Фізіологія і психологія

а) якщо максимальний темп рухів припадає на перші 10—15 с, а потім він зменшується до рівня, нижчого за вихідний, то такий тип динаміки свідчить про сильну нервову систему;

б) якщо максимальний темп утримується  приблизно на одному рівні протягом усього часу роботи, то це свідчить про  середню силу нервової системи;

в) якщо починаючи з другого 5-секундного відрізка максимальний темп неухильно  знижується, то такий тип кривої свідчить про слабкість нервової системи;

г) якщо протягом перших 10—15 с темп утримується  на одному рівні, а потім знижується, то це є свідченням середньо-слабкої  нервової системи;

д) якщо початкове зниження темпу змінюється його наростанням до вихідного рівня, то це свідчить про середньо-слабку нервову систему.

2.3. Принципи та механізми  
функціонування нервової  
системи людини

Основні принципи діяльності  
нервової системи

Організм  людини в процесі її життєдіяльності  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.

Рефлекс і рефлекторна дуга

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 еферентних 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 у різних відділах центральної нервової системи, утворює  нервовий центр. Нерво- 
вий 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

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.

Безумовні та умовні рефлекси.  
Нижча та вища нервова діяльність

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 допо- 
могою 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.

Перша і друга  сигнальні системи

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.

Аналізаторні (сенсорні) системи характеризуються специфічністю, тобто високою збудливістю  щодо тих подразників, для яких вони призначені, і здатністю адаптуватися до сили подразників, що діють на них. Збудливість сенсорних систем непостійна: вона знижується при дії сильних  подразників і підвищується при  дії слабких. Швидкість адаптації  до сили діючих подразників неоднакова (від декількох секунд до декількох  хвилин).

Основними характеристиками аналізаторів являються  пороги — абсолютний (верхній і нижній), диференціальний та оперативний.

Нижнім  абсолютним порогом чутливості є мінімальна величина подразника, яка викликає ледь помітні відчуття, а верхнім абсолютним порогом — максимально допустима величина подразника. Інтервал між нижнім і верхнім порогом називається діапазоном чутливості аналізатора. Диференціальний поріг — це мінімальна відмінність між двома подразниками. Оперативний поріг характеризується тією найменшою величиною відмінності між сигналами, за якої досягається максимальна точність і швидкість їх розпізнавання. Як правило, він у 10—15 разів перевищує диференціальний поріг, який характеризує граничні можливості аналізаторів. У процесі праці інтенсивність подразників повинна відповідати середнім значенням діапазону чутливості аналізаторів, а відмінність між сигналами — перевищувати оперативний поріг розпізнавання.

У діяльності сенсорних систем виявляються  процеси індукції, коли збудження  однієї сенсорної системи викликає гальмування іншої, та післядія, коли збудження їх не закінчується за умови  припинення дії подразника, а затримується на деякий час. Останнє має велике значення, оскільки забезпечує неперервність  відчуттів за умови дискретних подразників.