§ 49. Уроджена та набута поведінка. Безумовні й умовні рефлекси. Інстинкти

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ: безумовні й умовні рефлекси, інстинкти, властивості й види безумовних рефлексів, фізіологічні потреби, тимчасові нервові зв’язки, сигнали умовних рефлексів.

Виникнення вроджених форм поведінки. Умови довкілля, які не змінювалися протягом тисячоліть, дали змогу організмам виробити такі пристосувальні реакції, що закріпилися спадково, тобто стали вродженими. Найбільше цей зв’язок виявився в механізмах підтримання гомеостазу. Уроджені форми поведінки виробилися у вигляді безумовних рефлексів, які стали засобом пристосування до порівняно сталих явищ зовнішнього світу.

Безумовний рефлекс — це порівняно незмінна вроджена рефлекторна реакція організму на життєво важливі подразники зовнішнього й внутрішнього середовищ. Термін запропонував І. Павлов. Безумовні рефлекси становлять основу нижчої нервової діяльності, спрямованої на підтримання гомеостазу.

Характеристика безумовних рефлексів

1. Безумовні рефлекси — уроджені. Вони успадковуються від батьків і в незмінній формі передаються нащадкам. У їхній основі лежать сформовані до моменту народження зв’язки між певними рецепторами й певними органами (м’язом або секреторною клітиною).

Оскільки безумовні рефлекси вроджені, вони проявляють себе без попереднього научування. Так, людину не треба «учити» відсмикувати руку при доторканні до гарячого або гострого предмета.

2. Безумовні рефлекси є видовими й характерними для всіх представників певного виду тварин і людини. Голодне немовля починає робити смоктальні рухи й відкривати ротик, якщо доторкатися до його щічки.

3. Безумовні рефлекси виникли та діють для реалізації певних потреб організму за порівняно сталих умов довкілля й самі є порівняно сталими, тобто вони не можуть перебудовуватися відповідно до змін довкілля.

За певних хвороб безумовні рефлекси можуть зникати. Так, унаслідок запалення райдужної оболонки ока на ній утворюються рубці й зникає зіничний рефлекс на світло. У курців через ушкодження рецепторного апарату дихальних шляхів послаблюються або повністю зникають захисні дихальні рефлекси.

4. Безумовні рефлекси є дуже специфічними й виникають тільки в результаті дії адекватного подразника на відповідні рецептори. Наприклад, зіничний рефлекс виникає лише за умови дії світла на світлочутливі клітини; рефлекси слиновиділення, секреції слизу та ферментів шлунка відбуваються, коли їжа потрапляє в порожнину рота.

Однак у межах своєї специфічності вони можуть проявляти певну гнучкість. Так, кожний вид їжі спричиняє виділення різної кількості слини, до того ж різного хімічного складу.

5. На основі безумовних рефлексів утворюються умовні рефлекси.

6. Центрами безумовних рефлексів є спинний, довгастий мозок, мозочок. Тому більшість безумовних рефлексів (особливо пов’язаних із регуляцією діяльності внутрішніх органів) здійснюється незалежно від свідомості й волі людини.

Види безумовних рефлексів

Харчові — це жування, ковтання, виділення слини, жовчі, травних соків тощо. Наприклад, потрапляння їжі до рота є безумовним сигналом для виділення слини та секрету травних залоз.

Охоронні (захисні) — мигальний рефлекс (захищає око від механічного ушкодження), зіничний (захищає сітківку ока від надто яскравого світла); згинальний рефлекс, завдяки якому ми відсмикуємо руку, коли доторкаємося до гарячого або гострого предмета; за допомогою кашлю й чхання дихальні шляхи звільняються від сторонніх частинок.

Рис. 150. Рефлекс «Що таке?»

Орієнтувальні рефлекси проявляються у відповідь на раптову, неочікувану дію зовнішнього подразника (світла, звуку, дотику). Людина насторожується, прислухається, повертає голову, зосереджується, готуючись до сприйняття незнайомих подразників. Іван Павлов назвав цей рефлекс «Що таке?» (рис. 150).

