Контрольная работа по "Биологии"

1. Высшая нервная деятельность. Общая характеристика высшей нервной деятельности. Безусловные и условные рефлексы. Образование и биологическое значение условных рефлексов. Торможение условных рефлексов. Высшая нервная деятельность человека, ее сходство и различие с высшей нервной деятельностью животных.

Высшая нервная  деятельность – сложная форма  жизнедеятельности, обеспечивающая индивидуальное поведенческое приспособление человека и высших животных к изменяющимся условиям окружающей среды. Понятия  высшая нервная деятельность введено  великим русским физиологом И.П. Павловым в связи с открытием  условного рефлекса как новой, не известной до этого формы нервной  деятельности.

Истоки противопоставления высшей и низшей форм нервной деятельности восходят к идеям древнегреческого мыслителя Сократа о существовании  у животных «низшей формы души», отличающейся от души человека, обладающей «мыслительной силой». Долгие столетия представления о «душе» человека и непознаваемости его психической  деятельности оставались в умах людей  неразрывными. Лишь в 19 в. в трудах отечественного ученого, основоположника современной  физиологии И.М. Сеченова был раскрыт  рефлекторный характер деятельности головного  мозга. В книге «Рефлексы головного  мозга», вышедшей в 1863 г., он первым сделал попытку объективного изучения психических  процессов. Идеи И.М. Сеченова блестяще развил И.П. Павлов. На основе разработанного им метода условных рефлексов он показал  пути и возможности экспериментального изучения коры больших полушарий, играющих ключевую роль в сложных процессах  психической деятельности. Основными  процессами, динамично сменяющими друг друга в центральной нервной  системе, являются процессы возбуждения  и торможения. В зависимости от их соотношения, силы и локализации  строятся управляющие влияния коры. Функциональной единицей высшей нервной  деятельности является условный рефлекс.

У человека кора больших полушарий головного  мозга выполняет роль «распорядителя и распределителя» всех жизненных функции (И. П. Павлов). Это обусловлено тем, что в ходе филогенетического развития происходит процесс кортикализации функций. Он выражается во все большем подчинении соматических и вегетативных отправлений организма регуляторным влияниям коры мозга. В случае гибели нервных клеток в значительной части коры головного мозга человек оказывается нежизнеспособным и быстро погибает при заметном нарушении гомеостаза важнейших вегетативных функций.

Учение о  высшей нервной деятельности - одно из величайших достижений современного естествознания: оно положило начало новой эпохе в развитии физиологии; имеет большое значение для медицины, так как полученные в эксперименте результаты послужили отправным  пунктом физиологического анализа  и патогенетического лечения (например, сном) некоторых заболеваний центральной нервной системы человека; для психологии, педагогики, кибернетики, бионики, научной организации труда и многих других отраслей практической деятельности человека.

Одним из основных элементарных актов высшей нервной  деятельности является условный рефлекс. Биологическое значение условных рефлексов  заключается в резком расширении числа сигнальных, значимых для организма  раздражителей, что обеспечивает несравненно  более высокий уровень адаптивного (приспособительного) поведения.

Условно-рефлекторный механизм лежит в основе формирования любого приобретенного навыка, в основе процесса обучения. Структурно-функциональной базой условного рефлекса служат кора и подкорковые образования  мозга.

Сущность  условно-рефлекторной деятельности организма  сводится к превращению индифферентного  раздражителя в сигнальный, значащий, благодаря многократному подкреплению раздражения безусловным стимулом. Благодаря подкреплению условного стимула безусловным ранее индифферентный раздражитель ассоциируется в жизни организма с биологически важным событием и тем самым сигнализирует о наступлении этого события. При этом в качестве эффекторного звена рефлекторной дуги условного рефлекса может выступать любой иннервируемый орган. В организме человека и животных нет органа, работа которого не могла бы измениться под влиянием условного рефлекса. Любая функция организма в целом или отдельных его физиологических систем может быть модифицирована (усилена или подавлена) в результате формирования соответствующего условного рефлекса.

В формировании, укреплении условного рефлекса различают  две стадии: начальную (генерализация  условного возбуждения) и конечную — стадию упроченного условного  рефлекса (концентрация условного возбуждения).

