Задачи по физиологии анализаторов

1. Для исследования глазного дна врач капает в глаз раствор атропина. Каков физиологический смысл этого действия и как при этом изменится зрительное восприятие?

2. Объясните, как и почему изменится диаметр зрачка при сильном болевом ощущении?

3. У двух людей ближайшая точка ясного видения соответственно находятся на расстоянии 12 и 30 см. Какой из этих людей старше? Укажите приблизительно их возраст.

4. Человек смотрит прямо перед собой. В каком случае он сможет раньше заметить движущийся мимо глаза на расстоянии 2м предмет: когда предмет перемещается сверху вниз или справа налево.

5. На человека действует болевой раздражитель. Можно ли не спрашивая пациента о его ощущениях узнать , что он чувствует боль? Объяснить свой ответ.

6. Два человека страдают дальнозоркостью и носят очки. Какой один и тот же вопрос нужно задать им, чтобы убедиться в том, какова причина дальнозоркости?

7. У пациента с воспалительным процессом в носоглотке произошло закрытие евстахиевой трубы. Через двое суток он обратился к врачу с жалобой на снижение слуха. При обследовании врач увидел втяжение барабанной перепонки в сторону барабанной полости. Объясните это явление, если атмосферное давление в течении этих суток не изменялось.

В отношении ума между человеком и животными большая пропасть, в то время как в отношении эмоций – этого сказать нельзя. Судя по внешним проявлениям алигаторы, крысы и птицы так же эмоциональны, как мы с вами.

Д. Вулдридж

Высшая нервная деятельность

Процессы, происходящие в коре больших полушарий, их свойства. Типы ВНД по И.П. Павлову. Типы ВНД – это совокупность свойств нервных процессов, происходящих в коре больших полушарий. В коре происходят два процесса – возбуждение и торможение. Изучая эти процессы, И.П. Павлов для каждого из них выделил три свойства:

1) сила оценивается по пределу работоспособности клеток коры и развитию пессимального торможения. По этому свойству различают сильный и слабый типы;

2) уравновешенность определяется соотношением силы возбудительного и тормозного процессов. По этому свойству различают уравновешенный и неуравновешенный типы;

3) подвижность нервных процессов определяется быстротой (скоростью) смены возбуждения

торможением и наоборот. По этому свойству различают подвижный и малоподвижный (инертный) типы.

По совокупности трех свойств различают 4 типа ВНД:

1) сильный, подвижный, неуравновешенный с преобладанием процессов возбуждения («безудержный» тип);

2) сильный, подвижный, уравновешенный («живой» тип);

3) сильный, малоподвижный (инертный), уравновешенный («спокойный», или «инертный» тип);

4) слабый - все свойства слабо выражены («оранжерейный), нерешительный, готов реагировать на широкий круг незначительных сигналов. Соответствие типов ВНД по И.П. Павлову темпераментам по Гиппократу: 1 тип соответствует холерику; 2 тип – сангвинику; 3 тип – флегматику и 4 тип – меланхолику.

Экстраверты, интроверты. Типы ВНД по Айзенку. Типы ВНД можно определить при помощи теста Айзенка, в котором используются 57 утверждений: 24 утверждения, характеризующие экстраверсию-интроверсию, то есть по анализу этих утверждений можно оценить подвижность нервных процессов. По этой шкале различают экстраверты (подвижные) и интроверты (слабовыраженная подвижность, инертность); 24 утверждения (шкала нейротизма), характеризующие стабильность нервных процессов (уравновешенность). По этой шкале различают людей со стабильными нервными процессами и нестабильными; 9 утверждений характеризуют ложность, по ним определяется степень готовности испытуемого к тестированию. Таким образом, по двум шкалам (экстраверсии-интроверсии и нейротизму) теста Айзенка можно выделить 4 типа: 1) нестабильный экстраверт (1 тип по И.П. Павлову, холерик по Гиппократу); 2) стабильный экстраверт (2 тип по И.П. Павлову, сангвиник по Гиппократу); 3) стабильный интроверт (3 тип по И.П. Павлову, флегматик по Гиппократу) и 4) нестабильный интроверт (4 тип по И.П. Павлову, меланхолик по Гиппократу) – рис. 46

