Род человеческий - Барнетт Энтони. Страница 22

Такая простая ответная реакция получила название безусловного рефлекса. Безусловный рефлекс отличается большим постоянством: в ответ на одно и то же раздражение в любых условиях возникает одна и та же физиологическая реакция. Не зависит он и от индивидуального опыта человека. К безусловным рефлексам относятся также слюноотделение (выделение слюны при попадании пищи в рот), сухожильные рефлексы, например коленный. Наряду со зрачковым, коленный рефлекс играет немалую роль в распознавании ряда заболеваний центральной нервной системы.

В образовании рефлекса участвуют орган чувств, или рецептор (например, в зрачковом рефлексе — сетчатка), чувствительное нервное волокно, по которому импульсы идут к воспринимающим клеткам центральной нервной системы, двигательные нервные клетки и их волокна, по которым импульсы идут от центральной нервной системы, и рабочий орган (мышца или железа), который, собственно, и выполняет ответную реакцию.

При детальном изучении механизм безусловного рефлекса оказывается довольно сложным. Мы можем сравнить действие нервной системы с электрическими приспособлениями типа телефона, имеющими внешнее сходство со связями в нервной системе. То, что сходство это только внешнее, можно доказать, сославшись еще раз на пример с действием света на глаз. Предположим, что неожиданно для человека включили очень яркий свет, — ответная реакция будет уже другой: помимо того, что сократится зрачок, еще и зажмурятся глаза, возможно, повернется в сторону голова, а руки непроизвольно поднимутся и прикроют глаза. В этом случае возбудилось большее число чувствительных нервных волокон, а следовательно, и число импульсов, поступивших в центральную нервную систему, будет бóльшим, чем в первом примере; возбуждение захватило больший участок мозга, и в действие включилось большее число мышц (не только мышцы зрачка).

Рис. 31. Схема рефлекторной дуги.

Чувствительные нервные клетки от органа кожной чувствительности передают возбуждение через вставочные клетки центральной нервной системы двигательным клеткам, вызывающим мышечное сокращение. Ответные реакции включают на каждой стадии сотни и тысячи нервных клеток, связанных обычно гораздо более сложным образом, чем показано на этом рисунке.

При повторных применениях необычно сильного раздражителя ответная реакция усложняется: человек либо попытается уклониться от этого испытания, либо войдет с уже зажмуренными глазами, либо наденет темные очки. Вследствие приобретенного опыта его поведение изменится. Процесс научения показывает, что не все связи в центральной нервной системе фиксированы; они должны быть очень подвижными и постоянно меняться на протяжении жизни, по крайней мере в деталях. Это как бы телефонная система, наращивающая в зависимости от обстоятельств новые провода.

Мы только теперь начинаем постепенно узнавать о способности нервной системы к образованию новых связей. Вызывает интерес предположение, что это в одинаковой степени свойственно как головному, так и спинному мозгу, ибо последний состоит только из пучков волокон, проводящих импульсы к головному мозгу или от него, и тел нервных клеток, образующих рефлекторные центры, связанные с безусловными рефлексами. Однако в последнее время в результате тщательных экспериментов ученые установили, что у животных, например у кошки, повторное раздражение чувствительных нервов, участвующих в такого рода рефлексах, вызывает усиление ответной реакции, то есть увеличение мышечных движений. Эта усиленная ответная реакция, несомненно, зависит от закрепления связи между чувствительными и двигательными нервными клетками в спинном мозге. Как показали микрохимические исследования недавних лет, тонкие процессы в нервных клетках, благодаря которым происходит передача нервных импульсов от одной клетки к другой, при повторном употреблении усиливаются и тем самым становятся более эффективными. Установлено также, что неупотребление приводит к ослаблению функции. Однако изменения в типе ответа, как в условном рефлексе, в данном случае не происходят, а лишь усиливается уже существующая ответная реакция. Предполагают, что сходные изменения имеют место и в нервных клетках головного мозга, особенно в тех его областях, которые связаны с научением. Появление новых связей здесь может сильно повлиять на поведение. Другими словами, эти микроскопические изменения, возможно, являются частью химической основы памяти.

Рис. 32. Синапс.

Показаны мельчайшие окончания двух нервных клеток на теле третьей клетки — так называемый синапс. Большинство нервных клеток в центральной нервной системе имеют синаптические связи с сотнями других.

Мозг и сложные формы поведения

Анализ деятельности нервной системы мы начали с простого примера — рефлекса, который можно полностью описать, используя термины «раздражение», «нервная активность», «ответ». Нервная деятельность в данном случае заключается в непосредственной связи органа чувств с мышцей или железой. У животных с примитивной нервной системой поведение — не что иное, как рефлексы и аналогичные непосредственные ответы на внешнее раздражение; все их действия определяются окружающими условиями. Даже приобретая опыт, эти животные почти не способны как-то изменить поведение и потому зависят от непосредственных раздражителей. Независимость скоропреходящих нервных импульсов увеличивается по мере усложнения центральной нервной системы и достигает своего максимума у человека. Это находит свое отражение в рассеянности, всегда сопровождающей усиленное внимание к определенной задаче. Только в коре больших полушарий человека около 15 миллиардов нервных клеток. Каждая из них связана с множеством других клеток, причем связи эти постоянно видоизменяются. Не удивительно поэтому, что поведение людей часто непредсказуемо.

Рис. 33. Чрезвычайно упрощенная диаграмма, иллюстрирующая связь речи со зрением.

Импульс идет от глаза по зрительному нерву в переключающий центр [в зрительном бугре — таламусе (2)], затем в зрительную область коры больших полушарий (3). Возбуждающиеся попутно другие части коры включают двигательные центры (4), откуда импульс попадает в продолговатый мозг (5) и уже затем к мышцам языка и гортани (6). Существует и «обратная» связь. Некоторые участки коры, включая лобные доли (7), не обладают ни чувствительными, ни двигательными функциями, но, несомненно, играют большую роль в процессе научения. Именно эти «молчаливые» (ассоциативные) зоны наиболее развиты у человека.

И тем не менее самые разнообразные формы поведения, свойственные человеку, можно объяснить благодаря такому огромному числу нервных клеток. Возьмем для примера любое сложное действие, скажем чтение нот при игре на фортепьяно. На первый взгляд может показаться, что, взяв определенный аккорд, пианист тем самым реагирует — пусть несколько сложно, но непосредственно — на специфический раздражитель, определенный рисунок знаков на бумаге. Однако, поразмыслив, мы вынуждены будем прийти к выводу, что такое предположение ошибочно, и ошибочно по двум причинам. Во-первых, рисунок знаков вовсе не специфический, или неизменный, раздражитель: аккорд будет сыгран и в том случае, если ноты напечатаны, и в том, если они написаны от руки, независимо от размера знаков и расстояния между ними. Эти и другие обстоятельства существенно видоизменяют картину, воздействующую на сетчатку глаза и побуждающую пианиста к исполнению определенного аккорда. Во-вторых, здесь совсем не простая связь раздражитель — ответ, ибо ответ может варьировать в деталях: независимо от того, как сыгран аккорд — одной рукой, обеими одновременно или различным сочетанием пальцев, — звук может быть одним и тем же. И конечно же, игра каждого исполнителя одного и того же произведения индивидуальна и неповторима в нюансах.