Нервная система

ОТВЕТ ОРГАНИЗМА НА РАЗДРАЖЕНИЯ
Любое живое существо постоянно подвергается воздействию окружающей среды. Всевозможные изменения в этой среде: понижение или повышение температуры, влажности и атмосферного давления, ветер, свет, звуки - словом, любые физические и химические процессы во внешней среде так или иначе влияют на живой организм. Все эти явления, происходящие в окружающей среде, а также возникающие в самом организме и воздействующие на него в том или ином направлении, в физиологии принято называть раздражителями. Мы говорим, что живое обладает раздражимостью (или возбудимостью, что одно и то же). Это значит, что в ответ на различные раздражения в нем возникают те или иные изменения Живое существо может жить только в том случае, если оно, отвечая на воздействия окружающей среды, приспосабливается к ней. Говоря словами И. П. Павлова, - при этом создается «уравновешивание» между целостным организмом и окружающей средой.
У высших животных и у человека ответ на различные раздражения осуществляется при помощи нервной системы.

О СТРОЕНИИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Нервная система состоит из огромного количества нервных клеток и их отростков. В ходе исторического развития нервной системы на протяжении многих миллионов лет отдельные группы нервных клеток специализировались. Одни из них (чувствительные) могут только воспринимать раздражения и передавать его в нервные центры, другие клетки могут только вызывать работу определенных органов, на пример сокращение мускулов или выделение сока железами, или изменение просвета кровеносных сосудов и т. д.
Группы нервных клеток рассеяны по всему телу в виде нервных узлов, но наибольшее их скопление находится в головном и спинном мозгу. Головной мозг человека весит около 1,4 кг. Спинной мозг является продолжением головного мозга и тянется внутри позвоночного столба.
От клеток головного и спинного мозга, а также от клеток нервных узлов расходятся по всему телу длинные отростки - нервные волокна, которые, собираясь вместе, образуют нервы.
Нервная система обеспечивает связь организма с окружающей средой, а также связь между отдельными частями организма, без чего не может существовать целостный, единый организм.
Ведущую роль в приспособлении организма к разным условиям в окружающей среде играет центральная нервная система и ее высший отдел - кора больших полушарий головного мозга, где сосредоточено около 14 миллиардов нервных клеток.

РЕФЛЕКС
Основой всей деятельности нервной системы является рефлекс - так называется ответ организма на любое раздражение окончаний чувствительного нерва, осуществляемый при помощи центральной нервной системы.
Мы отдергиваем руку при неожиданном уколе; зажмуриваем глава при ярком свете; наша кожа краснеет (т. е. кожные сосуды расширяются) в жаркую погоду; когда пища попадает в рот, начинает отделяться слюна-все это рефлексы.
Путь нервного возбуждения от окончаний центростремительного нерва, воспринимающих раздражение, до рабочего органа, отвечающего на раздражение, называется рефлекторной дугой. Она построена, как «цепочка», состоящая из нескольких нейронов, т. е. нервных клеток с их отростками. Часто таких клеток три: чувствительная, промежуточная и двигательная (при двигательном рефлексе). Например, при уколе кожи происходит раздражение чувствительных нервных окончаний в коже. Возникшее в них возбуждение быстро распространяется по нерву, переходит на чувствительную нервную клетку, потом по ее отросткам достигает промежуточной нервной клетки, а по ее отросткам - двигательной клетки в спинном мозгу. От двигательной клетки возбуждение по длинному ее отростку (по двигательному нерву) доходит до мускула и вызывает его сокращение.
В результате возникает движение: мы быстро отдергиваем руку или ногу.
Рефлекторная дуга может быть более сложной и может состоять из значительно большего числа нейронов.
В прошлом веке И. М. Сеченов (1829-1905), которого называют отцом русской физиологии, написал книгу «Рефлексы головного мозга», оказавшую большое влияние на передовых людей того времени. Основная мысль этой книги выражена в первоначальном названии книги: «Попытка свести способ происхождения психических явлений на физиологические основы». Сеченов считал, что в основе работы мозга и возникновения наших чувств, желаний, мыслей и поступков лежат рефлексы.
Идея Сеченова о возможности нового пути для изучения работы мозга была развита и осуществлена великим русским физиологом И. П. Павловым.

