Возбуждение коры головного. Торможение в коре головного мозга. Механизмы возникновения сна

Образование любого условного рефлекса в виде координированного ответного акта требует возбуждения одних корковых нервных центров и торможения других. После неоднократного подкрепления одних и не подкрепления других вырабатывается строго специализированный рефлекс именно на тот раздражитель, который подкреплялся. Итак, возбуждение и торможение являются основой деятельности коры головного мозга.

В коре головного мозга может развиться два вида торможения: безусловно-рефлекторное (б/у) и условно-рефлекторное (у/p) торможение (рис. 13.2).

Рис.13.2.

Индукционное (внешнее) торможение имеет место в тех случаях, когда в коре больших полушарий при срабатывании уже выработанного условного рефлекса возникает новый, достаточно сильный очаг возбуждения, не связанный с рефлексом. Например, во время завтрака позвонили в дверь. В результате возникающей ориентировочной реакции пищевые рефлексы затормаживаются. По механизму своего возникновения этот тип торможения относится к врожденным. Новый сильный очаг возбуждения в коре от постороннего раздражителя вызывает торможение условного рефлекса (индукционное торможение по Павлову). Безусловное торможение называют внешним потому, что причина его возникновения лежит вне структуры самого условного рефлекса.

Усиление раздражения или удлинение его действия приведет к снижению или полному исчезновению эффекта. В основе этого эффекта лежит запредельное торможение, которое И.П. Павлов назвал охранительным, так как оно ограждает клетки мозга от избыточного расходования энергетических ресурсов. Этот вид торможения зависит от функционального состояния нервной системы, возраста, типологических особенностей, состояния гормональной сферы и пр. Предел выносливости клетки в отношении раздражителей разной интенсивности называется пределом ее работоспособности, и чем выше этот предел, тем легче клетки переносят действие сверхсильных раздражителей. Причем речь идет не только о физической, но и об информационной силе (значимости) условных сигналов.

Это необходимо учитывать, например, при определении объема работы и интенсивности ее выполнения, особенно при работе с детьми. Мозг ребенка не всегда может выдержать информационную атаку. Перегрузки могут привести к переутомлению, неврозам. Крайний случай запредельного торможения -оцепенение, возникающее под влиянием сверхсильного раздражителя. Человек может впасть в состояние ступора-полной неподвижности. Такие состояния возникают не только в результате действия физически сильного раздражителя (взрыв бомбы, например), но и вследствие тяжелых психических потрясений (например, при неожиданном сообщении о тяжелой болезни или смерти близкого человека).

Условное торможение возникает в том случае, когда условный раздражитель перестает подкрепляться безусловным, т.е. постепенно теряет пусковое сигнальное значение. Такое торможение возникает не сразу, а развивается постепенно, вырабатывается по всем общим законам условного рефлекса и является изменчивым и динамичным. Такое выработанное торможение возникает внутри центральных нервных структур, поэтому оно является внутренним (т.е. не наведенным извне, а формирующимся внутри данной временной связи).

И.П. Павлов разделил условное торможение на четыре вида: уга- сательное, дифференцировочное, условный тормоз и запаздывание.

Угасательное торможение развивается, если условный рефлекс неоднократно не подкрепляется безусловным раздражителем. Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться. Это произойдет, если вновь подкреплять действие условного раздражителя безусловным.

Угасательное торможение представляет собой очень распространенное явление и имеет большое биологическое значение. Благодаря ему организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение. Угасанием можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры на музыкальных инструментах, непрочность знаний учебного материала, если он не закрепляется повторением. Угасание лежит в основе забывания.

Дифференцировочное торможение развивается при неподкрепле- нии раздражителей, близких по свойствам подкрепляемому сигналу. Этот вид торможения лежит в основе различения раздражителей. С помощью дифференцировочного торможения из массы сходных раздражителей выделяется тот, который подкрепляется, т.е. биологически значимый. Например, мама кормит ребенка с серебряной ложечки. Вид этой ложечки вызывает соответствующие пищевые реакции, но какое-то время ребенку давали лекарство с пластиковой ложечки подобного размера и формы. Вид пластиковой ложечки постепенно начинает вызывать отрицательную реакцию.

