Развитие представлений о ВНД и сенсорных системах.

История исследования высших функций мозга тесно связана с изучением психической деятельности, начало которого относится к временам глубокой древности. Понятие психического, возникло у античных мыслителей и философов.

Первые обобщения, касающиеся сущности психики, можно найти в трудах древнегреческих и римских ученых (Фалес, Анаксимен, Гераклит, Демокрит, Платон, Аристотель, Эпикур, Лукреций, Гален). Уже среди них были материалисты, считавшие, что психика возникла из естественных начал (воды, огня, земли, воздуха), и идеалисты, выводившие психические явления из нематериальной субстанции (души). Двести лет назад о мозге, о том, что располагается внутри черепной коробки нашей головы, говорили: "Строение его темно, а функции ещё
темнее. "Но надо сказать, в утешение, что двести лет назад и с печенью
была примерно такая же ситуация, ещё много чего не знали о человеке, а
о печени ходил анекдот: Один студент на экзамене сказал: "Знал функции печени, но забыл, "профессор ему ответил: "Ну, это трагедия, вы же единственный человек,
кто это знал!" Примерно такая же ситуация и с мозгом, только студента не нашлось.

Первые научные познания физиологических механизмов деятельности мозга связывают с разработкой и систематическим применением метода экстирпации (удаления) отдельных частей нервной системы.

Чарльз Дарвин внедрил психофизические методы изу­чения психических явлений и способствовал развитию зоопсихо­логии. Теория эволюции живой природы Дарвина сводится к тому, что в результате борьбы за существование происходит отбор жи­вотных, наиболее приспособленных к определенной среде. Дарвин впервые сделал сравнительное описание ин­стинктов, свойственных человеку и животным, тем самым дока­зав общность биологических основ поведения человека и живот­ных. Он четко разделил действия организма на врожденные и приобретенные (впервые эту идею высказал Гален). Ин­стинкты - это врожденные формы поведения, но на них уже в раннем онтогенезе начинает наслаиваться приобретенный инди­видуальный опыт.

Экспериментальной предпосылкой для создания учения о ВНД были работы по декортикации (полной или частичной) подопыт­ных животных и наблюдения за изменением их поведения. Буйо, 1830; Флуранс, 1842; Фридрих Леопольд Гольц, 1881г. экстирпировал у собаки большие полушария головного мозга и наблюдал за поведением животного 18 месяцев. После этой операции животное потеряло все свои навыки. Важную роль в развитии представлений о ВНД сыграл Иван Михайлович Се­ченов (1829-1905). Книга «Рефлексы головного мозга». Сеченов впервые в истории естествознания высказал мысль о том, что сознание представляет собой лишь отражение реальной действительности и познание окружающей человека среды возмож­но лишь при помощи органов чувств, продукты которых являют­ся первоначальным источником всей психической деятельности.

Основоположником учения о ВНД является Иван Петрович Павлов (1849-1936). Павлов открыл условные реф­лексы и, используя их как объективный метод исследования психической деятельности, разработал осно­вы учения о ВНД лауреат Нобелевской премии (1904г.).

Положил начало методу условных рефлексов. Согласно учению Павлова различают высшую и низшую нервную деятельность. Низшая нервная деятельность - это совокупность нейрофизиологиче­ских процессов, обеспечивающих осуществление безусловных реф­лексов и инстинктов. Инстинкт представляет собой врожденную форму приспособительного поведения, обусловленную биологи­ческими потребностями организма и специфическими раздражи­телями внешней среды.

Термин «высшая нервная деятельность» Павлов предло­жил использовать вместо термина «психическая деятельность», что способствовало изучению психической деятельности с помо­щью объективного метода, т. е. условных рефлексов, открытых им. Однако в настоящее время накопилось достаточно научных фак­тов, свидетельствующих о том, что понятия «психическая дея­тельность» и «высшая нервная деятельность» неравнозначны.

Высшая нервная деятельность, согласно Павлову, - это условно-рефлекторная деятельность ведущих отделов головного мозга (у человека и животных - больших полушарий и переднего мозга), обеспечивающих адекватные и наиболее совершенные от­ношения целого организма к внешнему миру, т. е. поведение.

Высшая нервная деятельность может протекать осознанно и подсознательно. В частности И. П. Павлов считал, что сон является разлитым торможением в коре большого мозга. В на­стоящее время хорошо известно, что сон - это особая активность мозга, т. е. одна из форм высшей нервной деятельности.

Вся деятельность нервной системы имеет рефлекторный характер, т.е. складывается из огромного количества разнообразных рефлексов разного уровня сложности. Рефлекс - это ответная реакция организма на любое внешнее или внутреннее воздействие с участием нервной системы. Рефлекс - это приспособительная реакция организма, обеспечивающая тонкое, точное и совершенное уравновешивание организма с состоянием внешней или внутренней среды. "Если отключить все рецепторы, то человек должен заснуть мертвым сном и никогда не проснуться" (И.М. Сеченов). Таким образом, нервная система работает по принципу отражения: стимул - ответная реакция. Авторами рефлекторной теории являются выдающиеся отечественные физиологи Иван Петрович Павлов и Иван Михайлович Сеченов.

Для осуществления любого рефлекса необходимо особое анатомическое образование - рефлекторная дуга. Рефлекторная дуга - это цепь нейронов, по которым проходит нервный импульс от рецептора (воспринимающей части) до органа, отвечающего на раздражение.

