принцип рефлекторной работы мозга был открыт кем
Принцип рефлекторной работы мозга был открыт кем
В своем историческом прошлом, начиная с середины XIX столетия, физиология как наука, изучающая нормальные и патологические процессы жизнедеятельности организмов, была отмечена значительными шагами вперед в изучении некоторых функций организма и специальных биомеханизмов регуляции органов и систем органов на спинномозговом уровне. Это был этап накопления знаний – период аналитической физиологии. Физиология нуждалась в том, чтобы выйти из порочного круга аналитического периода. Для этого возникала потребность в новом подходе к познанию деятельности живых организмов, в последующем, выразившемся в стремлении к исследованию регуляторных возможностей нервной системы и в первую очередь – рефлексов. Рефлекторная теория является одной из ведущих общетеоретических концепций физиологии и медицины. Иван Михайлович Сеченов, выдающийся отечественный ученый, стал первым среди научных работников, исследующим рефлексы головного мозга. Он смог экспериментально подтвердить свои открытия, используя при этом физиологические способы для исследования психического поведения [4].
Рис. 1. Иван Михайлович Сеченов Фото 1860-х гг.
Основоположник рефлекторной теории головного мозга Иван Михайлович Сеченов (1829-1905; рис. 1) – профессор, доктор медицины, член-корреспондент (1869) и почетный член (1904) Петербургской Академии наук, действительный статский советник.
Малой родиной Сеченова является село Теплый Стан Симбирской губернии (в настоящее время с. Сеченово Нижегородской области). Когда ему исполнилось 14 лет, Иван Михайлович стал студентом Петербуржского Главного инженерного училища, после окончания которого был отправлен саперным офицером в Киев в возрасте 19 лет. Однако, спустя несколько лет он решает уйти в отставку. Вернувшись в Москву, Сеченов поступает в Москву на медицинский факультет Императорского университета, а в 1856 году заканчивает его на «отлично». 21 июня 1856 года он получил документ, после успешной сдачи экзаменов: «За оказанные им отличные успехи определением университетского Совета утвержден в степени лекаря с отличием, с предоставлением ему права по защищении диссертации получить диплом на степень доктора медицины».
Еще будучи студентом Сеченов понял, что не хочет становиться врачом-клиницистом. Он чувствовал, как непреодолимо его привлекала физиология, вместе с которой с помощью своих экспериментов можно поставить живому организму вопрос, после чего находить на него ответ. Он считал своей обязанностью работать до тех пор, пока медицина не приобретет высоконаучное подкрепление физиологии.
Для того чтобы должно подготовиться к профессорской практике, по окончании университета, он отправился в Германию, где в процессе четырех лет проводил свои исследования с высоким успехом. Он слушал лекции в немецких научных центрах у таких людей как И. Мюллер, Э. Дюбуа-Реймон, Ф. Гоппе-Зейлер, Г. Гельмгольц, О. Функе, присутствовал в венских научных центрах на лекциях у К. Людвига, в Париже у К. Бернара. В лаборатории Карла Людвига, порог которой Иван Михайлович переступил одним из первых отечественных ученых, проводились исследования воздействие такого повреждающего фактора на кровообращение и поглощение кровью кислорода как алкоголь.
После своего возвращения на родину весной 1860 г. И.М. Сеченов защитил докторскую диссертацию «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения» [4]. Вслед за защитой Иван Михайлович был приглашен на кафедру физиологии МХА, где сначала занимал должность адъюнкт-профессора, а затем – экстраординарного и ординарного профессора.
По исполнении 60 лет Сеченов возвращается в Москву, получая через некоторое время приглашение руководить Физиологическим институтом и кафедрой физиологии Московского университета, для которой одним из самых насыщенных периодов стали «десять сеченовских лет» (1891-1901 гг.).
