Чихание и кашель это условные рефлексы
Высшая нервная деятельность (ВНД)
Высшей нервной деятельностью (ВНД) называют сложный и взаимосвязанный набор нервных процессов, лежащих в основе поведения человека. ВНД обеспечивает максимальную приспособленность человека к условиям окружающей среды.
В основе ВНД лежат сложные электрические и химические процессы, происходящие в клетках коры больших полушарий головного мозга. Получая информацию через органы чувств, мозг обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой и поддерживает постоянство внутренней среды в организме.
В основе учения о высшей нервной деятельности лежат работы И. М. Сеченова — «Рефлексы головного мозга», И. П. Павлова (теория условных и безусловных рефлексов), П. К. Анохина (теория функциональных систем) и многочисленный ряд других работ.
Особенности высшей нервной деятельности человека:
- развитая психическая деятельность;
- речь;
- способность к абстрактно-логическому мышлению.
Начало созданию учения о высшей нервной деятельности было положено трудами великих русских учёных
И. М. Сеченова и И. П. Павлова.
Иван Михайлович Сеченов в книге «Рефлексы головного мозга» доказал, что рефлекс — это универсальная форма взаимодействия организма со средой, то есть рефлекторный характер имеют не только непроизвольные, но и произвольные, сознательные движения. Они начинаются с раздражения каких-либо органов чувств и продолжаются в мозге в виде определённых нервных явлений, приводящих к запуску поведенческих реакций.
Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение, происходящая при участии нервной системы.
И. М. Сеченов утверждал, что рефлексы головного мозга включают три звена:
- первое, начальное звено — это возбуждение в органах чувств, вызываемое внешними воздействиями.
- Второе, центральное звено — процессы возбуждения и торможения, протекающие в мозгу. На их основе возникают психические явления (ощущения, представления, чувства и т. д.).
- Третье, конечное звено — движения и действия человека, т. е. его поведение. Все эти звенья взаимосвязаны и обусловливают друг друга.
Сеченовым был сделан вывод, что мозг — это область непрерывной смены возбуждения и торможения. Два этих процесса постоянно взаимодействуют друг с другом, что приводит как к усилению, так и к ослаблению (задержке) рефлексов. Он также обратил внимание на существование врождённых рефлексов, которые достаются людям от предков, и приобретённых, которые возникают в течение жизни, являясь результатом обучения. Предположения и выводы И. М. Сеченова опережали своё время.
Продолжателем идей И. М. Сеченова стал И. П. Павлов.
Все рефлексы, возникающие в организме, Иван Петрович Павлов подразделил на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы
Безусловные рефлексы наследуются потомством от родителей, сохраняются в течение всей жизни организма и воспроизводятся из поколения в поколение (постоянны). Они свойственны всем особям определённого вида, т. е. являются групповыми.
У безусловных рефлексов постоянные рефлекторные дуги, которые проходят через ствол головного мозга или через спинной мозг (для их осуществления необязательно участие коры больших полушарий головного мозга).
Различают пищевые, оборонительные, половые и ориентировочные безусловные рефлексы.
- Пищевые: отделение пищеварительных соков в ответ на раздражение рецепторов полости рта, глотание, сосательные движения у новорожденного.
- Оборонительные: отдёргивание руки, прикоснувшейся к горячему предмету или при болевом раздражении, кашель, чихание, мигание и др.
- Половые: с половыми рефлексами связан процесс размножения.
- Ориентировочный (его И. П. Павлов назвал рефлексом «что такое?») обеспечивает восприятие незнакомого раздражителя. Ориентировочный рефлекс появляется в ответ на новый раздражитель: человек настораживается, прислушивается, поворачивает голову, скашивает глаза, задумывается.
Благодаря безусловным рефлексам сохраняется целостность организма, поддерживается постоянство его внутренней среды и происходит размножение.
Сложная цепь безусловных рефлексов называется инстинктом.
Пример:
мать выкармливает и защищает своего ребёнка, птицы строят гнезда — это примеры инстинктов.
Условные рефлексы
Наряду с наследственными (безусловными) существуют рефлексы, которые приобретаются каждым человеком в течение жизни. Такие рефлексы индивидуальны, и для их формирования необходимы определённые условия, поэтому они были названы условными.
Условные рефлексы — рефлексы, которые приобретаются человеком в течение всей жизни.
У млекопитающих животных и человека дуги условных рефлексов проходят через кору больших полушарий головного мозга.
