Виды условных рефлексов и их характеристика. Механизм и процесс образования условного рефлекса

Существует множество классификаций условных рефлексов:

§ Если в основе классификации положить безусловные рефлексы, тогда различают пищевые, защитные, ориентировочные и т. д..

§ Если в основе классификации лежат рецепторы, на которые действуют стимулы, различают экстероцептивные, интероцептивные и проприоцептивные условные рефлексы.

§ В зависимости от структуры применяемого условного стимула различают простые и сложные (комплексные) условные рефлексы.
В реальных условиях функционирования организма в качестве условных сигналов выступают, как правило, не отдельные, одиночные раздражители, а их временные и пространственные комплексы. И тогда условным стимулом выступает комплекс сигналов окружающей среды.

§ Различают условные рефлексы первого, второго, третьего и т. д. порядка. Когда условный стимул подкрепляется безусловным, то образуется условный рефлекс первого порядка. Условный рефлекс второго порядка образуется в том случае, если условный стимул подкрепляется условным раздражителем, на который ранее был выработан условный рефлекс.

§ Натуральные рефлексы формируются на раздражители, являющиеся естественными, сопутствующими свойствами безусловного стимула, на базе которого они вырабатываются. Натуральные условные рефлексы по сравнению с искусственными отличаются большей легкостью образования и большей прочностью.

8. Интеллектуальное поведение. Структура интеллекта (по Гилфорду).

Интеллектуальное поведение нужно, когда необходимо как можно быстрее найти решение новой задачи, чего нельзя достичь с использованием метода проб и ошибок.

Интеллектуальная реакция является прежде всего реакцией внутреннего плана. Это значит, что она происходит в голове и не предполагает какой-либо внешней активности. За интеллектуальные реакции отвечает некоторая психическая структура, обычно именуемая интеллектом. В отличие от метода проб и ошибок, в процессе которого постепенно вырабатывается условный рефлекс, являющийся правильным решением, интеллектуальный способ приводит к решению задачи раньше, и после найденного решения ошибок уже не наблюдается

Интеллект - это сложная психическая функция, отвечающая за способность к решению разнообразных задач.

Интеллект включает в себя компоненты, позволяющие:

• получить опыт, необходимый для решения задачи,
• запомнить этот опыт,
• преобразовать опыт, приспособить его для решения задачи (скомбинировать, обработать, обобщить и т.п.), в конечном итоге – найти решение
• оценить успешность найденного решения,
• пополнить «библиотеку интеллектуальных способов решения».

Любую интеллектуальную реакцию можно представить в виде структуры базовых когнитивных функций:

• восприятие исходных данных задачи,
• память (поиск и актуализация прошлого опыта, относящегося к задаче),
• мышление (преобразование опыта, нахождение решения и оценка результата).

Восприятие + Память + Мышление → Интеллектуальная реакция.

По Гилфорду, интеллект - это множество интеллектуальных способностей.

Обрабатываемая информация → Интеллектуальные операции → Продукты интеллектуальных операций.

Любая интеллектуальная способность характеризуется тремя параметрами:

• типом интеллектуальной операции,
• видом обрабатываемой информации,
• типом полученного продукта.

Гилфорд выделял следующие типы интеллектуальных операций:

Виды обрабатываемой информации (по степени абстракции):

1. Образная информация (О)- чувственно-обобщенный результат непосредственного восприятия какого-либо объекта.

2. Символьная информация (С) - это некоторая система обозначений реальных или идеальных объектов.

3. Понятийная (смысловая) информация (П) - смысловое значение явлений, объектов, знаков.

4. Поведенческая информация (В) связана с общими поведенческими характеристиками человека или группы.

Продукты интеллектуальных операций:

• Импликация (И) связана с переносом свойств, характеристик, структуры от одного объекта к другому (напр., построение аналогии).

Согласно модели Гилфорда каждая тройка параметров представляет собой элементарную интеллектуальную способность:

тип операции / тип информации / тип продукта (ВОЕ = восприятие образной информации, в результате которой получается продукт – единица - восприятие картины как неделимого целого).

Модель Гилфорда можно использовать для решения практических задач развивающего обучения:

• для оценки уровня интеллектуального развития;
• при подборе учебных задач к изучаемой теме;
• при определении порядка следования учебных задач, для реализации одного из основных дидактических принципов «от простого к сложному».

Рефлекс как психический механизм работает успешно, когда животное (человек) попадает в ситуацию уже встречавшуюся в его опыте. Опыт лежит и в основе образования новых реакций. Специально для ускоренного приобретения важных условных реакций многие животные проходят период обучения, который имеет форму игры.

Вероятно, что некоторые виды животных в процессе своего существования сталкивались с ситуациями, где выживание зависело от того, насколько быстро будет решена задача. В этих ситуациях выживал не тот, кто долго подбирал способ решения, тренировал свои условные рефлексы, а тот, кто сумел преобразовать накопленный опыт и на основе этого преобразования смог практически сразу решить новую задачу. Например, если в борьбе за пищу необходимо как можно быстрее достать высоко висящий плод, то животное которое сразу находило предмет, с помощью которого этот плод можно сбить существенно выигрывало у животного, которому нужно было для достижения того же результата использовать метод проб и ошибок. Таким образом в филогенезе определилась новая линия поведенческого развития -интеллектуальное поведение. Интеллектуальное поведение связано с появлением реакций нового вида - интеллектуальных. Не раскрывая подробно проблемы, связанные с механизмом возникновения и особенностями развития интеллектуальных реакций (именно это будет предметом дальнейшего изучения), попробуем определить то, что мы будем понимать под интеллектуальными реакциями и представить себе все их многообразие.

Для начала отметим, что интеллектуальная реакция является прежде всего реакцией внутреннего плана. Это значит, что она происходит в голове и не предполагает какой-либо внешней активности. За интеллектуальные реакции отвечает некоторая психическая структура, обычно именуемая интеллектом. В отличие от метода проб и ошибок, в процессе которого постепенно вырабатывается условный рефлекс, являющийся правильным решением, интеллектуальный способ приводит к решению задачи раньше, и после найденного решения ошибок уже не наблюдается (см. рис. 12).

Рис. 12. Качественное сравнение результатов интеллектуального и неинтеллектуального способа решения задачи

Интеллект обычно описывают как некую сложную психическую функцию, отвечающую за способность к решению разнообразных задач. Исходя из общих представлений о процессе решения задач, можно сказать, что интеллект как сложная психическая функция включает в себя компоненты, позволяющие:

· получить опыт, необходимый для решения задачи,

· запомнить этот опыт,

· преобразовать опыт, приспособить его для решения задачи (скомбинировать, обработать, обобщить и т.п.), в конечном итоге – найти решение

· оценить успешность найденного решения,

· пополнить «библиотеку интеллектуальных способов решения».

Указанные компоненты интеллекта определяют многообразие интеллектуальных реакций. В то же время любую интеллектуальную реакцию можно представить в виде структуры базовых когнитивных функций (рис. 13):

· восприятие исходных данных задачи,

· память (поиск и актуализация прошлого опыта, относящегося к задаче),

· мышление (преобразование опыта, нахождение решения и оценка результата).

Рис. 13 Когнитивная структура интеллектуальной реакции.

Перечисленные выше интеллектуальные компоненты дают лишь весьма схематичное представление о структуре интеллекта. Более детальное описание этой структуры было в свое время предложено Дж. Гилфордом . В модели Гилфорда интеллект представлен как своего рода вычислительная машина, которая с помощью системы элементарных операций способна обрабатывать разнообразную входную информацию для получения определенных результатов - интеллектуальных продуктов (рис 14). Слово «способна» подчеркнуто потому, в модели Гилфорда интеллект рассматривается прежде всего как множество интеллектуальных способностей.

Рис. 14 Интеллект как обработчик информации.

Любая интеллектуальная способность характеризуется тремя параметрами:

· типом интеллектуальной операции,

· видом обрабатываемой информации,

· типом полученного продукта.

Гилфорд выделял следующие типы интеллектуальных операций:

Восприятие (В) - операция, использующаяся для получения необходимой информации, опыта.

Память (П)- необходима для запоминания опыта.

Дивергентные операции (Д) позволяют преобразовывать полученный опыт, получать его комбинации, множество вариантов решений, придумывать на его основе новое.

Конвергентные операции (К) используются для получения единственного варианта решения на основе логических и причинно следственных связей.

Оценка (О) - предназначена для сопоставления найденного решения с количественными или качественными критериями.

Каждая из интеллектуальных операций может производиться с различными видами информации. Эти виды отличаются степенью абстракции обрабатываемых информационных сообщений. Если расположить виды информации по возрастанию их степени абстракции, то получится приведенная ниже последовательность.

Образная информация (О)- чувственно-обобщенный результат непосредственного восприятия какого-либо объекта. Образ объекта это то, как мы можем себе этот объект представить, и как бы его увидеть или услышать в собственном представлении. Образ всегда конкретно чувственен, и в то же время чувственно обобщен, поскольку он является результатом запоминания, наслоения друг на друга и комбинирования прежних ощущений.