ВРОЖДЕННЫЕ РЕФЛЕКСЫ
Ребенок рождается на свет с рядом уже готовых рефлексов - сосательным, глотательным и др. Стоит приложить любой предмет к губам голодного ребенка, как он тотчас же в ответ на раздражение губ начинает производить довольно сложные сосательные движения. Если глаз ребенка подвергается воздействию яркого света, зрачок сейчас же суживается, а в темноте расширяется. Эти рефлексы являются врожденными, ребенок получил их по наследству от родителей.
Унаследованные рефлексы Павлов предложил называть безусловными. Только благодаря этим рефлексам у ребенка уже с первых дней жизни могут осуществляться сложные процессы
пищеварения, дыхания и кровообращения. Выделение слюны, когда пища попадает в рот, или желудочного сока при поступлении пищи в рот или желудок - вот примеры безусловных рефлексов, обеспечивающих возможность пищеварения. Переход вдоха в выдох и выдоха во вдох при дыхании, кашель или чихание при попадании посторонних частиц в верхние дыхательные пути - безусловные рефлексы дыхательного аппарата. Ускорение или замедление сердцебиения, покраснение или побледнение кожи при боли - все это тоже различные виды безусловных рефлексов.
Нам известны пищевые, оборонительные, половые и другие безусловные рефлексы. Всякий посторонний раздражитель вызывает так называемый ориентировочный рефлекс, или, как его называл Павлов, рефлекс «что такое?».
Так, собака, услышав шум, настораживает уши, осматривается по сторонам, начинает обнюхивать окружающие предметы. Благодаря ориентировочным рефлексам животные, а также человек ближе знакомятся с окружающей их средой.
Для безусловных рефлексов характерно, что каждый из них возникает только при действии определенных раздражителей и отличается постоянством. Поэтому безусловные рефлексы могут обеспечить приспособление организма только к определенной системе раздражителей, к сравнительно постоянной среде. В условиях изменяющейся среды - а именно в таких условиях обычно живут и человек, и животные - одних безусловных рефлексов оказывается недостаточно.
Например, одним из безусловных рефлексов, играющих большую роль в жизни животных, является защитный рефлекс. Всякое болевое раздражение вызывает рефлекс, удаляющий животное от источника боли. Это очень важно для сохранения жизни животного. Но, если бы животное реагировало только на раздражители, непосредственно вызывающие боль, это во многих случаях не предохраняло бы его от опасности.
Так, например, если бы животное реагировало только на непосредственное воздействие нападающего на него хищника, на прикосновение лапы хищника, то оно, конечно, погибло бы в этой неравной борьбе.
У животного обычно вырабатываются оборонительные рефлексы не только на уже возникшую опасность, но и на сигналы опасности: шум, шорох, треск, предшествующий появлению хищника, запах его. Вот такие рефлексы, вызываемые сигналами жизненно важных раздражителей, Павлов назвал условными. Эти рефлексы помогают человеку и животным приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям их существования.