На рис. 47 отражается способ определения экстраверсии-интро-версии по Айзенку, типов ВНД по И.П. Павлову и темпераментов по Гипо-крату. Ось абсцисс отражает степень выраженности экстраверсии: количество баллов от 0 до 11 – это интроверты; от 13 до 24 – это экстраверты. Ось ординаты отражает степень выраженности нейротизма (стабильности нерв-ных процессов в коре больших полушарий): количество баллов от 0 до 11 – со стабильными нервными процессами; от 13 до 24 – с нестабильными нервными процессами. Шкала экстраверсии-интроверсии (Э) по Айзенку отражает свойство подвижности нервных процессов по И.П.Павлову. Шкала нейротизма (Н) по Айзенку отражает свойство уравновешенности нервных процессов по И.П.Павлову.

Рис. 47. Способ определения типов ВНД по Айзенку

Правый нижний квадрат свидетельствует о стабильном экстраверте (сангвиник по Гипократу, сильный подвижный, уравновешенный тип по И.П.Павлову - С). Правый верхний квадрат свидетельствует о нестабильном экстраверте (холерик по Гипократу, сильный подвижный, неуравновешенный тип по И.П.Павлову - Х). Левый нижний квадрат свидетельствует о стабильном интроверте (флегматик по Гипократу, сильный малоподвижный, уравновешенный тип по И.П.Павлову - Ф). Левый верхний квадрат свидетельствует о нестабильном интроверте (меланхолик по Гипократу, слабый тип по И.П.Павлову).

Соотношение типов ВНД с темпераментом по Гиппократу. Соответствие типов ВНД по И.П. Павлову, темпераментам по Гипократу и выраженности экстраверсии-игтроверсии отражается на cледующей таблице:

В данной таблице показано взаимодействие типов ВНД по И.П. Павлову, экстраверсии-инроверсии по Айзенку и темпераментов по Гипократу. Гипократ по соотношению

различных жидкостей организма различал четыре темперамента: сангвиник (С), холерик (Х), флегматик (Ф) и меланхолик (М). И.П. Павлов по свойствам процессов возбуждения и торможения в КБП различал четыре типа ВНД. При этом И.П. Павлов выделил три свойства: сила возбудительного и тормозного процесса (С), подвижность (П) и уравновешенность этих процессов (У). Как видно из таблицы первый тип (I) – это сильный, подвижный и уравновешенный, или спокойный; второй тип (II) – это сильный, подвижный, но неуравновешенный с преобладанием процессов возбуждения, или безудержный; третий тип (III) – это сильный малоподвижный и уравновешенный, или инертный; четвертый тип (IV) - это слабый, то есть все свойства слабо выражены. Айзенк выделил два свойства для характеристики типов людей: 1) выраженность экстраверсии-интроверсии (Э), по которому всех людей можно разделить на экстравертов и интровертов; 2) нейротизм (Н), то есть стабильность нервных процессов, по которому всех людей можно разделить на стабильных и нестабильных. По совокупности этих свойств всех людей можно разделить на четыре типа: 1) стабильный экстраверт; 2) нестабильный экстраверт; 3) стабильный интроверт; 4) нестабильный интроверт. Из таблицы видно, что экстроверсия-интроверсия по Айзенку соответствует подвижности нервных процессов по И.П. Павлову, а нейротизм по Айзенку соответствует уравновешенности нервных процессов по И.П. Павлову.

Таким образом, первый тип по И.П. Павлову – это сангвиник по Гипократу, или стабильный экстраверт по Айзенку; второй тип по И.П. Павлову – это холерик по Гипократу, или нестабильный экстраверт по Айзенку; третий тип по И.П. Павлову – это флегматик по Гипократу, или стабильный интроверт по Айзенку; четвертый тип по И.П. Павлову – это меланхолик по Гипократу, или нестабильный интроверт по Айзенку.

Условные рефлексы. Условия для образования условных рефлексов. Динамический стереотип.

