Физиология высшей нервной деятельности

1. Физиология высшей нервной деятельности

2.

Современная физиология высшей нервной деятельности
включает два раздела - первый называют физиология
поведения, второй - психофизиология.

3.

Поведение определяют как управляемую психикой
координацию движений и активность внутренних
органов, направленных на достижение результата.
Поведение – это система или комплекс действий,
осуществляемых живым организмом в процессе его
взаимодействия с окружающей средой.
Поведение – это определённая генетически
детерминированная программа и лабильная система
адаптаций к постоянно изменяющимся условиям
внешней среды (А.С. Батуев).
Поведение
по
биологическим
и
физиологическим
потребностям различают пищевое, питьевое, половое,
оборонительное, социальное, поисковое, в патологии
девиантное и другие. Поведение может состоять только из
одной его функциональной единицы - соматического или
вегетативного рефлекса, и может включать в себя миллиарды
соматических и вегетативных рефлексов.

4.

По отношению к психике поведение может быть
преднамеренным, осознанным и направленным на
определённую цель (целенаправленное поведение),
но может быть и неосознанным и не иметь никаких
целей - быть автоматизированным непроизвольным
действием или рефлексией.
Выделено два направления в концептуальном подходе к
поведению: 1) традиционный подход разработан 350 лет
назад, связан с именем Рене Декарта, 2) И. М. Сеченов и его
последователь И. П. Павлов (русский этап развития
рефлекторной теории). В основу этого подхода заложено
основное свойство живого организма – реактивность, которой
обладают вся живая природа, начиная от растений, бактерий
и вирусов, низших и высших животных - способность
реагировать на внешние воздействия. В этом случае
детерминантой (причинной обусловленностью) поведения
являются раздражители из внешней или внутренней среды.

5.

Рефлекторный принцип регуляции функций.
Анализ элементов рефлекторной дуги.
Рефлекс – это стереотипная
реакция организма на сенсорный
стимул, развивающаяся при
участии нервного центра.
Материальная основа рефлекса – рефлекторная
дуга, которую минимум образует две нервных
клетки, а максимум установить практически
невозможно, поскольку количество синапсов
превышает величину 1014, число нервных
клеток равно 1011

6.

РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА И РЕФЛЕКТОРНОЕ КОЛЬЦО
рецептивное
поле

7.

Рефлекторная дуга - цепь последовательно
связанных нейронов. Целостность
рефлекторной дуги
Рефлекторная дуга состоит из 5 звеньев:
1. Рецептор
2. Афферентный путь
3. Нервный центр
4. Эфферентный путь
5. Эффектор

8. Развитие учения о рефлексе

• Рене Декарт (1596-1650 г) reflexus – отражение.
• Сеченов И.М. (1829-1905) и
Павлов И.П. (1849-1936)
• Нейрокибернетический
(системный) этап (Бернштейн и
Анохин).

9. Этапы развития рефлекторной теории

Этап Декарта (17 век):
Непроизвольные движения
осуществляются по принципу:
стимул – реакция.
Произвольные движения
обеспечивает высший разум.

10.

Этап Сеченова – Павлова (19- 20 век):
И.М. Сеченов - Все реакции человека и
животных осуществляются
по типу рефлекса
Открыл центральное торможение
рефлексов спинного мозга.
И.П. Павлов обнаружил условные
рефлексы и предложил методику их выработки.
Условные рефлексы лежат в основе
поведения
Изучил механизмы торможения условных
рефлексов.

11. РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА И РЕФЛЕКТОРНОЕ КОЛЬЦО

Этап
НЕРВНЫЙ ЦЕНТР
П.К.Анохина кибернетический,
20 век
В 1934 г. Н.А. Бернштейн
и Ф.А. Бассин
предложили идею о
Рефлекторном
кольце и обратной
связи:
АФФЕРЕНТНЫЙ ПРОВОДНИК
РЕЦЕПТОР
РАЗДРАЖИТЕЛЬ
ЭФФЕРЕНТНЫЙ ПРОВОДНИК
ОБРАТНАЯ
СВЯЗЬ
ЭФФЕКТОР

12.