КАК ВЫРАБАТЫВАЕТСЯ УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС
Для изучения условных рефлексов Павлов избрал специальный прием исследования. Опыты производились на собаках, у которых предварительно путем операции выводился на кожу щеки проток слюнной железы, иначе говоря, создавалась хроническая фистула протока слюнной железы.
О пищевом рефлексе можно судить по количеству вытекающей из протока слюны. Пища, попадая в рот и раздражая вкусовые окончания чувствительных нервов, вызывает слюноотделение - это безусловный, врожденный рефлекс.
Производились такие опыты. Два раздражителя, например звонок и пища, несколько раз воздействовали на подопытное животное почти одновременно (пищу давали животному сейчас же после звонка). Оказалось, что впоследствии уже один звонок, даже без кормления собаки, стал вызывать отделение слюны. При этом собака облизывалась и тянулась к звонку. Следовательно, звонок, ранее не имевший никакого отношения к пище, со временем становится сигналом пищи. Звонок как бы сигнализирует о пище и способен вызвать такой же ответ организма, какой сначала возникал только тогда, когда пища уже попадала в рот.
Опыты показали, что условный рефлекс может образоваться только на основе безусловного, если какие-либо ранее безразличные для организма раздражения несколько раз совпадали во времени с раздражением, всегда вызывающим безусловный рефлекс.
Оказалось, что не только звонок, но и любое другое раздражение вызывает такой же эффект. Можно выработать условный рефлекс на любые звуки, разные запахи, световые, механические, температурные и другие раздражения.
Условные рефлексы вырабатываются в течение всей жизни, число их может быть огромным. Приспособление организма к новым условиям существования, развитие всех навыков и привычек - все это основано на образовании условных рефлексов, что позволяет значительно улучшать, совершенствовать деятельность нервной системы и всего организма.
Как образно сказал известный русский физиолог А. А. Ухтомский, «...наиболее важная и радостная мысль в учении дорогого И. П. Павлова заключается, по моему убеждению, в том, что работа рефлекторного аппарата не есть топтание на месте, но постоянное преобразование с устремлением во времени вперед...».
У высших животных и человека образование условных рефлексов всегда связано с деятельностью самой сложной части головного мозга - коры больших полушарий, состоящей из огромного количества нервных клеток.

УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ «УГАСАЮТ», НО НЕ ИСЧЕЗАЮТ
Условные рефлексы обеспечивают приспособление организма к изменяющейся все время внешней среде. Естественно, что для приспособления организма к меняющимся условиям жизни необходимы и изменяющиеся рефлексы. Рефлексы, полезные для организма при одних условиях, могут оказаться совершенно бесполезными, а иногда даже вредными при других условиях. Если изменились условия и прежние раздражители, вызывавшие безусловный рефлекс и тем самым подкреплявшие условный, отсутствуют, то теперь перестает проявляться уже бесполезный условный рефлекс. При новых условиях развиваются новые условные рефлексы. Но, как выяснили специальные опыты, условные рефлексы не исчезают совсем, они только временно угасают. Стоит вновь создать прежние условия, как эти угасшие рефлексы очень быстро восстанавливаются.
Что же происходит в мозгу при угасании условных рефлексов?
Временное угасание условных рефлексов, как и ряд других процессов в нервных центрах, связано с развитием торможения.

ТОРМОЖЕНИЕ И ВОЗБУЖДЕНИЕ В МОЗГУ
В нервных центрах, в том числе и в головном мозгу, имеют место два процесса - возбуждение и торможение. И. М. Сеченов первый доказал, что головной мозг может тормозить, т. е. задерживать, рефлексы спинного мозга. И. П. Павлов и его ученики с помощью ряда опытов установили, что вся деятельность клеток коры головного мозга основана на взаимодействии процессов возбуждения и торможения. Вот наиболее простой опыт по изучению торможения в головном мозгу собаки.
Звуки метронома при ритме 120 ударов в минуту сопровождаются кормлением собаки, вызывающим безусловный рефлекс - выделение слюны. Одновременно звуки стучащего метро-
нома вызывают в коре мозга возбуждение. После многих повторений образуется пищевой условный рефлекс: стоит теперь застучать метроному в ритме 120 ударов в минуту, как у собаки начинается отделение слюны.
Теперь заставим несколько раз звучать метроном, но с другим ритмом - 60 ударов в минуту, и этот ритм не будем сопровождать кормлением. Сначала у собаки будет выделяться слюна в ответ на оба ритма метронома. Но через некоторое время звуки метронома в ритме 60 ударов в минуту, не сопровождающиеся кормлением, перестают вызывать рефлекс: в коре мозга развивается торможение.
Мозг собаки способен различать ритм 120 ударов в минуту и ритм 60 ударов в минуту. На ритм 120 ударов, подкрепляемый кормлением, в коре мозга развивается возбуждение, а при ритме 60 ударов, не подкрепляемом пищей, развивается торможение.
Развитие торможения имеет очень большое значение. Оно помогает различать близкие по своим свойствам предметы, сосредоточиваться на главной в данный момент деятельности, задерживая лишнее, ненужное возбуждение.
Можно было бы привести очень много примеров, показывающих, что в головном мозгу всегда имеют место вовбуждение и торможение. И сейчас, когда читатель этой главы сосредоточил свое внимание на чтении и вдумывается в написанные здесь строки, в его мозгу центры, участвующие в процессе чтения, находятся в состоянии возбуждения, а в то же время очень многие центры, например управляющие движениями тела, находятся в состоянии торможения.
Так же обстоит дело при любой работе, когда необходимо сосредоточить внимание на выполнении сложных движений при физическом труде или на решении каких-либо вопросов при умственном труде. Вот почему так важно и для повышения трудоспособности, и для сохранения здоровья правильно организовать рабочую обстановку, чтобы исключить всякие посторонние раздражения. При рационализации рабочей обстановки гигиенист и инженер, врач и рабочий стремятся устранить чрезмерный шум или резкое, слепящее освещение, стараются создать условия для наиболее удобной позы работающего, чтобы обеспечить возбуждение только в тех участках мозга, где это необходимо, и чтобы способствовать развитию торможения в соседних участках мозга.
В наиболее выраженной форме процесс торможения проявляется во время сна, когда торможение распространяется по коре больших полушарий и другим отделам головного мозга.

