Педагогическая физиология детей и подростков

Классификация функций нервной системы
Функции нервной системы могут быть условно поделены на два типа: низшие и высшие.
Низшая нервная деятельность - процессы регуляции всех внутренних органов и физиологических систем организма человека.
Высшая нервная деятельность (ВНД)- те функциональные механизмы мозга, которые обеспечивают человеку адекватный контакт с окружающей средой.
Высшие функции лежат в основе психической деятельности человека, но не могут быть сведены к ней.

Предмет физиологии ВНД
Предмет физиологии ВНД - изучение закономерностей и функциональных механизмов мозга, обеспечивающих наиболее оптимальное взаимодействие организма с окружающей средой.
И.М. Сеченов в своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863 г.) выдвинул гипотезу о рефлекторной природе всех без исключения психических процессов человека и показал, что материальным субстратом их являются нервные процессы головного мозга.
И.П. Павлов предложил метод условных рефлексов как метод объективного изучения психической деятельности человека.
Деятельность И.П. Павлова и его учеников позволила создать принципиально новое направление в исследовании физиологии нервной системы – учение о ВНД.

Рефлекторный принцип регуляции функций (рефлекторная теория)
Узловой момент развития рефлекторной теории – классический труд И.М.Сеченова (1863) «Рефлексы головного мозга».
Основной тезис: Все виды сознательной и бессознательной жизни человека представляют собой рефлекторные реакции.

Становление и развитие методов исследования физиологических функций (1)
Успехи любой науки, и физиологии в частности, напрямую зависят от методического совершенствования.
И.П.Павлов (1849-1936) указывал, что наука движется толчками в зависимости от успехов, делаемых методикой.
Павлов стал первым российским ученым, удостоенным Нобелевской премии (1904г.).

Условнорефлекторная деятельность. Образование условных рефлексов
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс.
Материальная основа рефлекса -рефлекторная дуга.
По происхождению рефлекторных дуг, все рефлексы можно поделить на безусловные и условные рефлексы.

Сравнительная характеристика безусловных и условных рефлексов
Безусловные рефлексы
Рефлекторные дуги врожденные, генетически предопределены.
Рефлексы видовые
Рефлекторные дуги относительно постоянны
Рефлексы сохраняются на протяжении всей жизни
Условные рефлексы
Рефлекторные дуги формируются в постнатальный период развития
Рефлексы индивидуальны
Рефлекторные дуги изменяющиеся, подвижны, формируются на базе дуг безусловных рефлексов

Условия образования условного рефлекса
1. Наличие условного раздражителя (сигнала) и безусловного раздражителя (подкрепления),
2. Условный раздражитель по силе своего воздействия слабее подкрепления.
3. Совместное или при отставании в 1-5 сек неоднократное действие сигнала и подкрепления.
4. Нормальное, деятельное функциональное состояние нервной системы, прежде всего головного мозга.

Локализация некоторых функций в коре больших полушарий
I — область спинного или продолговатого мозга,
II — область ствола мозга,
II — кора мозга
(по К. Быкову, 1956)

Формирование условного рефлекса. Первоначальная схема И. П. Павлова

Образование условных рефлексов – формирование временной связи
Формирование условного рефлекса. Схема Э. Асратяна (1956):
а, б, в — уровни замыкания; красный пунктир — временная связь

Образование условных рефлексов.
Рассмотрим пример условного рефлекса и его выработки: формирование реакции слюноотделения при виде лимона (натуральный условный рефлекс).
У человека, никогда не пробовавшего лимон, никаких реакций не возникает, кроме любопытства – ориентировочный рефлекс.
Слюноотделение, как безусловно-рефлекторный акт возникает при раздражении рецепторов полости рта пищей – при попадании лимона в ротовую полость.
При формировании условного слюноотделительного рефлекса в качестве условного раздражителя (сигнал) выступает лимон, его вид. В качестве безусловного раздражителя (подкрепления) – вкус лимона.

Образование условных рефлексов.
Вид лимона приводит к возникновению очага возбуждения в корковом центре зрительного анализатора (затылочная область).
Безусловный раздражитель является более сильным, возбуждение коркового центра при действии безусловного раздражителя является доминантным.
Доминантный очаг притягивает возбуждение из зрительного центра.
Между двумя корковыми центрами устанавливается временная связь.
Если такое сочетание «вид лимона – вкус лимона» повторится несколько раз, то возбуждение в зрительном центре быстро будет по «проторенному пути» временной связи проходить в пищевой центр и оттуда по эфферентным нервным волокнам к слюнным железам.

Значение условных рефлексов
Различают условные рефлексы 1,2, 3 и т.д. порядков.
У животных возможно выработать условный рефлекс 3-4 порядка,
У человека более высокого порядка.
Условные рефлексы обеспечивают более совершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни (ориентировка во времени и пространстве и др.)

