Условный рефлекс

Условный рефлекс

Открытие условного рефлекса — величай­шее достижение человеческого ума. Оно стоит в одном ряду с законом всемирного тяготения Ньютона, учением Дарвина, периодической си­стемой Менделеева, теорией относительности Эйнштейна.

Безусловный рефлекс «жесткого типа» (ми­гание, слюноотделение, строительство гнезда и т. д.) — это постоянная связь определенных сигналов с определенными реакциями. В основе врожденного, безусловного рефлекса эмоцио­нального типа лежит постоянная связь множества предположительно значимых сигналов с одним и тем же ответом (бегством, пищевым по­иском и т. д.). Условный рефлекс, по определению И. П. Павлова, означает временную, из­менчивую, гибкую связь любой вариа­ции сигналов (одного или нескольких) с ответ­ной деятельностью организма. Условный реф­лекс формируется в индивидуальном опыте животного или человека по принципу наиболь­шего соответствия условиям, сложившим­ся в данный момент. Условные рефлексы фор­мируются так, чтобы по возможности точно отразить реальный мир со всеми его полезными, вредными или безразличными воздействиями на организм.

Павлов начал изучать условные рефлексы на примере пищевой реакции. Он показал, что если сочетать во времени любое восприни­маемое животными изменение внешней среды (вспышка лампочки, звонок, стук, свисток, бульканье воды, умеренный электрический ток, прекращение звука, выключение света и т. д.) с кормлением, то спустя некоторое время все эти сигналы, ранее не имевшие никакого отношения к пище, будут вызывать пищевую реакцию: слюноотделение, поворот головы к кормушке, облизывание.

Приспособительное значение условных реф­лексов огромно. Благодаря им животное и человек могут заблаговременно предпринять все необходимые действия для своей защиты, ориен­тируясь на самые отдаленные, многообразные и изменчивые признаки возможной опасности. Руководствуясь условными сигналами, живот­ное находит пищу в обстановке, повторившейся в его жизни, но никогда не встречавшейся в жиз­ни его предков. Сигнальный характер условного раздражителя требует, чтобы раз­дражитель предшествовал подкреплению (пищевому, болевому и т. д.), вот почему услов­ный рефлекс не образуется при полном совпа­дении раздражителя и подкрепления во времени. В самом деле, какой же это сигнал, если, полу­чив его, мы ничего не успеем предпринять?

Как правило, замыкание условной нервной связи возникает при повторении сочетаний сигнала с подкреплением (так природа избав­ляется от чисто случайных совпадений), но в особых случаях, например при сильных подкреплениях или у молодых животных, ус­ловный рефлекс образуется даже после одного сочетания.

... Выводок только что вылупившихся гусят исследователи разделили на две группы. Одной группе сразу же показали гусыню, а другой — человека. Потом всех гусят посадили в ящик и держали в изоляции. Когда гусят выпустили на свободу, то одни бросились к гусыне, а другие — к человеку. Выходит, что у нас нет никаких оснований называть условными реф­лексами только те, которые образуются после нескольких сочетаний, а рефлексы, закрепляю­щиеся «с места», выделять в какую-то особую форму поведения, «направляемого образами», как это предлагают некоторые ученые.

Условные рефлексы не только расширяют количество сигналов, способных вызвать перво­начально врожденную реакцию, но существен­но изменяют проявления самой наследственно закрепленной деятельности. Поясним это при­мерами. Крысу держали некоторое время в клет­ке с решетчатым полом, где все предметы — солома, кусочки пищи — проваливались. По­том посадили в обычную клетку. Когда у крысы появились детеныши, она не построила гнезда, строительные материалы оказались раскидан­ными по клетке. А ведь устройство гнезда — это врожденный рефлекс, он проявляется даже у животных, воспитанных в полной изоляции!