Каждый условный рефлекс — это результат определённого опыта, привычки.
Пример:
чтение, езда на автомобиле, выделение слюны при виде и запахе пищи — всё это примеры условных рефлексов.
Эти рефлексы могут исчезать.
Новые условные рефлексы формируются на основе старых условных рефлексов.
Источники:
Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
Источник
Рефлекс — реакция организма на раздражитель с участием нервной системы.
Безусловные рефлексы (врожденные рефлексы) — постоянные врожденные реакции организма на определенные изменения окружающей среды, осуществляемые при участии нервной системы и не требующие специальных условий для своего возникновения.
Термин ввел И. П. Павлов.
Классификация безусловных рефлексов
по степени сложности:
простые (отдергивание руки от горячего);
сложные (поддержание гомеостаза при повышении концентрации углекислого газа в крови путем учащения дыхания);
по виду реакции:
пищевые (слюноотделительный рефлекс);
половые (половая охота, эрекция);
оборонительные (защита руками головы при надвигающемся ударе);
ориентировочно-исследовательские (поворачивание головы на громкий звук);
по отношению животного к раздражителю:
биологически положительные (поиск пищи по запаху);
биологически отрицательные (убегание от источника шума).
Большинство безусловных рефлексов могут возникать без участия коры больших полушарий и подкорковых ядер. Однако, деятельность центров безусловных рефлексов (например, слюноотделительного и дыхательного центров в продолговатом мозге) находится под контролем коры больших полушарий.
Простейшие дуги безусловных рефлексах замыкаются в спинном мозге, реже — в подкорковых ганглиях.
Дуги безусловных рефлексов формируются к моменту рождения и сохраняются в течение всей жизни. Многие безусловные рефлексы проявляются лишь в определенном возрасте; так, свойственный новорожденным хватательный рефлекс угасает в возрасте 3 — 4 месяцев, а сосательный рефлекс — к 4 годам.
Ориентировочный рефлекс — это реакция организма на сильный внешний раздражитель, затрагивающая множество физиологических функций.
В отличие от других безусловных рефлексов ориентировочный рефлекс угасает при повторных применениях стимула.
Биологическое значение ориентировочного рефлекса: активное восприятие всеми анализаторами внешнего раздражителя. Таким образом ориентировочный рефлекс носит жизнесберегающий характер. Внешне ориентировочная реакция, названная И. П. Павловым рефлексом «что такое?», проявляется у животного в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы в сторону стимула.
Условные (приобретенные) рефлексы — реакции организма на определенные изменения окружающей среды, приобретенные в течение жизни.
Биологический смысл условного рефлекса состоит в том, чтобы перевести нейтральные внешние раздражители в значимые сигналы, подстраивающие поведение организма под конкретную ситуацию.
Для возникновения условного рефлекса необходимо многократное совпадение во времени условного и безусловного раздражителя, причем условный раздражитель должен предшествовать безусловному. Например, человек видит лимон (условный раздражитель), затем человек ощущает кислый вкус (безусловный раздражитель), и у него усиливается слюноотделение. При многократном повторении сочетания лимона, вкуса и слюноотделения появляется временная связь между очагом возбуждения в зрительном центре на лимон и центром слюноотделения.
Первая стадия формирования любого условного рефлекса сводится к безусловному ориентировочному рефлексу.
Условные рефлексы:
натуральные (естественные) рефлексы: вырабатываются на естественные своиства безусловных раздражителей (например, запах или вид пищи), не нуждаются в постоянном подкреплении;
искусственные рефлексы: на безразличные искусственные сочетания раздражителей (например, звонок и принятие пищи), нуждаются в постоянном подкреплении.
Условные рефлексы:
положительные рефлексы — условные рефлексы, в динамике которых проявляется активность организма в виде двигательных или секреторных реакций;
отрицательные (тормозные) рефлексы — условные рефлексы, связанные с угнетением двигательных или секреторных реакций (например, при условном раздражителе в виде команды «Смирно!» вызывается деятельность мышц, обусловливающих стояние в определенном положении и торможение других условных двигательных реакций, которые осуществлялись до этой команды (ходьба, бег и т.п.).
В процессе приспособления организма к изменяющимся условиям среды оба вида рефлексов тесно взаимосвязаны, так как проявление одного вида деятельности сочетается с угнетением других видов. Например, при оборонительных двигательных условных рефлексах тормозятся условные пищевые реакции.
