· Разработана И. П. Павловым на собаках при изучении слюноотделения при действии световых или звуковых раздражений, запахов, прикосновений и т. д. (проток слюнной железы выводился наружу через разрез в щеке – фистульный метод изучения секреции желёз)
· Подопытное животное помещалось в пустую, изолированную, звуконепроницаемую камеру и закреплялось в стенке, обеспечивающем его относительную неподвижность, т. е. достигалось полное отсутсвие всех раздражителей, кроме экспериментальных
· Все раздражители внешней и внутренней среды разделяются на индифферентные (безразличные), безусловные и условные
Индифферентные (безразличные) раздражители – это все раздражители которые не вызывают в организме каких-либо изменений (напр. свет лампочки, звук, любой предмет, явление среды, определённое время)
v При первоначальном их предъявлении возникает ориентировочный безусловный рефлекс; по мере повторного их предъявления возникает привыкание, т. е. ориентировочный рефлекс тормозится
Безусловный раздражитель – это раздражители, вызывающие безусловный рефлекс (пища, боль, температура)
v Биологически значимые сигналы, реакция на них запрограммирована генетически, а ответные рефлекторные акты врождёнными
Условные раздражители – раздражители, вызывающие условные рефлекс, образующиеся из индифферентных при многократном сочетании их с безусловным раздражителем
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Сущность жизни
Живая материя качественно отличается от неживой огромной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью.. Живая и неживая материя сходны на элементарном химическом уровне т е.. Химические соединения вещества клетки..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Мутационный процесс и резерв наследственной изменчивости
· В генофонде популяций происходит непрерывный мутационный процесс под действием мутагенных факторов
· Чаще мутируют рецессивные аллели (кодируют менее устойчивую к действию мутагенных фа
Частота аллелей и генотипов (генетическая структура популяции)
Генетическая структура популяции - соотношение частот аллелей (А и а) и генотипов (АА, Аа, аа)в генофонде популяции
Частота аллеля
Цитоплазматическая наследственность
· Имеются данные, необъснимые с точки зрения хромосомной теории наследственности А. Вейсмана и Т. Моргана (т. е. исключительно ядерной локализации генов)
· Цитоплазма участвует в ре
Плазмогены митохондрий
· Одна миотохондрия содержит 4 - 5 кольцевых молекул ДНК длинной около 15 000 пар нуклеотидов
· Содержит гены:
- синтеза т РНК, р РНК и белков рибосом, некоторых ферментов аэро
Плазмиды
· Плазмиды - очень короткие, автономно реплицирующиеся кольцевые фрагменты молекулы ДНК бактерий, обеспечивающие нехромосомную передачу наследственной информации
Изменчивость
Изменчивость - общее свойство всех организмов приобретать структурно - функциональные отличия от своих предков.
Мутационная изменчивость
Мутации - качественные или количественные ДНК клеток организма, приводящие к изменениям их генетического аппарата (генотипа)
· Мутационная теория созд
Причины мутаций
Мутагенные факторы (мутагены) - вещества и воздействия, способные индуцировать мутационный эффект (любые факторы внешней и внутренней среды, которые м
Частота мутаций
· Частота мутирования оьтдельных генов широко варьирут и зависит от состояния организма и этапа онтогенеза (обычно растёт с возрастом) . В среднем каждый ген мутирует один раз в 40 тысяч лет
Генные мутации (точковые, истинные)
Причина - изменение химической структуры гена (нарушение последовательности нуклеотидов в ДНК: * генные вставки пары или нескольких нуклеотидов
Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, аберрации)
Причины- вызываются значительными изменениями в структуре хромосом (перераспределении наследственного материала хромосом)
· Во всех случаях возникают в результате ра
Полиплоидия
Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом в клетке (гаплоидный набор хромосом -n повторяется не 2 раза, а множество раз - до 10 -1
Значение полиплоидии
1. Полиплоидия у растений характеризуется увеличением размеров клеток, вегетативных и генеративных органов - листье, стеблей, цветов, плодов, корнеплодов и проч. , у
Анеуплоидия (гетероплоидия)
Анеуплоидия (гетероплоидия) - изменение числа отдельных хромосом не кратное гаплоидному набору (при этом одна или несколько хромосом из гомологичной пары норма
Соматические мутации
Соматические мутации - мутации, возникающие в соматических клетках организма
· Различают генные, хромосомные и геномные соматические мутации
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
· Открыт Н. И. Вавиловым на основе изучения дикой и культурной флоры пяти континентов
5.Мутационный процесс у генетически близких видов и родов протекает параллельно, в р
Комбинативная изменчивость
Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая в результате закономерной перекомбинации аллелей в генотипах потомков, вследствие полового размножения
Фенотипическая изменчивость (модификационная или ненаследственная)
Модификационная изменчивость - эволюционно закреплённые приспособительные реакции организма на изменение внешней среды без изменения генотипа
Значение модификационной изменчивости
1. большинство модификаций имеет приспособительное значение и способствует адаптации организма к изменению внешней среды
2. может вызывать негативные изменения -морфозы
Статистические закономерности модификационной изменчивости
· Модификации отдельного признака или свойства, измеряемые количественно, образуют непрерывный ряд (вариационный ряд) ; его нельзя построить по неизмеряемому признаку или признаку, суще
Вариационнвя кривая распределения модификаций в вариционном ряд
V - варианты признака
Р - частота встречаемости вариантов признака
Мо - мода, или наиболее
Различия в проявлении мутаций и модификаций
Мутационная (генотипическая) изменчивость
Модификационная (фенотипическая) изменчивость
1. Связана с изменением гено - и кариотипа
Особенности человека как объекта генетических исследований
1. Невозможен целенапрвленный подбор родительских пар и экспериментальные браки (невозможность экспериментального скрещивания)
2. Медленная смена поколений, происходящая в среднем через
Методы изучения генетики человека
Генеалогический метод
· В основе метода лежит составление и анализ родословных (введён в науку в конце XIX в. Ф. Гальтоном) ; суть метода состоит в прослеживании нас
Близнецовый метод
· Метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков у одно - и двуяйцевых близнецов (частота рождения близнецов составляет один случай на 84 новорождённых)
Цитогенетический метод
· Заключается в визуальном изучении митотических метафазных хромосом под микроскопом
· Основан на методе дифференциального окрашивания хромосом (Т. Касперсон,
Метод дерматоглифики
· Основан на изучении рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп (здесь имеются эпидермальные выступы -гребни,которые образуют сложные узоры) , этот признак наследуе
Популяционно - статистический метод
· Основан на статистической (математической) обработке данных о наследовании в больших группах населения (популяциях - группах, отличающихся по национальности, вероисповеданию, расам, профес
Метод гибридизации соматических клеток
· Основан на размножении соматических клеток органов и тканей вне организма в питательных стерильных средах (клетки чаще всего получают из кожи, костного мозга, крови, эмбрионов, опухолей) и
Метод моделирования
· Теоретическую основу биологического моделирования в генетике даёт закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова
· Для моделирования определённы
Генетика и медицина (медицинская генетика)
· Изучает причины возникновения, диагностические признаки, возможности реабилитации и профилактики наследственных болезней человека (мониторинг генетических аномалий)
Хромосомные болезни
· Причиной является изменение числа (геномные мутации) или структуры хромосом (хромосомные мутации) кариотипа половых клеток родителей (аномалии могут возникать на разн
Полисомии по половым хромосомам
Трисомия - X (синдром Трипло X) ; Кариотип (47 , XXX)
· Известны у женщин; частота синдрома 1: 700 (0,1 %)
· Н
Наследственные болезни генных мутаций
· Причина - генные (точечные) мутации (изменение нуклеотидного состава гена - вставки, замены, выпадения, переносы одного или нескольких нуклеотидов; точное количество генов у человека неизв
Болезни, контролируемые генами, локализованными на X- илиY-хромосоме
Гемофилия - несвёртываемость крови
Гипофосфатемия - потеря организмом фосфора и недостаток кальция, размягчение костей
Мышечная дистрофия -нарушения структур
Генотипический уровень профилактики
1. Поиск и применение антимутагенных защитных веществ
Антимутагены (протекторы) - соединения, нейтрализующие мутаген до его реакции с молекулой ДНК или снимающие её
Лечение наследственных болезней
1. Симптоматическое и патогенетическое- воздействие на симптомы болезни (генетический дефект сохраняется и передаётся потомству)
n диетотер
Взаимодействие генов
Наследственность - совокупность генетических механизмов, обеспечивающих сохранение и предачу структурно-функциональной организации вида в ряду поколений от предков п
Взаимодействие аллельных генов (одной аллельной пары)
· Выделяют пять типов аллельных взаимодействий:
1. Полное доминирование
2. Неполное доминирование
3. Сверхдоминирование
4. Кодоминирова
Комплементарность
Комплементарность - явление взаимодействия нескольких неаллельных доминантных генов, приводящее к возникновению нового признака, отсутствующего у обоих родителей
Полимерия
Полимерия - взаимодействие неаллельных генов, при котором развитие одного признака происходит только под действием нескольких неаллельных доминантных генов (полиген
Плейотропия (множественное действие гена)
Плейотропия - явление влияния одного гена на развитие нескольких признаков
· Причина плейотропного влияния гена в действии первичного продукта эт
Основы селекции
Селекция (лат. selektio – отбор) – наука и отрасль с.-х. производства, разрабатывающая теорию и методы создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животны
Одомашнивание как первый этап селекции
· Культурные растения и домашние животные произошли от диких предков; этот процесс называют одомашниванием или доместикацией
· Движущая сила доместикации – иску
Центры происхождения и многообразия культурных растений (по Н. И. Вавилову)
Название центра
Географическое положение
Родина культурных растений
Искусственный отбор (подбор родительских пар)
· Известны два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный
Массовый отбор –выделение, сохранение и использование для размножения организмов, обладающих
Гибридизация (скрещивание)
· Позволяет сочетать определённые наследственные признаки в одном организме, а также избавляться от нежелательных свойств
· В селекции применяют различные системы скрещивания
&n
Родственное скрещивание (инбридинг)
Инбридинг– скрещивание особей, имеющих близкую степень родства: брат – сестра, родители – потомство (у растений наиболее тесная форма инбридинга осуществляется при самоо
Неродственное скрещивание (аутбридинг)
· При скрещивании неродственных особей вредные рецессивные мутации, находящиеся в гомозиготном состоянии переходят в гетерозиготное и не оказывают негативного влияния на жизнеспособность организма
Гетерозис
Гетерозис (гибридная сила) – явление резкого увеличения жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения при неродственном скрещивании (межпо
Индуцированный (искусственный) мутагенез
· Частота с спектр мутаций резко повышается при воздействии мутагенов (ионизирующих излучений, химических веществ, экстремальных условий внешней среды и т. д.)