В 1901 г., в семидесятидвухлетнем возрасте, И.М. Сеченов оставил полномочия заведующего кафедрой для того, чтобы, по его словам, «очистить дорогу молодым силам». Однако он продолжал работать в собственной лаборатории, созданной на собственные средства, до конца жизни. Здесь И. М. Сеченов проводил изучение газов и дыхательной функции крови, закономерностей трудовой деятельности человека, смог установить оптимальные режимы труда и отдыха. И.М. Сеченов был первым, кто показал, что воспроизведение трудоспособности утомленных мышц верхней конечности человека после длительной работы по подъему груза порывисто увеличивает скорость, если в момент расслабления выполнять работу другой рукой. Скоротечное возобновление работоспособности групп мышц утомленной конечности приобретается и при других типах динамичности, например, при работе различных мышц нижних конечностей. В отличие от простого покоя такой отдых был назван И.М. Сеченовым активным. Сеченов рассматривал эти факты как доказательство того, что утомление, прежде всего, развивается в нервных центрах [1].
Иван Михайлович не раз вступал в спор за ведение «практики по физиологии в категорию рекомендуемых занятий». При его заведовании кафедрой впервые была учреждена должность лекционного ассистента. В процессе лекций, на глазах у студентов, проводились эксперименты, блестяще подготовленные Александром Филипповичем Самойловым и Михаилом Николаевичем Шатерниковым. Такого рода демонстрации вдохновляли студентов на новые творческие идеи, развивали интерес к самостоятельной научной работе. Также при Иване Михайловиче, было открыто новое здание Физиологического института Московского университета с виварием, в котором было большое количество комнат для занятий и хорошо оборудованных лабораторий. Это был первый научно-педагогический центр, который смог объединить под одной крышей учебную кафедру и научное учреждение (сегодня – кафедра нормальной физиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова). На авторском счету Ивана Михайловича Сеченова 106 научных трудов по физиологии дыхания и крови, растворению газов в жидкости и газообмену, нервно-мышечной физиологии, электрофизиологии, физиологии центральной нервной системы [2].
В эпоху Сеченова представления о таком жизненно важном органе, как головной мозг были незначительными. Не существовало на тот момент и концепции о нейроне как структурной единице нервной системы. Его создателем стал гистолог С. Рамон-и-Кахаль в 1884 г. Не существовало и понятия о синапсе, которое ввел английский физиолог Чарльз Шеррингтон в 1897 г., сформулировав положение нейронной организации рефлекторной дуги. Рефлекторное положение, как наблюдалось до времен Сеченова, могло быть использовано только к работе спинного мозга, – Иван Михайлович являлся основоположником распространения данного принципа, в том числе и на головной мозг. Трудясь в лаборатории у Клода Бернара, он проводил эксперименты на амфибиях, а конкретно – на лягушках, послойно перерезая и раздражая кристалликами поваренной соли центры головного мозга.
Таким образом, Сеченов предложил и описал приспособления, имеющиеся в зрительных буграх и продолговатом мозге, способные приостанавливать рефлекторные движения. Исходя из этого открытия, стало известно о таком процессе, как центральное торможение. Также Иван Михайлович смог выявить, что за исключением процессов возбуждения, ЦНС имеет другой, не менее активный процесс – торможение, без которого интегративное функционирование центральной нервной системы не осуществимо. Как известно, ЦНС, из-за возможности организовывать условные рефлексы, занимает важное место в реализации рабочей деятельности человека. Во время выработки трудовых навыков образуется устойчивый комплекс условных рефлексов, взаимосвязанных между собой, иными словами – рабочий динамический стереотип (РДС). Сгенерированный РДС может проявляться в действиях, доведенных до «автоматизма», в их корректности, целесообразности растрачивания энергии, уменьшение объема времени на проделывание работы и повышении ее качества. Сеченов, не прерывая своих экспериментов, сделал вывод о «родстве психических явлений с так называемыми нервными процессами в теле человека, т.е. актами чисто соматическими» [3].
«Все бесконечное разнообразие проявлений мозговой деятельности, – по его словам, – сводится окончательно к одному лишь явлению – мышечному движению». Отсюда Сеченов предложил идею о рефлекторной основе психической деятельности. Другими словами, у И.М. Сеченова, первого в истории науки, получилось создать концепцию о рефлексе как общезначимом физиологическом механизме деятельности организма, в норме обеспечивающем его функционирование и адаптацию к переменяющимся условиям внешней среды. Итогом длительной, кропотливой работы по исследованию психических картин стал психофизиологический трактат «Рефлексы головного мозга» (1863), о котором Павлов отозвался как о «гениальном взмахе сеченовской мысли» [1].