СЛОВА-СИГНАЛЫ СИГНАЛОВ
Изучая образование условных рефлексов у животных, изучая у них процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга, Павлов всегда интересовался тем, можно ли перенести установленные в опытах на животных закономерности и на человека. Признавая наличие у человека условных рефлексов, указывая, что воспитание и обучение человека основано главным образом на образовании все новых и новых рядов условных рефлексов, Павлов всегда подчеркивал своеобразие высшей нервной деятельности человека. В основе этого своеобразия лежит прежде всего то, что человек владеет речью, играющей очень большую роль в его жизни, в его отношениях к окружающей среде и особенно к другим людям. Если у животных условные рефлексы вырабатываются только на непосредственные сигналы действительности-звуки, запахи, цвета и др., то у человека условные рефлексы образуются еще и на словесные раздражители, т. е. на слова, произнесенные или написанные, которые являются как бы сигналами этих сигналов.
Совокупность непосредственных сигналов (звуки и т. д.) Павлов назвал первой сигнальной системой действительности; словесные же раздражители образуют вторую сигнальную систему, которая имеется только у человека.
Словесные раздражители отличаются большой сложностью; ведь слова обозначают не только отдельные предметы, определенные качества и действия, но и черты, характерные для группы более или менее однородных предметов и явлений. Эти особенности слов ведут к тому, что рефлексы, которые образуются на словесные раздражители, более сложны.
Например, если собака прикасается к предмету, причиняющему ей боль, то на этот именно предмет, на вид этого предмета у нее образуется условный рефлекс. Так, например, собака, прикоснувшаяся к кипящему чайнику и получившая ожог, в дальнейшем к чайнику прикасаться не будет, но может обжечься об утюг или другой горячий предмет.
Для ребенка же словесного указания «горячо, больно» достаточно, чтобы он не тянулся ни к чайнику, ни к утюгу, ни к тарелке с горячей кашей. При всем внешнем различии этих предметов их общее свойство (все горячие предметы причиняют боль) выражается в слове, которое ребенок слышит и понимает; это и обусловливает такую реакцию ребенка, которая в данном случае целесообразна.
Вторая сигнальная система создает возможность отвлеченного мышления.
Значение речи в жизни человека огромно: речь служит для людей средством общения, словами люди передают друг другу свой опыт и знания, выражают свои требования, добиваются друг от друга определенных действий и поступков. Объясняя человеку, в каком порядке и как выполнять нужные движения, мы можем обучить его разным видам профессионального труда, воспитать те или иные спортивные навыки, развить мастерство, необходимое в области науки и искусства.
Все развитие человека, приобретение им знаний и мастерства неразрывно связаны с речью. Взаимное влияние людей, воздействие их друг на друга осуществляются через речь.