какие выделяют стадии формирования условнорефлекторной реакции
Какие выделяют стадии формирования условнорефлекторной реакции
Развитие ребенка Формирование реакций по условнорефлекторному принципу требует обязательного участия коры больших полушарий мозга. У ребенка нет врожденных форм сложных поведенческих актов; все поведенческие реакции формируются после рождения под влиянием социальных условий, но происходит это формирование по принципу условного рефлекса. Изучение высшей нервной деятельности ребенка в онтогенезе начал первым в 1907 году Н. И. Красногорский.
У ребенка кора головного мозга уже до рождения имеет определенную степень функциональной активности. Это доказывается тем, что у плода в последние недели его развития можно выработать реакцию на время (И. П. Елизарова и А. В. Наседкин, 1965 год).
Эксперимент был поставлен следующим образом: беременные женщины в течение последних недель до родов получали пищу регулярно через 3 часа. Их дети сразу же после рождения проявляли голодное возбуждение к концу трехчасового интервала, тогда как у других новорожденных такой ритм кормления устанавливался лишь на четвертые-пятые сутки.
Хотя кора головного мозга функционирует к моменту рождения ребенка, все реакции новорожденного обладают рядом специфических признаков. Возможность нервных клеток находиться в активном состоянии очень ограничена, и новорожденный большую часть суток спит. Состояние активного бодрствования у ребенка наступает под влиянием импульса из внутренней среды организма — голода, боли, неприятных тактильных ощущений (мокрые пеленки). Начиная примерно с десятого—двенадцатого дня ребенок просыпается под воздействием раздражителей из внешней среды средней силы — стук двери, зажигание света, разговор взрослых и т. д.
Реакциям новорожденного свойственна генерализация, т. е. распространенность. Двигательная активность охватывает большое число групп мышц, например, на болевое раздражение руки ребенок отвечает не только отдергиванием ее, но и рядом общих беспокойных движений. Сосательный рефлекс возникает не только при раздражении губ и языка, но и других точек кожи на лице ребенка.
Бодрствование ребенка в первые дни жизни очень кратковременно, не больше 20—30 минут, что указывает на низкий предел работоспособности клеток коры головного мозга. Бодрствование в период новорожденности неорганизованно и протекает преимущественно в беспокойных движениях и крике малыша. Сон новорожденного — беспокойный, прерывистый, во время которого он производит много различных движений, периоды глубокого сна чередуются с периодами неглубокого. У новорожденного нет суточного режима сна и бодрствования. Сон и бодрствование наступают через различные промежутки времени и длятся различное время.
Очень быстро, уже с первых месяцев жизни, у ребенка под влиянием внешних воздействий происходит дальнейшее развитие высшей нервной деятельности и усложнение его поведения: прежде всего развитие зрительных и слуховых реакций, развитие движений и эмоционально-выразительных реакций; поведение на первых этапах осуществляется по принципу условного рефлекса.
Различают несколько стадий формирования условнорефлекторной реакции (Н. И. Касаткин).
Индифферентная стадия, или стадия первичных или неспецифических реакций, когда условный раздражитель (например, звуковой сигнал) вызывает сначала лишь раздражение воспринимающих клеток (слухового нерва).
Стадия сосредоточения, или установочная, которая выражается в задержке имевшейся ранее активности ребенка, в проявлении внимания к раздражителю (ребенок прислушивается, поворачивает голову в сторону звука), создается «установка» на условный раздражитель.
Стадия неустойчивого условного рефлекса. При этом между корковой зоной анализатора, к которому обращен условный сигнал (например, звук звонка — зона слухового анализатора), и зоной мозга, которая возбуждается в результате следующего за условным сигналом подкрепления (дача пищи — активация пищевого центра), начинают формироваться нервные связи. Однако эти отношения еще нестойки, условная реакция (например, сосательные движения при звучании одного звонка, до наступления момента кормления) непостоянна, внешне очень слабо выражена и имеет длительный латентный период (скрытое время реакции).
Стадия устойчивого условного рефлекса характеризуется постоянством реакции, выраженностью ее проявления и коротким латентным периодом.
Стадия автоматизма характеризуется тем, что для ее осуществления не обязательно постоянное подкрепление. Это становится возможным, когда данный навык или умение необходимы и постоянно используются в жизни человека. Сюда относится ходьба, речь, письмо, езда на велосипеде, коньках и многие другие реакции.
