Глава 13. Высшая нервная деятельность

Высшая нервная деятельность представляет собой совокупность условных рефлексов и определяет все многообразие в поведении животных. Материальной основой ВНД являются большие полушария головного мозга и их кора.

Тип ВНД – это комплекс врожденных и приобретенных свойств центральной нервной системы, характеризующих индивидуальные особенности всей деятельности определенного животного.

На один и тот же стимул различные люди и животные реагируют по-разному. Это различие в индивидуальных реакциях легло в основу классификации людей по темпераменту впервые предложенной древнегреческим врачом Гиппократом. В зависимости от преобладания в организме одной из четырех жидкостей (крови, желчи, черной желчи или слизи) Гиппократ выделил четыре темперамента у людей – сангвиник, холерик, меланхолик, флегматик.

И.П. Павлов в основу характеристики типов положил три свойства нервных процессов.

Первое свойство – сила процессов возбуждения и торможения, характеризующаяся работоспособность клеток коры головного мозга. Это свойство определяется предельной силой раздражения на которую животные адекватно реагируют и могут быть образованы положительные и отрицательные условные рефлексы без развития запредельного торможения. По этому свойству нервные процессы могут быть сильными и слабыми.

Второе свойство – уравновешенность или соотношение, баланс силы процессов возбуждения и торможения. У одних животных это соотношение может быть одинаковым – это уравновешенные процессы, а у других – сила одного процесса (возбуждения или торможения) преобладает над другим – неуравновешенные процессы.

Если процесс возбуждения преобладает над процессом торможения, то животное характеризуется большой возбудимостью и у него наряду с быстрым образованием положительных условных рефлексов отмечается трудность выработки дифференцировок. Если, наоборот, процесс торможения преобладает над возбуждением, то у животного сильные раздражители вызывают общее корковое торможение.

Третье свойство – подвижность процессов возбуждения и торможения, т.е. скорость, с которой они могут сменять друг друга. У одних животных они могут медленно сменяться (инертные), у других – быстро (подвижные). Исходя из этих свойств и особенностей нервных процессов – возбуждения и торможения И.П. Павлов выделил следующие типы:

1. По силе – сильный и слабый;

2. По уравновешенности – уравновешенный и неуравновешенный;

3. По подвижности – подвижный и инертный.

Из этих комбинаций И.П. Павлов выделил четыре типа ВНД.

1. Сильный, уравновешенный, подвижный (сангвиник).

2. Сильный, уравновешенный, инертный (флегматик).

3. Сильный, неуравновешенный с преобладание процессов возбуждения над процессами торможением (холерик).

4. Слабый (меланхолик).

Приведенная классификация типов в определенной степени схематична. Чаще всего встречаются животные с различными промежуточными вариантами от одного типа к другому. Тип нервной системы определяется не только врожденными, но и приобретенными в процессе индивидуальной жизни и тренировки свойствами. Пластичность нервных центров позволяет вырабатывать новые, измененные свойства нервных процессов и формы поведения животных. Поэтому врожденные типологические особенности нервной системы нельзя рассматривать как нечто неизменное.

Животные сильного, уравновешенного, подвижного типа характеризуются большой силой, подвижностью и уравновешенностью нервных процессов. Животные подвижны, спокойно реагируют на изменения внешней среды. Рефлексы быстро вырабатываются и прочно удерживаются. Это наиболее продуктивные, более устойчивые к заболеваниям животные, желательные для комплектования в крупных животноводческих комплексах. Свиноматки этого типа ВНД спокойны, дают хорошие показатели по крупноплодию, многоплодию и молочности. Поросята, полученные от таких свиноматок обладают хорошей резистентностью, ростом и развитием. У коров, устойчивый высокий уровень лактации.

Животные сильного, уравновешенного, инертного типа отличаются меньшей подвижностью, общительностью, они спокойно или даже слабо реагируют на новые раздражители, но могут выдерживать их сильное действие. Рефлексы вырабатываются медленно, но прочно удерживаются. Устойчивая резистентность. Животные этого типа хорошо откармливаются. Производители дают эякулят хорошего качества. Такие производители наиболее работоспособны и при хороших условиях содержания и полноценном кормлении, их можно использовать с повышенной нагрузкой.

Сильный, неуравновешенный, возбудимый тип характеризуется преобладанием процесса возбуждения над торможением. Животные выдерживают действие сильных раздражителей, но они мало способны к тонким дифференцировкам. Возбуждение коры может достигать большой силы и доходить до нарушения нормального соотношения нервных процессов, и анализаторной функции коры головного мозга. Животные легко возбудимы, в определенных ситуациях могут быть агрессивны и опасны для окружающих. От быков-производителей можно получать сперму в любых условиях и в любое время, но при неправильном их использовании качество спермы невысокое и у них может наступить половое истощение. Лошади сильного неуравновешенного типа проявляют высокую работоспособность на рыси, но при необходимости повышенной силы тяги они менее работоспособны. Коровы резко реагируют даже на незначительные изменения внешней среды, усвояемость корма и продуктивность у них снижается.

