Возрастная физиология и школьная гигиена

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

по возрастной физиологии и школьной гигиене

Возрастная физиология

1. Предмет и задачи возрастной физиологии

2. Общие закономерности роста и развития детей и подростков

3. Наследственность и развитие

4. Значение нервной системы. Общий план строения нервной системы

5. Нервная ткань, физиологические свойства нервной ткани

6. Нейроны и синапсы, нервы и нервные волокна. Их свойства. Механизм возникновения и передачи нервного импульса

7. Рефлекс, рефлекторная дуга. Нервные центры, их свойства

8. Нервные процессы, их взаимодействие

9. Координация нервных процессов. (Иррадиация, индукция, доминанта нервных процессов)

10. Возрастные особенности координации нервных процессов

11. Высшая нервная деятельность, условно-рефлекторная деятельность, классификация рефлексов

12. Торможение условных рефлексов, его виды. Безусловное торможение, разновидности, значение

13. Условное торможение, виды, значение. Возрастные особенности внутреннего торможения

14. Аналитико-синтетическая деятельность головного мозга и динамический стереотип

15. Две сигнальные системы действительности человека, значение

16. Формирование второй сигнальной системы действительности в онтогенезе

17. Физиологические основы речи, развитие речи

18. Типы высшей нервной деятельности (ВНД). Классификация и физиологическая характеристика типов ВНД. Соотношение типов ВНД с особенностями темперамента и характера

19. Физиологические механизмы эмоций и развитие в постнатальном онтогенезе

20. Физиологические механизмы мотиваций, значение

21. Физиологические механизмы памяти

22. ВНД под влиянием различных факторов. Стресс, механизм

23. Значение органов чувств. Схема строения анализаторов. Основные функциональные особености, классификация

24. Зрительный анализатор. Функциональное значение. Возможные нарушения. Возрастные особенности

25. Слуховой анализатор. Функциональное значение. Возрастные особенности

26. Эндокринная система, понятие о гормонах, значение желез внутренней секреции, их развитие в онтогенезе. Гипоталамо-гипофизарная система

27. Половоеое развитие детей и подростков. Половое воспитание

28. Утомление и переутомление у детей различного возраста, его предупреждение

29. Биоритмы, их роль, виды. Дисинхроз

30. Физиологические механизмы сна и сновидений

31. Опорно-двигательный аппарат. Значение знаний физиологии опорно-двигательного аппарата для совершенствования учебно-воспитательной работы в школе

32. Развитие двигательной активности и координации движений

33. Особенности системы крови и кровообращения. Иммунитет. Виды. Венерические болезни

34. Проблемы сердечно-сосудистых заболеваний

35. Особенности органов дыхания, возможные нарушения

36. Особенности системы пищеварения, обмена веществ и энергии. Возможные нарушения

37. Возрастные особенности органов выделения, возможные нарушения

Школьная гигиена

1. Предмет гигиены детей и подростков. Его цели и задачи

2. Гигиенические требования к земельному участку, зданию школы и учебным помещениям

3. Понятие о микроклимате, воздушно-тепловой режим учебных помещений. Воздушный куб, кратность воздухообмена

4. Естественное и искусственное освещение учебных помещений, его значение

5. Гигиенические требования к оборудованию школ и мебели. Принципы рассаживания. Правильная посадка. Физиологическое обоснование

6. Гигиеническое требование к режиму школы

7. Гигиенические требования к составлению расписания уроков

8. Гигиенические требования к переменам, их организация и проведение

9. Гигиенические требования к уроку

10. Гигиенические основы режима дня школьника

11. Понятия о школьной зрелости

12. Состояние здоровья детей и подростков. Группы здоровья

13. .Работоспособность больных детей, учет состояния здоровья детей в учебном процессе

14. Детские инфекционные заболевания, их профилактика

15. Физическое развитие и акселерация

16. Наркомания, алкоголизм, токсикомания, профилактика

17. Гигиена питания

Возрастная физиология

Предмет и задачи возрастной физиологии

Предмет возрастной физиологии. Физиология — наука о функциях живого организма как единого целого, о процессах, протекающих в нем, и механизмах его деятельности.

Возрастная физиология является самостоятельной ветвью физиологии. Она изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза, функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе.

Возрастная физиология как учебный предмет. Возрастную физиологию как науку не следует отождествлять с курсом возрастной физиологии, являющимся учебной дисциплиной в вузах. Задача возрастной физиологии как науки — познавать и открывать новое, ее задача как учебного предмета — сообщить студентам известные знания и методы, созданные наукой

Предмет курса возрастной физиологии. Курс возрастной физиологии — это самостоятельная учебная дисциплина, предметом которой является изучение физиологических особенностей детей и подростков, закономерностей их становления в процессе индивидуального развития и особенностей реакции физиологических функций на педагогические воздействия.

Главный акцент в курсе возрастной физиологии делается на тех теоретических материалах физиологической науки, которые имеют наибольшее значение в практической деятельности учителей и воспитателей. К числу таких вопросов прежде всего следует отнести закономерности высшей нервной деятельности детей и подростков и функциональные особенности их нервной системы.

Задачи курса возрастной физиологии. В числе основных задач курса возрастной физиологии необходимо назвать следующие.

Дать необходимые для работы педагога знания анатомо-физиологических особенностей детей и подростков. 2. Сформировать правильное диалектическое понимание основных биологических закономерностей развития организма детей и подростков. 3. Ознакомить с условно-рефлекторными основами процессов обучения и воспитания детей и подростков. 4. Ознакомить с физиологическими механизмами таких сложных психических процессов, как ощущение, восприятие, внимание, память, мышление и физиологическими основами речи и эмоциональных реакций. 5. Развить у будущих учителей умение использовать знания морфофункциональных особенностей организма детей и подростков и физиологии их высшей нервной деятельности при организации учебно-воспитательной работы и анализе педагогических процессов и явлений.