Символьная информация (С) - это некоторая система обозначений реальных или идеальных объектов. Обычно под символом понимается некоторый знак, указывающий на какой-то объект (группу объектов), и как правило имеющий один или несколько общих признаков или условных связей с обозначаемым объектом. Например математический знак R указывает на множество вещественных чисел. Знак представляет собой сокращение слова «rational» (связь с обозначаемыми объектами)

Знак чаще всего имеет очень мало сходства с обозначаемым объектом, поэтому можно сказать, что символьная информация более абстрактна, чем образная информация.

Понятийная (смысловая) информация (П) - смысловое значение явлений, объектов, знаков. К понятийной информации относятся и функциональное значение предмета (то, зачем предмет нужен), и смысловое содержание знака. Например, функциональное значение ножа - «инструмент для резания», а смысловое значение математического знакаR -все вещественные числа.

Поведенческая информация (В)связана как с общими поведенческими характеристиками человека (степень активности, эмоции, мотивы), так и с поведенческими характеристиками группы (ролевая дифференциация членов группы, система отношений внутри группы, правила, нормы поведения, представление о морали в группе)

Продукты интеллектуальных операций являются теми результатами, решениями, которые удалось получить после выполнения интеллектуальных операции. Продукты отличаются друг от друга как по сложности, так и по виду изменений, произошедших с исходной информацией. Согласно модели Гилфорда существует шесть типов продуктов.

Единица (Е) - элементарный продукт, своего рода атом. Единицей может быть одно свойство, параметр или один объект, как бы не имеющий структуры, или структура которого не существенна для интеллектуальной операции.

Класс (К) - совокупность единиц, объединенных каким-то способом. Наиболее важный способ объединения - обобщение. Этот продукт является результатом решения задач распознавания и классификации.

Отношение (О) получается, когда интеллектуальная операция выявляет, зависимость, соотношение, связь каких-то объектов или характеристик.

Система (С) упрощенно может быть представлена как совокупность единиц (элементов системы), связанных между собой.

Трансформация (Т) - получение в результате интеллектуальной операции каких-либо изменений исходной информации.

Импликация (И) связана с переносом свойств, характеристик, структуры от одного объекта к другому. Яркий пример импликации - построение аналогии.

Согласно модели Гилфорда каждая тройка параметров (тип интеллектуальной операции, вид обрабатываемой информации и продукт интеллектуальной реакции) представляет собой элементарную интеллектуальную способность. Множество интеллектуальных способностей, полученное с помощью всевозможных комбинаций значений этих трех параметров, образуют структуру интеллекта, которую изображают как правило в виде размеченного параллелепипеда (рис. 15). Наличие наборов развитых способностей являются фактором успешного решения различных задач.

Рис. 15. Структура интеллекта (по Гилфорду)

Нетрудно подсчитать количество элементарных способностей. Для этого надо перемножить количество типов операций (5), типов информации (4) и типов продуктов (6), в результате получится 120. Это число может быть еще больше, если учесть, что существует несколько типов образной информации (визуальная, аудиальная, и т.д.). Каждую из способностей обозначают в виде тройки заглавных букв:

Первая буква обозначает тип операции,

Вторая буква обозначает тип информации,

Третья буква обозначает тип продукта.

Например ВОЕ – восприятие образной информации, в результате которой получается продукт – единица. Этот тип интеллектуальных способностей обеспечивает восприятие художественного образа картины как недифференцированного целого.

Модель Гилфорда можно использовать для решения практических задач развивающего обучения. Во-первых - для оценки уровня интеллектуального развития. Поскольку развитый интеллект предполагает развитие всех интеллектуальных способностей, для определения уровня развития в каждом конкретном случае достаточно определить, какие из 120 способностей развиты, а какие нет. Это делается с помощью системы тестовых заданий, где каждое из заданий соотносится (коррелирует) с определенной интеллектуальной способностью.

Во-вторых - при подборе учебных задач к изучаемой теме. Прежде всего модель помогает избежать ошибку односторонности, когда преподаватель дает однотипные задачи, активизирующие какую-нибудь одну интеллектуальную способность. Например, когда в качестве задачи учебного занятия ставится запоминание единичных фактов (способность ППЕ). Иногда обучение вообще базируется на запоминании, повторении того, о чем рассказал преподаватель («репродуктивный метод»). Другая крайность - пренебрежение твердыми и устойчивыми знаниями, появляющимися при заучивании и преимущественная ориентация на дивергентные операции («эвристический метод»).

Требование полноценного изучения темы должно быть связано с освоением достаточно большого набора интеллектуальных операций с информацией разного уровня абстракции, получением продуктов разного типа.

В третьих - при определении порядка следования учебных задач, для реализации одного из основных дидактических принципов «от простого к сложному». Значения трех параметров интеллектуальных способностей, расположенные соответственно на трех осях размещаются там не в случайном порядке, а в порядке, соответствующем объективным законам развития. Что бы мы ни изучали, всегда первые операции с новым материалом начинаются с восприятия и запоминания некоторых единичных образных представлений (ВОЕ, ПОЕ). Со временем эти представления складываются в понятийную систему (ВПС). Необходимо только пояснить, почему поведенческий тип информации является самым сложным. Это становится понятным, если учесть, что выполнение поведенческих операций Гилфорд рассматривал прежде всего в социальном контексте (функционирование человека в некоторой социальной среде). Процессы социализации в полной мере становятся определенными, когда человек приступает к профессиональной деятельности. Поэтому операции с поведенческой информацией являются самыми сложными.

Модель Гилфорда интересна не только благодаря своей практической значимости, она позволяет представить общую структуру психических функций, являющуюся результатом филогенеза и онтогенеза. Модель наглядно показывает, что появившиеся на более поздних этапах психические функции не вытесняют более примитивные формы, а дополняют структуру психики новыми элементами.

Однако эта модель не лишена недостатков. Одним из сомнительных ее допущений является независимость элементарных интеллектуальных способностей. В следующих разделах пособия будут обсуждаться различные виды психических функций, появившиеся именно благодаря влиянию одних когнитивных функций на другие (например апперцепция или мнемонические способности).

Можно сделать аналогичные замечания не только относительно системы элементарных способностей, но и относительно различных видов поведения. Развитие интеллектуального поведения никак не отменяет поведение, основанное на инстинктах или условных рефлексах, оно лишь включается в общую структуру поведения, оказывая при этом заметное воздействие на некоторые старые ее подструктуры.

В этом можно убедиться, рассмотрев влияние интеллекта на инстинктивное и условно-рефлекторное поведение. Как уже было сказано, условный рефлекс может подавить проявление инстинкта. Но с таким же успехом интеллект может справиться и с инстинктом.

Воздействие интеллекта на инстинктивное поведение, в частности, может выражаться в уже упомянутом выше механизме сублимации. Психическая энергия направляется не на удовлетворение инстинктивных потребностей, а на решение творческих задач, использующих дивергентные и конвергентные интеллектуальные операции.

Часто подавление инстинктивных и условно-рефлекторных реакций происходит под управлением такой важной для направленного развития психической функции как воля. Воля окончательно формируется на интеллектуальном этапе онтогенеза. Главной характеристикой волевого процесса является наличие цели и координация всего поведения в соответствие с ней. В качестве цели может выступать эмоционально переживаемый образ или идея. Так принесение себя в жертву ради религиозной или социальной идеи служения является ярким примером подавления инстинкта самосохранения.

Итак, процесс развития поведения в онтогенезе и филогенезе в конечном счете сводится к развитию интеллектуального поведения. Поскольку важнейшими компонентами интеллектуального поведения являются когнитивные функции (внимание, восприятие, память и мышление), необходимо проанализировать процессы развития этих функций в филогенезе и онтогенезе и на основании этого анализа выявить общие закономерности.

9. Восприятие как психическая функция. Закон структуры.

Восприятие - это процесс формирования внутреннего образа предмета или явления из информации, поступившей через органы чувств. Синоним слова «восприятие» - перцепция .

Вопрос «каковы алгоритмы человеческого восприятия» есть одна из фундаментальных проблем современной науки, весьма далекая от разрешения. Именно поиск ответа на этот вопрос породил к жизни проблематику искусственного интеллекта. Сюда же относятся такие области, как теория распознавания образов, теория принятия решений, классификации и кластер-анализ и т.д.

Рассмотрим пример: человек увидел что-то и воспринял это как корову. Как известно, чтобы что-то найти, надо прежде всего знать, что искать. Значит, психика этого человека уже располагает каким-то набором признаков коровы - но каким? Как взаимодействуют эти признаки между собой? Стабильны они или изменяются со временем?

На самом деле все это - основополагающие вопросы. Хорошей иллюстрацией здесь может служить определение, которое было дано корове на симпозиуме по проблемам классификации и кластер-анализу (США, 1980): «Мы называем объект коровой в том случае, если этот объект имеет достаточно свойств коровы, причем, быть может, ни одно из свойств не является определяющим». Обратим внимание на то, что это определение одновременно итеративно и циклично, то есть для принятия решения согласно этому определению нужно постоянно вводить в рассмотрение новые признаки и сравнивать результат с неким, уже имеющимся, цельным образом.

Подобные проблемы, конечно, решаются и техническими средствами. Однако даже достаточно простые задачи - распознавание ракеты на сравнительно ясном небе, распознавание голоса (в стандартизованных условиях), распознавание почерка, распознавание лиц (с большими ограничениями) - требуют для своего решения очень высокого уровня программных и аппаратных средств.

