Соотношение процессов возбуждения и торможения характеризует такое свойство нервной системы как
Соотношение процессов возбуждения и торможения характеризует такое свойство нервной системы как
Тип нервной системы имеет определенное значение в процессе приспособления к окружающей среде. Он определяет стрессоустойсивость, способность к обучению, время удержания внимания и многое другое, что было показано многочисленными работами, выполненными в школе И.П. Павлова [9, 10].
Я. Стреляу в своей работе «О темпераменте с точки зрения высшей нервной деятельности» разделяет позицию И.П. Павлова о том, что в основе темперамента лежат некоторые фундаментальные свойства нервных процессов – возбуждение и торможение. К этим свойствам относятся: сила возбуждения и торможения, их уравновешенность и подвижность [11].
И.П. Павлов различал силу процесса возбуждения и силу процесса торможения, считая их двумя независимыми свойствами нервной системы. Сила процесса возбуждения, с этой точки зрения, отражает работоспособность нервной клетки. Она проявляется в функциональной выносливости, способности выдерживать длительное или кратковременное, но сильное возбуждение. Мерой силы процесса возбуждения является способ реагирования на сильные, продолжительные или часто повторяющиеся раздражители [9].
Сила процесса торможения проявляется в способности к образованию различных тормозных условных реакций (например, угасание, дифференцировка или запаздывание). Оно связано с воздержанием от определенных действий или отсрочкой реакции. Чем адекватнее реакция в таких ситуациях, тем большей выносливостью относительно торможения обладает нервная система и, таким образом, тем сильнее процесс торможения [10]. Следовательно, торможение связано с волевыми процессами и, безусловно, представляется важнейшим параметром в процессе адаптации.
Подвижность нервных процессов, согласно И.П. Павлову, состоит в быстроте перехода одного нервного процесса в другой, «оба процесса должны, так сказать, поспевать за этими колебаниями, т. е. должны обладать высокой подвижностью, способностью быстро, по требованию внешних условий, уступать место, давать преимущество одному раздражению перед другим, раздражению перед торможением и обратно [9]. Подвижность нервных процессов обнаруживается в способности к изменению поведения при изменении внешней ситуации. Поэтому мерой этого свойства нервной системы является быстрота перехода от одного действия к другому, от пассивного состояния к активному, и наоборот [10].
Указанные свойства нервных процессов образуют определенные системы, комбинации; что и составляет тип нервной системы, или тип высшей нервной деятельности. Он складывается из характерной для отдельных индивидов совокупности основных свойств нервной системы – силы, уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения [10].
Соотношение свойств нервной системы может влиять на возможность адаптации человека к изменению внешних условий [2]. Есть данные о том, что люди с различной выраженностью латеральных признаков неодинаковым образом приспосабливаются к природным и социальным факторам среды [3, 4, 8, 14], и эти процессы протекают различным образом у мужчин и женщин [1]. Представляло интерес выявить возможную причину этих различий в особенностях свойств нервной системы людей с неодинаковой степенью выраженностью латеральных показателей.
Материалы и методы исследования
Было обследовано 175 молодых людей (25,4±2,7 года), из них 99 девушек (средний возраст 24,9±2,5 года) и 76 юношей (средний возраст 26,0±2,8 года). Все испытуемые на момент обследования обучались на курсах иностранного языка.
Латеральные показатели и совокупный профиль функциональной сенсомоторной асимметрии (ФСМА) выявляли, описывая ведущую руку, ногу, ухо и глаз с помощью совокупности проб [6]. Пробы проводились трижды, в протокол вносились данные о каждом выполнении. Для выявления ведущей руки проводилось девять проб: теппинг-тест и восемь проб, предложенных В.П. Леутиным и Е.И. Николаевой [4]. «Переплетение пальцев рук», «Поза Наполеона», «Аплодирование», «Плечевой тест», «Рука, берущая предмет», «Рука, держащая ручку или карандаш», «Отвинчивание крышки на баночке», «Рисование круга и квадрата с закрытыми глазами».