Благодаря дифференцировочному торможению различают звуки, шумы, цвет, форму, оттенки предметов, похожие дома, людей, из сходных предметов выбирают тот, который нужен. Уже с первых месяцев жизни у ребенка начинают вырабатываться различные дифференцировки. Это помогает ему ориентироваться во внешнем мире, вычленять из него значимые сигнальные раздражители. В основе дифференцировочного торможения лежит процесс концентрации возбуждения в нервных центрах.

Непрерывное более тонкое различение явлений окружающего мира составляет важную часть мышления человека, определяет возможность обучения. Путем дифференцировки словесных раздражителей выявляются их частные особенности, необходимые для образования новых понятий.

В самостоятельный вид условного торможения И.П. Павлов выделил условный тормоз, который образуется при не подкреплении комбинации из положительного условного сигнала и индифферентного раздражителя. Добавочный раздражитель в первый момент своего применения в комбинации с положительным сигналом вызывает ориентировочный рефлекс и торможение условной реакции (индукционное торможение), затем превращается в индифферентный раздражитель и, наконец, развивается условный тормоз. Если добавочный раздражитель приобрел эти свойства, то будучи присоединенным к любому другому положительному сигналу, он тормозит соответствующий этому сигналу условный рефлекс. Так, увидев аппетитные бутерброды, мы хотим их попробовать, но, к большому разочарованию, замечаем, что на один из них села зеленая муха - переносчик инфекции. Это вызывает реакцию торможения пищевого рефлекса.

Такой вид торможения также обеспечивает более гибкое поведение в зависимости от действия различных факторов среды и потребностей организма, оно лежит в основе способности прекращать или не осуществлять действия в ответ на запреты. Примером раздражителей, вызывающих реакцию условного тормоза, являются слова «нет», «нельзя», «перестань», «не делай чего-либо» и т.д. Отсюда понятно, что выработка условного тормоза играет важную роль в формировании дисциплины, поведения человека, умения его подчиняться требованиям и законам.

Торможение запаздывания. При выработке этого вида торможения подкрепление соответствующим безусловным рефлексом не отменяется как в предыдущих видах торможения, а значительно отодвигается от начала действия условного раздражителя. Подкрепляется лишь последний период действия условного сигнала, а предшествующий ему продолжительный период его действия лишается подкрепления. Именно этот период сопровождается торможением запаздывания. По его истечении торможение прекращается и сменяется возбуждением-так называемая фаза рефлекса. Так, у спортсменов при командах «Внимание!», «На старт!» происходит активация всех функций организма, как при самой нагрузке, однако благодаря запаздывающему торможению спортсмен остается на старте без движения. При недоразвитии этого торможения он нередко делает фальстарты.

У детей запаздывание вырабатывается с большим трудом. Первоклассник нетерпеливо тянет руку, размахивает ею, встает из-за парты. Он знает ответ и хочет, чтоб его заметил учитель. Только к старшему школьному возрасту у детей вырабатываются такие качества, как выдержка, умение сдержать свои желания, сила воли. В основе перечисленных качеств лежит торможение запаздывания.

Несмотря на кажущееся различие, все виды внутреннего условно- рефлекторного торможения имеют общее сходство, которое заключается в том, что все они вырабатываются при неоднократном действии условно-рефлекторного раздражителя без подкрепления. Тормозные и возбудительные рефлексы между собой также имеют сходство. Оно заключается в том, что те и другие условные рефлексы вырабатываются и являются сигнальными, но при одних в коре головного мозга развивается возбуждение -эти рефлексы называются положительными; а в основе других лежит торможение, и они называются отрицательными.

Итак, торможение как один из видов нервных процессов имеет важное значение в жизни организма. Оно выполняет две важные функции: охранительную и корригирующую.

Охранительная (защитная) роль торможения заключается в смене возбудительного процесса на другой, более экономичный - торможение. При воздействии чрезвычайно сильных раздражителей торможение защищает нервные клетки от перенапряжения и истощения. Большое значение в защите клеток имеет запредельное торможение.

Корригирующая роль торможения состоит в приведении совершаемых организмом реакций и рефлексов адекватно времени и пространству в соответствие с условиями окружающей среды. Так, если выработанный условный рефлекс перестал подкрепляться безусловным, а условный раздражитель продолжает включаться и вызывать существенную реакцию, в этом случае организм как бы ошибается. Деятельность его не соответствует условиям окружающей среды и потому неэкономична. Так будет продолжаться до тех пор, пока условный рефлекс не угаснет, а условный раздражитель будет вызывать торможение. Угасательное торможение скорригирует деятельность коры больших полушарий в соответствии с изменившимися условиями окружающей среды.

