Крушельницька Я. В. Фізіологія і психологія праці (2000)

У процесі праці і життєдіяльності організм людини реагує на різноманітні сигнали, що надходять із зовнішнього та внутрішнього середовища, як єдине ціле. Це досягається завдяки тому, що регулює і спрямовує всю роботу організму центральна нервова система.

Основні принципи діяльності нервової системи такі:

● принцип детермінізму — всі реакції організму мають свою причину, тобто зумовлюються дією подразників;

● принцип аналізу і синтезу — вся діяльність організму здійснюється на основі аналізу і синтезу сигналів, які діють на нього;

● принцип структурності — кожний нервовий процес відбувається в певних відділах мозку;

● принцип системності — різноманітні функції організму об’єднуються для злагодженої взаємодії.

Основу діяльності нервової системи, її елементарний акт становить рефлекс. Рефлекс — це реакція організму у відповідь на подразники зовнішнього або внутрішнього середовища, яка відбувається з обов’язковою участю центральної нервової системи. Рефлекс виявляється у виникненні або припиненні якоїсь діяльності.

Шлях, яким за допомогою основних фізіологічних процесів здійснюється рефлекс, називається рефлекторною дугою. Рефлекторна дуга складається з таких ланок:

● рецептора, який сприймає подразнення;

● аферентного нервового волокна, по якому передається збудження від рецептора в центральну нервову систему;

● вставних нейронів і синапсів, які передають збудження від аферентних до ефекторних нейронів;

● еферентних нервових волокон, по яких передається збудження до робочих органів;

● ефектора, або робочого органа.

Для здіснення рефлексу, або керування однією з функцій організму, група нейронів, розміщених в різних відділах центральної нервової системи, утворює нервовий центр. Нервовий центр — це функціональне об’єднання, в якому є головна частина (скупчення нейронів), без якої конкретна функція нездійсненна.

Властивості нервового центра такі:

● одностороннє проведення збудження від аферентного нейрона до еферентного;

● сповільнення проведення збудження в синапсах;

● кумуляція збуджень — кілька слабких подразнень, кожне з яких не викликає жодного рефлексу, діючи одночасно на різні групи рецепторів або надходячи один за одним від одного й того самого рецептора, викликають рефлекс;

● післядія — продовження рефлекторної реакції після припинення подразнення рецептора;

● трансформація ритму — здатність змінювати частоту імпульсів;

● втомлюваність — зменшення або припинення рефлекторної реакції в разі тривалої дії подразника;

● фонова активність, яку створюють вставні нейрони та ретикулярна формація.

Принципи рефлекторної діяльності такі:

● принцип зворотного зв’язку. Під час здійснення рефлексу від робочих органів надходять сигнали до центральної нервової системи відносно ефективності реакції. Це явище названо зворотним зв’язком, а система сигналів — зворотною аферентацією. Сукупність нервових шляхів — рефлекторної дуги та шляхів отримання зворотної інформації про ефективність відповідної реакції — утворює рефлекторне кільце;

● принцип загального кінцевого шляху. Кількісне переважання аферентних нейронів над еферентними є причиною того, що останні є загальним кінцевим шляхом для багатьох рефлексів від центральної нервової системи до робочих органів. Обмежений вихід на периферію є механізмом, завдяки якому організм відповідає рефлекторною реакцією лише на найважливіші подразники;

● принцип домінанти — в кожний момент переважає певний рефлекс.

Існують безумовні та умовні рефлекси. Безумовні рефлекси є вродженими і передаються спадково. Вони характеризуються стереотипною формою прояву і забезпечують пристосування організму до постійних умов. Безумовні рефлекси поділяються на прості і складні. До простих належать зіничний, сухожильний, кашлевий і т. ін.; а до складних — харчовий, захисний, дослідницький, орієнтувальний тощо. Складні безумовні рефлекси становлять основу життєдіяльності організму.

