Тема 3. Условные рефлексы

Условный рефлекс – это приобретенная ответная реакция организма на раздражение при непосредственном участии высшего отдела ЦНС, т.е. коры головного мозга.

Для образования условного рефлекса необходимы следующие условия:

1. Нормальное (деятельное) функциональное состояние нервной системы и прежде всего ее ведущего отдела – головного мозга;

2. Наличие условного раздражителя и безусловного подкрепления;

3. Условный раздражитель должен всегда несколько предшествовать безусловному подкреплению, т.е. служить для человека или животного биологически значимым сигналом;

4. Условный раздражитель по силе своего воздействия должен быть слабее безусловного раздражителя (подкрепления);

5. Многократное повторение комбинации условного и безусловного раздражителей.

Условные рефлексы образуются при возникновении в коре полушарий головного мозга двух очагов возбуждения: один – в ответ на действие условного, а другой – на действие безусловного раздражителя. При сочетании действия этих раздражителей между возникшими очагами возбуждения устанавливается временная связь, которая от опыта к опыту становится все более прочной. Такую связь в коре полушарий мозга И.П. Павлов называл замыканием и им объяснил механизм образования условного рефлекса.

Замыкательная функция мозга обеспечивается зарядом тех нервных клеток, с которыми связано накопление необходимого фонда условных рефлексов. Как только исчезнут условия для появления заряда, так исчезают и условия для образования новых временных связей, несмотря на то, что условные сигналы еще продолжают восприниматься. Появление заряда возвращает способность мозга к замыкательной функции и, следовательно, к освоению новых сигнальных комплексов. Очевидно, очаг возбуждения как бы постоянно освобождается от прошлого для освоения нового сигнального комплекса и связанной с ним информации. Этот механизм накопления информации характеризуется возрастными особенностями. У детей дошкольного возраста и у младших школьников (6-8 лет) при выработке сложной системы временных связей может наступить утрата ранее образованных комплексов. Механизм таких изменений объясняется слабостью основных нервных процессов и прежде всего возбуждения. В этих условиях клетки коры больших полушарий мозга оказываются неспособными одновременно и прочно удерживать существующий фонд временных связей и образовывать дополнительные, пополняющие фонды новой информацией. Наиболее интенсивное усиление замыкательной функции коры больших полушарий головного мозга наблюдается в возрасте от 7 до 16 лет. После 30-35 лет начинается ослабление замыкательной функции.

Значительно сложнее происходит упрочение рефлекса. Возможно, что возбуждения, повторно возникающие в нервных путях, соединяющих два корковых пункта (условного сигнала и безусловного «коркового представительства»), вызывают увеличение нейрофибриллярной массы, утолщение осевых цилиндров и повышение активности симпатических окончаний. Такое изменение увеличивает проводимость путей условного рефлекса и приводит к его закреплению. Однако существует и другое объяснение этого механизма. Возможно, что закрепление временной связи обусловлено функциональной перестройкой клеток коры, возникающей от повторяющихся раздражений. Вместе с тем процесс восприятия и последующего закрепления информации во временных связях должен пройти не только замыкательную, но и сличительную (контрольную) функцию. Когда возникает сходство в информациях, имеющихся и поступающих, сличительная функция коры мозга способствует ее обобщению. Лучше других взаимодействуют информации, поступающие в мозг через одну рецепторную систему. Скорее взаимодействуют очаги возбуждения, связанные с одинаковой информацией, медленнее те информации, которые имеют одинаковое начало, и еще медленнее, если они сходны только в конце. Чем прочнее образована временная связь, тем легче она вступает в состояние возбуждения, и тем самым полнее взаимодействует их информация с той, которая только что поступила в головной мозг. Чем прочнее временная связь, тем сильнее сличительная функция головного мозга, и тем лучше усваивается поступающая информация. Очевидно, поэтому у детей раннего возраста сличительная функция развита относительно слабее, чем замыкательная. Возможно, что это объясняется еще недостаточно прочными условными рефлексами по сравнению с теми, какие бывают образованы у детей старшего школьного возраста.

Рассмотрим некоторые условные рефлексы:

1. Следовые условные рефлексы. Это такие условные рефлексы, которые проявляются после прекращения действия условного раздражителя. Они являются одним из физиологических механизмов памяти.

2. Условные рефлексы на время. Их образование связано с регулярно повторяющимися в одно и то же время раздражителями. Они являются физиологической основой формирования начального этапа динамического стереотипа. В начале образования стереотипа большое значение имеет условный рефлекс на время. Следовательно, реальным условным сигналом служит комбинация из внешнего агента и различных внутренних состояний нервной системы, приуроченных к определенному отрезку времени. Этим объясняется, почему условные рефлексы при стереотипном применении раздражителей образуются несколько легче, чем в том случае, когда промежутки времени между ними непостоянны. По мере тренировки стереотипа условный рефлекс на время перестает проявляться. Главное значение при этом приобретают наличные раздражители и порядок их объединения в систему навыков.