Кофеин – это один из продуктов, который вызывает так много споров вокруг себя. Средства массовой информации акцентируют очень много внимания на этом вопросе, поскольку кофеин многолик и является основным действующим веществом. Предлагаем разобраться все-таки вреден ли кофеин для здоровья человека.

Натуральный кофеин человек применяет в составе напитка, либо в составе медицинских препаратов в синтезированном виде. Его основная задача – стимуляция процессов возбуждения коры головного мозга, информирует Joinfo.ua.
Вам также интересно будет узнать, какие пять продуктов вредят здоровью человека.
Эффективность употребления кофеина в следующем:
- повышение физической и умственной активности;
- общая выносливость;
- прогрессивное достижение результатов;
- улучшение интеллектуальных способностей;
- бодрящий эффект и отсутствие усталости;
- отличный антидепрессант;
- в целях профилактики многочисленных заболеваний;
- в результате численных исследований, доказано, что кофеин улучшает репродуктивную функцию мужчин.
Будьте внимательны, поскольку истощение нервных клеток, зависит от дозы употребления кофеина. В этом аспекте извлекайте индивидуальный подход. Именно вектор количества приема кофеина - камень преткновения в вопросе его употребления в медицинской среде.
Медики о кофеине
Медицина разграничивает возрастную категорию касательно употребления кофеина. У молодых людей состояние здоровья позволяет выпить чашку кофе во удовольствие, невзирая на его крепость. А вот пожилые люди к этому относятся осторожно, поскольку это в основном касается их артериального давления. Также возможна кратковременная учащенная пульсация в результате усиленного кровообращения. Возможна провокация скачка. Этот же фактор считается положительным для сердечно-сосудистой системы, колебание давления защищает от преждевременных инсультов.

И еще, частое употребление кофеина имеет прямое отношение к психическому здоровью человека. Немотивированная агрессия, частые психозы – результат употребления большого количества кофеина.
Еще одни неприятности...
А вот касательно микроэлементов, их усвоение и вымывание также зависит от употребления кофеина. Он препятствует усвоению таких микроэлементов как кальций, натрий, железо калий, витамины B1 b B6. Перечень можно продолжить. В результате возникают следующие проблемы: хрупкими становятся зубы, они портятся из-за недостатка кальция, который вымывается из организма. Возникают боли в спине, формируется остеохондроз. Вы также можете быть раздражительны, и у вас появится головная боль.
Давайте обратим внимание на вред кофеина для детского здоровья и беременных женщин. Для них кофеин наносит частичный вред, поскольку препятствует полноценному развитию плода. Это касается низкого веса, зубов и роста будущего ребенка.

А вот для детей актуально употребление таких продуктов как шоколад, кока-кола. Они тоже содержат кофеин. Ваши дети, часто употребляя их, наносят вред своему здоровью. Они более плаксивы и агрессивны, у них неадекватное поведение и частый перепад настроения.
При систематическом употреблении нервные клетки истощаются, в результате чего возникает зависимость от продукта.
Обобщенное мнение по поводу употребления кофеина отсутствует.
Употребляйте кофеин умеренно и в первой половине дня. Будьте объективны. Помните, что от дозы употребленного кофеина зависит состояние Вашего здоровья.

"
Изд-во "Просвещение", М., 1973 г.