2. Общие закономерности роста и развития детей и подростков

Рост и развитие — общебиологическое свойство живой материи. Процессы роста и развития человека начинаются от момента оплодотворения яйцеклетки и непрерывно продолжаются в течение всей жизни. Это единый процесс жизнедеятельности организма.

Рост — количественный процесс, т. е. процесс непрерывного увеличения длины, объема и массы организма за счет увеличения числа клеток или их размеров. Например, кости растут в основном за счет увеличения числа клеток, а мышцы — за счет увеличения размеров самих клеток.

Развитие — комплексный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека и приводящих к повышению уровня сложности организма и взаимодействия всех его систем. Развитие включает три основных фактора: рост, дифференцировка органов и тканей и формообразование (приобретение организмом характерных, присущих только ему, форм), которые находятся в тесной взаимосвязи.

Закономерности онтогенетического развития. К важным закономерностям роста и развития детей относятся неравномерность и непрерывность роста и развития, гетерохрония и явления опережающего созревания жизненно важных функциональных систем.

И. А. Аршавский сформулировал «энергетическое правило скелетных мышц» в качестве основного фактора, позволяющего понять не только специфические особенности физиологических функций организма в различные возрастные периоды, но и закономерности индивидуального развития. Согласно его данным, особенности энергетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменение и преобразование деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем в процессе онтогенеза находятся в зависимости от соответствующего развития скелетной мускулатуры.

А. А. Маркосян к общим законам индивидуального развития отнес и надежность биологической системы.

Процессы роста и развития протекают непрерывно, но не всегда равномерно: за первый год жизни длина тела новорожденного увеличивается на 50%, за второй — на 13, за третий — на 9%. С четырех до семи лет ежегодно прибавляется 5 — 7%, а с восьми до десяти — только 3%. В период полового созревания наблюдается скачок роста. С 16 до 25 лет интенсивность роста тела снижается, а затем рост прекращается.

Так же неравномерно изменяется масса тела и. развиваются отдельные органы и системы. В первый год жизни ребенка масса тела увеличивается на 6 — 7 кг (первый период вытягивания). До четырех лет идет период округления. В 5 — 7 лет рост увеличивается (второй период вытягивания). С 7 до 11 лет наблюдается период округления, а в период полового созревания наблюдается третий период вытягивания.

Неравномерность, или гетерохронность, развития обеспечивает гармоничное соотнощение развивающегося организма и окружающей среды, т. е. ускоренно формируются те структуры и функции, которые обеспечивают приспособление организма, его выживание.

Зрелость морфофункциональных возможностей организма в определенный период его развития и их соответствие требованиям окружающей среды характеризуют гармоничность развития организма. Например, масса головного мозга новорожденного составляет 360 — 390 г, в конце первого года жизни она увеличивается в 2 — 2,5 раза, в конце третьего года достигает в среднем 1100 г. В семилетнем возрасте масса мозга 1250 г, а поверхность коры составляет 80 — 90% поверхности коры взрослого человека. Ускорение процесса роста мозга в первые годы объясняется интенсивным формированием связей с окружающим миром, усилением условно-рефлекторной деятельности мозга. Это интенсивный процесс познавательной деятельности ребенка. Лимфатическая система в это время почти не изменяется (развитие начинается к 10 — 12 годам), а половая система начинает быстро развиваться после 11 — 12 лет, приводя организм к половой зрелости.

К общим законам развития организма относится надежность биологической системы — такой уровень регуляции всех процессов в организме, который обеспечивает запас жизненных резервов. Например: кровь одного человека содержит количество фермента тромбина, которое способно обеспечивать свертывание крови у 500 человек; жизнь организма сохраняется при удалении значительной части легочной ткани; артериальная кровь содержит примерно в 3,5 раза больше кислорода, чем его используют ткани и т. д. При неблагоприятных ситуациях это позволяет организму произвести экстренную мобилизацию резервов, гарантирующих приспособленность к новым условиям и быстрый возврат к исходному состоянию.

Отрезок времени, в течение которого процессы роста, развития и функционирования организма идентичны, получил название возрастного периода. Одновременно это отрезок времени, необходимый для завершения определенного этапа развития организма и его готовности к определенной деятельности.

Такая закономерность роста и развития легла в основу возрастной периодизации — объединения формирующихся (растущих и созревающих) детей, подростков и взрослых по возрасту. Возрастная периодизация, объединяя специфические анатомические и функциональные особенности организма, имеет важное значение в медицинской, педагогической, социальной, спортивной, экономической и других отраслях деятельности человека.

3. Наследственность и развитие

Наследственность — свойство всех живых организмов сохранять и передавать потомкам характерные особенности строения, функций и индивидуального развития. Носителем наследственной информации человека является хромосомный аппарат ядра клетки, состоящий из 23 пар, или 46 хромосом. Хромосомы подразделяют на аутосомы, одинаковые у обоих полов, и половые хромосомы, отличающиеся у лиц женского и мужского пола: XX — у женщин, ХУ — у мужчин. Кариотип человека содержит 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Клетки тела имеют двойной набор хромосом, половые клетки — одинарный. В процессе оплодотворения половые клетки сливаются, и число хромосом в оплодотворенной яйцеклетке удваивается. Этот механизм обеспечивает передачу потомству генетической информации от обоих родителей. Пол будущего ребенка определяется в момент оплодотворения в зависимости от сочетания половых хромосом. На основе генетической информации, заключенной в ядре клетки, со 2-й по 12-ю внутриутробного развития закладываются яичники у девочек и семенники (яички) — у мальчиков.