Статеві рефлекси — основні рефлекси розмноження. Вони ґрунтуються на статевому потязі, що, безумовно, по-різному реалізується у тварин і людини.

Вегетативні рефлекси забезпечують саморегуляцію гомеостазу та його складових: газообміну, кровообігу, терморегуляції, функцій травних залоз, хімічного складу крові тощо; завдяки їм відбуваються ковтання, сечовипускання та багато інших фізіологічних процесів.

Інстинкт (з грецьк. спонука) — це вроджена, порівняно стала форма поведінки тварин чи людини, яка здійснюється під впливом основних біологічних потреб (харчових, статевих, захисних тощо) і спрямована на їхнє задоволення.

Інстинкти відтворюють корисний досвід попередніх поколінь певного біологічного виду й реалізуються в поведінкових реакціях, які спрямовані на отримання результату, корисного для тварини або виду тварин у цілому. Інстинкти — це послідовні дії, в основі кожної з яких — окремі безумовні рефлекси (рис. 151, 152).

Колись природознавці та деякі вчені вважали інстинкт проявом нижчої «форми душі» або «мислення». Насправді це не так. Інстинктивна поведінка — уроджена й ґрунтується на чітко обмежених, «жорстких» спадкових програмах. Вона не завжди відповідає умовам, у яких здійснюється.

Чи можна керувати інстинктами? Людина може, а іноді навіть повинна керувати своїми інстинктами. Відчуття голоду — надзвичайно неприємне, а якщо воно триває кілька днів, тижнів, то стає вкрай нестерпним. Проте голодна мати здатна відмовитися від їжі, віддавши її своїм голодним дітям. Норми людської поведінки іноді стримують виявлення свого охоронного інстинкту, щоб фізично покарати кривдника.

Це треба пам’ятати! Людина — не тільки біологічна, а й соціальна істота, і метою її виховання має бути вироблення здатності керувати своїми інстинктами.

Рис. 151. Інстинктивна поведінка, спрямована на продовження роду

Рис. 152. Прояв інстинкту «полювання» у кошеняти

Біологічне значення умовних рефлексів. Відкриття І. Павловим умовних рефлексів — одне з найбільших досягнень світової науки, що стоїть на одному рівні із законом усесвітнього тяжіння І. Ньютона, еволюційним ученням Ч. Дарвіна, періодичною системою Д. Менделєєва, теорією відносності А. Ейнштейна. Вивчення умовно-рефлекторної діяльності дало змогу І. Павлову та його учням створити у фізіології нове вчення про вищу нервову діяльність тварин і людини.

Іван Павлов довів, що завдяки умовним рефлексам відбувається пристосування організму до конкретних умов існування.

Умовний рефлекс — складна пристосувальна реакція організму, що формується шляхом утворення тимчасового нервового зв’язку (асоціації) між сигнальним (умовним) і підкріплюючим його безумовним подразником.

Характеристика умовних рефлексів

1. Умовні рефлекси, на відміну від безумовних, є набутими в процесі життя людини або тварин.

2. Вони є індивідуальними, тобто такими, що формуються впродовж життя організму й роблять його поведінку відповідною конкретним умовам існування. Умовні рефлекси різні в особин одного й того самого виду. Наприклад, одна людина вміє грати на роялі, малювати, користуватися комп’ютером, володіє іноземною мовою тощо, а інша, маючи такі самі здібності, через лінощі й небажання навчатися пише з помилками й не має ніяких корисних навичок.

Умовні рефлекси людини, зокрема знання й навички, корисні для неї та інших, залежать від її індивідуального життєвого досвіду. Що активніше вона навчається, то більше їх набуває.

Це треба пам’ятати! Людині притаманне свідоме вироблення умовних рефлексів для досягнення найкращого біологічного (фізичне здоров’я) і соціального (успіх у житті) результатів за допомогою навчання, праці та здорового способу життя.

3. Умовні рефлекси завжди утворюються на ґрунті безумовних.

Тільки тоді певна зміна довкілля або внутрішнього середовища організму стане умовним подразником (наприклад, умикання світла), коли він буде пов’язаний із безумовним подразником (наприклад, їжею), і це відповідатиме біологічним (тобто життєвим) потребам організму.