Характерно, что в раннем возрасте очень ограниченное число реакций достигает стадии автоматизма: это хватательное движение кисти к концу первого года жизни, ходьба к концу второго года жизни и речь к концу третьего года жизни. Следует иметь в виду, что своевременное достижение этих реакций стадии автоматизма обеспечивает дальнейший оптимальный ход развития познавательной деятельности ребенка и его мышления. Важно создать условия, способствующие формированию этих реакций.
При воспитании детей следует обязательно добиваться достижения устойчивой стадии в формировании какого-либо умения. Н. М. Аксарина отмечает, что на каждом возрастном этапе действия и умения детей находятся на трех разных уровнях:
1. Устойчивые, хорошо сформированные, которыми дети овладели на предыдущем этапе и пользуются в самостоятельной деятельности;
2. Неустойчивые, возникшие недавно и еще не закрепленные и впервые осваиваемые.
Правила выработки и стадии образования условных рефлексов
Условные рефлексы постоянно образуются в течение жизни, и мы не замечаем, как это происходит. Мы купили новый музыкальный центр, или телефон, разобрались с расположением и значением клавиш, прошло несколько дней, и пальцы «сами» выполняют нужные операции. Произошло ассоциативное научение и выработался инструментальный условный рефлекс. Для образования условного рефлекса необходимо выполнение нескольких условий, или правил выработки рефлексов.
Условие времени – условный раздражитель должен или предшествовать безусловному, или подаваться одновременно. Длительность времени предшествования действия нового условного раздражителя действию подкрепляющего не должно быть значительным. Так, у собак рефлексы особенно хорошо вырабатываются, при длительности этого времени предшествования 5—10 сек. При сочетании в обратном порядке, когда подкрепляющий раздражитель начинает действовать ранее индифферентного, условный рефлекс не вырабатывается. Значение этого условия заключается в том, что нейроны центров безусловного рефлекса и чувствительные центры, реагирующие на условный раздражитель должны оказаться в состоянии возбуждения одновременно.
Условие индифферентности условного раздражителя. Раздражитель не должен быть биологически значимым, например, сигналом опасности, плачем детенышей, потому, что в этом случае ответная реакция будет именно на этот сигнал.
Условие сенсорного ограничения. При доминировании в центральной нервной системе центров, не связанных с образованием данных условных рефлексов, формирование этих рефлексов затрудняется. Так, если у собаки возникло резкое возбуждение, например, при виде кошки, то в этих условиях образование пищевого слюноотделительного рефлекса на звук звонка или свет лампочки не происходит. У человека, поглощенного каким-либо делом, образование условных рефлексов на другие виды деятельности в это время также резко затрудняется.Не случайно по pаспоpяжению Павлова в его институте для пpоведения опытов были постpоены специальные «башни молчания», поскольку внешние pаздpажители (напpимеp, шум или пpиход постоpоннего человека) способны помешать пpоявлению уже выpаботанных pефлексов и затоpмозить обpазование новых.
Условие нормальной активности ЦНС. Образование условно-рефлекторных связей, легко протекающее в условиях бодрого состояния организма, затрудняется при его заторможенности. Так, у животных, находящихся в сонливом состоянии, условные рефлексы или не образуются совсем, или же образуются медленно, с трудом. Заторможенное состояние затрудняет формирование условных рефлексов и у человека. Условные рефлексы образуются только при наличии достаточной возбудимости центров этих подкрепляющих рефлексов. Например, при выработке у собак пищевых условных рефлексов опыты ставятся на фоне высокой возбудимости пищевого центра (голодном состоянии животного).
Условие повторения: повторное сочетание действия ранее индифферентного условного раздражителя с действием подкрепляющего безусловного или ранее хорошо выработанного условного раздражителя Связи, которые появляются в ЦНС не должны образовываться на случайные сочетания сигнала и безусловного раздражителя, повторное сочетание – это сигнал для ЦНС о том, что оно не случайно.
Процесс формирования условного рефлекса проходит три основные стадии. Прежде всего, наступает стадия прегенерализации. Эта стадия характеризуется значительным повышением активности различных областей мозга. Происходит возбуждение в проекционных зонах коры условного и безусловного раздражителей. В это время никакой поведенческой реакции еще нет.
После этого следует стадия генерализации условного рефлекса. В основе этого процесса лежит иррадиация возбуждения. Сущность генерализации заключается в том, что условные раздражители обобщаются, и условный рефлекс, образовавшийся на определенный раздражитель, воспроизводится и при действии других, сходных с ним, раздражителей. Процесс возбуждения, возникающий при действии какого-либо одного раздражителя, в результате иррадиации переходит и на корковые центры других, близких по характеру, раздражителей.В двигательных условных рефлексах, например при образовании двигательных навыков, феномен генерализации проявляется в участии в двигательном акте значительного числа мышц, сокращение которых не является необходимым.
