Обратная афферентация и её значение. Понятие о приспособительном результате. Классификация рефлексов. Рефлекторный путь. Обратная афферентация, ее значение. Понятия о приспособительном результате Что означает понятие обратная афферентация

Жизнь человека протекает во взаимодействии с окружающей средой.

Он воспринимает мир вокруг с помощью органов чувств, перерабатывает полученную информацию и реагирует соответствующим образом.

Одним из важнейших элементов взаимодействия является афферентация.

Что такое афферентация?

В физиологии под афферентацией понимается передача нервного возбуждения от чувствительных , расположенных по периферии тела, к центру нервной системы: или . Большинство сигналов поступает именно в головной мозг, точнее, его кору.

Рецепторы, воспринимающие раздражение, находятся как в органах чувств, так и во внутренних органах. Когда информация поступает извне, она необходима для ориентации в пространстве и принятия решений о будущем действии и называется обстановочной афферентацей.

Внутренние сигналы, обеспечиваемые интерорецепцией физиологии или нервными окончаниями, расположенными внутри организма, дают информацию о состоянии самого организма, позволяя вовремя ощутить «неполадки», говорящие о проблемах со здоровьем.

В психологии под афферентацией подразумевается поток нервных импульсов от органов чувств и внутренних органов человека в центральную нервную систему.

Начинается процесс восприятия с раздражения чувствительных нейронов.

Источником его может послужить любой сигнал:

• поток света;
• звуковые колебания;
• химические вещества, распыленные в воздухе;
• тепловое излучение и прочие.

Нейроны преобразуют раздражение в нервный импульс, поступающий в афферентные нейроны. Последние располагаются преимущественно в ганглиях спинного мозга, только зрительный и обонятельный сигналы идут напрямую в головной мозг. Это обусловлено важностью информации, которую они предоставляют. Здесь участвует и , обеспечивающий заданное положение глаз человека даже в темноте, явление это обеспечивается автоматически и влияет на координацию.

Задние корешки спинного мозга и черепномозговые нервы воспринимают полученную информацию и передают ее дальше на афферентные нейроны или в верхние отделы ЦНС, отвечающие за конкретный тип импульсации. Помогают в этом процессе специальные центры в стволе мозга, проводящие анализ импульсов и распределение их по типу восприятия.

Второй этап рефлекторной дуги включает анализ и обработку информации, по результатам которой вызывается действие, которое может заключаться в:

• сокращении мышц;
• выделении секрета;
• выбросе гормонов в кровь и так далее.

Результат действия оказывает значительное влияние на формирование в дальнейшем рефлекса. Физиология определяет это как обратную афферентацию, благодаря которой происходит оценка целесообразности действия.

Роль звена обратной афферентации заключается в обеспечении эффективности рефлекса. Если он не имеет смысла (не обеспечивает безопасность, не помогает добыть еду, устранить боль и так далее), то есть не содержит «подкрепления», в нем нет смысла, и тогда рефлекторная дуга не замыкается.

Формирование же рецепта основано на принципе, что обратная афферентация совпадает с акцептором действия. В этом случае формируется устойчивая связь, физиологически обеспечиваемая системой нейронов, скрепленных между собой.

В физиологии это называется рефлексом, он может быть как врожденным (в нем «работают» поколениями накопленные положительные подкрепления), так и приобретенным. Они функционируют до тех пор, пока связь подтверждается, то есть присутствуют все элементы рефлекторной дуги.

Таким образом, роль обратной афферентации заключается в создании эффективного рефлекса.

Афферентация измененная

Восприятие человеком раздражения не всегда происходит объективно. На него могут повлиять:

• условия среды;
• состояние организма;
• психические изменения;
• действие некоторых веществ.

Поэтому поступающая информация может быть измененной. В таких условиях организм реагирует иначе, что называется измененной афферентацией.

Периоды особой чувствительности к ограничению афферентации это время, в течение которого человек необъективно воспринимает свое тело и его соотношение с окружающим миром. К примеру, в состоянии невесомости ощущения, исходящие от внутренних органов, становятся другими, соответственно и реакция организма изменяется. Наркотические вещества изменяют восприятие человеком окружающего мира, сказывается на его поведении.