Этап П.К. Анохина (кибернетический)
20 век - Учение П.К. Анохина (1933-1971)
Целенаправленное поведение обеспечивают
функциональные системы. В них главным
элементом является результат, на
достижение которого направлена деятельность всех
элементов системы
Итог: выделяем 2 вида деятельности человека:
рефлекторную и целенаправленную

13. Основные принципы рефлекторной теории (по И.П. Павлову):

• Детерминизм (или причинной
обусловленности): причиной возникновения
рефлекса является обязательное действие
раздражителя.
• Структурность: материальной основой
рефлекса, как ответной реакции, является
рефлекторная дуга.
• Анализ и синтез: принцип диалектического
единства двух основных процессов в
головном мозге

14. Классификация рефлексов

• По виду рецепторов: экстероцептивные,
интероцептивные, проприоцептивные
• По центральному звену: истинные (спинальные,
бульбарные …), периферические, аксон-рефлексы
• По эфферентному звену: соматические и вегетативные
• По биологическому значению: пищевые, защитные,
гомеостатические, локомоторные и т.д.
• По наследуемости: безусловные, условные
• По количеству синапсов: моно- и поли-синаптические.
• По отношению к физиологическим системам:
собственные и сопряженные.

15.

Сравнительная характеристика
условных и безусловных рефлексов
Безусловные рефлексы
Врожденные, отражают видовые
особенности организма
Условные рефлексы
Приобретаются в течение жизни, отражают
индивидуальные особенности организма
Относительно постоянны в течение
жизни особи
Образуются, изменяются и отменяются,
когда они становятся неадекватными
условиям жизни особи
Реализуются по анатомическим путям,
определенным генетически
Свойственны всем уровням ЦНС и
осуществляются преимущественно ее
низшими отделами (спинной мозг,
стволовой отдел, подкорковые ядра)
Реализуются по функциональноорганизующимся временным
(замыкательным) связям
Для своего образования и реализации
требуют целостности коры большого мозга,
особенно у высших млекопитающих
животных
Каждый рефлекс имеет свое
специфическое рецептивное поле и
специфические раздражители
Рефлексы могут образовываться с любого
рецептивного поля на самые разнообразные
раздражители
Реагируют на действие наличного
раздражителя, которого уже нельзя
избежать
Приспосабливают организм к действию
стимула, которое еще предстоит испытать,
т.е. имеют предупредительное значение

16. Рефлексы в структуре поведения

Формирование классических условных рефлексов происходит на основе
врождённых безусловных рефлексов при неоднократном их сочетании с
индифферентным условным стимулом. Условный рефлекс представляет
собой только часть поведения - элементарный процесс, который является
приспособительным актом целого организма в условиях постоянно
меняющейся внешней среды. Структурно - функциональной основой
условного рефлекса (по Павлову и Анохину) является временная связь
между корковым центром условного раздражителя в сенсорных отделах
коры (зрительных, слуховых, тактильных и др.) и корковым центром или
представительством безусловного рефлекса (пищевого, питьевого,
оборонительного и др.). Выработанным условный рефлекс считают тогда,
когда на дачу только условного сигнала (свет, звонок) появляется
безусловная рефлекторная реакция в виде выделения слюны,
желудочного сока и т.д. Трансформацию всех этих элементарных
безусловных и условных рефлексов - «кирпичиков» в сложную
интегрированную и самоорганизующуюся физиологическую архитектуру
целенаправленного поведенческого акта обеспечивает полезный
приспособительный результат. Обратная связь (афферентация),
постоянно контролирующая полезный приспособительный результат,
замыкает рефлекторные дуги и превращает тем самым отдельные
рефлекторные акты в целостную структуру поведения.

17. Врожденные формы поведения

• Безусловные рефлексы
• Инстинкты
• Безусловное торможение:
А) внешнее;
Б) запредельное

18. Приобретённые формы поведения

• Условные рефлексы
• Динамический стереотип
• Условное торможение:
1) угасательное;
2) дифференцировочное;
3) условный тормоз;
4) запаздывающее

19. Динамический стереотип

Это комплекс зафиксированных в определённой
последовательности рефлексов, формирующийся в
ответ
на
многократно
повторяющиеся
в
определённой последовательности раздражители.
При
формировании
прочного
стереотипа
деятельность приобретает автоматизированный
характер и осуществляется на подсознательном
уровне. Стереотипы лежат в основе приобретения
умений и навыков (в том числе трудовых), привычек.
Под динамичностью понимают способность
стереотипа перестраиваться при изменении
последовательности раздражителей.

20. Структурная организация поведенческого акта

Началом для всех форм и видов поведения служит этап афферентного
синтеза (АС - на схеме), под которым понимается сбор и обработка
информации афферентными системами мозга животного или человека
(О.А. – Обстановочная Афферентация или Информация о потребностях
организма на схеме). Решающее значении в определении вектора
поведения имеют потребности организма.

21.