Далее, по мере подкрепления условного стимула, реакции на сходные раздражители, которые не подкреплялись, становится все менее выраженной. Условная реакция возникает только на сигнальный раздражитель – наступила стадия специализации. Этот процесс обеспечивает дифференцировку, тонкое различение сходных стимулов (звуки разного тона, цвета, похожие буквы и др.)
Скорость выработки условного рефлекса зависит от биологической значимости раздражителя и в целом, и в данный момент (пища для голодного животного, боль). Медленно вырабатываются рефлексы на незначимый раздражитель. Подкрепление – это ситуации, которых нужно избегать, или к которым нужно стремиться, поэтому условные рефлексы одинаково быстро вырабатываются и на положительное, и на отрицательное подкрепление.
Роль доминанты в выработке условного рефлекса похожа на роль катализатора химической реакции – на фоне доминирующей мотивации условные рефлексы вырабатываются очень легко и быстро, если они работают на доминанту (вспомним свойство доминанты притягивать возбуждение, сохранять возбуждение в тех центрах, которые связаны с доминирующей мотивацией, и тормозить деятельность других центров).
Классификация условных рефлексов
Стадии образования условного рефлекса и формирования навыка
Условный рефлекс образуется не сразу, а постепенно, по стадиям. Для образования условного рефлекса требуется определенное количество сочетаний и время. Различают три стадии образования условного рефлекса.
Первая – стадия генерализации, или обобщения ответного действия. В самом начале сочетаний, пока устанавливается нервная связь между двумя очагами возбуждения, условный рефлекс самостоятельно не воспроизводится. Появление первых реакций на условный раздражитель является началом образования условного рефлекса. В первое время образовавшийся условный рефлекс проявляется обобщенно как на условный сигнал, так и на все сходные с ним раздражители (например, сходные по интонации, сходному движению рукой). В этой стадии условный рефлекс легко затормаживается, отмечается неточность ответных действий на команду или жест дрессировщика, и может совсем не проявляться при изменении условий или обстановки.
Вторая – стадия концентрации, или специализации условного рефлекса. При дальнейшем многократном сочетании раздражителей, возбудительный процесс начинает концентрироваться в одном нервном центре. Чем больше закрепляется условный рефлекс, тем меньше будет явление обобщения с другими сходными раздражителями. Собака безошибочно определяет условный раздражитель, то есть отличает его от других сходных раздражителей. В этой стадии условный рефлекс начинает проявляться автоматически в виде точного и конкретного ответного действия на команду или жест дрессировщика и не проявляется на другие раздражители, сходные с условными раздражителями. При изменении условий и обстановки, условный рефлекс не затормаживается.
Третья – стадия стабилизации условного рефлекса, или формирования навыка. Навык формируется при многократном повторении условного рефлекса в обстановке различной сложности. Автоматическое проявление рефлекса на условный раздражитель не требует постоянного подкрепления его безусловным раздражителем. В этой стадии условный рефлекс переходит в навык и становится стереотипным. Он активно проявляется на команду или жест дрессировщика в обстановке любой сложности.
Задание 3. Изучите типы и характеристики высшей нервной деятельности у собак.
Наблюдая за поведением собак, можно наблюдать, что они по-разному реагируют на одни и те же раздражители. Одни из них быстро и сильно возбуждаются и долго не могут успокоиться. Другие, быстро возбудившись, также быстро успокаиваются. Третьи реагируют медленно, слабо возбуждаются и медленно успокаиваются. Некоторые собаки от действия раздражителей начинают прятаться.
В основу классификации типов высшей нервной деятельности заложены типовые различия в поведении собак на одни и те же раздражители, связанные со свойствами нервных процессов возбуждения и торможения, которые различаются по силе, уравновешенности и подвижности.
Сила нервных процессов определяется работоспособностью клеток коры головного мозга, т.е. их способностью выдерживать сильную и длительную нагрузку процессов возбуждения и торможения.
Уравновешенность нервных процессов зависит от соотношения сил возбудительного и тормозного процессов. Они могут быть одинаковыми по силе, уравновешенными или, если один из них заметно преобладает над другими, неуравновешенными. Собаки с сильными нервными процессами при преобладании процесса возбуждения отличаются большой возбудимостью. Нервные процессы у них явно не уравновешены, возбуждение преобладает над торможением.
