Конечно, не только у животных много поведенческих стереотипов. У человека их тоже предостаточно, но об этом мы поговорим чуть позже, когда будем разбираться с тем, почему наш мозг ленив.
Условные рефлексы
Не менее интересны и условные рефлексы. Они напрямую связаны с обучением. Их отличие от безусловных состоит в том, что они формируются только при наличии определенных условий. Причем вырабатываются они как раз на базе безусловных рефлексов.
Чтобы сформировался условный рефлекс, нужен нейтральный стимул. Он не должен запускать КФД. Это первое условие. А второе условие – два стимула (ключевой и нейтральный) должны совпадать по времени.
Если собаке дать понюхать мясо, у нее выделится слюна. Мы с вами уже знаем, что это безусловный рефлекс. Здесь запах мяса – ключевой стимул.
А вот если мы будем давать собаке мясо и при этом звонить в колокольчик, через некоторое время (после повторения этого ритуала несколько раз) у нее в мозгу возникнет условный рефлекс. И затем слюна у собаки будет выделяться уже лишь при звуке колокольчика.
Колокольчик станет условием возникновения реакции. И это будет рефлекс первого порядка. Но на самом деле на основе этого рефлекса можно выработать еще более сложный рефлекс – второго порядка. В нем условный стимул подкрепляется условным раздражителем, на который ранее был выработан условный рефлекс. Представьте, мы сумели выработать у животного стойкую реакцию выделения слюны на звон колокольчика. Теперь мы будем включать свет за секунду до звука колокольчика. После большого количества подобных сочетаний, свет начнет вызывать слюну уже без колокольчика. Это и есть рефлекс второго порядка. Можно продолжать еще дальше. К примеру, мы теперь начнем включать свет и одновременно с этим касаться кожи животного. Через какое-то количество подобных манипуляций, само прикосновение к коже животного будет вызывать выделение слюны. Это произойдет потому, что касание активирует зрительные центры, те в свою очередь запустят работу центров слуха, а далее команда пойдет к центрам слюноотделения. Так формируется рефлекс третьего порядка. Прелесть заключается в том, что нам уже не надо кормить животное, всякий раз касаясь его. Слюна вырабатывается без предъявления пищи.
Нейрофизиологию процесса выработки условного рефлекса первого порядка можно увидеть на схеме (рис. 35).
Рис. 35. Схема выработки условного рефлекса первого порядка
Мы наблюдаем наличие пищевых центров в продолговатом мозге и в коре. Также в коре мы видим слуховой центр. Под действием многократного повторения формируются связи (сопряжения) между этими центрами. Это и есть нейрофизиологическая основа рефлекса и, собственно, обучения.
Как правило, у животных обычно можно выработать рефлексы до третьего порядка. А вот у людей – и четвертого, и пятого, и шестого. Постепенно в процессе получаемого опыта в коре мозга складываются системы условно-рефлекторных связей. Эти системы называют динамическими стереотипами. Подробнее я расскажу о них чуть позже. А сейчас давайте все-таки разберемся с тем, что такое сигнальные системы.
Сигнальные системы
Итак, мы с вами достаточно подробно разобрали механику поведения животных на основе работы безусловных и условных рефлексов.
По Павлову, высшая нервная деятельность даже очень высокоразвитых животных (собаки, дельфины, обезьяны) сводится в основном к совокупности разнородных условных рефлексов первой сигнальной системы, общей у человека с животными.
Первой сигнальной системой Павлов называет систему условно-рефлекторных связей, образующихся в коре мозга животных и человека. Важно отметить, что эти условно-рефлекторные связи формируются при воздействии раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды.
Первая сигнальная система – это отражение действительности в форме ощущений и восприятий.
По Павлову, животное реагирует на действительность специфическими ответными реакциями – раздражениями (и их следами в больших полушариях), которые воспринимаются непосредственно клетками зрительных, слуховых, осязательных и других рецепторов организма. Павлов писал:
Это то, что и мы имеем в себе как впечатления, ощущения и представления от окружающей внешней среды, как общеприродной, так и от нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое. Это – первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными.
Второй сигнальной системой является по своей сути речь.
Важно понимать, что, несмотря на высокое развитие сложной речевой деятельности, условные рефлексы первой сигнальной системы играют значительную роль (в некотором смысле подавляющую) в обеспечении высшей нервной деятельности детей в первые годы их жизни. Более того, условные рефлексы занимают не последнее место и в ВНД взрослого человека.