Слабый тип отличается низкой функциональной подвижностью нервных процессов и легкостью развития процессов торможения. Животные с трудом приспосабливаются к внешним условиям, склонны к возникновению болезней, неврозов, малопродуктивны и неработоспособны, при вакцинации вырабатывается слабый, непрочный иммунитет.

Основным методом, позволившим И.П. Павлову создать стройное учение о высшей нервной деятельности, является метод условных рефлексов.

Условные рефлексы – это выработанные в процессе индивидуального развития животных подвижные реакции организма.

Их вырабатывают на базе безусловных или врожденных рефлексов при соблюдении следующих основных правил.

1. Животное должно быть помещено в специальную камеру, где оно по возможности будет ограждено от посторонних влияний.

2. Необходимо наличие двух раздражителей: индифферентного, или условного (зажигание лампочки, звонок, удары метронома и т.д.), и безусловного (чаще всего корм).

3. Нужно обеспечить неоднократное сочетание безусловного раздражителя с условным, причем действие условного раздражителя должно несколько предшествовать действию безусловного.

4. Условный раздражитель по физиологическому действию должен быть средней силы и не вызывать резкой реакции со стороны животного.

Условные рефлексы на раздражители (вид, запах корма), в естественных условиях вызывающие безусловные реакции организма, называются натуральными, а образующиеся на раздражители, не имеющие прямого отношения к безусловному рефлексу - искусственными. При изучении условнорефлекторной деятельности широкое применение находят слюноотделительная, двигательно-пищевая и двигательно-оборонительная методики.

Важнейшим условием образования условного рефлекса должно быть неоднократное совпадение во времени действия двух раздражителей: условного или индифферентного (свет, звонок) и безусловного раздражителя (корм, удар током), обязательно вызывающего ответную реакцию со стороны животного.

Вначале выработки рефлекса дача одного условного сигнала (а им может быть любой зрительный, слуховой, запаховый, болевой, температурный и др.) вызывает у животного только ориентировочную реакцию – поворот головы, ушей, глаз и т.д. в сторону его действия. По мере выработки рефлекса эта реакция становится более выраженной и по ней можно судить о прочности условного рефлекса. При этом включение условного сигнала должно на некоторое время предшествовать началу действия безусловного раздражителя.

При выработке условных рефлексов условный сигнал обычно на несколько секунд предшествует действию безусловного раздражителя. В случаях выработки пищевых рефлексов такое отставание одного раздражителя от другого может составлять 20-30 секунд, а при двигательно-оборонительных рефлексах 8-10 секунд. После чего некоторое время оба раздражителя действуют совместно. Такие сочетания действия раздражителей повторяют несколько раз с интервалами 2-3 минуты и тогда в различных отделах головного мозга образуется два одновременно возбужденных центра. Пищевой центр от дачи корма возбуждается сильнее, и он является доминирующим, способным притягивать к себе импульсы от менее сильного очага возбуждения (зрительного или слухового центра). После нескольких сочетаний между этими двумя возбужденными центрами по принципу проторенных путей устанавливается временная связь. В дальнейшем при даче только условного сигнала возбуждение от зрительного (слухового) центра по временной связи перейдет к пищевому центру, затем по нисходящим путям в центр слюноотделения продолговатого мозга и далее по эфферентным нервам к слюнным железам, которые начинают выделять слюну. Условный слюноотделительный рефлекс выработан.

При изучении ВНД у сельскохозяйственных животных чаще пользуются двигательно-пищевой методикой, при которой условно-рефлекторной реакцией является передвижение животного на условный сигнал к кормушке.

Условным раздражителем может служить и определенное время суток, если кормление животных и другие мероприятия проводятся по строго соблюдаемому графику (распорядку дня). Поэтому для поддержания нормального функционирования всех систем организма, в т.ч. и его секреторно-ферментативной функции пищеварительного тракта необходимо строго соблюдать сформированный динамический стереотип, естественный биоритм и условно-рефлекторную деятельность организма во времени.

Контрольные вопросы: 1. Какие свойства нервных процессов И.П. Павлов положил в основу учения о типах ВНД? 2. Назовите типы ВНД по И.П. Павлову и объясните их связь с продуктивностью животных. 3. Что такое условный рефлекс, в чем его отличие от безусловного? 4. Назовите правила, которые необходимо соблюдать при выработке условных рефлексов. 5. Чем отличаются натуральные условные рефлексы от искусственных. 6. Опишите механизм образования условного рефлекса.