Для определения ведущей ноги проводились девять проб [6]: «Положить ногу на ногу», «Подпрыгнуть на одной ноге», «Наступить на предмет», «Пнуть мяч ногой», «Движение с закрытыми глазами», «Шаг назад» (ведущей считается нога, первой начинающая движение), «Поставить колено на стул», «Прыжок вперед», «Наклон вперед с закрытыми глазами».
Ведущий глаз оценивался с помощью пяти проб: «Прицеливание» (осуществляется ведущим глазом), «Подмигивание» (ведущий глаз открыт), «Прищуривание», «Рассмотрение отдаленного предмета через полую трубу», «Дырка в карте» (действие осуществляет ведущий глаз).
Слуховая асимметрия оценивалась при помощи трех проб: «Тиканье часов», «Прислушивание к шуму на улице», «Шепотная речь».
Для оценивания типа профиля ФСМА высчитывались соответствующие общие показатели для ведущих руки, ноги, уха и глаза как среднее арифметическое по результатам выполнения проб. Затем вычислялось цифровое значение профиля путем суммирования соответствующих общих показателей и нахождения общего значения.
Обработка результатов проб проводилась при помощи метода, предложенного Е.Ю. Борисенковой и Е.И. Николаевой [7]. Каждому буквенному обозначению результата пробы присваивалось числовое значение: П – 2 балла, С – 1 балл, Л – 0 баллов, где П – выполнение пробы правой рукой, С – выполнение пробы двумя руками попеременно или одновременно, Л – выполнение пробы левой рукой [7]. Далее подсчитывался общий показатель ведущих руки, ноги, уха и глаза как среднее арифметическое по результатам выполнения проб. После этого проводилась проверка соответствия полученного распределения нормальному закону при помощи непараметрического критерия Колмогорова – Смирнова и программы обработки данных SPSS 17 [5].
Для определения темперамента и выраженности основных свойств нервной системы (процесса возбуждения, процесса торможения и подвижности нервных процессов) была использована методика изучения структуры темперамента Я. Стреляу [11] (адаптация Н.Н.Даниловой, А.Г.Шмелева).
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ распределения испытуемых по типам профиля ФСМА обнаружил, что 10,3 % из них имели левый профиль, 55,4 % – смешанный и 34,4 % – правый. Эти данные соответствуют результатам других исследований [8,13], обнаруживших большее число людей со смешанными показателями профиля функциональной сенсомоторной асимметрии.
В табл.1 представлены данные теста Я Стреляу, направленного на описание темперамента, у юношей и девушек с различным типом профиля ФСМА. Нет различий в уровне возбуждения у испытуемых с разным типом профиля. Однако есть некоторая тенденция снижения этого уровня у девушек с правым профилем. Уровень возбуждения говорит о сильной ответной реакции на различные раздражители, быстрой включаемости в работу и более низкой утомляемости девушек с левым профилем.
Согласно полученным данным, и девушки, и юноши с левым профилем имеют самые низкие значения процессов торможения. Возможно, именно это объясняет высокую эмоциональную лабильность леворуких людей, отмеченную многими авторами 3.
У левопрофильных юношей по сравнению с левопрофильными девушками снижена подвижность нервных процессов. Таким образом, у девушек в целом более высокая переключаемость, мобильность нервных процессов и, следовательно, лучшие возможности для адаптации по сравнению с юношами. Самый низкий адаптационный потенциал отмечен у юношей с левым профилем по сравнению с юношами с другими латеральными признаками, хотя эти различия не значимы.
Показатели свойств нервной системы у юношей и девушек с различным типом профиля ФСМА
Соотношение процессов возбуждения и торможения характеризует такое свойство нервной системы как
Метод терапии с использованием принципа аппаратной биологической обратной связи (БОС-терапия) основан на предъявлении субъекту информации о регистрируемом параметре с целью формирования навыка его произвольной регуляции. Практические результаты демонстрируют эффективность БОС-терапии как метода лечения функциональных заболеваний в 50‒70 % случаев [4, 5, 6, 7, 8]. Весомая доля пациентов с неэффективным лечением может быть связана с различными способностями к обучению навыкам персептивного контроля у лиц с различными типологическими свойствами ЦНС. Однако в доступной литературе нет прямых указаний на предполагаемую нами зависимость. В связи с вышеизложенным, по-видимому, целесообразно определять и учитывать типологические свойства ЦНС при проведении БОС-терапии.