В каждой хромосоме в линейной последовательности расположены гены. Ген — участок молекулы ДНК, несущий информацию о синтезе определенного белка. Набор генов, получаемых потомком от родителей в момент оплодотворения, называется генотипом. Генетический аппарат оплодотворенной яйцеклетки содержит программу индивидуального развития организма. Нарушения генотипа или процесса реализации этой программы приводят к различным отклонениям от нормы.

Здоровье человека во многом обусловлено его генотипом. Генотип — совокупность генов организма человека, находящихся в сложном взаимодействии. Генотипу присуща наследственная (генотипическая) изменчивость (мутации). Мутации — это стойкие внезапные необратимые изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы или участки ДНК (гены). Изменяться может любой участок ДНК. Следовательно, мутации представляют собой качественные изменения признаков, которые, как правило, наследуются в ряде поколений. Мутации проявляются по-разному. Чаще они бывают вредными для организма, и внешним их проявлением являются наследственные заболевания, в том числе некоторые формы слепоты, глухоты, умственной отсталости, нарушения обмена веществ, свертываемости крови и т, д. Кроме того, эти стойкие изменения генотипа имеют индивидуальный характер.

Совокупность генотипов всего населения, проживающего на данной территории, составляет его генофонд.

«Развитие, — писал В. И. Ленин, — есть „борьба“ противоположностей». Только в постоянной борьбе между консервативной наследственностью (генетическая программа развития), требующей стабильных условий, и средой, никогда не бывающей постоянной, возможно нормальное развитие ребенка.

При этом физическое и психическое развитие ребенка не следует понимать механистически как пассивный результат взаимодействия наследственности и среды, так как в конечном итоге источником любого развития являются самодвижение материи, внутренние противоречия в самом организме ребенка. Именно внутренние противоречия, возникающие в организме, являются основной движущей силой его развития.

4. Значение нервной системы. Общий план строения нервной системы

Нервная система является ведущей физиологической системой организма, без нее было бы невозможно соединение бесчисленного множества клеток, тканей и органов в единое гармонично работающее целое.

Функции нервной системы могут быть условно поделены на два типа: низшие и высшие. Низшая нервная деятельность представляет собой процессы регуляции всех внутренних органов и физиологических систем организма человека. Высшая нервная деятельность включает в себя 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.

Таким образом, благодаря деятельности нервной системы мы связаны с окружающим миром, способны восхищаться его совершенством, познавать тайны его материальных явлений. Наконец, благодаря деятельности нервной системы человек способен активно воздействовать на окружающую природу, преобразовывать ее в желаемом направлении. И пока человек творит, его внутренние органы функционируют в оптимальном для данной деятельности режиме. Если архитектор создает проект будущего здания, большинство его мышц работает в статическом режиме, дыхание и сердечный ритм относительно спокойны, расход энергии незначителен. Мышцы же рабочего, воплощающего идеи архитектора в реальные формы, работают в динамическом режиме; дыхательный и сердечный ритм значительно учащены, повышен расход энергии.

Следовательно, высшая и низшая нервная деятельность накладываются одна на другую и должны рассматриваться только в тесном и гармоничном единстве.

Нервная система человека состоит из двух основных отделов: центральной и периферической нервной системы. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и. спинной мозг, к периферической — все нервные волокна и скопления нервных клеток, расположенные вне ЦНС.

Различают также вегетативную нервную систему и соматическую нервную систему. Первая осуществляет регуляцию деятельности внутренних органов и обмена веществ. Вторая регулирует сокращения поперечнополосатой мускулатуры и обеспечивает чувствительность нашего тела.

Выделение вышеназванных отделов в нервной системе условно. В действительности она представляет собой анатомически и функционально единое целое, элементарной основой которого являются нервные клетки — нейроны, представляющие собой, образно говоря, «атомы» нашего мозга.

5. Нервная ткань, физиологические свойства нервной ткани

Помимо нейронов в состав нервной системы входят клетки глии. Совокупность нейронов и глиальных клеток составляет нервную ткань. Клетки глии, окружая со всех сторон нейроны, выполняют для них опорные, питательные и электроизолирующие функции.

В процессе постнатального развития человека значительно изменяется соотношение между глиальными и нервными клетками. У новорожденного количество нейронов выше, чем количество глиальных клеток. К 20—30 годам их соотношение становится равным (50:50), а далее сдвигается в сторону глиальных клеток.

Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость, проводимость и лабильность, которые в свою очередь связаны с одним из самых общих свойств всего живого — раздражимостью.

Изменения в окружающей среде или организме называют раздражителями, процесс действия раздражителя — раздражением, а ответные изменения в деятельности клеток и целого организма — биологическими реакциями.

Основные физиологические свойства нервной ткани, ее проводимость, возбудимость и лабильность характеризуют функциональное состояние нервной системы человека, определяют его психические процессы. Нарушение проводимости и возбудимости нервной ткани, например при общем наркозе, прекращает все психические процессы человека и приводит к полной потере сознания.

Возбудимость и возбуждение. Клетки нервной ткани в процессе эволюции приспособились к быстрой ответной реакции на действие раздражителя, поэтому нервную ткань называют возбудимой, а ее способность быстро реагировать на раздражение — возбудимостью. Количественной мерой возбудимости является порог раздражения — минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию ткани. Возбудимость проявляется в процессах возбуждения, которые представляют собой изменение процессов обмена веществ в клетках нервной ткани.