· Примене
Межлинейная гибридизация у растений
· Заключается в скрещивании чистых (инбредных) линий, полученных в результате длительного принудительного самоопыления перекрёстноопыляющихся растений с целью получения максим
Вегетативное размножение соматических мутаций у растений
· Метод основан на выделении и отборе полезных соматических мутаций по хозяйственным признакам у лучших старых сортов (возможен только в селекции растений)
Методы селекционно-генетической работы И. В. Мичурина
1. Систематически отдалённая гибридизация
а) межвидовая: Вишня владимирская х черешня Винклера = вишня Краса севера (зимостойкость) б) межродовая
Полиплоидия
· Полиплоидия – явление кратного основному числу (n) увеличения числа хромосом в соматических клетках организма (механизм образования полиплоидов и
Клеточная инженерия
· Культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах, содержащих аминокислоты, гормоны, минеральные соли и другие питательные компоненты (
Хромосомная инженерия
· Метод основывается на возможности замены или добавлении новых отдельных хромосом у растений
· Возможно уменьшение или увеличение числа хромосом в любой гомологичной паре – анеуплоидия
Селекция животных
· Имеет ряд особенностей по сравнению с селекцией растений, объективно затрудняющих её проведение
1. Характерно в основном только половое размножение (отсутствие вегетати
Одомашнивание
· Началось около 10 – 5 тыс. назад в эпоху неолита (ослабило действие стабилизирующего естественного отбора, что привело к увеличению наследственной изменчивости и повышению эффективности отбора
Скрещивание (гибридизация)
· Существуют два метода скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг)
· При подборе пары учитывают родословные каждого производителя (племенные книги, учи
Неродственно скрещивание (аутбридинг)
· Может быть внутрипородное и межпорордное, межвидовое или межродовое (систематически отдалённая гибридизация)
· Сопровождается эффектом гетерозиса гибридов F1
Проверка племенных качеств производителей по потомству
· Существуют хозяйственные признаки, проявляющиеся только у самок (яйценоскость, молочность)
· Самцы участвуют в формировани этих признаков у дочерей (необходимо проверять самцов на ц
Селекция микроорганизмов
· Микроорганизмы (прокариоты – бактерии, синезелёные водоросли; эукариоты – одноклеточные водоросли, грибы, простейшие) – широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, медици
Этапы селекции микроорганизмов
I. Поиски природных штаммов, способных к синтезу необходимых человеку продуктов
II.Выделение чистого природного штамма (происходит в процессе многократного пересеивания п
Задачи биотехноглгии
1. Получение кормового и пищевого белка из дешового природного сырья и отходов промышленности (основа решения продовольственной проблемы)
2. Получение достаточного количесства
Продукция микробиологического синтеза
q Кормовой и пищевой белок
q Ферменты (широко применяются в пищевой, спиртовой, пивоваренной, винодельческой, мясной, рыбной, кожевенной, текстильной и др. пр
Этапы технологического процесса микробиологического синтеза
I этап – получение чистой культуры микроорганизмов, содержащей лишь организмы одного вида или штамма
· Каждый вид хранится в отдельной пробирке и поступает на производство и
Генная (генетическая) инженерия
Генная инженерия – это область молекулярной биологии и биотехнологии, занимающаяся созданием и клонированием новых генетических структур (рекомбинантных ДНК) и организмов с заданными н
Стадии получение рекомбинантных (гибридных) молекул ДНК
1. Получение исходного генетического материала – гена, кодирующего интересующий белок(признак)
· Необходимый ген может быть получен двумя способами: искусственный синтез или выд
Достижения генной инженерии
· Введение генов эукариот в бактерии используется для микробиологического синтеза биологически активных веществ, которые в природе синтезируются только клетками высших организмов
· Синтез
Проблемы и перспективы генной инженерии
· Изучение молекулярных основ наследственных заболеваний и разработка новых методов их лечения, изыскание методов исправления повреждений отдельных генов
· Повышение сопротивляемости орга
Хромосомная инженерия у растений
· Заключается в возможности биотехнологической замены отдельных хромосом в гаметах растений или добавления новых
· В клетках каждого диплоидного организма имеются пары гомологичных хромосо
Метод культуры клеток и тканей
· Метод представляет собой выращивание отдельных клеток, кусочков тканей или органов вне организма в искусственных условиях на строго стерильных питательных средах с постоянными физико-химическими
Клониальное микроразмножение растений
· Культивирование клеток растений относительно несложно, среды просты и дёшевы, а культура клеток неприхотлива
· Метод культуры клеток растений состоит в том, что отдельная клетка или т
Гибридизация соматических клеток (соматическая гибридизация) у растений
· Протопласты растительных клеток без жёстких клеточных стенок могут сливаться друг с другом, образуя гибридную клетку, обладающую признаками обоих родителей
· Даёт возможность получать
Клеточная инженерия у животных
Метод гормональной суперовуляции и трансплантации эмбрионов
· Выделение от лучших коров десятков яйцеклеток в год способом гормональной индуктивной полиовуляции (вызывается
Гибридизация соматических клеток у животных
· Соматические клетки содержат весь объём генетической информации
· Соматические клетки для культивирования и последующей гибридизации у человека получают из кожи, ко
Получение моноклониальных антител
· В ответ на введение антигена (бактерии, вирусы, эритроциты и др.) органимизм продуцирует с помощью В – лимфоцитов специфические антитела, которые представляют собой белки, называемые имм
Экологическая биотехнология
· Очистка воды путё создания очистных сооружений, работающих с использованием биологических методов
q Окисление сточных вод на биологических фильтрах
q Утилизация органических и
Биоэнергетика
Биоэнергетика – направление биотехнологии, связанное с получением энергии из биомассы при помощи микроорганизмов
· Одним из эффективных методов получения энергии из биом
Биоконверсия
Биоконверсия – это превращение веществ, образовавшихся в результате обмена веществ, в структурно родственные соединения под действием микроорганизмов
· Целью биоконверсии я
Инженерная энзимология
Инженерная энзимология – область биотехнологии, использующая ферменты в производстве заданных веществ
· Центральным методом инженерной энзимологии является иммобилиза
Биогеотехнология
Биогеотехнология – использование геохимической деятельности микроорганизмов в горнодобывающей промышленности (рудной, нефтяной, угольной)
· С помощью микроо
Границы биосферы
· Определяются комплексом факторов; к общим условиям существования живых организмов относятся:
1. наличие жидкой воды
2. наличие ряда биогенных элементов (макро- и микроэлемент
Свойства живого вещества
1. Содержат огромный запас энергии, способной производить работу
2. Скорость протекания химических реакции в живом веществе в миллионы раз быстрее обычных благодаря участию ферментов
Функции живого вещества
· Выполнятся живой материей в процессе осуществления жизнедеятельности и биохимических превращений веществ в реакциях метаболизма
1. Энергетическая – трансформация и усвоение живым
Биомасса суши
· Континентальная часть биосферы – суша занимает 29% (148 млн км2)
· Неоднородность суши выражается наличием широтной зональности и высотной зональностью
Биомасса почвы
· Почва – смесь разложившихся органических и выветренных минеральных веществ; минеральный состав почвы включает кремнезём (до 50%) , глинозём (до 25%) , оксид железа, магния, калия, фосфора
Биомасса Мирового океана
· Площадь Мирового океана (гидросфера Земли) занимает 72,2% всей поверхности Земли
· Вода обладает особыми свойствами, важными для жизни организмов – высокую теплоёмкость и теплопроводн
Биологический (биотический, биогенный, биогеохимический цикл) круговорот веществ
Биотический круговорот веществ – непрерывное, планетарное, относительно циклическое, неравномерное во времени и пространстве закономерное распределение веществ
Биогеохимические циклы отдельных химических элементов
· Биогенные элементы циркулируют в биосфере, т. е. совершают замкнутые биогеохимичесик циклы, которые функционируют под действием биологических (жизнедеятельность) и геологичес
Круговорот азота
· Источник N2 – молекулярный, газообразный, атмосферный азот (не усваивается большинством живых организмов, т. к. химически инертен; растения способны усваивать лишь связанный с ки
Круговорот углерода
· Главный источник углерода – углекислый газ атмосферы и воды
· Круговорот углерода осуществляется благодаря процессам фотосинтеза и клеточного дыхания
· Круговорот начинается с ф
Круговорот воды
· Осуществляется за счёт солнечной энергии
· Регулируется со стороны живых организмов:
1. поглощение и испарение растениями
2. фотолиз в процессе фотосинтеза (разложени
Круговорот серы
· Сера- биогенный элемент живой материи; содержится в белках в составе аминокислот (до 2,5%) , входит в состав витаминов, гликозидов, коферментов, имеется в растительных эфирных маслах
Поток энергии в биосфере
· Источник энергии в биосфере – непрерывное электромагнитное излучение солнца и радиоактивная энергия
q 42% солнечной энергии отражается от облаков, атмосферой пыли и поверхности Земли в
Возникновение и эволюция биосферы
· Живая материя, а вместе с ней и биосфера появилась на Земле вследствие возникновения жизни в процессе химической эволюции около 3,5 млрд лет назад, приведшей к образованию органических веществ
Ноосфера
Ноосфера (букв. сфера разума) – высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разум
Признаки современной ноосферы
1. Возрастающее количество извлекаемых материалов литосферы – рост разработок месторождений полезных ископаемых (сейчас оно превышает 100млрд тонн в год)
2. Массовое потр
Влияние человека на биосферу
· Современное состояние ноосферы характеризуется всё возрастающей перспективой экологического кризиса, многие аспекты которой уже проявляются в полной мере, создавая реальную угрозу сущест
Производство энергии
q Строительство ГЭС и создание водохранилищ вызывает затопление больших территорий и переселение людей, поднятие уровня грунтовых вод, эрозию и заболачивание почвы, оползни, потерю пахотных зем
Производство пищи. Истощение и загрязнение почвы, сокращение площади плодородных почв
q Пахотные земли занимают 10% поверхности Земли (1,2 млрд. га)
q Причина – чрезмерная эксплуатация, несовершенство с\х производства: водная и ветровая эрозия и образование оврагов, в
Сокращение природного биологического разнообразия
q Хозяйственная деятельность человека в природе сопровождается изменением численности видов животных и растений, вымиранию целых таксонов, снижению разнообразия живого
q В настоящее врем
Кислотные осадки
q Увеличение кислотности дождей, снега, туманов вследствие выброса в атмосферу окислов серы и азота от горения топлива
q Кислые осадки снижают урожай, губят естественную растительность
Пути решения экологических проблем
· Человек в дальнейшем будет эксплуатировать ресурсы биосферы во всё более возрастающих масштабах, поскольку эта эксплуатация – непременное и главное условие самого существования ч
Рациональное потребление и управление природными ресурсами
q Максимально полное и комплексное извлечение из месторождений всех полезных ископаемых (из-за несовершенства технологии добычи из месторождений нефти извлекается лишь 30-50% запасов
q Рек
Экологическая стратегия развития сельского хозяйства
q Стратегическое направление - повышение урожайности для обеспечения продовольствием растущего населения без увеличения посевных площадей
q Повышение урожайности с\х культур без негативны
Свойства живой материи
1. Единство элементарного химического состава (98% приходится на углерод, водород, кислород и азот)
2. Единство биохимического состава – все живые органи
Гипотезы происхождения жизни на Земле
· Существую две альтернативные концепции о возможности происхождения жизни на Земле:
q абиогенез – возникновение живых организмов из веществ неорганической природы
Стадии развития Земли (химические предпосылки возникновения жизни)
1. Звездная стадия истории Земли
q Геологическая история Земли началась более 6 морд. лет назад, когда Земля представляла собой раскалённый свыше 1000
Возникновение процесса самовоспроизведения молекул (биогенного матричного синтеза биополимеров)
1. Произошло вследствие взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами
2. Все необходимые компоненты процесса биогенного матричного синтеза:
- ферменты - белки
- пр
Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина
Социально-экономические предпосылки
1. В первой половине XIX в. Англия стала одной из самых развитых в хозяйственном отношении стран мира с высоким уровне
· Изложены в книге Ч. Дарвина « О происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь » , которая вышла
Изменчивость
Обоснование изменяемости видов
· Для обоснования положения об изменчивости живых существ Ч. Дарвин воспользовался распространёнными
Коррелятивная (соотносительная) изменчивость
· Изменение структуры или функции одной части организма обуславливает согласованное изменение другой или других, поскольку организм - целостная система, отдельные части которой тесно связаны межд
Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина
1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда и никем не были созданы, а возникли естественным путём
2. Возникнув естественным путём, виды медленно и постепенно
Развитие представлений о виде
· Аристотель- пользовался понятием вида при описании животных, которое не имело научного содержания и использовалось как логическое понятие
· Д. Рэй
Критерии вида (признаки идентификации видовой принадлежности)
· Значение критериев вида в науке и практике – определение видовой принадлежности особей (видовая идентификация)
I. Морфологический – сходство морфологических наследс
Виды популяций
1. Панмиктические - состоят из особей, размножающихся половым путём, перекрёстно оплодотворяющихся.
2. Клониальные- из особей, размножающихся только бе
Мутационный процесс
· Спонтанные изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно на протяжении всего периода существования жизни под действием мут
Изоляция
Изоляция - прекращение потока генов из популяции в популяцию (ограничение обмена генетической информацией между популяциями)
· Значение изоляции как фа
Первичная изоляция
· Не связана прямо с действием естественного отбора, является следствием внешних факторов
· Приводит к резкому снижению или прекращению миграции особей из других попул
Экологическая изоляция
· Возникает на основе экологических отличий существования разных популяций (разные популяции занимают различные экологические ниши)
v Например, форели озера Севан р
Вторичная изоляция (биологическая, репродуктивная)
· Имеет решающее значение в формировании репродуктивной изоляции
· Возникает вследствие внутривидовых различий организмов
· Возникла в результате эволюции
· Имеет два изо
Миграции
Миграции - перемещение особей (семян, пыльцы, спор) и свойственных им аллелей между популяциями, ведущее к изменению частот аллелей и генотипов в их генофондах
· Общее с
Популяционные волны
Популяционные волны (« волны жизни ») - периодические и непериодические резкие колебания численности особей популяции под действием естественных причин (С. С.
Значение популяционных волн
1. Приводит к ненаправленному и резкому изменению частот аллелей и генотипов в генофонде популяций (случайное выживание особей в период зимовки может увеличить концентрацию данной мутации в 1000 р
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы)
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы) - случайное ненаправленное, не обусловленное действием естественного отбора, изменение частот аллелей и генотипов в м
Результат дрейфа генов (для малых популяций)
1. Обуславливает утрату (р =0) или фиксацию (р=1) аллелей в гомозоготном состоянии у всех членов популяции вне связи с их адаптивной ценностью - гомозиготизация особей
Естественный отбор - направляющий фактор эволюции
Естественный отбор – процесс преимущественного (селективного, выборочного) выживания и размножения наиболее приспособленных особей и не выживания или не размножения
Борьба за существование Формы естественного отбора
Движущий отбор (Описан Ч. Дарвином, современное учение развито Д. Симпсоном, англ.)
