять поведение. Это понятие помогает объяснить, как работа мозга связана с обучением и приспособлением к условиям жизни.

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Раздражителем может быть, например, высокая температура, прикосновение или звук. Понятие рефлекса позволяет проследить путь от воздействия до ответа организма, а не рассматривать реакцию как случайное движение.

Безусловный рефлекс — врождённая, наследственно закреплённая реакция на определённый раздражитель. Он проявляется без предварительного обучения: например, человек отдёргивает руку от горячего. Это понятие нужно, чтобы отличать реакции, с которыми организм рождается, от тех, которые приобретаются в течение жизни.

Условный рефлекс — приобретённая в течение жизни реакция, формирующаяся при сочетании ранее безразличного раздражителя с безусловным. Сначала сигнал сам по себе не вызывает нужного ответа, но после повторных сочетаний начинает его вызывать. Понятие объясняет, как опыт связывает новое событие с уже знакомой реакцией.

Как это устроено

Сеченов рассматривал деятельность головного мозга, включая психические процессы, как рефлекторную. Причина в том, что мозг не действует изолированно: на него влияют раздражители окружающей среды, а ответ формируется при участии нервной системы. Даже сложное поведение связано с обработкой сигналов и ответами организма, хотя такие процессы не всегда заметны как простое движение. Эта идея позволила изучать работу мозга как закономерный процесс, а не как нечто оторванное от тела и среды.

Павлов изучал пищеварение и наблюдал, что у собак слюна выделяется не только при попадании пищи в рот. Реакцию могли вызывать сигналы, которые регулярно предшествовали кормлению, например шаги человека или звук. Чтобы проверить, почему возникает такая реакция, Павлов проводил контролируемые опыты и отдельно учитывал раздражитель и ответ организма. Так исследование пищеварения привело его к вопросу о том, как приобретаются новые связи между сигналами и реакциями.

Условный рефлекс возникает, когда ранее нейтральный раздражитель неоднократно предъявляют вместе с безусловным. Безусловный раздражитель сам вызывает врождённый ответ, а нейтральный сначала не вызывает именно этой реакции. Например, звук можно сочетать с кормлением: пища вызывает слюноотделение, а звук сопровождает её появление. После повторений звук приобретает сигнальное значение и способен вызвать слюноотделение отдельно от пищи.

Для образования условного рефлекса важно подкрепление — появление безусловного раздражителя вслед за условным сигналом или вместе с ним. Оно помогает нервной системе связать два события: сигнал предвещает то, что обычно вызывает врождённую реакцию. Если пища больше не появляется после звука, связь постепенно ослабевает, и слюноотделение на звук уменьшается. Такое ослабление называют угасанием условного рефлекса; оно показывает, что приобретённая реакция зависит от условий и опыта.

Вклад учёных дополняет друг друга, но не совпадает. Сеченов обосновал общий принцип: деятельность мозга имеет рефлекторную природу и связана с воздействиями среды. Павлов экспериментально исследовал, как возникают и меняются условные рефлексы, и показал, что новые сигнальные связи можно изучать в опыте. Так идея о рефлекторной работе мозга получила конкретное экспериментальное развитие и стала основой учения о высшей нервной деятельности.

Вклад И. М. Сеченова и И. П. Павлова в изучение высшей нервной деятельности

Читайте таблицу по строкам: в каждой сравнивается один и тот же аспект работы учёных. Сеченов прежде всего объяснял общий принцип работы мозга, а Павлов проверял закономерности рефлексов в опытах. Поэтому их вклад не одинаков, но последовательно дополняет друг друга.

Разбор задач

Задача 1. Объяснить, почему отдёргивание руки от горячего предмета относят к рефлексам. Нужно связать раздражитель, участие нервной системы и ответ, а затем определить, врождённая ли это реакция. Действуем по шагам, не смешивая причину движения с самим движением.

