Закономерности роста и развития детского организма

Проведенные И.П. Павловым многочисленные опыты показали, что основу выработки  условных рефлексов составляют импульсы, поступающие по афферентным волокнам из экстеро– или интерорецепторов. Для образования их необходимы следующие условия:

а) действие индифферентного (в будущем условного) раздражителя должно быть раньше действия безусловного раздражителя (для оборонительного двигательного рефлекса минимальная разница во времени равна 0,1 с). При другой последовательности рефлекс не вырабатывается или бывает очень слабым и быстро угасает;

б) действие условного раздражителя в течение какого-то времени должно сочетаться с действием безусловного раздражителя, т. е. условный раздражитель подкрепляется безусловным. Такое сочетание действия раздражителей следует повторять неоднократно.

Кроме того, обязательным условием выработки условного рефлекса является нормальная функция коры больших  полушарий, отсутствие болезненных  процессов в организме и посторонних  раздражителей. Иначе, кроме вырабатываемого  подкрепляемого рефлекса, будет возникать  еще и ориентировочный рефлекс, или рефлекс внутренних органов (кишечника, мочевого пузыря и др.).

Механизм образования условного  рефлекса. Действующий условный раздражитель всегда вызывает слабый очаг возбуждения в соответствующей зоне мозговой коры. Присоединившийся безусловный раздражитель создает в соответствующих подкорковых ядрах и участке коры больших полушарий второй, более сильный очаг возбуждения, который отвлекает на себя импульсы первого (условного), более слабого раздражителя. В итоге между очагами возбуждения коры больших полушарий возникает временная связь, при каждом повторении (т. е. подкреплении) эта связь становится более прочной. Условный раздражитель превращается в сигнал условного рефлекса.

Чтобы выработать условный рефлекс  у человека, применяют секреторную, мигательную или двигательную методики с речевым подкреплением; у животных – секреторную и двигательную методики с пищевым подкреплением.

Широко известны исследования И.П. Павлова по выработке условного  рефлекса у собак. Например, ставится задача выработки у собаки рефлекса по слюноотделительной методике, т. е. вызвать слюноотделение на световой раздражитель, подкрепляемый пищей – безусловным раздражителем. Сначала включают свет, на который собака реагирует ориентировочной реакцией (поворачивает голову, уши и т. д.). Эту реакцию Павлов назвал рефлексом «что такое?». Затем собаке дают пищу – безусловный раздражитель (подкрепление). Таким образом действуют несколько раз. В результате ориентировочная реакция появляется все реже, а затем и вовсе пропадает. В ответ на импульсы, которые поступают в кору из двух очагов возбуждения (в зрительной зоне и в пищевом центре), укрепляется временная связь между ними, в итоге слюна у собаки выделяется на световой раздражитель даже без подкрепления. Это происходит потому, что в мозговой коре остался след перемещения слабого импульса в сторону сильного. Вновь сформировавшийся рефлекс (его дуга) сохраняет способность воспроизводить проведение возбуждения, т. е. осуществлять условный рефлекс.

Сигналом для условного  рефлекса может стать и тот  след, который оставили импульсы наличного  раздражителя. Например, если воздействовать условным раздражителем в течение 10 с, а затем через минуту после его прекращения давать пищу, то сам по себе свет не вызовет условно-рефлекторного отделения слюны, но через несколько секунд после его прекращения условный рефлекс появится. Такой условный рефлекс называют следовым. Следовые условные рефлексы развиваются с большой интенсивностью у детей со второго года жизни, способствуя развитию речи, мышления.

Чтобы выработать условный рефлекс, нужны условный раздражитель достаточной  силы и высокая возбудимость клеток мозговой коры. Помимо этого, сила безусловного раздражителя должна быть достаточной, в противном случае безусловный рефлекс будет гаснуть под воздействием более сильного условного раздражителя. При этом клетки мозговой коры должны быть свободными от сторонних раздражителей. Соблюдение данных условий ускоряет выработку условного рефлекса.

Классификация условных рефлексов. В зависимости от методики выработки условные рефлексы подразделяют на: секреторные, двигательные, сосудистые, рефлексы-изменения во внутренних органах и др.

Рефлекс, который вырабатывается подкреплением условного раздражителя безусловным, называется условным рефлексом  первого порядка. На его основе можно  выработать новый рефлекс. Например, сочетанием светового сигнала с  кормлением у собаки выработан прочный  условный рефлекс слюноотделения. Если перед световым сигналом давать звонок (звуковой раздражитель), то через несколько  повторений такого сочетания у собаки начинается слюноотделение на звуковой сигнал. Это и будет рефлекс  второго порядка, или вторичный  рефлекс, подкрепляемый не безусловным  раздражителем, а условным рефлексом  первого порядка.