Движущий отбор - отбор в
Стабилизирующий отбор
· Теорию стабилизирующего отбора разработал русский акад. И. И. Шмаьгаузен (1946)
Стабилизирующиё отбор - отбор, действующий в стабильных
Другие формы естественного отбора
Индивидуальный отбор -избирательное выживание и размножение отдельных особей, обладающих преимуществом в борьбе за существование и элиминация других
Основные особенности естественного и искусственного отбора
Естественный отбор
Искусственный отбор
1. Возник с возникновением жизни на Земле (около 3млрд лет назад)
1. Возник в не
Общие признаки естественного и искусственного отбора
1. Исходный (элементарный) материал - индивидуальные признаки организма (наследственные изменения - мутации)
2. Осуществляются по фенотипу
3. Элементарная структура - популяци
Борьба за существование - важнейший фактор эволюции
Борьба за существование - комплекс взаимоотношений организма с абиотическими (физические условия жизни) и биотическими (отношения с другими живыми организмами) фак
Интенсивность размножения
v Одна особь аскариды производит в сутки 200 тыс. яиц; серая крыса даёт 5 помётов в год по 8 крысят, которые становятся половозрелыми в трёхмесячном возрасте; потомство одной дафнии за лето дост
Межвидовая борьба за существование
· Происходит между особями популяций разных видов
· Менее острая, чем внутривидовая, но её напряжённость увеличивается, если разные виды занимают сходные экологические ниши и обладают с
Борьба с неблагоприятными абиотическими факторами окружающей среды
· Наблюдается во всех случаях, когда особи популяции оказываются в экстремальных физических условиях (излишнее тепло, засуха, суровая зима, избыточная влажность, неплодородные почвы, суровые
Основные открытия в области биологии после создания СТЭ
1. Открытие иерархических структур ДНК и белка, в том числе вторичной структуры ДНК - двойной спирали и её нуклеопротеидной природы
2. Расшифровка генетического кода (его триплетнос
Признаки органов эндокринной системы
1. Обладают относительно небольшими размерами (доли или несколько грамм)
2. Анатомически не связаны между собой
3. Синтезируют гормоны
4. Имеют обильную сеть кровеносны
Характеристика (признаки) гормонов
1. Образуются в железах внутренней секреции (нейрогормоны могут синтезироваться в нейросекреторных клетках)
2. Высокая биологическая активность – способность быстро и сильно изменять инт
Химическая природа гормонов
1. Пептиды и простые белки (инсулин, соматотропин, тропные гормоны аденогипофиза, кальцитонин, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гормоны гипоталамуса)
2. Сложные белки – тиреотропин, лют
Гормоны средней (промежуточной) доли
Меланотропный гормон(меланотропин) – обмен пигментов (меланина) в покровных тканях
Гормоны задней доли (нейрогипофиза) – окситрцин, вазопрессин
Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин)
В состав гормонов щитовидной железы непременно входит йод и амнокислота тирозин (ежедневно в составе гормонов выделяется 0,3 мг. йода, следовательно человек должен ежедневно с пищей и водой получа
Гипофункция щитовидной железы (гипотериоз)
Причиной гипотерозов является хронический дефицит йода в пище и воде
Недостаток секреции гормонов компенсируется за счёт разрастания ткани железы и значительное увеличение её объёма
Гормоны коркового слоя (минералкортикоиды, глюкокортикоиды, половые гормоны)
Корковый слой образован из эпителиальной ткани и состоит из трёх зон: клубочковой, пучковой и сетчатой, имеющих разную морфологию и функции. Гормоны относится к стероидам – кортикостероиды
Гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин, норадреналин)
- Мозговой слой состоит из особых хромаффинных клеток, окрашивающихся в жёлтый цвет, (эти же клетки расположены в аорте, месте разветвления сонной артерии и в симпатических узлах; все они составл
Гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон, соматостатин)
Инсулин (секретируется бета-клетками(инсулоцитами), является простейшим белком)
Функции:
1. Регуляция углеводного обмена (единственный сахаропониж
Тестостерон
Функции: 1. Развитие вторичных половых признаков (пропорции тела, мускулатура, рост бороды, волос на теле, психические особенности мужчины и др.)
2. Рост и развитие органов размножения
Яичники
1. Парные органы (размеры около 4 см. , масса 6-8 гр.), расположенные в малом тазу, по обеим сторонам матки
2. Состоят из большого числа (300 -400 тыс.) т. н. фолликулов – структу
Эстрадиол
Функции: 1. Развитие женских половых органов: яйцеводов, матки, влагалища, молочных желёз
2.Формирование вторичных половых признаков женского пола (телосложение, фигура, отложение жира, в
Железы внутренней секреции (эндокринная система) и их гормоны
Эндокринные железы
Гормоны
Функции
Гипофиз:
- передняя доля: аденогипофиз
- средняя доля
- задня
Рефлекс. Рефлекторная дуга
Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение (изменение) внешней и внутренней среды, осуществляющуюся с участием нервной системы (основная форма деятельнос
Механизм обратной связи
· Рефлекторная дуга не заканчивается ответной реакцие организма на раздражение (работой эффектора). Все ткани и органы имеют собственные рецепторы и афферентные нервные пути, подходящие к чувствите
Спинной мозг
1. Наиболее древний отдел ЦНС позвоночных (впервые появляется у головохордовых – ланцетника)
2. В процессе эмбриогенеза развивается из нервной трубки
3. Располагается в костном
Скелетно-моторные рефлексы
1. Коленный рефлекс (центр локализуется в поясничном сегменте); рудиментарный рефлекс от животных предков
2. Ахиллов рефлекс (в поясничном сегменте)
3. Подошвенный рефлекс (с
Проводниковая функция
· Спинной мозг имеет двустороннюю связь с головным мозгом (стволовой частью и корой полушарий); через спинной мозг головной мозг связан с рецепторами и исполнительными органами тела
· Св
Головной мозг
· Головной и спинной мозг развиваются у эмбриона из наружного зародышевого листка - эктодермы
· Располагается в полости мозгового черепа
· Покрыт (как и спинной мозг) тремя обол
Продолговатый мозг
2. В процессе эмбриогенеза развивается из пятого мозгового пузыря нервной трубки зародыша
3. Является продолжением спинного мозга (нижней границей между ними является место выхода корешко
Рефлекторная функция
1. Защитные рефлексы: кашель, чихание, мигание, рвота, слёзоотделение
2. Пищевые рефлексы: сосание, глотание, сокоотделение пищеварительных желёз, моторика и перистальтика
Средний мозг
1. В процессе эмбриогенеза из третьего мозгового пузыря нервной трубки зародыша
2. Покрыт белым веществом, серое вещество – внутри в виде ядер
3. Имеет следующие структурные компо
Функции среднего мозга (рефлекторная и проводниковая)
I. Рефлекторная функция(все рефлексы врождённые, безусловные)
1. Регуляция мышечного тонуса при движении, ходьбе, стоянии
2. Ориентировочный рефлекс
Таламус (зрительные бугры)
· Представляет собой парные скопления серого вещества (40 пар ядер), покрытые слоем белого вещества, внутри – III желудочек и ретикулярная формация
· Все ядра таламуса афферентные, чувств
Функции гипоталамуса
1. Высший центр нервной регуляции сердечно-сосудистой системы, проницаемость кровеносных сосудов
2. Центр терморегуляции
3. Регуляция водно-солевого баланса орган
Функции мозжечка
· Мозжечёк соединён со всеми отделами ЦНС; рецепторами кожи, проприорецептрами вестибулярного и двигательного аппарата, подкоркой и корой больших полушарий
· Функции мозжечка исследуют пут
Конечный мозг (большой мозг, большие полушария переднего мозга)
1. В процессе эмбриогенеза развивается из первого мозгового пузыря нервной трубки зародыша
2. Состоит из двух полушарий (правого и левого), разделённых глубокой продольной щелью и соединён
Кора больших полушарий (плащ)
1. У млекопитающих и человека поверхность коры складчатая, покрытая извилинами и бороздами, обеспечивающими увеличение площади поверхности (у человека составляет около 2200 см2
Функции коры больших полушарий
Методы изучения:
1. Электрическое раздражение отдельных участков (метод «вживления» электродов в зоны мозга)
3. 2. Удаление (экстирпация) отдельных участк
Сенсорные зоны(области) коры больших полушарий
· Представляют из себя центральные (корковые) отделы анализаторов, к ним подходят чувствительные (афферентные) импульсы от соответствующих рецепторов
· Занимают небольшую часть кор
Функции ассоциативных зон
1. Связь между различными зонами коры (сенсорными и моторными)
2. Объединение (интеграция) всей чувствительной информации, поступающей в кору с памятью и эмоциями
3. Решающее з
Особенности вегетативной нервной системы
1. Разделяется на два отдела: симпатический и парасимпатический (каждый из них имеет центральную и переферическую части)
2. Не имеет собственных афферентных (
Особенности отделов вегетативной нервной системы
Симпатический отдел
Парасимпатический отдел
1. Центральные ганглии расположены в боковых рогах грудных и поясничных сегментов спинн
Функции вегетативной нервной системы
· Большинство органов тела иннервирует как симпатическая, так и парасимпатическая системы (двойная иннервация)
· Оба отдела оказывают на органы три рода действий – сосудодвигательное,
Влияние симпатического и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы
Симпатический отдел
Парасимпатический отдел
1. Учащает ритм, увеличивает силу сердечных сокращений
2. Расширяет коронарные сосуды се
Высшая нервная деятельность человека
Психические механизмы отражения: Психические механизмы проектирования будущего
- ощуще
Особенности (признаки) безусловных и условных рефлексов
Безусловные рефлексы
Условные рефлексы
1. Врожденные видовые реакции организма (передаются по наследству) – генетически детерм
Условия выработки условных рефлексов
1. Индифферентный раздражитель должен предшествовать безусловному (опережающее действие)
2. Средняя сила индифферентного раздражителя (при малой и большой силе рефлекс может не образовать
Значение условных рефлексов
1. Лежат в основе обучения, получения физических и психических навыков
2. Тонкое приспособление вегетативных, соматических и психических реакций к условиям с
Индукционное (внешнее) торможение
o Развивается при действии постороннего, неожиданного, сильного раздражителя из внешней или внутренней среды
v Сильный голод, переполненный мочевой пузырь, боль или половое возбуждение тор
Угасательное условное торможение
· Развивается при систематическом неподкреплении условного раздражителя безусловным
v Если условный раздражитель повторять через короткие промежутки времени без подкреплениея его бе
Взаимоотношене возбуждения и торможения в коре больших полушарий
Иррадиация - распространение процессов возбуждения или торможения из очага их возникновения на другие области коры
· Примером иррадиации процесса возбуж
Причины возникновения сна
· Существуют несколько гипотез и теорий причин возникновения сна:
Химическая гипотеза – причиной сна является отравления клеток мозга токсичными продуктами жизнедеятельности, образ
Быстрый (парадоксальный) сон
· Наступает после периода медленного сна и продолжается 10 -15 мин; затем опять сменяется медленным сном; повторяется в течение ночи 4-5 раз
· Характеризуется быстрыми
Особенности высшей нервной деятельности человека
(отличия от ВНД животных)
· Каналы получения информации о факторах внешней и внутренней среды называются сигнальными системами
· Выделяют первую и вторую сигнальные систем
Особенности высшей нервная деятельность человека и животных
Животное
Человек
1. Получение информации о факторах среды только с помощью первой сигнальной системы (анализаторов)
2. Конкретное
Память, как компонент высшей нервной деятельности
Память – совокупность психических прцессов, обеспечивающих сохранение, закрепление и воспроизведение предыдущего индивидуального опыта
v Основные прцессы памяти
Анализаторы
· Всю информацию о внешней и внутренней среде организма, необходимую для взаимодействие с ней человек получает с помощью органов чувств (сенсорных систем, анализаторов)
v Понятие об анали
Строение и функции анализаторов
· Каждый анализатор состоит из трёх анатомически и функционально связанных отделов: переферического, проводникового и центрального
· Повреждение одной из частей анализатора
Значение анализаторов
1. Информация организму о состоянии и изменении внешней и внутренней среды
2. Возникновение ощущений и формирование на их основе понятий и представлений об окружающем мире,т. е.
Сосудистая оболочка (средняя)
· Находится под склерой, богата кровеносными сосудами, состоит из трёх частей: переднюю – радужку, среднюю – ресничное тело и заднюю – собственно сосудистую
Особенности фоторецепторных клеток сетчатки
Палочки
Колбочки
1. Количество 130 млн.
2. Зрительный пигмент– родопсин(зрительный пурпур)
3. Максимальное количество на п
Хрусталик
· Расположен позади зрачка, имеет форму двояковыпуклой линзы диаметром около 9 мм, абсолютно прозрачен и эластичен. Покрыт прозрачной капсулой, к которой прикрепляются цинновы связки ресничного тел
Функционирование глаза
· Зрительная рецепция начинается с фотохимических реакций, начинающихся в палочках и колбочках сетчатки и заключающихся в распаде зрительных пигментов под действием квантов света. Именно это
Гигиена зрения
1. Профилактика травм (защитные очки на производстве с травмирующими объектами – пыль, химические вещества, стружки, осколки и т.д.)
2. Защита глаз от слишком яркого света – солнце, эле
Наружное ухо
· Представлении ушной раковиной и наружным слуховым проходом
· Ушная раковина – свободно выступающая на поверхности головы
Среднее ухо (барабанная полость)
· Лежит внутри пирамиды височной кости
· Заполнено воздухом и сообщается с носоглоткой через трубку, длиной 3,5 см. и диаметром 2 мм – евстахиеву трубу
Функция евстахиев
Внутреннее ухо
· Расплагается в пирамиде височной кости
· Включает костный лабиринт, представляющий собой сложно устроенные каналы
· Внутри костног
Восприятие звуковых колебаний
· Ушная раковина улавливает звуки и направляет их в наружный слуховой проход. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, которые от неё предаются по системе рычагов слуховых косточек (
Гигиена слуха
1. Профилактика травм органов слуха
2. Защита органов слуха от чрезмерной силы или продолжительности звуковых раздражений – т. н. «шумового загрязнения», особенно в условиях шумного произв
Биосферный
1. Представлен клеточными органоидами
2. Биологические мезосистемы
3. Возможны мутации
4. Гистологический метод исследования
5. Начало метаболизма
6. Об
« Строение эукариотической клетки »
9. Органоид клетки, содержащие ДНК
10. Имеет поры
11. Выполняет в клетке компартаментальную функцию
12. Функ
Клеточный центр
Проверочный тематический цифровой диктант по теме « Метаболизм клетки »
1. Осуществляется в цитоплазме клетки
2. Требует специфических фермен
Тематический цифровой программированный диктант
по теме « Энергетический обмен »
1. Осуществляются реакции гидролиза
2. Конечные продукты – СО2 и Н2 О
3. Конечный продукт – ПВК
4. НАД восстана
Кислородный этап
Тематический цифровой программированный диктант по теме « Фотосинтез »
1. Осуществляется фотолиз воды
2. Происходит восстановление
« Метаболизм клетки:Энергетический обмен. Фотосинтез. Биосинтез белка»
1. Осуществляется у автотрофов 52. Осуществляется транскрипция
2. Связан с функционировани
Основные признаки царств эукариот
Царство Растений
Царство Животных
1. Имеют три подцарства:
– низшие растения (настоящие водоросли)
– красные водоросли
Особенности видов искусственного отбора в селекции
Массовый отбор
Индивидуальный отбор
1. К размножению допускаются множество особей с наиболее выраженными хозя
Общие признаки массового и индивидуального отбора
1. Осуществляется человеком при искусственном отборе
2. К дальнейшему размножению допускаются толко особи с наиболее выраженным желаемым признаком
3. Может быть многократным
ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
И.П.Павлов создал совершенно новый, до него неизвестный, раздел физиологии «Высшая нервная деятельность». Он считал, что в отличие от «низшей» (безусловнорефлекторной) деятельности, высшая нервная деятельность (ВНД) обеспечивает постоянное взаимодействие с внешней средой и ее факторами. Для разработки вопросов ВНД необходимы были специальные методы и приемы. Таким методом, созданным И.П.Павловым, явился метод условного рефлекса. Еще в 60-е годы 19 века И.М.Сеченов впервые в истории физиологической науки (в книге «Рефлексы головного мозга», 1863 г.) утверждал, что в основе психических процессов лежит рефлекторный принциц деятельности мозга. Психика, ее формирование имеют непосредственную связь с факторами внешней среды (биологическими, социальными, духовными и т.д.).
