Физиология высшей нервной деятельности
Работа головного мозга долгие годы оставалась для человечества нераскрытой тайной. Не только священнослужители, но и ученые, исповедовавшие идеализм, связывали все психические процессы в организме с загадочной душой. Душа была «запретным местом» для научных исследований.
Века в науке господствовали дуалистические представления о теле и душе, материальном и психическом как о двух разнородных началах. Наиболее прогрессивными считались механистические взгляды философов-материалистов. Последние утверждали, что «мысль есть секреция мозга», что «мозг выделяет мысль так же, как печень выделяет желчь».
Русский физиолог Сеченов первый, кто не побоялся вторгнуться в сложный мир человеческой психики. Его целью было желание объяснить этот мир, показать физиологические механизмы, доказать материалистическую сущность психической деятельности человека.
Иван Михайлович Сеченов (1829–1905) родился в селе, в Нижегородской губернии, где и прошло его детство. Затем мальчика определили в военное училище с тем, чтобы он стал учиться на инженера. В 1843 году Иван отправился в Петербург, где за несколько месяцев он подготовился и успешно сдал вступительные экзамены в Главное инженерное училище.
Однако Сеченов не ладил с начальством и не был допущен в старший класс училища, чтобы стать военным инженером. В чине прапорщика он был выпущен и направлен в обычный саперный батальон. Через два года Сеченов подал в отставку, ушел с военной службы и поступил на медицинский факультет Московского университета.
Вдумчивый и старательный студент, Сеченов поначалу учился очень прилежно. Интересно, что на младших курсах он мечтал, по его собственному признанию, не о физиологии, а о сравнительной анатомии. На старших курсах после знакомства с главными медицинскими предметами Сеченов разочаровался в медицине того времени.
Сеченов увлекся психологией и философией. На старших курсах, окончательно убедившись, что медицина — это не его призвание, Сеченов стал мечтать о физиологии. Окончив курс обучения, Сеченов, в числе трех наиболее способных студентов, сдавал не обычные лекарские, а более сложные — докторские экзамены. Успешно выдержав их, он получил право готовить и защищать докторскую диссертацию.
После успешной защиты Сеченов отправился за границу «с твердым намерением заниматься физиологией» С этого времени физиология стала делом всей его жизни. Начиная с 1856 года он несколько лет проводит за границей, работая у крупнейших физиологов Европы — Гельмгольца, Дюбуа-Реймона, Бернара. Там же он пишет докторскую диссертацию — «Материалы к физиологии алкогольного опьянения», опыты для которой ставит на себе!
Возвратившись в Россию, после защиты диссертации 8 марта 1860 года он становится профессором Петербургской медицинской академии. С самого начала работы на кафедре физиологии Сеченов возобновил интенсивные научные исследования.
Осенью 1862 года ученый получил годовой отпуск и отправился в Париж. В столицу Франции его привело желание поближе познакомиться с исследованиями знаменитого Клода Бернара и самому поработать в его лаборатории.
Самым значительным результатом исследований, проведенных Сеченовым в Париже, было открытие так называемого центрального торможения — особых механизмов в головном мозге лягушки, подавляющих или угнетающих рефлексы.
Об этом Сеченов сообщил в работе, опубликованной в 1863 году сначала на французском, а затем на немецком и русском языках.
В том же году российский журнал «Медицинский вестник» опубликовал статью Сеченова «Рефлексы головного мозга».
Ученый впервые показал, что вся сложная психическая жизнь человека, его поведение зависит от внешних раздражителей, а не от некоей загадочной «души». Всякое раздражение вызывает тот или иной ответ нервной системы — рефлекс. Рефлексы бывают простые и сложные. В ходе опытов Сеченов установил, что мозг может задерживать возбуждение. Это было совершенно новое явление, которое получило название «сеченовского торможения».
«Путь, избранный мною для объяснения происхождения психических процессов, — писал он в предисловии к отдельному изданию „Рефлексов головного мозга“, — если и не ведет к совершенно удовлетворительному решению относящихся сюда вопросов, то, по крайней мере, оказывается плодотворным в деле разработки их… Время уже наступило, когда голос физиолога может быть небесполезным в разработке вопросов, касающихся психической жизни человека».
Открытое Сеченовым явление торможения позволило установить, что вся нервная деятельность складывается из взаимодействия двух процессов — возбуждения и торможения. Сеченов экспериментально доказал, что если у собаки выключить обоняние, слух и зрение, то она будет все время спать, поскольку в ее мозг не будет поступать никаких сигналов из внешнего мира.
Эта статья сразу же, как свидетельствуют современники, стала известной в самых широких кругах русского общества.
«Мысли, изложенные в „Рефлексах“, были так смелы и новы, анализ натуралиста проник в темную область психических явлений и осветил ее с таким искусством и талантом, что потрясающее впечатление, произведенное „Рефлексами“ на все мыслящее общество, становится вполне понятно», — писал видный русский физиолог Н.М. Шатерников.
«Самое главное в учении Сеченова состояло в том, что психический процесс по способу своего совершения (происхождения) он рассматривал как рефлекторный, — пишет М.Б. Мирский в книге об ученом. — Тем самым предпринятая ученым „попытка ввести физиологические основы в психические процессы“ завершилась блестящим успехом.
Разумеется, Сеченов вовсе не сводил человеческую психику только к рефлексам: понятие „рефлекс“ охватывало лишь общую форму и механизм психических процессов. А содержание психики, утверждал ученый, представляет собой отражение объективного мира, продукт познавательной деятельности человека.
Создав учение о рефлексах головного мозга, распространив понятие рефлекса на деятельность высшего отдела нервной системы, Сеченов положил начало естественно-научному обоснованию материалистической теории отражения.