Дисциплинированность связана с одновременным сочетанием положительных и отрицательных (тормозных) условных рефлексов. Например, при выполнении некоторых физических упражнений (прыжки в воду с вышки, гимнастическое сальто и др.) для подавления реакций самосохранения и чувства страха требуется торможение сильнейших отрицательных оборонительных условных рефлексов.
Сравнение безусловных и условных рефлексов
| Безусловные рефлексы | Условные рефлексы |
|---|---|
| врожденные | формируются в течение жизни |
| видовые (у всех особей данного вида) | индивидуальные |
| имеют постоянные рефлекторные дуги (сохраняются в течение всей жизни), но сами могут проявляться только в определенный период жизни (например, хватательный рефлекс новорожденных) | имеют временные рефлекторные дуги (в течение жизни могут изменяться) |
| рефлекторные дуги замыкаются в спинном мозге или низших отделах головного мозга | временные рефлекторные дуги образуются в коре и подкорковых ядрах больших полушарий |
| являются базой для формирования условных рефлексов | формируются на базе безусловных рефлексов; без подкрепления со временем угасают |
| способствуют сохранению жизни | имеют адаптивное значение |
Механизм образования условных рефлексов
Условно-рефлекторный механизм лежит в основе формирования любого приобретенного навыка, в основе процесса обучения.
Механизм развития условных рефлексов строится на образовании новых связей между вставочными (ассоциативными) нейронами коры и подкорковых ядер больших полушарий головного мозга.
Смысл развития условного рефлекса сводится к превращению незначимого сигнала в значимый сигнал путем многократного сочетания его появления со значимым безусловным стимулом (пищей, наказанием и т.п.).
Работу любого органа можно изменить с помощью условного рефлекса.
Физиологический механизм, лежащий в основе условного рефлекса:
Появление очага возбуждения в коре больших полушарий, вызванного более слабым условным стимулом (включение лампочки).
Появление очага возбуждения, связанного с сильным безусловным стимулом (получение лакомства).
После нескольких повторений сочетания условного и безусловного сигналов возникает временная связь между двумя очагами возбуждения: от очага, вызванного условным стимулом, к очагу, вызванному безусловным стимулом.
В результате действие только условного стимула теперь приводит к реакции, вызываемой ранее безусловным стимулом.
Рис. Формирование условного рефлекса:
А — безусловный пищевой рефлекс;
Б — ориентировочный рефлекс на свет лампочки;
В — выработка условного рефлекса;
Г — проявление условного рефлекса.
Для образования условного рефлекса необходимо соблюдение следующих правил:
раздражитель, будущий условный (сигнальный), должен иметь достаточную силу для возбуждения определенных рецепторов;
условный раздражитель должен несколько предшествовать, либо предъявляться одновременно с безусловным стимулом;
условный раздражитель должен быть слабее безусловного;
отсутствие сильных посторонних раздражителей;
отсутствие значительных патологических процессов в организме.
При соблюдении указанных условий практически на любой стимул можно выработать условный рефлекс.
Рис. Сторожевые пограничные собаки в ожидании своей очереди на получение пищи.
Финская школа сторожевых собак.
Источник
Высшая нервная деятельность – это система, позволяющая адаптироваться организму человека и животных к переменным условиям внешней среды. Эволюционно у позвоночных выработался ряд врождённых рефлексов, но для успешного развития и существование их недостаточно.
В процессе индивидуального развития образуются новые приспособительные реакции — это условные рефлексы. Выдающийся отечественный ученый И.П. Павлов — основоположник учения о безусловных и условных рефлексах. Он сформировал условнорефлекторную теорию, которая гласит, что приобретение условного рефлекса возможно при действии на организм физиологически безразличного раздражения. В результате чего образуется более сложная система рефлекторной деятельности.
И.П. Павлов — основоположник учения о безусловных и условных рефлексах
Примером этого служит исследование Павлова на собаках, у которых на звуковой стимул происходило слюноотделение. Также Павлов показал, что врожденные рефлексы формируются на уровне подкорковых структур, а в коре головного мозга образуются новые связи на протяжении всей жизни индивидуума под действием постоянных раздражений.
Условные рефлексы
Условные рефлексы формируются на основе безусловных, в процессе индивидуального развития организма, на фоне изменчивой внешней среды.
Рефлекторная дуга условного рефлекса состоит из трех компонентов: афферентного, промежуточного (вставочного) и эфферентного. По этим звеньям осуществляется восприятие раздражения, передача импульса на корковые структуры и формирование ответной реакции.