Начало 20 века характеризуется тем, что произошел коренной поворот в сторону изучения психических функций. В 1904 году за цикл работ по физиологии пищеварения был удостоен Нобелевской премии. Занимаясь физиологией пищеварения, Павлов обратил внимание на то, что у собак с фистулой желудка или слюнных желез выделение сока начинается еще до попадания пищи в полость рта (на вид и запах), т.е. реакция возникала не на прямое раздражение рецепторов полости рта, а на сигналы, предшествующие этому раздражителю. Эти реакции Павлов назвал условными рефлексами. Метод слюноотделительного условного рефлекса был использован для изучения закономерностей ВНД. Эти методы и в целом постановка вопроса об объективных методах изучения ВНД не сразу нашли признание зарубежных и даже ученых нашей страны. Время расставило акценты по этим вопросам и в наши дни в разных лабораториях мира используют условный рефлекс как инструмент для исследования таких физиологических процессов как память, обученеие, поведение, психика и т.д.
Кора большого мозга и ближайшие к ней подкорковые структуры являются высшим отделом ЦНС человека и животных. Основная функция этого отдела - осуществление сложных поведенческих реакций организма (поведения), составляющих основу высшей нервной деятельности.
Методы изучения ВНД
Метод выработки условных рефлексов.
Классические исследования условнорефлекторной деятельности были проведены с использованием слюноотделительных рефлексов (эффекторное звено рефлекторной дуги - слюнные железы). Суть этой методики состоит в том, что для выработки пищевого условного рефлекса животному предъявляют индифферентный по отношению к безусловному рефлексу слюноотделения стимул (например, световой или звуковой раздражитель) с последующим или одновременным подкреплением его безусловным раздражителем (пища). Для сбора слюны у животного предварительно производят операцию выведения протока околоушной слюнной железы на наружную поверхность кожи. Характеристики как безусловного, так и вырабатываемого на его основе условного рефлекса изучают путем анализа качественного или количественного состава выделяемой слюны. Если вырабатывается оборонительный условный рефлекс (например, на болевое раздражение), то в качестве подкрепляющего безусловного рефлекса используют электрическое раздражение кожи.
Впоследствии при изучении условнорефлекторной деятельности животных и человека стали широко применять и другие методики, например двигательные условные рефлексы, т.е. в этом случае эффекторным звеном являются мышцы, обеспечивающие те или иные двигательные акты.
2. Электрографические методы исследования .
При анализе нейрофизиологического механизма образования и реализации условнорефлекторной деятельности в настоящее время широко используют методы регистрации электрической активности мозга:
а) электроэнцефалография – запись суммарной электрической активности мозга, когда электроды накладываются на интактную кожу головы (после обработки специальной пастой для снижения сопротивления). Первым ученым, использовавшим этот метод на человеке, был Бергер (30-е годы 20 века). У здорового человека в покое при закрытых глазах регистрируется a -ритм (или волны) с частотой 8-13 Гц, так называемый синхронизированный ритм. При возбуждении или активном бодрствовании (с определенным видом деятельности) появляется b-ритм с частотой 14-30 Гц. Это низкоамплитудный высокочастотный ритм, который называют десинхронизацией или ритмом возбуждения. Во время сна, глубокого наркоза появляются медленные высокоамплитудные волны (q, тета-ритм с частотой 4-7 Гц) или d-ритм (дельта ритм с частотой 0,3-3,5- Гц при более глубоком торможении);
б) метод локального отведения потенциалов, когда через введенные в определенные структуры мозга, регистрируются потенциалы;
в) микроэлектродный метод отведения потенциалов, когда кончик микроэлектрода вводится в отдельный нейрон и регистрируется так называемая нейрональная активность (в покое или при каких-то воздействиях);
Методика образования условных рефлексов
В связи с тем что условные рефлексы есть благоприобретенные функции организма, необходимо рассмотреть методику их образования. Академик И. П. Павлов по этому поводу сказал:
"Итак, первое и основное условие для образования условного рефлекса - это совпадение во времени действия, ранее индифферентного (безразличного. - М. Х.) агента с действием безусловного агента, который вызывает определенный безусловный рефлекс.
Второе важное условие состоит в следующем. При образовании условного рефлекса индифферентный агент должен несколько предшествовать действию безусловного раздражителя. Если мы сделаем наоборот и сначала начнем действовать безусловным раздражителем, а затем присоединим индифферентный агент, то условного рефлекса не образуется" * .
* (Павлов И. П. Полн. собр. соч., т. 4. Изд. 2-е, доп. М. -Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1951, с. 40. )
Из сказанного следует, что если какой-либо раздражитель, безразличный для собаки, например звук свистка, производить одновременно с кормлением, то этот ранее безразличный раздражитель (И. П. Павлов называл его агентом) внешнего мира начинает через несколько повторений вызывать пищевую реакцию. Услышав свист, собака устремится туда, где она получала еду одновременно с этим сигналом. Эта реакция собаки на свист и есть условный рефлекс. Интересно, что этот условный рефлекс уже у трехнедельных щенков вырабатывается буквально после двух-трех повторений.
Начав прикармливать щенков (после того как они "раскусят", что в тарелке, и начнут лакать), посвистите. При повторном кормлении опять посвистите. При третьем и последующих кормлениях вам не придется собирать щенят и нести их к мискам. Стоит вам поставить миски с едой и посвистеть, как все "гнездо" вскочит, засуетится, начнет искать корм и устремится прямо на свист.
Для недрессированной собаки команда "Ко мне!" является безразличной. Дрессированная собака, услышав эту команду, сразу же подойдет к вам. При выработке этого условного рефлекса происходит абсолютно то же самое, что и в первом примере. Вы подаете команду "Ко мне!" (это условный раздражитель), и через секунду подтягиваете к себе собаку поводком (это безусловный раздражитель). Когда собака окажется около вас, подкрепляете раздражитель лакомством. После нескольких таких повторений (команда "Ко мне!" и пищевое подкрепление) собака, услышав только команду, подойдет к вам, так как у нее образовался условный рефлекс именно на этот условный раздражитель.
Таким образом, для выработки условного рефлекса необходимо совпадение во времени условного и безусловного раздражителей при обязательном подкреплении условного раздражителя поощрением, и чаще всего лакомством. Почему именно лакомством? Академик И. П. Павлов по этому поводу писал, что "из только что приведенных фактов становится очевидной выгода того, что нами для опытов применяется безусловный пищевой рефлекс, так как он находится у вершины иерархической лестницы рефлексов" * .
* (Павлов И. П. Полн. собр. соч., т. 4. Изд. 2-е, доп. М. -Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1951, с. 45. )
Во второй части методики образования условных рефлексов утверждается необходимость того, чтобы условный раздражитель несколько предшествовал раздражителю безусловному. Если же раздражитель, который должен стать условно-рефлекторным сигналом, будет подан после безусловно-рефлекторного раздражителя, то условный рефлекс не образуется.
Так, при обучении собаки хождению рядом всегда следует первоначально подать команду "рядом" и через секунду сделать рывок поводком. Через какое-то число повторений команда "рядом" (условный раздражитель) для вашего ученика приобретет значение безусловного раздражителя (рывок поводком). Собака, услышав только команду, будет занимать место у вашей левой ноги - рывка поводком не потребуется.
При обучении собаки ложиться при выстреле, к которому она уже приучена и выполняет команду "лежать", необходимо добиться, чтобы звук выстрела был для нее условно-рефлекторным сигналом. За одну-две секунды до выстрела собаке надо подать команду "лежать" и, как только она ляжет, выстрелить.
Если у вас нет лакомства, то поблагодарите собаку хотя бы лаской, при условии, что она все сделала правильно. Это будет тем подкреплением, которое необходимо для образования условного рефлекса. Продолжая такой порядок действий, вы добьетесь того, что ваша собака будет ложиться одновременно с выстрелом и при взлете птицы, так как у нее образуется условный рефлекс на звук выстрела, который приобретет значение команды "лежать". Если действия производить в обратном порядке, то условного рефлекса не образуется. Вот что по этому поводу писал И. П. Павлов:
"У одной собаки было сделано 427 комбинирований запаха ванилина с вливанием кислоты, причем дело начиналось с вливания, а запах присоединялся спустя 5-10 секунд. Ванилин не сделался условным возбудителем кислотной реакции, между тем как в последующих опытах запах уксусного омила, предшествующий вливанию кислоты, был хорошим условным возбудителем уже только после 20 сочетаний. У другой собаки сильный электрический звонок, начинающий действовать через 5-10 секунд после начала еды, не сделался условным возбудителем пищевой реакции после 374 сочетаний, между тем как вертящийся перед глазами собаки предмет, предшествующий еде уже после пяти сочетаний, оказывался условным раздражителем..." *
* (Павлов И. П. Полн. собр. соч., т. 4. Изд. 2-е, доп. М. -Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1951, с. 41. )
Суть третьего принципа заключается в том, чтобы полушария головного мозга собаки во время работы над образованием условного рефлекса были свободны от другой деятельности. В лабораториях собак всегда заключают не только в специальные станки, но и в звуконепроницаемые камеры. Делают это для того, чтобы исключить возможное влияние посторонних раздражителей.
При натаске легавых собак ничего подобного сделать невозможно, да и не надо, так как охотничья собака никогда в таких условиях работать не будет. Однако необходимо стремиться к тому, чтобы при работе с собакой отвлекающих раздражителей (в особенности резких) на первых порах было бы как можно меньше. В дальнейшем по мере навыка, то есть образования условного рефлекса, обстановку необходимо усложнять, чтобы к концу отработки данного приема собаке пришлось бы его выполнять в таких условиях, в каких ей придется работать.
Четвертое условие заключается в силе условного раздражителя. Чем он слабее, тем медленнее образуется условный рефлекс. Вяло и очень тихо поданная команда будет вяло и выполняться. Но это совсем не значит, что команду надо подавать громоподобным голосом, а рывок поводком, при обучении собаки ходить рядом, должен валить ее с ног. Натасчикам известны случаи, когда собака, оказавшись на корде при выработке правильного поиска, после одного-двух сильных рывков ложится и никакими силами ее не удается поднять и заставить бегать.
Если собака сыта, да к тому же еще и избалована при кормлении, то вряд ли с помощью лакомства вы быстро добьетесь выработки условного рефлекса. Вам придется придумывать много хитростей, чтобы заставить вашего ученика взять лакомство.
Условный рефлекс образуется быстрее при возбудимом безусловном рефлексе. Это значит, что при выработке условного рефлекса собака должна быть достаточно голодна, тогда каждый кусочек, которым вы ее награждаете, будет для нее именно лакомством. Все собаки какую-либо команду вначале выполняют охотно, весело, но через некоторое время их действия становятся замедленными, как бы вынужденными. Как только вы это заметили, немедленно прекратите отрабатывать начатый прием и переключитесь на другой, так как однообразные действия быстро утомляют нервную систему собаки. Ни в коем случае не применяйте насильственных действий, угрожающих интонаций, хлыстов, плетей и прочих атрибутов наказания. Знайте, что если собака заупрямилась, значит, ее нервная система утомилась от однообразных действий.