4. Умовні рефлекси, на відміну від безумовних, є тимчасовими. Вони виникають за певних обставин, а коли умови довкілля змінюються — зникають (гальмуються), а замість них формуються нові, що відповідають іншим обставинам.

5. Умовні рефлекси можуть змінювати вроджений прояв безумовних рефлексів та інстинктів. Наприклад, один із найсильніших інстинктів тварин жіночої статі — материнський. Проте певні умови виховання (тобто дія умовного подразника) можуть порушити його.

Рис. 153. Подивіться уважно на лимон. Слина, що почала виділятися у вас у роті, — це прояв умовного рефлексу

Які існують сигнали умовного рефлексу? Умовним подразником можуть стати будь-які явища чи зміни навколишнього середовища (рис. 153) або внутрішнього стану організму, якщо вони:

• самі не викликають безумовного рефлексу, тобто байдужі (індиферентні);

• їхня сила достатня, щоб викликати безумовний орієнтувальний рефлекс. Наприклад, звуки (мова, шум), світло, кольори, запахи, смакові речовини, дотик, тиск, тепло, холод, положення тіла в просторі — усі ці й інші індиферентні подразники при їхньому поєднанні з безумовними подразниками (підкріпленні) та за умови достатньої сили стають сигналами, що викликають той чи інший безумовний рефлекс. Інакше кажучи, раніше байдужі подразники починають сигналізувати організму, що найближчим часом на нього почне діяти життєво важливий (безумовний) подразник.

Утворення умовних рефлексів у людини залежить і від емоційного ставлення до умовного подразника (подобається, не подобається, викликає захоплення або огиду, сприймається байдуже), моральних засад людини, її настрою, характеру, уваги, яку вона приділяє певному подразнику.

Механізми утворення умовних рефлексів. Працями І. Павлова та його учнів було доведено, що основою виникнення умовних рефлексів є утворення тимчасових нервових зв’язків, або асоціацій, між нервовими центрами, що сприймають дію байдужого подразника, з нервовим центром безумовного рефлексу (рис. 154).

Іван Павлов уважав, що утворення тимчасових зв’язків відбувається в корі великих півкуль головного мозку. Його послідовники встановили, що у формуванні асоціацій беруть участь підкіркові утворення ретикулярної формації, таламуса, гіпоталамуса, довгастого мозку тощо.

Щоб утворилися ці зв’язки, потрібен певний час. Однак якщо безумовний подразник дуже сильний, зв’язок може утворитися досить швидко й тривати все життя. Наприклад, дитина, яка обпеклася вогнем, на все життя запам’ятає відчуття болю.

Рис. 154. Схема утворення тимчасового зв’язку в корі великих півкуль головного мозку: 1 — чутливі нервові волокна, що йдуть від смакових рецепторів; 2 — кіркове представництво безумовного харчового рефлексу; 3 — секреторний слиновидільний нерв; 4 — чутливі волокна від слухових рецепторів; 5 — слухова ділянка кори великих півкуль; 6 — тимчасовий зв’язок у вигляді рефлекторного кільця

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Дайте визначення безумовних рефлексів. 2. Обґрунтуйте їх біологічне значення. Наведіть приклади. 3. Поясніть, чому безумовні рефлекси ще називають видовими. Наведіть приклади. 4. Які утворення центральної нервової системи є центрами безумовних рефлексів? 5. Поясніть походження терміна «інстинкт». Дайте визначення інстинктивної поведінки. 6. Установіть причини порушень інстинктивної діяльності людини. 7. Обґрунтуйте, чому завдяки умовним рефлексам відбувається пристосування організму до навколишнього середовища. 8. Дайте визначення умовного рефлексу та назвіть його основні ознаки. 9. Доведіть, що людині притаманне свідоме вироблення умовних рефлексів для досягнення найкращого біологічного та соціального результату. Наведіть приклади. 10. Наведіть приклади, коли умовні рефлекси змінюють прояви безумовних рефлексів та інстинктів. 11. Проаналізуйте текст параграфа й дайте відповідь, які сигнали навколишнього або внутрішнього середовища можуть відігравати роль умовних подразників. Які для цього мають бути умови?