Целью исследования было определение типологических свойств ЦНС человека с использованием метода биологической обратной связи у здоровых добровольцев и больных с синдромом раздражённого кишечника (СРК).
Материалы и методы исследования
Таблица 1
Физиологическое значение параметров БОС-терапии и соответствующие
им типологические свойства центральной нервной системы
Свойства нервной системы
Количество звуковых сигналов на 1-м этапе
Скорость затухания безусловного ориентировочного рефлекса
Сила процессов торможения в ЦНС
Количество стимулов на 2-м этапе
Выработка условного оборонительного рефлекса
Сила процессов возбуждения в ЦНС
Количество сигналов на 3-м этапе
Изменение дифференцировки условного рефлекса
Подвижность (динамичность) процессов в ЦНС
Соотношение между количеством стимулов на 1-м и 2-м этапах
Соотношение силы процессов возбуждения и торможения в ЦНС
Уравновешенность процессов в ЦНС
БОС-тренинг был проведён у 26 практически здоровых лиц в возрасте от 19 до 35 лет, а БОС-терапия ‒ у 50 больных с диагнозом «СРК без диареи» (К58.9) в возрасте от 18 до 40 лет [2]. Временные параметры во всех группах были рассчитаны отдельно и проанализированы на достоверность различий.
Результаты исследования и их обсуждение
Из 26 здоровых добровольцев и 50 больных с СРК 20 и 26 человек соответственно успешно завершили курс, у 6 и 24 человек соответственно он не был завершён. Медианы параметров БОС-тренинга группы здоровых добровольцев с полным курсом были приняты за условную норму, а показатели остальных групп выражены в относительных значениях (табл. 2).
Таблица 2
Относительные значения параметров БОС-тренинга и БОС-терапии в сравнении
со здоровыми добровольцами
Здоровые добровольцы
с полным
курсом, n = 20
Здоровые добровольцы с неполным курсом, n = 6
Больные
с полным
курсом,
n = 26
Больные
с неполным курсом,
n = 24
Общее количество стимулов на 1-м этапе
Количество сигналов высокого тона на 2-м этапе
Количество предъявлений высокого тона на 3-м этапе
Соотношение количества предъявлений стимулов на 1-м и 2-м этапах
Примечание: расчёт производился по U-критерию Манна-Уитни, представлены достоверные отличия (p
Как протекают процессы возбуждения и торможения в нервной системе?
Деятельность нервной системы основана на процессах возбуждения и торможения, находящихся между собой в постоянно изменяющихся соотношениях. Эти процессы вызываются внешней или внутренней средой, которая воздействуют на нервные клетки-нейроны и вызывает раздражение.
Нейрон принимает сигналы от рецепторов и других нейронов, перерабатывает их и в форме нервных импульсов передает к центростремительным нервным окончаниям. Когда этих сигналов нет, он находится в состоянии покоя. В нейроне, находящемся в состоянии покоя, протекают электрохимические процессы, обеспечивающие равновесие между нейроном и внешней средой.
Возбуждение — процесс высвобождения нейроном собственной энергии в ответ на раздражение, ведущий к генерализации потенциалов действия и распространению импульсной активности в нервной системе. В нейроне, находящемся в состоянии возбуждения, нарушается равновесие внутренних электрохимических процессов, что приводит к его активному ответу на воздействия внешней среды. Передача возбуждения от нейрона к нейрону осуществляется с помощью двух механизмов: 1) индукционного, благодаря влиянию электрических полей возбужденных нервных клеток на соседние; 2) путем передачи возбуждения нервных клеток через определенные соединения синапсов. Распространение возбуждения происходит диффузно (во все стороны) или направленно в зависимости от состояния окружающих нейронов.