Главная > ДокументМетодика выработки (образования) условных рефлексов
Разработана И. П. Павловым на собаках при изучении слюноотделения при действии световых или звуковых раздражений, запахов, прикосновений и т. д. (проток слюнной железы выводился наружу через разрез в щеке – фистульный метод изучения секреции желёз)
Подопытное животное помещалось в пустую, изолированную, звуконепроницаемую камеру и закреплялось в стенке, обеспечивающем его относительную неподвижность, т. е. достигалось полное отсутсвие всех раздражителей, кроме экспериментальных
Все раздражители внешней и внутренней среды разделяются на индифферентные (безразличные), безусловные и условные
Индифферентные (безразличные) раздражители – это все раздражители которые не вызывают в организме каких-либо изменений (напр. свет лампочки, звук, любой предмет, явление среды, определённое время)
При первоначальном их предъявлении возникает ориентировочный безусловный рефлекс; по мере повторного их предъявления возникает привыкание, т. е. ориентировочный рефлекс тормозится
Безусловный раздражитель – это раздражители, вызывающие безусловный рефлекс (пища, боль, температура)
Биологически значимые сигналы, реакция на них запрограммирована генетически, а ответные рефлекторные акты врождёнными
Условные раздражители – раздражители, вызывающие условные рефлекс, образующиеся из индифферентных при многократном сочетании их с безусловным раздражителем
Условия выработки условных рефлексов
1. Индифферентный раздражитель должен предшествовать безусловному (опережающее действие)
2. Средняя сила индифферентного раздражителя (при малой и большой силе рефлекс может не образоваться)
3. Достаточная физиологическая сила безусловного раздражителя (должна превышать силу индифферентного раздражителя)
4. Многократное повторение действия индифферентного и безусловного раздражителей
5. Достаточно высокий уровень возбудимости (функциональной активности) нейронов коры головного мозга и всего организма, наличие мотивации, заинтересрванности, отсутствие переутомления, болезни; «отдохнувшая» кора обеспечивает процесс достаточным количеством энергии АТФ
6. Отсутствие действия на кору посторонних раздражителей и других видов деятельности
Причина возникновения ответной реакции слюноотделения на свет (или любой другой индифферентный раздражитель) в образовании т. н. временной связи между зрительным и сокоотделительным цетрами
В конкретном случае выработки слюноотделительного рефлекса у собаки на свет лампочки, вначале зажигают свет (индифферентный раздражитель), через некоторое время (10-15 сек) подаётся корм (безусловный раздражитель) и какой-то период оба раздражителя действуют одновременно (при этом из фистулы выделяется слюна). При многократном повторении совместного действия раздражителей в ответ на свет лампочки без подачи корма выделится слюна. Аналогичным способом условные рефлексы возникают в естественных условиях
Условный рефлекс считается выработанным, когда организм систематически реагирует на условный раздражитель без его подкрепления безусловным
При помещении подопытного животного в реальные условия время выработки условного рефлекса значительно увеличивается, вследствие нарушения условий его выработки
Временная связь - цепь нейронов между двумя нервными центрами коры, возникающая при многократном одновременном действии индифферентоного и безусловного раздражтителей и обеспечивающая однонаправленное проведение нервных импульсов (от центра индифферентного к центру безусловного раздражителя)
Дуги условного и безусловного рефлексов имеют разное начало, раздражители действуют на разные рецепторы и афферентные (чувствительные) пути тоже различны, но двигательный путь (эфферентный) один и тот же – из центра слюноотделения (пищевой центр продолговатого мозга) к слюнным железам
В образовании условных рефлексов большую роль играют также подкорковые структуры и ретикулярная формация, которые активирует кору БП, улучшая условия для образования временной связи
Условный рефлекс может образовываться только на базе безусловного за счёт образования временной связи (отсутствие или удаление коры делает невозможным образования временной связи и условного рефлекса)
Классификация условных рефлексов
Существуют условные рефлексы первого порядка и высших порядков
По виду анализаторов, рецепторы которых воспринимали раздражители: зрительные. слуховые, вкусовые, кожные
По характеру реакции: пищевые, половые, оборонительные, и др.
По характеру эффектора: секреторные , двигательные, с желудочные, кишечные, с мочевого пузыря и проч.
По виду рецепторов: экстерорецептивные – образуются пр раздражении внешних рецепторов – кожи, глаза, уха --- интерорецептивные – образуются при раздражении рецепторов внутренних органов - проприорецептивные – образуются при раздражении рецепторов мышц, сухожилий, суставов, связок
По эфферентному звену (рабочему органу): соматические, вегетативные
Условный рефлекс первого порядка(классический) – образуются при при сочетании индифферентного и безусловного раздражителей (на базе безусловного рефлекса)
Условный рефлекс второго порядка(вторичные) – образуются при сочетании индифферентного и условного раздражителя первого порядка (на базе условных рефлефлеса первого порядка)
На основе рефлекса 2-го порядка можно выработать условный рефлекс 3-го порядка
У животных удаётся выработать условные рефлексы не выше 3-го порядка; у детей может быть выработан условный рефлекс 5-го и 6-го порядков; у взрослых людей – до 20-го порядка
Таким образом, в процессе эволюции нервной системы возникла возможность построения цепных нервных временных связей, когда на один условный раздражитель образуется целесообразная многоступенчатая поведенческая реакция
Значение условных рефлексов
Осуществляется на основе образования в коре головного мозга сложного комплекса временных связей, позволяющего осуществлять многокомпонентные ответные реакций с минимальной затратой энергии (в автоматическом режиме)
Лежит в основе привычек., навыков (производственных, учебных, спортивных, бытовых и др.) – езда на велосипеде, плаванье, танцы, письмо, игра на музыкальных инструментах, работа с приборами, трудовые операции, стирка, самообслуживание, проявления радости, соблюдения правил и уставов, профессиональные навыки и др.
Лежат в основе обучения , получения физических и психических навыков
Тонкое приспособление вегетативных, соматических и психических реакций к условиям среды
Передача информации от одного поколения к другому (с помощью подражательных рефлексов)
Динамический стереотип – объединение условно-рефлекторных действий для оптимизации осуществления относительно сложных двигательных и психических актов
Торможение условных рефлексов
Нормальная деятельность мозга и условно-рефлекторных механизмов основана на взаимодействии возбуждения и торможении; возбуждение ведёт к выработке и проявлению условных рефлексов, а торможение - к их подавлению
Торможение – активный нервый процесс, ведущий к регуляции и подавлению возбуждени, ослаблению и исчезновению услоных рефлексов
Фнкции торможения
Один из основных механизмов образования условных рефлексов (без торможения их образование не возможно)
Регуляция (уточнение, координация) и подавление процессов возбуждения
Тонкое различение раздражителей, предметов и явлений, оценка их биологической значимости
Регуляция интенсивности условных рефлексов (вплоть до исчезновения)
Адаптация поведения (нервной деятельности) к изменяющимся условиям среды обитания
Основа обучения и воспитания
Оптимизация энергетических затрат нервных субстратов
Выделяют два вида торможения условных рефлексов: безусловное(внешнее) и условное (внутреннее)
Безусловное (внешнее) торможение
Безусловное (врождённое, внешнее) торможение – врождённое, генетически запрограммированное торможение, которое вызывается посторонним для данного рефлекса внешним раздражителем
Возникает быстро, без предварительной выработки и удерживается недолго
Различают два вида безусловного (внешнего) торможения: индукционное (внешнее) и запредельное (охранительное)
Индукционное (внешнее) торможение
Сильный голод, переполненный мочевой пузырь, боль или половое возбуждение тормозит у обученных животных и человека ранее выработанные условные рефлексы
Развивается при действии постороннего, неожиданного, сильного раздражителя из внешней или внутренней среды
В качестве постороннего раздражителя внешней среды могут выступать любые раздражители, если они имеют достаточную силу или другие, более сильные, условные и безусловные рефлексы (собака не выполнит команду «сидеть», если поблизости окажется кошка)
Внешнее торможение начинается с ориентировочного безусловного рефлекса
Причина внешнего торможения – возникновение в коре нового, сильно возбуждённого очага возбуждения, мобилизующего все энергетические ресурсы, что вызывает прерывание временной связи условного рефлекса
Значение индукционного(внешнего) торможения заключается в том, что в каждый момент времени человек (и животное) реагируют на самый сильный раздражитель внешней и внутренней среды (боль, голод), который может оказаться наиболее важным для жизни, т. е. оно носит адаптивный, приспособительный характер
Например, если для собаке со стойким слюноотделительным рефлексом на свет лампочки в момент подачи условного раздражителя (света) прозвенит громкий, неожиданный звонок, рефлекс исчезнет, слюна не выделится
Вид врача в белом халате и запах лекарств в кабинете не вызывает отрицательного условного рефлекса у ребенка, если продемонстрировать ему яркую, большую игрушку
Появление начальника более высокого ранга тормозит у подчинённых условные рефлексы на нижестоящее руководство
Запредельное (охранительное) торможение – торможение, развивающееся под влиянием сверхсильного или очень длительного условного раздражителя
Например, сверхсильная боль вызывает у человека болевой шок – отсутствие реакции на все раздражители
Возможно развитие запредельного торможения при слишком частой подаче условного раздражителя, вызывающего быстрое истощение энергетических ресурсов (например, свет лампочки, вызывающий слюноотделение у собаки будет подаваться через каждые 5 минут)
Развивается при действии слишком сильного или слишком длительного условного раздражителя (если собаке с прочным слюноотделительным рефлексом на звук рожка подать очень громкий сигнал рожка рефлекс либо значительно уменьшится, либо исчезнет;то же самое возникнет, если сделать звук очень продолжительным
Причина торможения в том, что нейроны имеют предел работоспособности, при превышении которого процесс возбуждения сменяется охранительным торможением, защищающим нервные субстраты от повреждения действием сверхсильного раздражителя
Условное (внутреннее) торможение
Тормозной центр образуется внутри дуги условного рефлекса из центра условного (индифферентного) раздражителя, поэтому этот вид торможения и называют внутренним
Возникает не сразу, требует специальной выработки, сохраняется относительно долго
Причина условного торможения – систематическое неподкрепление условного раздражителя безусловным, вызывающее образование в коре больших полушарий т.н. тормозного центра , замыкающего на себе временную связь
Биологическое значение
Точный анализ действующих на организм раздражителей, различение предметов и явлений среды
Основа процесса обучения и воспитания
Тонкое приспособление поведения к изменениям ситуации , оптимизация энергетических затрат мозга
Различают четыре вида условного торможения: угасательное, дифференцировочное, запаздывающее и условный тормоз
Угасательное условное торможение
Если условный раздражитель повторять через короткие промежутки времени без подкреплениея его безусловным, то величина условного рефлекса будет уменьшаться, пока совсе не исчезнет. Теперь действие условного раздражителя вызовет в нервном центре не процесс возбуждения, как раньше, а процесс торможения
Например, если животному с устойчивым слюноотделительным рефлексом подавать условный раздражитель (световой или звуковой сигнал) и не подкреплять его пищевым подкреплением, то количество слюны будет прогрессивно уменьшаться и вскоре прекратиться совсем (условный раздражитель опять превращается в индифферентный)
Если систематически не отпускать учащихся после звонка с урока на перерыв, они перестанут реагировать на него
Если систематически не проверять у учащихся домашнее задание, они перестают его выполнять
При изменении времени обеденного перерыва, прежнее время перестаёт вызывать сокоотделение в органах пищеварения
Развивается при систематическом неподкреплении условного раздражителя безусловным
Биологическое значение – торможение биологически нецелесообразных реакций, отмена рефлексов, утративших актуальность
Дифференцировочное условное торможение
Если использовать раздражитель, сходный по своим параметрам с условным, то он вызовет условный рефлекс такой же величины, как и условный раздражитель. Но если данный раздражитель применить несколько раз без подкрепления, то он перестаёт вызывать условный рефлекс
Явление реализации условного рефлекса на все сходные с условным раздражители назывется генерализация
Развивается при повторном подкреплении одного раздражителя и неподкреплении другого; чем ближе по своим параметрам раздражители, тем тоньше дифференцировка
Дифференцирование раздражителей лежит в основе анализа раздражителей, их тонкого различения (в лаборатории И. П. Павлова было установлено, что собаки способны отличить 100 ударов метронома в минуту от 96, отличить 50 оттенков от белого до чёрного)
Дифференцировочное торможении является физиологической основой различения биологически значимой информации, обучения и воспитания человека и животных
Запаздывающее торможение
Если между началом действия условного раздражителя и его подкреплением проходит значительное время (2-3 мин), то осуществление условного рефлекса отодвигается к моменту безусловного подкрепления (запаздывать во времени)
Эффкт действия условного раздражителя состоит из двух фаз: начальной – недеятельной и второй – деятельной. В недеятельную фазу в корковом центре условного раздражителя развивается внутреннее торможение – запаздывающее
Если при выработке слюноотделительного рефлекса на звонок подкрепление производить через 3 мин после звонка, то слюноотделение будет начинвться тоже через такое же время
Условный тормоз
Развивается, когда к условному раздражителю, на который выработан прочный условный рефлекс, добавляется одновременно какой-то индифферентный раздражитель, и этот новый комплекс раздражителей не подкрепляется безусловным
Например, если учитель приходит на урок один, урок всегда происходит, а если - с посторонним человеком, то урока, как правило, не бывает (посторонний человек – условный тормоз, затормаживающий условные рефлексы подготовки к уроку у учащихся)
Взаимоотношене возбуждения и торможения в коре больших полушарий
Иррадиация - распространение процессов возбуждения или торможения из очага их возникновения на другие области коры