С другой стороны, человек легко справляется с такими проблемами, а вычислительные возможности человека, как мы уже видели, по порядку величин сопоставимы с возможностями современных компьютеров. Следовательно, человеческое восприятие строится на высокопродуктивных механизмах и алгоритмах переработки информации , из которых на сегодняшний день известны очень немногие - первичная фильтрация, классификация и структурирование, специальные алгоритмы организации восприятия, фильтрация на высших уровнях переработки информации .

Первичная фильтрация. Каждый вид, и в том числе человек, обладает рецепторами, позволяющими организму получать ту информацию, которая наиболее полезна для его приспособления к окружающей среде, т.е. у каждого вида свое восприятие реальности. Для некоторых животных реальность состоит в основном из запахов, большей частью нам неизвестных, для других - из звуков, в значительной части нами не воспринимаемых. Другими словами, уже на уровне органов чувств происходит первичная фильтрация поступающей информации.

Классификация и структурирование. Человеческий мозг обладает механизмами, которые упорядочивают процессы восприятия . В любой момент раздражители воспринимаются нами соответственно тем категориям образов, которые постепенно устанавливаются после рождения. Некоторые сигналы, более привычные, распознаются автоматически, почти тотчас же. В других случаях, когда информация новая, неполная или неоднозначная, наш мозг действует путем выдвижения гипотез , которые он одну за другой проверяет, чтобы принять ту, которая кажется ему наиболее правдоподобной или наиболее приемлемой. Способ классификации у каждого из нас тесно связан с нашим предварительным жизненным опытом.

Алгоритмические процедуры, используемые при организации восприятия . Они лучше всего были проанализированы в работах представителей гештальтпсихологии.

Разделение образа (картинки) на фигуру и фон . Наш мозг имеет врожденную тенденцию структурировать сигналы таким образом, что все, что меньше, имеет более правильную конфигурацию или имеет для нас какой-то смысл, воспринимается как фигура, а все остальное - как гораздо менее структурированный фон. Это же относится и к другим модальностям (собственная фамилия, произнесенная в шуме толпы, является для человека фигурой на звуковом фоне). Картина восприятия перестраивается, если фигурой становится в ней же другой объект. Примером может служить изображение «» (рис. 8).

Рис. 8. Ваза Рубина

Заполнение пробелов . Мозг всегда старается свести фрагментарное изображение в фигуру с простым и полным контуром. Например, отдельные точки, расположенные по контуру креста, воспринимаются как цельный крест.

Группировка элементов по разным признакам (близости, сходства, единого направления). Продолжение беседы в общем шуме голосов возможно только потому, что мы слышим слова, произносимые одним голосом и тоном. В то же время мозг испытывает большие затруднения, когда ему одним и тем же голосом одновременно передаются два разных сообщения (например, в два уха).

Таким образом, из различных интерпретаций , которые могли бы быть сделаны относительно серии элементов, наш мозг чаще всего выбирает самую простую, самую полную или ту, которая включает наибольшее число рассмотренных принципов.

Фильтрация на высших уровнях переработки информации. Несмотря на то, что наши органы чувств и ограничены первичной фильтрацией, тем не менее они находятся под непрерывным воздействием раздражителей. Поэтому нервная система имеет ряд механизмов вторичной фильтрации информации.

Сенсорная адаптация действует в самих рецепторах, уменьшая их чувствительность к повторяющимся или длительным стимулам. Например, если в солнечный день выйти из кинотеатра, то в первый момент ничего не видно, а затем картинка нормализуется. В то же время человек менее всего способен адаптироваться к боли, так как боль - сигнал об опасных нарушениях работы организма, и с нею напрямую связана функция его выживания.

Фильтрация с помощью ретикулярной формации . Ретикулярная формация блокирует передачу на расшифровку не очень важных для выживания организма импульсов - в этом состоит механизм привыкания. Например, горожанин не ощущает химический привкус питьевой воды; не слышит шум улицы, будучи занят важным делом.

Таким образом, фильтрация с помощью ретикулярной формации представляет собою один из полезнейших механизмов, благодаря которому индивидуум может легче заметить любое изменение или любой новый элемент в окружающей обстановке и противостоять ему в случае необходимости. Этот же механизм позволяет человеку решать важную задачу, игнорируя все помехи, то есть повышает помехозащищенность человека как системы обработки информации.

Эти механизмы сформировались в процессе эволюции и хорошо обеспечивают функции человека на уровне индивида. Но они часто становятся вредными на уровне межличностных отношений, сравнительно молодых в эволюции. Так, часто в другом человеке мы видим то, что ожидаем увидеть, а не то, что есть на самом деле; особенно это усиливается эмоциональной окраской. Таким образом, взаимное непонимание между людьми имеет глубинную природу, и противодействовать ему можно и нужно только сознательно, не ожидая, что «все образуется само собой».

10. Биологически обусловленное восприятие. Изменение его роли в филогенезе.

На ранних стадиях филогенеза, некоторые животные обладают рецепторами, воспринимающими сразу несколько видов раздражителей.

Направления специализации (появление особых видов рецепторов, возрастание их чувствительности) связаны прежде всего с необходимостью выживания в той или иной среде обитания при тех или иных условиях.

В онтогенезе происходит функциональная дифференциация рецепторов и меняется роль органов чувств в процессе роста ребенка. На ранних этапах онтогенеза большую роль играют осязание и ощущение.

Рассмотрим строение зрительного аппарата лягушки и кошки.

На уровне ганглий у лягушки выполняются специальные функции обработки, суть которых состоит в детектировании (выделении из изображения):

• границы,
• движущегося закругленного края (детекторы насекомых),
• движущейся границы,
• затемнения.

Сила возбуждения зависит от скорости движения. Такой тип детектора позволяет лягушке обнаруживать движение в определенном диапазоне скоростей (напр., еду - насекомых).

Аппарат первичной обработки зрительных стимулов лягушки специализирован, он практически сразу выдает готовое решение задачи распознавания важных для ее жизнедеятельности объектов.

У кошки зрительное поле рецепторов как бы разбито на элементы. В каждом из таких элементов происходит обработка возбуждения за счет особых синаптических связей. Часть синаптических связей, получающих сигналы с периферийного кольца зрительного элемента при воздействии света дают торможение (ослабление) сигнала, а остальная часть синапсов, связанная с центральным кругом зрительного элемента, наоборот - возбуждение (усиление сигнала).

Если зона торможения освещена, а зона возбуждения остается в тени, элемент производит торможение, которое тем больше, чем больше освещена зона торможения. Если свет падает и на зону возбуждения и на зону торможения, возбуждение элемента становится больше, чем в предыдущем случае. Оно будет максимальным при полной освещенности зоны возбуждения и минимальной освещенности зоны торможения. Таким образом очевидно, что элементы зрительного поля кошки реагируют на световой перепад, то есть являются детекторами контраста.

Детектора контраста явно недостаточно, чтобы распознать объект, для этого требуется еще дополнительная обработка. Но эта обработка у кошки уже осуществляется не на стадии первичной обработки, а на более поздней стадии, связанной с работой центральной нервной системы.

Первичное (биологическое) восприятие использует для обработки информации некоторый запомненный на генетическом уровне алгоритм. Можно сказать, что это вид восприятия является недифференцированной психической функцией поскольку включает в себя генетическую память и мышление (обработка информации).

Специализированные методы предварительной обработки сенсорной информации уступают более общим методам, которые недостаточны для распознавания и требуют дальнейшей обработки информации. Указанная организация восприятия позволяет организму успешно взаимодействовать с разнообразными и даже неизвестными объектами, адекватно реагировать на них, тем самым обеспечивается лучший механизм приспособления. Сравнение стадий первичной обработки кошки и лягушки показывает уменьшение роли первичной обработки информации.

Роль восприятия в филогенезе и онтогенезе снижается, также как и снижается роль инстинктивного поведения.

Также как первая ступень поведения – инстинктивное поведение биологически обусловлено, так и первый вид восприятия в онтогенезе и филогенезе тесно связан с биологической, наследственной структурой сенсорного аппарата организма, то есть со структурой его нервной системы.

Сенсорный аппарат обеспечивает прием информации из внешней среды и формирование того, что обычно называют ощущением. Рассмотрим общие тенденции развития этого аппарата в филогенезе и онтогенезе. Как уже было сказано, сенсорный аппарат появляется на той стадии филогенеза, когда у организмов формируется нервная система, появляются специализированные клетки, отвечающие за прием внешнего сигнала-раздражителя - рецепторы и клетки, выполняющие обработку принятой информации - нейроны.

Первое направление развитие, которое следует указать - развитие системы рецепторов. Их наборы обеспечивают первичный прием информации (зрительной, слуховой, тактильной) от раздражителя и возникновение ощущения. Исходя из общего закона развития, можно предположить, что в филогенезе наблюдается функциональная дифференциация системы рецепторов.

В самом деле, на ранних стадиях филогенеза существовали рецепторы, принимающие несколько видов сигналов. Многие виды медуз, например, обладают рецепторами, которые могут реагировать на несколько типов раздражителей: они чувствительны к свету, к силе тяжести и к звуковым колебаниям .

