§ 49. Рефлекс — простой элемент сложного поведения

Определения и обозначения

Рефлекс — закономерная ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Раздражением может быть, например, прикосновение или яркий свет. Это понятие помогает отличить нервную реакцию от изменений, которые возникают без участия нервной системы.

Рефлекторная дуга — путь, по которому нервный импульс проходит от места восприятия раздражения к органу, выполняющему ответ. В неё входят воспринимающий сигнал рецептор, нервная система и исполнительный орган. Эта схема нужна, чтобы проследить, как ощущение превращается в действие.

Безусловный рефлекс — врождённая реакция, характерная для представителей данного вида и не требующая обучения. Например, отдёргивание руки от горячего предмета помогает избежать повреждения. Такое определение показывает, что реакция может возникать без предварительного личного опыта.

Условный рефлекс — приобретённая реакция, формирующаяся при обучении и связывающая ранее нейтральный сигнал с важным для организма событием. Так, звук может начать вызывать слюноотделение, если много раз предшествовал кормлению. Понятие объясняет, как организм учится реагировать на новые сигналы.

Как это устроено

Сначала раздражение должно быть воспринято рецептором — чувствительной клеткой или нервным окончанием. Рецептор реагирует на определённый вид воздействия и преобразует его в нервный импульс, то есть сигнал, который может передаваться по нервам. Если бы внешнее воздействие не превращалось в такой сигнал, нервная система не могла бы его обработать. Поэтому рецептор служит началом рефлекторной дуги.

Далее нервный импульс поступает в нервную систему. Там сигнал передаётся между нервными клетками и запускает подходящую ответную команду. Она направляется к исполнительному, или рабочему, органу: например, к мышце, которая сокращается, или к железе, которая выделяет вещество. Такая последовательность связывает восприятие раздражения с действием и позволяет организму отвечать на происходящее.

Рефлекс считают простейшей единицей поведения, потому что у него есть раздражение и закономерный ответ на него. Но поведение редко ограничивается одной реакцией: результат действия может стать сигналом для следующего действия. Несколько рефлексов связываются в последовательность, и тогда поведение становится сложнее. Например, животное может заметить пищу, приблизиться к ней и начать есть — каждое действие связано с изменениями ситуации.

Безусловные рефлексы возникают без обучения и обычно устойчивы, поскольку связаны с врождёнными особенностями организма. Условные рефлексы формируются в течение жизни, поэтому зависят от опыта и могут ослабевать, если связь между сигналом и событием перестаёт подтверждаться. Различие важно: одинаково выглядящие действия могут иметь разное происхождение. Чтобы определить тип рефлекса, нужно выяснить, был ли он дан от рождения или приобретён благодаря обучению.

При формировании условного рефлекса нейтральный сигнал неоднократно появляется вместе с важным событием или непосредственно перед ним. Например, звук сопровождает кормление, и организм постепенно начинает связывать одно с другим. Повторение укрепляет эту связь, поэтому со временем одного звука может оказаться достаточно для реакции. Приобретённые связи помогают не только отвечать на отдельные сигналы, но и соединять реакции в последовательность поведения.

Сравнение безусловных и условных рефлексов

Сравнивая примеры, сначала выясни, появляется ли реакция без обучения или формируется в течение жизни. Затем проверь, что именно выступает сигналом и зависит ли реакция от повторения и подкрепления. Так можно определить не только тип рефлекса, но и объяснить его происхождение.

Разбор задач

Задача 1

Человек отдёргивает руку, прикоснувшись к горячему предмету. Нужно определить раздражитель, ответную реакцию и тип рефлекса. Сначала разделим то, что вызвало реакцию, и то, что сделал организм. Затем проверим, требуется ли для неё обучение.