Самостійна робота з підручником. Користуючись матеріалом підручника, складіть таблицю порівняння характеристик безумовних і умовних рефлексів.

Запитання для допитливих. 1. Поясніть, чому в людини, яка прочищає від сірки зовнішній слуховий прохід, іноді виникає відчуття «пошкрябування» в горлі або кашель. 2. Поясніть поведінку ворони. Горіхи закрили пластиковими коробочками. Ворона дзьобом збила одну коробочку й дістала горіх. Схопивши його, захотіла взяти ще й коробочку, але через це горіх випав у неї із дзьоба. Тоді ворона поклала горіх у коробочку й, схопивши її дзьобом, понесла разом із горіхом.

Домашнє завдання. Якщо у вас удома є якась тварина, простежте за її поведінкою й запишіть у зошиті її дії. 1. Які види інстинктивної діяльності їй властиві? 2. Які в неї виробились умовні рефлекси після тренувальних занять?

Лабораторне дослідження

ТЕМА. Визначення реакції зіниць на світло

МЕТА: навчитися спостерігати й виявляти безумовні рефлекси людини, а також уміти зображати частини рефлекторної дуги.

ХІД РОБОТИ (роботу виконують парами)

1. Поверніть людину, з якою ви проводите дослід, обличчям до світла та зверніть увагу на ширину її зіниць і на те, що в них однаковий діаметр.

2. На 10-15 с прикрийте рукою одне око особи, яка стоїть обличчям до світла, і простежте за розширенням зіниці не тільки закритого, а й незакритого ока (синхронність реакції).

3. Швидко відведіть руку від ока й знову визначте ширину зіниць. При цьому буде помітне швидке одночасне звуження обох зіниць.

4. Намалюйте в зошиті та підпишіть частини рефлекторної дуги розглянутого рефлексу.

ВИСНОВОК

• 1. Про що свідчить дослідження цього рефлексу?
• 2. Чому й завдяки яким фізіологічним механізмам виникають узгоджені реакції зіниць на світло?

§ 54. Безумовні рефлекси людини. Вроджена поведінка людини

Пригадайте! Що таке рефлекс та рефлекторна дуга?

Вступна вправа

Тест «Знайди спільне»

• людина зажмурюється, коли сонячні промені попадають в око;

• несподіваний шум примушує людину повернути голову;

• підвищення температури спричиняє посилене виділення поту;

• на цукерку, що подразнює язик, виділяється слина.

Що спільного між названими реакціями людини?

ЗМІСТ

Які особливості безумовних рефлексів?

Рефлекс (від лат. reflexus – відбитий) – реакція організму на будь-яке подразнення, що здійснюється за участю нервової системи. Уперше поняття «рефлекс» ввів французький учений Р. Декарт (1596-1650). У створенні рефлекторної теорії брали участь Я. Прохазка (1837-1888), І. М. Сєченов, О. О. Ухтомський, І. П. Павлов та інші. Будь-який рефлекс має основу у вигляді рефлекторної дуги (іл. 103). Функціональне значення рефлексів полягає в тому, що за їх допомогою організм здатний швидко й цілеспрямовано реагувати на різні зміни внутрішнього й зовнішнього середовища. За виникненням усі рефлекси поділяють на безумовні та умовні.

Іл. 103. Рефлекторна дуга мигального рефлексу: 1 – рецептори повік; 2 – чутливий нейрон; 3 – вставний нейрон ЦНС; 4 – руховий нейрон; 5 – коловий м’яз ока, що здійснює мигання

Функціональною основою вроджених форм поведінки людини є безумовні рефлекси, що мають такі особливості:

• виникають у відповідь на дію безумовних подразників(подразник, який має життєво важливе значення – їжа, повітря, вода, світло – для організму, й зумовлює відповідну реакцію);
• є вродженими та спадковими, тобто формуються й діють згідно з генетичною програмою; більшість із них виявляється відразу після появи людини на світ (дихальні, смоктальний, мигальний); деякі безумовні рефлекси (наприклад, статеві) формуються під час розвитку;
• мають видовий характер, тобто є специфічними для всіх представників виду;
• здійснюються через анатомічно виражені рефлекторні дуги;
• нервові центри розташовані в стовбурі головного мозку і спинному мозкові;
• можуть об’єднуватися й утворювати складні ланцюги безумовних рефлексів – інстинкти.

