Тема 7. Вища нервова діяльність людини.

План.

1.Дві сигнальні системи дійсності.

2.Розвиток вищої нервової діяльності людини в процесі онтогенезу. Основні

особливості умовно-рефлекторної діяльності людини.

3.Гальмування умовних рефлексів.

У людини і тварин існують схожі закономірності утворення і протікання умовних рефлексів, що свідчить про наявність у них загальних механізмів індивідуального пристосування. Проте поведінка людини настільки чітко відрізняється від поведінки тварин, що у неї повинні існувати особливі механізми нервової діяльності, що обумовлюють таку поведінку.

І. М. Сєченов в книзі «Рефлекси головного мозку» (1863) звернув увагу на значення слова в психічному розвитку людини. Він писав про «символізування» навколишньої дійсності за допомогою слів, про образне уявлення як результаті «накладання на слова» відчуттів. На думку І. М. Сєченова, мова має величезне значення в процесах мислення. Людина мислить за допомогою образів, слів і різних відчуттів, які можуть бути і не пов'язані безпосередньо з певними подразниками, які діють в цей час на органи чуття. Таким чином, в свідомості людини можуть виникати образи, уявлення і поняття без участі відповідних зовнішніх дійсних подразників.

Ідея І. М. Сєченова про два шляхи виникнення вражень і уявлень у людини — під впливом безпосередньої дійсності і під впливом слів, через які опосередкується дійсність, — була розвинута І. П. Павловым у вченні про дві сигнальні системи, взаємна діяльність яких є основним механізмом вищої нервової і психічної діяльності людини.

1.Дві сигнальні системи дійсності.

Трудова активність людини зробила істотний вплив на формування і розвиток її вищої нервової діяльності. «Спочатку праця, а потім і разом з нею членороздільна мова, — писав Ф. Енгельс, — стали двома найголовнішими стимулами, під впливом яких мозок мавпи поступово перетворився на людський мозок». (Енгельс Ф. Діалектика природи. М., 1953

з. 135.) Виникнення особливостей вищої нервової діяльності людини було пов'язано з тим, що з'явилася нова система подразників у вигляді слів, що позначають різні предмети і явища навколишнього світу.

Таким чином, у людини існують два види, дві системи сигнальних подразників: перша сигнальна система, яка складається з безпосередніх подразників, що діють на органи чуття, і друга сигнальна система, яка складається переважно із слів, що позначають дію зовнішніх чинників. «В тваринному світі, що розвивається , — писав І. П. Павлов, — на фазі людини відбулася надзвичайна надбавка до механізмів нервової діяльності. Для тварини дійсність сигналізується майже виключно тільки подразненнями і слідами їх у великих півкулях, що безпосередньо надходять в спеціальні клітини зорових, слухових і інших рецепторів організму. Це те, що і ми маємо в собі як враження, відчуття і уявлення від навколишнього зовнішнього середовища як загальноприродного, так і від нашого соціального, виключаючи слово, видиме і почуте. Це перша сигнальна система дійсності, загальна у нас з тваринами. Але слово склало другу, спеціально нашу, сигнальну систему дійсності, будучи сигналом перших сигналів». (Павлов І. П. Повн. зібр. ств., М.— Л., 1951, т. 3, кн. 2, з. 335—336). Друга сигнальна система — це не сукупність, не конгломерат елементарних асоціацій типу «слово-предмет», а найскладніша і особлива система тимчасових зв'язків, яка якісно відрізняється від системи першосигнальних зв'язків, і дає можливість узагальненого і відстороненого віддзеркалення дійсності, яка лежить в основі спеціально людського абстрактного мислення і є вищим регулятором поведінки людини. Тому другосигнальні системи зв'язків складають фізіологічний фундамент свідомої і розумної поведінки людини, оскільки на рівні другої сигнальної системи відображаються соціальні відносини людей, що виникають в процесі їх спільної трудової діяльності і суспільної практики.