В дальнейшем происходил переход от рецепторов недифференцированного типа к специализированным группам, отвечающим за отдельные ощущения. Направления специализации (появление особых видов рецепторов, возрастание их чувствительности) связаны прежде всего с необходимостью выживания в той или иной среде обитания при тех или иных условиях. У каждого вида животных в филогенезе сформировался тот или иной доминирующий (главный) информационный канал восприятия. У многих видов птиц, например, лучше всего развито зрение, так как оно используется для поиска пищи. У собак лучше всего развит нюх, у змей - восприятие теплового поля и т.д.

В онтогенезе можно увидеть аналогичную картину развития сенсорного аппарата. Происходит функциональная дифференциация рецепторов и меняется роль органов чувств в процессе роста ребенка. Рассмотрим изменение роли органов чувств, которое можно отследить в течение первого года жизни. Главную роль в ощущениях младенца играют осязание и вкус, поскольку главнейшей задачей является поиск материнской груди и питание. В дальнейшем начинает активно развиваться зрительный аппарат и сопутствующие этому развитию моторные системы. В течение первых полутора месяцев жизни появляется аккомодация зрачка (механизм настройки на резкость) и способность координированного движения глаз, благодаря которой ребенок может рассматривать части предмета, переводить взгляд с одного предмета на другой и отслеживать движущиеся объекты. С 3-4 месяцев ребенок способен узнавать знакомые лица. В дальнейшем в развитии восприятия все большую и большую роль начинают играть мышление и память.

От развития сенсорного аппарата перейдем теперь к рассмотрению развития следующего звена в механизме восприятия - развитию первичной обработки информации. Первичная обработка осуществляется на «аппаратном» уровне, то есть за счет особого строения системы нейронов и особого вида самих нейронов, связанных с системой рецепторов. Строение системы первичной обработки передается по наследству, следовательно, способ этой обработки является биологическим фактором.

Для выявления тенденций развития аппарата первичной обработки в филогенезе рассмотрим изменение принципов функционирования этого аппарата при переходе от животного, стоящего на более низкой ступени развития - лягушки к животному с более высокоорганизованной нервной системой - кошке.

Высшая нервная деятельность – это система, позволяющая адаптироваться организму человека и животных к переменным условиям внешней среды. Эволюционно у позвоночных выработался ряд врождённых рефлексов, но для успешного развития и существование их недостаточно.

В процессе индивидуального развития образуются новые приспособительные реакции — это условные рефлексы. Выдающийся отечественный ученый И.П. Павлов — основоположник учения о безусловных и условных рефлексах. Он сформировал условнорефлекторную теорию, которая гласит, что приобретение условного рефлекса возможно при действии на организм физиологически безразличного раздражения. В результате чего образуется более сложная система рефлекторной деятельности.

И.П. Павлов — основоположник учения о безусловных и условных рефлексах

Примером этого служит исследование Павлова на собаках, у которых на звуковой стимул происходило слюноотделение. Также Павлов показал, что врожденные рефлексы формируются на уровне подкорковых структур, а в коре головного мозга образуются новые связи на протяжении всей жизни индивидуума под действием постоянных раздражений.

Условные рефлексы

Условные рефлексы формируются на основе безусловных, в процессе индивидуального развития организма, на фоне изменчивой внешней среды.

Рефлекторная дуга условного рефлекса состоит из трех компонентов: афферентного, промежуточного (вставочного) и эфферентного . По этим звеньям осуществляется восприятие раздражения, передача импульса на корковые структуры и формирование ответной реакции.

Рефлекторная дуга соматического рефлекса выполняет двигательные функции (например сгибательное движение) и имеет такую рефлекторную дугу:

Чувствительный рецептор воспринимает стимул, дальше импульс идет в задние рога спинного мозга, где находится вставочный нейрон. Через него импульс передается на двигательные волокна и заканчивается процесс формированием движения – сгибания.

Необходимым условием для выработки условных рефлексов является :

• Наличие сигнала, который предшествует безусловному;
• раздражитель, который будет вызывать уловный рефлекс, по силе должен уступать биологически значимому воздействию;
• обязательным является нормальное функционирование коры головного мозга и отсутствие отвлекающих факторов.

Условные рефлексы не образуются мгновенно. Они формируются длительно при постоянном соблюдении вышеуказанных условий. В процессе становления реакция то угасает, то возобновляется снова, пока не наступает устойчивая рефлекторная деятельность.

Классификация условных рефлексов:

1. Условный рефлекс, образованный на основе взаимодействия безусловного и условного стимулов, называется рефлексом первого порядка .
2. На основе классического приобретенного рефлекса первого порядка вырабатывается рефлекс второго порядка .

Таким образом, формировали оборонительный рефлекс третьего порядка у собак, четвертый выработать не удавалось, а пищеварительный достигал второго. У детей формируются условные рефлексы шестого порядка, у взрослого человека до двадцатого.

Изменчивость внешней среды приводит к постоянному формированию множества новых поведений, необходимых для выживания. В зависимости от структуры рецептора, который воспринимает стимул условные рефлексы делят на:

• Экстероцептивные – раздражение воспринимают рецепторы тела, преобладают среди рефлекторных реакций (вкусовые, тактильные);
• интрацептивные – вызываются при действии на внутренние органы (изменение гомеостаза, кислотности крови, температуры);
• проприоцептивные – формируются при стимулировании поперечно-полосатой мускулатуры человека и животных, обеспечивая двигательную активность.

Выделяют искусственные и натуральные приобретенные рефлексы:

Искусственные возникают при действии раздражения, не имеющего связи с безусловным стимулом (звуковые сигналы, световое раздражение).

Естественные формируются при наличии стимула сходного с безусловным (запах и вкус еды).

Безусловные рефлексы

Это врожденные механизмы, обеспечивающие сохранение целостности организма, гомеостаза внутренней среды и главное — размножение. Врожденная рефлекторная деятельность образуется в отделах спинного мозга и мозжечке, контролируется корой головного мозга. Характерно, что они сохраняются на всю жизнь.

Рефлекторные дуги наследственных реакций закладываются до рождения человека. Одни реакции характерны для определенного возраста, а потом исчезают (например, у маленьких деток — сосательный, хватательный, поисковый). Другие сначала не проявляют себя, а с наступлением определенного срока появляются (половой).

Безусловные рефлексы характеризуются следующими признаками :

• Происходят независимо от сознания и воли человека;
• видовые – проявляются у всех представителей (например, кашель, слюноотделение при запахе или виде пищи);
• наделены специфичностью — появляются при воздействии на рецептор (реакция зрачка возникает при направлении луча света на светочувствительные участки). Сюда же относится слюноотделение, выделения слизистого секрета и ферментов пищеварительной системы при поступлении пищи в рот;
• гибкость — например, разная пища приводит к секреции определённого количества и разнообразного химического состава слюны;
• на основе безусловных рефлексов формируются условные.

Безусловные рефлексы нужны, чтобы реализовывать потребности организма, они постоянные, но в следствии болезней или вредных привычек могут исчезать. Так, при заболевании радужки глаза, когда на ней образуются рубцы, пропадает реакция зрачка на световое воздействие.

Классификация безусловных рефлексов

Врожденные реакции классифицируются на:

• Простые (быстро убирать руку от горячего предмета);
• сложные (поддержание гомеостаза в ситуациях повышения концентрации CO 2 в крови путем увеличения частоты дыхательных движений);
• сложнейшие (инстинктивное поведение).

Классификация безусловных рефлексов по Павлову

Павлов разделил врожденные реакции на пищевые, половые, защитные, ориентировочные, статокинетические, гомеостатические.

К пищевым относится выделение слюны при виде пищи и попадании ее в пищеварительный тракт, секреция соляной кислоты, моторика ЖКТ, сосание, глотание, жевание.

Защитные сопровождаются сокращением мышечных волокон в ответ на раздражающий фактор. Всем знакомая ситуация, когда рука рефлекторно отдергивается от горячего утюга или острого ножа, чихание, кашель, слезотечение.

Ориентировочные возникают, когда происходят внезапные перемены в природе или в самом организме. Например, поворот головы и туловища в сторону звуков, повороты головы и глаз на световые раздражители.

Половые связаны с репродукцией, сохранением вида, сюда относится и родительский (кормление и забота о потомстве).

Статокинетические обеспечивают прямохождение, равновесие, перемещение тела.

Гомеостатические – самостоятельная регуляция артериального давления, тонуса сосудов, частоты дыхания, сердечных сокращений.

Классификация безусловных рефлексов по Симонову

Витальные для поддержания жизни (сон, питание, экономия сил), зависят только от отдельной особи.

Ролевые возникают при контакте с другими индивидуумами (продолжение рода, родительский инстинкт).

Необходимость в саморазвитии (стремление к индивидуальному росту, к открытию нового).

Врожденные рефлексы активируются при необходимости из-за кратковременного нарушения внутреннего постоянства или изменчивости внешней среды.

Таблица сравнения условных и безусловных рефлексов

Высшая нервная деятельность осуществляет работу при наличии двух взаимосвязанных явлений: возбуждения и торможения (врожденного или приобретенного).

Торможение

Внешнее безусловное торможение (врожденное) осуществляется действием на организм очень сильного раздражителя. Прекращение действия условного рефлекса происходит из-за активации нервных центров под влиянием нового стимула (это запредельное торможение).