1. Раздражитель — высокая температура горячего предмета, воздействующая на рецепторы кожи. Именно она запускает нервный сигнал.
2. Ответная реакция — сокращение мышц, из-за которого рука отдёргивается. Это действие помогает уменьшить воздействие опасного раздражителя.
3. Реакция возникает без специального обучения и является врождённой. Значит, это безусловный защитный рефлекс.

Ответ: раздражитель — высокая температура; реакция — отдёргивание руки; тип рефлекса — безусловный. Не следует называть раздражителем движение руки: оно является ответом организма.

Задача 2

Нужно указать последовательность прохождения импульса при моргании в ответ на приближающийся к глазу предмет: рецептор, нервная система, исполнительный орган. Чтобы составить порядок, начни с того, что первым воспринимает изменение. Затем определи, куда поступает сигнал и какой орган выполняет ответ.

1. Предмет приближается к глазу, и рецептор воспринимает соответствующее зрительное раздражение. Рецептор превращает его в нервный импульс.
2. Импульс поступает в нервную систему, где обрабатывается и запускает ответную команду. Без этого звена сигнал не был бы связан с действием.
3. Команда достигает исполнительного органа — мышц век. Их сокращение вызывает моргание.

Ответ: рецептор → нервная система → исполнительный орган (мышцы век). Такая запись показывает ход сигнала от восприятия раздражения к ответной реакции.

Задача 3

После многократного сочетания звука с кормлением животное начинает выделять слюну только при звуке. Нужно объяснить, как появилась реакция и чем она отличается от врождённой. Для этого проследим, какую роль играли кормление и повторяющийся сигнал. Затем сопоставим приобретённую реакцию с безусловной.

1. Кормление естественным образом вызывает слюноотделение. Звук сначала нейтрален и сам по себе не связан с пищей.
2. Когда звук много раз сопровождает кормление, животное приобретает связь между сигналом и пищей. Повторение помогает закрепить эту связь.
3. После обучения звук становится сигналом, который может вызвать слюноотделение без кормления. Такая приобретённая реакция является условным рефлексом.

Ответ: сформировался условный рефлекс, потому что реакция возникла благодаря опыту. В отличие от него, безусловный рефлекс врождён и не требует предварительного сочетания сигнала с событием.

Типичные ошибки

Ошибка — считать рефлекс сознательным решением. Так можно подумать, потому что человек часто замечает результат действия, например движение руки. Но рефлекс — нервная реакция, которая не обязательно осознаётся; проверь себя, выяснив, было ли время обдумать ответ.

Ошибка — путать раздражитель с ответом организма. Их легко смешать, если описывать событие одним общим выражением. Раздражитель вызывает реакцию, а не является ею: проверь себя, отдельно назвав причину и последующее действие.

Ошибка — считать условный рефлекс врождённым. Привычная реакция может казаться естественной, хотя она сформировалась в опыте. Вспомни, требовалось ли обучение и повторение; приобретённая связь может ослабеть без подкрепления.

Ошибка — представлять рефлекторную дугу как сигнал только от мозга к мышце. Такое упрощение пропускает восприятие раздражения и начало реакции. Проверь направление по всем звеньям: сначала рецептор, затем нервная система, после неё исполнительный орган.

Связь с другими темами

Для понимания рефлексов нужно знать, что нервная система состоит из нервных клеток и передаёт нервные импульсы. Тема также связана с органами чувств: их рецепторы воспринимают раздражения и запускают передачу сигнала. Эти знания помогают объяснить, как организм получает информацию и отвечает на неё. Позже понятие рефлекса пригодится при изучении поведения, обучения и нервной регуляции работы органов.

Что запомнить

• Рефлекс — ответ организма на раздражение при участии нервной системы.
• Рефлекторная дуга связывает восприятие раздражения с ответной реакцией.
• Рецептор воспринимает раздражение, а исполнительный орган выполняет ответ.
• Безусловные рефлексы являются врождёнными.
• Условные рефлексы приобретаются в индивидуальном опыте.
• Сложное поведение может складываться из множества взаимосвязанных рефлексов.