 |
Методологические основы физиологии ВНД
|
|
|
|
Современная наука о ВНД основывается на трех базисных научных положениях (теориях):
· теория рефлекторности,
· теория отражения,
· теория системной деятельности мозга.
ТЕОРИЯ РЕФЛЕКТОРНОСТИ
Понятие о рефлекторности и рефлексе впервые были изложены Рене Декартом.
Сам термин «рефлекс» был введен в 18 веке чешским физиологом Йиржи Прохаски. В дальнейшем английский анатом Ч. Белл и французский физиолог Ф. Мажанди превратили понятие о рефлексе в научный факт - закон Белла - Мажанди: переход нервного возбуждения по афферентным нервам через спинной мозг на эфферентные нервы, т.е. была определена анатомическая структура рефлекса. Английский врач М. Холл и немецкий физиолог И. Мюллер, ввели понятие рефлекторная дуга, которая так же состояла из трех частей. Только в конце XIX, начале XX веков рассмотрение рефлекторной деятельности становится на рельсы эволюционной биологии.
В дальнейшем И.М. Сеченов (1829 – 1905) внедрил эволюционный подход в изучение физиологии мозга. Он охарактеризовал рефлекс, как своеобразную форму взаимодействия организма со средой и выделял два вида рефлексов:
· постоянные;
· · врожденные, осуществляемые низшими отделами нервной системы (чистые рефлексы);
· · рефлексы головного мозга – изменчивые, преображаемые в течение жизни, которые одновременно являются и физиологическим и психологическим явлением.
Материальный субстрат рефлекторных актов – динамика основных нервных процессов возбуждения и торможения.
И.М. Сеченов поднялся до распространения рефлекторного принципа на психические явления и рассматривал рефлекс как психофизиологический феномен. Методом исследования конкретных механизмов поведения стал метод условного рефлекса открытый И.П. Павловым, который сформулировал его на основе научных предвидений И.М. Сеченова. Сущность Павловского учения в активном взаимодействии организма со средой, которое проявляется в таких физиологических формах отражения как раздражимость (общее свойство живой природы); чувствительность – способность направленно взаимодействовать с окружающей средой в форме ощущений, возбудимости, переживаемости и т.д.
|
|
|
Активное взаимодействие организма со средой осуществляется по рефлекторному принципу (целостная реакция всей ЦНС). Всю сложную нервную деятельность описывал в виде 2 механизмов: механизм сигнальных систем (анализаторов); механизм образования временной связи (условного рефлекса).
Основные черты рефлекторной теории Павлова (1932 г.) - три основных рефлекторных принципа ВНД: принцип детерминизма (причинности); принцип структурности и принцип анализа и синтеза.
Принцип детерминизма гласит: нет действия без причины. Каждый акт нервной деятельности вызван определенной причиной. Эта причина - воздействие или из внешнего мира или из внутренней среды организма. Результат рефлекторной деятельности – приспособление внешних условий к потребностям организма. Внутренняя деятельность всегда причинно-обусловленный закономерный акт на внешнее воздействие.
Принцип структурности: каждый физиологический акт нервной деятельности приурочен к морфологической структуре. Расположение динамики нервных процессов возбуждения, торможения, вызываемых внешним сигналом, распределяются в пространстве структуры мозга. Однотипные внешние сигналы вызывают раздражение в одних и тех же структурах мозга. Это структура постоянных нервных связей, является субстратом безусловного рефлекса. На изменяющееся внешние раздражители возникает динамическая функциональная структура, приобретаемая в процессе индивидуального опыта. Это структура временных связей, структура условного рефлекса.
|
|
|
Единый нервный субстрат состоит как из постоянных, так и из динамических структур. Эта структура может накапливать следы от определенной ситуации внешнего мира и преобразовывать их в блоки памяти (энграммы).