Таким образом, возбуждение нервной клетки связано с изменением обмена веществ и сопровождается появлением электрических потенциалов — электрических, или нервных, импульсов.

Проводимость. Проводимость — способность живой ткани проводить возбуждение. Проводимость нервной ткани связана с распространением по ней процессов возбуждения. Возникнув в одной клетке, электрический (нервный) импульс легко переходит на соседние клетки и может передаваться в любой участок нервной системы.

Проводимость нервной ткани связана с тем, что возникший в месте возбуждения потенциал действия в свою очередь вызывает изменения ионных концентраций в соседнем участке. Возникнув на новом участке, потенциал действия вновь вызывает изменение концентрации ионов в соседнем участке и, соответственно, новый потенциал действия и т. д. Таким способом волна возбуждения распространяется вдоль всей ткани или отдельной нервной клетки.

Лабильность. Исследуя особенности протекания процессов в различных возбудимых тканях, известный русский и советский физиолог Н. Е. Введенский обнаружил, что различные возбудимые субстраты характеризуются различной скоростью процессов возбуждения. Способность возбудимой ткани отвечать максимальным числом потенциалов действия в ответ на определенную частоту раздражений Н. Е. Введенский назвал лабильностью или функциональной подвижностью. Иначе говоря, лабильность — свойство, характеризующее способность возбудимой ткани воспроизводить максимальное количество потенциалов действия в единицу времени. Оказалось, что нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже, самая низкая лабильность у синапсов.

Лабильность ткани в значительной степени зависит от функционального состояния этой ткани. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические специальные тренировки — к ее повышению.

6. Нейроны и синапсы, нервы и нервные волокна. Их свойства. Механизм возникновения и передачи нервного импульса

Основная функция нейронов связана с анализом нервных импульсов, несущих закодированную информацию.

Нейроны представляют собой клетки, весьма разнообразные по форме. Вместе с тем общее строение нейронов не отличается от строения любой другой клетки нашего тела. Здесь также можно выделить клеточную мембрану, ядро, ядрышко, клеточные органоиды. Особенностью в строении нейронов является большое количество клеточных отростков и наличие в цитоплазме специфических образований: тигроидного вещества, или тигроидных глыбок, и нейрофибрилл. В состав тигроидного вещества нейрона входит РНК, содержание которой увеличивается до полового созревания, а затем находится на относительно постоянном уровне (если условия существования организма остаются благоприятными). В случае экстремальных (стрессорных) воздействий содержание РНК в тигроидном веществе может уменьшаться, а сами глыбки полностью распадаются, что приводит к гибели нейрона.

Нейрофибриллы представляют собой длинные белковые молекулы, расположенные в теле и отростках нейрона и исчезающие при его длительной работе.

Каждый нейрон имеет один длинный отросток — аксон (от греч. аксон — ось), или нейрит, расположенный всегда в так называемой базальной части нейрона. Аксоны проводят возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам, являясь как бы своеобразным «выходом». Функции «входа» нейрона выполняют его многочисленные короткие ветвящиеся отростки — дендриты (от греч. дендрон — дерево), расположенные в различных частях нервной клетки. Тонкие разветвления дендритов покрыты микроскопическими выростами — шипиками. Существует предположение, что шипики увеличивают площадь контакта нейрона с другими нервными клетками. Число нейронных шипиков значительно увеличивается после рождения и, как показали эксперименты на животных, связано с процессами обучения. Чем более интенсивно проводится обучение, тем большее число шипиков образуется на дендритах, тем в большей степени изменяется их форма.

Связь между отдельными нейронами осуществляется с помощью специального приспособления — синапса, строение и деятельность которого в настоящее время хорошо изучены.

Синапсы состоят из собственно синаптического окончания, представляющего утолщение аксона, синаптической щели и постсинаптической мембраны, являющейся уже частью другого нейрона.

Количество синапсов очень велико, они покрывают тело нейрона, его дендриты и аксон. В целом 80% мембраны нейрона покрыто синапсами.

Передача закодированной в нервных импульсах информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью медиаторов — особых веществ, способных вызывать возбуждение постсинаптической мембраны. Предполагают, что запасы медиаторов содержатся в синаптических пузырьках, располагающихся в синаптическом окончании. При возбуждении нейрона медиаторы выходят в синаптическую щель, толщина которой составляет не более 20 нм. Передача возбуждения происходит только в одном направлении от синаптического окончания к постсинаптической мембране.

Существуют особые нейроны, синаптические окончания которых выделяют не возбуждающие медиаторы, а тормозные, вызывающие торможение соседствующего нейрона.

Таким образом, передача информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью синапсов.

Число и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека значительно увеличиваются. Интересно отметить, что число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем большее число синапсов образуется.

Можно полагать, что эффективность работы мозга зависит от его внутренней организации и непременным атрибутом талантливого человека является богатство синаптических связей его мозга.

Нервными волокнами называются покрытые оболочками отростки нервных клеток. Тела нейронов и большая часть их дендритов сосредоточены в спинном и головном мозге. Незначительная часть дендритов и аксоны, длина которых у человека может достигать 1 —1,5 м, выходят далеко за пределы ЦНС. Сплетаясь друг с другом, они образуют нервы. Нервы видны в виде белых нитей даже невооруженным глазом. Они, как провода, связывают все участки нашего тела с центральными отделами нервной системы.

Основная функция нервных волокон и нервов — проведение нервных импульсов. Различают чувствительные нервы (афферентные}, проводящие нервные импульсы к ЦНС (центростремительные), двигательные нервы (эфферентные), проводящие нервные импульсы от ЦНС к периферическим органам (центробежные), и смешанные нервы, состоящие из чувствительных и двигательных волокон.