Рефлекторная дуга соматического рефлекса выполняет двигательные функции (например сгибательное движение) и имеет такую рефлекторную дугу:
Чувствительный рецептор воспринимает стимул, дальше импульс идет в задние рога спинного мозга, где находится вставочный нейрон. Через него импульс передается на двигательные волокна и заканчивается процесс формированием движения – сгибания.
Необходимым условием для выработки условных рефлексов является:
- Наличие сигнала, который предшествует безусловному;
- раздражитель, который будет вызывать уловный рефлекс, по силе должен уступать биологически значимому воздействию;
- обязательным является нормальное функционирование коры головного мозга и отсутствие отвлекающих факторов.
Условные рефлексы не образуются мгновенно. Они формируются длительно при постоянном соблюдении вышеуказанных условий. В процессе становления реакция то угасает, то возобновляется снова, пока не наступает устойчивая рефлекторная деятельность.
Пример выработки условного рефлекса
Классификация условных рефлексов:
- Условный рефлекс, образованный на основе взаимодействия безусловного и условного стимулов, называется рефлексом первого порядка.
- На основе классического приобретенного рефлекса первого порядка вырабатывается рефлекс второго порядка.
Таким образом, формировали оборонительный рефлекс третьего порядка у собак, четвертый выработать не удавалось, а пищеварительный достигал второго. У детей формируются условные рефлексы шестого порядка, у взрослого человека до двадцатого.
Изменчивость внешней среды приводит к постоянному формированию множества новых поведений, необходимых для выживания. В зависимости от структуры рецептора, который воспринимает стимул условные рефлексы делят на:
- Экстероцептивные – раздражение воспринимают рецепторы тела, преобладают среди рефлекторных реакций (вкусовые, тактильные);
- интрацептивные – вызываются при действии на внутренние органы (изменение гомеостаза, кислотности крови, температуры);
- проприоцептивные – формируются при стимулировании поперечно-полосатой мускулатуры человека и животных, обеспечивая двигательную активность.
Выделяют искусственные и натуральные приобретенные рефлексы:
Искусственные возникают при действии раздражения, не имеющего связи с безусловным стимулом (звуковые сигналы, световое раздражение).
Естественные формируются при наличии стимула сходного с безусловным (запах и вкус еды).
Безусловные рефлексы
Это врожденные механизмы, обеспечивающие сохранение целостности организма, гомеостаза внутренней среды и главное — размножение. Врожденная рефлекторная деятельность образуется в отделах спинного мозга и мозжечке, контролируется корой головного мозга. Характерно, что они сохраняются на всю жизнь.
Рефлекторные дуги наследственных реакций закладываются до рождения человека. Одни реакции характерны для определенного возраста, а потом исчезают (например, у маленьких деток — сосательный, хватательный, поисковый). Другие сначала не проявляют себя, а с наступлением определенного срока появляются (половой).
Безусловные рефлексы характеризуются следующими признаками:
- Происходят независимо от сознания и воли человека;
- видовые – проявляются у всех представителей (например, кашель, слюноотделение при запахе или виде пищи);
- наделены специфичностью — появляются при воздействии на рецептор (реакция зрачка возникает при направлении луча света на светочувствительные участки). Сюда же относится слюноотделение, выделения слизистого секрета и ферментов пищеварительной системы при поступлении пищи в рот;
- гибкость — например, разная пища приводит к секреции определённого количества и разнообразного химического состава слюны;
- на основе безусловных рефлексов формируются условные.
Безусловные рефлексы нужны, чтобы реализовывать потребности организма, они постоянные, но в следствии болезней или вредных привычек могут исчезать. Так, при заболевании радужки глаза, когда на ней образуются рубцы, пропадает реакция зрачка на световое воздействие.
Классификация безусловных рефлексов
Врожденные реакции классифицируются на:
- Простые (быстро убирать руку от горячего предмета);
- сложные (поддержание гомеостаза в ситуациях повышения концентрации CO2 в крови путем увеличения частоты дыхательных движений);
- сложнейшие (инстинктивное поведение).
Классификация безусловных рефлексов по Павлову
Павлов разделил врожденные реакции на пищевые, половые, защитные, ориентировочные, статокинетические, гомеостатические.
К пищевым относится выделение слюны при виде пищи и попадании ее в пищеварительный тракт, секреция соляной кислоты, моторика ЖКТ, сосание, глотание, жевание.