На практике установлено, что на базе вторичного условного  пищевого рефлекса выработать у собак  условные рефлексы других порядков не удается. У детей же удавалось  развить условный рефлекс шестого  порядка.

Чтобы выработать условные рефлексы высших порядков, нужно новый индифферентный раздражитель «включать» за 10–15 с до начала действия условного раздражителя ранее выработанного рефлекса. Если интервалы будут меньше, то новый рефлекс не появится, а выработанный до этого угаснет, потому что в коре мозга разовьется торможение.

2.3. Торможение условных рефлексов

И.П. Павлов выделил две  разновидности торможения условных рефлексов – безусловное (внешнее) и условное (внутреннее) торможение.

Безусловное торможение. Полная остановка начавшегося рефлекса или снижение его активности под воздействием изменений во внешней среде называется безусловным торможением. Под действием нового раздражителя (проникающего извне шума, изменения освещения и т. д.) в коре головного мозга создается другой (особый) очаг возбуждения, задерживающий или прерывающий начавшийся рефлекторный акт. Выяснено, что чем моложе условный рефлекс, тем легче он поддается торможению. Это связано с развитием процесса индукции в центральной нервной системе. Поскольку торможение вызывается посторонним раздражителем, Павлов назвал его внешним, или индукционным, торможением. Безусловное торможение возникает внезапно, оно свойственно организму от рождения и характерно для всей центральной нервной системы.

Внешнее торможение может  наблюдаться у детей, работающих в коллективе, когда любой шум, проникающий в помещение, нарушает течение рефлекторного акта. Например, во время урока дети услышали резкий визг тормозов автомобиля. Ученики  поворачиваются в сторону сильного раздражителя, теряют внимание, равновесие и рациональную позу. В результате возможны ошибки и т. д.

Безусловное торможение может  наступить и без появления  второго очага возбуждения. Это  случается при снижении или полном прекращении работоспособности  клеток коры головного мозга из-за большой силы раздражителя. Для предотвращения разрушения клетки впадают в состояние  торможения. Такой вид торможения называют запредельным, он играет охранительную  роль в организме.

Условное (внутреннее) торможение. Такой вид торможения характерен для высших отделов центральной нервной системы и развивается только при отсутствии подкрепления условного сигнала безусловным раздражителем, т. е. при несовпадении во времени двух очагов возбуждения. Оно вырабатывается постепенно в процессе онтогенеза, иногда с большим трудом. Выделяют угасательное, дифференцировочное условное торможение.

Угасательное торможение развивается, если повторение условного  сигнала не подкрепляется безусловным. Например, хищник реже появляется в тех местах, где количество добычи уменьшилось, потому что выработанный ранее условный рефлекс из-за отсутствия подкрепления пищей, которое было условным раздражителем, угасает. Это способствует приспосабливанию животных к меняющимся условиям жизни.

2.4. Аналитико-синтетическая деятельность коры больших полушарий

Множество раздражителей  внешнего мира и внутренней среды  организма воспринимаются рецепторами  и становятся источниками импульсов, которые поступают в кору больших  полушарий. Здесь они анализируются, различаются и синтезируются, соединяются, обобщаются. Способность коры разделять, вычленять и различать отдельные  раздражения, дифференцировать их и  есть проявление аналитической деятельности коры головного мозга.

Сначала раздражения анализируются  в рецепторах, которые специализируются на световых, звуковых раздражителях  и т. п. Высшие формы анализа осуществляются в коре больших полушарий. Аналитическая деятельность коры головного мозга неразрывно связана с ее синтетической деятельностью, выражающейся в объединении, обобщении возбуждения, которое возникает в различных ее участках под действием многочисленных раздражителей. В качестве примера синтетической деятельности коры больших полушарий можно привести образование временной связи, которое лежит в основе выработки условного рефлекса. Сложная синтетическая деятельность проявляется в образовании рефлексов второго, третьего и высших порядков. В основе обобщения лежит процесс иррадиации возбуждения.

Анализ и синтез связаны между собой, и в коре происходит сложная аналитико-синтетическая деятельность.

Динамический стереотип. Внешний мир действует на организм не единичными раздражителями, а обычно системой одновременных и последовательных раздражителей. Если система последовательных раздражителей часто повторяется, это ведет к образованию системности, или динамического стереотипа в деятельности коры головного мозга. Таким образом, динамический стереотип представляет собой последовательную цепь условно-рефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном, закрепленном во времени порядке и являющихся следствием сложной системной реакции организма на сложную систему положительных (подкрепляемых) и отрицательных (неподкрепляемых, или тормозных) условных раздражителей.