Приведено с небольшими сокращениями

В коре больших полушарий человека (и животных) постоянно протекают два противоположных нервных процесса: возбуждение и торможение. Возбуждение возникает тогда, когда какие-либо предметы или явления, действуя на органы чувств, вызывают раздражения, которые передаются в мозг. Этот очаг возбуждения не остается неизменным и неподвижным. Обычно он иррадиирует (распространяется) и перемещается по коре больших полушарий.
Одновременно в коре происходит и противоположный процесс - торможение, которое активно задерживает, тормозит или ограничивает возбужденный участок, вызывает его концентрацию, сосредоточение в более узком очаге.
Возбуждение и торможение тесно связаны между собой. Эта связь выражается, в частности, в том, что если в одном участке мозга появилось возбуждение, то вокруг начинает возникать торможение. Такое явление называется отрицательной индукцией. Вокруг очага торможения в коре больших полушарий возникает возбуждение. Этот процесс называется положительной индукцией нервных процессов. (Название дано Павловым по аналогии с явлением индукции в физике.)
Торможение может возникнуть и в результате утомления. И. П. Павлов считал, что если это торможение охватывает значительную часть коры больших полушарий и нижележащие части мозга, то человек погружается в сон. Такое торможение, по мнению Павлова, защищает нервные клетки мозга от истощения и обеспечивает им необходимый отдых, вместе с тем восстанавливает силы и всего организма.
Иногда во время сна тормозной процесс захватывает не всю кору полушарий мозга, некоторые небольшие участки ее остаются в какой-то мере возбужденными. Это своего рода «сторожевые пункты», как их назвал Павлов. Так, мать крепко спит у постели своего ребенка, однако стоит только ему пошевелиться или сказать во сне слово, как она сразу просыпается.
Есть еще вид сонного состояния, так называемый гипноз. При нем торможение имеет особый характер и тоже, по мнению И. П. Павлова, оказывается частичным, захватывая не всю кору. Такое состояние можно вызвать искусственно, усыпляя человека посредством словесного внушения («вам хочется спать, вы спите»), а также при помощи тихих движений руками перед лицом гипнотизируемого (так называемые «пассы»).
При этом в коре полушарий остается возбужденным какой-то участок мозга, благодаря чему усыпленный слышит слова гипнотизера. Так как большая часть коры головного мозга находится в состоянии торможения, то загипнотизированный не может действовать самостоятельно и подчиняется усыпившему его человеку, выполняет то, что ему приказывают.
Согласно новейшим исследованиям, во время бодрствования возбуждена только некоторая часть нервных клеток мозга, а остальная находится в состоянии торможения. Во время сна клетки как бы меняются ролями: те, которые были возбуждены, теперь отдыхают. Но остаются и возбужденные участки, благодаря чему мозг спящего человека выполняет нужные для организма функции.

У ряда спортсменов повышение возбудимости коры головного мозга может быть столь велико, когда начинают генерализовываться ответные реакции, появляется излишнее напряжение мышц, возникает в определенной степени расторможенность нервных центров. Чаще эти явления встречаются у малоподготовленных спортсменов. На рисунке приводятся электромиограммы спортсменов 3-го разряда, в которых обнаруживается на 4 день приезда в среднегорье расплывчатость «залпов» импульсов возбуждения, остаточная импульсация в паузах между напряжениями.

Степенью возбудимости центральной нервной системы тренер может управлять с помощью физических упражнений и кратковременных подъемов на большие высоты. Тренировочная работа, выполняемая в спокойном темпе и с равномерной скоростью, понижает возбудимость коры головного мозга у тех спортсменов, которые находятся в состоянии чрезмерного возбуждения. Кратковременные подъемы на большие высоты могут усилить положительное действие горного климата на функциональное состояние центральной нервной системы.

Сокращение времени при переделке сигнального значения раздражителей, уменьшение количества ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей, укорочение латентного периода при развитии напряжения и расслабления скелетных мышц (ЛBH и ЛВР), увеличение количества движений в единицу времени, т. е. повышение способности человека быстро чередовать напряжение и расслабление мышц, ускорение процесса адаптации зрительного анализатора к различной степени освещенности указывает на повышение подвижности нервных процессов. При этом мы исходили из выдвинутого Б. М. Тепловым (1956) положения, что под подвижностью в широком значении этого слова следует понимать все те стороны работы нервной системы, к которым применима категория скорости. При правильной организации двигательного режима тренировочные занятия усиливают положительное влияние на подвижность нервных процессов.

Сближение величин ЛBH и ЛBP, длительности «залпов» импульсов возбуждения и пауз между ними, сокращение числа ошибок при действии положительных и отрицательных раздражителей свидетельствуют о совершенствовании уравновешенности тормозно-возбудительных процессов. Таким образом, тренировочные занятия в условиях среднегорья в большинстве случаев быстро повышают подвижность и уравновешенность нервных процессов, благотворно влияют на свойства нервной системы, являющиеся наиболее надежным показателем нервной активности. Однако в отдельных случаях наблюдалось нарушение соотношений тормозно-возбудительных процессов. Спортсмены жаловались на плохое расслабление мышц, появление их регидности. В этих случаях спортсмены плохо адаптировались к мышечной деятельности, и требовалась специальная организация их двигательного режима.