Торможение условных рефлексов
Безусловное (внешнее) торможение условных рефлексов.
Торможение возможно, когда в коре больших полушарий при осуществлении условного рефлекса возникает новый, более сильный очаг возбуждения, не связанный с данным условным рефлексом.
Индукционное торможение – новый очаг возбуждения вызывает понижение возбудимости в участках коры больших полушарий, связанных с осуществлением условного рефлекса.

Внешнее торможение
А — осуществление условного рефлекса;
Б — внешнее торможение условного рефлекса: а — очаг сильного возбуждения, вызванного внешним раздражителем,
6 - торможение (явление отрицательной индукции по И. П. Павлову)

Запредельное торможение
I—II — нарастание силы звука (условный раздражитель) и повышение интенсивности ответной реакции,
III — дальнейшее нарастание силы звука и развитие запредельного торможения;
красной линией показана устойчивая временная связь, черным пунктиром - торможение временной связи

Торможение условных рефлексов
Запредельное торможение проявляется при чрезмерном увеличении силы или времени действия условного раздражителя, при этом условный рефлекс ослабевает и может перестать иметь место. Это торможение имеет охранительное значение.
Условное (внутреннее) торможение условных рефлексов.
Торможение развивается внутри дуги условного рефлекса, в нервных структурах, которые участвуют в осуществлении данного рефлекса. Внутреннее торможение необходимо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, требует для выработки иногда длительного времени.

Внутреннее торможение
Угасание:
I — выработка условного рефлекса
II — условный рефлекс выработан
III— развитие угасательного торможения в результате неподкрепления
IV — угасательное торможение

Торможение условных рефлексов
Угасание условного рефлекса.
При многократном неподкреплении действия условного раздражителя через какой-то промежуток времени рефлекс не проявляется – угасает. Например, утрата навыка игры на музыкальном инструменте, непрочность знания учебного материала.
Значение этого вида торможения: благодаря угасанию организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение (лишние движения при письме, трудовых операциях, физических упражнениях и др.).
Торможение запаздывания условных рефлексов развивается, если отставить во времени подкрепление условного раздражителя безусловным.

Торможение условных рефлексов
Дифференцировочное торможение. Точный анализ сходных раздражителей обеспечивает биологически целесообразные реакции: различение, разделение сигналов, дифференцировка сходных воздействий на организм.
Дифференцировка сходных условных раздражителей вырабатывается путем подкрепления одних и не подкрепления других раздражителей.
Развивающееся при этом торможение подавляет рефлекторную реакцию на неподкрепляемые раздражители. Благодаря этому торможению мы различаем шумы, цвета, форму, похожие предметы и т.д..

Динамический стереотип
Динамический стереотип - последовательная цепь условнорефлекторных актов, осуществляемая в строго определенном порядке во времени и пространстве .
Выработка стереотипа – сложная синтезирующая деятельность коры.
Стереотип трудно вырабатывается, но его поддержание при выработке не требует значительного напряжения корковой деятельности.
Стереотипные действия легки в выполнении (письмо, трудовые операции и т.д.).
Динамический стереотип является у человека основой образования привычек, лежит в основе режима дня.
Стереотипы устойчивы, они составляют основу человеческого поведения.
Трудность переделки стереотипов заставляет обращать особое внимание на правильность выполнения тех или иных действий, операций, поступков, на правильность приемов обучения и воспитания.

Сигнальная деятельность мозга. Сигнальные системы действительности
В условных рефлексах отражается сигнальность как совершенная ее форма.
Принцип сигнальности отражает фактор будущего, обеспечивает готовность к тому, что будет или не будет.
Способность человека прогнозировать будущее – наивысшая форма проявления этого принципа.
Сигналы – это те раздражители, которые приобрели свое сигнальное значение при выработке условного рефлекса.
И.П.Павлов обнаружил различия при действии сигнальных раздражителей:
Конкретные - раздражения и следы их действия в больших полушариях, приходящие в специальные клетки – рецепторы.
Абстрактные раздражители обозначают сигналы сигналов (смысловая нагрузка слова).
Общее для человека и животных - анализ и синтез конкретных сигналов - это составляет первую сигнальную систему действительности.

Сигнальные системы действительности
Вторая сигнальная система действительности - свойственна только человеку - абстрактные раздражители и условные рефлексы, которые вырабатываются на их действие.
Первая и вторая сигнальные системы действительности функционируют совместно.
И.П. Павлов отмечал, что через первую сигнальную систему организм приспосабливается к среде, через вторую становится ее хозяином.
Люди, с преобладанием первой сигнальной системы более охотно реагируют на конкретные раздражители, для них предпочтительнее действие конкретного раздражителя, чем абстрактного – словесное объяснение, охотнее воспринимают информацию, представленную в таблицах, в виде графиков. У людей с преобладанием второй сигнальной системы быстрее и прочнее формируются условные рефлексы на действие абстрактных раздражителей.

