Электрические явления в коре головного мозга

Коре большого мозга свойственна постоянная электрическая активность. Если к поверхности коры или к коже головы приложить два электрода и соединить их с усилителем, то можно записать колебания электрических потенциалов различной формы, амплитуды и частоты. За­пись этих колебаний (биопотенциалов) непосредственно от коры называ­ется электрокортикограммой, от кожи головы - электроэнцефалограммой, а сам метод исследования - электроэнцефалографией. Впервые электроэн­цефалограмма (ЭЭГ) была зарегистрирована у животных в 1913 году вра­чом В.В. Правдич-Неминским, у человека - в 1929 году врачом Г. Бергером.

Биоэлектрическую активность головного мозга в функциональном отношении делят на 2 основных вида:

1) спонтанную (фоновую) активность;

2) вызванные потенциалы - ответы на фоне спонтанной активности.

Под спонтанной активностью понимают те ритмы, которые регистри­руются в покое. Предполагают, что спонтанные волны ЭЭГ являются постсинаптическими потенциалами возбуждения и торможения, преиму­щественно дендритного (75%) и аксосоматического происхождения (25%). Задающим ритм структурами большинство авторов считает гиппокамп, таламус и ретикулярную формацию, так как стоит только отделить кору от этих образований, как ритм коры исчезает. Физиологический смысл ритма заключается в том, что, если бы нейроны все время работали, они быстро бы истощились.

Различают 4 основных типа ритмов ЭЭГ.

1) Альфа-ритм - это ритмические колебания потенциалов синусо­идальной формы с частотой 8-13 в секунду и амплитудой 20-80 мкВ (мик­ровольт). Регистрируется в условиях покоя при закрытых глазах. Лучше выражен в затылочной области; у слепых людей альфа-ритм может отсут­ствовать.

2) Бета-ритм - это потенциалы с частотой колебаний от 14 до 35 в секунду и более низкой амплитудой от 10 до 30 мкВ. Более выражен в лобных долях.

3) Тета-ритм - потенциалы с частотой колебаний от 4 до 7 в секунду и высокой амплитудой - 100-150 мкВ. Наблюдается во время неглубокого сна, при гипоксии, неглубоком наркозе.

4) Дельта-ритм - самые медленные волны. Имеет частоту колеба­ний потенциалов 0,5-3 в секунду, амплитуду 250-300 мкВ (до 1000 мкВ). Наблюдается в состоянии глубокого сна, наркоза, вокруг очага опухоли (локальные дельта-волны с большой амплитудой - дельта-фокус).

Электроэнцефалография широко используется в клинической практи­ке для наблюдения за состоянием головного мозга во время больших операций, а также для диагностики ряда заболеваний (эпилепсия, опухоли головного мозга и др.).

Сигнальные системы

В формировании качественных особенностей высшей нервной деятельности человека существенную роль сыграли предпосылки, имеющиеся в высшей нервной деятельности животных. У животных могут вырабатываться условные рефлексы не только на простой, но и на комплексный раздражитель; они могут дифференцировать один комплексный раздражитель от другого, образовывать цепи условных рефлексов, условные рефлексы высшего порядка и, наконец, способны, хотя и к примитивному, обобщению условных сигналов.

Переход к высшей нервной деятельности человека — это качественный скачок, совершившийся в социальных условиях.

Сигнальные системы. Различают первую и вторую сигнальные системы коры головного мозга.

Первая сигнальная система обеспечивает восприятие конкретных раздражителей (звук, химические и физичес­кие факторы и др.) внешней среды, их анализ и синтез ко­рой головного мозга. Она свойственна как человеку, так и животному. Деятельность этой системы проявляется в условных рефлексах, формирующихся на любые раздражения внешней среды (свет, звук и др.), за исключением слова. Следовательно, условные рефлексы первой сигнальной системы возникаю; в результате непосредственного контакта животных и человека с разнообразными конкретными раздражителями внешней среды. У человека, живущего в определенных социальных условиях, первая сигнальная система имеет социальную окраску.

Условные рефлексы первой сигнальной системы образуются в результате деятельности клеток коры головного мозга, кроме лобной области и области мозгового конца речедвигательного анализатора.

В первой сигнальной системе действительность воспринимается непосредственно, в чувственно-конкретных образах. Вследствие этого за счет деятельности первой сигнальной системы у животных и человека возможно осуществление предметного конкретного мышления.

На определенном этапе по И.П. Павлову «... в развивающемся животном мире на фазе человека произошла чрезвычайная прибавка и механизмом нервной деятельности».

Вторая сигнальная система возникла в процессе трудо­вой деятельности, общественных отношений и формирова­ния нервных функций мозга: восприятия и произношения слов, мимики, жестов, их понимания. При этом словесная сигнализация, речь, язык являются главнейшими средства­ми отношений между людьми. Таким образом, вторая сиг­нальная система играет важную роль в обучении человека. Изменение социальной среды влечет за собой и изменения в формировании второй сигнальной системы. Труд и речь способствовали развитию рук, головного мозга и органов чувств.

Деятельность второй сигнальной системы проявляется в речевых условных рефлексах. Эти рефлексы особенно и отвлеченно сигнализируют человеку об окружающей действительности. Мы можем в данный момент не видеть какой-то предмет, но достаточно его словесного обозначения, чтобы мы ясно себе его представили. Слово является «сигналом сигналов»

Речевые рефлексы второй сигнальной системы формируются благодаря активности нейронов лобных областей и области речедвигательного анализатора. Периферический отдел этого анализатора представлены рецепторами, которые расположены в словопроизносящих органах (рецепторы гортани, мягкого неба и др.). От рецепторов импульсы поступают по соответствующим кофферентным путям в мозговой отдел речедвигательного анализатора, представляющий собой сложную структуру, которая включает несколько зон коры головного мозга.

Образование условного рефлекса на основе речевой деятельности является качественной особенностью высшей нервной деятельности человека. Со второй сигнальной системой теснейшим образом связана особенность ВНДЧ способность к отвлечению и обобщению.

Сигнальное значение слова связано не с простым звукосочетанием, а с его смысловым содержанием. У собаки, например можно выработать условный рефлекс на слова «сидеть», «дай лапу» и т.д. Однако у животного в этом случае образование условного рефлекса связано не со смысловым содержанием слова, а с определенным звукосочетанием. Для собаки слово-это комплексный звуковой условный раздражитель. Можно подобрать слова, имеющие сходное звукосочетания, на которые собака будет отвечать одинаковой реакцией, хотя смысл сигнала будет разный.

Таким образом, животные и человек рождаются только с безусловными рефлексами. В процессе роста и развития происходит формирование, условнорефлекторных связей первой сигнальной системы, единственной у животных. У человека в дальнейшем на базе первой сигнальной системы постепенно формируются связи второй сигнальной системы, когда ребенок начинает говорить и познавать окружающую действительность.

Между первой и второй сигнальными системами существуют тесные функциональные взаимосвязи. В физиологических условиях вторая сигнальная система несколько притормаживает активность первой сигнальной системы. С появлением второй сигнальной системы вводится новый принцип нервной дыхательности — отвлечение и обобщение бесчисленных сигналов, поступающих в мозг. Этот принцип обусловливает безграничную ориентировку человека в окружающем мире. Вторая сигнальная система форм поведения человека в общеприродной и социальной среде. Однако вторая сигнальная система правильно отражает внешний объективный мир только в том случае, если постоянно сохраняется ее согласованное взаимодействие с первой сигнальной системой.