Его учение стало поистине революционным. Оно явилось основой всего последующего развития физиологии психических процессов, фундаментом, на котором возникло величайшее достижение науки нынешнего века — учение И. П. Павлова о высшей нервной деятельности».
На преемственную связь сеченовской теории и учения Павлова неоднократно указывали и отечественные, и зарубежные физиологи, и в первую очередь сам Иван Петрович. В речи по поводу пятидесятилетия выхода в свет «Рефлексов головного мозга», произнесенной 24 марта 1913 года, Павлов сказал: «Ровно полстолетия тому назад (в 1863 году) была написана русская научная статья „Рефлексы головного мозга“, в ясной, точной и пленительной форме содержащая основную идею того, что мы разрабатываем в настоящее время. Какая сила творческой мысли требовалась тогда, чтобы родить эту идею! А родившись, идея росла, зрела и сделалась в настоящее время научным рычагом, направляющим огромную современную работу над головным мозгом».
В 1904 году за работы по пищеварению Павлову присудили Нобелевскую премию, а в 1907 году он был избран членом Российской Академии наук. В это время ученый проводил работы по физиологии высшей нервной деятельности.
В институте, который располагался неподалеку от Петербурга, в местечке Колтуши, Павлов создал единственную в мире лабораторию по изучению высшей нервной деятельности. Ее центром стала знаменитая «Башня молчания». То было особое помещение, позволявшее поместить подопытное животное в полную изоляцию от внешнего мира.
Проводя свои опыты, ученый заметил, что выделение слюны у собаки может происходить даже в ответ на шаги человека, приносящего ей пищу в одно и то же время. Значит, у собаки вырабатывалась условная связь между звуком шагов и получением еды Таким образом, пища — безусловный, врожденный раздражитель, вызывавший слюноотделение. Шаги же — условный раздражитель. Сама связь, образующаяся в коре головного мозга, получила название условного рефлекса. Условным раздражителем могут служить и звонок, и свет, и тепло, и холод, и многое другое.
«Павлов ввел в науку также понятия низшей нервной деятельности и высшей нервной деятельности, — пишет А.Э. Асратян. — Как соотносятся эти понятия друг к другу, состоит ли низшая нервная деятельность из безусловных рефлексов, а высшая нервная деятельность — из условных рефлексов или соотношения между этими понятиями не укладывались в такую простую формулу? К каким структурам мозга приурочены названные виды нервной деятельности?
Точка зрения Павлова по этим довольно сложным вопросам вкратце сводится к следующему. Высшая нервная деятельность понималась им как психическая деятельность и определялась как рефлекторная регуляция взаимоотношений организма с окружающей его внешней средой, а низшая нервная деятельность — как рефлекторная регуляция его собственных внутриорганизменных взаимоотношений. Первая обеспечивает точное, тонкое и совершенное приспособление организма к факторам внешнего мира, к вечно изменяющимся условиям существования, обеспечивает единство и непрерывное взаимодействие с внешней средой, а вторая обусловливает внутреннюю согласованность в работе органов и систем организма, обеспечивает его единство, гармоническую целостность и слаженное течение его многообразных функций; что является также необходимой предпосылкой и для успешного осуществления тонких его взаимоотношений с внешним миром».
Павлов писал: «Деятельность больших полушарий с ближайшей подкоркой, деятельность, обеспечивающую нормальные сложные отношения целого организма к внешнему миру, законно называть вместо прежнего термина „психической“ — высшей нервной деятельностью, внешним поведением животного, протипоставляя ей деятельность дальнейших отделов головного и спинного мозга, заведующих главнейшим образом соотношениями и интеграцией частей организма между собой под названием низшей нервной деятельности».
В одной из своих работ, резюмируя сказанное по этому принципиально важному вопросу, он отмечает: «Всю совокупность высшей нервной деятельности я представляю себе, отчасти для систематизации повторяя уже сказанное выше, так. У высших животных, до человека включительно, первая инстанция для сложных соотношений организма с окружающей средой есть ближайшая к полушариям подкорка с ее сложнейшими безусловными рефлексами (наша терминология), инстинктами, влечениями, аффектами, эмоциями (разнообразная обычная терминология). Вызываются эти рефлексы относительно немногими безусловными, т. е. с рождения действующими, внешними агентами. Отсюда ограниченная ориентировка в окружающей среде и вместе с тем слабое приспособление. Вторая инстанция — большие полушария, но без лобных долей. Тут возникает при помощи условной связи, ассоциации, новый принцип деятельности: сигнализация немногих безусловных внешних агентов бесчисленной массой других агентов, постоянно вместе с тем анализируемых и синтезируемых, дающих возможность очень большой ориентировки в той же среде и тем уже гораздо большего приспособления».
В своих трудах Павлов говорит и о третьей инстанции — о специфически человеческой сигнализационной системе.
Своими «…исследованиями Павлов, — отмечает Э.А. Асратян, — не только обогатил физиологию центральной нервной системы ценнейшими фактами относительно специфических особенностей открытого им качественно нового и высшего вида рефлекса — условного рефлекса, но и твердо установил фундаментальное для этого важного раздела физиологии положение о том, что выработка разнородных и разносте-пенных условных рефлексов — одна из существенных функций коры больших полушарий мозга, что эти рефлексы как элементарные психические акты не только лежат в основе простых и сложных поведенческих актов, но и составляют основной фонд высшей нервной, или психической деятельности высших животных и человека». Как писал Павлов: «Таким образом, с фактом условного рефлекса отдается в руки физиолога огромная часть высшей нервной деятельности, а может быть, и вся».
