§ 48. Физиологические основы высшей нервной деятельности

Определения и обозначения

Высшая нервная деятельность — работа коры больших полушарий и связанных с ней структур мозга, обеспечивающая сложные формы поведения, обучение и приспособление к меняющимся условиям. Благодаря ей организм не только отвечает на воздействие, но и использует прошлый опыт. Это понятие помогает объяснить, как мозг участвует в поведении.

Безусловный рефлекс — врождённая, наследственно закреплённая ответная реакция на определённый раздражитель. Например, прикосновение к горячему предмету вызывает отдёргивание руки без предварительной тренировки. Такие реакции помогают организму отвечать на важные воздействия сразу.

Условный рефлекс — приобретённая в течение жизни реакция, формирующаяся при сочетании нового сигнала с безусловным раздражителем и закрепляемая повторением. Так нейтральный прежде звук может начать вызывать слюноотделение, если его связывали с кормлением. Это понятие объясняет, как опыт изменяет поведение.

Сигнальная система — система нервных сигналов, с помощью которых организм воспринимает и отражает окружающую действительность. Сигналом может стать непосредственное воздействие органов чувств или слово, обозначающее предмет. Понятие нужно, чтобы различать способы, которыми мозг получает информацию и реагирует на неё.

Как это устроено

Высшая нервная деятельность возникает благодаря совместной работе коры больших полушарий и подкорковых центров. Подкорковые структуры участвуют в выполнении многих реакций, а кора анализирует сигналы и связывает их с опытом. Поэтому сложное поведение не сводится к отдельному центру: оно складывается из согласованной работы разных частей мозга.

Безусловные реакции появляются без обучения, потому что нервные пути для них сформированы в ходе развития и закреплены наследственно. Условной реакции, напротив, сначала нет: новый сигнал должен повторно совпасть по времени с безусловным раздражителем. Так между сигналом и реакцией образуется временная связь, позволяющая заранее отвечать на значимое событие.

Повторение сочетаний помогает укрепить эту связь, но результат зависит и от состояния организма. Если человек или животное устали, больны или отвлечены, образование реакции может затрудниться. Безусловный раздражитель выступает подкреплением: он придаёт сигналу значение, а регулярные сочетания делают связь более устойчивой.

В нервной системе одновременно действуют возбуждение и торможение. Возбуждение способствует возникновению реакции, а торможение ограничивает её или прекращает; благодаря этому организм не отвечает одинаково на все сигналы. Если подкрепление условного сигнала прекратилось, торможение может ослабить реакцию, а при изменении обстановки помогает перестроить привычное поведение.

Первая сигнальная система связана с непосредственными сигналами от органов чувств: видом предмета, его запахом или звуком. Вторая сигнальная система связана со словами, которые обозначают реальные предметы и события. Слово позволяет человеку реагировать на описание или сообщение о событии, даже когда сам предмет сейчас не действует на органы чувств.

Сравнение безусловных и условных рефлексов

Сравнивайте рефлексы по происхождению и условиям появления: это надёжнее, чем судить только по внешнему виду реакции. Если реакция возникает без обучения на значимый раздражитель, она безусловная; если ей предшествовало связывание сигнала с подкреплением, она условная.

Разбор задач

Рука отдёрнулась от горячего предмета

Условие. Ученик случайно дотронулся до горячего предмета и быстро отдёрнул руку. Нужно определить тип реакции и объяснить, почему она возникла без предварительного обучения.

1. Выделяем раздражитель: горячий предмет воздействовал на кожу.
2. Определяем характер реакции: рука быстро отдёрнулась в ответ на воздействие.
3. Проверяем, требовалось ли обучение: реакция не должна была предварительно закрепляться повторениями.

Ответ. Это безусловный рефлекс. Он является врождённой защитной реакцией и возникает без предварительного обучения; повторный опыт может сделать человека осторожнее, но не создаёт саму основу этой реакции.