Длительное изменение афферентации происходит при сенсорных расстройствах, когда человек не может воспринять раздражение правильно, или психических расстройствах, когда чувствительные нейроны работают нормально, а вот переработка и преобразование информации нарушены.

В данном случае пациент нуждается в коррекционной работе или в специализированном лечении.

Афферентация помогает человеку воспринимать себя и окружающий мир. Она участвует в процессе формирования рефлексов, значительно упрощающих работу нервной системы. Однако под действием некоторых факторов может приобрести измененные формы, представляя человеку неверную информацию.

П.К.Анохин предложил модель организации и регуляции поведенческого акта, в которой есть место для всех основных психических процессов и состояний. Она получила название модели функциональной системы. Ее общее строение показано на рис. …………

Слева на этой схеме под названием «обстановочная афферентация» представлена совокупность разнообразных воздействий, которым подвергается человек, оказавшийся в той или иной ситуации. Многие связанные с ней стимулы могут оказаться несущественными, и только некоторые из них, вероятно, вызовут интерес - ориентировочную реакцию. Эти факторы на схеме изображены под названием «пусковой стимул».

Прежде чем вызвать поведенческую активность, обстановочная афферентация и пусковой стимул

должны быть восприняты, т.е. субъективно отражены человеком в виде ощущений и восприятий, взаимодействие которых с прошлым опытом (памятью) порождает образ. Сформировавшись, образ сам по себе поведения не вызывает. Он обязательно должен быть соотнесен с мотивацией и той информацией, которая хранится в памяти.

Сравнение образа с памятью и мотивацией через сознание приводит к принятию решения, к возникновению в сознании человека плана и программы поведения: нескольких возможных вариантов действий, которые в данной обстановке и при наличии заданного пускового стимула могут привести к удовлетворению имеющейся потребности.

В ц.н.с. ожидаемый итог действий представлен в виде своеобразной нервной модели - акцептора результата действия. Когда он задан и известна программа действия, начинается процесс осуществления действия.

С самого начала выполнения действия в его регуляцию включается воля, и информация о действии через обратную афферентацию передается в ц.н.с, сличается там с акцептором действия, порождая определенные эмоции. Туда же через некоторое время попадают и сведения о параметрах результата уже выполненного действия.

Если параметры выполненного действия не соответствуют акцептору действия (поставленной цели), то возникает отрицательное эмоциональное состояние, создающее дополнительную мотивацию к продолжению действия, его повторению по скорректированной программе до тех пор, пока полученный результат не совпадет с поставленной целью (акцептором действия). Если же это совпадение произошло с первой попытки выполнения действия, то возникает положительная эмоция, прекращающая его.

Теория функциональной системы П.КАнохина расставляет акценты в решении вопроса о взаимодействии физиологических и психологических процессов и явлений. Она показывает, что те и другие играют важную роль в совместной регуляции поведения, которое не может получить полное научное объяснение ни на основе только знания физиологии высшей нервной деятельности, ни на основе исключительно психологических представлений.

Мозг и психика

А.Р.Лурия предложил выделить три анатомически относительно автономные блока головного мозга, обеспечивающие нормальное функционирование соответствующих групп психических явлений. Первый - блок мозговых структур, поддерживающих определенный уровень активности. Он включает неспецифические структуры разных уровней: ретикулярную формацию ствола мозга, структуры среднего мозга, глубинных его отделов, лимбической системы, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей мозга. От работы этого блока зависит общий уровень активности и избирательная активизация отдельных подструктур, необходимая для нормального осуществления психических функций.

Второй блок связан с познавательными психическими процессами, восприятием, переработкой и хранением разнообразной информации, поступающей от органов чувств: зрения, слуха, осязания и т.п. Его корковые проекции в основном располагаются в задних и височных отделах больших полушарий. Третий блок охватывает передние отделы коры головного мозга. Он связан с мышлением, программированием, высшей регуляцией поведения и психических функций, сознательным их контролем.

С блочным представительством структур мозга связана проблема, которая получила название проблемы локализации психических функций, т.е. более или менее точного их представительства в отдельных мозговых структурах. Есть две разные точки зрения на решение этой проблемы. Одна получила название локализационизма, другая антилокализационизма.

