Раздел 14. Высшая нервная деятельность

Определения и обозначения

Высшая нервная деятельность — работа коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых структур, обеспечивающая поведение и приспособление организма. Проще говоря, благодаря ей мозг не только отвечает на раздражители, но и помогает учиться и менять поведение. Это понятие объединяет механизмы сложных реакций организма.

Безусловный рефлекс — врождённая, относительно постоянная ответная реакция организма на определённый раздражитель. Она появляется без обучения, например человек отдёргивает руку от горячего. Такие реакции помогают организму отвечать на важные воздействия без предварительного опыта.

Условный рефлекс — приобретённая в течение жизни реакция, которая формируется при неоднократном сочетании нового сигнала с безусловным раздражителем. Со временем новый сигнал начинает самостоятельно вызывать ответ. Это понятие объясняет, как опыт связывает события и меняет поведение.

Торможение условных рефлексов — ослабление или прекращение условной реакции. Оно возникает, когда прежний сигнал теряет значение или его действие перекрывается другим воздействием. Благодаря торможению организм не продолжает автоматически реагировать так, как было полезно раньше.

Как это устроено

Когда рецепторы воспринимают раздражение, в нервной системе возникают импульсы — сигналы, передаваемые нервными клетками. Они поступают в соответствующие отделы мозга, где обрабатываются, после чего формируется ответ организма. Простая реакция может быть быстрой, а сложное поведение требует совместной работы коры и подкорковых структур. Кора позволяет учитывать сигналы, запоминать связи между событиями и выбирать реакцию с опорой на опыт.

Безусловные рефлексы возникают без обучения, потому что соответствующие нервные связи существуют от рождения. Они относительно постоянны и срабатывают при подходящем раздражителе. Условные рефлексы, напротив, зависят от индивидуального опыта: связь между сигналом и ответом формируется в течение жизни. Поэтому безусловная реакция не нуждается в подкреплении для своего появления, а условная может ослабнуть, если обстоятельства изменятся.

Сначала новый сигнал, например звук, может быть нейтральным и не вызывать нужной реакции. Если он несколько раз появляется перед безусловным раздражителем, который эту реакцию вызывает, организм связывает события. После повторных сочетаний один сигнал начинает вызывать ответ без самого безусловного раздражителя. Так формируется условный рефлекс, позволяющий заранее реагировать на событие, которое обычно следует за сигналом.

Подкрепление — это безусловный раздражитель, который следует за новым сигналом и вызывает естественную реакцию; например, пища служит подкреплением для слюноотделения. Оно подтверждает связь между сигналом и значимым событием, поэтому без повторения такой связи условная реакция обычно не закрепляется. В формировании участвует кора больших полушарий: она обеспечивает образование временной связи между сигналом и уже существующей реакцией. Если кора работает ненормально, выработка условного рефлекса затрудняется.

Торможение бывает внешним и внутренним. Внешнее может возникнуть, когда новый сильный раздражитель переключает внимание и ослабляет привычную условную реакцию. Внутреннее формируется, если условный сигнал больше не подкрепляется: реакция постепенно угасает. Оба вида торможения помогают не тратить силы на ответ, который не соответствует изменившимся условиям, и перестраивать поведение.

Сравнение безусловных и условных рефлексов

Сначала определите, появилась ли реакция без обучения или возникла благодаря опыту. Затем проверьте, нужно ли для неё подкрепление и может ли она измениться, если сигнал перестанет иметь значение. Эти признаки помогают отличить врождённый ответ от приобретённого.

Разбор задач

Задача 1. Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Нужно определить тип рефлекса и объяснить, почему возникла такая реакция. Проследим, зависит ли ответ от предварительного обучения и что служит раздражителем.

1. Горячий предмет действует как раздражитель, который воспринимают рецепторы кожи.
2. Отдёргивание руки — защитный ответ, который не нужно специально выучивать.
3. Значит, реакция врождённая и относится к безусловным рефлексам.

Ответ: это безусловный защитный рефлекс, потому что рука отдёргивается без предварительного обучения. Он помогает быстро уменьшить воздействие опасного раздражителя.

Задача 2. Перед кормлением собаки каждый раз звенели в звонок. Через некоторое время слюна стала выделяться на один звонок. Определим, какой сигнал стал условным и как образовалась связь между ним и реакцией.

1. Сначала звонок был нейтральным сигналом, а пища вызывала слюноотделение без обучения.
2. Звонок повторно предшествовал корму, поэтому сочетания сигнала и пищи подкрепляли связь.
3. После повторений звонок стал условным раздражителем, а слюноотделение на него — условным рефлексом.

Ответ: сформировался условный рефлекс слюноотделения на звонок. Пища была подкреплением, а повторение помогло связать новый сигнал с естественной реакцией.

Задача 3. Звонок перестали сопровождать кормом, и со временем слюноотделение на него прекратилось. Нужно объяснить, почему ответ ослаб и исчезло ли что-нибудь врождённое.

1. Раньше звонок предшествовал корму, поэтому вызывал приобретённую реакцию.
2. Теперь сигнал повторяется без подкрепления, и связь перестаёт поддерживаться.
3. Слюноотделение на звонок постепенно угасает из-за внутреннего, или угасательного, торможения.

Ответ: условная реакция ослабла, потому что звонок больше не предсказывает корм. Это не означает, что исчез врождённый рефлекс слюноотделения на пищу: угасшая реакция на звонок может восстановиться при новом подкреплении.

Типичные ошибки

• Считать условный рефлекс врождённым — ошибка: он появляется благодаря опыту. Так думают, если путают саму реакцию с её внешним проявлением. Проверьте себя: если для реакции требовалось обучение или повторение, она условная.

• Называть любой ответ организма условным рефлексом неверно, потому что рефлекторными бывают и врождённые реакции. Ошибка возникает, если слово «условный» используют как общее название любой реакции. Спросите себя, сформировалась ли связь в течение жизни.

• Считать, что одного случайного сочетания сигналов обычно достаточно для условного рефлекса, — значит забывать о закреплении связи. Случайное совпадение может не иметь для организма устойчивого значения. Проверьте, повторялся ли сигнал перед подкреплением и была ли связь подкреплена.

• Путать торможение с повреждением нервной системы не следует: торможение — нормальный процесс, регулирующий реакции. Его ошибочно воспринимают как поломку, если видят, что ответ перестал проявляться. Проверьте, связано ли ослабление реакции с изменением условий, например с отсутствием подкрепления.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении нервной системы, функциях головного и спинного мозга, а также о рефлексе и рефлекторной дуге. Они помогают проследить путь сигнала от раздражителя до ответа. Высшая нервная деятельность объясняет, как опыт участвует в обучении, привычках и приспособлении поведения. Эти знания пригодятся при изучении сна, памяти и работы мозга.

Что запомнить

• Высшая нервная деятельность обеспечивает сложное поведение и приспособление к условиям среды.
• Безусловные рефлексы врождённые и относительно постоянные.
• Условные рефлексы приобретаются в течение жизни.
• Для формирования условного рефлекса нужны повторение и подкрепление.
• Условный рефлекс формируется при участии коры больших полушарий.
• Торможение позволяет ослаблять или прекращать реакции, утратившие значение.