Обезьянке заменили мать плюшевой кук­лой с искусственной соской. Детеныш искал у этой куклы защиты, ласкался к ней, сосал молоко. Но когда обезьянка выросла и у нее появилось потомство, она относилась к своим детенышам так же безразлично, как кукла относилась к ней. Куда же делся врожденный инстинкт материнства? Он, конечно, не исчез, но был извращен, подавлен, замаскирован условнорефлекторным опытом.

У человека уточняющее, изменяющее влияние условных рефлексов на безусловные играет еще более важную роль. Вот почему глубоко неправы те зарубежные ученые, которые утвер­ждают, что ведущее значение в поступках и мышлении человека принадлежит первобытным врожденным инстинктам (агрессии, стремлению к господству над другими людьми). Павлов­ское учение — надежное оружие в борьбе со всеми реакционными теориями в науке о мозге.

Где замыкается новая условнорефлекторная связь? Какие механизмы лежат в ее основе? К сожалению, у нас еще очень мало сведений, чтобы ответить на эти вопросы. Твердо установ­лено одно: в замыкании условнорефлекторной связи у высших животных и человека решаю­щая роль принадлежит высшему отделу голов­ного мозга — коре больших полушарий.

Если у собаки путем искусной хирургиче­ской операции удалить кору головного мозга, она не погибнет. Сохранится, хотя и ухудшится, деятельность внутренних органов: сердца, лег­ких, желудка. Собака будет ходить, она сможет разжевать и проглотить пищу, положенную ей в рот. Но найти, «узнать» эту пищу собака не в состоянии, она умрет от голода и жажды в ком­нате, где стоят полные миски с кормом и водой. Собака устраняется от вредного воздействия лишь при болевом раздражении кожи и совер­шенно не реагирует на вид человека, угрожаю­щего ей палкой. Она вздрагивает от сильного звука, но не отвечает на кличку. Ее мир стал в одно и то же время предельно узок и безгра­нично широк.

Было бы неверно думать, что для образова­ния и осуществления условных рефлексов необ­ходима только кора больших полушарий мозга. Внутренняя «схема» любого условного рефлекса включает в себя целый ряд образований, рас­положенных на самых различных уровнях голов­ного мозга.

В последние годы физиологи тщательно изу­чают так называемое сетчатое обра­зование, расположенное в самом центре головного мозга. Ученые давно обратили вни­мание на явное несоответствие физической силы условных и безусловных сигналов силе ответ­ных реакций организма. Так, еле слышный треск ветки под ногой охотника вызывает бурную реакцию бегства у могучего лося. Сто лет назад И. М. Сеченов высказал предпо­ложение о существовании в моз­ге специальных «усиливающих центров», но понадобилось еще восемь десятков лет, чтобы най­ти эти центры. Такой усиливаю­щей «силовой подстанцией» ока­залось сетчатое образование, или ретикулярная формация. Многочисленные импульсы воз­буждения из органов чувств попадают в сетчатое образова­ние, которое усиливает их и на­правляет в кору в виде мощно­го «артиллерийского залпа». Поскольку в сетчатое образо­вание могут поступать различ­ные сигналы, некоторые ученые решили, что именно там и обра­зуется условнорефлекторная связь, которая затем передает­ся в кору больших полуша­рий. Однако дальнейшие ис­следования показали, что это не так.

Если раздражать нервные пути слуховой системы, элек­трические ответы наблюдаются и в сетчатом образовании, и в соответствующей зоне коры больших полушарий. Попробуем охладить, выключить слуховую кору маленьким кусочком льда. После этого ответы исчезнут не только в самой коре, но и в сетчатом образо­вании. Значит, путь нервных импульсов в сет­чатое образование идет через высшие корковые центры. Именно там, в коре, решается вопрос, надо или нет усиливать данный сигнал, пустить в ход всю мощь усиливающих центров или пога­сить начавшееся возбуждение. Головной мозг напоминает такой телевизор, где освещенность экрана, четкость изображения, громкость звука (ими заведует сетчатое образование) опреде­ляются содержанием изображения на корковом «экране», значением образов внешних предметов для данного живого существа.