Эту работу сделали на заказ передового редактора повсеместно известного журнала «Современник» – Н.Г. Чернышевского. Уже будучи набранной в одном из номеров журнала, она была признана опасной по мнению цензора из-за материалистической мысли автора на поведенческую и психическую деятельность человека, которая была подтверждена экспериментами на лягушках. Печать трудов в «Современнике» была запрещена. Но все-таки цензурой было дозволено «напечатание оной в медицинском или другом специальном издании» под другим названием и «с рядом существенных цензурных изъятий». В конце концов, работа И.М. Сеченова была опубликована в еженедельном журнале «Медицинский вестник» (№ 47-48) под названием «Рефлексы головного мозга» [1].
Рис. 2. Работа И.М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» в журнале «Медицинский вестник». № 47 от 1863 г.
«Рефлексы головного мозга» были изданы 16 раз на русском языке и были переведены на французский, английский, венгерский и другие иностранные языки. Академик Петр Кузьмич Анохин, создатель теории функциональных систем организма, назвал «Рефлексы. » «жемчужиной русской науки» и отметил, что эта книга стала «одновременно и глубоким научным произведением, и политической проповедью, звавшей к новой материалистической культуре».
4. 13. 087 Рефлекторная теория Сеченова
4.13 Физиология, медицина
4.13.087 Рефлекторная теория Сеченова
Физиолог и психолог, естествоиспытатель и мыслитель-материалист, публицист, лектор, общественный деятель; профессор Петербургской медико-хирургической академии, Новороссийского, Петербургского и Московского университетов, почетный член Императорской АН, основоположник и глава первой русской физиологической школы; один из основателей Бестужевских высших женских курсов; лауреат Демидовской премии — Иван Михайлович Сеченов (1829—1905) заложил основы объективной теории поведения, физиологии труда, возрастной, сравнительной и эволюционной физиологии, стал родоначальником отечественной физиологической школы и естественнонаучного направления в психологии.
Важнейшим достижением Сеченова является открытое им центральное торможение и свойства «инертности» нервной ткани, а также создание рефлекторной теории психической деятельности животных и человека.
И.М. Сеченов любил повторять слово «работать» трижды — «работать, работать, работать» — и работал за троих. Иван Михайлович оставил триаду блестящих трудов — по физиологии нервной системы, химизму дыхания и физиологическим основам психической деятельности.
«Едва ли какой из современных ему физиологов… обладал таким широким охватом в сфере своих собственных исследований, начиная с чисто физических исследований в области растворения газов и кончая исследованием в области нервной физиологии и строго научной психологии» (К.А. Тимирязев).
На исследованиях ученого по физиологии дыхания и крови, газообмену, растворению газов в жидкостях и обмену энергии ныне базируется авиационная и космическая физиология.
Целый ряд сконструированных Сеченовым приборов (например, «кровяной насос») и методов были востребованы учеными и врачами долгое время, некоторые применяют и поныне.
В этой области деятельности ученый впервые коснулся таких вопросов, как растворимость газа в растворе электролита («уравнение Сеченова»), газообмена человека, состояния углекислоты в крови, дыхательной функции крови, роли эритроцитов в переносе и обмене углекислоты и т.д.
В активе физиолога первое в истории фундаментальное исследование влияния алкоголя на организм — докторская диссертация «Материалы к физиологии алкогольного опьянения».
На другом направлении научной деятельности Сеченова — рефлекторной теории психического основана отечественная научная психология («Кому и как разрабатывать психологию» и др.).
Основой же всех исследований Сеченова была физиология нервной системы, которая сделала его «отцом русской физиологии» (И.П. Павлов) и отцом знаменитой научной школы русских физиологов, психологов, врачей.
Сеченов, еще студентом университета отдав предпочтение теориям, а не «голому эмпиризму», не занимался практической медициной. Тем не менее лаборатория ученого была центром не только физиологических, но и фармакологических, токсикологических, медицинских исследований, ставших позднее вместе с теориями Ивана Михайловича предметом клинической медицины.