При воздействии на исследуемый организм одновременно нескольких раздражителей (свет, звук, запах), происходит угасание условновыработанного рефлекса, но со временем активируется ориентировочные рефлекс и торможение исчезнет. Такой вид торможения называется временным.

Условное торможение (приобретенное) не возникает само по себе, его необходимо выработать. Существует 4 вида условного торможения:

• Угасательное (исчезновение стойкого условного рефлекса без постоянного подкрепления безусловным);
• дифференцировочное;
• условный тормоз;
• запаздывательное торможение.

Торможение необходимый процесс в нашей жизнедеятельности. При его отсутствии в организме происходило бы много лишних реакций, не несущих пользы.

Значение условных и безусловных рефлексов

Безусловная рефлекторная деятельность нужна для выживания и сохранения вида. Хорошим примером служит рождение ребенка. В новом для него мире его ждет множество опасностей. Благодаря наличию врожденных реакций детеныш может выжить в этих условиях. Сразу после рождения активируется дыхательная система, сосательный рефлекс обеспечивает питательными веществами, прикосновение к острым и горячим предметам сопровождается мгновенным отдергиванием руки (проявление защитных реакций).

Для дальнейшего развития и существования приходится приспосабливаться к окружающим условиям, в этом помогают условные рефлексы. Они обеспечивают быструю адаптацию организма и могут образовываться на протяжении всей жизни.

Наличие условных рефлексов у животных дает им возможность быстро реагировать на голос хищника и спасать свою жизнь. Человек при виде пище осуществляет условнорефлекторную деятельность, начинается слюноотделение, выработка желудочного сока для быстрого переваривания еды. Вид же и запах некоторых объектов, наоборот, сигнализирует об опасности: красная шапочка мухомора, запах испорченных продуктов.

Значение условных рефлексов в повседневной жизни человека и животных огромно. Рефлексы помогают сориентироваться на местности, добыть пищу, уйти от опасности, сохранив себе жизнь.

Условные рефлексы - это сложные приспособительные реакции организма, осуществляемые высшими отделами центральной нервной системы путем образования временной связи между сигнальным раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безусловно-рефлекторным актом. На основе анализа закономерностей образования условных рефлексов школой было создано учение о высшей нервной деятельности (см.). В отличие от безусловных рефлексов (см.), которые обеспечивают приспособление организма к постоянным влияниям внешней среды, условные рефлексы дают возможность организму приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды. Условные рефлексы образуются на базе безусловных рефлексов, для чего необходимо совпадение во времени какого-либо раздражителя из внешней среды (условный раздражитель) с осуществлением того или иного безусловного рефлекса. Условный раздражитель становится сигналом опасной или благоприятной ситуации, дающей возможность организму отреагировать приспособительной реакцией.

Условные рефлексы являются непостоянными и приобретаются в процессе индивидуального развития организма. Условные рефлексы разделяются на натуральные и искусственные. Первые возникают в ответ на естественные раздражители в естественных условиях существования: щенок, впервые получивший мясо, долго его обнюхивает и несмело съедает, причем этот акт еды сопровождается . В дальнейшем же только вид и запах мяса вызывают у щенка облизывание и выделение . Искусственные условные рефлексы вырабатываются в экспериментальной обстановке, когда условным раздражителем для животного служит воздействие, не имеющее отношения к безусловным реакциям в естественных условиях обитания животных (например, мелькание света, стук метронома, звуковые щелчки).

Условные рефлексы разделяются на пищевые, оборонительные, половые, ориентировочные в зависимости от подкрепляющей условный раздражитель безусловной реакции. Условные рефлексы могут быть названы в зависимости от регистрируемой ответной реакции организма: двигательные, секреторные, вегетативные, выделительные, а также могут обозначаться по виду условного раздражителя - световые, звуковые и др.

Для выработки условных рефлексов в эксперименте необходим ряд условий: 1) условный раздражитель по времени должен всегда предшествовать безусловному раздражителю; 2) условный раздражитель не должен быть сильным, чтобы не вызвать своей собственной реакции организма; 3) в качестве условного берется раздражитель, обычно встречающийся в окружающих условиях обитания данного животного или человека; 4) животное или человек должны быть здоровыми, бодрыми и иметь достаточной силы мотивацию (см.).

Различают также условные рефлексы различных порядков. При подкреплении условного раздражителя безусловным вырабатывается условный рефлекс первого порядка. Если какой-то раздражитель подкрепляется условным раздражителем, на который уже выработан условный рефлекс, то на первый раздражитель вырабатывается условный рефлекс второго порядка. Условные рефлексы высших порядков вырабатываются с трудом, что зависит от уровня организации живого организма.

У собаки можно выработать условные рефлексы до 5-6 порядка, у обезьяны - до 10-12 порядка, у человека - до 50-100 порядка.

Работами И. П. Павлова и его учеников было установлено, что в механизме возникновения условных рефлексов ведущая роль принадлежит образованию функциональной связи между очагами возбуждения от условного и безусловного раздражителей. Важная роль при этом отводилась коре больших полушарий, где условный и безусловный раздражители, создавая очаги возбуждения, начинали взаимодействовать между собой, создавая временные связи. В дальнейшем электрофизиологическими методами исследования было установлено, что взаимодействие между условным и безусловным возбуждениями может предварительно происходить на уровне подкорковых структур мозга, а на уровне коры больших полушарий осуществляется формирование целостной условнорефлекторной деятельности.

Однако кора головного мозга всегда держит под контролем деятельность подкорковых образований.

Исследованиями активности одиночных нейронов центральной нервной системы микроэлектродным методом было установлено, что к одному нейрону приходят как условные, так и безусловные возбуждения (сенсорно-биологическая конвергенция). Особенно четко она выражена на нейронах коры больших полушарий. Эти данные заставили отказаться от представления о наличии в коре мозга очагов условного и безусловного возбуждения и создать теорию конвергентного замыкания условного рефлекса. Согласно этой теории временная связь между условным и безусловным возбуждением возникает в виде цепочки биохимических реакций в протоплазме нервной клетки коры больших полушарий.

Современные представления об условных рефлексах значительно расширились и углубились благодаря изучению высшей нервной деятельности животных в условиях их свободного естественного поведения. Установлено, что окружающая обстановка наряду с фактором времени играет важную роль в поведении животного. Любой раздражитель из внешней среды может стать условным, позволяющим организму приспособиться к окружающим условиям. В результате образования условных рефлексов организм реагирует за некоторое время до воздействия безусловного раздражения. Следовательно, условные рефлексы способствуют успешному нахождению пищи животным, помогает заблаговременно избежать опасности и наиболее совершенно ориентироваться в изменчивых условиях существования.

Раздражители, вызывающие условный рефлекс, называются условными раздражителями , или сигналами . Например, вид и запах пищи - естественные, натуральные условные раздражители для животных. Условный рефлекс на эти раздражители называется натуральным .

Природные условные раздражители, близкие к естественной среде обитания и соответствующие условиям жизни животного (адекватные), имеют особенно большое значение для его поведения (И. П. Павлов, Р. Иеркс). Но сигналом еды может быть сделан любой раздражитель, до того в пищевом отношении безразличный для организма и в природных условиях с едой не связанный, например, звонок, мигание электрической лампочки и другие агенты внешнего мира. Эти раздражители обозначаются как искусственные условные раздражители . Условный рефлекс на эти раздражители называется искусственным . Число таких раздражителей бесконечно велико.

Условным раздражителем может стать любое изменение окружающего мира, а также изменение состояния внутренних органов и внутренней среды, если оно достигает достаточной интенсивности и воспринимается большими полушариями.

В естественных условиях почти все изменения внешнего мира и внутреннего состояния организма не становятся условными раздражителями. Только очень немногие из них могут стать условными при соблюдении определенных условий. Раздражители, ранее вызывавшие безусловные рефлексы, например ориентировочные или оборонительные, могут быть превращены в условные раздражители пищевых рефлексов также при определенных условиях, чаще всего искусственных. Поэтому нельзя считать, что условный рефлекс - это простое сочетание двух безусловных рефлексов. Как правило, условный рефлекс - новая форма нервной связи, а не синтез двух безусловных, унаследованных рефлексов.

Условные рефлексы образуются у животных и на отношение раздражителей, различающихся но каким-либо признакам, например по форме, цвету, весу и т. д.

Условия образования условных рефлексов

Для образования условного рефлекса, например пищевого, необходимы следующие условия: 1. Действие индифферентного в пищевом отношении раздражителя должно, как правило, начинаться раньше - предшествовать действию безусловного пищевого раздражителя. 2. Применяемый раздражитель должен не только предшествовать, но и действовать еще некоторое время после того, как началось действие безусловного раздражителя, т. е. некоторый небольшой отрезок времени совпадать с действием последнего. 3. Повторное применение индифферентного и безусловного раздражителей.

Таким образом, условные рефлексы образуются, вырабатываются на базе безусловных рефлексов. Условные рефлексы быстрее образуются на звуковые, медленнее - на зрительные, кожные, еще медленнее - на тепловые условные раздражители. Если интенсивность условного раздражителя недостаточна, условные рефлексы образуются с трудом или не вырабатываются.

