Структурно - функциональная организация коры головного мозга. Вегетативная нервная система.

1. Строение и функции коры больших полушарий.

Наиболее развитая часть головного мозга — его большие полушария. Большие полушария — парное образование, состоящее из правой и левой половин, соединенных между собой так называемым мозолистым телом. Снаружи большие полушария покрыты тонким слоем серого мозгового вещества толщиной 3—4 мм. Этот слой серого вещества называется корой больших полушарий. Остальная часть полушарий представляет собой белое мозговое вещество и состоит из нервных волокон, которые соединяют отдельные участки полушарий (ассоциативные волокна) и одно полушарие с другим (спаечные волокна)
В коре насчитывается около 15 миллиардов нейронов (т. е. в 4 раза больше, чем людей на Земле) различного размера, формы и строения и составляют 6 слоев, различающихся по своим функциям. Благодаря своим отросткам и синапсам клетки коры вступают в многочисленные контакты друг с другом. Поэтому кора представляет собой единое, слаженно действующее целое. Нервные клетки коры не могут делиться, т. е. размножаться. У новорожденного ребенка то же количество нервных клеток, что и у взрослого. Развитие идет по пути усложнения строения клеток и увеличения количества контактов между ними. Начиная же с 30—35 лет количество нервных клеток уменьшается: по подсчетам ученых, ежедневно гибнет до 50000 и более нервных клеток.
Кора — непосредственная материальная основа психических процессов у животных, мышления и сознания у человека. Собака, лишенная больших полушарий,— глубокий инвалид. Что касается человека, то можно наблюдать поведение ребенка в крайне редких случаях, когда дети рождаются без больших полушарий. Эти дети обычно погибают вскоре после рождения. Зарегистрирован всего один случай, когда такой ребенок прожил почти 4 года. Он все время находился в полусонном состоянии, абсолютно не реагировал на внешние раздражения, но он сосал грудь матери, а затем соску и потому существовал.
Поверхность больших полушарий не гладкая, а имеет складчатый вид, изрезана большим количеством борозд и извилин, наличие которых значительно увеличивает площадь коры. Площадь коры - 1700-2000 см². В коре обоих полушарий головного мозга различают четыре части: лобную, затылочную, теменную и височную (рис.3).

Рис. 3. Отделы головного мозга.

 

 

 

 

 

