Основной принцип работы головного мозга

Все нервные клетки могут находиться в двух состояниях: возбуждения или торможения. В состоянии возбуждения нервная клетка находится, если активно отвечает на раздражение. Процесс возбуждения возникает лишь при определенной интенсивности внешнего стимула, превышающей абсолютный порог возбуждения. Торможение противоположно возбуждению и представляет собой ослабление, подавление или полное выключение деятельности как отдельной нервной клетки, так и одновременно многих нервных структур (например, коматозное состояние). Процессы возбуждения и торможения образуют основу высшей нервной деятельности. Их динамика накладывает отпечаток на все акты поведения, а их индивидуальные особенности определяют тип высшей нервной деятельности. Иван Петрович Павлов (1849–1936), первым в отечественной физиологии изучил взаимодействие этих процессов. Он выделил силу нервной системы, подвижность и уравновешенность. Причем сила анализировалась по возбуждению и по торможению. Сила по возбуждению – это выносливость нервной клетки при воздействии сильного раздражителя. Сила по торможению – это способность нервной системы не реагировать на воздействие раздражителя. Например, в лаборатории Павлова у собак вырабатывали рефлекс, а затем учили тормозить эту реакцию. Время, в течение которого собака «сдерживала» себя (не бежала к кормушке, не вырабатывала слюну), было характеристикой протекания тормозных процессов. Иногда развитие этого свойства нервной системы считают признаком взросления у ребенка. Подвижность нервной системы – это скорость смены одного процесса другим (возбуждения – торможением, возбуждения – возбуждением и т.д.). Подвижность – это способность быстро по требованию условий уступать место одному раздражению перед другим. При большой скорости смены мы говорим о подвижной нервной системе, при малой – об инертности. Уравновешенность – это сбалансированность процессов возбуждения и торможения. Если последняя имеет место, то нервная система уравновешенная, если один процесс преобладает над другим, то говорят о неуравновешенности нервной системы. На основе сочетания этих характеристик работы нервной системы Павлов предложил четыре типа нервной системы (см. гл. «Темперамент и характер»).

Позднее, в начале 60-х годов ХХ в. московская школа физиологов и психологов (Б.М. Теплов, В.Д. Небылицын и др.) выделила такие свойства нервной системы, как динамичность и лабильность. Под динамичностью нервной системы подразумевается легкость и быстрота интеграции нервного процесса в ходе формирования возбудительного или тормозного процессов, поэтому различают динамичность нервной системы по возбуждению и по торможению. Лабильность – это скорость протекания самого нервного процесса (возбуждения или торможения). Если скорость большая, то нервная система лабильна. Открытие этих свойств нервной системы привело к необходимости пересмотра и типологии нервной системы: возможен анализ уже по 10 параметрам, что дает более полную информацию о деятельности нервной системы человека. Например, обнаружено, что человек может обладать сильной нервной системой по одному параметру и слабой – по другому.

В целом нервная система взаимодействует с внешним миром благодаря такому механизму, как рефлекс . Понятие рефлекса в науку ввел Рене Декарт. Он считал его простейшим элементом нервной деятельности: внешний толчок, трансформировавшись в процессе нервного возбуждения, достигает мозга, откуда по другим нервам поступает команда к сокращению мышц. Человеческий организм описывался Декартом как живая машина, механизм, работающий столь же закономерно, как современные автору идеи технические устройства. Поэтому организм, по теории Декарта, для выполнения рефлекторных действий не нуждается в информации о свойствах окружающей среды, как не нуждается в ней любой другой автомат. Высшие функции организма – такие психические явления? как, например, воля, – по Декарту, осуществляются не по законам рефлекса. Истоки современного понимания рефлекса находятся в работах русского физиолога Ивана Михайловича Сеченова (1829–1905), который в книге «Рефлексы головного мозга» высказал гипотезу распространения принципа рефлекса на высшие отделы головного мозга. Физиологическое основание волевого процесса он объяснил таким явлением, как центральное торможение (задержка рефлекторной реакции при раздражении определенных отделов головного мозга). Наличие такой задержки служит условием превращения любого внешнего акта во внутренний. Движение, не прорвавшись во внешнюю среду, не исчезает бесследно, оно образует среду внутреннюю, интрапсихическую. У живого существа появляется условие для умственной активности. Поэтому рефлекс, по Сеченову, означал активное целеустремленное действие организма как интегральной системы, обладающей свойством саморегуляции. При этом Сеченов не раз сам подчеркивал в ответах на полемические выпады его оппонентов, что он не уподобляет человека машине, не сводит психическое к физиологическому, а лишь отвечает на вопрос о том, как происходит психический процесс (не в смысле, как он возникает, а как совершается). В этом случае его ответ был такой – по типу рефлекса. Лишь в этом смысле и ни в каком другом психический процесс подобен рефлексу или, как говорил Сеченов, «рефлексообразен». Заслуга проверки гениальной гипотезы Сеченова принадлежит И.П. Павлову, который за открытие условных рефлексов получил в 1904 г. Нобелевскую премию. Он экспериментально доказал, что условный рефлекс – это временная связь, выработанная путем сочетания условного и безусловного раздражителей.

