Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

                

НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ 

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 ИНСТИТУТ  УПРАВЛЕНИЯ  И  ПРАВА

 

 Факультет психологии и юриспруденции

 

Специальность: ПСИХОЛОГИЯ

 

                                   

Контрольная работа

по дисциплине: «ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ»

 

 

Работу выполнил студент ___3__курса__Цыганков Анатолий Васильевич_____

                                                                             фамилия, имя, отчество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов

2012

 

Содержание

Контрольные вопросы…………………..……………………………………...Стр 3

Практическое задание……………..…………………………………………....Стр 31

Итоговый тест…………………………………………………………………...Стр 37

Реферат…………………………………………………………………..............Стр 41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 

 

1. Сенсорные и модулирующие системы мозга.

 

Сенсорной системой (анализатором, по И. П. Павлову) называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов — сенсорных рецепторов, получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые перерабатывают эту информацию. Таким образом, сенсорная система вводит информацию в мозг и анализирует ее.

Сенсорная система выполняет следующие  основные функции, или операции, с  сигналами: 1) обнаружение; 2) различение; 3) передачу и преобразование; 4) кодирование; 5) детектирование признаков; 6) опознание образов. Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов — нейронами коры больших полушарий. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слоев сенсорных систем.

У человека различают зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, термо-, проприо- и вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве) и рецепторы боли.

По характеру контакта со средой рецепторы делятся на дистантные, получающие информацию на расстоянии от источника раздражения (зрительные, слуховые и обонятельные), и контактные — возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые, тактильные).

В зависимости от природы раздражителя, на который они оптимально настроены, рецепторы могут быть разделены  на фоторецепторы, механорецепторы, к которым относятся слуховые, вестибулярные рецепторы, и тактильные рецепторы кожи, рецепторы опорно-двигательного аппарата, барорецепторы сердечно-сосудистой системы; хеморецепторы, включающие рецепторы вкуса и обоняния, сосудистые и тканевые рецепторы; терморецепторы (кожи и внутренних органов, а также центральные термочувствительные нейроны); болевые (ноцицептивные) рецепторы.

Все рецепторы делятся на первично-чувствующие  и вторично-чувствующие. К первым относятся рецепторы обоняния, тактильные и проприорецепторы. Они различаются тем, что преобразование энергии раздражения в энергию нервного импульса происходит у них в первом нейроне сенсорной системы. К вторично-чувствующим относятся рецепторы вкуса, зрения, слуха, вестибулярного аппарата. У них между раздражителем и первым нейроном находится специализированная рецепторная клетка, не генерирующая импульсы. Таким образом, первый нейрон возбуждается не непосредственно, а через рецепторную (не нервную) клетку.

Передача и преобразование сигналов. Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа.

Ограничение избыточности информации и выделение существенных признаков  сигналов. Зрительная информация, идущая от фоторецепторов, могла бы очень быстро насытить все информационные резервы мозга. Избыточность сенсорных сообщений ограничивается путем подавления информации о менее существенных сигналах. Менее важно во внешней среде то, что неизменно либо изменяется медленно во времени и в пространстве. Например, на сетчатку глаза длительно действует большое световое пятно. Чтобы не передавать все время в мозг информацию от всех возбужденных рецепторов, сенсорная система пропускает в мозг сигналы только о начале, а затем о конце раздражения, причем до коры доходят сообщения только от рецепторов, которые лежат по контуру возбужденной области.

Кодирование информации. Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в  условную форму — код. В сенсорной  системе сигналы кодируются двоичным кодом, т. е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени.

Опознание образов. Это конечная и  наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т. е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.

Модулирующие системы мозга обеспечивают определенный уровень внимания, благодаря процессам активации соответствующих структур мозга. “Реакция активации” коры из неспецифической ретикулярной системы мозгового ствола, описанная Мэгуном и Моруцци, электроэнцефалографически проявляется десинхронизацией альфа-ритма и/или усилением бета- и гамма-активности. Модулирующие структуры представлены стволово-таламо-кортикальной системой, каудо-таламо-кортикальной системой и базальной холинергической системой переднего мозга.

Стволово-таламо-кортикальная система приводит к возникновению в коре генерализованной реакции активации из среднемозговой ретикулярной формации (Мэгун, Моруцци) и локальной реакции вовлечения из неспецифических таламических ядер (Джаспер) за счет возбуждения холинергических стволово-корковых проекций. Эта система обусловливает возникновение ориентировочного рефлекса, включение  епроизвольного 
внимания, а также обработку информации во время парадоксального сна. Каудо-таламо-кортикальная система обеспечивает распределение восходящих неспецифических влияний в коре. Главные структуры этой системы: хвостатые и прилегающие базальные ядра и таламус, которые для активации коры используют дофаминергические нейроны.

Базальная холинергическая  система переднего мозга принимает  участие в регуляции цикла сон-бодрствование и в вызове корковой реакции активации. Возможно, эта система отвечает за произвольное селективное внимание к значимым стимулам.  Холинергические нейроны переднего мозга обеспечивают реакцию активации в виде усиления гиппокампального тета-ритма по путям: ретикулярная формация — базальная холинергическая система переднего мозга – гиппокамп.

Все эти системы связаны  общими входами и выходами и совместно  обеспечивают все формы внимания (от ориентировочного рефлекса до активации функционального состояния бодрствования). При этом в качестве характерного ЭЭГ-коррелята внимания выступают гамма-колебания (в диапазоне от 30 до 170 Гц и более), которые связывают с произвольным вниманием (при контролировании когнитивных процессов).

 

2. Функциональная организация двигательных систем мозга и рефлекторной дуги.

 

Особое место в функциональной организации мозга занимает двигательный анализатор (по терминологии И.П. Павлова) или интегративно-пусковые системы. Это связано с тем, что двигательные области коры стоят на выходе интегрирующей и координирующей деятельности мозга и выполняют функцию запуска и контроля двигательной деятельности, реализации поведенческих актов. Восприятие, адекватное воздействие, надежное распознавание и высокая способность к дифференцировке раздражителей являются необходимой предпосылкой для деятельности двигательных систем интегративно-пусковых аппаратов» Для двигательных областей коры характерен прежде всего синтез возбуждений различной модальности с биологически значимыми сигналами и мотивационными влияниями. Им свойственна дальнейшая, окончательная трансформация афферентных влияний в качественно новую форму деятельности, направленную на быстрейший выход эфферентных возбуждений на периферию, т. е. на аппараты реализации конечной стадии поведения. В отношении сознательной деятельности человека А.Р. Лурия  назвал деятельность системы интегративно-пусковых аппаратов третьим функциональным блоком программирования, регуляции и контроля деятельности.

Высшие аппараты третьего функционального блока  мозга расположены в передних отделах больших полушарий — кпереди от центральной извилины. Его основной отличительной чертой является то, что он не содержит модально-специфических зон, представляющих отдельные анализаторы, а состоит целиком из аппаратов эфферентного (двигательного) типа, однако сам находится под постоянным притоком информации из аппаратов афферентного (сенсорного) блока. Следующая важнейшая черта, отличающая работу третьего функционального блока от афферентного, состоит в том, что процессы здесь идут в нисходящем направлении, начинаясь с наиболее высоких — третичных и вторичных зон коры. Здесь в высших отделах интегративно-пускового блока формируются двигательные программы, а затем переходят к аппаратам низших моторных образований (первичным корковым зонам; стволовым и спинальным двигательным ядрам). Решающее значение в подготовке двигательной эфферентной импульсации имеют надстроенные над первичной моторной корой вторичные (премоторные отделы, 6-е и 8-е поля) и третичные зоны (префронтальные отделы лобной коры), или лобные доли.