Лобные доли — высшие отделы человеческого мозга, достигают своего полного развития лишь у человека. У человека они занимают 29 процентов поверхности коры, в то время как у человекообразной обезьяны -16, у собаки — 7, у кошки — 3 процента. Лобные доли, играют важнейшую роль в организации целенаправленной деятельности, подчинении ее стойким намерениям, побудительным причинам (мотивам). При поражении лобных долей целенаправленное осмысленное поведение становится невозможным, любое случайное отвлекающее обстоятельство побуждает к неоправданному поведению. Такой больной не может сосредоточиться на цели, он ведет себя как автомат: увидел лестницу — идет по ней, увидел проходящего мимо человека — непроизвольно пошел за ним, увидел звонок — позвонил; он может зайти, как в дверь, в открытые дверцы шкафа, а потом долго беспомощно стоять там. Он не может решить простейшей арифметической задачи, хотя примеры на сложение и вычитание решает, не может активно писать при сохранности техники письма и т. д.
Остальные доли ведают приемом, переработкой и хранением информации, поступающей от органов чувств. В затылочной доле находятся центры зрения, в височной — центры слуха и обоняния, в теменной — центры кожных ощущений (тепла, холода, давления).
Область передней центральной извилины — моторная (или двигательная) область коры, причем верхняя ее часть управляет движением ног, середина — движениями рук, нижняя — движениями лица. Клетки премоторной зоны, лежащие перед передней центральной извилиной, обеспечивают объединение отдельных движений в плавный поток. При поражении клеток этой зоны движения теряют плавность, производятся рывками и толчками. При поражении более глубоких слоев этой зоны человек оказывается не в состоянии прекратить раз начавшееся монотонное движение и продолжает его, часто вплоть до полного изнеможения. Например, начав писать цифру «3», он не может остановиться и чертит бесконечное количество кружочков, сам удивляясь невозможности прекратить движение. Другой больной, начав строгать доску, оказался не в состоянии закончить работу, острогал доску до конца и принялся строгать верстак'
Правое и левое полушария головного мозга в отношении осуществляемых функций не являются симметричными. Они «ведают» противоположными половинами тела (левое полушарие — правой половиной тела, и наоборот). Центры речи расположены в левом полушарии (правое полушарие в этом смысле «немое» и «глухое»). Левое полушарие отвечает также за логическое мышление, письмо, счет. Доминирует у правшей. Правое полушарие участвует в распознавании зрительных, музыкальных образов, формы и структуры предметов, в сознательной ориентации в пространстве. Доминирует у левшей.
Можно выделить и другие участки, или поля (группы клеток, отличающихся специфической формой, величиной и строением), работа которых связана с теми или иными психическими проявлениями. Подобная специализация групп нервных клеток, выражающаяся в том, что они играют различную роль и выполняют различные функции, называется локализацией функций («локализация» — от латинского слова «локос» — место, приуроченность явления к определенному месту). В XIX в. психологи и физиологи очень увлеклись идеей локализации психических функций и поисками соответствующих «центров». Появились карты мозга, напоминающие мозаику или лоскутное одеяло. Сначала таких центров насчитывали 52, а впоследствии больше 100. Считалось, что каждой психической функцией ведает один и притом строго определенный участок мозга. Были попытки даже обозначить центры тех или иных способностей и черт характера (даже таких, как «агрессивность», «добродушие», «бережливость», «остроумие», «любовь к животным» и т. д.). Дальнейшие исследования показали ошибочность всех этих представлений. Ни о какой узкой локализации не может быть и речи. Особенно это касается высших психических функций, таких, как мышление, память, воображение. В их осуществлении принимает участие не одна зона коры, а целая система взаимосвязанных зон, и каждая играет свою особую роль. По этой причине при частичном разрушении одного из участков мозга дефект компенсируется за счет других сохранившихся участков. Наиболее впечатляющий пример такой компенсаторной деятельности мозга — жизнь Луи Пастера, известно го ученого, прославившегося своими исследованиями в борьбе против бешенства. Мозговое кровоизлияние в возрасте 46 лет уничтожило у него кору правого полушария. Пастер умер через 27 лет после кровоизлияния, причем эти годы были годами его творческого подъема. Исследование его мозга показало, что он творил в сущности одним левым полушарием.
Итак, локализация функции в коре головного мозга человека не дает оснований считать, что отдельные области коры функционируют изолированно друг от друга. Кора больших полушарий объединяет деятельность отдельных центров в одно целое.

 

2. Вегетативная нервная система.

