Эволюция (филогенез) высшей нервной деятельности.

И.М. Сеченов – основоположник эволюционной физиологии. Он пытался проследить развитие поведения животных и человека исторически.

Нервная система живых существ в процессе эволюции прошла долгий путь от совокупности примитивных рефлексов у простейших животных до сложной системы анализа и синтеза информации у высших приматов.

В условиях, где есть все для жизни, организм может существовать без нервной системы.

Для большинства организмов окружающий мир слишком нестабилен и требует постоянного приспособления к нему. Органом, обеспечивающим организму возможность приспособления к условиям среды, стала нервная система.

Простейшие организмы относятся к донервному этапу развития и их поведение генетически обусловлено.

Наиболее древним свойством нервной системы является способность распространять информацию.

У кишечно-полостных животных (гидры, медузы, полипы) впервые появляется слабо-дифференцированная нервная система. Она обеспечивает быструю реакцию всего организма на различные раздражители. Отвечают они всегда однотипно на действие любого раздражителя. Например, гидра на прикосновение или покачивание воды реагирует одинаково – сжимается. Гидру можно тренировать двигаться в определенном направлении.

  Следующим этапом в эволюции нервной системы стало появление нового качества – упреждающей адаптации, то есть способности организма заранее готовиться к изменению условий среды. Для этого у животных развивается разнообразные органы чувств.

Первые органы чувств возникли у беспозвоночных (червей, моллюсков). С появлением органов чувств возник универсальный код информации в нервной системе – биопотенциалы. Но чтобы организм мог выбрать самый важный импульс из многих, нужно было устройство, анализирующее информацию. У беспозвоночных чувствительные нейроны организуются в узлы или ганглии. У червей появляется головной ганглий, это сопровождается проявлением примитивных условных рефлексов. У дождевых червей можно хоть и медленно, на 400 повторов, вырабатывать условные рефлексы: перемещение в лабиринте в нужном направлении.

В постоянно меняющихся условиях простых адаптивных реакций для выживания недостаточно. Необходима система, которая сравнивала бы сигналы и производила выбор оптимальных для данных условий сигналов. Для чего организм в процессе эволюции приобретает новое свойство нервной системы – память. Объем памяти определяется числом нервных клеток, вовлекаемых в процесс запоминания. Минимальное число нейронов должно быть не менее ста. У моллюсков нервная система содержит до 18 тысяч нейронов в головном ганглии. У них проявляются такие формы научения как габитуация (привыкание) и сенситизация (Кэндол, 1980).

Из насекомых следует выделить пчел, обладающих невероятной способностью к обучению. У них выражена память на запахи, которые они запоминают после первого прилета к медоносам. Легко находят путь. У пчел вырабатываются все виды условного торможения. У них высокий уровень аналитико-синтетической деятельности; такой же как у высокоорганизованных млекопитающих. Правда, дело не только в уровне развития нервной системы, а в заложенных генетических программах.

У позвоночных выход на сушу и действие гравитации предъявили новые требования к нервной системе.

Впервые основные признаки ЦНС формируются у миног. У них есть рецепторные системы, а головной мозг усложняется и состоит из конечного, промежуточного, среднего, ромбовидного и мозжечка.

Выход на сушу является важнейшим эволюционным событием. Для синхронизации управления рецепторными, двигательными системами, поведением на базе различных отделов мозга возникли ассоциативные центры.

Класс рептилий является узловым этапом эволюции. С него начинается корковая линия формирования мозга.

У птиц увеличиваются передние отделы мозга – это определяет их математические способности. Но звери в целом умнее птиц.

У млекопитающих формируется ассоциативные таламо-кортикальные связи. В ассоциативных центрах устанавливается функция контроля за работой сенсорных систем.

Высокий уровень интеллекта отмечен у морских млекопитающих, так, дельфин обучается с одного предъявления условного сигнала.

Важнейшим прогрессом является развитие новой коры у приматов. Главной особенностью мозга приматов является высокое развитие ассоциативных систем и объединение кортико-кортикальными путями в единую интегративную систему мозга, что и объясняет высокий уровень ВНД у некоторых видов обезьян: задатки интеллекта, сложные формы поведения. Память, когнитивное обучение у обезьян, имеют все формы: а) образное поведение; б) рассудочная деятельность; в) вероятность прогнозирования. Зоны Бродмана, ответственные за речь, у обезьян достаточно хорошо развиты. Зрительная память у шимпанзе лучше развита, чем у человека.

У человека мозг иерархически делится на 3 отдела в связи с этапами его эволюционного развития:

1) древний мозг – соответствует уровню развития рептилий, он обеспечивает врожденные поведенческие акты и выживание в постоянный среде.

2) старый мозг – включает структуры лимбической системы, обеспечивает формирование эмоций, памяти и простых когнитивных форм поведения.

3) новый мозг – обеспечивает произвольные формы деятельности организма, прогнозирование поведения.

Как говорил американский физиолог Мак Лин: «Не следует забывать, что в каждом человеке присутствует мозг крокодила и лошади; и с этим следует считаться».

 

Список литературы по курсу:

Учебники и учебные пособия

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. - СПб.: Лань, 2002

2. Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. - М.: Мир, 1988

3. Вартанян И.А. Физиология сенсорных систем - СПб.: Лань, 1999

4. Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности. - Ростов-н/Д: Феникс, 1999

5. Лупандин В.И., Сурнина О.Е. Основы сенсорной физиологии. Екатеринбург. 2001

6. Недоспасов В.О. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. Учебное пособие. - М.: УМК «Психология», 2006

7. Нормальная физиология человека / Под ред. Ткаченко Б.И.- М.: Медицина, 2005

8. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем / Под ред. Судакова К.В. - М.: Медицинское информационное агентство, 1999

9. Основы сенсорной физиологии / Под ред. Шмидта Р. - М.: Мир, 1984

10. Смирнов В.М., Будылина С.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность. Учебное пособие. - М.: Академия, 2009

11.  Тамар Г. Основы сенсорной физиологии. - М.: Мир. 1976

12.  Физиология человека: В 3 т. / Под ред. Шмидта Р. Тевса Г. - М.: Мир, 1996

13.  Циркин В.И., Трухина С.И., Физиологические основы психической деятельности и поведения человека. - М: Медицинская книга, Н.Новгород, НГМА, 2001

14.  Шеперд Г. Нейробиология: В 2 т. - М.: Мир, 1987

15.  Шульговский В.В. Физиология высшей нервной деятельности с основами нейробиологии. М.: Академии, 2003

16.  Яковлев В.Н., Есауленко И.Э., Сергиенко А.В. и др. Нормальная физиология в 3.т., учебное пособие, М: Академия, 2009