Почерпнув в юности некоторые идеи у знаменитых врачей и физиологов (в частности, у хирурга профессора Ф.И. Иноземцева — о влиянии нервной системы человека на многие болезни), Сеченов наполнил их новым содержанием и вернул вместе с множеством своих открытий новому поколению исследователей.
Его идеи развивали в своих трудах И.П. Павлов, В.М. Бехтерев, А.А. Ухтомский, Н.Е. Введенский, Б.Ф. Вериго, Н.П. Кравков, Л.С. Выготский, В.П. Пашутин, А.Ф. Самойлов, И.Р. Тарханов и др. знаменитые физиологи и врачи.
Своей формулировкой физиология — наука изучающая жизнедеятельность целостного организма, его частей, систем, органов и клеток в тесной взаимосвязи с окружающей природой — обязана прежде всего Сеченову.
Именно он первым обратил внимание на целостность организма, на его взаимосвязь с природой и обогатил науку исследованиями физиологии центральной нервной системы и нервно-мышечной физиологии. Сеченов провел на лягушках множество филигранных опытов, изучая влияние всевозможных разрезов и раздражений головного мозга на рефлекторные движения.
Распространив рефлекторные принципы на деятельность головного мозга, физиолог первым выдвинул идею о рефлекторной основе психической деятельности, открыл центральное (сеченовское) торможение — особые механизмы в головном мозге, подавляющие либо угнетающие рефлексы, которое с тех пор наравне с возбуждением стало вторым имманентным процессом центральной нервной системы. Тормозной центр в таламической области головного мозга получил название сеченовского центра.
Первой фундаментальной работой Сеченова по физиологии нервной системы стала статья «Рефлексы головного мозга» (1863), опубликованная на французском, немецком и русском («Медицинский вестник») языке.
Сочинение профессора Медико-хирургической академии взбудоражило не только научное сообщество и публику, но и власти, поскольку предлагала новый — революционный взгляд на душу человека и его тело.
Работа ученого вынесла бессмертную душу за скобки исследований, как не имеющую к физиологии никакого отношения, и оставила в человеке тело и то, что реагирует на скальпель, электрический ток и жизненные неурядицы — то бишь рефлексы, простые и сложные, осуществляемые по рефлекторной дуге, состоящей из приводящего пути, замыкательной и центробежной части.
«Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению». Рефлекс, утверждал ученый, лежит и в основе памяти. С такой постановкой вопроса со временем согласилось большинство ученых, врачей и пациентов. И.П. Павлов назвал это сочинение «гениальным взмахом русской научной мысли».
В этом труде Сеченов впервые показал, что психическая жизнь человека и его поведение (т.е. нервная система) зависят только от внешних раздражителей. (Позднее к внешней среде добавили еще и наследственность).
Обосновывая рефлекторную природу сознательной и бессознательной деятельности, ученый доказал, что в основе всех психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами.
Современники по заслугам оценили открытие Сеченовым процесса торможения, а второе его «открытие ретикуло-спинальных влияний (влияний ретикулярной формации мозгового ствола на спинномозговые рефлексы) — получило широкое признание лишь начиная с 40-х годов ХХ века, после выяснения функций ретикулярной формации головного мозга» (профессор М.Б. Мирский).
Следующим фундаментальным трудом в развиваемом Сеченовым направлении стала его «Физиология нервной системы» (1866).
Высказав впервые идею о саморегуляции и обратных связях, ученый закономерно пришел «к понятию о сигнале и об уровне организации сигналов как регуляторов поведения». Этими исследованиями в дальнейшем воспользовались разработчики кибернетики.
Нервно-мышечной физиологии был посвящен классический труд Сеченова «Физиология нервных центров».
Изучая раздражающее действие гальванических и индукционных токов на спинномозговые нервы лягушки, Сеченов открыл, что нервные центры обладают способностью «суммировать чувствительные, поодиночке не действительные раздражения (индукционные удары, приложенные к седалищному нерву) до импульса, дающего движение, если эти раздражения достаточно часто следуют друг за другом». Это явление суммации позднее было установлено в опытах на других животных и стало одним из блестящих достижений физиологии.
Экспериментальное подтверждение рефлекторная теория Сеченова нашла в трудах его главного продолжателя — И.П. Павлова, разработавшего метод объективной оценки функций высших отделов мозга — метод условных рефлексов.