Условный рефлекс – это синтез двух и более безусловных рефлексов (Асратян). Из этого определения следует: 1) любой условный рефлекс вырабатывается на базе безусловного (сколько существуют безусловных рефлексов, столько можно выработать условных рефлексов); 2) для образования условного рефлекса необходимо одновременное действие двух и более раздражителей. Можно дать другое определение: условный рефлекс – это приобретенная, индивидуальная, временная ответная реакция на индифферентный (условный, неадекватный) раздражитель с обязательным участием коры больших полушарий. Условные рефлексы возникают при следующих условиях:

1) подкрепление, то есть, для образования условного рефлекса необходимо подкреплять действие условного (неадекватного) раздражителя действием безусловного (адекватного);

2) при подкреплении необходимо опережение действия условного раздражителя, то есть для образования условного рефлекса вначале действуют условным раздражителем и вслед за ним – безусловным;

3) сила условного раздражителя должна быть слабее силы безусловного;

4) активное состояние коры больших полушарий, состояние бодрствования;

5) исключение других посторонних раздражителей, так как они вызывают ориентировочный рефлекс и торможение условного рефлекса.

Динамический стереотип (ДС) – это сложный условный рефлекс. Для его образования используют несколько условных раздражителей в определенной последовательности и подкрепляют их действие действием одного безусловного раздражителя. После выработки ДС достаточно использовать только один из применяемых условных раздражителей будет осуществляться такая же реакция, как при использовании всех условных раздражителей. ДС более стойкий в отличии от условного рефлекса. Любой процесс обучения это есть выработка ДС.

Отличие условных и безусловных рефлексов. Основные отличия условных и безусловных рефлексов:

1)безусловные рефлексы врожденные (наследственные), то есть эти рефлексы генетически предопределены, а условные рефлексы приобретенные – возникают в том случае, если будут соблюдены условия для их возникновения;

2) по распространенности – безусловные рефлексы видовые, характерны для всего вида, а условные – индивидуальные, возникают только у тех, у кого были соблюдены условия для их возникновения;

3) по постоянству – безусловные рефлексы постоянные, а условные – временные, они исчезают, если длительное время не соблюдать условия для их возникновения;

4) по раздражителю – безусловные рефлексы возникают на адекватные (безусловные, значимые) раздражители, а условные рефлексы – на неадекватные (условные, незначимые, индиферентные);

5) по участию отделов ЦНС – безусловные рефлексы возникают при участии низших и высших отделов ЦНС, а условные – при обязательном участии коры больших полушарий (высших отделов ЦНС).

Механизмы образования условных рефлексов (теории И.П. Павлова и П.К. Анохина)

Механизм возникновения условного рефлекса по И.П. Павлову (рис. 48): во время подкрепления в коре больших полушарий возникают два очага возбуждения (центр, воспринимающий условный раздражитель -К1 и центр, воспринимающий безусловный раздражитель – К2) один из которых является доминирующим (центр, воспринимающий безусловный раздражитель, так как его сила была больше, чем сила условного раздражителя), формируется феномен проторения пути за счет перехода возбуждения от центра, воспринимающего условный раздражитель к центру, воспринимающего безусловный раздражитель (В). В результате многократного подкрепления возникает временная связь между центром, воспринимающего условный раздражитель и центром, воспринимающего безусловный раздражитель. О формировании временной связи свидетельствует изолированное применение условного раздражителя, при котором возбуждение центра, воспринимающего условный раздражитель, распространяется по временной связи к центру, воспринимающего безусловный раздражитель и по эфферентным путям возникает ответная реакция (например, выделение слюны на действие светового раздражителя). Механизм возникновения условного рефлекса по П.К. Анохину: при подкреплении действия условного раздражителя действием безусловного в процесс вовлекается ретикулярная формация мозга и за счет восходящих путей от РФ к коре происходит конвергенция возбуждения, в результате которого в коре одновременно возникает возбуждение на всем протяжении от центра, воспринимающего условный раздражитель до центра, воспринимающего безусловный раздражитель. При многократном подкреплении между двумя центрами возникает временная связь.