1. Определяем раздражитель: прикосновение к горячему предмету воздействует на организм.
2. Устанавливаем, что сигнал обрабатывается нервной системой, которая обеспечивает ответ.
3. Называем ответную реакцию: мышцы руки сокращаются, и рука отдёргивается. Такая защитная реакция возникает без специального обучения.

Ответ: отдёргивание руки — рефлекс, потому что раздражение вызывает ответ при участии нервной системы. Он относится к безусловным, так как является врождённой реакцией.

Задача 2. Собака получает пищу после звука звонка. Определить, какой раздражитель безусловный, какой условный и какая реакция формируется. Важно различать исходный нейтральный сигнал и воздействие, которое само вызывает врождённый ответ.

1. Находим безусловный раздражитель: это пища, потому что она сама вызывает слюноотделение.
2. Звук звонка сначала нейтрален, но его многократно связывают с кормлением. После образования связи он становится условным раздражителем.
3. Определяем приобретённый ответ: звонок начинает вызывать слюноотделение даже без пищи.

Ответ: пища — безусловный раздражитель, звонок после выработки связи — условный. Формируется условный рефлекс слюноотделения на звук.

Задача 3. После многократного сочетания звука с кормлением звук перестали сопровождать кормом. Объяснить, почему слюноотделение на звук постепенно ослабло. Здесь нужно проверить, сохраняется ли подкрепление, которое поддерживало связь сигнала с реакцией.

1. Вспоминаем, что подкреплением служило кормление после звука.
2. Устанавливаем, что теперь условный сигнал предъявляют без пищи. Значит, связь перестаёт подтверждаться опытом.
3. Делаем вывод: реакция ослабевает постепенно, а не обязательно исчезает сразу, потому что ранее связь уже сформировалась.

Ответ: без подкрепления условный рефлекс угасает, поэтому слюноотделение на звук становится слабее.

Типичные ошибки

Ошибка: считать условный рефлекс врождённым. Так можно подумать, потому что сформировавшаяся реакция со временем выглядит привычной и автоматической. Но условный рефлекс приобретается благодаря опыту. Проверь себя вопросом: проявится ли реакция без обучения и предварительных сочетаний? Если нет, она условная.

Ошибка: путать условный и безусловный раздражители. Часто их смешивают, потому что оба участвуют в образовании одной реакции. Безусловный раздражитель вызывает врождённый ответ сам, а нейтральный сигнал приобретает значение условного после сочетаний с ним. Проверь себя: какой стимул сработал бы без предварительного обучения?

Ошибка: считать, что достаточно одного предъявления нейтрального сигнала. Кажется, что одного совпадения событий должно хватить для образования связи, но обычно требуется многократное сочетание с подкреплением. Именно повторение помогает нервной системе закрепить связь сигнала с безусловной реакцией. Проверь себя: сопровождался ли сигнал безусловным раздражителем достаточно раз?

Ошибка: приписывать Сеченову и Павлову одинаковый вклад. Их обоих связывают с рефлексами, поэтому различие легко упустить. Сеченов обосновал рефлекторную природу деятельности мозга, а Павлов экспериментально исследовал условные рефлексы. Проверь себя: речь идёт об общей идее или об опытах по образованию приобретённой реакции?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать строение нервной системы, роль головного мозга и общий принцип рефлекторной дуги: так легче проследить, как раздражение приводит к ответу. Учение о высшей нервной деятельности связывает эти знания с поведением, потому что объясняет не только врождённые реакции, но и приобретённые. Оно помогает понять, как формируются обучение и привычки, когда сигналы окружающей среды начинают вызывать знакомый ответ.

Что запомнить

• Сеченов обосновал рефлекторную природу деятельности головного мозга.
• Павлов экспериментально изучал условные рефлексы.
• Безусловные рефлексы являются врождёнными.
• Условные рефлексы формируются в течение жизни.
• Для образования условного рефлекса важны сочетание раздражителей и подкрепление.
• Без подкрепления условный рефлекс может угасать.