Принцип анализа и синтеза: оба эти процесса обеспечивают, с одной стороны, избирательную реакцию на отдельные сигналы среды (функция сенсорных систем - дифференцирование, фильтрация), а с другой - обеспечивается целостное восприятие всей совокупности воздействий. Анализ и синтез в рефлекторной деятельности - это превращение внешней среды во внутреннюю, и снова - во внешнюю деятельность. Процесс анализа и синтеза это активное преобразование внешнего во внутреннее.
ТЕОРИЯ ОТРАЖЕНИЯ
В основе теории отражения лежит положение диалектического материализма об объективности существующего вокруг нас материального мира. Отражение в биологических системах – продукт воспроизведения в преобразованном виде особенностей одной материальной системы в особенностях процессов другой материальной системы. Это представленность одного в другом, но в преобразованном виде. Отражение – следствие, результат, причина которого находится в окружающем мире.
Форма отражения действительности выражается в наших ощущениях, представлениях, понятиях. Она субъективна. Именно поэтому отражение зависит не только от действий объектов, но и от природы отражающей системы (от биологического организма).
Формы восприятия – субъективные образы объективного мира и они должен быть наиболее адекватны отражаемому объекту. Образ – упорядоченный результат познания субъектом соответствующих упорядоченных свойств, связей и отношений объекта. Прежде чем возникает образ и ответная реакция организма на этот образ, возникает восприятие сигнала. Сигнал – величина, представляющая физическое состояние системы или объекта. Процесс восприятия сигнала состоит из обнаружения, различия, выделения ряда физических характеристик, образующих данный класс сигналов.
Другой важный момент биологического отражения при восприятии - это выделение биологической значимости сигнала. Таким образом, живой организм заинтересован не только в оценке физических параметров этого сигнала, но и в оценке того, о чем эти параметры сигнализируют.
|
|
|
Выделение сигнала означает, что из окружающей среды в каждый момент времени извлекается не вся информация, а лишь самая необходимая для животного организма как отражающей системы. Сигнальный характер биологического отражения состоит в том, что организм изначально извлекает из окружающей среды только ту информацию, которая соответствует его имеющейся, фиксированной, врожденной программе и доминирующей в данный момент потребности.
Чтобы произошло приспособление организма к окружающей среде, он должен запомнить раздражители, которые действуют постоянно, заложить их в долговременную память. При многократном действии сигнала в организме формируется образ – след, который записывается в долговременную память в том случае, если вероятность воздействия сигнала была достаточно высокой. Образ – след служит эталоном оценки вновь поступающей информации, т.е. в нервной системе идет сличение информации от нового сигнала с прошлым опытом (образом - следом). Производится оценка соответствия нового образа с его образом – следом (нервной моделью объекта). Новый образ должен быть максимально приближен к уже имеющемуся опыту.
В животном мире наиболее полной и точной способностью к отражению обладают высшие животные и человек с его способностью к абстрактному мышлению.
Преобразование информации в сенсорной системе, зависит не только от свойств и состояния этой сенсорной системы, но и от всех влияний, воспринимавшихся ранее мозгом и хранящимися в памяти. Прошлый опыт влияет на восприятие мозгом вновь поступающей информации. Эти влияния меняют избирательность в работе сенсорной системы, настройку сенсорной системы, подвижность, за счет обратных связей, и системы межсенсорной интеграции. При восприятии сигнала в мозгу кодируется пространственно-временная структура объекта, в форме определенной нервной модели.
|
|
|
Нервная модель – нейродинамическая система, в которую входят различные структуры головного мозга, находящиеся на разных расстояниях в пространстве, соединенных между собой функциональными связями параллельно или последовательно. Но нервная модель это еще не образ, т.к. нервная модель не обладает предметностью – это кодировка отражаемого внешнего объекта. Именно в нервной модели производиться абстрагирование от конкретного образа. Образ воспроизводит не состояние рецепторов или само качество нервных процессов, а особенности отражаемых реальных явлений. Суть этого этапа в том, что субъективный образ возникает на физиологической базе нервных моделей при декодировании информации и сопоставления ее с реальным объектом. Но на этом этапе остается открытым вопрос - как совершается превращение материальных нейродинамичных процессов в идеальный, субъективный образ, который проявляется в форме поведения, деятельности организма.