Подвижность нервных процессов характеризуется скоростью их возникновения и сменой возбуждения торможением и наоборот. Это определяется быстротой изменения реакций поведения при действии разными раздражителями. Нервные процессы могут быть подвижными и малоподвижными. Высокая подвижность процессов обеспечивает хорошие рабочие качества собаки.
Сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов в комплексе определяют типологические особенности нервной системы собаки, которые проявляются в способности ее к дрессировке и работе. Знание типов высшей нервной деятельности имеет важное теоретическое и практическое значение.
Определение типов высшей нервной деятельности.
Сила процесса возбуждения определяется степенью выраженности основных реакций поведения, активностью двигательных реакций, скоростью образования положительных условных рефлексов, стойкостью образовавшихся условных рефлексов к торможению и угасанию, способностью нервной системы выдерживать сильные или продолжительно применяемые раздражители и работоспособностью собаки.
Сила процесса торможения определяется уравновешенностью основных реакций поведения, скоростью образования отрицательных (тормозных) условных рефлексов, стойкостью образовавшихся тормозных условных рефлексов к растормаживанию, способностью нервной системы выдерживать сильные или продолжительные тормозные напряжения и работоспособностью собаки, где требуется выдержка и сложная дифференцировка раздражителей.
Уравновешенность нервных процессов определяется балансом или преобладанием силы процесса возбуждения над процессом торможения, уравновешенностью поведенческих реакций, силой проявления положительных и отрицательных условных рефлексов, способностью к дрессировке и рабочими качествами при служебном использовании.
Подвижность нервных процессов определяется быстротой смены или застойностью основных реакций поведения, скоростью перестройки условного рефлекса при смене сигнальных раздражителей, способностью переключаться от возбуждения к торможению и обратно, скоростью образования навыка в виде динамического стереотипа, быстрой приспособляемостью к изменяющимся условиям внешней среды, легкостью образования ситуационных условных рефлексов, степенью работоспособности собаки в сложной обстановке.
Характеристики типов высшей нервной деятельности
Холерик (сильный неуравновешенный тип) характеризуется сильным возбудительным процессом и отстающем по силе тормозным. У них быстро образуются и прочно закрепляются условные рефлексы, но с трудом вырабатываются дифференцировки и выдержки в различных положениях. Процесс возбуждения у собак этого типа преобладает над торможением. Поэтому положительные условные рефлексы образуются легко и быстро, а тормозные медленно и трудно, легко растормаживаются на малейшие посторонние положительные раздражители.
Сангвиник (сильный уравновешенный подвижный тип имеет одинаково сильные процессы возбуждения и торможения. Они достаточно подвижны, что обеспечивает высокую приспособленность и устойчивость в трудных условиях. Быстро образуются и прочно сохраняются условные рефлексы (сила), легко осуществляется переделка динамического стереотипа (подвижность), хорошо и быстро вырабатывается дифференцировка (различие близких по типу условных рефлексов). Собаки этого типа хорошо поддаются дрессировке к различным видам службы. Условные рефлексы, положительные и отрицательные, образуются легко и быстро, навыки отличаются стойкостью и динамичностью.
Флегматик (сильный уравновешенный инертный тип) характерен сильными процессами возбуждения и торможения и плохой их подвижностью, всегда испытываемыми затруднениями при переключении с одного вида деятельности на другой. Этот тип обладает малой подвижностью нервных процессов. У флегматиков образуются прочные условные рефлексы (сила) и прочные дифференцировки (уравновешенность). Собаки этого типа медленно и вяло реагируют на раздражители, тяжело переносят быструю смену процессов возбуждения и торможения, изменение и переделывание навыков. В начале дрессировки у них происходит медленное образование условных рефлексов и формирование их в навыки.
Меланхолик (слабый тип) характеризуется слабостью обоих нервных процессов – возбуждения и торможения, плохо приспосабливается к условиям окружающей среды, избегает сильных раздражителей, так как они вызывают общее угнетение ввиду запредельного торможения. Условные рефлексы являются нестойкими при их выработке, легко подвергаются внешнему торможению. Собаки этого типа обладают высокой чувствительностью, но слабой выносливостью. Лучшие из них могут дрессироваться и использоваться на службе. Собаки с чрезмерной слабостью нервных процессов к дрессировке не пригодны.
Стадии формирования условных рефлексов
Условные рефлексы у человека, в отличие от животных, вырабатываются быстрее, в ответ на небольшое количество повторяющихся событий.
