Я познаю мир. Тайны человека

Даже когда под давлением неопровержимых фактов ученые убедились, что психические процессы связаны с мозгом, они не решались приступить к его изучению. Толчок к подобным исследованиям дали выдающиеся отечественные ученые И.М. Сеченов и И.П. Павлов. Они, а затем их многочисленные соратники и ученики стали первооткрывателями функций мозга. Тем трудностям, с которыми они столкнулись на этом пути, и их вкладу в науку о мозге и посвящен данный раздел книги.

Иван Петрович Павлов: эстафета

Величайшая заслуга И.М. Сеченова состоит в том, что он первым догадался о рефлекторной природе деятельности головного мозга, понял, что мысль – всего лишь сложный рефлекс, и, как другие рефлексы, может быть детально изучена.

Научную эстафету подхватил другой выдающийся русский ученый – И.П. Павлов. Он, как и Сеченов, занимался многими разделами физиологии, но к концу 19 столетия особенно прославился своими фундаментальными исследованиями деятельности, главных пищеварительных желёз. За свои выдающиеся исследования И.П. Павлов первым из русских исследователей удостоился высшей награды, о которой в те годы мог мечтать ученый – Нобелевской премии.

То, что Павлов занялся именно пищеварением, обернулось для человечества большой удачей. Помимо всего прочего, эти исследования помогли ему понять, как подступиться к изучению мозговой деятельности и создать метод, позволивший это осуществить.

Исследуя деятельность главных пищеварительных желёз, Павлов детально выяснил, выделение каких пищеварительных соков вызывает каждый вид пищи, попадая в ротовую полость, желудок или кишечник. Иными словами, он изучал рефлекторную деятельность пищеварительного тракта. Впоследствии он назвал пищеварительные и аналогичные им рефлексы других органов тела безусловными.

Одна из важных особенностей безусловных рефлексов состоит в том, что они передаются по наследству, а потому у всех животных одного вида имеется единый строго постоянный набор безусловных рефлексов.

В эту схему не укладывались только некоторые слюнные рефлексы. Павлов и другие ученые убедились, что характер секреции желудочного и кишечного сока изменяется, только когда пища попадает в желудок, то есть когда пищевые вещества действуют непосредственно на чувствительные клетки внутренней оболочки желудка или кишечника. Слюнные железы ведут себя иначе. Их секреция нередко начинается еще до того, как пища попадает в рот, при одном ее виде или запахе. Мало того, у некоторых собак слюна начинает выделяться при виде миски, из которой ее кормят, при виде служителя, который раздает в виварии корм, просто в определенное время дня, если в это время животных обычно кормят. Вот эти–то слюнные рефлексы у каждой собаки свои, индивидуальные. Слюна начинает выделяться при виде своей миски, на голос своего хозяина, в то время дня, когда обычно кормят именно эту собаку. Когда для вивария покупают новое животное, у нее такие слюнные рефлексы не обнаруживаются.

О странностях слюнных желез было известно и до Павлова. Такие реакции называли психическим слюноотделением, но серьезного внимания на них не обращали, относясь к ним, как к своеобразному курьезу. И.П. Павлов понял, что исследование психической секреции дает возможность изучать физиологию головного мозга, его высшие психические функции. Странные рефлексы слюнных желёз, выделение слюны еще до того, как пища попала в рот, ученые до Павлова объясняли тем, что собака "захотела, подумала, решила, заметила". Вот мозговой механизм этих "заметила–подумала" и решил изучить Павлов.

Необычайные возможности, не открывавшиеся до него ни одному ученому, необозримые перспективы изучения физиологии психической деятельности так захватили ученого, что Павлов полностью прервал все прочие исследования и даже не разрешил своим сотрудникам закончить начатые работы, целиком переключившись на изучение физиологии высших психических функций.

Связи временные

Свои исследования высших психических функций головного мозга И.П. Павлов начал с выяснения того, при каких условиях в индивидуальной жизни животных возникают рефлексы психического слюноотделения. Оказалось, что они вырабатываются у животных в том случае, когда какой–нибудь простой, ничего не значащий для них раздражитель, например звонок, несколько раз совпадет с действием любого безусловного (врожденного) раздражителя, например с пищей.