Вегетат и вная н е рвная сист е ма, часть нервной системы, регулирующая деятельность органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения, размножения, а также обмен веществ и тем самым функциональное состояние всех тканей организма позвоночных животных и человека. По ряду анатомических и физиологических признаков вегетативную нервную систему делят на две части: симпатическую и парасимпатическую. Центры симпатической нервной системы находятся в грудных и поясничных сегментах спинного мозга. Центры парасимпатической нервной системы расположены в среднем и продолговатом мозге и в крестцовых сегментах спинного мозга. Главный нерв парасимпатического отдела передающий её влияние ко многим органам тела,— блуждающий нерв. Высший контроль над вегетативной нервной системой осуществляется центрами больших полушарий головного мозга, которые обеспечивают целостное реагирование организма и поддерживают необходимое соответствие интенсивности основных жизненных процессов — обмена веществ, кровообращения, дыхания и др. — текущим потребностям организма. Возбуждение симпатического отдела способствует интенсивной деятельности организма; возбуждение парасимпатического отдела, наоборот, способствует восстановлению затраченных организмом ресурсов. На многие органы симпатический и парасимпатический отделы оказывают противоположное влияние, являясь функциональными антагонистами. Так, под влиянием импульсов, приходящих по симпатическим нервам, учащаются и усиливаются сокращения сердца, повышается давление крови в артериях, расщепляется гликоген в печени и мышцах, увеличивается содержание глюкозы в крови, расширяются зрачки, повышается чувствительность органов чувств и работоспособность центральной нервной системы, суживаются бронхи, тормозятся сокращения желудка и кишечника, уменьшается секреция желудочного сока и сока поджелудочной железы, расслабляется мочевой пузырь и задерживается его опорожнение. Под влиянием импульсов, приходящих по парасимпатическим нервам, замедляются и ослабляются сокращения сердца, понижается артериальное давление, снижается содержание глюкозы в крови, возбуждаются сокращения желудка и кишечника, усиливается секреция желудочного сока и сока поджелудочной железы и др. Деятельность и состояние некоторых органов находятся под контролем только симпатических нервов: таковы потовые железы, большинство кровеносных сосудов (исключая сосуды языка, слюнных желёз и половых органов, для которых сосудосуживающими являются симпатические нервы, а сосудорасширяющими — парасимпатические нервы), надпочечники, матка. Роль симпатического отдела в приспособлении организма к различным жизненным ситуациям, требующим напряжения сил. В опасных для жизни, чрезвычайных условиях, угрожающих самому существованию организма и требующих напряжения всех его сил (например, при удушье, кровопотере, нападении врага, травме и т.п.), а также и при эмоциональных реакциях приходит в состояние возбуждения. Этим объясняются как учащение и усиление сердечных сокращений, расширение кожных сосудов и покраснение лица при радости, так и побледнение кожных покровов, потоотделение, появление гусиной кожи, торможение желудочной секреции и изменение кишечной перистальтики при страхе, расширение зрачков при гневе, болевых ощущениях и др.

Рис. 4. Вегетативная нервная система (красный цвет-симпатический отдел, синий цвет - парасимпатический отдел).

 

Вопросы и задания.

1. Каково строение коры больших полушарий?

2. От чего зависят умственные способности человека?

3. Могут ли восстанавливаться клетки нервной системы?

4. Какие функции выполняют полушария головного мозга?

5. Каковы особенности строения вегетативной нервной системы?

6. Из каких частей состоит вегетативная нервная система и каковы анатомические и функциональные различия между ними?

7. Как осуществляется регуляция деятельности внутренних органов?

 

 

Лекция №4

Основы учения о высшей нервной деятельности. Теория ВНД. Условия и механизмы образования условных рефлексов.

1. И. М. Сеченов и И. П. Павлов - создатели учения о высшей нервной деятельности.

Мыслители прошлого Платон, Гиппократ высказывали предположение о связи мозга с психической деятельностью человека. Мозг называли «седалищем души». Во втором веке до н. э. римский врач К. Гален создал свою теорию. Он считал, что все впечатления из внешнего мира входят в мозг человека через глаза по особым воздушным путям. Теория просуществовала 15 веков. Началом подлинно научного этапа изучения мозга и психической деятельности человека явилась работа И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» (все психические акты - есть рефлексы). И. П. Павлов создал новое направление в физиологии - физиологию высшей нервной деятельности (ВНД). Период научной деятельности И.П. Павлова в физиологии назван Павловским. Началом этого периода является переход физиологии от изучения процессов, считавшихся чисто физиологическими, к процессам психическим. Этому периоду свойственно: 1) изучение организма в его целостности и естественных условиях; 2) признание за корой головного мозга ведущей роли во взаимодействии организма со средой и во всех жизненных процессах; 3) идея нервизма, т. е. признание ведущей роли нервной системы в различных проявлениях деятельности организма. Учение об условных рефлексах разработал И. П. Павлов. Это учение лежит в основе физиологии ВНД. Физиология ВНД изучает механизм деятельности больших полушарий головного мозга, обеспечивающих наиболее оптимальное взаимодействие организма с окружающей средой. Физиология ВНД дает возможность обосновать научные основы обучения и воспитания ребенка, объяснить особенности его поведения.