На основе анализа  конкретных механизмов различных поведенческих  актов Е.Н. Соколов разработал общий  принцип функциональной организации рефлекторной дуги и представил его в виде схемы концептуальной рефлекторной дуги. КОРД включает элементы афферентных, центральных и эфферентных звеньев рефлекторной дуги. Между рецепторными и эффекторными образованиями включены системы нейронов-детекторов, командных нейронов и модулирующих нейронов, а так же популяции моторных нейронов. Нейроны детекторы селективно настроены на параметры раздражителя, кодируют сигналы номером канала и реализуют механизмы сенсорных анализаторов. Особенность командных нейронов состоит в том , что возбуждение системы командных нейронов может запустить целостную поведенческую реакцию или отдельный ее фрагмент. Командные нейроны характеризуется высоким порогом генерации спайковой активности, что обуславливает пороговый уровень запуска соответствующей им рефлектороной реакции. Они могут иметь разные пороги возбуждения Набор нейронов детекторов, подключенных к командному нейрону, определяет его рефлексогенную зону, а популяция мотонейронов, составляет мишень аксонных синапсов командного нейрона, определяет его моторную программу. Спайковая активность КН возбуждает пул связанных с ними мотонейронов и приводит к запуску локального рефлекторного фрагмента. МН получают сигналы из внешней Среды и внутренних органов, но выполняют функции регуляции тонуса рефлекторной деятельности мозга. Специальным механизмом регуляции возбудимости являются нейроны модулирующей системы мозга с генерализированным спектром воздействия и локальным фокусом воздействия на системы, ответственные за выполнение актуализированного рефлекса. Их модулирующее воздействие осуществляется через изменение возбудимости командных нейронов, что приводит к перемещению максимального возбуждения с одной системы командных нейронов на другую в результате чего и происходит перераспределение приоритета реакций. Поведенческие акты реализуются посредством упорядоченной организации рд, в которой нервные клетки осуществляют кодирование сигналов. В модели Соколова принцип кодирования- номером канала как универсальный принцип деятельности цнс. Анализ и доставку сенсорной информации к системе командных нейронов осуществляют сенсорные нейроны с иерархическим принципом детекторных свойств. Кора бп, образованная множеством детекторов, представляет собой целую систему анализаторов. Объединение сенсорных нейронов в функциональные модули обеспечивает встраивание в 3-х мерную структуру мозга многомерной системы локальных анализаторов признаков (гиперколонок). В итоге обработка сенсорной информации осуществляется одновременно во множестве задействованных сенсорных каналов. Командные нейроны упоряд. организованны в несколько функц. уровней: нейроны высшего порядка- функц. контроля и управления деят. кн след. нисходящего уровня, которые запускают комплексы движений. Это принцип запуска реакции “сверху вниз” так же характерна для организ. кн двигат. коры. В итоге это позволяет получить огромное преимущество при решение определенных задач и реализ. поведенч. реакций осушествл. во множестве параллельно функционир. каналов. Итак, модель Соколова выступает как общая схема взаимодействия 3-х функц. блоков мозга.

 

3. Условные рефлексы и динамика условно-рефлекторной деятельности.

 

Условные рефлексы, индивидуально приобретённые сложные приспособительные реакции организма животных и человека, возникающие при определённых условиях (отсюда название) на основе образования временной связи между условным (сигнальным) раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безусловно-рефлекторным актом.

Успех индивидуальной адаптации  организма к разнообразным условиям его жизни, вся динамика условно0рефлекторной деятельности зависит от сложных взаимоотношений между возбудительными и тормозными процессами в головном мозге. 
Сеченов открыл торможение, а Павлов установил, что существует два его вида: 
• Внешнее (безусловное) ― является врожденным свойством нервной системы ― процесс экстренного ослабления или прекращения отдельных поведенческих реакций при действии раздражителей, поступающих из внешней или внутренней среды. Гаснущий тормоз: условно-рефлекторные реакции тормозятся при действии посторонних стимулов; причиной могут быть условно-рефлекторные реакции и безусловные рефлексы (испуг). В большинстве случае возникает ориентировочная реакция, которая постепенно угасает при повторном действии стимула. 
Запредельное торможение: развивается при длительном нервном возбуждении организма, вероятно, предохраняет нейроны от истощения. Временно выключая активность нервных клеток, оно создает им условия для восстановления нормальной возбудимости и работоспособности. Возникает при воздействии сильных раздражителей или нескольких несильных. Может быть вызвано сильным волнением. 
• Условное (внутреннее) ― приобретенное торможение, проявляется в форме задержки, угасания, устранения условной реакции. Оно является результатом выработки, активным процессом в нервной системе, выполняет важнейшие функции перестройки в условно-рефлекторной деятельности. Выделяют 4 вида:

1.Угасательное ― возникает после отмены подкрепления условного стимула. Скорость угасания условной связи находится в обратной зависимости от интенсивности условного стимула и силы, биологической значимости подкрепления. Усиление внутреннего угасательного торможения может привести к угнетению не только угашаемого рефлекса, но и других, прежде всего близких, однородных условных рефлексов.

2.Дифференцировочное торможение ― тонкое различение сигнального раздражителя, происходящее в результате неподкрепления посторонних стимулов, близких по своим параметрам к безусловному сигналу. Развитие этого вида торможения идет в три этапа: 1― на фоне выработанного условного рефлекса новый раздражитель вызывает ориентировочный рефлекс, который обуславливает внешнее торможение условного ответа. 2― ориентировочная реакция на сходный раздражитель исчезает, и условные реакции на оба стимула выравниваются. 3― гаснет реакция на неподкрепляемый дифференцировочный раздражитель.