Примером иррадиации процесса возбуждения служит генерализация условных рефлексов (в начале выработки условного рефлекса не только условный раздражитель вызывает реакцию, но и другие, сходные с ним, посторонние раздражители)
Процессы иррадиации, достигнув определённой границы распространения, могут вновь возвращаться в исходный пункт – процесс концентрации возбуждения или торможения
При дальнейшей выработке условного рефлекса иррадиация всё больше и больше ограничивается и возбуждение сосредотачивается, концентрируется в группе нейронов условного раздражителя (при неподкреплении всех других раздражителей, кроме условного)
Концентрация – процесс ограничения иррадиации, ведущий к сосредоточению процессов возбуждения или торможения в узких, локальных группах нейронов(нервных центрах)
Индукция – взаимодействие процессов возбуждения и торможения в коре полушарий, приводящее к ограничению иррадиации и усилению концентрации нервных процессов (возможна и в низших отделах ЦНС – спинном мозге и стволе головного мозга)
Различают положительную и отрицательную индукцию
Положительная индукция – явление резкого увеличения силы условного рефлекса при действии условного раздражителя сразу после действия раздражителя, тормозящего условный рефлекс (тормозного)
Например, удовольствие от игры с оловянными солдатиками больше на уроке (в условиях запрета на этот вид деятельности0, чем дома, на диване («запретный плод слаще»)
Отрицательная индукция - явление торможения условного рефлекса при внезапном действии побочного раздражителя, вызывающего ориентировочный рефлекс
Например, внешнее индукционное торможение, при котором очаг внезапного возбуждения индуцирует тормозное состояние в других центрах коры, препятствуя условнорефлекторной деятельности (сильный испуг тормозит множество знаний и умений человека)
Сон - периодически наступающее жизненно необходимое функциональное состояние организма, характеризующееся специфическим комплексом соматических и вегетативных проявлений
Является приспособительным проявлением циркадного биоритма сон – бодрствование , приуроченный к суточной смене дня и ночи
Сон – универсальное явление в живой природе; он присутствует не только у высших, но и у низших животных, не имеющих центральной нервной системы
Во время сна меняется деятельность всех органов и систем организма
Физиологические изменения во время сна
Выраженная обездвиженность
Понижения мышечного тонуса, тонуса сосудов, коры больших полушарий
Понижается частота и глубина дыхания, сердечной деятельности (пульса), величина кровяного давления
Изменение интенсивности метаболизма (усиление ассимиляционных процессов, снижение энергетического обмена)
Понижение возбудимости нервной системы
Активация парасимпатического отдела вегетативной нервной системы
Повышение температуры тела
Нарушение координации движения и равновесия (координация движений глазных яблок)
Отсутствие реакции на чувствительную информацию анализаторов (экстерорецепторов)
Ослабление или исчезновение реакции на условные раздражители (отсутствие условнорефлекторной и высшей нервной деятельности)
Значение сна
Абсолютно необходим для поддержания жизнедеятельности организма (при длительном отсутствии сна наступают патологические изменения, приводящие к смерти)
Охранительная функция (сохранение нервных субстратов мозга); освобождение мозга и тканей организма от токсичных продуктов обмена веществ и избыточной информации
Перевод информации из кратковременной в долговременную память
Восстановление метаболических и энергетических запасов в тканях и мозге, мобилизованных в период бодрствования (синтез РНК, белков, АТФ)
Адаптация организма к ритмическому характеру изменения абиотических факторов внешней среды (циркадным ритмам – периодической смене дня и ночи)
Причины возникновения сна
Существуют несколько гипотез и теорий причин возникновения сна:
Химическая гипотеза – причиной сна является отравления клеток мозга токсичными продуктами жизнедеятельности, образующимися во время бодрствования (при переливании крови сметрельно усталой собаки здоровой собаке она немедленно засыпает) ; во время сна происходит детоксикация организма
Нейронная теория (теория торможения) – создатель теории И. П. Павлов
В работающих нейронах коры головного мозга при определённой степени утомления возникает процесс запредельного(охранительного) торможения, прекращающего деятельность данных клеток. Это торможение иррадирует, охватывая всю кору и даже распространяется на подкорковые центры, в результате чего наступает качественно новое состояние нейронов – активный сон (т.е. сон – общее охранительное торможение коры полушарий мозга)
Торможение клеток коры головного мозга предохраняет их от разрушения, способствуя восстановлению веществ, расходуемых в деятельном состоянии (РНК, белков, АТФ)
Отдельные ценры коры сохраняют возбудимость даже во время глубокого сна. И. П. Павлов назвал такие центры «сторожевыми», т. к. они дают возможностьбыстрого пробуждения при воздействии жизненно важных раздражителей (например, смертельно усталая мать, которую ничем невозможно разбудить, мгновенно просыпается, если её ребёнок пошевелился во сне)
Больные, у которых несколько органов чувств были повреждены постоянно пребывали в сонном состоянии; собаки. у которых экспериментально выключались зрение, слух и обоняние впадали в сонное состояние и просыпались только под действием сильных раздражений внутренних органов, например переполненного мочевого пузыря
Другой причиной сна является ограничение или отсутствие афферентных (чувствительных) раздражений - такой сон И. П. Павлов называл пассивным
Синтетическая теория (современные представления о природе сна)
Вся совокупностьподкорковых структур, участвующая в развитии сна получила название гипногенной системы , которая блокирует восходящие чувствиетльные импульсы и и снижает тонус коры, вызывая глубокий сон
При реререзке ствола на уровне середины варолиевого моста наблюдается отсутствие сонного состояния, животное в этом состоянии постоянно бодрствует
Для состояния бодрствования характерна энцефалограмма с пробладанием высокочастотного бета-ритма, а при развитии сна начинает преобладать низкочастотнае высокоамплитудные медленные сигма-волны, что указывает на торможение
Механизм бодрствования и сна представляется следующим образом. Ретикулярная формация ствола мозга и таламус промежуточного мозга оказывают на кору постоянные активирующие воздействия (от экстерорецепторов анализаторов). Активная кора тормозит гипногенные центры ствола мозга (гипоталамус) и препятствует генерализации торможения, исходящего из лобной области коры. При уменьшении влияний, активирующих кору (интоксикация, отсутствие раздражений органов чувств) снижается её тормозное действие на гипногенные центры головного мозга и возникает сон
Имеет место и токсикация организма продуктами жизнедеятельности и охранительное торможение коры полушарий мозга и ограничение чувствительной информации, поступающей в мозг от анализаторов
В развитии сна участвуют также подкорковые образования – ретикулярная формация ствола мозга, ядра серого вещества гипоталамуса и таламуса промежуточного мозга (при их электрическом стимулировании наступает сон – «центр сна»)
Большое значение в развитии и регуляции сна имеют гуморальные факторы: гормоны и нейрогормоны – гаммааминомаслянная кислота (тормозной медиатор синапсов), серотонин, меланотонин, олигопептиды мозга с морфиноподобным действием (эндорфины и энкефалины )
Механизмы сна. Структура сна
Электроэнцелаграфическими исследованиями установлены два типа сна: медленный (ортодоксальный) и быстрый (парадоксальный), которые последовательно сменяют друг друга в течение ночи
Совокупность одного периода медленного и быстрого сна образует цикл сна (продолжительность одного цикла – 90 -100 мин) ; в стуктуре сна осуществляется 4 -5 циклов за ночь
Медленный (ортодаксальный) сон
С этого вида начинается сон человека
Продолжается 50 - 80 мин, а затем сменяется быстрым сном; повторяется в течение 4 -5 раз
Характеризуется полной неподвижностью, понижением температуры и уровня обмена веществ, снижением артериального давления, урежением дыхания и пульса, медленными волнами на электроэнцефалографическом экране, регистрирующем биотоки мозга
Физиологическое значение медленного сна заключается в восстановительных процессах в нервноых структурах, прежде всего биосинтезе РНК, белков, ферментов и АТФ
Быстрый (парадоксальный) сон
Наступает после периода медленного сна и продолжается 10 -15 мин; затем опять сменяется медленным сном; повторяется в течение ночи 4-5 раз
Характеризуется быстрыми движениями глазных яблок (БДГ-сон), повышением температуры, двукратным увеличением мозгового кровотока, снижением тонуса скелетных мышц , резко усиливаются вегетативные процессы: пульс и дыхание учащаются, повышается кровяное давление, отмечается гиперфункция эндокринных желёз и повышение гормональной активности, движениями конечностей, на электроэнцефалограмме появляются высокочастотные низковольтные волны как при бодрствовании, но сон не прерывается, а становится наиболее глубоким (разбудить человека в это время особенно трудно)
При быстром сне создаются условия для галлюцинаций, бреда, возможны произнесение слов, смех, возникают сновидения
Причина сновидений – возникновение повышенной активности в перевозбуждённых отделах коры, активация подкорковых информационных центров, хранилищ долговременной памяти и отсутствие контроля сознания, подавляющего во время бодрствования эти центры, что обеспечивает фантастический характер сновидений. Сновидения – абсолютно необходимый для восстановлениямозга активный нервный процесс
В процессе фоло- и онтогенеза время, затрачиваемое на парадоксальный сон, увеличивается. Так у амфибий и рептилий он отсутствует, у птиц занимает 0,3 % от общей длительности сна, у собаки – 20%, у взрослого человека -25%, у новорожденных парадоксальный сон занимает до 84% от времени сна
При искусственном сокращении или лишении времени парадоксального сна (для этого испытуемого будили каждый раз в момент наступления этой стадии) люди отмечали отсутствие эффекта отдыха и восстановления, более того в последующие дни происходило избыточное его восполнение, длительность этой стадии и частота её возникновения резко возрастали за счёт укорочения медленного сна
В период парадоксального сна происходти освобождение мозга от вредных продуктов обмены веществ, перевод инфомации из кратковременной памяти в долгосрочную
ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
1. И.П.Павлов - создатель учения о высшей нервной деятельности
2. Методы изучения высшей нервной деятельности (ВНД).
3. Биологическое значение и механизм образования, сохранения и угасания условных рефлексов
4. Особенности и отличия условных рефлексов от безусловных. Классификация условных рефлексов.
5. Торможение условных рефлексов, их виды и значение.
6. Динамический стереотип. Закон силовых отношений и фазовые явления в ВНД.
7. Типы нервной системы (общие и специально человеческие).
8. Память. Физиологические механизмы формирования памяти. Виды памяти
9. Мотивации. Теории мотивации и физиологические механизмы их формирования.
10. Физиология эмоций. Механизмы формирования их. Теории эмоций. Эмоциональный стресс и психо-соматические заболевания.
11 Сон. Фазы сна. Теории сна. Физиологическое значение сна.
12. Нейрофизиологические основы психической деятельности человека (сознание, мышление).
13. Целенаправленная деятельность и стадии ее формирования (П.К.Анохин).
14. Вторая сигнальная система и ее развитие у ребенка.
15. Межполушарная асимметрия.
И.П.Павлов создал совершенно новый, до него неизвестный, раздел физиологии «Высшая нервная деятельность». Он считал, что в отличие от «низшей» (безусловнорефлекторной) деятельности, высшая нервная деятельность (ВНД) обеспечивает постоянное взаимодействие с внешней средой и ее факторами. Для разработки вопросов ВНД необходимы были специальные методы и приемы. Таким методом, созданным И.П.Павловым, явился метод условного рефлекса. Еще в 60-е годы 19 века И.М.Сеченов впервые в истории физиологической науки (в книге «Рефлексы головного мозга», 1863 г.) утверждал, что в основе психических процессов лежит рефлекторный принциц деятельности мозга. Психика, ее формирование имеют непосредственную связь с факторами внешней среды (биологическими, социальными, духовными и т.д.).
Начало 20 века характеризуется тем, что произошел коренной поворот в сторону изучения психических функций. В 1904 году за цикл работ по физиологии пищеварения был удостоен Нобелевской премии. Занимаясь физиологией пищеварения, Павлов обратил внимание на то, что у собак с фистулой желудка или слюнных желез выделение сока начинается еще до попадания пищи в полость рта (на вид и запах), т.е. реакция возникала не на прямое раздражение рецепторов полости рта, а на сигналы, предшествующие этому раздражителю. Эти реакции Павлов назвал условными рефлексами. Метод слюноотделительного условного рефлекса был использован для изучения закономерностей ВНД. Эти методы и в целом постановка вопроса об объективных методах изучения ВНД не сразу нашли признание зарубежных и даже ученых нашей страны. Время расставило акценты по этим вопросам и в наши дни в разных лабораториях мира используют условный рефлекс как инструмент для исследования таких физиологических процессов как память, обученеие, поведение, психика и т.д.
Кора большого мозга и ближайшие к ней подкорковые структуры являются высшим отделом ЦНС человека и животных. Основная функция этого отдела - осуществление сложных поведенческих реакций организма (поведения), составляющих основу высшей нервной деятельности.
Методы изучения ВНД
Особенности и отличия условных рефлексов от безусловных
Несмотря на определенные индивидуальные различия, условные рефлексы характеризуются следующими общими свойствами (признаками):
1) Все условные рефлексы представляют собой одну из форм приспособительных реакций организма к меняющимся условиям среды.
2) Условные рефлексы являются индивидуальными, приобретенными в ходе жизни каждого индивидуума и отличаются специфичностью.
3) Все виды условнорефлекторной деятельности носят сигнальный предупредительный характер.
4) Условнорефлекторные реакции образуются на базе безусловных рефлексов, т.е. требуется подкрепление безусловным раздражителем (например, пищей).
5) Условные рефлексы являются временными, изменчивыми, со временем они ослабляются или полностью подавляются при отсутствии подкрепления.
6) Условные рефлексы не имеют специфического рецептивного поля и специфического раздражителя. Они могут быть выработаны на любое раздражение или даже на прекращение действия раздражителя.
7) Условные рефлексы образуются с участием коры больших полушарий в ответ на приходящие импульсы с любых органов чувств, если производится подкрепление безусловным раздражителем.
Стадии образования условного рефлекса
В формировании, укреплении условного рефлекса различают две стадии: начальную (генерализация условного возбуждения) и конечную - стадию упроченного условного рефлекса (концентрация условного возбуждения).