Найважливішим і основним компонентом другої сигнальної системи є членороздільна мова, що дозволяє людині вийти за межі власної особи: давати назви предметам, роздумувати про них, сприймати їх у зв'язку з минулим і майбутнім. Проте важливіше всього те, що мова забезпечує людині можливість ділитися своїми думками. Крім того, вона стала засобом, за допомогою якого людина придбавала і передавала наступним поколінням гнучку систему навичок, а не тільки природжені стереотипи поведінки, завдяки чому вона отримала можливість впливати на своє середовище існування і швидко пристосовуватися до нових умов.

Біологічні передумови виникнення членороздільної мови пов'язані з деякими анатомічними особливостями голосового апарату і будовою головного мозку. Так, язик дорослої людини помітно товщий, ніж у мавп, і загинається в горло під прямим кутом. Людська гортань розташована нижче, ніж у мавп, і тому глотка (тобто частина горла над гортанню) у людей набагато більша, ніж у решти приматів. Адже саме глотка модулює звуки, створювані голосовими зв'язками, і надає їм чітку форму членороздільної мови. Коли людина говорить, м'язи стінок глотки і кореня язика знаходяться в постійному русі, точно регулюючи об'єм глотки.

Мавпи, видаючи звуки, змінюють тільки об'єм рота, а глотка (вірніше, її зачаток) залишається практично нерухомою. Тому вони можуть артикулювати звичайно лише 10... 15 звуків і не можуть комбінувати їх в слова. Цікаво, що діти до 1,5 місяців не здатні артикулювати голосні звуки, типові для сучасної людської мови, оскільки язик дитини, яка кричить, залишається нерухомим, а гортань знаходиться значно вище, ніж у дорослих (малий об'єм глотки). І лише до чотиримісячного віку, коли дитина починає лепетати, основа язика і гортань вже трохи опустилися, розширивши область глотки, тобто дитина одержує вже до цього часу фізичний апарат для членороздільної мови.

В розвитку здібності до членороздільної мови має значення взаємодія трьох ділянок кори: центру Брока в лобовій долі домінуючої півкулі, який забезпечує вимовляння звуків, тобто приводить в дію мовний апарат; центру Верніке у висковій долі мозку, що забезпечує розуміння мови, і так званої кутової звивини, що примикає до центру Верніке і забезпечує взаємодію між різномодальними сигналами, які поступають в мозок (слуховими, зоровими, кінестезичними компонентами мови); (мал. 1).

М ал.1. Схема коркових центрів мови,

читання і письма:

1-асоціативний; 1а-проекційний руховий центр мови; 2- вищі асоціативні центри формування понять в лобних долях мозку;

3;3а- центри письма; 4-центр розуміння різних символічних знаків мови у кутовій звивині; 5- асоціативний центр Верніке;

6-центр сприйняття звуків мови.

Особливість слова як специфічного подразника полягає в тому, що воно є складним подразником. Слово — це не просто звуковий, оптичний або кінестетичний подразник. Головне у дії слова має його внутрішнє значення, яке воно придбаває завдяки міцному зв'язку з певним предметом або явищем навколишнього середовища.

За даними Н. П. Бехтєревої (1977), при сприйнятті слова в мозку людини _ виникають два коди електричної активності – акустичний і смисловий (семантичний). Перший із них пов'язаний із звуковою характеристикою слова і властивий також тваринам, а другий обумовлений смисловою характеристикою слова і властивий тільки людині.

В тваринному світі системи комунікації теж досить різноманітні: тварини спілкуються між собою за допомогою міміки, жестів, звуків, пахучих речовин і т.п. Всі ці види спілкування є природженими і сформувалися в процесі еволюції виду. Особливий інтерес для нас представляють звукові засоби спілкування. При їх допомозі тварини сигналізують один одному про наявність їжі або про небезпеку, є звуки дружнього спілкування і сексуального контакту. У фізичному значенні немає особливої відмінності між людською мовою і голосовою сигналізацією тварини. Наприклад, макаки-резуси здатні розрізняти приголосні по їх дзвінкості, причому межі між глухими і дзвінкими приголосними близькі до таких меж у людини. Отже, сприйняття мовних звуків мавпами принципово не відрізняється від сприйняття звуків людиною (Р. Уотерс, В. Вільсон, 1976).

