В своей знаменитой книге «Рефлексы головного мозга» Сеченов с убедительной простотой и ясностью доказал, что: 1) деятельность так называемой души, или психика, не есть проявление некоей бесплотной невещественной сущности, а представляет собой продукт работы сугубо материальной субстанции — мозга; 2) эта душевная деятельность отнюдь не является абсолютно свободной в своих проявлениях, а тесно связана с физиологическими закономерностями работы высших отделов мозга; 3) психическая деятельность мозга, подобно деятельности всех других органов человеческого тела, не только не является оторванной и независимой от внешнего мира, но всецело обусловлена его воздействиями и без них вообще становится невозможной. Эти мысли Сеченова были встречены взрывом негодования со стороны служителей религии, царских чиновников и психологов-идеалистов. Царская цензура начала против ученого судебное дело. По поводу книги цензор писал: «Эта материалистическая книга, отвергая свободную волю и бессмертие души, не согласна с христианством». Митрополит Петербургский и Ладожский требовал ссылки Сеченова в Соловецкий монастырь.
Свет гениального предвидения Сеченова освещал Павлову его путь в глубины мозга.
Как и Сеченов, Павлов не только смело отказался от навязывавшегося религией извечного деления организма на «бессмертную душу» и тленное тело (из чего вытекало и положение о различии в способах их познания). Исходя из их единства Павлов пришел к выводу, что необходимо изучать единым научным методом все формы деятельности организма, в том числе и психическую.
В руках Сеченова еще не было истинного экспериментального метода изучения психики. Павлов нашел этот метод. Он и послужил ему ключом к самым сокровенным, запретным тайнам «души».
Павлов говорил, что ученые должны сойти сами с шаблонных позиций тщетных словесных рассуждений об особенностях психики животных, которые были по сути дела лишь «объяснениями неизвестного Петра неизвестной Авдотьей». Павлов направил все усилия на точный экспериментальный анализ условий, вызывающих психическое слюноотделение.
а) Условные рефлексы. Психические явления не случайно тысячелетиями ускользали от точного научного анализа. Одной из серьезных помех был неправильный исходный взгляд на психические явления. Он выразился в религиозном представлении о «бессмертной душе». Другой, не менее важной причиной непознанности законов психики была чрезвычайная сложность этих явлений, их видимая капризность, изменчивость. Явление психического слюноотделения у павловских собак не составляло исключения. Оно также в первое время ставило в тупик экспериментаторов своим непостоянством, то появлялось, то исчезало. Только что начинало казаться повторяющимся из опыта в опыт и вдруг совершенно непредвиденно пропадало. И все приходилось проделывать с самого начала.
Страстная настойчивость Павлова и горячая приверженность его сотрудников делу помогли преодолеть все трудности.
Павлов пришел к выводу, что реакция психического слюноотделения представляет не что иное, как рефлекс, т. е. реакцию организма на внешнее воздействие, осуществляемую с помощью нервной системы. Но только' рефлекс особого рода, а именно — рефлекс условный. Главным условием его образования является совпадение во времени возбужденного состояния одного нервного центра коры больших полушарий мозга (например, зрительного) с возбуждением другого (например, пищевого). Поэтому Павлов назвал условные рефлексы также временными связями, подразумевая под этим связь, в основе образования которой лежит время.
Время — главное условие образования и всех других видов условных рефлексов — двигательных, сосудистых и т. д.
Так, если несколько раз сочетать включение лампочки с последующим прикладыванием колбы с теплой водой к руке человека (в ответ на что кровеносные сосуды руки расширяются), то вскоре одно лишь включение лампочки само по себе будет вызывать у этого человека расширение кожных сосудов и ощущение тепла на руке. Свет лампочки приобрел здесь значение сигнала, предвещающего тепло. Это пример выработки сосудистого рефлекса у человека.
Условные рефлексы — ценное биологическое приспособление. Условный сигнал, предваряя по времени своего появления другие жизненно важные раздражители, заранее подготавливает ответ организма. Вот примеры, которые показывают, насколько условные рефлексы помогают высшим животным и человеку лучше, быстрее и точнее приспосабливаться к меняющимся условиям жизни. Чуть слышный хруст ветки под лапой хищника заставляет его жертву заранее спасаться бегством. Понятно, что это выгодно, ибо увеличивает ее шансы на спасение. Едва уловимый запах гари заставляет животных спасаться от лесного пожара. Тот факт, что у человека выделение пищеварительных соков начинается при одном лишь виде приготовлений к обеду, также биологически важен. Лучше, что пища попадает в богатый пищеварительным соком желудок. Это способствует ее быстрейшему и более полному усвоению и т. д.