Слюноотделение на звонок

Условие. Перед кормлением собаки несколько раз звонили в колокольчик, а затем давали корм. Позже слюноотделение начиналось уже при звуке колокольчика; нужно объяснить образование реакции и назвать подкрепление.

1. Звук колокольчика сначала был новым сигналом и сам по себе не вызывал слюноотделения.
2. Звонок повторно сочетали с кормом, который вызывал безусловную пищевую реакцию.
3. После повторений звук стал связан с кормлением и начал вызывать слюноотделение.

Ответ. Сформировался условный рефлекс. Подкреплением служил корм: его сочетание со звуком помогло нервной системе установить связь между сигналом и пищей.

Тренированная последовательность движений

Условие. После длительной тренировки спортсмен автоматически выполняет последовательность движений, но при изменении условий сбивается. Нужно объяснить роль повторения и торможения в закреплении и перестройке движений.

1. Регулярное выполнение закрепляет связи между сигналами и отдельными действиями, поэтому движения становятся привычными.
2. При обычных условиях возбуждение поддерживает усвоенную последовательность, и спортсмен может выполнять её без постоянного обдумывания каждого шага.
3. Новые условия меняют значимость сигналов; торможение ограничивает прежний ответ и позволяет учиться другой последовательности.

Ответ. Повторение укрепляет динамический стереотип — устойчивую систему привычных реакций и действий. При изменении условий прежний порядок может временно нарушиться, потому что его нужно затормозить и перестроить с учётом новых сигналов.

Типичные ошибки

Ошибка — считать условный рефлекс врождённым. Её допускают, потому что после закрепления реакция может казаться автоматической и не требующей усилий. Проверьте себя вопросом: нужно ли было связывать сигнал с опытом? Если да, рефлекс приобретённый.

Ошибка — называть любую реакцию на раздражитель условным рефлексом. Так рассуждают, принимая слово «условный» за общее обозначение ответа организма. Чтобы проверить ответ, выясните, была ли реакция до обучения: врождённая реакция на определённый раздражитель относится к безусловным.

Ошибка — полагать, что условный рефлекс обязательно возникает после одного сочетания. Обычно связь формируется при повторениях, а подкрепление помогает ей закрепиться. Уточните, повторялось ли соединение сигнала с безусловным раздражителем; если нет, объяснение сформированной реакции может быть неверным.

Ошибка — смешивать первую и вторую сигнальные системы. Путаница возникает потому, что слова тоже воспринимаются органами чувств, например как звук или надпись. Проверка простая: непосредственный сигнал от предмета относится к первой системе, а слово как обозначение предмета — ко второй.

Связь с другими темами

Для понимания высшей нервной деятельности нужны знания о строении и функциях нервной системы, роли головного мозга и рефлекторной дуге. Также важно знать, как органы чувств воспринимают раздражители и передают информацию в нервную систему. Эти основы помогают проследить путь от сигнала до реакции.

Тема объясняет, как появляются навыки, привычки и способы поведения, а также почему повторение помогает обучению. Роль слов в сигнальной системе связывает физиологию с речью и общением: человек может учиться по объяснению и реагировать на сообщения о событиях.

Представления о возбуждении и торможении пригодятся при изучении нервной регуляции и индивидуальных особенностей поведения. С их помощью можно объяснить, почему реакции усиливаются, ослабевают или меняются в новых условиях. Это также помогает понимать, что поведение зависит и от опыта, и от состояния организма.

Что запомнить

• Высшая нервная деятельность обеспечивает сложное поведение и приспособление организма.
• Безусловные рефлексы врождённые, условные приобретаются в течение жизни.
• Условный рефлекс формируется при сочетании нового сигнала с безусловным раздражителем.
• Повторение и подкрепление способствуют закреплению условного рефлекса.
• Условные рефлексы могут ослабевать и угасать, если подкрепление прекращается.
• Первая сигнальная система связана с непосредственными сигналами, вторая — со словами.