Некоторые нервные волокна имеют оболочку, состоящую из жироподобного вещества — миелина, выполняющего трофические, защитные и электроизолирующие функции.

Возникшее возбуждение распространяется по нервному волокну, переходит на другие клетки за счет местных токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком волокна. Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке, становится раздражителем, вызывающим возбуждение соседних участков.

Возбуждение от одной нервной клетки к другой передается только в одном направлении: с аксона одного нейрона на тело клетки и дендриты другого нейрона.

7. Рефлекс, рефлекторная дуга. Нервные центры, их свойства

В основе всей деятельности нервной системы лежат рефлекторные реакции. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение, происходящая при участии центральной нервной системы.

Допустим, наш палец попал в пламя свечи, и мы тотчас же отдернули руку. Рассмотрим более детально сущность этой реакции. Образно говоря, произошла «катастрофа», наш палец попал в ситуацию, опасную для его «жизни», действие пламени воспринимается нервными окончаниями и в виде нервных импульсов по центростремительным (афферентным) нервным волокнам передается в центральные отделы нервной системы — спинной и головной мозг. Здесь осуществляется анализ полученной информации и в доли секунды принимается решение. «Приказ» — возбуждение в виде нервных импульсов по центробежным (эфферентным) волокнам посылается в исполнительные органы — эффекторы, где расположены специальные нервные окончания, «включающие» исполнительный орган. В нашем примере это мышцы. Мышцы сокращаются, и мы отдергиваем руку. Путь, по которому проходит возбуждение при рефлексе, называется рефлекторной дугой. Ее ведущие части таковы: 1) специальный аппарат, воспринимающий раздражения (сигналы) из окружающей среды или внутренней среды организма, — рецепторы; 2) центростремительные и центробежные нервные волокна, передающие возбуждение; 3) орган управления — центральная нервная система.

В простейшем случае такая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов и одного синапса, т. е. является двухнейронной, или моносинаптической.

В большинстве случаев в состав рефлекторных дуг входят три нейрона или более, а связь между ними обеспечивают множество синапсов. Такие дуги называют многонейронными или полисинаптическими.

В осуществлении рефлекторной реакции, как правило, принимают участие многие нейроны спинного и головного мозга. Такую совокупность нейронов, находящихся на различных «этажах» ЦНС, от спинного мозга до коры больших полушарий, называют нервным центром. Существуют нервные центры, раздражение которых вызывает разнообразные рефлексы, например центр дыхания, глотания, слюноотделения и т. д.

Нервные центры состоят из множества нейронов, связанных между собой еще большим множеством синаптических связей. Это обилие синапсов определяют основные свойства нервных центров: односторонность проведения возбуждения, замедление проведения возбуждения, суммацию возбуждений, усвоение и трансформацию ритма возбуждений, следовые процессы и легкую утомляемость.

Односторонность проведения возбуждения в нервных центрах связана с тем, что в синапсах нервные импульсы проходят только в одном направлении — от синаптического окончания аксона одного нейрона через синаптическую щель на клеточное тело и дендриты других нейронов.

Замедление движения нервных импульсов связано с тем, что «телеграфный», т. е. электрический, способ передачи нервных импульсов в синапсах сменяется химическим, или медиаторным, скорость которого в тысячу раз меньше. В среднем все время передачи нервного импульса (потенциала действия) от одного нейрона через синапс к другому нейрону составляет около 1,5 мс.

В действительности в осуществлении какой-либо реакции человека участвуют сотни и тысячи нейронов и суммарное время задержки проведения нервных импульсов, называемое центральным временем проведения, увеличивается до сотен и более миллисекунд. Например, время реакции водителя с момента включения красного света светофора до начала его ответных действий будет составлять не менее 200 мс.

Таким образом, чем больше синапсов на пути движения нервных импульсов, тем больше проходит времени от начала раздражения до начала ответной реакции. Это время называют временем реакции или латентным временем рефлекса.

У детей время центральной задержки больше, оно увеличивается также при различных воздействиях на организм человека. При утомлении водителя оно может превышать 1000 мс, что приводит в опасных ситуациях к замедленным реакциям и дорожным авариям.

Суммация возбуждений была открыта И. М. Сеченовым в 1863 г. В настоящее время различают пространственную и временную суммацию нервных импульсов. Первая наблюдается при одновременном поступлении к одному нейрону нескольких импульсов, каждый из которых в отдельности является подпороговым раздражителем и не вызывает возбуждение нейрона. В сумме же нервные импульсы достигают необходимой силы и вызывают появление потенциала действия.

Временная суммация возникает при поступлении к постсинаптической мембране нейрона серии импульсов, в отдельности не вызывающих возбуждение нейрона. Сумма этих импульсов достигает пороговой величины раздражения и вызывает возникновение потенциала действия.

Явление суммации можно наблюдать, например, при одновременном подпороговом раздражении нескольких рецепторных зон кожи или при ритмическом подпороговом раздражении одних и тех же рецепторов. И в том и другом случае подпороговые раздражения вызовут ответную рефлекторную реакцию.

Усвоение и трансформация ритма возбуждений в нервных центрах были изучены известным русским и советским ученым А. А. Ухтомским (1875—1942) и его учениками. Сущность усвоения ритма возбуждений заключается в способности нейронов «настраиваться» на ритм поступающих раздражений, что имеет большое значение для оптимизации взаимодействия различных нервных центров при организации поведенческих актов человека. С другой стороны, нейроны способны трансформировать (изменять) поступающие к ним ритмические раздражения в свой собственный ритм.