Если при этом соблюдаются определенные условия, некоторое, пусть даже незначительное, предшествование звонка действию пищи, то после 5–10 или 20 совпадений этих раздражителей ранее безразличный для собаки звонок начнет вызывать у нее слюнную секрецию. Желая подчеркнуть, что эти рефлексы возникают у животных лишь при строго определенных условиях, Павлов и назвал такие рефлексы условными;

Почему это происходит? Очевидно, в больших полушариях головного мозга возникает временная связь между слуховыми областями, воспринимающими звук звонка, и пищевым центром. Образуется проторенный путь, по которому при звуке звонка возбуждение бежит из слуховых центров в пищевой. Если после звонка собака перестанет получать пищу, выделение слюны прекратится, рефлекс перестанет осуществляться. Это значит, что проторенная дорожка, по которой из слуховых областей возбуждение бежало в пищевой центр, перестала существовать, как зарастает травою тропинка, по которой перестают ходить.

Наличие условного рефлекса свидетельствует о том, что мозг уловил новую для себя закономерность между звуком звонка и последующим появлением корма. Конечно, условные рефлексы могут быть не только пищевыми. Если вслед за звучанием звонка собака будет получать удар электрическим током, то звонок начнет вызывать реакцию отдергивания лапы. Для образования условных рефлексов годятся самые разные раздражители: звуковые, зрительные, обонятельные, кожные и любые другие, доступные органам чувств животных.

Важной особенностью условных рефлексов является то, что, с одной стороны, – это чисто физиологическое явление, а с другой стороны, – явление психическое. Этим и объясняется то чрезвычайно важное обстоятельство, что, изучая условные рефлексы, ученые имеют возможность судить о деятельности головного мозга, изучать его высшие функции.

Условные рефлексы – очень полезные реакции. С их помощью закономерности окружающей среды получают отображение в мозгу животных. Услышит лисица стрекотанье сорок на опушке леса – и торопится скрыться в чаще. Для нее эти тревожные крики означают, что где–то близко человек или какой–нибудь крупный хищник. Стрекотанье сорок служит для лисицы условным раздражителем оборонительного условного рефлекса. Его образование означает: лисица поняла, что сороки кричат, когда появляется опасность.

Значение подобных знаний чрезвычайно велико. Они позволяют упредить события, осуществить оборонительную реакцию на данный условный раздражитель, не дожидаясь, пока опасность нагрянет, то есть начнет действовать безусловный раздражитель, раздастся выстрел, и свинцовые дробинки вонзятся в кожу.

Люди, далекие от науки, часто сомневаются в том, что условные рефлексы, особенно такие, как слюнные, имеют какое–то значение для психической деятельности животных, тем более человека. Это отчасти верно. Дело в том, что условный рефлекс является одной из разновидностей временных связей, постоянно образующихся в мозгу между нервными клетками, их группами или мозговыми центрами. Они и являются механизмом мыслительной деятельности. Постоянное образование новых и разрушение старых временных связей, ставших ненужными, и является основным механизмом работы мозга. Для психической деятельности человека главное значение имеют не условные рефлексы, а образование временных связей. В отличие от условных рефлексов, образование других временных связей не сопровождается секрецией каких–нибудь желез или сокращением каких–либо мышц. Вовне их образование никак не проявляется. Это скрытая от наших глаз, но очень важная часть работы мозга.

Всё, чему мы учимся, – от запоминания цепочки звуков, являющихся словами и их значениями, до законов физики или высшей математики, весь багаж знаний, накопленных нами в течение жизни, – всё это с помощью временных связей укладывается в нашем мозгу в стройные системы. Мозговая деятельность оказывается возможной лишь благодаря уже существующим бесчисленным временным связям и образованию новых. Всё, чем бы ни занимался мозг, осуществляется им благодаря системам временных связей.