Наші труднощі в розумінні «мови» тварин можуть бути обумовлені небажанням зрозуміти незвичайні шляхи «формування» слова. Наприклад, дельфіни і кити спілкуються за допомогою сонарів, видаючи різні серії клацань в звуковому і ультразвуковому діапазонах. Існує припущення, що при спілкуванні один з одним дельфіни відтворюють звукове віддзеркалення (звуковий образ) об'єкту. З цієї точки зору, дельфін не «вимовляє», наприклад, слово «акула», а передає серію клацань, відповідну її звуковому відбивному спектру, що і відтворює спрощений «звуковий образ» акули в мозку іншого дельфіна. Отже, в основі комунікації дельфінів може лежати своєрідне вимальовування звуко-частотних картин (образів), що нагадують карикатурні зображення, в яких випячуються найістотніші і інформативні особливості предмету.

Такий «звуковий ребус» аналогічний клинопису стародавніх шумерів або ієрогліфам єгиптян. Можливо, що у дельфінів існує здатність створення звукових «понять», обумовлених існуванням звукових образів в їх мозку.

На думку Н. Ф. Суворова і Л. А. Фирсова (1975), всі природжені комунікативні сигнали можна віднести до первинної мови тварин або людини. Разом з цим, в процесі життєдіяльності людина, а також вищі людиноподібні мавпи формують вторинну мову, яка складається з абстракцій різної складності. Виходячи з цього, Н. Ф. Суворов і Л. А. Фирсов пропонують розділити першу сигнальну систему на два підрівні: допонятійний, коли відображення дійсності здійснюється у формі відчуттів, сприйнять і уявлень, і понятійний, коли відображення дійсності відбувається на рівні понять, ще не опосередкованих словом. Такий рівень узагальнення є функціональною базою вторинної мови, яка з виникненням мовнорухової системи розвинулася у людини.

Первинна мова Допонятійний рівень

Вторинна мова Стадія А. Рівень І сигнальна система

довербальних понять.

Стадія Б. Рівень II сигнальна система

вербальних понять

Суть вторинної мови полягає в заміні об'єкту або події символом. Здібність людей до спілкування за допомогою слів-символів є вищим досягненням розумової діяльності людини. Мова — це чисто людська якість

пов'язана з мисленням, з розвитком суспільно-трудових відносин людей.

Два елементи мають найважливіше значення для характеристики природи мови людини. Перший — це багатоманітна конкретизація мовних форм, коли один і той же об'єкт називається різними символами і записується абсолютно різними способами (в даний час налічується більше 2500 сучасних живих мов, що розвиваються). Другий елемент — це ненаслідуваний характер конкретних мовних форм. Всі люди володіють загальною генетичною пристосованістю мозку до спілкування словами-символами, проте, яка буде конкретна мова цілком визначається середовищем і вихованням. Скільки б тисячоліть предки даної людини не говорили на певній мові, це ніяк не закріплюється в генах. Новонароджені не володіють ніякими генетично закріпленими здібностями до конкретних слів. Діти кожного покоління

будь-якої мовної групи заново вивчають конкретну сучасну мову, засвоюючи

всю її складність.

Слово у людини є замінником не тільки простих подразників, але і дуже складних їх комбінацій, різних відносин і взаємозв'язків цих подразників. Тому система словесних подразників як в кількісному, так і в якісному відношенні перевищує систему безпосередніх умовних сигналів.

Можливість заміни безпосередніх подразників словесними додає вищій нервовій діяльності людини специфічні особливості, що чітко відрізняє вищу нервову діяльність людини від вищої нервової діяльності тварин. Аналітико-синтетична діяльність мозку у людини може здійснюватися не тільки шляхом оперування безпосередніми враженнями і відчуттями, але і при оперуванні тільки словом. Отже, завдяки наявності другої сигнальної системи створюються можливості для абстрагування самого аналітико-синтетичного процесу від дійсності, тобто створюються можливості для абстрактного мислення. Ця здатність вищої нервової діяльності людини значно розширює можливості пристосування організму до навколишнього середовища. Людина може отримати правильне уявлення про певні явища і предмети нашого зовнішнього світу без безпосереднього з ним контакту. Це є основою всієї системи освіти. Крім того, через слово людина може собі уявити «справи давно минулих днів», які безпосередньо сприйняти неможливо, або навіть прогнозувати майбутнє.

