7. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Термин «высшая нервная деятельность» впервые предложен И.П. Павловым. Это такая форма жизнедеятельности организма, которая обеспечивает его взаимодействие с внешней средой и факторами ее обитания. Высшая нервная деятельность реализуется за счет доминирующего влияния коры на все нижележащие структуры центральной нервной системы. Основным нервным механизмом регуляции функций является рефлекс, морфологическая основа которого - сформировавшаяся связь между несколькими нейронами. Рефлексы бывают безусловные, являющиеся основой видовой регуляции жизнедеятельности и реализующие приспособление организма к внешней среде, и условные, которые составляют основу высшей нервной деятельности. Условный рефлекс представляет собой «функциональную единицу» высшей нервной деятельности.

Основные отличия условных и безусловных рефлексов представлены в табл. 1.14.

Условные рефлексы делят по следующим признакам:

- по рецептивному полю условного раздражителя (интеро-, экстеро-, проприорецептивные);

- по эфферентному звену (соматические, вегетативные);

- по биологическому значению ответной реакции (пищевые, оборонительные, половые, родительские);

- по совпадению во времени сигнала и подкрепления (совпадающие, запаздывающие, следовые);

- по степени сложности (рефлексы первого, второго, третьего и т.д. порядков).

Условия формирования условных рефлексов:

- нервные центры должны быть в состоянии оптимального возбуждения (бодрствования);

- сочетание условного раздражителя с безусловным;

- условный раздражитель должен предшествовать безусловному;

- условный сигнал должен быть слабее его подкрепления.

Торможение и возбуждение представляют собой по существу единые процессы. Торможение - активный физиологический процесс, проявляющийся в ослаблении или прекращении специфической функции деятельности и снижении возбудимости тканей. Физиологической основой торможения является ослабление метаболизма и снижение энергетического уровня функционирования. Торможение условных рефлексов делится на два вида: внешнее торможение, или запредельное, и ориентировочный рефлекс; внутреннее торможение, или угасание, дифференцировка, запаздывание, условный тормоз.

И.П. Павлов разделил животных по особенностям выработки и угасания условных рефлексов на несколько типов. Эта классификация основывалась на силе процессов возбуждения и торможения, уравновешенности этих процессов и их подвижности.

Данный подход представляет собой единое целое с умозрительной классификацией Гиппократа, выделявшей 4 типа людей:

сангвиник (сильный, уравновешенный, подвижный);

флегматик (сильный, уравновешенный, инертный);

холерик (сильный, неуравновешенный, преобладает возбуждение);

меланхолик (слабый, инертный).

Существуют и другие способы разделения людей по типу высшей нервной деятельности. Так, у человека можно выделить особенности развития первой и второй сигнальных систем: художественный тип с преимущественным развитием первой сигнальной системы и мыслительный тип с преимущественным развитием второй сигнальной системы, а также смешанный тип.

ЗАНЯТИЕ 1.13

Время простой зрительно-моторной реакции человека

У человека в отличие от животных условные рефлексы можно выработать с ходу - по одной речевой инструкции. Примером такого рефлекса является двигательная реакция в ответ на световое или звуковое раздражение, которая, например, может быть получена после инструкции: «По световому сигналу как можно скорее нажмите на кнопку». Время, которое проходит от момента подачи сигнала до ответной реакции, называется скрытым, или латентным, временем рефлекса. Оно складывается из времени, затрачиваемого на восприятие раздражения (возбуждение рецепторов сетчатки глаза, проведение возбуждения по нервным волокнам и подкорковым центрам в зрительные центры затылочной области коры больших полушарий); времени обработки сигнала в коре (возникновение ощущения при возбуждении первичных зрительных полей, опознание сигнала с участием вторичных полей, сопоставление с инструкцией и принятие решения о двигательном ответе с участием третичных полей коры - нижнетеменных и лобных областей, а также других областей коры - слуховых, центров речи и др.); времени формирования двигательного ответа (формирование программы движения в третичных лобных областях, премоторных и моторных областях коры, проведение возбуждения к мотонейронам спинного мозга и далее к мышцам руки, возбуждение мышцы и возникновение ее сокращения).

Время двигательной реакции, или латентное время сенсомоторной реакции человека, является важной характеристикой функционального состояния его ЦНС, развития качества быстроты. Лишь при оптимальном состоянии нервных центров обеспечивается успешное восприятие, наиболее быстрая и качественная переработка поступающей информации, а также наиболее эффективное программирование и осуществление ответных реакций. У спортсменов время двигательной реакции (100-200 мс) короче, чем у лиц, не занимающихся физическими упражнениями и спортом (200-300 мс).

Метод оценки функционального состояния ЦНС по статистическим параметрам распределения времени простой зрительно- моторной реакции, разработанный Т.Д. Лоскутовой (1975), сохраняя простоту тестирования, позволяет увеличить возможности физиологического анализа. По предложенным критериям можно судить о стабильности в деятельности ЦНС (в первую очередь, коры больших полушарий) и ее функциональных возможностях.