Условными рефлексами пронизаны многие наши обычные движения — манера сидеть за столом, держать нож и вилку, входя вечером в свою комнату, машинально подносить руку к выключателю и зажигать свет. Езда на велосипеде, плавание, гребля; трудовые навыки — возможность ловко владеть рубанком, молотком, напильником и т. д. — все это не что иное, как выработавшиеся у нас в процессе жизненного и трудового опыта цепи условных рефлексов — временных связей.
Условные рефлексы стали главным методом изучения законов работы мозга.
б) Торможение. Центральная нервная система занимает ведущее положение в организме, играет роль высшего регулятора его деятельности благодаря восприимчивости ее клеток к малейшим раздражениям. Но это ценное биологическое свойство, позволяющее быстрее и точнее приспосабливаться к условиям жизни, имеет и обратную сторону. Высокая чувствительность нервных клеток мозга связана с их чрезвычайной хрупкостью, или, как говорил Павлов, «стремительной функциональной разрушаемостью, быстрой утомляемостью». Здесь вступает в действие другой важнейший нервный процесс — торможение. Его роль, как показали исследования И. П. Павлова и его последователей, заключается в охране чутких (и из-за этого ранимых) нервных клеток от губительных для них чрезмерно сильных или длительных воздействий.
Охранительная роль торможения особенно наглядно выступает при так называемом запредельном торможении, возникающем в коре мозга под действием сверхсильных раздражителей.
Обычно ответ корковой клетки на раздражение зависит от силы раздражителя: чем сильнее условный раздражитель, тем больше по величине условная реакция. Так, громкий стук гонит больше слюны, чем имеющий то же сигнальное значение слабый стук. Однако это правило имеет свои границы. При переходе силы раздражителя за предел, превышающий предел работоспособности корковых клеток, величина ответа перестает возрастать соответственно силе раздражения. Напротив, она начинает стремительно уменьшаться, ибо в корковых клетках при этом возникает процесс торможения, охраняющий нервные клетки от чрезмерного перенапряжения.
Все, что ослабляет нервные клетки, понижает предел их работоспособности (болезнь, отравление, переутомление, волнение, нервное потрясение и т. п.), увеличивает их тормозимость. Для ослабленных нервных клеток раздражители, бывшие прежде сильными, становятся сверхсильными, как говорят физиологи, запредельными.
Медленнее, но так же закономерно возникает в нервных клетках торможение и в тех случаях, когда на кору мозга действуют слабые, безразличные (не имеющие условного значения), но часто и длительно повторяющиеся раздражения.
Что показало изучение охранительного торможения? Возникая в клетках коры больших полушарий под воздействием условий, торможение не только задерживает дальнейшую работу клеток, но и активно благоприятствует скорейшему восстановлению их работоспособности. За время этого внешне бездеятельного (именно внешне, и только внешне, ибо внутри клетки в это время идут жизненно важные процессы) состояния корковые клетки восстанавливают свой нормальный состав, набирают силы для дальнейшей активной деятельности.
в) Сон. Существенным свойством торможения и возбуждения является то, что они представляют собой процесс движущийся. Возникая в том или ином участке коры больших полушарий, они могут затем распространяться по всей коре и даже спускаться на нижележащие отделы мозга. Степень этой распространенности может быть весьма различна.
Изучение этого вопроса помогло выяснить природу сна. Оказалось, что ежесуточно наступающий обычный ночной сон представляет собой разлившееся по мозгу торможение, охватившее кору больших полушарий, а при глубоком сне и нижележащие отделы головного мозга. Мы только что узнали, что корковые клетки в состоянии торможения слабо или вовсе не отвечают на внешние воздействия. Этим и объясняется, что обычно глубокоспящий человек не реагирует на шум, разговор, яркий свет до тех пор, пока они не становятся чересчур сильными. В этом случае раздражения воспринимаются и будят спящего.
Переход торможения в сон наблюдается всегда, когда создаются условия, способствующие разлитию тормозного процесса в мозгу.
Таково, например, действие однообразно повторяющихся слабых и средних раздражителей (тихий шум ветра в ветвях деревьев, перестук колес поезда, тиканье часов), снотворно действует также устранение сразу многих раздражений из окружающей обстановки, отсутствие шума, резкого освещения и т. д.
Повышение потребности во сне вызывают все те причины, которые снижают работоспособность мозга: утомление, истощение, перенесенная операция или инфекция, отравление. Например, у человека под влиянием большого количества раздражений, падающих на мозг в течение дня, к вечеру развивается утомление, а с ним и сонливость, свидетельствующая о настойчивой потребности нервных клеток в отдыхе. Во время сна восстанавливается работоспособность огромной массы клеток мозга.
Руководствуясь павловским учением об охранительно-восстановительной роли сна, советские врачи и ученые создали метод лечения сном. Длительный сон с успехом применяется при таких заболеваниях, как нервные расстройства, гипертоническая и язвенная болезнь, некоторые кожные болезни, стенокардия и др.