Выработка стереотипа – это  пример сложной синтезирующей деятельности коры головного мозга. Стереотип  трудно вырабатывается, но если он сформирован, то поддержание его не требует  большого напряжения корковой деятельности, при этом многие действия становятся автоматическими. Динамический стереотип  является основой образования привычек у человека, формирования определенной последовательности в трудовых операциях, приобретения умений и навыков. Примерами  динамического стереотипа могут  служить ходьба, бег, прыжки, катание  на лыжах, игра на музыкальных инструментах, пользование при еде ложкой, вилкой, ножом, письмо и др.

Стереотипы сохраняются  долгие годы и составляют основу человеческого  поведения, при этом они очень  трудно поддаются перепрограммированию.

2.5. Первая и вторая сигнальные системы

И.П. Павлов рассматривал поведение  человека как высшую нервную деятельность, где общим для животных и человека являются анализ и синтез непосредственных сигналов окружающей среды, составляющих первую сигнальную систему действительности. По этому поводу Павлов писал: «Для животного действительность сигнализируется  почти исключительно только раздражениями  и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в  специальные клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма. Это  то, что и мы имеем в себе как  впечатления, ощущения и представления  от окружающей внешней среды как  общеприродной, так и от нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое. Это – первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными».

В результате трудовой деятельности, общественных и семейных отношений  у человека развилась новая форма  передачи информации. Человек стал воспринимать словесную информацию через понимание значения слов, произносимых им самим или окружающими, видимых  – написанных или напечатанных. Это привело к появлению второй сигнальной системы, свойственной исключительно  человеку. Она значительно расширила  и качественно изменила высшую нервную  деятельность человека, так как внесла новый принцип в работу больших  полушарий головного мозга (взаимосвязь  коры с подкорковыми образованиями). По этому поводу Павлов писал: «Если  наши ощущения и представления, относящиеся  к окружающему миру, есть для нас  первые сигналы действительности, конкретные сигналы, то речь, и, прежде всего кинестезические раздражения, идущие в кору от речевых органов, есть вторые сигналы, сигналы сигналов. Они представляют собой отвлечение от действительности и допускают обобщение, что и составляет... специально человеческое мышление, и науку – орудие высшей ориентировки человека в окружающем мире и в себе самом».

Вторая сигнальная система  является результатом социальности человека как вида. Однако следует  помнить, что вторая сигнальная система  находится в зависимости от первой сигнальной системы. Дети, родившиеся глухими, издают такие же звуки, как  и нормальные, но, не подкрепляя издаваемые сигналы через слуховые анализаторы  и не имея возможности подражать  голосу окружающих, они становятся немыми.

Известно, что без общения  с людьми вторая сигнальная система (особенно речь) не развивается. Так, дети, унесенные дикими животными и  жившие в зверином логове (синдром  Маугли), не понимали человеческой речи, не умели говорить и утратили способность научиться разговаривать. Кроме того, известно, что молодые люди, попавшие в изоляцию на десятки лет, без общения с другими людьми забывают разговорную речь.

Физиологический механизм поведения  человека является результатом сложного взаимодействия обеих сигнальных систем с подкорковыми образованиями больших  полушарий. Павлов считал вторую сигнальную систему «высшим регулятором  человеческого поведения», преобладающим  над первой сигнальной системой. Но и последняя в известной степени  контролирует деятельность второй сигнальной системы. Это позволяет человеку управлять своими безусловными рефлексами, сдерживать значительную часть инстинктивных  проявлений организма и эмоций. Человек  может сознательно подавлять  оборонительные (даже в ответ на болевые раздражения), пищевые и  половые рефлексы. В то же время  подкорковые образования и ядра мозгового ствола, особенно ретикулярная формация, являются источниками (генераторами) импульсов, поддерживающих в норме  мозговой тонус.

2.6. Типы высшей нервной деятельности

Условно-рефлекторая деятельность зависит от индивидуальных свойств нервной системы. Индивидуальные свойства нервной системы обусловлены наследственными особенностями индивидуума и его жизненным опытом. Совокупность этих свойств называют типом высшей нервной деятельности.

И.П. Павлов на основе многолетнего изучения особенностей образования  и протекания условных рефлексов  у животных выделил четыре основных типа высшей нервной деятельности. В основу деления на типы он положил  три основных показателя:

а) силу процессов возбуждения и торможения;

б) взаимную уравновешенность, т. е. соотношение силы процессов возбуждения и торможения;

в) подвижность процессов возбуждения и торможения, т. е. скорость, с которой возбуждение может сменяться торможением, и наоборот.

На основании проявления этих трех свойств Павлов выделил  следующие типы нервной деятельности;

1) тип сильный, неуравновешенный, с преобладанием возбуждения над торможением («безудержный» тип);