До безумовних рефлексів належать: рухові (колінний, зіничний, хапальний), дихальні (рефлекси вдиху і видиху), вегетативні (рефлекси тонусу судин), орієнтувальні (рефлекси «Що це таке?»), захисні (чхання, кашель), харчові (виділення слини чи шлункового соку на їжу), статеві та ін.

Біологічна роль безумовних рефлексів полягає в тому, що вони: а) забезпечують сталість внутрішнього середовища та процеси розмноження; б) зумовлюють існування організму відразу ж після народження; в) є основою для формування багатьох умовних рефлексів.

Отже, БЕЗУМОВНІ РЕФЛЕКСИ – це вроджені сталі реакції організму на дію подразників, що забезпечують пристосовування до життєво важливих сталих умов існування.

Які ознаки та значення вродженої поведінки людини?

ВРОДЖЕНА ПОВЕДІНКА – сукупність складних вроджених видотипових поведінкових реакцій, пов’язаних у своєму виникненні з біологічними потребами та нижчими емоціями. Слід одразу зауважити, що вроджена поведінка відіграє значно меншу роль, аніж набуті форми поведінки. Але не можна недооцінювати значення інстинктивних проявів у харчуванні, розмноженні, самозбереженні, діяльності внутрішніх органів. Які ж особливості вродженої поведінки людини?

1. Функціональною основою вроджених форм поведінки людини є безумовні рефлекси та інстинкти. Інстинкт (від лат. instinctus – спонукання до дії) – вроджена пристосувальна форма поведінки у вигляді системи безумовних рефлексів, що виникає у відповідь на зовнішнє чи внутрішнє подразнення. Загальноприйнятим в теорії інстинктів є виділення трьох груп інстинктів, які називають основними чи базовими. Це інстинкти самозбереження (оборонний, орієнтувальний), інстинкти живлення (питний, харчовий) та інстинкти розмноження (батьківський, материнський). Окрім них досить часто називають ще соціальні інстинкти, інстинкти самовдосконалення (дослідницький, ігровий) та інстинкти внутрішньовидової агресії (інстинкт боротьби).

2. Прояви вродженої поведінки виникають при відповідних біологічних потребах (нижчих мотиваціях). Провідними біологічними потребами для людини є ті, що необхідні для життя. Це потреба в їжі, у воді, безпеці, статева потреба тощо, які й будуть мотиваційними сигналами. Так, якщо виникає потреба в їжі, з’являється відчуття голоду і людина починає активно досліджувати навколишнє середовище. Це пошукова фаза поведінкового акту. Саме на цій стадії у людини до її природних поведінкових реакцій додаються набуті реакції, що поліпшують результат. У людини ця фаза є дуже мінливою і суттєво коригується культурою та традиціями.

3. Вроджена поведінка високоадаптивна і не потребує попереднього научіння. Так, страх перед зміями є проявом інстинкту самозбереження. Людину ніхто не вчить, як реагувати, несподівано побачивши гадюку на кам’янистому березі річки.

4. Вроджена поведінка видотипова, тобто вроджені реакції є однаковими у всіх представників виду під час дії тих самих чинників середовища. Так, однаковими є інстинктивні рухи м’язів жінки під час пологів, мімічні вирази обличчя людей у стані гніву чи страху.

5. Вроджені реакції генетично запрограмовані й формуються в процесі індивідуального розвитку незалежно від досвіду людини. Ця особливість чітко проявляється в реакціях завершальної фази поведінкових актів, що вирізняються складністю, незалежністю від упливів середовища. Поведінкові прояви цієї стадії завжди відбувається у визначеному порядку. Такі комплекси дій є дуже стійкими, й тільки тривалі зміни умов існування можуть спричинити в ній зрушення.