Начальная стадия проявляется в виде ориентировочного рефлекса - это генерализованная многокомпонентная сложная реакция организма на достаточно сильный внешний раздражитель, охватывающая многие его физиологические системы, включая и вегетативные. Биологическое значение ориентировочного рефлекса заключается в мобилизации функциональных систем организма для лучшего восприятия раздражителя, т.е. ориентировочный рефлекс (рефлекс «Что такое?») носит адаптивный (приспособительный) характер. Внешне ориентировочная реакция проявляется у животного в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы в сторону стимула. Такая реакция - результат широкого распространения возбудительного процесса из очага начального возбуждения на окружающие центральные нервные структуры. Этот рефлекс быстро угнетается, подавляется при повторных применениях стимула. Нейрофизиологический механизм ориентировочного рефлекса заключается в иррадиации возбуждения из центра проекции условного раздражителя на нервные клетки окружающих проекционных зон. На начальной стадии генерализации условного возбуждения, условнорефлекторный ответ наблюдается на сходные, близкие по смыслу стимулы в результат распространения возбуждения из проекционной зоны основного условного стимула.
По мере укрепления условного рефлекса процессы иррадиации возбуждения сменяются процессами концентрации, ограничивающими очаг возбуждения только зоной представительства основного стимула. В результате наступает уточнение, специализация условного рефлекса. На конечной стадии упроченного условного рефлекса происходит концентрация условного возбуждения: условнорефлекторная реакция наблюдается лишь на заданный стимул. На стадии концентрации условного возбуждения происходит локализация возбудительного процесса только в зоне центрального представительства условного стимула (реализуется реакция лишь на основной стимул), на побочные стимулы ответ исчезает. Внешним проявлением этой стадии является дифференцирование параметров действующего условного стимула - специализация условного рефлекса. Таким образом, при выработке условных рефлексов наблюдаются следующие фазы: генерализации, концентрации и специализации.
Виды внешнего торможения.
Гаснущий тормоз : если при постановке опыта с условным рефлексом в момент действия условного раздражителя появляется дополнительное раздражение, то условный рефлекс затормаживается. Если этот посторонний раздражитель будет постоянно появляться в момент постановки опыта, то тормозящее действие этого постороннего раздражителя прекращается, и эффект торможения гасится.
Постоянный тормоз - пока не будет устранена данная причина, раздражитель, условные рефлексы будут заторможены. Например, если в момент постановки опыта происходит переполнение мочевого пузыря, то условный рефлекс затормаживается; или если при пищевом условном рефлексе возникает боль, то условный рефлекс затормаживается. При устранении причины, условный рефлекс появляется снова.
Внешнее торможение проявляется сходу, не требует специальной выработки, поэтому называется безусловным. Внутреннее торможение требует специальной выработки. Почти во всех случаях оно вырабатывается в результате прекращения подкрепления.
Угасание - ранее хорошо выработанный условный рефлекс прекращают подкреплять, и он постепенно исчезает на тот же самый раздражитель. Виды угасания:
1) остроеугасание - в течение одного опытного дня многократно не подкрепляли положительный условный рефлекс. Сочетание 20-30 раз приводит к тому, что этот условный рефлекс уже не проявляется. Но это угасание кратковременно. На следующий день при повторении опыта условный рефлекс проявляется в полном объеме, то есть происходит растормаживание;
2) остропрерывистое угасание - происходит чередование подкрепления и неподкрепления. Этот эксперимент надо повторять в течение нескольких дней для возникновения торможения. Угасание это тоже непрочное;
3) хроническое угасание - в течение 15-20 дней один раз в день условный раздражитель в опыте не подкрепляют. Происходит постепенное снижение величины рефлекса, затем он исчезает и больше не восстанавливается (например, у человека, если долгосрочную и кратковременную память не подкреплять повторением, то рефлекс постепенно угасает, и человек забывает).
Дифференцировка. Пусть вырабатывается условный рефлекс на систему, состоящую из нескольких условных раздражителей, знак (+) - означает подкрепление, знак (-) – отсутствие подкрепления, а цифры - количество выделившейся слюны:
В зависимости от силы раздражителя выделяется разное количество слюны. На метроном-60 в начале эффект будет такой же, как у метронома-120, но так как его не подкрепляют, то через некоторое время этот метроном слюны не дает. Это и есть дифференцировка между метрономом-120 (появляется возбуждение) и метрономом-60 (появляется торможение). Примером дифференцировки у человека, например, является его поведение на перекрестке: на красный свет - человек стоит, на зеленый - идет.
Условный тормоз. Внутреннее торможение можно выработать и тогда, когда какой-либо раздражитель, например звонок, постоянно подкреплять безусловным раздражителем, а комбинацию {свет + звонок} оставлять без подкрепления. В начале {свет + звонок} вызывает такой же условный рефлекс, как и изолированный звук (генерализация). В дальнейшем {свет + звонок} условного рефлекса не дают, тогда, как просто звук вызывает положительный условный рефлекс. Этот добавочный раздражитель (в данном случае свет) приобретает самостоятельное тормозящее значение, он начинает тормозить условные рефлексы не только на звук, но и на другие условные раздражители, с которыми никогда до этого не сочетался. Такой вид условного торможения Павлов назвал условным тормозом.
Запаздывание. Обычно продолжительность действия условного сигнала до подкрепления составляет 15 секунд. При запаздывании условного рефлекса продолжительность действия условного сигнала до подкрепления может составлять 45 секунд, 1 минуту, 3 минуты, 5 минут. Только после этого дается подкрепление. Выработка этого рефлекса очень сложна для животных. Различают 2 фазы:
1) недеятельная - интервал времени до подкрепления, в этот момент условного рефлекса нет, но он начинается перед подкреплением
2) деятельная фаза - начинается слюноотделение перед подкреплением.
Если животное имеет слабый тип нервной системы, то не удается выработать запаздывательный рефлекс; не удается его выработать также у холерика (сильный, неуравновешенный тип).
Биологическое значение торможения:
1) приспособление (особенно внутреннее торможение) для того, чтобы решить, как поступать в каждом конкретном случае,
2) наиболее целесообразно тратится энергия,
3) имеет значение в познавательной деятельности.
Закон силовых отношений: с увеличением силы раздражителя, ответная реакция увеличивается. Этот закон силы действует до определенной интенсивности раздражителя. То же самое наблюдается и в ВНД, - чем сильнее условный раздражитель, тем больше ответная реакция. Этот универсальный закон для всех возбудимых тканей и сложных систем. При переходе от возбуждения к торможению, или от торможения к возбуждению (например, от бодрствования к сну, и наоборот), могут проявляться фазовые явления.
Фазовые явления в коре больших полушарий:
1) уравнительная фаза, - когда величина ответной реакции на все виды раздражителей выравнивается, на тормозной раздражитель, как и прежде, реакции нет. Одинакова величина только положительных условных рефлексов,
2) парадоксальная - сильные раздражители дают меньший эффект, чем слабые,
3) наркотическая стадия - характерно снижение всех условных реакций без нарушения закона силы,
4) ультрапарадоксальная фаза - положительные условные раздражители не вызывают реакции, а дифференцировочный - дает эффект.
В норме эти фазы проходят быстро. У больных они могут иметь длительный, застойный характер. Если больной длительно находится в парадоксальной фазе, то днем, когда много раздражителей - больной не реагирует, а ночью - когда раздражителей практически нет, - начинает адекватно реагировать на шепот. Если больной в ультрапарадоксальной фазе, то если ему говорят садитесь, то он встает и т.д. Это глубокие изменения нейрохимических процессов в мозге.
Динамический стереотип
Стереотип - это строго зафиксированная система последовательно повторяющихся условных и безусловных раздражителей. Например, если систему раздражителей, состоящую из звонка, света, метронома-120, зуммера и метронома-60, повторять изо дня в день и подкреплять, то возникает стереотип. Причем, если, например, звонок и метроном-60 (тормозный, дифференцировочный) поменять местами, то на метроном-60 будет условный рефлекс, а на звонок не будет. Для возникновения условного рефлекса имеет значение не только сам конкретный раздражитель, но и место расположения этого раздражителя. Это отражает последовательность действий в мозговой деятельности. Если в стереотипе везде поставить звонок, даже вместо метронома-60, и начать подкреплять, то в начальном периоде ответная реакция будет на место расположения конкретного раздражителя, а не свойство раздражителя. В последующем через несколько опытов, реакция будет как на звонок (по количеству слюны), т.е. прежний стереотип сменился на новый. Отсюда вывод, что стереотип является динамическим, то есть он меняется в условиях опыта, работы, жизненных условий; этот стереотип переделывается сообразно новым условиям. Стереотип может быть: 1) лабораторный (экспериментальный); 2) рабочий (например, технологический процесс, в котором каждый человек выполняет определенную роль, часть этого процесса; печатание на машинке - тоже рабочий стереотип). При этом меньше тратится энергии.
Отрицательное действие стереотипа - при длительном воздействии однотипных реакций наступает утомление; 3) жизненный стереотип.
Пищевая мотивация.
Изменение количества питательных веществ в крови вызывает раздражение периферических и центральных (в частности гипоталамических) рецепторов. Возникают движения пустого желудка и кишечника. Происходит повышение возбудимости в латеральном гипоталамусе в центре голода. Вся эта афферентная импульсация с периферии, несущая информацию о голодной крови, и сама кровь, омывающая структуры гипоталамуса, еще больше усиливают чувство голода. В гипоталамусе есть связи с внутренними его структурами и со стволом мозга. Для появления поисковой реакции должны быть возбуждены двигательные центры, и латеральный гипоталамус, последний взаимодействует с двигательными структурами, возникает целенаправленная реакция, приводящая к поиску и потреблению пищи. В это время происходит условнорефлекторное слюноотделение для подготовки желудка к приему пищи. При попадании пищи в ротовую полость раздражаются вкусовые рецепторы, и импульсы идут в центр насыщения (медиальный гипоталамус). При этом немного снижается возбудимость латерального гипоталамуса. Это сенсорное насыщение. Затем пища идет в желудок, затем химус поступает в 12-перстную кишку. Там происходит дальнейшее переваривание, гидролиз, полостное и мембранное пищеварение и всасывание. При всасывании (активный и пассивный транспорт) питательные вещества поступают в кровь и разносятся ею в ЦНС. Омывая структуры гипоталамуса, происходит еще большее возбуждение центра насыщения и торможение центра голода. Наступает метаболическое насыщение. Полное насыщение возможно тогда, когда метаболическому насыщению предшествует сенсорное. При этом целенаправленная реакция на пищевую мотивацию исчезает, происходит торможение в центре голода, и мотивация исчезает. Наряду с этим возникает ряд других мотиваций, и человек начинает формировать из них доминантный мотив, который надо удовлетворить в данный момент.
СОН И ГИПНОЗ
Известно, что периодическое чередование естественного сна и бодрствования относится к так называемым циркадианным ритмам, и во многом определяется суточным изменением освещенности. Человек примерно треть своей жизни проводит во сне, что обусловило давний и пристальный интерес у исследователей к этому состоянию.
Сон - жизненно необходимое периодически наступающее особое функциональное состояние, характеризующееся специфическими электрофизиологическими, соматическими и вегетативными проявлениями.
Физиологические основы сна рассматриваются как чередование суточных биоритмов человека. Они обусловлены внешними и внутренними факторами. Биоритмы - это изменение суточной активности животных и человека.
Объективные критерии сна:
1) потеря активного сознания субъекта. Во время сна прекращаются активные связи с окружающей средой. Глубоко спящий человек не реагирует на внешние воздействия, хотя сторожевые пункты остаются;
2) потеря целенаправленной осмысленной деятельности;
3) изменения электроэнцефалограммы, ритма дыхания, сердечной деятельности, тонуса мышц, температуры тела, движение глазных яблок.
Теории сна:
1) Гуморальная концепция основную причину наступления сна объясняет накоплением продуктов метаболизма во время периода бодрствования. В 20-х годах 20 века была предложена гуморальная теория сна - теория гипнотоксинов. В качестве причины сна рассматривались специфические вещества, которые появлялись в крови при бодрствовании. Для доказательства брали 2 собаки: одна в течение суток активно двигалась, затем у нее брали кровь и вводили ее другой собаке. Вторая собака сразу засыпала. Но эти токсические вещества не обязательно специфичны. В России были обследованы 2 девочки сиамские близнецы (сросшиеся) с общей системой кровообращения, но головы у них разные (следовательно, разные центры). Эта теория доказывала, что вещества вырабатываются не на периферии, а в ЦНС, так как одна девочка могла спать, а другая - бодрствовать. Теория гипнотоксинов получила свое развитие, и был открыт пептид дельта-сна, выделенный из ЦНС, который провоцировал возникновение сна. Согласно современным данным, большую роль в индуцировании сна имеют именно специфические пептиды, например, упомянутый выше пептид «дельта-сна».
Теория информационного дефицита основной причиной наступления сна полагает ограничение сенсорного притока. Действительно, в наблюдениях на добровольцах в процессе подготовки к космическому полету было выявлено, что сенсорная депривация (резкое ограничение или прекращение притока сенсорной информации) приводит к наступлению сна.