Субъективный характер отражения проявляется через нейродинамичный, рефлекторный акт (поведение) самого организма. В этом приспособительный сигнальный характер условно-рефлекторной деятельности. Но все поведение условным рефлексом не описывается.
Теория отражения основана на органическом единстве непосредственного восприятия и следов прошлого опыта. Отображенный образ существует для субъекта в субъективно идеальной форме, а отражение носит активный избирательный характер, т.к. оно определяется прошлым жизненным опытом субъекта и его доминирующей, на данный момент, потребностью. Внешний мир отражается субъектом в формах его деятельности, поведения. Это поведение направленно на сохранение целостности организма (выживание) при активном взаимодействии организма со средой.
ТЕОРИЯ СИСТЕМНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МОЗГА
Система – целое, составленное из частей, их соединение. Свойства системы: целостность – несводимость свойств системы к сумме ее частей; структурность – возможность описания системы через ее структуру; иерархичность – соподчинение составляющих элементов системы; взаимосвязь системы и среды.
Концепция о функциональной системе П.К. Анохина. Функциональная система – это динамическая организация из взаимно согласованных актов, объединенных ради достижения запрограммированного биологического результата.
Существует функциональные системы двух типов:
| 1 тип обеспечивает постоянство внутренней среды (гомеостаз) за счет саморегуляции внутри организма –АД. | 2 тип использует внешнее звено саморегуляции, обеспечивает приспособительный эффект через связь с внешним миром, через изменение поведения. |
|
|
|
ФС – временная совокупность различных нервных центров и периферических органов, объединенных в единое целое полезным для организма результатом, который эта система создает. Звенья ФС:
I. рецепторы, воспринимающие воздействие факторов внешней среды;
II. проводниковые аппараты, передающие сигналы от рецепторов;
III. центральные нейроны и их связи, обеспечивающие объединение функций;
IV. совокупность различных органов, изменение деятельности которых дает полезный приспособительный результат;
V. совокупность афферентных аппаратов, обеспечивающих обратную афферентацию.
Физиологическая организация поведенческого акта состоит из нескольких сменяющих друг друга стадий и связана с работой ФС.
I. Афферентный синтез – анализ имеющейся информации.
II. Принятие решения.
III. Акцептор результатов действия – это программа результата будущих событий.
IV. Эфферентный синтез – это программа конкретного действия и оценка достигнутого результата.
Концепция А.Р. Лурия о существовании основных функциональных блоков мозга основана на анализе клинических случаев средствами нейрофизиологии. Она сыграла значительную роль в учении о локализации функции. Выделяются три основных функциональных блока мозга.
Блок регуляции тонуса и бодрствования. В его состав входят ретикулярная формация среднего мозга, неспецифическая система таламуса, гиппокамп, хвостатое ядро, которое работает под мощным контролем коры больших полушарий. Это неспецифические системы мозга, ответственные за тонус и бодрствование.
Блок приема, переработки, хранения информации. Сюда входят все задние отделы коры – зрительная, слуховая, соматосенсорная, межпроекционная теменная ассоциативная область.
Блок программирования регуляции и контроля сложных форм деятельности. В его состав входят префронтальные отделы коры (лобные области, передние ассоциативные зоны). Их нарушение проявляется в нарушении высокого уровня регуляции психических процессов, проходящих с помощью системно-речевых функций, нарушение сигнальной регулирующей функции речи. Задние (теменные) и передние (префронтальные) ассоциативные зоны относятся к различным функциональным блокам и выполняют различные функции. Передняя ассоциативная зона выполняет более универсальную функцию общей регуляции поведения, чем теменные.
Получается, что в проблеме функциональной организации мозга остается противоречие. С одной стороны, любая простая психическая функция является результатом деятельности целого мозга (интегративным результатом деятельности). Но с другой стороны, повреждение некоторых мозговых участков несет за собой некомпенсируемый дефект функций.
|
|
|