После прекращения действия раздражителя активность нейронов, составляющих нервные центры, не прекращается. Время этого последействия, или следовых процессов, сильно варьирует у различных нейронов и в зависимости от характера раздражителей. Предполагают, что явление последействия имеет важное значение в понимании механизмов памяти. Непродолжительное последействие до 1 ч, вероятно, связано с механизмами краткосрочной памяти, а более длительные следы, хранящиеся в нейронах многие годы и имеющие большое значение в обучении детей и подростков, связаны с механизмами долговременной памяти.

Наконец, последняя особенность нервных центров — их быстрая утомляемость — также связана в значительной степени с деятельностью синапсов. Существуют данные, что длительные раздражения приводят к постепенному истощению в синапсах запасов медиаторов, к снижению чувствительности к ним постсинаптической мембраны. В результате рефлекторные ответные реакции начинают ослабевать и в конечном итоге полностью прекращаются.

8. Нервные процессы, их взаимодействие

В основе деятельности нервной системы лежат два процесса: возбуждение и торможение нейронов.

Возбуждение в ЦНС. Основное свойство нервной системы имеет ряд особенностей в ЦНС по сравнению с возбуждением в нервном волокне. В связи с особенностями строения синапсов в ЦНС возможно только одностороннее проведение возбуждения — от окончания аксона, где освобождается медиатор, к постсинаптической мембране. В синапсах ЦНС отмечается замедленное проведение возбуждения. Известно, что возбуждение по нервным волокнам проводится быстро. В синапсах скорость проведения возбуждения примерно в 200 раз ниже скорости проведения возбуждения в нервном волокне. Это связано с тем, что при передаче импульса через синапс затрачивается время на выделение медиатора нервным окончанием в ответ на пришедший импульс, на диффузию медиатора через синаптическую щель к постсинаптической мембране, на возникновение под влиянием этого медиатора возбуждающего постсинаптического потенциала.

Торможение в ЦНС. В центральной нервной системе имеет место не только процесс возбуждения. В деятельности всех отделов нервной системы играет важную роль и процесс торможения, результатом которого является ослабление или подавление возбуждения.

Явление торможения в ЦНС было открыто И. М. Сеченовым. У лягушки перерезали головной мозг на уровне зрительных бугров и удаляли полушария выше места перерезки. Заднюю лапку опускали в слабый раствор кислоты и определяли время рефлекса отдергивания лапки. Если теперь положить на разрез зрительных бугров кристаллик поваренной соли, то время отдергивания лапки, опущенной в раствор кислоты, заметно удлиняется.

И. М. Сеченов объяснил это явление наличием в области зрительных бугров нервных центров, оказывающих тормозящее влияние на рефлекс отдергивания лапки.

Позже было показано, что торможение имеет место в деятельности всех отделов ЦНС. Торможение участвует в осуществлении любого рефлекторного акта.

Взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Взаимодействие процессов возбуждения и торможения обеспечивает всю сложную деятельность нервной системы и согласованную деятельность всех органов человеческого тела. На воздействия из внешней и внутренней среды организм реагирует как единое целое. Объединение деятельности различных систем организма в единое целое (интеграция) и согласование, взаимодействие, ведущее к приспособлению организма к различным условиям среды (координация), связаны с деятельностью ЦНС.

9. Координация нервных процессов. (Иррадиация, индукция, доминанта нервных процессов)

Любая реакция организма представляет собой результат деятельности нервной системы и зависит от функционального состояния многих нервных центров и составляющих их нейронов. Такое согласованное взаимодействие нейронов и нервных процессов называют координацией рефлекторных процессов.

КОНВЕРГЕНЦИЯ. ИРРАДИАЦИЯ, ИНДУКЦИЯ И ДОМИНАНТА НЕРВНЫХ ПРОЦЕССОВ Координация нервных процессов, без которой были бы невозможны согласованная деятельность всех органов детского организма и его адекватные реакции на воздействия внешней среды, основывается на следующих особенностях, или принципах.

Конвергенция нервных процессов. В связи с широкой межнейронной связью нервные импульсы к одному нейрону могут приходить из различных участков нервной системы. Например, на один и тот же нейрон могут конвергировать импульсы от слуховых, зрительных и кожных рецепторов.

Иррадиация нервных процессов. Возбуждение или торможение, возникнув в одном нервном центре, могут распространяться на другие нервные центры. Это явление называют иррадиацией.

Индукция нервных процессов. В каждом нейроне или их скоплениях (нервные центры) один нервный процесс легко переходит в свою противоположность. Это явление называют индукцией. Если возбуждение сменяется на торможение, говорят об отрицательной индукции. Если вслед за торможением наступает возбуждение, говорят о положительной индукции.

Концентрация нервных процессов. Явление концентрации противоположно иррадиации. При этом процессы возбуждения или торможения концентрируются в каком-либо участке нервной системы.

Принцип доминанты. Принцип был открыт А. А. Ухтомским и состоит в том, что деятельность нервной системы как целого связана с образованием в отдельных участках нервной системы господствующих очагов возбуждения. При наличии господствующего, или доминантного, очага возбуждения раздражения, поступающие в другие участки нервной системы, только усиливают доминантный очаг. Примером доминанты может быть случай, часто встречающийся в школьной практике. Ученик получил плохую оценку, он расстроен и плачет. Друзья успокаивают его, но это вызывает еще более безудержные слезы. Дело в том, что в данный момент в нервной системе ученика функционирует доминанта и все раздражения только усиливают господствующий очаг возбуждения. Доминантный очаг вызывает сильная зубная боль, даже легкое прикосновение к руке больного во время приступов зубной боли усиливает его мучения.