Электромиограммы при произвольных напряжениях
двуглавой мышцы плеча спортсменов
3-го разряда И-ва и Т-ва

А — в г. Фрунзе; Б — на высоте 2100 м.

Изучение анализаторной деятельности коры больших полушарий показало, что в целом условия среднегорья значительных нарушений со стороны функций зрительного, двигательного и вестибулярного анализаторов не вызывают. Больше других в начальный период акклиматизации подвержен неблагоприятным воздействиям двигательный анализатор. Вместе с тем у значительной части спортсменов с подъемом на высоту обнаруживается увеличение остроты и поля зрения, скорости адаптации к различным условиям освещенности, обостряется проприоцептивная чувствительность, повышается устойчивость вестибулярного аппарата. Указанные изменения возникают чаще всего после первых 5—7 дней пребывания в горах и могут свидетельствовать об улучшении состояния высшей нервной деятельности спортсменов, их готовности к началу выполнения больших физических нагрузок.

Таким образом, результаты наших исследований по изучению влияний климата среднегорья и физической работы на высшую нервную деятельность спортсменов подтверждают то положение, что кора головного мозга чувствительна к сравнительно небольшому снижению парциального давления кислорода (119—125 мм рт. ст.) в атмосферном воздухе. Направленность этих изменений во многом определяет развитие адаптации к мышечной деятельности в среднегорье.

«Среднегорье и спортивная тренировка»,
Д.А.Алипов, Д.О.Омурзаков

Смотрите также:

Очаг застойного возбуждения, имеющий определенное ипохондрическое содержание, может образоваться и при чрезмерной фиксации внимания на деятельности какого-либо органа. Тем самым благодаря наличию обратной связи между мозгом и любым внутренним органом, любым участком нашего тела не только возрастает сила ощущения, но способна изменяться и функция данного образования (вспомним о вышеуказанных висцеральных условных рефлексах).

Следует также напомнить, что при невротических состояниях нервная система становится более или менее астенизированной, что делает ее и более чувствительной. Отсюда возможность осознания раздражений, приходящих из внутренней среды организма в центральную нервную систему, которые в норме не ощущаются: перистальтика желудка, кишечника, ощущение биения сердца в спокойном состоянии и др.

При ипохондрическом неврозе эти явления резко усугубляются вследствие выраженной сосредоточенности внимания больного на этих ощущениях.

Как указывают Н. Ф. Суворов, В. Б. Захаржевский и др. (1980), при неврозе первично нарушается функция коры головного мозга. При этом подкорковые вегетативные центры выходят из-под ее контроля, что вызывает расстройство деятельности внутренних органов. С другой стороны, восстановление состояния коры ведет к нормализации нарушенных механизмов.

Однако при действии психотравмирующих обстоятельств могут развиваться расстройства различных систем организма и без наличия невроза. Это так называемые психосоматические заболевания.

В этих случаях чрезмерное напряжение нервной системы способно вызвать гипертоническую болезнь, язву желудка или двенадцатиперстной кишки, диабет и др., как видно, при уже имеющейся наклонности к этим заболеваниям. Большую роль при этом может играть сильное возбуждение сосудодвигательного центра, наклонность к спастическому состоянию кровеносных сосудов, например определенных участков пищеварительного тракта и др.

Конечно, не исключено сочетание невроза и психосоматического заболевания. В подобных случаях, кроме строгого наблюдения за выполнением больным всех лечебных назначений, основное внимание среднего медперсонала сосредоточивается на разъяснении и внушении больному, что под действием проводимого лечения его состояние будет обязательно улучшаться.

Больного нужно убеждать в том, что никакого существенного органического заболевания у него нет, что об этом свидетельствуют все проводившиеся исследования. Его болезненное состояние — это результат бывшего в прошлом заболевания, или нервно-психических перенапряжений, или каких-либо других вредностей, ослабивших его организм, а на этом фоне у него развились болезненные представления о наличии тяжелого соматического заболевания.

Следует учесть, что в процессе лечения могут быть временные ухудшения в связи, например, с изменением барометрического давления, нарушением ночного сна, каким-либо дополнительным переживанием и др. При наличии этих обстоятельств с больным проводится надлежащая беседа разъяснительного и успокаивающего характера. Время от времени обращают внимание больного на то, что он стал выглядеть лучше, моложе и бодрее.

«Уход за больными с невротическими состояниями»,
Л.Г. Первов