К этому виду условно-рефлекторной деятельности Павлов относит ощущения, представления и впечатления человека от окружающей внешней среды. Например, все мы быстро в детстве обучились не прикасаться к горячей кастрюле или кипящему чайнику, не совать пальцы в розетку. Достаточно было одного-двух предъявлений, как мы уже автоматически начали отдергивать руку при виде раскаленного предмета. У многих из нас выработался условный слюноотделительный рефлекс на разные вкусности (шоколад, пирожные и так далее). Достаточно увидеть коробку с пирожными, и у многих, как говорится, слюнки текут. Кстати, важно заметить, что условные рефлексы могут и угасать.
Этим объясняется, почему многие люди с возрастом часто становятся равнодушны к сладкому. Конечно, главная причина кроется в биохимическом метаболизме и смене потребностей, но основой измененного поведения является угасший условный рефлекс.
У человека в связи с постепенным эволюционным развитием общественно-трудовых форм деятельности, как писал сам Павлов, «…появились, развились и чрезвычайно усовершенствовались сигналы второй степени, сигналы этих первичных сигналов – в виде слов, произносимых, слышимых и видимых».
Нейрофизиологической основой второй сигнальной системы также являются условно-рефлекторные механизмы, но значительно более высокоспециализированные. Поэтому полноценно реализованная вторая сигнальная система свойственна только ВНД человека.
Вторая сигнальная система находится в тесном взаимодействии с первой и играет ведущую роль в сознательной жизни человека. Она же дает основу для обобщения и мышления.
Мы с вами уже наблюдали работу второй сигнальной системы, когда говорили о формировании речи в мозге ребенка. Морковь оранжевая, а у зайчика два ушка. Мы также отметили, что ведущую роль в формировании речевых единиц в мозге ребенка играют ассоциативные области коры. Без них невозможно формирование речи. Это убедительно показано на клинических примерах детей с нарушением развития структур коры. К сожалению, если еще на стадии внутриутробного развития серьезно пострадала ассоциативная кора, ребенок, вероятно, никогда полноценно не заговорит.
ВНД = КОРА + БЛИЖАЙШАЯ ПОДКОРКА
Важно отметить, что для обеспечения полного объема психических функций необходимо взаимодействие коры и структур эмоциональной системы (ближайшая подкорка = второй этаж).
На основе представлений о механизмах ВНД Павлов выделил три главных свойства нервной системы:
• сила как способность нервных клеток сохранять нормальную работоспособность при интенсивных возбудительных и тормозных процессах;
• подвижность как способность быстрого перехода от одного процесса к другому;
• уравновешенность как одинаковая выраженность нервных процессов торможения и возбуждения.
На основе этих свойств Павлов описал четыре темперамента: холерик, флегматик, меланхолик, сангвиник. Например, сильный, подвижный, неуравновешенный тип ВНД соответствует взрывному холерику. А вот сильный, подвижный, уравновешенный – характерен для сангвиников. На основе системы Павлова позднее были предложены и другие классификации. До сих пор ведутся споры о степени научности предложенной Павловым типологии, но разбор психофизиологических классификаций не является предметом моей книги, поэтому мы не будем на этом подробно останавливаться. Я упомянул эту типологию, чтобы продемонстрировать, куда теоретически могут быть устремлены изыскания в области особенностей нервных систем у разных людей. Основная задача этой книги – сформировать целостное представление о том, как работает мозг, обеспечивающий наше поведение.
Ничто так не нуждается в исправлении, как чужие привычки.
Динамический стереотип
Мы с вами, скорее всего, уже и не помним, как делали первые шаги, как шаткой походкой, опираясь о стену, пытались пройти от кроватки до угла комнаты. Но постепенно, день ото дня наши шаги становились все увереннее и тверже. В ногах прибывала сила, мы побеждали гравитацию – самую загадочную и необъяснимую силу во Вселенной. А потом произошло настоящее чудо: мы как будто обо всем этом забыли и не просто пошли, а побежали навстречу раскрытым рукам родителей.
В какой-то момент мы перестали думать о позе, переносе веса с одной ноги на другую, ходьба сделалась чем-то привычным, совершенно обыденным. Что же произошло?
Мозг как бы перевел нашу походку в режим автопилота. Как только это происходит, мы, по сути, теряем контроль над двигательной программой. Все начинает работать без нашего сознательного участия. Механизмы походки становятся для нас столь же недоступными и скрытыми, как пищеварение или сердцебиение. Вряд ли кто-то может сознательно регулировать давление, частоту сердечных сокращений или количество секретируемого желудочного сока. Конечно, мы в состоянии менять амплитуду и скорость шага, но сама программа уже достаточно жесткая.
Говоря физиологическим языком, формируется двигательный (динамический) стереотип. Это нечто похожее на КФД, только уже созданное нами самими, а не запрограммированное эволюцией.