Контрольная работа по биологии на тему «Высшая нервная деятельность» (8 класс)
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание 1. Выберите один правильный ответ.
1. Принцип рефлекторной работы мозга был открыт:
A. Иваном Михайловичем Сеченовым
Б. Николаем Ивановичем Пироговым
B. Ильей Ильичом Мечниковым
2. Сужение зрачка, слюноотделение можно отнести к:
A. Условным рефлексам
Б. Безусловным рефлексам
B. Приобретенным рефлексам
3. Способность новорожденных к плаванию без предварительного обучения является примером:
A. Безусловного рефлекса
Б. Условного рефлекса
4. В основе приобретенного поведения лежат:
A. Безусловные рефлексы
Б. Условные рефлексы
5. Навыки катания на коньках, на велосипеде, плавание формируются на основе:
A. Динамического стереотипа
Б. Инстинктивных реакций
B. Безусловных реакций
6. Если не подкреплять условный раздражитель безусловным, произойдет:
A. Безусловное торможение
Б. Исчезновение рефлекса
B. Условное торможение
7. Мышление возникает на основе:
Б. Рассудочной деятельности
B. Безусловных рефлексов
8. Сущность образования условных рефлексов, процессов возбуждения и торможения была открыта и подробно изучена:
A. Иваном Михайловичем Сеченовым
Б. Николаем Ивановичем Пироговым
B. Иваном Петровичем Павловым
9. Сон представляет собой:
A. Один из видов торможения коры полушарий большого мозга
Б. Один из особых видов возбуждения коры полушарий большого мозга
B. Временное прекращение деятельности мозга
10. Во время сна клетки мозга:
A. Прекращают свою активность
Б. Восстанавливают свою работоспособность
B. Замедляют свою работоспособность
Задание 2 . Вставьте пропущенное слово.
1. Безусловные рефлексы являются. передаются из поколения в поколение и проявляются как. реакции на определенные. раздражители.
3. Рефлексы, возникающие в течение жизни, называются. являются строго. и возникают в ответ на. раздражители.
4. Условные рефлексы лежат в основе. поведения, обеспечивающего адаптацию к окружающему миру, и сложной системы условно-рефлекторных связей в коре полушарий, формирующих. стереотип, лежащий в основе многих привычек и.
5. Со временем с условными рефлексами может произойти. или. торможение при исчезновении условного раздражителя или действии нового. рефлекса.
6. Гипотеза о рефлекторной основе деятельности. мозга принадлежит. а создателем целостного учения об условных рефлексах является.
7. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо, чтобы период активного бодрствования сменялся. который Павлов назвал. торможением, восстанавливающим функции. системы.
Задание 3 . Дайте краткий ответ из одного-двух предложений.
1. Какие рефлексы называют безусловными? В чем их значение?
2. Приведите примеры инстинктивного поведения человека.
3. Что такое условные рефлексы? Как они формируются?
4. Каково значение условных рефлексов?
5. Объясните понятие «динамический стереотип».
ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание 1. Выберите один правильный ответ.
1. Люди видят сны в период:
2. Взрослый человек должен спать в сутки:
3. Состояние длительного многолетнего сна называется:
4. Специфическим условным раздражителем человека является:
5. Представление о цвете, форме, поверхности, запахе предмета складываются в:
6. Установление взаимосвязи между фактами – основа:
A. Логической памяти
Б. Механической памяти
7. Способность человека на основе уже имеющихся знаний добывать новую информацию, называется:
8. Неуравновешенный, легковозбудимый тип темперамента называется:
9. Уравновешенный, спокойный, инертный тип темперамента называется:
10. Тип темперамента и особенности нервной системы:
A. Наследуются от родителей
Б. Зависят от внешней среды
B. Зависят от наследственности и факторов среды
Задание 2 . Вставьте пропущенное слово.
1. Человек видит сны в период. сна, который сменяется затем фазой. сна, состоянием глубокого.
3. Основные отличия человека от животных – это. и способность к. деятельности.
4. Любая познавательная деятельность человека начинается с. отдельных качеств предметов, из которых складывается. фиксирующееся в памяти в виде.