Начальная стадия генерализованного условного возбуждения в сущности является продолжением более общей универсальной реакции организма на любой новый для него раздражитель, представленной безусловным ориентировочным рефлексом. Ориентировочный рефлекс — это генерализованная многокомпонентная сложная реакция организма на достаточно сильный внешний раздражитель, охватывающая многие его физиологические системы, включая и вегетативные. Биологическое значение ориентировочного рефлекса заключается в мобилизации функциональных систем организма для лучшего восприятия раздражителя, т. е. ориентировочный рефлекс носит адаптивный (приспособительный) характер. Внешне ориентировочная реакция, названная И. П. Павловым рефлексом «что такое?», проявляется у животного в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы в сторону стимула. Такая реакция — результат широкого распространения возбудительного процесса из очага начального возбуждения, вызванного действующим агентом, на окружающие центральные нервные структуры. Ориентировочный рефлекс в отличие от других безусловных рефлексов быстро угнетается, подавляется при повторных применениях стимула.

Начальная стадия образования условного рефлекса состоит в формировании временной  связи не только на данный конкретный условный раздражитель, но и на все  родственные ему по характеру  стимулы. Нейрофизиологический механизм заключается в иррадиации возбуждения из центра проекции условного раздражителя на нервные клетки окружающих проекционных зон, близких в функциональном отношении клеткам центрального представительства условного раздражителя, на который образуется условный рефлекс. Чем дальше от начального исходного очага, вызванного основным стимулом, подкрепляемым безусловным стимулом, находится зона, охваченная иррадиацией возбуждения, тем меньше вероятность активации этой зоны. Следовательно, на начальной стадии генерализации условного возбуждения, характеризуемой обобщенной генерализованной реакцией, условно-рефлекторный ответ наблюдается на сходные, близкие по смыслу стимулы как результат распространения возбуждения из проекционной зоны основного условного стимула.

По мере укрепления условного рефлекса процессы иррадиации возбуждения сменяются процессами концентрации, ограничивающими очаг возбуждения только зоной представительства основного стимула. В результате наступает уточнение, специализация условного рефлекса. На конечной стадии упроченного условного рефлекса происходит концентрация условного возбуждения: условно-рефлекторная реакция наблюдается лишь на заданный стимул, на побочные близкие по смыслу раздражители — прекращается. На стадии концентрации условного возбуждения происходит локализация возбудительного процесса только в зоне центрального представительства условного стимула (реализуется реакция лишь на основной стимул), сопровождаемая торможением реакции на побочные стимулы. Внешним проявлением этой стадии является дифференцирование параметров действующего условного стимула — специализация условного рефлекса.

Функционирование  условно-рефлекторного механизма  базируется на двух основных нервных  процессах: возбуждения и торможения. При этом по мере становления, упрочения  условного рефлекса возрастает роль тормозного процесса.

В зависимости  от природы физиологического механизма, лежащего в основе тормозного эффекта  на условно-рефлекторную деятельность организма, различают безусловное (внешнее  и запредельное) и условное (внутреннее) торможение условных рефлексов.

Внешнее торможение условного рефлекса возникает под  действием другого постороннего условного или безусловного раздражителя. При этом основная причина подавления условного рефлекса не зависит от самого тормозимого рефлекса и не требует специальной выработки. Внешнее торможение наступает при первом предъявлении соответствующего сигнала.

Запредельное  торможение условного рефлекса развивается либо при чрезмерно большой силе стимула, либо при низком функциональном состоянии центральной нервной системы, на уровне которого обычные пороговые раздражители приобретают характер чрезмерных, сильных. Запредельное торможение имеет охранительное значение.

Биологический смысл безусловного внешнего торможения условных рефлексов сводится к обеспечению реакции на главный, наиболее важный для организма в данный момент времени, стимул при одновременном угнетении, подавлении реакции на второстепенный стимул, в качестве которого в этом случае выступает условный стимул.

Условное (внутреннее) торможение условного рефлекса носит  условный характер и требует специальной  выработки. Поскольку развитие тормозного эффекта связано с нейрофизиологическим механизмом образования условного  рефлекса, такое торможение относится  к категории внутреннего торможения, а проявление этого типа торможения связано с определенными условиями (например, повторное применение условного  стимула без подкрепления), такое  торможение является и условным.