Безумовні рефлекси виникають лише у відповідь на адекватні подразники і мають специфічне рецепторне поле. Центральна ланка рефлекторної дуги безумовного рефлексу знаходиться нижче від кори великих півкуль головного мозку. Це означає, що безумовні рефлекси є результатом діяльності підкоркових утворень і нижніх відділів центральної нервової системи.

Функції підкоркових і нижніх відділів центральної нервової системи, які забезпечують прості стосунки організму із зовнішнім середовищем та злагоджену діяльність внутрішніх органів, становлять нижчу нервову діяльність.

Умовний рефлекс — це реакція організму, яка засвоюється за певних умов у процесі індивідуального розвитку. Біологічна роль умовних рефлексів полягає в розширенні діапазону пристосовних можливостей організму. Умовні рефлекси набуваються, змінюються залежно від умов, згасають, якщо потреби в них немає, виконують сигнальну (попереджувальну) функцію.

Утворення умовних рефлексів є функцією кори головного мозку, а умовний рефлекс — одиницею вищої нервової діяльності. Вища нервова діяльність — це об’єднана діяльність кори великих півкуль, підкоркових утворень і нижніх відділів центральної нервової системи, яка забезпечує складні стосунки організму із зовнішнім середовищем.

Утворення умовних рефлексів полягає у встановленні функціонального зв’язку в корі головного мозку між нервовими центрами умовного та безумовного подразників. Діяльність кори з утворення нових зв’язків виявляється в аналізі і синтезі. Корковий аналіз — це виокремлення інформації, яка закономірно збігається з іншими сигналами або діями організму. Корковий синтез — замикання зв’язку між центрами, які відповідають за сприймання різних сигналів або за різні дії організму.

Утворення умовних рефлексів можливе:

● за наявності двох подразників — безумовного та індиферентного, який має стати умовним;

● коли дія умовного подразника починається раніш, ніж безумовного;

● за оптимальної сили подразників;

● за достатнього рівня збудливості кори;

● за багаторазового повторення поєднаної дії подразників.

Утворення умовного рефлексу в корі головного мозку супроводжується встановленням функціонального зв’язку між центрами збудження безумовного та умовного подразників. Незважаючи на те, що центральна ланка безумовного рефлексу міститься нижче від кори, збудження безумовного рефлексу поширюється в кору головного мозку, у своє коркове представництво.

Корковим представництвом називається сукупність коркових нейронів, які збуджуються під час стимулювання безумовного рефлексу. Воно є тим анатомічним мостом, за допомогою якого здійснюється вища нервова діяльність. Основу функціональної взаємодії кори та підкоркових утворень становлять нервові шляхи, які з’єднують коркове представництво з центральною ланкою рефлекторної дуги безумовного рефлексу.

Між корковим представництвом безумовного рефлексу і центральною ланкою умовного рефлексу, яка міститься в корі, виникає функціональний зв’язок, названий тимчасовим. Цей тимчасовий зв’язок є центральною ланкою дуги умовного рефлексу. Розрізняють рухові і вегетативні (серцеві, дихальні) умовні рефлекси. Умовні рефлекси можуть формуватися також на основі раніше набутих умовних рефлексів. Вони називаються умовними рефлексами вищого порядку і становлять фізіологічну основу навчання, формування трудових навичок і умінь.

У вищій нервовій діяльності підкоркові та нижні відділи центральної нервової системи виконують важливі функції.

По-перше, для кори великих півкуль вони є джерелом інформації щодо змін у зовнішньому та внутрішньому середовищах. Рецептори організму не мають прямого зв’язку з корковими клітинами. Нервові імпульси, виникнувши в рецепторах, спочатку надходять до підкоркових утворень, зазнають там фізіологічної переробки і лише після цього поширюються у відповідне коркове представництво.