Рис. 48. Схема образования условного рефлекса по И.П. Павлову

На данной схеме показано, что на базе двух безусловных рефлексов (А – мигательного, Б – слюноотделительного) можно выработать два условных рефлекса (мигательный и слюноотделительный). Мигательный безусловный рефлекс осуществляется при действии сильного светового раздражителя. Мигательный условный рефлекс осуществляется на слабый пищевой раздражитель. Безусловный слюноотделительный рефлекс осуществляется на сильный пищевой раздражитель, а условный слюноотделительный рефлекс – на слабый световой раздражитель. Рассмотрим механизм возникновения условного слюноотделительного рефлекса. Для этого проводим подкрепление следующим образом: вслед за слабым световым раздражителем (А) действуем сильным пищевым раздражителем (Б). При этом в КБП одновременно возникают два очага возбуждения (К1 – слабое возбуждение и К2 – сильное возбуждение). По принципу доминанты слабое возбуждение распространяется в сторону сильного (В). При многократном подкреплении в коре больших полушарий возникает временная связь между двумя центрами. Об образовании временной связи свидетельствует наличие слюноотделения на изолированное действие слабого светового условного раздражителя. При этом световой раздражитель вызывает возбуждение в КБП (в центре, воспринимающего условный раздражитель – К1), которое распространяется по временной связи в центр, воспринимающий пищевой раздражитель (К2), отсюда импульсы поступают к слюнным железам (Ж) и возникает слюноотделительный рефлекс.

Условные рефлексы различных порядков (I, II. III и т.д.). Одним из главных условий образования условных рефлексов является подкрепление, то есть, для образования условного рефлекса необходимо подкреплять действие условного (неадекватного) раздражителя действием безусловного (адекватного). По виду подкрепления различают условные рефлексы первого порядка, второго, третьего и т.д. Для его образования необходимо действие условного раздражителя подкреплять действием безусловного (адекватного) раздражителя. При выработке условного рефлекса второго порядка используется новый условный сигнал, действие которого подкрепляется условным раздражителем, который использовался для образования условного рефлекса первого порядка (в данном случае этот раздражитель выполняет роль безусловного). При выработке условного рефлекса третьего порядка используется новый условный сигнал, действие которого подкрепляется условным раздражителем, который использовался для образования условного рефлекса второго порядка (в данном случае выполняет роль безусловного). При выработке условного рефлекса четвертого порядка используется новый условный сигнал, действие которого подкрепляется условным раздражителем, который использовался для образования условного рефлекса третьего порядка (в данном случае выполняет роль безусловного) и т.д. У человека можно выработать условные рефлексы 6-7 порядков. У обезьяны – до 5-6 порядка, у собаки – до третьего порядка.

Безусловное (внешнее) и условное (внутреннее) торможение ВНД. Различают два вида торможения высшей нервной деятельности (ВНД): 1) безусловное, или внешнее торможение отмечается в нейронах коры больших полушарий; 2) условное, или внутреннее торможение при этом исчезает или ослабляется временная связь в коре больших полушарий между центром, воспринимающим безусловный раздражитель и центром, воспринимающим безусловный раздражитель. К безусловному торможению относятся: 1) внешнее торможение (постоянное и гаснущее); 2) запредельное, или охранительное. Внутреннее торможение возникает в результате прекращения подкрепления после выработки условного рефлекса. В зависимости от способа прекращения подкрепления различают следующие виды внутреннего торможения: 1) угасательное; 2)дифференцировочное; 3) запаздывающее; 4) условное.

Виды условного торможения. Для условного торможения необходимо вначале выработать условный рефлекс (временную связь в коре больших полушарий). Основным условием возникновения условного торможения является прекращение подкрепления условного сигнала дейсвтием безусловного. В зависимости от того как прекращается подкрепление различают следующие виды условного торможения:

1) угасательное торможение – возникает при полном прекращении подкрепления условного сигнала действием безусловного раздражителя после образования условного рефлекса. После длительного изолированного применения условного сигнала (без подкрепления) рефлекс исчезает;

2) запаздывающее торможение – возникает за счет запаздывания подкрепления. После выработки условного рефлекса продолжаем периодически подкреплять условный сигнал действием безусловного, но с большим запаздыванием, поэтому при изолированном применении условного сигнала рефлекс не сразу возникает, а с некоторым запаздыванием;

3) условный тормоз – после выработки условного рефлекса добавляем к условному сигналу другой раздражитель (индифферентный) без подкрепления в этой комбинации. Очень скоро на изолированное применение условного сигнала будет рефлекс, а в комбинации с другим раздражителем реакция отсутствует. Этот другой раздражитель является условным тормозом для основного условного сигнала и прекращается условный рефлекс;

4) дифференцировочное торможение обеспечивает различение близких по природе сигналов, один из которых подкрепляется действием безусловного раздражителя, а другой нет. Например, при выработке условного рефлекса на звук частотой 10000 гЦ. Условный рефлекс осуществляется при изолированном действии звука 8000 гЦ. В дальнейшем звук 10000 гЦ будем периодически подкреплять, а звук частотой 8000 гЦ будем подавать без подкрепления. Очень скоро рефлекс сохранится только на звук частотой 10000 гЦ, а на звук 8000 гЦ рефлекс исчезнет.