6. Основні центри, що контролюють виникнення проявів вродженої поведінки, розташовані в підкірці, проміжному мозку, лімбічній системі та стовбурі головного мозку. Ці структури беруть участь у регуляції вегетативної діяльності організму та виникненні нижчих вроджених емоцій (радість, здивування, горе, огида, гнів і страх).

Вроджена людська поведінка є спадковою, але на відміну від тварин, людина здатна видозмінювати її, враховуючи потреби інших людей. Так, споживання людиною їжі за гарно сервірованим столом ґрунтується не лише на інстинкті живлення. Ті вроджені харчові реакції, що виникають на їжу, узгоджуються з правилами етикету.

Отже, вроджена поведінка людини складається з безумовних рефлексів та інстинктів та забезпечує життєдіяльність, збереження життя й формування складніших набутих форм поведінки.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Лабораторне дослідження

ВИЗНАЧЕННЯ РЕАКЦІЇ ЗІНИЦЬ НА СВІТЛО

Мета: розвивати уміння спостерігати та описувати фізіологічні явища на прикладі вивчення реакції зіниць на світло.

Обладнання: джерело світла (медичний ліхтарик, настільна лампа).

Теоретичні відомості

Зіничний рефлекс – звуження зіниці під час освітлення ока, що відбувається внаслідок скорочення м’язів райдужної оболонки. Цей рефлекс має як захисне, так і орієнтувальне адаптивне значення: запобігає надмірному розпаду в сітківці зорового пігменту, забезпечує збереження зорової орієнтації організму в середовищі у разі сильного освітлення. Радіальні м’язові волокна м’язів-звужувачів і м’язів-розширювачів райдужної оболонки є гладкими й звужуються повільно. Звуження зіниці у відповідь на яскраве світло є безумовним вегетативним рефлексом.

Хід роботи (робота виконується в парі):

1. Учень, який проводить дослідження, спрямовує світло ліхтарика на очі піддослідного та звертає увагу на діаметр зіниць кожного ока і на те, чи однаковий він.

2. Учень, який проводить дослідження, вимикає світло ліхтарика та звертає увагу на діаметр його зіниць і на те, як він змінився в кожному оці.

3. Учень просить піддослідного прикрити праве око долонею руки та спрямовує світло ліхтарика на його обличчя. Через 10-15 с він просить забрати руку і звертає увагу на діаметр зіниць очей і на те, чи однаковий він.

4. Підсумок роботи.

БІОЛОГІЯ + ЛІТЕРАТУРА Інстинкти й страх

Прочитайте рядки з твору В. Шекспіра «Гамлет, принц датський».

І по росі, ще на весні життя,

Найбільше слід хвороби стерегтися.

Обачна будь: найліпший сторож страх;

Бо ж навіть як напасть її не б’є,

Сама на себе юність повстає.

Чому страх це «найліпший сторож» організму? Що таке страх із позицій інстинктивної поведінки? Чому в підлітковому віці та юності слід найбільше стерегтися хвороб?

БІОЛОГІЯ + ГЕОМЕТРІЯ Складність вродженої поведінки

В одній із науково-популярних статей про інстинкти написано: «Запитувати, від чого залежить вроджена поведінка людини, від генотипу чи умов середовища, – це все одно, що запитувати, від чого залежить площа геометричної фігури, від довжини чи від ширини». Застосуйте знання про вимірювання площі геометричних фігур і доведіть складність вродженої поведінки людини?

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів. 1. Що таке безумовні рефлекси? 2. Наведіть приклади безумовних рефлексів людини. 3. Що таке вроджена поведінка? 4. Назвіть основні групи інстинктів. 5. Що таке біологічні потреби? 6. Назвіть фази поведінкових актів людини. 7-9 балів. 7. Які особливості безумовних рефлексів? 8. Які ознаки та значення вродженої поведінки людини? 9. Як здійснюється прояви вродженої поведінки людини? 10-12 балів. 10. Доведіть значення проявів вродженої поведінки у житті людини.