С физиологических позиций потребность - это
отклонение какой-либо внутренней динамической
константы организма от заданной величины.
Классификация потребностей по П.В. Симонову:
1. Витальные (индивидуальные) - низшие.
2. Социальные или зоосоциальные (ролевые).
3. Высшие для животных (духовные для человека).
Возникновение каждой из потребностей инициирует
соответствующую форму поведения при условии
перехода её в мотивацию.

22.

Под мотивацией (Дом.мотив. на схеме) понимается избирательное
возбуждение центров, ответственных за удовлетворение данной
потребности, которое вызвано приходящими в эти структуры
сенсорными
стимулами
от
соответствующих
рецепторов.
Потребность и сформированное на её основе мотивационное
возбуждение являются основополагающим первым элементом этапа
афферентного синтеза, который отвечает на самый важный вопрос:
"Что делать?" Т.о. именно доминирующая потребность и мотивация
берут на себя роль организационного начала поведения

23.

Вторым элементом этапа афферентного синтеза является память.
Имеющийся у организма опыт хранится в двух типах памяти:
наследственной, или генетической, и собственной или, индивидуальной. В
первом случае знания и опыт наследственно закреплены в генетически
детерминированной программе, откуда и происходит их считывание (в
физиологии ВНД - это комплекс безусловных рефлексов, которые
интегрируются в соответствующий инстинкт: пищевой, питьевой, половой и
др.). Индивидуальная память содержит энграммы (внутренние записи)
собственного приобретённого в процессе онтогенеза опыта, полученного
каждой особью при деятельности, связанной с достижением различных
необходимых организму результатов (в физиологии ВНД - это
приобретённые условные рефлексы, результат обучения).

24.

Третьим элементом этапа афферентного синтеза
является
обстановочная
афферентация.
Основной
вопрос, на который даёт ответ этот этап: «Как
действовать
в
данных
конкретных
условиях?»
Обстановку определяют погодные условия, время года,
месяца, дня недели и суточного времени, место, где
происходят события (на земле, на корабле, в самолёте и
т.д.).

25.

Четвертым элементом этапа афферентного синтеза является
пусковой стимул (на схеме ПС), или по Анохину пусковая
афферентация. В рефлекторной теории такими сигнальными
свойствами обладает условный раздражитель, который
запускает ответную (рефлекторную) реакцию: свет, звонок и
т.д.. Для человека таким пусковым стимулом чаще всего
служат временные параметры среды (если утро, то пора
вставать и т.п.).

26.

После сбора и приёма информации наступает следующий этап принятие решения (на схеме обозначено Пр. р-я). На этом этапе
происходит освобождение от всех степеней свободы и выбор только
одного наиболее оптимального пути или способа достижения
полезного приспособительного результата. Принятие решения - это
всегда поиск и принятое решение – акцептор результата действия
(АРД). Это в свою очередь приводит и к появлению плана или
программы действий, необходимых для достижения потребного
результата – этап эфферентного синтеза (ЭС на схеме).

27.

Идущее к исполнительным элементам регулирующее и координирующее
возбуждение обеспечивает целенаправленную деятельность всего
организма и его систем (на схеме Действия). Действия целостного
организма направлены на достижение полезного приспособительного
результата (на схеме Результат). Результат всегда имеет качественные
(интенсивные) и количественные (экстенсивные) характеристики или
параметры (на схеме Пар. р-та.). Информация о них поступает в АРД для
сравнения с энграммой прогностически сформированной после принятия
решения модели будущего. При полном совпадении потребность
удовлетворяется и данная система прекращает своё существование.

28. Физиология памяти

Под биологической памятью понимается способность всех
живых существ и их популяций воспринимать, хранить,
передавать
и
в
последующем
воспроизводить
информацию.
1.
Генетическая
память
(носителями
энграммы
(внутренней
записи)
являются
нуклеиновые
и
рибонуклеиновые кислоты и геном)
2. Иммунологическая память (носителями являются
белковые
молекулы,
обладающие
иммунными
свойствами - антигены и антитела)
3. Нейрологическая память - способность нейронных
сетей
фиксировать,
хранить
и
воспроизводить
информацию.
След сформированной памяти называется энграммой.

29. Классификации памяти

По психологической организации
• Смысловая, или словесно-логическая
(семантическая)
• Образная: зрительная, слуховая,
обонятельная, вкусовая, двигательная
• Эмоциональная
По процессу запоминания:
• произвольная
• непроизвольная

30.