10. Возрастные особенности координации нервных процессов

Деятельность целостного организма всегда связана со сложной координацией безусловно-рефлекторной и условно-рефлекторной реакций и их двигательных и вегетативных компонентов. Особое значение имеет координация вегетативных функций, выражающаяся в согласованных изменениях дыхания, работы сердца и всей сердечно-сосудистой системы, деятельности желез внутренней секреции и т. д. Вся совокупность этих изменений связана с энергетическим обеспечением рефлекторных реакций ребенка и необходима для достижения полезного организму результата в кратчайший срок и с наименьшей энергетической издержкой.

Ребенок рождается с далеко несовершенной координацией рефлекторных реакций. Ответная реакция у новорожденного всегда связана с обилием ненужных движений и широкими неэкономичными вегетативными сдвигами.

В основе рассматриваемых явлений лежит более высокая степень иррадиации нервных процессов, которая во многом связана с плохой «изоляцией» нервных волокон. Данные морфологии показывают, что к моменту рождения ребенка многие периферические и центральные нервные волокна не имеют миелиновой оболочки, обеспечивающей изолированное проведение нервных импульсов. В результате процесс возбуждения с одного нерва легко переходит на соседний. Миелиниэация большинства нервных волокон заканчивается к 3 годам постнатального развития, а иногда продолжается до 5—10 лет.

Более высокая, чем у взрослого, иррадиация нервных процессов связана также с тем, что на первых этапах постнатального развития ведущее значение в регуляции рефлекторной деятельностью имеет не кора, а подкорковые структуры головного мозга.

Дети в сравнении со взрослыми имеют более высокую возбудимость нервной ткани, меньшую специализацию нервных центров, более распространенные явления конвергенции и более выраженные явления индукции нервных процессов.

Доминантный очаг у ребенка возникает быстрее и легче, чем у взрослого, с чем в значительной степени связана неустойчивость внимания детей. Новые раздражители легко вызывают и новую доминанту в мозге ребенка.

В процессе развития все недостатки координации рефлекторных процессов у детей и подростков сглаживаются. Своего совершенства координационные процессы достигают только к 18—20 годам

11. Высшая нервная деятельность, условно-рефлекторная деятельность, классификация рефлексов

Кора и ближайшие к ней подкорковые структуры являются высшим отделом ЦНС — субстратом осуществления сложных рефлекторных реакций, лежащих в основе высшей нервной деятельности. Представление о рефлекторном характере деятельности высших отделов ЦНС впервые было выдвинуто И. М. Сеченовым. До И. М. Сеченова господствовало представление о раздельности тела и «души» и вопрос о возможности объективного изучения психической деятельности даже не ставился.

Гениальные идеи И. М. Сеченова были подтверждены экспериментально И. П. Павловым. И. М. Сеченов и И. П. Павлов являются основоположниками рефлекторной теории, материалистически объясняющей принципы отражения человеком окружающего материального мира. И. П. Павлов развил рефлекторную теорию и создал учение о высшей нервной деятельности. Ему удалось открыть нервный механизм, обеспечивающий сложные формы реагирования человека и высших животных на воздействие внешней среды. Этим механизмом является условный рефлекс.

Совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающую взаимодействие целостного организма с внешней средой, называют высшей нервной деятельностью.

В учении о высшей нервной деятельности вскрыты физиологические механизмы сложнейших процессов отражения человеком внешнего объективного мира, что дало блестящее естественнонаучное обоснование ленинской теории отражения.

Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая с участием нервной системы.

Дадим некоторое представление об условных и безусловных рефлексах. Особенности безусловных и условных рефлексов. Основной формой деятельности нервной системы является рефлекторная. Все рефлексы принято делить на безусловные и условные. Безусловные рефлексы это врожденные, генетически запрограммированные реакции организма, свойственные всем животным и человеку. Рефлекторные дуги этих рефлексов формируются в процессе пренатального развития, а в некоторых случаях и в процессе постнатального развития. Например, половые врожденные рефлексы окончательно формируются у человека только к моменту половой зрелости в подростковом возрасте. Безусловные рефлексы имеют консервативные, мало изменяющиеся рефлекторные дуги, проходящие главным образом через подкорковые отделы центральной нервной системы. Участие коры в протекании многих безусловных рефлексов необязательно.

Условные рефлексы — это индивидуально приобретенные в течение жизни или специального обучения приспособительные реакции, возникающие на основе образования временной связи между условным раздражителем (сигналом) и безусловнорефлекторным актом. Условные рефлексы всегда индивидуально своеобразны.

Рефлекторные дуги условных рефлексов формируются в процессе постнатального онтогенеза. Они характеризуются высокой подвижностью, способностью изменяться под действием факторов среды. Проходят рефлекторные дуги условных рефлексов через высший отдел головного мозга КГМ.

Для образования условного рефлекса необходимы следующие важнейшие условия: наличие условного раздражителя, наличие безусловного подкрепления. Условный раздражитель должен всегда несколько предшествовать безусловному подкреплению, т. е. служить биологически значимым сигналом, условный раздражитель по силе своего воздействия должен быть слабее безусловного раздражителя; наконец, для формирования условного рефлекса необходимо нормальное (деятельное) функциональное состояние нервной системы, прежде всего ее ведущего отдела головного мозга. Условным раздражителем может быть любое изменение! Мощными факторами, способствующими формированию условно-рефлекторной деятельности, являются поощрение и наказание. При этом слова «поощрение» и «наказание» мы понимаем в более широком смысле, чем просто «удовлетворение голода» или «болевое воздействие».

Таким образом, учебно-воспитательная работа, по своей сути, всегда связана с выработкой у детей и подростков, различных условно-рефлекторных реакций или их сложных взаимосвязанных систем.