Абстрактне мислення дозволяє виробити відповідні системи цілеспрямованих поведінкових реакцій також без безпосереднього контакту з реальною дійсністю. Проте досконалість цих реакцій, заснованих на словесних подразниках, буде обумовлений точністю відображення навколишньої дійсності в мозку людини. І якщо словесні подразники не дають точного і повного відображення зовнішнього світу, то адаптивна діяльність організму, заснована на його абстрактному аналізі і синтезі, може бути неповною і недосконалою.

Таким чином, абстрагування від дійсності завдяки діяльності другої сигнальної системи поза сумнівом має ряд переваг, але ізольоване від дійсності абстрактне мислення приводить до утворення невідповідних пристосовних реакцій. І такі випадки досить часто відбуваються в житті.

«Численні подразнення словом, — писав І. П. Павлов, —...віддалили нас від дійсності, і тому ми постійно повинні пам'ятати це, щоб не спотворити наше відношення до дійсності». (Павлов І. П. Повн. зібр. праць, М.— Л., 1949, т. 3, з. 568—569.) Діалектичний шлях перевірки реальності наших уявлень про дійсність — це практика, тобто безпосередня взаємодія людини з матеріальним світом.

З акономірності функціонування двох сигнальних систем. Однієї з особливостей, яка спостерігається при виробленні у людини різних умовних рефлексів, є елективна (вибіркова) іррадіація нервових процесів між сигнальними системами.

Мал. 2. Елективна іррадіація збудження між сигнальними системами (по А. Т. Пшонику). Кімограма умовного судинного рефлексу на словесний подразник: 1—плетизмограмма;

2 — відмітка дії словесного подразника.

Так, наприклад, якщо у людини виробити судинний рефлекс на дзвінок, а потім випробувати дію різних словесних подразників, то при використовуванні слів «даю дзвінок», вимовлених вголос або написаних на табличці, у людини виникає зміна судинного тонусу (мал. 2).

Індиферентні (контрольні) слова такої реакції не викликають. При заміні безпосереднього подразника його словесним еквівалентом умовна рухова реакція виникає не у всіх випробовуваних: чим старша людина, тим рідше виникає «з місця» умовна реакція на слово, позначаюче конкретний подразник (Б. М. Курбатов, 1955). У дорослих людей при виробленні рухових умовних рефлексів в більшості випадків реакція на словесний еквівалент подразника відсутня (П. Р. Попеську, 1953).

Відсутність у дітей старшого віку і у дорослих рухової умовної реакції на словесний подразник — еквівалент конкретного сигналу — не можна розглядати як погіршення элективної іррадіації, як порушення взаємодії двох сигнальних систем, оскільки за відсутності рухової реакції на словесний подразник вегетативні компоненти умовнорефлекторної реакції зберігаються. Крім того, про наявність елективної іррадіації свідчать і питання, що задаються випробовуваним при дії словесного подразника (чи потрібно натискувати на кнопку або знімати руку з електродів). Отже, відсутність в цих випадках рухової реакції обумовлена тим, що вона загальмовується при прояві старих гальмівних зв'язків, обумовлених індивідуальним досвідом випробовуваного (Н. Н. Трауготт, Л. Я. Балонів, А. Е. Шичко, 1957).

Вибіркова іррадіація збудження здійснюється і з другої сигнальної системи в першу. Так, наприклад, після утворення у дітей рухового умовного рефлексу на харчовому підкріпленні на слово «дзвінок» така ж рухова реакція здійснюється «з місця» і на звучання справжнього дзвінка, який раніше ніколи не застосовувався з харчовим підкріпленням. Така ж іррадіація збудження з другої сигнальної системи в першу частіше за все спостерігається і у дорослих.

Процес гальмування також може вибірково іррадіювати між сигнальними системами. Так, наприклад, у дітей 9... 10 років був вироблений руховий умовний рефлекс на спалах лампочки синього кольору і диференціювання на зелений колір. Виявилося, що відповідний ефект стали викликати і словесні позначення як позитивного, так і диференціювального подразників: слова «синій колір» викликали рухову умовну реакцію, а слова «зелений колір» — гальмування цієї реакції (Е. П. Смоленська).