Межполушарная морфо-функциональная асимметрия мозга
В настоящее время увиденное и описанное И.П. Павловым различие людей в предпочтении конкретных и абстрактных раздражителей нашло подтверждение → нейрофизиологические различия полушарий мозга ̶ межполушарная морфо-функциональная асимметрия мозга.
Большие полушария мозга ̶ не полные копии друг друга: 100% доминирования одного из полушарий не обнаружено (как нет соотношения в доминировании 50:50).
Ведущее полушарие, правое или левое (по И.П. Павлову ведущая 1 или 2 сигнальная система), можно определить, если имеет место ситуация выбора. В этих условиях быстрее и точнее сработает ведущее полушарие.
Если ситуации выбора не предлагать, то реакция будет такой, которая связана с деятельностью центров полушария, которые должны здесь «работать».
В разных ситуациях выбора доминирование может проявляться по-разному у одного и того же человека.
Делать вывод о типе личности на основании результатов нескольких тестов нельзя. Необходимо проведение большого количества тестов и наблюдений для объективной оценки ведущего полушария.
Все мы – двухполушарны, первая и вторая сигнальные системы неточно уравновешены.

Возрастные особенности сигнальных систем
Свойственная человеку вторая сигнальная система в процессе индивидуального развития приобретает ведущее значение к 6-7 годам.
В первые полгода слова для ребенка не имеют особого значения, воспринимаются как звуковые раздражители.
Свое сигнальное значение слова приобретают во второй половине первого года жизни. Однако слово не имеет своего самостоятельного значения, а выступает как компонент сложного раздражителя. Например, слово «мама» вызывает адекватную реакцию ребенка вместе с другими конкретными раздражителями: положение тела в пространстве, тепло материнских рук, голос, вид матери.
К концу второго года слово выступает как обобщающий фактор.
В процессе дальнейшего развития, общения со взрослыми, овладения речью вторая сигнальная система становится ведущей. Но одновременно с этим первая сигнальная система еще играет значительное влияние.
Для закрепления полезных навыков, привычек, при выработке полезных стереотипов не следует злоупотреблять словом.
В подростковом возрасте вследствие значительных физиологических перестроек влияние первой сигнальной системы вновь усиливается,
У старших школьников вновь ведущее значение имеет вторая сигнальная система, которая сохраняет его в течение всей жизни, постоянно совершенствуясь и развиваясь.

Типы ВНД

Понятие о типах ВНД
Классификация типов ВНД
Условнорефлекторная деятельность зависит от индивидуальных свойств нервной системы.
Совокупность этих свойств называют типом высшей нервной деятельности (тип ВНД).
В основе типа ВНД лежат особенности протекания в мозге процессов возбуждения и торможения. Ведущие, по мнению И.П.Павлова, следующие свойства:
А) Сила процессов возбуждения и торможения – работоспособность корковых клеток, которая определяется длительностью нервного напряжения.
Б) Уравновешенность – соотношение процессов возбуждения и торможения по силе.
В) Подвижность – способность корковых клеток в различных условиях окружающей среды быстро «уступать место», давать преимущество одного процесса перед другим.

Типы ВНД
На основании проявления индивидуальных свойств нервной системы И.П.Павлов выделил четыре типа:
1. Сильный неуравновешенный (преобладает возбуждение над торможением);
2. Сильный уравновешенный (большая подвижность нервных процессов);
3. Сильный с малой подвижностью нервных процессов (инертный);
4. Слабый тип характеризуется быстрой истощаемостью нервных клеток.
В реальной действительности типов ВНД значительно больше.
И.П. Павлов считал, что основные типы ВНД, обнаруженные и описанные по результатам экспериментов и наблюдений за животными, совпадают с темпераментами, установленными у людей Гиппократом

Типы ВНД

Типы ВНД
Соотношение типов темперамента по классификациям Гиппократа и И. П. Павлова с учетом роли информационных и мотивационных систем мозга:
холерик — «безудержный» тип: сильный, неуравновешенный с преобладанием возбуждения, подвижный; четко выделяет доминирующую потребность (гипоталамус), игнорирует отвлекающие сигналы (лобная кора);
сангвиник — «живой» тип: сильный, уравновешенный, подвижный тип; четко выделяет доминирующую мотивацию (гипоталамус), способен реагировать на сигналы с неясным значением (гиппокамп);
флегматик— «спокойный» тип: сильный, уравновешенный, инертный; имеет сбалансированные потребности без акцента на какую-либо из них (миндалина), реагирует только на высокозначимые сигналы (лобная кора);
меланхолик — «оранжерейный» тип: слабый тип, нерешительный, неуравновешенный или уравновешенный, инертный или подвижный; затруднен выбор доминирующей мотивации (миндалина), готов реагировать на широкий круг незначительных сигналов (гиппокамп).

Типы ВНД

Специфические типы высшей нервной деятельности человека
По особенностям функционирования сигнальных систем у людей выделяют следующие типы ВНД: художественный и мыслительный.
А — средний тип — равновесие I и II сигнальных систем; Б — художественный тип — преобладание I сигнальной системы; В — мыслительный тип — преобладание II сигнальной системы; Г — случай одновременного преобладания I и II сигнальных систем — художественно-мыслительный тип