Мозг и нервная клетка

Если мозг так значим для успеха психической деятельности, то каким он должен быть? От рождения до взрослого состояния масса головного мозга у человека увеличивается почти в 4 раза. Мозг современного среднего взрослого человека равен примерно 1424 г, в то время как по статистическим данным английских ученых Дж. Корселлиса и А. Миллера в 1860 г. в Англии он равнялся 1372 г. Интересно, что в промежутке между 1860 и 1900 гг. вес мозга женщины не повышался, тогда как в последующие годы темпы его увеличения у женщин и мужчин почти сравнялись и составляли примерно по 0, 6 г в год. Возможны индивидуальные колебания массы мозга взрослого человека – от 900 до 2000 г и более. Причем большой вес мозга не связан с повышением уровня интеллектуальных особенностей человека. Например, мозг русского писателя Тургенева весил 2012 г, но зарегистрирован вес мозга в 1829 г, принадлежащий человеку, проведшему всю свою жизнь в сумасшедшем доме Эдинбурга. В то же время мозг французского писателя Ромена Роллана лишь ненамного превышал 1000 г.

Что же определяет успешность деятельности клеток головного мозга? В пересчете на вес тела у пчелы в 10 раз больше нервных клеток, чем у человека. У нее четко распределено выполнение программ, закрепленных за той или иной клеткой: при гибели последней невозможна ее замена. Каждая клетка работает как бы сама по себе. Человеческая нервная клетка обладает пластичностью. Хотя нервная система не может порождать новые нейроны взамен утраченных, однако каждая клетка способна давать новые отростки взамен тех, которые были утрачены или повреждены, т.е. нейрон обладает способностью постоянно, на протяжении всей жизни организма, устанавливать новые связи. Новейшие экспериментальные исследования микроструктуры мозга показали, что так называемые апикальные (вершинные) длинные дендриты пирамидных нейронов коры головного мозга у здоровых людей продолжают расти и после 70 лет, в то время как у умственно отсталых людей и людей, употребляющих наркотики три и более лет, они почти не растут. Пирамидные нейроны коры играют важную роль в обучении. И то, что они даже в весьма пожилом возрасте способны расти, т.е. формировать новые синаптические поверхности, новые контакты, подтверждают оптимистическую мысль о том, что способность к обучению у человека сохраняется на протяжении всей жизни. Нужно только давать «работу» этим нервным клеткам и не убивать их отравляющими веществами. Для питания мозга нужна глюкоза, которую клетка может потреблять без дополнительного расщепления, а это значит, что потребляемая масса глюкозы может быть и незначительной. Нервной клетке нужен белок, так как за один день в ней синтезируется в 20 раз больше белка, чем количество, которое в ней содержится; однако в пересчете на массу принятой пищи это не столь значительное количество. Но вот для синтеза белка нервной клетке требуется огромное количество энергии: около 1, 5 кг мозга человека с массой 70 кг потребляют 20% всего кислорода, используемого организмом для обеспечения энергетического обмена. Поэтому чистый воздух – необходимое условие для успешной умственной деятельности любого человека.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: