Высшая нервная деятельность. Интегративные механизмы работы мозга

1.

Высшая нервная
деятельность. Интегративные
механизмы работы мозга.
К.м.н. Ушакова
М.Б.

2.

ПОНЯТИЕ О ВЫСШЕЙ И НИЗШЕЙ
НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О
ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ ВНД.

3.

В физиологии принято различать высшую и
низшую нервную деятельность (ВНД и
ННД). Эти понятия ввел И.П. Павлов.

4.

ВНД
Это деятельность коры БП и прилегающих к ней
подкорковых структур, обеспечивающих
взаимосвязь организма с окружающей средой.
Важным элементом ВНД является условный
рефлекс, т.е. сформированная в процессе
онтогенезе реакция организма на раздражитель,
ранее индеферентный для этой реакции. ВНД – это
аналитико-ситетическая деятельность коры и
ближайших подкорковых образований, которая
проявляется в способности выделять из
окружающей среды ее отдельные элементы и
объединять их в комбинации.

5.

6.

7.

8.

ННД
направлена во внутреннюю среду организма.
Это совокупность нейрофизиологических
процессов, обеспечивающих осуществление
безусловных рефлексов и инстинктов.
ННД – это деятельность СМ и ствола ГМ,
обеспечивающая регуляцию деятельности
внутренних органов и их взаимосвязь,
благодаря чему организм функционирует как
единое целое.

9.

ВНД
направлена на внешнюю среду.
Это совокупность нейрофизиологических
процессов, обеспечивающих сознательную и
подсознательную переработку информации,
усвоение информации, приспособительное
поведение к окружающей среде и обучение в
онтогенезе всем видам деятельности, в том
числе целенаправленному поведению в
обществе.

10.

Развитие представлений о высшей
нервной деятельности
История исследования высших функций мозга тесно
связана с изучением психической деятельности,
начало которого относится к временам глубокой
древности. Исследованием сущности психики
занимались Фалес, Анаксимен, Гераклит, Демокрит,
Платон, Аристотель, Эпикур, Лукреций, Гален,
Гераклит, Демокрит. Выдающийся древнегреческий
врач Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) и его
последователи, тщательно изучая анатомию и
физиологию, обобщая свой врачебный опыт создал
первую в мире типологию типов нервной системы
не потерявшую свою актуальность до настоящего
времени.

11.

Ч. Дарвин разделил действия организма на
врожденные (инстинкты) и приобретенные
(индивидуальный опыт, наслаивающийся в
онтогенезе на инстинктивные формы
поведения). Важную роль в развитии
представлений о ВНД сыграл Сеченов. Он
впервые высказал мысль о том, что сознание
представляет собой ль субъективное
отражение объективной действительности. Он
считал, что в основе познания человеком
окружающей среды лежит деятельность
органов чувств.

12.

И.П. Павлову наука обязана всесторонними
исследованиями физиологии головного мозга
и созданием материалистического учения о
высшей нервной деятельности. Для
современных представлений о работе мозга
решающим явилось открытие И.П. Павловым
принципа условнорефлекторной связи —т.е.
условного рефлекса. УР – основной и наиболее
характерный вид деятельности головного
мозга, УР – это основа, на которой строится
высшая нервная деятельность, почти все
поведение высокоразвитого организма.

13.

Методы исследования высшей
нервной деятельности
Нейрофизиологический механизм
психической деятельности является
сложным объектом исследования, и
согласно принципу адекватности его
неправомерно изучать элементарными
методами. Поэтому, все ниже
перечисленные методы не используются
поодиночке. Как правило, для
исследования применяется группа методов.

14.