На основе ряда условных рефлексов формируется динамический стереотип, являющийся основой привычек человека, основой его профессиональных навыков. Условные рефлексы резко расширяют число сигнальных, значимых для организма раздражителей, что обеспечивает несравненно более высокий уровень адаптивного (приспособительного) поведения.
ДС играет важную роль в воспитании детей и является основой формирования привычек и навыков. Выработанный навык утрачивает связь со второй сигнальной системой, которая является физиологической основой сознания. Эта связь восстанавливается лишь в том случае, если в процессе выполнения динамического стереотипа возникает ошибка и требуется его коррекция.
ТОРМОЖЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
Объяснить поведение, признавая существование лишь возбудительного процесса, нельзя, т.к. очевидно, что при возбуждении нервных аппаратов возможно лишь генерализованное некоординированное сокращение – судороги, а не целесообразная координированная деятельность человека и животных. В физиологии долгое время отсутствовала теория, позволяющая объяснить координированный характер поведения. В этих условиях открытие в 1862 г. И.М. Сеченовым центрального торможения сыграло значительную историческую роль.
Павлов Выделил 2 основные группы торможения в коре
Внешнее (безусловное) торможение
Внешнее торможение является врожденным свойством нервной системы и проявляется в экстренном ослаблении или угнетении условного рефлекса (поведенческого акта) при действии посторонних раздражителей.
Во внешнем торможении выделяют: гаснущий тормоз и запредельное (охранительное)торможение.
II. Запредельное внешнее торможение, возникает при чрезмерной интенсивности условного раздражителя. Либо при слабом функционировании ЦНС. В определенных пределах силы раздражителя в бодрствующем состоянии наблюдается закон силовых отношений между силой условного раздражителя и величиной условной реакции, заключающейся в том, что величина ответной реакции тем больше, чем больше сила раздражителя. Запредельное торможение являет пример нарушения этого закона. Запредельное торможение охраняет корковые клетки от перенапряжения, вследствие чего оно получило название охранительного торможения.
Внутреннее (условное) торможение. Вырабатывается в коре, в центре УР, при определенных условиях
Внутреннее торможение является приобретенным свойством нервной системы и так же, как условный рефлекс, вырабатывается постепенно в случае отсутствия безусловнорефлекторного подкрепления условного сигнала.
Во внутреннем торможении выделяют угасательное, дифференцировочное, запаздывательное и условный тормоз.
Угасательное торможение развивается после прекращения подкрепления условного раздражителя, безусловным, в результате чего условнорефлекторная реакция постепенно снижается, угасает. Оно развивается тем труднее и медленнее, чем прочнее условный рефлекс и сильнее безусловный рефлекс, на базе которого выработан этот условный рефлекс, и наоборот. Н- р в цирке.
Посторонние раздражители, действующие на фоне развития угасательного торможения, обладают эффектом «растормаживания», т.е. вызывают временное восстановление угашенного рефлекса. Это явление подтверждает, что угасание условного рефлекса является результатом торможения, а не утомления нервных клеток.
Выделение значимого сигнала среди сходных раздражителей и отсутствие реакции на сходные неподкрепляемые раздражители и есть дифференцировочное торможение.
Дифференцировочное торможение вырабатывается тем быстрее и легче, чем отдаленнее сходство между различителями. Тонкая дифференцировка очень сходных сигналов вырабатывается с трудом, вызывая иногда «срывы высшей нервной деятельности», выражающиеся в падении величины или даже исчезновении условных рефлексов, возникновении сноподобных состояний и прочее.
Запаздывательное торможение образуется при выработке запаздывательных условных рефлексов. Эти рефлексы образуются не сразу, а при постепенном отставлении начала подкрепления. Если подкрепление условного раздражителя безусловным постоянно задерживать на 2-3 минуты от начала действия условного сигнала, то условная реакция будет запаздывать. В результате рефлекторный ответ появится лишь к концу действия условного сигнала.В этот начальный период изолированного действия условного раздражителя возникает торможение деятельности нервных клеток (недеятельная фаза запаздывательного условного рефлекса).
Биологическое значение запаздывательного торможения заключается в том, что условнорефлекторная реакция начинается в необходимый момент от начала действия условного сигнала.
Условный тормоз развивается в нервных клетках в том случае, если раздражитель в сочетании с каким-либо дополнительным агентом не, подкрепляется, а применяемый отдельно условный сигнал всегда подкрепляется. Вскоре положительный условный раздражитель в комбинации с дополнительным агентом перестает вызывать условную реакцию.
А агент, являющийся сигналом неподкрепления условного раздражителя, называется условным тормозом.