2) центральные теории: а) теория Павлова: сон является охранительным разлитым торможением коры больших полушарий. Есть 2 вида сонного торможения: А) пассивное - при отключении всех анализаторов происходит засыпание. Б) активное - развивается под влиянием тормозных условных раздражителей. Причиной пассивного торможения является прекращение афферентной импульсации к коре больших полушарий (например, у больного были повреждены всё органы чувств, кроме одного глаза. Когда ему этот глаз закрывали, то он засыпал). Активное торможение возникает в результате утомления, это естественный сон, имеющий защитное значение; б) теория Гесса: сонное торможение развивается при торможении подкорковых структур мозга (гипоталамических структур и части ствола мозга). Теория была обоснована при наблюдении за больными с воспалительными поражениями мозга в этих структурах, у которых развивался летаргический сон (сон в течение недель или месяцев); в) корково-подкорковая теория сна. Состояние бодрствования обусловлено восходящим активирующим влиянием ретикулярной формации ствола на кору больших полушарий. Это влияние обусловлено потоком афферентной импульсации, идущей от органов чувств. При бодрствовании нейроны лобной коры оказывают нисходящее тормозное влияние на центры сна в гипоталамусе. Благодаря этому устанавливается блокирующее влияние гипоталамических центров сна на ретикулярную формацию среднего мозга.. Восходящее влияние ретикулярной - формации активирующее, она посылает импульсы ко всем участкам коры, в результате чего возникает генерализованное возбуждение в коре. В состоянии сна при устранении сенсорной афферентации происходит снижение восходящего активирующего влияния ретикулярной формации. При блокаде всех восходящих активирующих влияний наблюдается сонное торможение. Наряду с центральными механизмами (первичном влиянии коры на подкорку и подкорки на кору) в головном мозге синтезируются вещества, способствующие сонному торможению, в частности пептид дельта-сна. При его воздействии на ЭЭГ возникают дельта-волны. (признак глубокого сна).
Наиболее интересные результаты были получены при проведении полиграфических исследований во время ночного сна. Во время таких исследований в течение всей ночи непрерывно на многоканальном регистраторе записывают электрическую активность мозга - электроэнцефалограмму (ЭЭГ) в различных точках (чаще всего в лобных, затылочных и теменных долях) синхронно с регистрацией быстрых (БДГ) и медленных (МДГ) движений глаз и электромиограммы скелетной мускулатуры, а также ряд вегетативных показателей - деятельности сердца, пищеварительного тракта, дыхания, температуры и т.д. В результате анализа всего периода сна по ЭЭГ выделяют несколько фаз. Существует классификация фаз сна по Лумису (буквенная классификация) и классификация по Дементу (цифровая классификация):
1) дремотное состояние - процесс погружения в сон. Для этой стадии характерна полиморфная ЭЭГ, исчезновение альфа-ритма. В течение ночного сна эта стадия обычно непродолжительна (7-10 мин). Иногда можно наблюдать медленные движения глазных яблок (МДГ), при этом быстрые их движения (БДГ) полностью отсутствуют;
2) поверхностный сон - характеризуется появлением на ЭЭГ так называемых сонных веретен (12-18 в секунду) и вертекс-потенциалов, двухфазовых волн с амплитудой около 200 мкВ на общем фоне электрической активности амплитудой около 50-75 мкВ, а также К-комплексов (вертекспотенциал с последующим «сонным веретеном»). Эта стадия является наиболее продолжительной из всех; она может занимать около 50-53% времени всего ночного сна. Движения глаз не наблюдаются;
3 и 4 фазы) глубокий сон - характеризуется наличием тэта волн - 5-9 в секунду) и появлением медленных, дельта-волн (0,5–4 в секунду) с амплитудой выше 75 мкВ. Суммарная продолжительность дельта-волн в этой стадии занимает от15 до 20% от всей 4 стадии сна. Отсутствуют движения глаз. Довольно часто эту стадию сна называют дельта-сном.
5) парадоксальный сон - стадия «быстрого», или «парадоксального», сна характеризуется наличием десинхронизированной смешанной активности на ЭЭГ: быстрые низкоамплитудные β- ритмы (по этим проявлениям напоминает стадию I и активное бодрствование), которые могут чередоваться с низкоамплитудными медленными и с короткими вспышками α-ритма, пилообразными разрядами, БДГ (быстрые движения глаз) при закрытых веках.
Таким образом, динамика изменений ЭЭГ в 1-4 фазы характеризуется снижением частоты волны и увеличением амплитуды. Происходит переход α-ритма через тета-ритм до дельта-ритма. Парадоксальная фаза сна характеризуется тем, что возникает десинхронизация, когда возникают высокочастотные, низкоамплитудные ритмы (β-ритм), сопровождающиеся движением глазных яблок, сокращением мышц, учащением дыхания, сердцебиением. Фазы сна чередуются от 3-х до 5 раз за весь период сна. В состоянии глубокого сна влияет парасимпатическая нервная система. Эти структуры начинают еще более активно тормозить ретикулярную формацию, происходит снижение ЧСС, урежение дыхания, снижение АД, пульса, температуры тела. В ЦНС при этом увеличивается объемная скорость кровотока, увелчивается потребление кислорода - это происходит в основном в парадоксальную фазу сна. В результате сосудистых изменений происходит отток отработанных гуморальных веществ, накопившихся за день, происходит восстановление работоспособности нервных клеток. Во время сна происходит: 1) обработка поступавшей в течение дня информации, 2) стирание ненужной информации, 3) краткосрочная память переходит в долгосрочную.
Виды сна:
1) периодический суточный сон,
2) периодический сезонный сон (зимняя или летняя спячка животных),
3) наркотический сон, вызываемый различными химическими или физическими агентами,
4) гипнотический сон,
5) патологический сон.
Первые два вида сна - физиологический сон, последние три вида - следствие особых нефизиологических воздействий на организм. Наркотический сон может быть вызван вдыханием паров эфира, введением в организм алкоголя, морфина, прерывистым электрическим током (электронаркоз) и другими воздействиями.
Функциональное значение отдельных стадий сна различно. В настоящее время сон в целом рассматривают как активное состояние, как фазу суточного (циркадианного) биоритма, выполняющую адаптивную функцию. Во сне происходит восстановление объемов кратковременной памяти, эмоционального равновесия, нарушенной системы психологических защит.
Во время «дельта»-сна происходит организация информации, поступившей в период бодрствования с учетом степени ее значимости. Предполагают, что во время «дельта»-сна происходит восстановление физической и умственной работоспособности, что сопровождается мышечной релаксацией и приятными переживаниями; важным компонентом этой компенсаторной функции является синтез белковых макромолекул во время «дельта»-сна, в том числе в ЦНС, которые в дальнейшем используются во время «быстрого» сна.
В начальных исследованиях «быстрого» сна было обнаружено, что при длительной депривации «быстрого» сна происходят значительные изменения психики. Появляется эмоциональная и поведенческая расторможенность, возникают галлюцинации, паранойяльные идеи и другие психотические явления. В дальнейшем эти данные не подтвердились, но было доказано влияние депривации «быстрого» сна на эмоциональный статус, устойчивость к стрессу и механизмы психологической защиты. Более того, анализ многих исследований показывает, что депривация «быстрого» сна имеет полезный терапевтический эффект в случае эндогенной депрессии. «Быстрый» сон играет большую роль в снижении непродуктивного тревожного напряжения.
Сон и эмоциональный стресс.
Исследования показали, что эмоциональный стресс существенно влияет на ночной сон, изменяя продолжительность его стадий, т.е. нарушая структуру ночного сна, и изменяет содержание сновидений. Наиболее часто при эмоциональном стрессе отмечают сокращение периода «быстрого» сна и удлинение латентного периода засыпания. У испытуемых перед экзаменом сокращалась общая продолжительность сна и отдельных его стадий. У парашютистов перед сложными прыжками увеличиваются период засыпания и первая стадия «медленного» сна.
ГИПНОЗ
Гипноз в переводе с греческого hypnos означает сон. Однако пожалуй, это единственное, что объединяет эти два понятия. Гипноз по своей сущности резко отличается от состояния естественного сна. Гипноз - особое состояние человека, вызываемое искусственно, с помощью внушения и отличающееся избирательностью реагирования, повышенной восприимчивостью к психологическому воздействию гипнотизирующего и к понижению восприимчивости к другим влияниям.
Различают следующие стадии гипноза:
1) стадия гипноидности сопровождается мышечным и психическим расслаблением, миганием и закрыванием глаз;
2) стадия легкого транса, для которой характерна каталепсия конечностей, т. е. конечности могут длительное время находиться в необычном положении;
3) стадия среднего транса, при которой возникают амнезия, изменения личности; возможны простые гипнотические внушения;
4) стадия глубокого транса характеризуется полным сомнамбулизмом, фантастическими внушениями.
Теории гипноза.
Согласно теории частичного сна, созданной школой И.П.Павлова, гипноз можно рассматривать как искусственно вызванный частичный сон. В эксперименте на животных или в клинических наблюдениях на людях условнорефлекторным путем в головном мозге испытуемых создавали так называемый сторожевой центр, или очаг активного стойкого возбуждения, через который осуществлялся контакт с гипнотизером. Остальные зоны коры были заторможены. Активность «сторожевого центра» вполне достаточна для связи гипнотизера и пациента, однако эта связь осуществляется на подсознательном уровне и недостаточна для осознания пациентом реальной ситуации. Согласно этой теории, гипнотическое состояние подразделяется на три фазы:
1) уравнительная, в которую все раздражители, независимо от их интенсивности, действуют одинаково;
2) парадоксальная, когда слабый раздражитель оказывает эффект, в то время как сильный раздражитель не действует;
3) ультрапарадоксальная, когда возникает ответ на действие стимулов, на которые организм в состоянии бодрствования не реагирует.
Теория психоанализа предложена школой. Фрейда. Согласно этой теории, во главу угла ставятся взаимоотношения гипнотизера и гипнотизируемого («сумасшествие вдвоем»). Гипнотизер играет роль всемогущего родителя. «Гипнотизер бессознательно желает магической власти и...господства над пациентом» (Фрейд). У гипнотизера возникает парадоксальная ситуация; одновременные потребности в близости и ощущение необходимости в дистанции. Решение этой задачи дает метод словесного внушения, который защищает от эротизма ситуации.
Слово как лечебный фактор имеет колоссальное значение в практике врача. Врач в подсознании пациента предстает всемогущим человеком, поэтому любое слово может оказывать на пациента гипнотическое воздействие. Неосторожно высказанное замечание в адрес больного может значительно усугубить развитие болезни, и наоборот, внимательное отношение и нужные слова могут в значительной степени облегчить задачу врача.
Применение гипноза в лечебных целях может проводиться в различных направлениях. Различают терапию посредством гипноза и терапию под гипнозом. В терапии посредством гипноза различают два подхода: первый предложен школой И.П.Павлова и включает в себя «снятие симптомов» путем словесного внушения, гипнотический сон; второй - школой. Фрейда и представляет собой метод «перестройки» личности («замещение» симптомов).
В терапии под гипнозом используют метод прямого внушения для изменения поведения; метод «катарсиса», с помощью которого проявляются подавленные, «вытесненные» эмоции, что позволяет выявить происхождение различных психосоматических расстройств; метод гипноанализа, с помощью которого под гипнозом происходят активация симптомов и их последующий анализ в бодрствовании или под гипнозом.
Сознание.
Сознание как заключительный этап процесса познания представляет собой сложный многоэтапный психофизиологический феномен восприятия, переработки и создания новой информации
Схема структуры сознания: Опознавание (распознавание образа, построение нервной модели стимула, образа); формирование эталона (эталонной нервной модели стимула, образа); хранение (память) эталонной нервной модели стимула, образа; творчество (формирование нового знания через ассоциацию данной информации с хранящимися в памяти нервными моделями родственных образов)
Интегративная деятельность мозга человека характеризуется непрерывным анализом элементов внешнего мира, а затем происходит их синтез в виде целостного восприятия. В результате этого происходит приспособление на основе достаточно точного, верного отражения окружающей действительности в сознании человека.
Сознание человека определяют как способность отделения себя («я») от других людей и окружающей среды («не я») и адекватного отражения действительности. Базируется оно на общении между людьми, развивается на основе приобретения индивидуального жизненного опыта и связано с речью (языком). На базе потребностей, как биологических, так и социальных и идеальных, формируются подсознание (автоматизированные, неосознаваемые навыки и формы поведения), сознание (знания, передаваемые другим индивидуумам), сверхсознание (творческая активность, интуитивное поведение).
Социальная значимость сознания заключается в способности к такой переработке знания, которая обеспечивает направленную передачу информации от одного лица к другому в виде абстрактных символов речи (языка) и главного средства межличностного общения. Речь здесь выступает как материальная форма коммуникационного аспекта сознания (П.В.Симонов). Сознание – в виде знания может быть передано с помощью слов, образов, художественных произведений и т.д.
Реакции, в том числе поведенческие, реализуемые на уровне подсознания, имеют автоматизированный характер. Общебиологическая роль подсознательной обработки информации заключается в первичной фильтрации огромного количества входной информации: на уровне подсознания, например, протекает рефлекторная регуляция деятельности внутренних органов человека. Пока человек здоров, до его сознания не доходит информация от внутренних органов. Человек «чувствует» свои внутренние органы лишь при патологических процессах, в физиологических условиях регуляция функций внутренних органов происходит подсознательно в виде рефлекторных реакций. Сознание в данном случае достигается активацией корковых структур, в результате возбуждения ретикулярной формации мозгового ствола.
Установлено, что структуры мезенцефалической ретикулярной формации характеризуются мощным влиянием, активирующим сознание. Минимальный период активации мозговых структур для осознанного восприятия сигнала составляет 100–300 мсек. (время только внутрикоркового восприятия осознаваемого образа не превышает 80-150 мсек.).
Таким образом, сознание является результатом нейрофизиологических процессов, происходящих в определенных, но достаточно обширных областях мозга (кора большого мозга, таламо-кортикальные структуры, лимбическая система, ретикулярная формация ствола мозга).
Мышление
Мышление - высшая ступень человеческого познания, процесс отражения в мозге окружающего реального мира, основанная на двух принципиально различных психофизиологических механизмах: образования и непрерывного пополнения запаса понятий, представлений и вывода новых суждений и умозаключений. За счет мышления человек получает знания о таких явлениях окружающего мира, которые не могут быть непосредственно восприняты при помощи первой сигнальной системы. Формы и законы мышления являются предметом рассмотрени