3. Методы исследования внд и сенсорных систем. Существует множество методов изучения ВНД:

Важным методом изучения ВНД, метод условных рефлексов в сочетании с различными дополнительными исследо­ваниями или воздействиями. Условный рефлекс - это вырабо­танная в онтогенезе реакция организма на раздражитель, ранее индифферентный для этой реакции.

Основные правила выработки условных рефлексов следующие: неоднократное совпадение во времени действия индифферентно­го раздражителя с безусловным; условный стимул должен пред­шествовать безусловному.

Электроэнцефалография - регистрация суммарной электрической активности мозга с поверхности головы, а электроэнцефа­лограмма ЭЭГ представляет собой кривую, зарегистрированную при этом.

Регистрация ЭЭГ производится с помощью элект­родов, накладываемых симметрично в лобных, центральных, те­менных, височных и затылочных областях головного мозга. Ос­новными анализируемыми параметрами ЭЭГ являются частота и амплитуда волновой активности. На ЭЭГ регистрируется 4 основных физиологических ритма: Альфа ритм, бета ритм, дельта ритм и θ ритм.

Метод вызванных потенциалов это регист­рация колебания электрической активности, возникающего на ЭЭГ при однократном раздражении периферических рецепторов (зри­тельных, слуховых, тактильных). Метод дает возможность выявить взаимодействия раз­личных зон коры при выработке условных рефлексов.

Магнитоэнцефалография. П рименяя высокочувствительные датчики, запол­ненные жидким гелием, регистрируют генерируемые мозгом слабые магнитные волны. Более высокое пространственное разреше­ние, чем у ЭЭГ, то есть повышенная точность локализации очага корковой ак­тивности.

При компьютерной томографии через мозг пропускается тон­кий пучок рентгеновских лучей; прошедшее через череп из­лучение измеряется счетчиком. Таким обра­зом получают рентгенографические изображения каждого участка мозга с различных точек. Далее с помощью компьютерных программ получают высококонтрастное изображение среза мозга в данной плос­кости.

Ядерный магнитный резонанс. Регистрируются появления и затухания резонансного излучения ядер атомов мозга. Изображения можно получать в любых плоско­стях. Степень контрастности при ядерном магнитном резонансе такая же, как при компьютерной томографии.

Микроэлектродный метод основан на подведении к одиноч­ным нейронам микроэлектродов. Чаще всего их делают в виде стеклянных микропипеток, заполненных электролитом. Метод позволяет изучать активность оди­ночных нейронов ЦНС. Можно измерять мембранные потенциа­лы покоя, регистрировать постсинаптические потенциалы (воз­буждающие и тормозные), а также потенциалы действия.

Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условных рефлексов.

Методы холодового выключения структур головного мозга дают возможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного реф­лекса в разных функциональных состояниях.

Стереотаксический метод позволяет с помощью стереотаксuческого nри­бора ввести электрод в различ­ные подкорковые структуры головного мозга по стереотаксuческим координатам и подготовить животное для экс­перимента. Можно регистрировать биоэлектрическую активность соответствующей структуры, раздражать или разрушать ее, вводить различные хи­мические вещества.

Метод перерезки и выключения различных участков ЦНСпро­изводится механическим, электролитическим путем, а также при использовании замораживания, ультразвуковых, рентгеновских лу­чей. Используя электрошок или вводя снотворные вещества, можно обратимо видоизменять активность мозга в целом и наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения.

Реоэниефалография основана на регистрации изменений сопро­тивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зави­симости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о вели­чине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов, состоянии венозного оттока.

Эхоэнцефалография основана на свойстве ультразвука по-раз­ному отражаться от структур мозга, его патологических образова­ний, цереброспинальной жидкости, костей черепа и др. Дает возможность определить размеры и локализации тех или иных образований мозга, оценивать скорость и направление движения крови в сосудах, участвующих в крово­снабжении мозга.

Позитронно-Эмиссионный Томограф (ПЭТ) Мы с вами живём в эпоху, когда можно посмотреть, и что делается в целом мозге. В 90-м году в нашей стране был установлен первый ПЭТ. В его устройстве вы, вероятно, понимаете больше, чем я. Работает он так: вместе с веществом, которое вводится в руку больного, в мозг поступает меченый элемент вещества. Специально подбирается такое вещество, которое в определённом месте мозга, где имеется химическое сродство, распадается с появлением двух гамма-квантов. Кванты бегут в две противоположные стороны, и если поставить вокруг головы кольцо, которое будет их регистрировать, то можно с довольно-таки большой точностью (предельная точность 2 мм, обычно 6 мм) определить место, куда пришёл наш меченный химический элемент.

Классификация рефлексов

1. По биологическому значению:
• пищевые
• оборонительные
• ориентировочные
• половые
• и др.
2. По отвечающему рабочему органу:
• двигательные
• секреторные
• сосудистые
• и др.
3. По нахождению нервного центра:
• спинальные (нервные центры находятся в спинном мозге - мочеиспускание, дефекация и др.,)
• бульбарные (нервные центры находятся в продолговатом мозге - кашель, чиханье и др.)
• мезенцнфальные (нервные центры находятся в среднем мозге - выпрямление тела, ходьба)
• диэнцефальные (в промежуточном мозге - терморегуляция и др.)
• корковые (нервные центры находятся в коре больших полушарий - все условные рефлексы).
4. По сложности рефлекса:
• простые
• сложные (цепные рефлексы)
5. По отвечающему органу:
• вегетативные
• соматические
6. По происхождению:
• врожденные (безусловные)
• приобретенные (условные).