Для величины условных пищевых рефлексов имеют значение интервалы между применениями условных раздражителей. Кратковременные интервалы (4 мин) уменьшают условные , а более продолжительные (10 мин) увеличивают, так как величина рефлекса зависит от пищевой возбудимости, предела работоспособности и скорости завершения восстановительных процессов в нем (С. И. Гальперин, 1941). На величину условного рефлекса влияют соотношение между интенсивностью условного и безусловного раздражителей, определяющее величину возбуждения в их центрах, содержание гормонов, медиаторов и метаболитов. Например, у голодного животного пищевые рефлексы вырабатываются легко и быстро, а у сытого - с трудом или не образуются. «Способность к реакции слюнных центров обусловливается различным составом крови голодного и сытого животного. С субъективной точки зрения это соответствовало бы тому, что называется вниманием (И. П. Павлов, Полн. собр. соч., т. III, 1949 г., с. 31).

Главное условие образования условного рефлекса - замыкание временной нервной связи между двумя очагами возбуждения, возникшими при действии условного и безусловного раздражителей. Эта временная нервная связь образуется и упрочивается только при применении достаточно сильного безусловного раздражителя, создающего достаточное или преобладающее возбуждение в очаге безусловного рефлекса. Безусловный раздражитель должен иметь биологическое значение, т. е. поддерживать и обеспечивать жизнь организма или угрожать его существованию.

Условный раздражитель, не сопровождаемый безусловным, не «подкрепленный» им, перестает действовать и теряет свое значение сигнала. Поэтому условные рефлексы являются временными связями организма с окружающей его средой в отличие от безусловных рефлексов, которые относительно постоянно воспроизводятся при действии на рецепторы безусловных раздражителей и меньше зависят от условий внешней среды. Даже самые простые безусловные рефлексы не являются абсолютно постоянными, а относительно изменчивы и динамичны, но условные рефлексы во много раз более изменчивы и динамичны. Это различие рефлексов, большая или меньшая зависимость от внешних условий подчеркнуты И. П. Павловым в самом названии - безусловные и условные рефлексы.

Условный рефлекс легко образуется па новые раздражители, но эта связь так же легко и прекращается; один и тот же раздражитель при определенных условиях может менять свое значение и становится сигналом, вызывающим другой безусловный рефлекс. Это позволило И. П. Павлову заключить, что существенный признак высшей нервной деятельности состоит не только в том, что действуют бесчисленные сигнальные раздражители, но и в том, что они при определенных условиях меняют свое физиологическое действие. В. М. Бехтерев также обнаружил этот «принцип переключения», или переменной сигнализации.

Скорость образования условных рефлексов зависит от вида животного, от его индивидуальности, от его жизненного опыта, от возраста, от функционального состояния нервной системы, от характера раздражителей и их значения для существования животного, от внешних условий. Условные оборонительные рефлексы образуются скорее, чем условные пищевые.

Скрытый период пищевого двигательного рефлекса равен у собаки 0,08 с, оборонительного - 0,06 с. Скрытый период условной секреторной реакции больше. У людей скрытый период условной двигательной реакции больше, чем у животных, он равен 0,2-0,3 с, а в отдельных случаях уменьшается до 0,1 с. Скрытый период условного двигательного рефлекса больше, чем скрытый период безусловного двигательного рефлекса. Чем сильнее раздражение, тем короче скрытый период.

В лаборатории испытуемого изолируют от воздействий внешней среды, т. е. исключают действие посторонних раздражителей, и условный рефлекс образуется только при применении условного раздражителя, подкрепляемого безусловным. Кроме того, в лабораториях И. П. Павлова вырабатывались у собак условные слюнные рефлексы. В этих искусственных условиях было доказано, что условный рефлекс слюнной железы – это копия безусловно-рефлекторного слюноотделения. Вегетативные условные рефлексы – копии безусловных. Но условные двигательные рефлексы и особенно двигательные навыки существенно отличаются от безусловных двигательных рефлексов. Если бы условные раздражители, то не было бы обучения и воспитания. Люди в этом случае не могли бы приобрести новые формы движений, трудовые, бытовые, спортивные и другие навыки, не овладевали бы речью.

В естественных условиях наряду с условным раздражителем непременно действуют посторонние раздражители, которые корригируют вырабатываемые новые движения в соответствии с условиями жизни. Ведущая роль в коррекции вырабатываемых двигательных навыков людей принадлежит речевым раздражителям, действующим вместе с конкретными. Следовательно, в формировании новых двигательных актов и речевых движений (устной и письменной речи) главная роль принадлежит внешней обратной , поступающей в головной мозг из экстерорецепторов (органов зрения, слуха и др.) (С. И. Гальперин, 1973, 1975). Одновременно с внешней образной информацией коррекция новых движений осуществляется внутренней обратной информацией, поступлением импульсов из вестибулярных аппаратов, проприоцепторов и рецепторов кожи. И. П. Павлов подчеркивал исключительное значение кинестезии (сочетания импульсов из двигательного аппарата и кожи) в формировании произвольных движений и речи. Поэтому новые двигательные акты, приобретаемые в течение жизни, не повторяют безусловные двигательные рефлексы, а соответствуют ситуации, в которой организм находится в данный момент.

Кинестезические импульсы рефлекторно регулируют движения преимущественно через спинной мозг и мозговой ствол. В большие полушария поступает меньшая часть кинестезических импульсов.

Таким образом, высшая нервная деятельность состоит из экстероцептивных и моторно-церебральных рефлексов, а низшая - из миотатических, интероцептивных, висцеро-висцеральных и висцеро-моторных.

В головном мозге происходит синтез внешней и внутренней информации, вызывающий и формирующий новые формы поведения людей и животных и двигательные функции устной и письменной речи людей. В естественных условиях в образовании и выполнении новых двигательных актов участвуют не только отдельные раздражители, но главным образом сложная информация о текущей ситуации и программа ранее усвоенных двигательных актов. У людей решающая роль в поведении и речевой функции принадлежит социальным закономерностям. Физиологические процессы нервной системы, вызванные поступлением внешней и внутренней обратной информации, взаимосвязаны с двигательной долговременной памятью.

Классификация условных рефлексов по рецепторному и эффекторному признакам

Деление рефлексов по рецепторному признаку. 1. Экстероцептивные , образующиеся при действии условного раздражителя внешнего мира на глаз, ухо, органы обоняния, вкуса и рецепторы кожи. 2. Проприоцептивные - при раздражении рецепторов двигательного аппарата, с которыми связаны вестибулярные - при раздражении вестибулярного аппарата. Обе группы, условных рефлексов вызывают главным образом двигательные рефлексы и поэтому составляют высшую нервную деятельность. 3. Интероцептивные - при раздражении рецепторов внутренних органов, относящиеся к низшей нервной деятельности. Они обычно вызывают вегетативные рефлексы.

По эффекторному признаку условные рефлексы делятся на следующие:

1. Автоматические рефлексы , образуемые при сочетании условных раздражителей с непосредственным воздействием различных химических раздражителей на нейроны больших полушарий и подкорковых центров через кровь. В лаборатории И. П. Павлова после нескольких впрыскиваний собакам морфия (В. А. Крылов, 1925) или апоморфина (Н. А. Подкопаев, 1914, 1926) еще до введения этих ядов в кровь, при одном только потирании кожи на том месте, где производилось впрыскивание, или при уколе иглой, или даже только тогда, когда животное ставилось в станок, в котором ранее производилось впрыскивание, уже заблаговременно наступала картина отравления этими ядами: обильное слюноотделение, рвота, дефекация, сонливость и сон. Автоматические рефлексы близки к интероцептивным, так как при их образовании раздражение экстероцепторов сочетается также с раздражением химических рецепторов внутренних органов.

2. Секреторные рефлексы (слюноотделительные рефлексы, отделение желудочного и поджелудочного соков). Физиологическое значение этих рефлексов состоит в подготовке органов пищеварительного канала к пищеварению до поступления в него пищи, что способствует процесс) пищеварения. К. С. Абуладзе изучал также условные слезоотделительные рефлексы. В школе В. М. Бехтерева (1906) исследовалось условно рефлекторное отделение молока у овцы при крике сосуна-ягненка.

3. Моторные рефлексы скелетных мышц . В школе И. П. Павлова они изучались при выработке условных рефлексов на оборонительные и пищевые безусловные раздражители.

При выработке условных пищевых рефлексов кроме секреторного компонента пищевой реакции регистрировался и ее двигательный компонент - жевание, глотание пищи (Н. И. Красногорский). Условный двигательный рефлекс можно выработать в виде бега собаки на сигнальный раздражитель к определенному месту комнаты и к кормушке (К. С. Абуладзе, П. С. Купалов) или подачи, или поднятия животным лапы как кинестезического условного раздражителя, который подкрепляется оборонительным безусловным раздражителем (С. М. Миллер и Ю. М. Конорский, 1933, 1936).