Классификация памяти по
длительности сохранения и
последующего воспроизведения
информации:
1.Кратковременная
(до
10
мин):
связано
с
электрофизиологической природой её носителя - это
пространственно-частотный
код
биопотенциалов,
циркулирующий в кольцевых нейронных цепях («ловушки»
возбуждения Лоренте-де-Но), информация записана в
циркулирующих
или
реверберирующих
возбуждениях,
которые
биохимически
изменяют
эффективность
синаптических контактов и передачу ими возбуждений в
считанные миллисекунды. Это, в свою очередь, изменяет
взаимодействие между собой нейронов, что является
матрицей памяти или энграммой

31.

Классификация памяти по
длительности сохранения и
последующего воспроизведения
информации:
2. Промежуточная (до 30 мин) – консолидация (упрочение)
энграмм
или
переход
кратковременной
памяти
в
долговременную:
мембранно-синаптические
изменения,
происходящие в синаптических контактах гиппокампальных
клеток и коры головного мозга, включают в себя
конформационные изменения структуры белков ферментов,
изменения их концентрации и синтеза нейромедиаторов
3. Долговременная (часы, дни и более): нейрохимические
изменения в образовании макромолекул - нуклеиновых и
рибонуклеиновых кислот, белков, активация перестроек
генетического аппарата нервных клеток.

32.

Особые системные формы памяти, описанные
Б. Милнер:
• Память процедурная, недекларативная, или
имплицитная не требует осознанных
процессов. Запоминание протекает долго и
требует неоднократного повторения.
• Запоминание с участием сознания и
понимания – высшая форма памяти,
названная эксплицитной, или
декларативной. Такое запоминание
происходит быстро с первого раза.

33. ФАЗЫ ПАМЯТИ как процесса:

ВОСПРИЯТИЕ
ПОВТОРЕНИЕ
ЗАПОМИНАНИЕ
ХРАНЕНИЕ
ЗАБЫВАНИЕ
УЗНАВАНИЕ
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ
Под влиянием обучения увеличивается количество холинорецепторов за
счёт увеличения синтеза рецепторных молекул в нервных клетках
гипоталамуса. Подобные химические изменения при различных формах
обучения происходят и в адренергических системах мозга, синапсы
которых повышают свою чувствительность к этим медиаторам.
Холинергические
системные
механизмы
ответственны
за
информационную составляющую процесса обучения, а адренергические
системы
мозга
модулируют
подкрепляющие
эмоционально
мотивационные составляющие процессов обучения и памяти.

34. Обучение - это процесс приобретения и овладения новыми для нас знаниями, умениями и навыками

I Облигатное (обязательное) обучение,
неассоциативное, стимул-зависимое:
• Суммационные реакции (заучивание стихов, каких-либо
текстов к экзамену),
• Привыкание (прекращение ранее имевшего место
ответного действия на утративший свою значимость
раздражитель, напр., солдат на войне обретает привычку
не реагировать на дальние взрывы мин)
• Запечатление или импринтинг (запечатлеваются на всю
жизнь особенно яркие события постнатального периода,
вызвавшие предельно эмоциональный накал)
• Подражание или имитация (наблюдение за поведением
родителей и воспроизведение его основных элементов)

35. II Факультативное (необязательное), ассоциативное, эффект-зависимое (прямая зависимость от производимого эффекта):

II Факультативное (необязательное), ассоциативное, эффектзависимое (прямая зависимость от производимого эффекта):
•Классический условный рефлекс (возникновение безусловного пищевого
слюноотделительного рефлекса в результате ассоциации условного
сигнала и выдачи пищевого подкрепления)
•Инструментальный условный рефлекс (использование лабиринтов для
выработки навыков ориентации в сложной системе тупиковых и проходных
коридоров, приводящих крысу из стартового отсека к целевому, где
находиться пища - после неоднократного прохождения по такой системе
ходов животное обучается достигать цели кратчайшим путём)
•Латентное обучение (если крысу держать в лабиринте без пищевой
приманки, то она исследует его и тем самым приобретает опыт, который в
последующем улучшит её результаты прохождения)
•Метод «проб и ошибок» (в создаваемой проблемной ситуации животное
вначале совершает много действий, которые оказываются ошибочными, и
только потом находится правильный вариант).
•Оперантное обучение (целенаправленное действие, напр. голодная
крыса в проблемной камере после случайного нажатия лапой на рычаг
или педаль получает вознаграждение в виде пищевой таблетки, потом
целенаправленно жмет на педаль).
• Инсайт (озарение, стоящая перед человеком большая проблема находит
свое решение внезапно после нескольких минут размышления)

36.

III. Когнитивное:
• Психонервное обучение
• Рассудочная деятельность
• Вероятностное
прогнозирование
• Поисковая активность

37. Виды обучения

• Процедурное,
недекларативное,
имплицитное
• Декларативное,
эксплицитное

38.

Благодарю за внимание!