Возбуждение и торможение не остаются в том месте нервной системы, где они возникли, а распространяются на другие участки и отделы, с тем чтобы потом вернуться и сосредоточиться в зоне первоначального возникновения. Кроме того, возникновение одного из процессов вызывает развитие другого. Очаг возбуждения, возникший
в коре головного мозга, воздействуя на соседние участки, вызывает там торможение. Может быть и так: возникшее в одном очаге нервной системы возбуждение переходит затем в торможение, Установлено, что в обычной жизни раздражители возникают не в виде изолированных, единичных явлений, а как комплекс всевозможных раздражителей. Кроме того, организм отвечает не одной изолированной реакцией, а комплексной. Нервной системе, таким образом, присуща системная деятельность.
Что такое темперамент?
Темперамент представляет собой результат высшей нервной деятельности, которая характеризуется различным соотношением
Нервные процессы возбуждения и торможения, в свою очередь, характеризуются силой, уравновешенностью и подвижностью. Сила нервных процессов характеризует нервную систему человека с точки зрения способности выдерживать длительное или очень сильное возбуждение, не переходя в состояние запредельного торможения. Уравновешенность нервных процессов указывает на особенности соотношения процессов возбуждения и торможения у человека. Подвижность нервных процессов показывает способность возбуждения и торможения быстро сменяться.
Различные сочетания этих показателей присущи различным типам высшей нервной деятельности человека.
1. Сильный. У человека, которому он свойственен, процессы возбуждения и торможения сильные. Между ними существует равновесие. Этому типу ВНД соответствует сангвинический темперамент.
2. Безудержный. Возбуждение и торможение очень сильные и подвижные. Однако эти процессы не уравновешены. Этому типу ВНД соответствует холерический темперамент.
3. Инертный. Процессы возбуждения и торможения сильные, уравновешенные, но малоподвижные. Этому типу ВНД соответствует флегматический темперамент.
4. Слабый. Процессы возбуждения и торможения протекают слабо. Они малоподвижны, не уравновешены. Этот тип ВНД соответствует меланхолическому темпераменту.
В настоящее время в психологии различают следующие основные особенности темперамента:
Процессы торможения и возбуждения в коре головного мозга человека
Нормальная деятельность коры головного мозга осуществляется при обязательном, никогда не прекращающемся взаимодействии процессов возбуждения и торможения: первый ведет к выработке и осуществлению условных рефлексов, второй — к их подавлению. Процессы торможения в коре головного мозга взаимосвязанным с процессами возбуждения. В зависимости от условий возникновения коркового торможения различают две его формы: безусловное, или врожденное, торможение (внешнее и запредельное) и условное, или выработанное.
Формы возбуждения и торможения в коре головного мозга
Внешнее торможение
Внешнее торможение условных рефлексов наступает, когда во время действия условного раздражителя на организм действует раздражение, вызывающее какой-либо иной рефлекс. Другими словами, внешнее торможение условных рефлексов обусловливается тем, что во время возбуждения коркового очага условного рефлекса в коре мозга возникает другой очаг возбуждения. Очень прочные и сильные условные рефлексы тормозятся труднее, чем более слабые.
Гаснущий тормоз
Если посторонний раздражитель, применение которого обусловливало внешнее торможение условных рефлексов, вызывает лишь ориентировочный рефлекс (например, звонок), то при многократном применении данного постороннего раздражителя ориентировочный рефлекс на него все более уменьшается и исчезает; тогда посторонний агент не вызывает внешнего торможения. Это слабеющее тормозящее действие раздражителей обозначается как гаснущий тормоз. В то же время существуют раздражители, действие которых не ослабевает, как бы часто их ни применяли. Например, пищевой рефлекс тормозится при возбуждении центра мочеиспускания.
В конечном итоге исход столкновения в коре мозга процессов возбуждения, возникающих под влиянием разных раздражителей, определяется силой и функциональной ролью возникающих при их действии возбуждений. Слабое возбуждение, возникшее в каком-либо пункте коры, иррадиируя по ней, часто не тормозит, а усиливает условные рефлексы. Сильное же встречное возбуждение тормозит условный рефлекс. Существенно важно также биологическое значение безусловного рефлекса, на котором основан условный, подвергаемый воздействию стороннего возбуждения. Внешнее торможение условных рефлексов по механизму своего торможения сходно с торможением, наблюдаемым в деятельности других отделов центральной нервной системы; для его возникновения не нужно каких-то определенных условий действия тормозящего раздражения.