В лаборатории Ю. М. Конорского (Польша) образуются «инструментальные» условные рефлексы, или условные рефлексы «второго типа». Собака при действии условного раздражителя кладет лапу на педаль или нажимает на специальное приспособление, которое позволяет регистрировать перемещение конечности. Это движение собаки подкрепляется пищей. Согласно гипотезе Ю. М. Конорского (1948) действующие условные связи между двумя центрами головного мозга устанавливаются при образовании «инструментальных» условных рефлексов только в том случае, когда в онтогенезе уже развились потенциальные связи между ними. Лимбическая система представляет собой центр безусловных рефлексов высшего порядка, связанный потенциальными связями с кинестезическим анализатором. Эти связи превращаются в действующие условно-рефлекторные связи в процессе тренировки движений, производимых собаками во время образования «инструментальных» условных рефлексов. Условно-рефлекторные движения вызывают тактильные и проприоцептивные импульсы, поступающие в лимбическую систему и обусловливающие образование условно-рефлекторных связей между проприоцептивной (кинестезической) и двигательной областями (Ю. М. Конорский, 1964).

Оперантными (Ю. М. Конорский) называются инструментальные рефлексы 2-го типа, выработанные у собак при поступлении проприоцептивных импульсов из двигательного аппарата, например при многократном пассивном или активном сгибании лапы в сочетании с получением пищи. К ним относятся нажимательные и хватательные двигательные рефлексы, позволяющие добывать пищу из разных закрытых устройств (рыбы, черепахи, птицы, крысы, мыши, кролики, собаки, обезьяны). Оперантным считают электрическое самораздражение у крыс головного мозга после их обучения нажиму лапой на педаль, замыкающую цепь (Д. Олдс). При самораздражении через вживленные электроды центров положительных эмоций (в гипоталамусе, среднем мозге) число нажимов может доходить до 8 тыс. в 1 ч, а при раздражении центров отрицательных эмоций (в таламусе) нажим прекращается. Оперантные рефлексы образуются на основе двигательной долговременной памяти - упроченных обратных связей безусловных и условных центров с двигательным анализатором. Существенное значение имеет высокая возбудимость двигательного анализатора благодаря притоку проприоцептивных импульсов.

У обезьян был образован условный рефлекс на открывание кормушки при дергании лапой за стремя или рычаг (Д. С. Фурсиков; С. И. Гальперин, 1934), а у других животных на дергание ртом или клювом за кольцо или нитку, после чего они получали пищевое подкрепление.

У собак вырабатывались условные пищевые двигательные рефлексы на раздражение проприоцепторов подкреплением пищей показываемого предмета, отличающегося от других предметов, одинаковых с ним по форме, цвету и другим признакам, только, определенным весом (Н. А. Шустин, 1953).

Огромное биологическое значение условных двигательных пищевых рефлексов состоит в добывании пищи и в подготовительных изменениях функций органов пищеварения, обеспечивающих захват и механическую обработку пищи и ее передвижение по пищеварительному каналу.

У собак образованы условные двигательные рефлексы на усиление или торможение сокращений гладкой мускулатуры пищеварительного канала (С. И. Гальперин, 1941).

Условные двигательные оборонительные рефлексы вырабатываются на раздражение кожи электрическим током у животных Тшкола И. П. Павлове или человека (школа В. М. Бехтерева; В. П. Протопопов и др., 1909), которое вызывает сгибательный рефлекс.

А. Г. Иванов-Смоленский изучал условные двигательные рефлексы детей при «речевом подкреплении», т. е. после условного раздражителя давал словесный приказ (команду), И. П. Павлов рекомендовал предварительную инструкцию для образования условных рефлексов у испытуемых здоровых людей, иначе говоря, он учитывал роль сознания.

Экстраполяционными (Л. В. Крушинский) называются двигательные реакции животных не только на конкретный условный раздражитель, но и направление его передвижения, Эти адекватные движения в новых условиях производятся сразу вследствие иррадиации возбуждения в нервной системе и долговременной двигательной памяти.

Исключительно важное биологическое значение имеют условные двигательные оборонительные рефлексы. Оно состоит в том, что организм избегает повреждений и гибели заблаговременно, задолго до того, как повреждающие агенты прямо, непосредственно на него подействуют. Доказано, что при действии условных раздражителей можно вызвать шок (С. А. Акопян, 1961).

4. Сердечные и сосудистые рефлексы . В. М. Бехтерев разработал способ изучения условных сердечнососудистых рефлексов у человека.

Сердечные условные рефлексы впервые образовал А. Ф. Чалый (1914). Они формируются как компонент секреторных и двигательных условных рефлексов, но, как правило, проявляются раньше условной секреторной и двигательной реакции (У. Гентт, 1953).

Можно выработать условный рефлекс на замедление сердцебиений при надавливании на глазное яблоко. И. С, Цитович, (1917) выработал условные сосудодвигательные рефлексы. Для их изучения применяется плетизмография и электрокардиография. У детей образованы условные моторно-кардиальные рефлексы изменения работы сердца при движении (В. И. Бельтюков, 1958). Образованы условные рефлексы на стойкое повышение кровяного давления (гипертонию) (У. Гентт, 1960; С. А. Акопян, 1961).

5. Условно-рефлекторные изменения дыхания и обмена веществ у людей и животных были изучены сотрудниками В. М. Бехтерева, Е. И. Синельникова и К. М. Быкова, которые произвели обширные исследования условно-рефлекторных изменений легочной вентиляции и газообмена при мышечной работе и других условиях.

Впервые условные дыхательные рефлексы у собак образовали В. М. Бехтерев и И. Н. Спиртов (1907), а у человека - В. Я: Анфимов (1908).

6. Условно-рефлекторные изменения иммунитета . С. И. Метальщиков (1924) выработал условный рефлекс на образование в крови антител при совпадении условного раздражителя с введением в организм чужеродного белка или убитой бактериальной культуры. А. О. Долин и В. Н. Крылов образовали условный рефлекс на агглютинацию (1951).

И. В. Завадский выработал условный рефлекс на лейкоцитоз у здоровых людей (1925).

В. М. Бехтерев (1929) наблюдал увеличение или уменьшение на 10-15% количества лейкоцитов у людей во время слабого или среднего по глубине гипнотического сна.

В школе И. П. Павлова были выработаны условные рефлексы на многие функции организма, кроме перечисленных. В школе Л. А. Орбели у животных был образован условный рефлекс на задержку мочеобразования. При действии условного раздражителя одновременно вызываются двигательные, секреторные, сердечнососудистые и другие рефлексы. Лучше всех изучены условные пищевые и оборонительные рефлексы, на которых преимущественно сосредоточилась работа школы И. П. Павлова.

Доказано, что при действии условных раздражителей можно образовать условный рефлекс на торможение реакции шока. Образован также условный рефлекс на изменения, наступающие при кровопотерях (С. А. Акопян, 1961), условные рефлексы на свертывания кропи (А. Л. Маркосян, 1960).

Условный рефлекс на увеличение мочеотделения у человека впервые образовал А. А. Остроумов (1895).

При выработке условного рефлекса на определенную функцию, например секреторную или двигательную, при действии того же условного раздражителя образуются и другие условные рефлексы, например сердечные и дыхательные. Но формирование различных условных рефлексов происходит при этом в разные сроки. Это расхождение в образовании разных условных рефлексов обозначается как шизокинез (У. Гентт, 1937).

Наличные и следовые условные рефлексы

Индифферентный раздражитель длится короткое время (несколько секунд), а затем, еще во время своего действия, сопровождается дачей пищи, «подкрепляется». После нескольких подкреплений ранее индифферентный раздражитель становится условным пищевым раздражителем и начинает вызывать отделение слюны и двигательную пищевую реакцию. Это наличный условный рефлекс. Но не только наличный. раздражитель может стать сигналом безусловного рефлекса, но и след этого раздражителя в центральной нервной системе. Например, если применить свет в течение 10 с, а зачем после прекращения его действия через 1 мин давать пищу, то сам по себе свет не будет вызывать условно-рефлекторное отделение слюны, но через несколько секунд после его прекращения условный рефлекс появляется. Такой условный рефлекс называется следовым (П. П. Пименов., 1906). При этом в головном мозге образуется временная связь корковых нейронов пищевого центра, находящихся в состоянии возбуждения, с нейронами соответствующего анализатора, сохранившими следы возбуждения, вызванного действием данного условного раздражителя. Значит в этом случае действует не наличный условный раздражитель, а след его действия в нервной системе. Различаются короткие следовые рефлексы, когда подкрепление дают через несколько секунд после прекращения раздражителя, и поздние, когда его дают через значительное время.

Труднее образовать условный рефлекс тогда, когда индифферентный раздражитель применяется после безусловного раздражителя.

Условные рефлексы на время

Условным раздражителем может стать определенный промежуток времени (Ю. П. Феокритова, 1912). Например, если животное регулярно подкармливать через каждые 10 мин, то после нескольких таких подкармливаний образуется условный рефлекс на время. При отсутствии подкармливания около 10-й минуты наступают слюноотделение и пищевая двигательная реакция. В этом случае условным раздражителем может стать и короткий промежуток времени и очень длинный, измеряемый многими часами.

Образование условного рефлекса на время происходит в результате формирования временной нервной связи между очагом больших полушарий, в который поступают правильно чередующиеся афферентные импульсы, и очагом безусловного рефлекса, вызывающего двигательный рефлекс или изменение функции внутреннего органа. В организме совершаются многие периодические процессы, например работа сердца, сокращения дыхательной мускулатуры и др. При этом афферентные ритмические импульсы из этих органов поступают в соответствующие воспринимающие области больших полушарий, что по изменениям их функционального состояния позволяет различать ритм этих сигналов и отличать один момент времени от другого.