Согласно локализационизму каждая, даже самая элементарная, психическая функция, каждое психологическое свойство или состояние человека однозначно связано с работой ограниченного участка мозга, так что все психические явления, как на карте, можно расположить на поверхности и в глубинных структурах головного мозга на вполне определенных местах. Действительно, в свое время создавались более или менее детализированные карты локализации психических функций в мозге, и одна из последних таких карт была опубликована в 30-е годы XX в.

Впоследствии оказалось, что различные нарушения психических процессов нередко связаны с одними и теми же мозговыми структурами, и наоборот, поражения одних и тех же участков мозга часто приводят к выпадению различных функций. Эти факты в конечном счете подорвали веру в локализационизм и привели к возникновению альтернативного учения - антилокализационизма. Сторонники последнего утверждали, что с каждым психическим явлением практически связана работа всего мозга в целом, всех его структур, так что говорить о строгой соматотопической представленности (локализации) психических функций в ц.н.с. нет достаточных оснований.

В антилокализационизме обсуждаемая проблема нашла свое решение в понятии функционального органа, под которым стали понимать прижизненно формирующуюся систему временных связей между отдельными участками мозга, обеспечивающую функционирование соответствующего свойства, процесса или состояния. Различные звенья такой системы могут быть взаимозаменяемыми, так что устройство функциональных органов у разных людей может быть различным.

Однако и антилокализационизм не смог до конца объяснить факт существования более или менее определенной связи отдельных психических и мозговых нарушений, например нарушений зрения - с поражением затылочных отделов коры головного мозга, речи и слуха - с поражениями височных долей больших полушарий и т.п. В связи с этим ни локализациониз-му, ни антилокализационизму до настоящего времени не удалось одержать окончательную победу друг над другом, и оба учения продолжают сосуществовать, дополняя друг друга в слабых своих позициях.

>Общая характеристика нервной системы с точки зрения кибернетики заключается в следующем. Живой организм - это уникальная кибернетическая машина, способная к самоуправлению. Эту функцию выполняет нервная система. Для самоуправления требуется 3 звена: звено - поступление информации, которое происходит по определенному вводному каналу информации и совершается следующим образом:

А. Возникающее из источника информации сообщение поступает на приемный конец канала информации - рецептор. Рецептор - это кодирующее устройство, которое воспринимает сообщение и перерабатывает его в сигнал - афферентный сигнал , в результате чего внешнее раздражение превращается в нервный импульс.

Б. Афферентный сигнал передается далее по каналу информации, каковым является афферентный нерв .

Имеются 3 вида каналов информации, 3 входа в них: внешние входы - через органы чувств (экстероцепторы); внутренние входы: а) через органы растительной жизни (внутренности) - интероцепторы ; б) через органы животной жизни (сома, собствено тело) - проприоцепторы . II звено - переработка информации. Она совершается декодирующим устройством, которое составляют клеточные тела афферентных нейронов нервных узлов и нервные клетки серого вещества спинного мозга, коры и подкорки головного мозга, образующие нервную сеть серого вещества центральной нервной системы. III звено - управление. Оно достигается передачей эфферентных сигналов из серого вещества спинного и головного мозга на исполнительный орган и осуществляется по эфферентным каналам, т. е. по эфферентным нервам с эффектором на конце.

Имеется 2 рода исполнительных органов:

1. Исполнительные органы животной жизни - произвольные мышцы, преимущественно скелетные.

2. Исполнительные органы растительной жизни - непроизвольные мышцы и железы.

Кроме этой кибернетической схемы, современная кибернетика установила общность принципа обратной связи для управления и координации процессов, совершающихся как в современных автоматах, так и в живых организмах; с этой точки зрения в нервной системе можно различать обратную связь рабочего органа с нервными центрами, так называемую обратную афферентацию . Под этим названием подразумевается передача сигналов с рабочего органа в центральную нервную систему о результатах его работы в каждый данный момент. Когда центры нервной системы посылают эфферентные импульсы в исполнительный орган, то в последнем возникает определенный рабочий эффект (движение, секреция). Этот эффект побуждает в исполнительном органе нервные (чувствительные) импульсы, которые по афферентным путям поступают обратно в спинной и головной мозг и сигнализируют о выполнении рабочим органом определенного действия в данный момент. Это и составляет сущность «обратной афферентации» , которая, образно говоря, есть доклад центру о выполнении приказа на периферии. Так, при взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозге происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие мозгу чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в каждый данный момент. Такая двусторонняя- сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т. е. пока рука не возьмет предмет.