По-друге, безумовні рефлекси створюють у мозку специфічну збудливість, тобто підвищену вибіркову чутливість клітин кори щодо тих чи інших безумовних подразників. Підкоркові утворення і нижні відділи центральної нервової системи створюють і підтримують високий рівень загальної збудливості кори головного мозку. Під загальною збудливістю кори розуміють тонус, напруження процесу збудження в коркових клітинах. Вона залежить від нервових імпульсів, які циркулюють між корковими клітинами, а також між корою і підкорковими утвореннями. Основну роль у підтриманні загальної збудливості кори на високому рівні відіграє ретикулярна формація.

По-третє, підкоркові утворення і нижні відділи центральної нервової системи є виконавчим відділом у творчій діяльності кори великих півкуль. Кора головного мозку не має прямих шляхів, які з’єднували б її з виконавчими органами, тому роль проміжної ланки між ними виконують підкоркові і нижні відділи мозку.

Вища нервова діяльність людини базується на двох сигнальних системах.

Перша сигнальна система — це діяльність великих півкуль головного мозку, за допомогою якої формуються і здійснюються умовні рефлекси на реальні матеріальні подразники.

Друга сигнальна система — це діяльність великих півкуль мозку людини, яка забезпечує формування й здійснення умовних рефлексів на словесні сигнали.

Анатомічною основою першої сигнальної системи є аналізатори, які нервовими шляхами пов’язані з органами чуттів.

Аналізатор — сукупність нервових клітин, які сприймають і переробляють інформацію із зовнішнього та внутрішнього середовища організму.

Аналізатор складається з трьох відділів; периферійного, провідникового і центрального. Периферійний відділ утворюють рецептори, функцією яких є сприймання подразнень, первинний їх аналіз і перетворення на процес збудження. Провідникова ланка представлена аферентними нервами, які передають збудження. Центральним відділом є клітини кори головного мозку, де відбувається вищий аналіз збуджень і виникають відчуття. Подразниками, які безпосередньо сприймаються органами чуттів, є реальні предмети, явища і зв’язки між ними.

Анатомічною основою другої сигнальної системи є мовно-руховий аналізатор, тісно пов’язаний із зоровим і слуховим аналізаторами. Джерелом подразнень є слова. Слова — це абстракції реально існуючих предметів, явищ і подій. У словах та словосполученнях фіксуються зв’язки між предметами і явищами. Тому слова є сигналами сигналів, або сигналами другого ступеня. Встановлення зв’язку між словесними сигналами і реальними подразниками відбувається за законами утворення умовних рефлексів. Обидві сигнальні системи постійно взаємодіють і підпорядковуються загальним фізіологічним законам і механізмам.

Водночас друга сигнальна система має істотні відмінності. У другосигнальній діяльності реалізується принцип моделювання дійсності за допомогою мови, а умовні рефлекси можуть формуватися без підкріплення безумовним сигналом, що є основою засвоєння знань. Фізіологічними засобами моделюються в мозку предмети і явища навколишнього середовища, дії та їх результат, встановлюються зв’язки і відносини між ними у вигляді понять, суджень, закономірностей, формул тощо. За допомогою цих моделей, тобто сигналів другого ступеня, людина має безмежні можливості для пізнання, творчої діяльності і прогнозування.

Мова підвищила здатність мозку відображати дійсність, забезпечила вищі форми аналізу й синтезу, абстрактне мислення, створила можливості для спілкування, нагромадження, використання і передачі життєвого досвіду, досягнень культури і мистецтва від покоління до покоління.

Центральна нервова система виконує рефлекторну, інтегративну та координаційну функції. Рефлекторна функція пов’язана з участю центральної нервової системи в реакціях організму на подразники. Виконуючи інтегративну функцію, центральна нервова система забезпечує злагоджену взаємодію всіх органів і систем організму, підтримання його стійкого внутрішнього стану. Підпорядкування багатьох рефлексів одному, який має в даний момент найважливіше значення для організму, здійснюється завдяки координаційній функції центральної нервової системи. Всі ці функції реалізуються в кожній конкретній реакції організму, забезпечуючи найбільш адекватний пристосовний ефект.