Защитные сопровождаются сокращением мышечных волокон в ответ на раздражающий фактор. Всем знакомая ситуация, когда рука рефлекторно отдергивается от горячего утюга или острого ножа, чихание, кашель, слезотечение.
Ориентировочные возникают, когда происходят внезапные перемены в природе или в самом организме. Например, поворот головы и туловища в сторону звуков, повороты головы и глаз на световые раздражители.
Половые связаны с репродукцией, сохранением вида, сюда относится и родительский (кормление и забота о потомстве).
Статокинетические обеспечивают прямохождение, равновесие, перемещение тела.
Гомеостатические – самостоятельная регуляция артериального давления, тонуса сосудов, частоты дыхания, сердечных сокращений.
Классификация безусловных рефлексов по Симонову
Витальные для поддержания жизни (сон, питание, экономия сил), зависят только от отдельной особи.
Ролевые возникают при контакте с другими индивидуумами (продолжение рода, родительский инстинкт).
Необходимость в саморазвитии (стремление к индивидуальному росту, к открытию нового).
Врожденные рефлексы активируются при необходимости из-за кратковременного нарушения внутреннего постоянства или изменчивости внешней среды.
Таблица сравнения условных и безусловных рефлексов
| Сравнение характеристик условных (приобретенных) и безусловных (врожденных) рефлексов | |
|---|---|
| Безусловные | Условные |
| Врожденыые | Приобретаются в процессе жизни |
| Присутствуют у всех представителей вида | Индивидуальны для каждого организма |
| Относительно постоянны | Возникают и угасают при переменах внешней среды |
| Формируются на уровне спинного и продолговатого мозга | Осуществляются за счет работы головного мозга |
| Закладываются внутриутробно | Вырабатываются на фоне врожденных рефлексов |
| Возникает при действии раздражителя на определенные рецепторные зоны | Проявляются при влиянии любого стимула, который воспринимается индивидуумом |
Высшая нервная деятельность осуществляет работу при наличии двух взаимосвязанных явлений: возбуждения и торможения (врожденного или приобретенного).
Торможение
Внешнее безусловное торможение (врожденное) осуществляется действием на организм очень сильного раздражителя. Прекращение действия условного рефлекса происходит из-за активации нервных центров под влиянием нового стимула (это запредельное торможение).
При воздействии на исследуемый организм одновременно нескольких раздражителей (свет, звук, запах), происходит угасание условновыработанного рефлекса, но со временем активируется ориентировочные рефлекс и торможение исчезнет. Такой вид торможения называется временным.
Условное торможение (приобретенное) не возникает само по себе, его необходимо выработать. Существует 4 вида условного торможения:
- Угасательное (исчезновение стойкого условного рефлекса без постоянного подкрепления безусловным);
- дифференцировочное;
- условный тормоз;
- запаздывательное торможение.
Торможение необходимый процесс в нашей жизнедеятельности. При его отсутствии в организме происходило бы много лишних реакций, не несущих пользы.
Пример внешнего торможения (реакция собаки на кошку и команда СИДЕТЬ)
Значение условных и безусловных рефлексов
Безусловная рефлекторная деятельность нужна для выживания и сохранения вида. Хорошим примером служит рождение ребенка. В новом для него мире его ждет множество опасностей. Благодаря наличию врожденных реакций детеныш может выжить в этих условиях. Сразу после рождения активируется дыхательная система, сосательный рефлекс обеспечивает питательными веществами, прикосновение к острым и горячим предметам сопровождается мгновенным отдергиванием руки (проявление защитных реакций).
Для дальнейшего развития и существования приходится приспосабливаться к окружающим условиям, в этом помогают условные рефлексы. Они обеспечивают быструю адаптацию организма и могут образовываться на протяжении всей жизни.
Наличие условных рефлексов у животных дает им возможность быстро реагировать на голос хищника и спасать свою жизнь. Человек при виде пище осуществляет условнорефлекторную деятельность, начинается слюноотделение, выработка желудочного сока для быстрого переваривания еды. Вид же и запах некоторых объектов, наоборот, сигнализирует об опасности: красная шапочка мухомора, запах испорченных продуктов.
Значение условных рефлексов в повседневной жизни человека и животных огромно. Рефлексы помогают сориентироваться на местности, добыть пищу, уйти от опасности, сохранив себе жизнь.
Источник