Елективна іррадіація нервових процесів між двома сигнальними системами спостерігається в більшості випадків як короткочасне явище після утворення умовного рефлексу або вироблення різних видів внутрішнього гальмування.

Взаємоіндукційні відносини між сигнальними системами виявляються перш за все в тому, що збудження в одній з сигнальних систем викликає процес гальмування в іншій. Наприклад, якщо проводити вироблення мигальних умовних рефлексів на фоні рішення усних арифметичних задач, пропонованих випробовуваному одночасно з дією конкретного умовного подразника, то у багатьох випробовуваних мигальний рефлекс або зовсім не утворюється, або є дуже неміцним. При відміні рішення арифметичних задач умовний мигальний рефлекс швидко утворюється і зміцнюється (Л. Б. Гаккель).

Реципрокність процесів в двох сигнальних системах виявляється і в таких експериментах. Випробовуваному спочатку пропонується набір тумблерів, які він повинен натискувати в певному порядку і цей порядок запам'ятати. При повторному дослідженні (через 30 днів) випробовуваний вирішував запропоновану задачу в 2—3 рази швидше. Отже, при «забуванні» задачі сліди збудження все ж таки зберігаються, але на підсвідомому (першосигнальном) рівні. Інакше кажучи, «забування», ймовірно, супроводиться переходом слідових процесів з другої сигнальної системи в першу, і таким чином процеси в цих системах знаходяться в реципрокних відносинах (В. Ф. Коновалів).

Можливий і. протилежний дослід. Так, якщо випробовуваному пред'являється яка-небудь цифра, яку він міцно запам'ятовує, то через місяць її повторення майже не викликає змін ні в біопотенціалах кори мозку, ні в шкірно-гальванічній реакції (хоча ці зміни були цілком чіткими при першому застосуванні). Тому вважається, що збереження пам'ятного сліду на рівні другої сигнальної системи супроводиться його ослабленням в першій сигнальній системі (М. Н. Ліванов, 1973). Розвиток взаємоіндукційних відносин між сигнальними системами піднімає на більш високий рівень вищу нервову діяльність людини, оскільки ці відносини лежать в основі процесу абстракції в другій сигнальній системі. Завдяки виникненню взаємоіндукційних відносин в межах єдиної динамічної структури виникає відособлення, відволікання слова від конкретного явища, яке воно позначає. Тому слово не обов'язково викликає ті ж дії, що і позначуваний їм конкретний подразник.

У разі гальмування однієї системи іншою створюється певне враження про незалежність функціонування кожної з сигнальних систем. Так, наприклад, при автоматизації ланцюгових рухових умовних рефлексів (рухових навиків) людина може здійснювати їх, не думаючи про те, що вона робить. Ми також можемо в думках відтворити складні рухові реакції, не зробивши при цьому анінайменшого видимого руху.

Проте можуть бути тимчасові зв'язки, в утворенні яких друга сигнальна система участі не приймає, наприклад так звані «субсенсорні рефлекси» (Р. В. Гершуні). Виявляється, що звуки на 6... 12 дБ нижче за поріг слухового відчуття можуть стати умовними сигналами шкірно-гальванічної реакції або блокади альфа-ритму. Такі тимчасові зв'язки дуже нестійкі, легко погашаються, мають значний латентний період і інші ознаки умовних зв'язків, утворених в несприятливих умовах. На думку Р. В. Гершуні, ці «субсенсорні рефлекси» виникають в зоні мінімального збудження кори, де існують достатні умови для утворення і протікання умовних рефлексів на подразники, що не «відчуваються», але цих умов недостатньо для зв'язку з другою сигнальною системою.

Друга сигнальна система грає головну роль у вищій нервовій діяльності людини. Це досягається завдяки значенню слова як сигналу сигналів, його властивостям узагальнення безпосередньої сигналізації і абстрагування від неї.

Проте, не дивлячись на певну тенденцію до переважання другої сигнальної системи над першою, у більшості людей обидві сигнальні системи працюють погоджено і створюють єдину вищу нервову діяльність людини, в якій специфічний її компонент — друга сигнальна система — займає провідне місце.