Виды безусловного торможения. Различают следующие виды безусловного торможения:

1) внешнее торможение – возникает в результате дополнительного внешнего раздражителя: а) гаснущее внешнее торможение, когда на дополнительный раздражитель возникает ориентировочный рефлекс, вызывающий торможение рефлекторной деятельности коры больших полушарий. При неоднократном применении этого раздражителя тормозная реакция угасает; б) постоянное внешнее торможение, когда дополнительный раздражитель вызывает повреждающее действие (боль) и возникает торможение деятельности коры больших полушарий;

2) запредельное торможение (охранительное по И.П. Павлову) – возникает под действием длительного действия раздражителя или под действием сверхсильных раздражений и имеет охранительный характер. Для возникновения внешнего торможения необходим дополнительный раздражитель, а запредельное торможение возникает при действии того же раздражителя, который вызывает рефлекторную деятельность.

Эмоции, их значение для организма, классификация. Эмоция от латинского emoveo, emovere – возбуждать, волновать. Эмоции - это субъективные реакции на внешние и внутренние раздражители, в том числе на результаты собственной деятельности, сопровождаемые выраженными субъективными переживаниями. С точки зрения функциональных систем организма эмоция (Э) это есть отношение актуальной потребности (АП) к вероятности удовлетворения (ВУ) этой потребности (Э=АП/ВУ).

Из этого определения следует, что с увеличением вероятности удовлетворения данной актуальной потребности возникают положительные эмоции, а с уменьшением вероятности удовлетворения актуальной потребности возникают отрицательные эмоции. Биологическое значение эмоции заключается в том, что они выполняют сигнальную и регуляторную функцию. Сигнальная функция заключается в том, что они сигнализируют о полезности или вредности данного воздействия на организм, а также успешности или неуспешности выполняемого действия. Регуляторная функция эмоции заключается в том, что при этом формируется активность по прекращению или усилению действия раздражителей. Классификация эмоций зависит от того, что берется за основу.

По влиянию эмоции на состояние организма все эмоции делятся на два вида.

1. Положительные эмоции. При этом снижается напряжение регуляторных механизмов. Возникновение положительной эмоции свидетельствует об удовлетворении актуальной потребности организма и об адекватности целенаправленного поведения.

2. Отрицательные эмоции. Следует отметить, что при длительном сохранении эти эмоции могут вызвать отрицательное влияние на функции внутренних органов. На первых порах отрицательные эмоции играют положительную роль, так как сигнализируют об исчерпании функционального резерва по удовлетворению актуальной потребности и необходимости совершения целенаправленного поведения.

Механизм возникновения отрицательных и положительных эмоций. Механизм возникновения отрицательных и положительных эмоций можно объяснить биологической теорией П.К. Анохина (рис. 49). Пусковым механизмом возникновения отрицательной эмоции является отклонение какого-либо конечного полезного приспособительного результата (КППР) от оптимального уровня в сторону уменьшения или в сторону увеличения – это приводит к формированию актуальной потребности организма (АП) удовлетворение которого может осуществиться за счет внутреннего резерва соответствующей функциональной системы (ФУС). Если же данная потребность не удовлетворяется изменением работы всех эффекторов, отвечающих за данный КППР (НУАП), тогда в процесс вовлекаются структуры мозга, относящиеся к кругу Пейпеца, что приводит к возникновению отрицательной эмоции (ОЭ) и в процесс вовлекается кора больших полушарий - КБП (за счет импульсов от поясной извилины), возникает целенаправленное поведение (БМ). При адекватном поведении происходит удовлетворение актуальной потребности организма – УАП (КППР возвращается к оптимальному уровню) и отрицательная эмоция сменяется на положительную (ПЭ). Если целенаправленное поведение не удовлетворяет АП отрицательная эмоция сохраняется. Таким образом, биологическая роль отрицательных эмоций в том, что их появление свидетельствует о невозможности удовлетворения АП функциональными резервами организма и необходимости совершения целенаправленного поведения. При этом одно поведение сменяется другим до удовлетворения актуальной потребности. Показателем удовлетворения АП является появление положительной эмоции.