Следовательно, все время совершается самопроверка работы органа, возможная благодаря механизму «обратной афферентации» , который имеет характер замкнутого круга в последовательности: центр (прибор, задающий программу действия) - эффектор (мотор) - объект (рабочий орган) - рецептор (восприемник) - центр.

По ряду признаков рефлексы могут быть разделены на группы:

· По типу образования: условные и безусловные рефлексы

· По видам рецепторов: экстероцептивные (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные), интероцептивные (с рецепторов внутренних органов) и проприоцептивные (с рецепторов мышц, сухожилий, суставов)

· По эффекторам: соматические, или двигательные (рефлексы скелетных мышц), например флексорные, экстензорные, локомоторные, статокинетические и др.; вегетативные внутренних органов - пищеварительные, сердечно-сосудистые, выделительные, секреторные и др.

· По биологической значимости: оборонительные, или защитные, пищеварительные, половые, ориентировочные.

· По степени сложности нейронной организации рефлекторных дуг различают моносинаптические, дуги которых состоят из афферентного и эфферентного нейронов (например, коленный), и полисинаптические, дуги которых содержат также 1 или несколько промежуточных нейронов и имеют 2 или несколько синаптических переключений (например, флексорный).

· По характеру влияний на деятельность эффектора: возбудительные - вызывающими и усиливающими (облегчающими) его деятельность, тормозные - ослабляющими и подавляющими её (например, рефлекторное учащение сердечного ритма симпатическим нервом и урежение его или остановка сердца - блуждающим).

· По анатомическому расположению центральной части рефлекторных дуг различают спинальные рефлексы и рефлексы головного мозга.

Любое раздражение, воспринимаемое рецептором, кодируется в нервный импульс и в таком виде по чувствительным волокнам направляется в ЦНС. Здесь эта информация перерабатывается, отбирается и передается на двигательные нервные клетки, которые посылают нервные импульсы к рабочим органам - мышцам, железам и вызывают тот или иной приспособительный акт - движение или секрецию. Во время ответной реакции возбуждаются рецепторы рабочего органа и от них в ЦНС поступают импульсы - информация о достигнутом результате. Живой организм, как любая саморегулирующаяся система, работает по принципу обратной связи. Афферентные импульсы, осуществляющие обратную связь, либо усиливают и уточняют реакцию, если она не достигла цели, либо прекращают ее. Таким образом, рефлекс осуществляется не рефлекторной дугой, а рефлекторным кольцом; рефлекс заканчивается по достижении результата.

Обратная афферентация (обратная связь) - информация от исполнительного органа в центральную нервную систему, где происходит анализ того, что должно быть и что произошло в ответ на действие раздражителя.

На основании этого анализа от центра посылаются корректирующие импульсы к органу-исполнителю и к рецепторам. Эти сигналы могут увеличить или уменьшить их функциональную активность. Обратная связь в рефлексе обеспечивает автоматическое саморегулирование и образует самостоятельную функциональную систему, называемую рефлекторным кольцом, а также гарантирует автоматическую оценку и совершенное управление любым рефлекторным актом. Такие функциональные системы, обеспечивающие регулирование поведенческих реакции, называются нервными центрами.

Приспособительный результат (ПР) – опред. соотнош. орг-ма и внеш. среды, кот. прекр. действ-е, направ. на его достижение, и делает возможным реализацию следующего поведенческого акта. Достичь рез-та – значит изм. соотнош. между орг-м и средой в полезном для орг-ма направлении. Достиж. ПР в функц. сис-ме осущ. с помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными являются: - афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации; - принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели акцептора результатов действия; - собственно действие; - сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результатов действия и параметров выполненного действия; - коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных (смоделированных нервной системой) параметров действия