3. Подражание – разновидность условного рефлекса. Пример: у группы обезьян был выработан условный пищевой рефлекс: при включении звонка вся группа обезьян бежала к кормушке, одна из обезьян нажимала на рычаг, но подкрепление (кусочек сахара) всегда доставалось вожаку. Несмотря на это, условный пищевой рефлекс выработался у всего стада. Когда вожака убрали, среди оставшихся обезьян выделился другой вожак. У него оказались все те же условные рефлексы, что и у его предшественника, хотя сахар до этого ему не доставался. Он также направлялся к кормушке со всеми обезьянами, отгонял их, затем нажимал на рычаг и овладевал приманкой.

Механизм образования условного подражательного рефлекса следующий: в коре больших полушарий мозга «зрителя» образовалась временная связь между двумя возбуждениями тогда, когда он наблюдал за действиями другого животного. Первое возбуждение вызывалось действием сигнального раздражителя, второе – видом и запахом пищи, которую поедало на его глазах другое животное. Поскольку эти два очага появлялись одновременно, между ними образовывалась временная связь. В дальнейшем, когда наступил подходящий момент, достаточно было действия лишь одного условного сигнала для проявления этого условного рефлекса.

Условные рефлексы подражания играют важную роль в формировании у детей двигательных навыков, речи и социального поведения, а у подростков на их основе развиваются способности «брать пример с высоких образцов человечества».

4. Экстраполяционные условные рефлексы. Они заключаются в способности человека и животных правильно определять направление передвижения полезного или опасного объекта, т.е. предвидеть благоприятные или неблагоприятные для жизни ситуации. Можно полагать, что экстраполяционные условные рефлексы являются физиологической основой способности человека и животных на основе анализа окружающей среды предвидеть те или иные события и результаты своей деятельности.

5. Условные рефлексы высших порядков. При выработке новых условных рефлексов в качестве подкрепляющего фактора могут быть использованы и условные рефлексы, выработанные у ребенка раньше. Например, у ребенка выработан прочный условный рефлекс – вид обеденной посуды вызывает у него слюнотечение. Если теперь ввести новый условный раздражитель, допустим, подвязывание обеденного фартука и подкреплять это сервировкой стола, то уже вид фартука будет вызывать у ребенка слюноотделение. Такие рефлексы называют рефлексами второго порядка. Существуют также рефлексы третьего, четвертого – более высоких порядков. У собак и обезьян можно выработать рефлексы только третьего и четвертого порядков, а у человека – даже 20-го порядка. У детей дошкольного возраста возможна выработка условных рефлексов 6-го и 7-го порядков. Как предполагал академик К.М. Быков, именно такой физиологический механизм лежит в основе формирования речи детей: в образовании слов и понятий.

Остальные разновидности условных рефлексов следует изучить самостоятельно по указанной литературе.

В заключение следует отметить, что условные рефлексы составляют физиологическую основу индивидуальной памяти человека, т.е. характерной для каждого человека в отдельности, не постоянной, приобретенной в течение жизни организма и не передающейся по наследству. Кроме того, условные рефлексы составляют физиологическую основу обучения. В основе обучения человека лежит выработка и накопление большего или меньшего количества условных рефлексов. По И.П. Павлову, обучение, мысль, мышление, знание – процесс образования временных связей (условных рефлексов), а пользование ими – понимание. Он полагал, что физиологическая сущность понимания – это не что иное, как использование ранее сформированных временных связей, ассоциаций. Усвоенные человеком знания становятся частью его поведения и определяют характер и поступки человека, его жизнь в обществе. Нервная система сохраняет знания, приобретенные в результате индивидуального опыта, и, кроме того, использует безусловные рефлексы, являющиеся врожденными.

ВНД с точки зрения условных рефлексов – это условнорефлекторная 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. Иными словами, ВНД человека -–это совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательную переработку информации и приспособительное поведение организма в окружающей среде. Психическая деятельность – это осознаваемая человеком деятельность его мозга. ВНД протекает осознанно и подсознательно. Психическая деятельность является составной частью ВНД.

При условнорефлекторной деятельности форма отражения, его активность достигает такой высокой степени, что условный рефлекс следует признать и физиологической и психической формой отражения.

В условном рефлексе, следовательно, в неразрывном единстве представлено физиологическое и психическое содержание. Условнорефлекторная деятельность человека – это деятельность физиологическая по своему механизму и психическая по ее внутренним и внешним результатам. Механизм образования, например, условного слюноотделительного рефлекса на вид лимона – явление физиологическое, а наши субъективные переживания, возникшие при этом, – явления психические. Другой пример: переживания, волнения во время экзаменов – состояние чисто психическое, а в основе его лежат условнорефлекторные связи. Еще пример. Рефлекторное происхождение речи совершенно очевидно. Ведь слово – это условный раздражитель, адресующийся к соответствующим временным связям и вызывающий либо какой-то образ, либо действие, либо понятие. Но ведь воссоздание образа – психическое явление. К психическим явлениям относятся и память, и обучение, а какая память или какое обучение может обойтись без замыкания нервных связей в коре мозга?

По мере развития условно-рефлекторной деятельности психическое содержание в ней все более проявляется, становится все более активным, все более «идеальным». Своего высшего единства объективное и субъективное достигают в деятельности второй сигнальной системы – у человека.

Наконец, следует отметить, что условно-рефлекторная деятельность является основой индивидуального уровня отражения как сущности психики.