Рис. 49. Механизм возниконовения положительной и отрицательной эмоции

Эмоции и актуальная потребность организма. С точки зрения функциональных систем организма эмоция (Э) это есть отношение актуальной потребности (АП) к вероятности удовлетворения (ВУ) этой потребности (Э=АП/ВУ). Из этого определения следует, что с увеличением вероятности удовлетворения данной актуальной потребности, то есть возвращение конечного полезного приспособительного результата (КППР) к оптимальному уровню возникают положительные эмоции, а с уменьшением вероятности удовлетворения актуальной потребности возникают отрицательные эмоции. Таким образом, отклонение КППР является пусковым механизмом для формирования эмоции, так как при этом формируется актуальная потребность организма. Биологическое значение эмоции заключается в том, что они выполняют сигнальную и регуляторную функцию. Сигнальная функция заключается в том, что они сигнализируют о полезности или вредности данного воздействия на организм, а также успешности или неуспешности выполняемого действия. Регуляторная функция эмоции заключается в том, что при этом формируется активность по прекращению или усилению действия раздражителей.

Соматические, вегетативные и эндокринные компоненты эмоции. Любая эмоция сопровождается изменением соматического (изменяется мимика лица, поза человека в пространстве), вегетативного (изменение работы внутренних органов и тонуса сосудов) и эндокринного (изменение функции эндокринных желез) статуса (рис. 50):

1) соматический компонент (СК) за счет изменения тонуса мышц туловища и конечностей (при этом изменяяется поза человека в пространстве – П), а также изменения тонуса мимических мышц (при этом изменяется мимика человека – М);

2) вегетативный компонент (ВК) за счет изменения тонуса симпатического (С) и парсимпатического (ПС) отделов автономной нервной системы (АНС);

3) эндокринный компонент (ЭК) за счет изменения функции поджелудочной железы (изменение концентрации инсулина в крови - И) и мозгового слоя надпочечников (изменение концентрации адреналина и норадреналина в крови - А). Активация симпатического отдела АНС сопровождается активацией функции мозгового слоя надпочечников, то есть активация симпатоадреналовой системы (СА). Активация парасимпатического отдела АНС сопровождается активацией поджелудочной железы, то есть активация вагоинсулиновой систем (ВИ). Таким образом, вегетативный и эндокринный компоненты эмоции проявляются за счет активации вагоинсулиновой системы и за счет симпатоадреналовой системы.

Рис. 50. Компоненты эмоции

Роль эмоций в целенаправленном поведении. Роль эмоции в целенаправленном поведении объясняется биологической теорией П.К. Анохина в формировании эмоций. Каждый показатель внутренней среды имеет свою функциональную систему, работа которой поддерживает этот показатель на оптимальном уровне. При отклонении этого показателя от оптимального уровня формируется актуальная потребность организма и в работу включаются различные эффекторы, чтобы вернуть значение данного показателя к оптимальному уровню. Если же данная потребность не удовлетворяется изменением работы всех эффекторов, отвечающих за данный КППР, тогда в процесс вовлекаются структуры мозга, относящиеся к кругу Пейпеца, что приводит к возникновению отрицательной эмоции и в процесс вовлекается кора больших полушарий (за счет импульсов от поясной извилины), возникает целенаправленное поведение. При адекватном поведении происходит удовлетворение актуальной потребности организма (возвращение показателя к оптимальному уровню) и отрицательная эмоция сменяется на положительную. Если целенаправленное поведение не удовлетворяет АП, отрицательная эмоция сохраняется. Таким образом, появление отрицательной эмоции свидетельствует о включении в работу внешнего звена функциональной системы организма - целенаправленного поведения. Смена отрицательной эмоции на положительную свидетельствует об адаекватном поведении, то есть поведении, удовлетворившем актуальную потребность организма.