Электроэнцефалография.
Электроэнцефалография относится к наиболее распространенным
электрофизиологическим методам исследования ЦНС. Суть ее
заключается в регистрации ритмических изменений потенциалов
определенных областей коры БП между двумя активными
электродами (биполярный способ) или активным электродом в
определенной зоне коры и пассивным, наложенным на удаленную от
мозга область. Электроэнцефалограмма – это кривая регистрации
суммарного потенциала постоянно меняющейся биоэлектрической
активности значительной группы нервных клеток. При анализе ЭЭГ
учитывают частоту, амплитуду, форму отдельных волн и
повторяемость определенных групп волн. Амплитуда измеряется как
расстояние от базовой линии до пика волны. На практике, ввиду
трудности определения базовой линии, используют измерение
амплитуды от пика до пика. Под частотой понимается число полных
циклов, совершаемых волной за 1 секунду. Этот показатель
измеряется в герцах. Величина обратная частоте, называется
периодом волны. На ЭЭГ регистрируется 4 основных физиологических
ритма: ά -, β -, θ -. и δ – ритмы.

15.

Метод регистрации импульсной
активности нервных клеток
Импульсная активность отдельных нейронов или
группы нейронов может оцениваться лишь у
животных и в отдельных случаях у людей во
время оперативного вмешательства на мозге.
Для регистрации нейронной импульсной
активности головного мозга человека
используются микроэлектроды которые
вводятся в мозг к нужному месту. Полученные
данные обрабатываются автоматически по
специальным программам.

16.

Метод вызванных потенциалов
Специфическая активность, связанная со
стимулом, называется вызванным
потенциалом. У человека – это регистрация
колебания электрической активности,
возникающего на ЭЭГ при однократном
раздражении периферических рецепторов
(зрительных, слуховых, тактильных).
Вызванный потенциал состоит из
последовательности отрицательных и
положительных отклонений от основной
линии и длится около 300 мс после окончания
действия стимула. У вызванного потенциала
определяют амплитуду и латентный период.

17.

Томографические методы
Томография – основана на получении отображения срезов мозга с
помощью специальных техник.
►Компьютерная томография – это современный метод,
позволяющий визуализировать особенности строения мозга
человека с помощью компьютера и рентгеновской установки.
При компьютерной томографии через мозг с различных точек
пропускается тонкий пучок рентгеновских лучей. В результате
получают высококонтрастное изображение среза мозга в
данной плоскости.
►Позитронно-эмисионная томография – метод, который
позволяет оценить метаболическую активность в различных
участках мозга. Испытуемый глотает радиоактивное
соединение, позволяющее проследить изменения кровотока в
том или ином отделе мозга, что косвенно указывает на уровень
метаболической активности в нем.

18.

Эхоэнцефалография
Метод основан на свойстве ультразвука, поразному отражаться от структур мозга,
цереброспинальной жидкости, костей
черепа, патологических образований.
Кроме определения размеров локализации
тех или иных образований мозга этот метод
позволяет оценить скорость и направление
кровотока.

19.

Кожно-гальваническая реакция
Электрическая активность кожи – кожногальваническая
реакция
(КГР)
–
представляет собой измерение кожного
сопротивления,
которое
зависит
от
активности потовых желез и свойства самой
кожи. КГР используется для оценки
эмоционального состояния испытуемых.

20.

Электроокулография
.Это метод регистрации электрической
активности, возникающей при движении
глаз. Роговица глаза имеет положительный
заряд
относительно
сетчатки.
При
изменении положения глаза происходит
переориентация этого потенциала, которая
фиксируется прибором.

21.

Методы молекулярной биологии направлены на
изучение роли молекул ДНК, РНК и других
биологически активных веществ в образовании
условного рефлекса
Стереотаксический метод заключается в том, что
животному вводят в подкорковые структуры
электрод, с помощью которого можно
раздражать, разрушать, или вводить
химические вещества. Тем самым животное
готовят для хронического эксперимента. После
выздоровления животного применяют метод
условных рефлексов.
Психологические тесты.

22.