Биологический смысл внутреннего торможения условных рефлексов состоит в том, что  изменившиеся условия внешней среды (прекращение подкрепления условного  стимула безусловным) требует соответствующего адаптивного приспособительного изменения в условно-рефлекторном поведении. Условный рефлекс угнетается, подавляется, поскольку перестает быть сигналом, предвещающим появление безусловного стимула.

Различают четыре вида внутреннего торможения: угасание, дифференцировка, условный тормоз, запаздывание.

Если условный раздражитель предъявляется без  подкрепления безусловным, то через некоторое время после изолированного применения условного стимула реакция на него угасает. Такое торможение условного рефлекса называется угасательным (угасание). Угасание условного рефлекса — это временное торможение, угнетение рефлекторной реакции. Оно не означает уничтожение, исчезновение данной рефлекторной реакции. Спустя некоторое время новое предъявление условного стимула без подкрепления его безусловным вначале вновь приводит к проявлению условно-рефлекторной реакции.

Если у  животного или человека с выработанным условным рефлексом на определенную частоту звукового стимула (например, звук метронома с частотой 50 в  секунду) близкие по смыслу раздражители (звук метронома с частотой 45 или 55 в секунду) не подкреплять безусловным стимулом, то условно-рефлекторная реакция на последние угнетается, подавляется (первоначально условная реакция наблюдается и на эти частоты звукового раздражения). Такой вид внутреннего (условного) торможения называют дифференцировочным торможением (дифференцировка). Дифференцировочное торможение лежит в основе многих форм обучения, связанных с выработкой тонких навыков.

Если условный стимул, на который образован условный рефлекс, применяется в комбинации с некоторым другим стимулом и  их комбинация не подкрепляется безусловным  стимулом, наступает торможение условного  рефлекса, вызываемого этим стимулом. Этот вид условного торможения называется условным тормозом.

Запаздывательное торможение наступает тогда, когда подкрепление условного сигнала безусловным раздражителем осуществляется с большим опозданием (2—3 мин) по отношению к моменту предъявления условного раздражителя.

Безусловные рефлексы — постоянные врожденные реакции организма на определенные воздействия внешнего мира, осуществляемые при посредстве нервной системы  и не требующие специальных условий  для своего возникновения.

Все безусловные  рефлексы по степени сложности и  выраженности реакций организма  разделяют на простые и сложные; в зависимости от вида реакции  — на пищевые, половые, оборонительные, ориентировочно-исследовательские  и др.; в зависимости от отношения  животного к раздражителю — на биологически положительные и биологически отрицательные. Безусловные рефлексы возникают главным образом под влиянием контактного раздражения: пищевой безусловный рефлекс— при попадании пищи в рот и воздействии ее на рецепторы языка; оборонительный — при раздражении болевых рецепторов. Однако возникновение безусловных рефлексов возможно и под влиянием таких раздражителей, как звук, вид и запах предмета. Так, половой безусловный рефлекс возникает под влиянием специфического полового раздражителя (вид, запах и другие раздражители, исходящие от самки или самца). Ориентировочно - исследовательский безусловный рефлекс возникает всегда в ответ на внезапный малоизвестный раздражитель и проявляется обычно в повороте головы и движении животного в сторону раздражителя. Биологический смысл его заключается в обследовании данного раздражителя и всей внешней окружающей обстановки.

К сложным  безусловным рефлексам относятся  такие, которые имеют циклический  характер и сопровождаются различными эмоциональными реакциями. К таким  рефлексам часто относят инстинкты.

Безусловные рефлексы служат основой для образования  условных рефлексов. Нарушение или  извращение безусловных рефлексов  обычно связано с органическими  поражениями головного мозга; исследование безусловных рефлексов проводится для диагностики ряда заболеваний  центральной нервной системы

Основные  закономерности высшей нервной деятельности были установлены в опытах на животных. Но в большинстве своем они  свойственны и человеку. В нервной  системе человека постоянно взаимодействуют  процессы торможения и возбуждения. Происходит торможение рефлексов, различение раздражений. Условные рефлексы у человека начинают вырабатываться с первых же дней жизни.