2. Образование условных рефлексов.

Проведенные И. П. Павловым многочисленные опыты показали, что основу выработки условных рефлексов составляют импульсы, поступающие по афферентным волокнам из экстеро- или итерорецепторов. Для их образования необходимы следующие условия: 1) действие индифферентного (в будущем условного) раздражителя должно предшествовать действию безусловного раздражителя (для оборонительного двигательного рефлекса минимальное время равно 0,1 сек.). При другой последовательности рефлекс не вырабатывается или бывает очень слабым и быстро угасает; 2) в течение какого - то времени действие условного раздражителя должно сочетаться с действием безусловного раздражителя (т. е. условный раздражитель подкрепляется безусловным). Такое сочетание действия раздражителей следует повторять неоднократно; 3) нормальная функция коры больших полушарий, отсутствие болезненных процессов в организме и посторонних раздражителей. В противном случае, кроме вырабатываемого подкрепляемого рефлекса, будет возникать еще и ориентировочный, или рефлекс внутренних органов (кишечника, мочевого пузыря и др.).

3. Механизм образования условных рефлексов.

 

При действии безусловного раздражителя - пищи - импульс доходит до коркового представительства пищевого центра. У собаки наблюдается безусловный слюноотделительный рефлекс (А). На безусловный (не относящийся к данному виду деятельности) сигнал - свет лампочки - импульс от сетчатки поступает в зрительную зону коры. Слюноотделения не возникает (Б). Если условный раздражитель (свет лампочки) предшествует или совпадает с безусловным (пища), то после многократного повторения замыкается связь между пищевым и зрительными центрами (В). Возникает условный рефлекс. Животное отвечает специфической реакцией слюноотделения на действие условного сигнала - света лампочки (Г).

Количество условных рефлексов в повседневной жизни велико. Процесс образования условных рефлексов требует соблюдения определенных правил. Первый этап заключается в обязательном проявлении врожденной биологической потребности (в зрелом возрасте и приобретенной социальной потребности). Например, пищевой (чувство голода), половой (половое влечение, забота о потомстве), ориентировочный (информационный голод), защитно-оборонительный (угроза жизни). Позднее, по мере взросления все большее значение приобретают социальные потребности (иметь рабочее место, построить дом, обработать огород, получить образование). Второй этап приобретения памяти заключается в подборе раздражителя, который должен отложиться в памяти (превратиться в условный). Например, время приема пищи, урока, пространство (столовая, спальня, игровой класс), информация (слово, содержание, книги, игры на компьютере). третий этап подкрепления. Это процесс ликвидации потребности (безусловный рефлекс). Так, если кормление голодного (ликвидация чувства голода) осуществляется постоянно в одно и то же время - это время - условный раздражитель, т. е. запоминается. Если свидание влюбленных - в одной обстановке, то обстановка - это условный раздражитель, т. е. запоминается, если отличная отметка учителя следует за правильным ответом ученика (ликвидация информационного голода), то эти знания прочно отложатся в памяти учеников. Другими словами, оценка (подкрепление) - хорошо - плохо, можно - нельзя - того или иного поведения или поступка учащегося, проводимая учителем, родителями, обществом и т. д. будет способствовать формированию их характера, здорового образа жизни и здоровья в целом. При выработке новых условных рефлексов в качестве подкрепляющего фактора могут быть использованы условные рефлексы (знания, умения, навыки), выработанные ранее.

Вопросы и задания.

1. Как образуются условные рефлексы?

2. Что такое высшая нервная деятельность и что лежит в основе высшей нервной деятельности?

3. Составить таблицу «Отличительные особенности безусловных и условных рефлексов.

4. Привести примеры условных рефлексов и составить рефлекторную дугу любого условного рефлекса.

 

Лекция №5