Запредельное торможение
Если интенсивность условного раздражителя возрастает сверх некоторого предела, то результатом является не усиление, а уменьшение или полное торможение рефлекса. Точно так же одновременное применение двух сильных условных раздражителей, из которых каждый в отдельности вызывает значительный условный рефлекс, ведет к уменьшению условного рефлекса. Во всех таких случаях уменьшение рефлекторного ответа вследствие усиления условного раздражителя обусловливается возникающим в коре мозга торможением. Это торможение, развивающееся в коре мозга как ответ на действие сильных или частых и длительных раздражений, обозначается как торможение запредельное. Запредельное торможение может также проявляться в виде патологической истощаемости процесса возбуждения. При этом процесс возбуждения, нормально начавшись, очень быстро обрывается, сменяясь торможением. Здесь налицо тот же переход возбуждения в торможение, но, в отличие от нормы, он происходит чрезвычайно быстро.
Внутреннее торможение
Внутреннее, или условное, торможение, характерное для деятельности высшего отдела нервной системы, возникает, когда условный раздражитель не подкрепляется безусловным рефлексом. Внутреннее торможение возникает, следовательно, при нарушении основного условия образования временной связи — совпадения по времени двух очагов возбуждения, создаваемых в коре при действии условного и подкрепляющего его безусловного раздражителей.
Каждый условный раздражитель может быть быстро превращен в тормозной, если он повторно применяется без подкрепления. Неподкрепляемый условный раздражитель вызывает тогда процесс торможения в тех же самых образованиях коры больших полушарий, в которых он ранее вызывал процесс возбуждения. Таким образом, наряду с положительными условными рефлексами существуют и отрицательные, или тормозные, условные рефлексы. Они сказываются угнетением, прекращением или недопущением возбуждений в те органы тела, деятельность которых вызывалась данным положительным условным раздражителем до его превращения в тормозной. В зависимости от того, как осуществляется неподкрепление условного раздражителя безусловным, различают четыре группы случаев внутреннего торможения: угасание, дифференцировка, запаздывание и условный тормоз.
Нормальный сон как процесс торможения, иррадиированного по коре мозга
Если создаются условия для широкой и длительной иррадиации торможения по коре головного мозга, то она делается невосприимчивой ко всем падающим на нее из внешнего мира раздражителям и более не воздействует на скелетную мускулатуру — голова опускается, веки закрываются, тело становится пассивным, организм не отвечает на звуковые, световые и другие раздражения, то есть наступает сон.
Понимание процессов торможения и возбуждения в коре головного мозга является очень важным для проведения психофизиологической экспертизы с использованием полиграфа.
Механизмы возникновения сна
Многочисленные опыты показали, что сон наступает, когда стимулы, которые приобрели тормозное значение, адресуются в кору без противопоставления им положительных условных раздражителей. Так, если часто применять один и тот же условный раздражитель, клетки коры, воспринимающие это раздражение, переходят в тормозное состояние и торможение распространяется по всей коре — организм погружается в сон.
Таким образом, в основе сонного состояния лежит обширная иррадиация по коре тормозного процесса, который может спускаться и на ближайшие подкорковые образования. Моментами, вызывающими или ускоряющими наступление сонного состояния, являются все факторы, связанные с условиями, в которых сон наступает при обычном режиме жизни. Сюда относятся определенное время суток, связанное с ежесуточным периодом сна, поза и обстановка сна (например, лежание в постели). Кроме того, для наступления сна существенно важно выключение положительных условных и безусловных раздражителей, воздействующих на кору головного мозга. Сюда относятся ослабление внешних раздражений (тишина, темнота) и расслабление скелетной мускулатуры, ведущее к значительному уменьшению потока импульсов от ее рецепторов. О значении последнего фактора говорят исследования, показавшие, что у человека в момент засыпания обычно уменьшается тонус скелетной мускулатуры.