• Представления о биосоциальной сущности человека базируются на
положениях:
• о подчиненности деятельности организма и его систем работе
головного мозга;
• зависимости психической деятельности от функционального состояния
головного мозга и физиологических систем организма;
• программирующей деятельности мозга человека в процессе
подготовки к выполнению разных форм поведения;
• системообразущих факторах, определяющих на сознательном и
бессознательном уровнях психики характер нервно-психического
статуса человека и особенности его деятельности;
• физиологических предпосылках формирования индивидуальной
психической деятельности человека;
• влиянии социальной среды на формирование определенных черт
характера и личности в целом.

23.

Психофизиологические основы
индивидуально типологических
особенностей человека

24.

25.

ТИП ВНД
- СОВОКУПНОСТЬ ВРОЖДЕННЫХ И ПРИОБРЕТЕННЫХ СВОЙСТВ НЕРВНОЙ
СИСТЕМЫ (ВОЗБУЖДЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ), ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ХАРАКТЕР
ПОВЕДЕНИЯ
• В ОСНОВЕ РАЗНЫХ ТИПОВ ВНД ЛЕЖАТ РАЗЛИЧИЯ В ГЕНОТИПАХ
КЛАССИФИКАЦИИ ТИПОВ ВНД : (по И.П.ПАВЛОВУ)
• I. С УЧЕТОМ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ СИГНАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ
ТИПЫ ВНД ( для людей):
• ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ
• МЫСЛИТЕЛЬНЫЙ
• СМЕШЕННЫЙ
II. С УЧЕТОМ СВОЙСТВ НЕРВНЫХ ПРОЦЕССОВ (ВОЗБУЖДЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ)
ТИПЫ ВНД ( для людей и животных)

26.

СИЛА ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ
ОЦЕНИВАЕТСЯ:
ПО СКОРОСТИ ВЫРАБОТКИ УГАСАТЕЛЬНОГО
ТОРМОЖЕНИЯ (ПЕРЕСТАЮТ ПОДКРЕПЛЯТЬ)
(15 - 20 сочетаний – сильные процессы торможения;
> 20 соч. - слабые процессы торможения)
СИЛЬНЫЙ ТИП
СЛАБЫЙ ТИП
СИЛЬНО ВЫРАЖЕНЫ
ПРОЦЕССЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
И ТОРМОЖЕНИЯ
СЛАБО ВЫРАЖЕНЫ
ПРОЦЕССЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
И ТОРМОЖЕНИЯ

27.

ТИПЫ ВНД ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
(ПО И.П.ПАВЛОВУ)
1. СИЛЬНЫЙ, НЕУРАВНОВЕШЕННЫЙ
2. СИЛЬНЫЙ, УРАВНОВЕШЕННЫЙ, ПОДВИЖНЫЙ
3. СИЛЬНЫЙ, УРАВНОВЕШЕННЫЙ, ИНЕРТНЫЙ
4. СЛАБЫЙ
ЗНАЧЕНИЕ ТИПОВ ВНД
1. ДЛЯ МЕДИЦИНЫ:
• ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬ К РАЗЛИЧНЫМ
ЗАБОЛЕВАНИЯМ
• ТЕЧЕНИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
• СУБЪЕКТИВНОЕ ОТНОШЕНИЕ К СВОЕЙ БОЛЕЗНИ
2. МЕЖЛИЧНОСТНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
3. ПРОБЛЕМА ВОСПИТАНИЯ
4. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ОТБОР

28.

29.

30.

Тип высшей нервной деятельности
(ВНД)
человека представляет собой тесно
переплетенные врожденные и
приобретенные формы поведения. Процесс
изменения типа ВНД продолжается на
протяжении всей жизни. Эта способность
обусловлена пластичностью нервной
системы, которую И. П. Павлов считал
«важнейшим педагогическим фактом»
воспитания, тренировки и переделки
характера человека.

31.

Психофизиологическая структура
деятельности. Схема
целенаправленной деятельности
человека по Анохину.

32.

Функциональная система как
физиологическая основа поведения
В русле системного подхода поведение рассматривается
как целостный, определенным образом
организованный процесс, направленный на:
• адаптацию организма к среде,
• и на активное ее преобразование.
Приспособительный поведенческий акт, связанный с
изменениями внутренних процессов, всегда носит
целенаправленный характер, обеспечивающий
организму нормальную жизнедеятельность. В
настоящее время в качестве методологической основы
психофизиологического описания поведения
используется теория функциональной системы П.К.
Анохина (1968).

33.

Функциональная система(ФС)
– это организация активности элементов
различной анатомической
принадлежности, имеющая
характер взаимосодействия, которое
направлено на достижение полезного
приспособительного результата. ФС
рассматривается как единица
интегративной деятельности организма.

34.

Результат деятельности и его оценка занимают центральное место в ФС.
Достичь результата – значит изменить соотношение между
организмом и средой в полезном для организма направлении.
Достижение приспособительного результата в ФС осуществляется с
помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными
являются:
1) афферентный синтез всей поступающей в нервную систему
информации;
2) принятие решения с одновременным формированием аппарата
прогнозирования результата в виде афферентной модели –
акцептора результатов действия;
3) собственно действие;
4) сличение на основе обратной связи афферентной модели
акцептора результатов действия и параметров выполненного
действия;
5) коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных
(смоделированных нервной системой) параметров действия.

35.

Механизмы целенаправленной
деятельности человека (по П. К.
Анохину)

36.

Состав функциональной системы не определяется
пространственной близостью структур или их анатомической
принадлежностью. В ФС могут включаться как близко, так и
отдаленно расположенные системы организма. Она может
вовлекать отдельные части любых цельных в анатомическом
отношении систем и даже детали отдельных целых органов.
При этом отдельная нервная клетка, мышца, часть какого-либо
органа, весь орган в целом могут участвовать своей
активностью в достижении полезного приспособительного
результата, только будучи включены в соответствующую
функциональную систему. Фактором, определяющим
избирательность этих соединений, является биологическая и
физиологическая архитектура самой ФС, а критерием
эффективности этих объединений является конечный
приспособительный результат.
Таким образом, при изучении взаимодействия организма со
средой единицей анализа выступает целостная, динамически
организованная функциональная система.

37.

Типы и уровни сложности ФС
Функциональные системы имеют разную специализацию.
Одни осуществляют дыхание, другие отвечают за
движение, третьи за питание и т.п. ФС могут
принадлежать к различным иерархическим уровням и
быть разной степени сложности: одни из них
свойственны всем особям данного вида (и даже других
видов), например, функциональная система сосания.
Другие индивидуальны, т.е. формируются прижизненно
в процессе овладения опытом и составляют основу
обучения.
• Функциональные системы различаются по степени
пластичности, т.е. по способности менять составляющие
ее компоненты.

38.

Афферентный синтез
Начальную стадию поведенческого акта любой степени
сложности, а, следовательно, и начало работы ФС составляет
афферентный синтез. Важность афферентного синтеза состоит в
том, что эта стадия определяет все последующее поведение
организма. Задача этой стадии собрать необходимую
информацию о различных параметрах внешней среды.
Благодаря афферентному синтезу из множества внешних и
внутренних раздражителей организм отбирает главные и на их
основе создает цель поведения. Поскольку на выбор такой
информации оказывает влияние как цель поведения, так и
предыдущий опыт жизнедеятельности, то афферентный синтез
всегда индивидуален. На этой стадии происходит
взаимодействие трех компонентов: мотивационного
возбуждения, обстановочной афферентации (т.е. информации о
внешней среде) и извлекаемых из памяти следов прошлого
опыта.

39.

В результате обработки и синтеза этих компонентов
принимается решение о том, «что делать» и происходит
переход к формированию программы действий,
которая обеспечивает выбор и последующую
реализацию одного действия из множества
потенциально возможных. Команда, представленная
комплексом эфферентных возбуждений, направляется к
периферическим исполнительным органам и
воплощается в соответствующее действие.
• Важной чертой ФС являются ее индивидуальные и
меняющиеся требования к афферентации. Именно
количество и качество афферентных импульсаций
характеризует степень сложности, произвольности или
автоматизированности функциональной системы

40.

Акцептор результатов действия
Необходимой частью ФС является акцептор результатов действия –
центральный аппарат оценки результатов и параметров еще
несовершившегося действия. Таким образом, еще до
осуществления какого-либо поведенческого акта у живого
организма уже имеется представление о нем, своеобразная
модель или образ ожидаемого результата. В процессе
реального действия от «акцептора» идут эфферентные сигналы
к нервным и моторным структурам, обеспечивающим
достижение необходимой цели. Об успешности или
неуспешности поведенческого акта сигнализирует поступающая
в мозг эфферентная импульсация от всех рецепторов, которые
регистрируют последовательные этапы выполнения
конкретного действия (обратная афферентация). Оценка
поведенческого акта, как в целом, так и в деталях невозможна
без такой точной информации о результатах каждого из
действий.

41.

Этот механизм является абсолютно необходимым для
успешности реализации каждого поведенческого
акта. Более того, любой организм немедленно
погиб, если бы подобного механизма не
существовало.
• Каждая ФС обладает способностью к
саморегуляции, которая присуща ей как целому.
При возможном дефекте ФС происходит быстрая
перестройка составляющих ее компонентов, так.
чтобы необходимый результат, пусть даже менее
эффективно (как по времени, так и по
энергетическим затратам), но все же был бы
достигнут.

42.

Основные признаки ФС
В заключение приведем следующие признаки
функциональной системы, как они были
сформулированы П.К.Анохиным:
1) ФС как правило, является центрально-периферическим
образованием, становясь, таким образом, конкретным
аппаратом саморегуляции. Она поддерживает свое
единство на основе циркуляции информации от
периферии к центрам и от центров к периферии.
2) Существование любой ФС' непременно связано с
существованием какого-либо четко очерченного
приспособительного эффекта. Именно этот конечный
эффект определяет то или иное распределение
возбуждения и активности по функциональной системе
в целом.

43.

Основные признаки ФС (2)
3) Еще одним абсолютным признаком ФС является
наличие рецепторных аппаратов, оценивающих
результаты ее действия. В ряде случаев они могут быть
врожденными, а в других – выработанными в процессе
жизни.
4) Каждый приспособительный эффект ФС, т.е. результат
какого-либо действия, совершаемого организмом,
формирует поток обратных афферентаций, достаточно
подробно представляющий все наглядные признаки
(параметры) полученных результатов. В том случае,
когда при подборе наиболее эффективного результата
эта обратная афферентация закрепляет наиболее
успешное действие, она становится
«санкционирующей» (определяющей) афферентацией.

44.

5) Функциональные системы, на основе которых
строится приспособительная деятельность
новорожденных животных к характерным для
них экологическим факторам, обладают всеми
указанными выше чертами и архитектурно
оказываются созревшими к моменту
рождения. Из этого следует, что объединение
частей ФС (принцип консолидации) должно
стать функционально полноценным на какомто сроке развития плода еще до момента
рождения.

45.

Значение теории ФС для
психиологии
внедрение теории функциональных систем позволяет по новому
подойти к решению многих проблем в организации
физиологических основ поведения и психики. Благодаря теории
ФС:
1) произошла замена упрощенного понимания стимула как
единственного возбудителя поведения более сложными
представлениями о факторах, определяющих поведение, с
включением в их число моделей потребного будущего или
образа ожидаемого результата;
2) было сформулировано представление о роли «обратной
афферентаций» и ее значении для дальнейшей судьбы
выполняемого действия, последнее радикально меняет
картину, показывая, что все дальнейшее поведение зависит от
успехов выполненного действия;
3) было введено представление о новом функциональном
аппарате, осуществляющем сличение исходного образа
ожидаемого результата с эффектом реального действия –
«акцептор» результатов действия.

46.

Схема универсальной организации
функциональных систем (принцип
изоморфизма)

47.

Схема архитектуры поведенческого
акта (по П.К. Анохину