12. Торможение условных рефлексов, его виды. Безусловное торможение, разновидности, значение

Объяснить поведение, признавая лишь существование возбудительного процесса, нельзя. При наличии только процессов возбуждения возможны лишь судороги, а не целесообразная координированная деятельность. Функционирование условнорефлекторных механизмов основано на возбуждении и торможении. По мере упрочения условного рефлекса роль тормозного процесса возрастает. Торможение условнорефлекторной деятельности проявляется в форме внешнего, или безусловного, торможения и в форме внутреннего, или условного, торможения. Внешнее (безусловное) торможение — это врожденное генетически запрограммированное торможение. Различают два вида внешнего (безусловного) торможения: запредельное и индукционное.

Запредельное торможение условного рефлекса развивается либо при большой силе стимула, либо при слабом функционировании центральной нервной системы. Запредельное торможение имеет охранительное значение.

Индукционное (внешнее) торможение наблюдается в случае применения нового раздражителя после выработки условного рефлекса или наряду с известным условным раздражителем. На воздействие нового раздражителя будет осуществляться сильный врожденный ориентировочный рефлекс типа «Что такое?», направленный на оценку биологической значимости нового раздражителя.

13. Условное торможение, виды, значение. Возрастные особенности внутреннего торможения

Условное, или внутреннее, торможение. Внутреннее торможение, в отличие от внешнего, развивается внутри дуги условного рефлекса, т. е. в тех нервных структурах, которые участвуют в осуществлении данного рефлекса.

Если внешнее торможение возникает сразу, как только подействовал тормозящий агент, то внутреннее торможение надо вырабатывать, оно возникает при определенных условиях, и это иногда требует длительного времени.

Одним из видов внутреннего торможения является угасание. Оно развивается, если много раз условный рефлекс не подкрепляется безусловным раздражителем.

Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться. Это произойдет, если мы вновь подкрепим действие условного раздражителя безусловным.

Непрочные условные рефлексы восстанавливаются с трудом. Угасанием можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры на музыкальных инструментах.

У детей угасание происходит гораздо медленнее, чем у взрослых. Именно поэтому трудно отучать детей от вредных привычек. Угасание лежит в основе забывания.

Угасание условных рефлексов имеет важное биологическое значение. Благодаря ему организм перестает реагировать на сигналы, утратившие свое значение. Сколько бы ненужных, лишних движений при письме, трудовых операциях, спортивных упражнениях делал человек без угасательного торможения!

Запаздывание условных рефлексов также относится к внутреннему торможению. Оно развивается, если отставить во времени подкрепление условного раздражителя безусловным. Обычно при выработке условного рефлекса включают условный раздражитель— сигнал (например, звонок), а через 1—5 с дают пищу (безусловное подкрепление). Когда рефлекс выработан, сразу после включения звонка, без дачи пищи, уже начинает течь слюна. Теперь поступим так: включим звонок, а пищевое подкрепление постепенно отодвинем во времени до 2—3 мин после начала звучания звонка. После нескольких (иногда весьма многократных) сочетаний звучащего звонка с задержанным подкреплением пищей развивается запаздывание: звонок включается, а слюна теперь будет течь не сразу, а спустя 2—3 мин после включения звонка. Из-за неподкрепления на протяжении 2—3 мин условного раздражителя (звонка) безусловным (пищей) условный раздражитель в течение времени неподкрепления приобретает тормозное значение.

Запаздывание создает условия для лучшей ориентировки животного в окружающем мире.

Запаздывание у детей вырабатывается с большим трудом под влиянием воспитания и тренировки. Вспомните, как нетерпеливо тянет руку первоклассник, размахивая ею, вставая из-за парты, чтобы его заметил учитель. И только к старшему школьному возрасту (да и то не всегда) мы отмечаем выдержку, умение сдерживать свои желания, силу воли.

Сходные звуковые, обонятельные и другие раздражители могут сигнализировать о совершенно различных событиях. Только точный анализ этих сходных раздражителей обеспечивает биологически целесообразные реакции животного. Анализ раздражений состоит в различении, разделении разных сигналов, дифференцировании сходных взаимодействий на организм.

Различение, или дифференцирование, сходных условных раздражителей вырабатывается путем подкрепления одних и неподкрепления других раздражителей. Развивающееся при этом торможение подавляет рефлекторную реакцию на неподкрепляемые раздражители. Дифференцировка — один из видов условного (внутреннего) торможения.

Благодаря дифференцировочному торможению можно выделить сигнально значимые признаки раздражителя из многих окружающих нас звуков, предметов, лиц и т. д. Дифференцирование вырабатывается у детей уже с первых месяцев жизни.

14. Аналитико-синтетическая деятельность головного мозга и динамический стереотип

Понятие об аналитико-синтетической деятельности. Многочисленные раздражители внешнего мира и внутренней среды организма воспринимаются рецепторами и становятся источниками импульсов, поступающих в кору больших полушарий. В коре поступившие импульсы анализируются, различаются и синтезируются, соединяются, обобщаются.

Способность коры разделять, вычленять и различать отдельные раздражения, их дифференцировать и есть проявление аналитической деятельности коры головного мозга.

С аналитической деятельностью коры больших полушарий тесно связана ее синтетическая деятельность, которая проявляется в объединении, обобщении возбуждения, возникшего в различных ее участках от действия различных раздражителей. Примером синтетической деятельности коры больших полушарий может служить образование временной связи, лежащее в основе выработки всякого условного рефлекса. Анализ и синтез раздражителей — основные свойства коры больших полушарий, лежащие в основе высшей нервной деятельности.