Наглядным доказательством неизбежности иррадиации торможения по коре при отсутствии притока в нее раздражающих импульсов является следующий случай. У одного больного на почве истерического паралича из всех рецепторов функционировали лишь один глаз и одно ухо. Стоило данному пациенту закрыть здоровый глаз, как он сразу засыпал.
При нормальном сне деятельность органов, получающих импульсы по волокнам вегетативной нервной системы, изменяется. Сердце сокращается реже, кровяное давление несколько падает, обмен веществ снижается, дыхание урежается, содержание углекислоты в крови возрастает, температура слегка снижается. Эти сдвиги, несомненно, связаны с изменением возбуждения в ядрах гипоталамической области, но причиной этих изменений является более или менее полное выключение деятельности коры головного мозга, охваченной иррадиирующим по ней торможением.
Охранительное значение торможения
На сегодняшний день считается, что запредельное торможение является своего рода защитным механизмом. Оно оберегает нервные клетки от истощения, которое наступило бы, если бы возбуждение усилилось сверх некоторого предела или удерживалось бы без перерыва сверх известного срока. Наступающее тогда торможение, не будучи само утомлением, выступает в роли охранителя клетки, предупреждающего дальнейшее чрезмерное раздражение, чреватое разрушением этой клетки. За время тормозного периода, оставаясь свободной от работы, клетка восстанавливает свой нормальный состав. Поэтому запредельное торможение, охраняющее корковые клетки от истощения, может быть названо и охранительным торможением. Охранительное значение свойственно не только запредельному торможению, но и сонному.
Механизмы возникновения запредельного торможения
По условиям своего возникновения запредельное торможение сходно с торможением, возникающим в ответ на сильное раздражение рецепторов или периферических нервных волокон в низших отделах центральной нервной системы. Однако в коре мозга запредельное торможение постоянно возникает в ответ на действие условных раздражителей, причем его возникновение может зависеть не только от физической, но и от физиологической силы раздражения, определяемой биологической ролью рефлекса. Развитие запредельного торможения зависит вместе с тем от функционального состояния корковых клеток; последнее, в свою очередь, зависит от роли временных связей, в которые эти клетки включены, от влияний со стороны других корковых очагов, от кровоснабжения мозга, от степени накопления в его клетках энергетических ресурсов.
Каждое проявление торможения в коре мозга вряд ли можно рассматривать как запредельное торможение, так как в противном случае пришлось бы считать, что каждый угашаемый или дифференцируемый раздражитель становится вследствие неподкрепления превышающим предел силы (запредельным). Вряд ли можно отнести к запредельному торможению и те случаи безусловного (внешнего) коркового торможения, которое возникает в результате действия слабых необычных раздражителей, вызывающих лишь слабую ориентировочную реакцию, но легко приводящих к развитию сна. Это, однако, отнюдь не означает, что различные случаи торможения являются совершенно особым состоянием. Вероятнее, что различные случаи торможения имеют в своей природе один и тот же процесс, отличаясь друг от друга по скорости течения этого процесса, по его интенсивности и условиям возникновения.
Запредельное торможение, первично возникая в тех образованиях мозговой коры, в которые адресуется действие сильных (или частых и длительных) раздражений, может иррадиировать по коре, приводя ко сну. Сон может наступать, сменяя первоначальное возбуждение, как при действии сильных раздражений, так и при длительном или часто повторяющемся действии слабых агентов.
Теория охранительного значения торможения привела к предположению, что сон, предохраняя корковые клетки от истощения, должен способствовать восстановлению нормальных функций мозговой коры, если они нарушены в результате тех или иных патологических процессов. Ряд фактов полностью подтвердил эту мысль.
Было показано, что после введения различных ядовитых веществ сон, умышленно вызываемый введением снотворных, способствует более быстрой ликвидации патологических расстройств, которые без этого подчас бывали даже необратимы. Значительные результаты дало лечение сном в психиатрической клинике, особенно при лечении шизофрении и других заболеваний. Благоприятное влияние терапии сном отмечено в эксперименте и в клинике после тяжелых контузионных травм черепа, при борьбе с шоком. Отмечен также благоприятный результат так называемой сонной терапии при некоторых болезнях, то есть искусственное удлинение сна.