И. П. Павлов считал, что время как условный раздражитель - это определенное состояние раздраженных нейронов. Известная степень этого состояния возбуждения в результате внутренних или внешних (восход и заход солнца) ритмических процессов является сигналом того, что прошел определенный промежуток времени. Можно считать, что эти рефлексы образуются на основе наследуемых околосуточных (циркадных) ритмических биологических процессов, длительно перестраивающихся при изменениях внешней среды. У людей синхронизация биоритмов с астрономическим временем наступает примерно через 2 недели.

Условные рефлексы на время образуются у собак после десятков подкреплений.

Условные рефлексы высших порядков

Можно образовать новый условный рефлекс не только при подкреплении безусловным, но и условным, прочно укрепленным рефлексом (Г. П. Зеленый, 1909). Такой рефлекс называется рефлексом второго порядка, а основной, прочный рефлекс, подкрепляемый безусловным раздражителем, называется рефлексом первого порядка. Для этого необходимо, чтобы новый, ранее безразличный раздражитель, прекращался за 10-15 с до начала действия условного раздражителя условного рефлекса первого порядка. Новый индифферентный раздражитель должен быть значительно слабее основного раздражителя рефлекса первого порядка. Только при таком условии новый раздражитель становится значительным и постоянным условным раздражителем условного рефлекса второго порядка. При раздражителях средней физиологической силы этот интервал между двумя вырабатываемыми раздражителями равен приблизительно 10 с. Например, был выработан прочный пищевой рефлекс на звонок. Если после этого показывать собаке черный квадрат и затем, убрав его, через 10-15 с дать звонок (не подкрепляя последний пищей), то после нескольких таких сочетаний показывания черного квадрата и применения неподкрепляемого звонка черный квадрат становится условным пищевым раздражителем, несмотря на то, что его показ никогда не сопровождался едой и подкреплялся только условным раздражителем - звонком.

При действии вторичного условного пищевого раздражителя у собаки не удается образовать рефлекс третьего порядка. Такой рефлекс образуется у собаки только в том случае, если условный рефлекс первого порядка был выработан на основе оборонительного рефлекса, при подкреплении сильным электрическим током, приложенным к коже. В обычных условиях оборонительного рефлекса четвертого порядка у собак выработать не удается. Рефлексы высших порядков обеспечивают более совершенное приспособление к условиям жизни. У детей образуются условные рефлексы седьмого и более высоких порядков.

Подразделяют по нескольким критериям

По характеру образования условные рефлексы делятся на:

• Натуральные условные рефлексы образуются на основе естественных безусловных раздражителей (вид, пищи и т.д.); они не требуют для своего образования большого количества сочетаний, прочны, сохраняются в течение всей жизни и этим приближаются к безусловным рефлексам. Натуральные условные рефлексы образовываются с первого мгновения после рождения.
• Искусственные условные рефлексы вырабатываются на , не имеющие биологического значения, а также не имеющие прямого отношения к данному безусловному , не обладающими в естественных условиях свойствами раздражителя, вызывающего данный (например, можно выработать пищевой рефлекс на мигающий свет). Искусственные условные рефлексы вырабатываются медленнее, чем натуральные, и быстро угасают при неподкреплении.

По типу безусловного , т. по их биологической значимости, условные рефлексы подразделяются на:

• Пищевые
• Оборонительные
• Половые

По характеру вызываемой деятельности условные рефлексы подразделяются на:

• положительные , вызывающие определённую условнорефлекторную ;
• отрицательные или тормозные , условнорефлекторным эффектом которых является активное прекращение условнорефлекторной деятельности.

По способам и типу подкрепления выделяют:

• Рефлексы первого порядка – это рефлексы, в которых в качестве подкрепления используется безусловный рефлекс;
• Рефлексы второго порядка – это рефлексы, в которых в качестве подкрепления используется ранее выработанный прочный . Соответственно, на основе этих рефлексов можно выработать условный рефлекс третьего порядка, четвёртого порядка и т.д.
• Рефлексы высшего порядка – это рефлексы, в которых в качестве подкрепления используется ранее выработанный прочный условный рефлекс второго (третьего, четвёртого и т.д.) порядка. Именно такого типа условные рефлексы формируются у детей и составляют основу развития у них мыслительной деятельности. Образование рефлексов высших порядков зависит от совершенства организации нервной системы. У собак можно выработать условные рефлексы четвёртого порядка, а у обезьяны ещё более высоких порядков, у взрослых людей – до 20 порядков. Кроме того, условные рефлексы высших порядков образуются тем легче, чем более возбудима нервная система, а также чем сильнее безусловный рефлекс, на основе которого выработан рефлекс первого порядка. Условные рефлексы высших порядков нестойки, легко угасают.

По характеру и сложности условного раздражителя выделяют:

• Простые условные рефлексы вырабатываются при изолированном действии одиночных раздражителей – света, звука и т.д.
• Комплексные условные рефлексы – при действии комплекса раздражителей, состоящих из нескольких компонентов, действующих либо одновременно, либо последовательно, непосредственно один за другим или с небольшими интервалами.
• Цепные условные рефлексы вырабатываются на цепь раздражителей, каждый компонент которой действует изолированно после предыдущего, не совпадая с ним, и вызывает собственную условно-рефлекторную реакцию.

По соотношению времени действия условного и безусловного раздражителей условные рефлексы делят на две группы:

• Наличные условные рефлексы, когда условный сигнал и подкрепление совпадают во времени. При совпадающем условном рефлексе подкрепление сразу присоединяется к сигнальному раздражителю (не позднее 1-3 с), при отставленном условном рефлексе – в период до 30 с, а в случае запаздывающего рефлекса изолированное действие условного продолжается 1-3мин.
• Следовые условные рефлексы , когда подкрепление предъявляют лишь после окончания условного раздражителя. Наличные рефлексы в свою очередь по величине интервала между действием раздражителей делят на совпадающие, отставленные и запаздывающие. Следовые условные рефлексы образуются тогда, когда подкрепление следует уже после окончания действия условного раздражителя и, следовательно, сочетаются лишь со следовыми процессами возбуждения, возникшего при действии условного раздражителя. Условные рефлексы на время – особая разновидность следовых условных рефлексов. Они образуются при регулярном безусловного раздражителя и могут быть выработаны на различные временные интервалы – от нескольких секунд до нескольких часов и даже суток. Видимо ориентиром в отсчёте времени могут служить различные периодические процессы, происходящие в организме. Явление отсчёта времени организмом часто называют «биологическими часами».

По характеру рецепции выделяют:

• Экстероцептивные условные рефлексы вырабатываются на раздражители внешней среды, адресующиеся к экстерорецепторам (зрительные, слуховые). Эти рефлексы играют роль во взаимоотношениях организма с окружающей средой, поэтому образуются относительно быстро.
• Интероцептивные образуются при сочетании раздражения внутренних органов с каким-либо безусловным рефлексом. Они вырабатываются значительно медленнее и отличаются большой инертностью.
• рефлексы возникают при сочетании раздражений проприорецепторов с безусловным рефлексом (например, сгибание лапы собаки, подкрепляемое пищей).

По характеру эфферентного ответа условные рефлексы делятся на два вида:

• Соматодвигательные. Условнорефлекторная двигательная реакция может проявляться в форме таких движений, как мигание, жевание и др.
• Вегетативные. Условные реакции вегетативных условных рефлексов проявляются в изменениях деятельности различных внутренних органов – частоты сердцебиения, дыхания, изменении просвета сосудов, уровня обмена веществ и др. Например, алкоголикам в клинике незаметно вводят вещество, вызывающее рвоту, а когда оно начинает действовать дают понюхать водки. У них начинается рвота, и они думают что это от водки. После многочисленных повторов у них наступает рвота уже от одного вида водки без этого вещества.

К особой группе относят подражательные условные рефлексы , характерной особенностью которых является то, что они вырабатываются у животного или человека без его активного участия в процессе выработки, образуются при наблюдении за выработкой этих рефлексов у другого животного или человека. На основе подражательного рефлекса у детей образуются речедвигательные акты и многие социальные навыки.

Л.В. Крушинский выделил группу условных рефлексов, которые назвал экстраполяционными. Их особенность заключается в том, что двигательные реакции возникают не только на конкретный условный раздражитель, но и на направление его передвижения. Предвидение направления движения происходит с первого предъявления раздражителя без предварительного . В настоящее время экстраполяционный рефлекс используют для изучения сложных форм не только животных, но и человека. Этот методический приём нашёл широкое применение для изучения мозговой деятельности в онтогенезе человека. Использование его на близнецах даёт возможность говорить о роли генетических факторов в осуществлении поведенческих реакций.

Особое место в системе условных рефлексов занимают временные связи, замыкающиеся между индифферентными раздражителями (при сочетании, например, света и звука), называемые . Безусловным подкреплением в этом случае служит ориентировочная реакция. Образование этих временных связей проходит в три стадии: стадия возникновения ориентировочной реакции на оба раздражителя, стадия выработки условного ориентировочного рефлекса и стадия угасания ориентировочной реакции на оба раздражителя. После угасания связь между этими раздражителями сохраняется. Особое значение этот вид реакций имеет для человека, так как у человека множество связей образуется именно с помощью ассоциаций.