Вариационная кривая времени реакции сохраняет свою форму у одного и того же человека в разные дни и часы при нормальном его состоянии. При ухудшении его состояния вариационная кривая уплощается, растягивается и сдвигается вправо (в сторону больших значений времени реакции). При улучшении состояния происходит увеличение амплитуды и суживание вариационной кривой (уменьшается рассеивание времени реакции), кривая сдвигается влево (в сторону укорочения времени ответов).

Для надежного определения времени простой двигательной реакции минимальное число проб составляет 18, однако для более точного построения вариационной кривой целесообразно использовать 30 тестирующих проб.

Цель работы: исследовать функциональное состояние ЦНС человека по вариационной кривой времени двигательной реакции.

Оборудование: хроноскоп с устройством для подачи световых сигналов.

Организация и содержание занятия. Перед началом работы испытуемого следует проинструктировать. В ответ на появление светового сигнала испытуемый должен как можно быстрее нажать на кнопку. Световые сигналы в количестве 30 повторений подаются с различными интервалами. При этом регистрируется время двигательной реакции. Время (7) отсчитывается по делениям хроноскопа. Одно деление составляет 20 мс.

Затем осуществляется построение вариационной кривой (рис. 1.15). Для этого подсчитывается количество повторений для каждого значения Т (например, 120 мс - 1 раз, 140 мс - 2 раза, 180 мс - 4 раза и т. д.).

Полученные числа выражаются в долях от общего числа проб, т.е. определяется вероятность появления каждого значения Т. С учетом полученных результатов строится кривая распределения времени реакции: по ординате - вероятность появления каждого значения Т (Р), по абсциссе - значения Т в мс.

Анализ вариационной кривой

Для этого находятся следующие параметры вариационной кривой:

1) Рмакс - количество чаще всего встречаемых реакций (например, больше всего встречалось время 180 мс - в 8 случаях, что соответствует вероятности 0,27);

2) 0,5 Рмакс - половина максимального числа реакций (в этом примере - 0,13);

3) АТ - диапазон значений особенно часто встречаемых реакций; для его определения проводим на графике горизонтальную линию на уровне 0,5 Р, из точек пересечения с кривой опускаем перпендикуляры на ось абсцисс и из большего значения Т вычитаем меньшее, например: 220 мс - 160 мс = 60 мс = 0,06 с.

4) Т0,5 - среднее значение Г в диапазоне Т , например: 190 мс = = 0,19 c.

Вычисление параметров функционального состояния ЦНС

Для этого определяется стабильность корковых реакций по показателю устойчивости таких реакций (УР):

Также определяется уровень функциональных возможностей (УФВ):

Определение показателя уровня функциональных возможностей (УФВ)

Оценка функционального состояния ЦНС. Чем большая величина УР, тем более стабильны корковые реакции, меньше их вариативность. При снижении уровня внимания, утомлении, засыпании величина УР уменьшается. Чем выше уровень функционального состояния, тем больше устойчивость реакций, а следовательно, и У Р./p<>

Показатель УФВ - определяет способность стабильно под¬держивать высокий уровень функционального состояния. Чем выше показатель УФВ, тем на более высоком функциональном уровне осуществляется стабильная ответная реакция, т.е. более устойчиво удерживается этот уровень при выполнении проб. При утомлении, заболеваниях показатель УФВ снижается.

У спортсменов, особенно после разминки и оптимальной нагрузки, величины показателей УР и УФВ могут превышать верхнюю границу нормы.

Полученные величины УР и УФВ сравнивают с данными нормы, указанными в табл. 1.15.

На основе полученных данных делаются выводы о функциональном состоянии центральной нервной системы испытуемого.

Контрольные вопросы

1. Определение понятия «высшая нервная деятельность».

2. Сравнительная характеристика условных и безусловных рефлексов.

3. Условия образования и разновидности условных рефлексов.

4. Внешнее и внутреннее торможение условных рефлексов.

5. Первая и вторая сигнальные системы.

6. Особенности высшей нервной деятельности человека.

7. Типологические особенности нервной системы.

КОЛЛОКВИУМ 1.7

Высшая нервная деятельность

1. Условия образования и разновидности условных рефлексов.

2. Сравнительная характеристика условных и безусловных рефлексов.

3. Виды условных рефлексов (искусственные и натуральные), наличные и следовые, второго, третьего и др. порядка.

4. Значение условных рефлексов при формировании двигательных навыков.

5. Внешнее и внутреннее торможение условных рефлексов.

6. Безусловное торможение условных рефлексов.

7. Динамический стереотип, его роль в обучении.

8. Типологические особенности высшей нервной деятельности. Связь с темпераментом, значение для спортивной деятельности.

9. Первая и вторая сигнальные системы.

10. Физиология эмоций.

11. Развитие высшей нервной деятельности при занятиях спортом.