Теперь мы можем представить себе общую схему условного рефлекса. Сигналы из внутрен­ней и внешней среды организма, усиленные эмоциональными центрами гипоталамуса и сет­чатого образования, создают в коре больших полушарий определенный фон, настройку для восприятия условного сигнала. Хороню из­вестно, что сытая собака будет реагировать на условный сигнал совершенно иначе, чем голод­ная. Но мы говорим о голодной собаке, мозг которой находится в состоянии пищевого воз­буждения. Раздается звуковой сигнал. В нерв­ных клетках коры происходит его сложная обработка, сравнение со следами ранее посту­павших раздражений. Установлено: именно этот звук несколько раз предшествовал корм­лению. И тогда из коры посылаются импульсы возбуждения в сетчатое образование, в подкор­ковый пищевой центр, а от него к двигательным центрам, к слюнной железе, к желудку. Собака бежит к кормушке, облизывается, ее рот напол­няется слюной.

Мы видим, что в явлениях, происходивших в головном мозге собаки, решающую роль сыгра­ла корковая нервная связь, ранее замкнувшаяся между следами звукового раздражения и пред­ставительством безусловного пищевого рефлекса. Нервные клетки слухового центра, где хранятся следы данного звукового сигнала, оказались связанными с нервными клетками пищевого центра.

Что представляет из себя эта связь? Како­вы ее материальные основы?

Может быть, ты, молодой читатель, посвятив себя науке о мозге, ответишь на вопросы, так занимающие умы физиологов. Пока есть толь­ко догадки, только предположения.

Каждая нервная клетка имеет десятки и сот­ни тысяч синапсов — окончаний отростков других нервных клеток. Ученые предполагают, что деятельное, возбужденное состояние нерв­ных клеток, возникающее под влиянием внеш­них сигналов, стойко повышает проходимость этих синапсов для импульсов возбуждения, или увеличивает само количество синапсов, или ведет к набуханию синаптических окончаний, благодаря чему они плотнее прижимаются к телу другой клетки. Оригинальную гипотезу замыкания условного рефлекса предлагают сторонники «химической памяти». Под влиянием импульсов возбуждения вещество нервных кле­ток изменяется таким образом, что создается химическая модель данного сигнала. Теперь нервные клетки похожи на магнитофонную ленту, на которой записан звук или телевизи­онное изображение. В том случае, когда новые импульсы возбуждения совпадают с моделью сигнала (а это происходит при его повторном действии), сложные соединения расщепляются, в результате чего выделяются активные хими­ческие вещества, которые повышают проходи­мость межклеточных синапсов. Через эти синап­сы нервное возбуждение, вызванное звуковым сигналом, распространяется на пищевой или оборонительный центр и вызывает соответствую­щую реакцию.

Предполагают, что такие химические модели обеспечивают длительное сохранение нервных следов. Расщепившиеся соединения сейчас же восстанавливаются, так что «считывание» за­писи не разрушает саму модель. Свежая, «опе­ративная» память осуществляется посредством циркуляции импульсов возбуждения по замкну­тым кольцам, состоящим из многих клеток, соеди­ненных друг с другом отростками. Требуется определенное время, чтобы импульсы, пробегаю­щие через одни и те же клетки, оставили в этих клетках химические следы. Образовавшиеся условные связи очень прочны. Ребенок, прикос­нувшийся к огню, на всю жизнь запоминает, что огонь жжет.

Прочность условных связей позволяет чело­веку накапливать очень много различных зна­ний. Но эти знания хороши, если они всегда соответствуют действительности. А если значе­ние сигнала изменилось? Если у вашего това­рища номер телефона стал другим? Вы по-прежнему будете пользоваться старым номе­ром? Разумеется, нет, иначе приспособление стало бы невозможным. На страже правиль­ности наших знаний стоит бдительный кон­тролер: внутреннее торможение.