5. Память – сложный психический процесс, складывающийся из запоминания, хранения и. информации; существует механическая. зрительная и. память.
6. В основе обучения человека лежит. то есть способность добывать новую. на основе уже имеющихся сведений; для активизации этого процесса лучше использовать разные виды.
7. По специфическим особенностям нервных процессов в организме психологи выделяют четыре типа. человека: холерики. флегматики и.
Задание 3 . Дайте краткий ответ из одного-двух предложений.
1. В чем значение сна?
2. Чем характеризуются различные фазы сна?
3. Каковы потребности в продолжительности сна и условия нормального сна?
4. Из чего формируются представления человека о предметах окружающего мира?
5. Что такое память? Какие виды памяти вы знаете?
6. Какие типы темперамента вы знаете? От чего они зависят?
1 – А; 2 – Б; 3 – В; 4 – Б; 5 – А; 6 – В; 7 – Б; 8 – В; 9 – А; 10 – Б;
1. Врожденными, постоянные, внешние. 2. Зрачков, слюноотделение, инстинкты. 3. Условными, индивидуальными, определенные. 4. Приобретенного, динамический, навыков. 5. Условное, безусловное, ориентировочного. 6. Головного, И. М. Сеченову, И. П. Павлов. 7. Сном, охранительным, нервной.
1. Безусловные рефлексы – это врожденные реакции организма на определенные раздражители, передаются по наследству и сохраняются в течение жизни; обеспечивают биологическую целостность организма.
2. Инстинкты – это более сложные формы врожденного поведения, цепь последовательных реакций, обеспечивающих адаптацию к окружающей среде, например, способность новорожденных плавать без предварительного обучения.
3. Условные рефлексы приобретаются в течение жизни, являются индивидуальными для каждого человека. Возникают при длительном сочетании воздействия условного и безусловного раздражителя.
4. Обеспечивают индивидуальное приспособительное поведение, являются основой формирования умений и навыков.
5. Динамический стереотип – это особая система условнорефлекторных связей в головном мозге, лежащая в основе обучения большинства двигательных навыков, которые затем становятся автоматическими, например письмо, игра на рояле, катание на велосипеде, плавание.
1 – В; 2 – Б; 3 – А; 4 – Б; 5 – В; 6 – А; 7 – Б; 8 – В; 9 – Б; 10 – В.
1. Быстрого, медленного, покоя (расслабления). 2. Летаргию, сомнамбулизм, гипноз. 3. Сознание, речь, трудовой. 4. Ощущений, восприятие, представлений. 5. Воспроизведения, логическая, слуховая. 6. Мышление, информацию, памяти. 7. Темперамента, сангвиники, меланхолики.
1. Сон является охранительным торможением нервной системы, защищает ее от перегрузок, восстанавливает функции многих других систем органов, умственную и физическую работоспособность человека.
2. Фаза медленного сна является состоянием глубокого покоя, а во время фазы быстрого сна учащается ритм дыхания и сердечных сокращений, усиливается обмен веществ, человек в это время видит сны.
3. Дети должны спать до 10 часов в сутки, взрослые – 6–8 часов; для полноценного сна необходимо проветрить помещение, подготовить удобное место для сна и избегать сильных внешних раздражителей.
4. Представления об особенностях предмета или явления формируются на основе сочетания ощущений (запаха, вкуса, цвета, текстуры поверхности), возникающих при раздражении рецепторов органов чувств и восприятия целостного образа, возникающего в коре полушарий, а затем фиксируются в памяти человека.
5. Память – это совокупность процессов запоминания, хранения и воспроизведения информации. Существует механическая, логическая, зрительная, слуховая память.
6. У всех людей разные особенности нервных процессов в организме, сочетание подвижности и уравновешенности, эмоциональности и сдержанности. Это врожденные качества, влияющие на возможности общения людей друг с другом, выбор профессии, социальную активность, являющиеся проявлением четырех типов темперамента: холерик, сангвиник, флегматик, меланхолик. В чистом виде такие типы темперамента встречаются редко, у большинства окружающих вы обнаружите смешанный темперамент с преобладанием сильного или слабого типа нервной системы, уравновешенности и неуравновешенности, большей и меньшей подвижности нервных реакций.