Vyššia nervová činnosť človeka

Vyššia nervová činnosť je činnosť mozgovej kôry a súbor nervových procesov, reflexných odpovedí zaisťujúcich najzložitejšie prejavy správania sa vyšších živočíchov a človeka na neustále sa meniace podmienky vonkajšieho prostredia. Jej základným funkčným prvkom je podmienený reflex.

Vyššia nervová činnosť spočíva v analýze, syntéze, diferenciácii a generalizácii pôsobiacich podnetov; fyziologickým pozadím týchto procesov sú elementárne nervové procesy, vzruch a útlm. Umožňuje organizmu spracovávať podnety, učiť sa, vytvárať a uchovávať skúsenosti, myslieť, používať reč a prispôsobovať sa meniacim sa podmienkam prostredia.

Reflex ako základná jednotka nervovej činnosti

Základnou funkčnou jednotkou nervovej sústavy je reflex. Je to automatická odpoveď organizmu na podráždenie, ktorou človek neustále reaguje na zmeny vonkajšieho i vnútorného prostredia a aktívne sa im prispôsobuje.

Reflex je okamžitá odpoveď organizmu na zmenu prostredia, ktorá sa uskutočňuje cez reflexný oblúk. Reflexná činnosť funguje na princípe spätnej väzby.

Dráždivosť znamená vedenie nervového vzruchu od podnetu po odpoveď. Reflexný oblúk je prenos nervového vzruchu medzi nervovými bunkami.

Stavba reflexného oblúka

Reflexný oblúk tvorí receptor, dostredivé vlákna, ústredie, odstredivé vlákna a efektor. Receptor prijme podnet, dostredivé vlákna vedú vzruch do ústredia, v ústredí sa vzruch spracuje, odstredivé vlákna vedú odpoveď a efektor je výkonný orgán, najčastejšie sval.

Nižšia a vyššia nervová činnosť

Vrodená forma prispôsobenia je daná nepodmienenými reflexmi, ktoré tvoria trvalé nervové dráhy a sú základným prejavom nižšej nervovej činnosti. Naopak, získaná forma adaptácie je riadená dočasnými nervovými spojeniami, ktoré nazývame podmienené reflexy.

Nepodmienené reflexy a nižšia nervová činnosť

Nepodmienené reflexy vznikli počas evolúcie pôsobením opakujúcich sa vplyvov. Sú vrodené a prebiehajú po vopred anatomicky vybudovanej a trvalej dráhe - reflexnom oblúku.

Reflexný oblúk nepodmieneného reflexu môže byť rozlične zložitý, ale je vždy rovnaký. Počet reflexov je nemenný, reflexy sú trvalé, na určitý podnet sa dostaví vždy rovnaká odpoveď a majú ich všetky jedince toho istého druhu, preto sú druhovo špecifické.

Z toho vyplýva, že prispôsobovanie organizmu pomocou nepodmienených reflexov je veľmi obmedzené. Patria sem napríklad základné životné funkcie ako cicavý reflex, hltací reflex, slinenie, kašľanie, kýchanie či zrenicový reflex.

Centrá nepodmienených reflexov sa nachádzajú vždy v nižších oddieloch centrálnej nervovej sústavy, v mieche a mozgovom kmeni. V školskom prehľade sa pri niektorých vrodených reflexoch uvádza ako významné sídlo aj predĺžená miecha.

Inštinkty a vrodené emócie

Dlhé reťazce nepodmienených reflexov nazývame inštinkty. Základné inštinkty živočíchov sú potravové, pohlavné, obranné a rodičovské; príkladom môže byť materský inštinkt.

Osobitú formu vrodenej reakcie predstavujú emócie, napríklad útočná zlosť, keď mačka prská, ježí srsť a cerí zuby. K vrodeným prejavom nižšej nervovej činnosti patria aj základné emócie, ako sú strach, radosť a hnev.

Rovnako ako reflexy sú emócie vrodené a automatické a ich centrá sa nachádzajú v evolučne starších podkôrových oddieloch mozgu, predovšetkým v limbickom systéme a lôžku. Hoci samotné emócie nepodliehajú našej vôli a patria k nižšej nervovej činnosti, ich prežívanie tvorí nevyhnutný základ pre budovanie pamäťových stôp a procesy učenia v mozgovej kôre.

Podmienené reflexy

Podmienené reflexy sú dočasné nervové spojenia, ktoré sa vytvárajú až počas života jedinca, po narodení, na základe už existujúceho nepodmieneného reflexu. Sú individuálne variabilné a ich centrom je vždy mozgová kôra.

Podmienený reflex predstavuje kvalitatívne nový spôsob adaptácie. Jeho podstatou je vytváranie pamäťových stôp, teda nových, dočasných nervových spojení prostredníctvom podmienených reflexov.

Pre budovanie podmienených reflexov platí dôležité pravidlo, že podmienené reflexy vznikajú vždy až na podklade už existujúceho nepodmieneného reflexu. Tieto procesy učenia objavil, preskúmal a opísal na začiatku 20. storočia ruský fyziológ Ivan Petrovič Pavlov (1849-1936), zakladateľ učenia o vyššej nervovej činnosti.

Vznik podmieneného reflexu

Jednoduchý podmienený reflex vzniká pôsobením dvoch podnetov. Jeden je pre organizmus indiferentný, teda nevýznamný, a druhý má biologický význam a vyvoláva určitú charakteristickú odpoveď; ide o nepodmienený podnet.

Ak pôsobia obidva podnety na organizmus v časovej súhre, pričom indiferentný podnet časovo o niečo predchádza biologicky významný podnet, a ak sa toto pôsobenie opakovane spája, vytvára sa v ústrednej nervovej sústave dočasné spojenie medzi oblasťami, ktoré sa pôsobením obidvoch podnetov aktivujú.

Odpoveď, ktorá sa dostavovala na biologicky významný podnet, sa objaví už po aplikácii podnetu pôvodne indiferentného, z ktorého sa tak stal podmienený podnet alebo signálny podnet. Tento podnet signalizuje nastávajúci príchod podnetu biologicky významného.

Organizmus sa tak účelne a s časovým predstihom pripravuje na určitú činnosť, ktorú vyvolávajú situácie a podmienky, v ktorých opakovane prebieha. Čím častejšie sa takéto spojenie podnetov opakuje, tým je vzniknutý podmienený reflex pevnejší a stálejší.

Príklad vytvorenia podmieneného reflexu

Pes počuje zvuk zvončeka a spája ho s príchodom jedla, čo vyvolá slinenie. Zvuk zvončeka bol pôvodne indiferentným podnetom, ale po opakovanom spojení s biologicky významným podnetom, ktorým je potrava, sa stal podmieneným podnetom.

Pri počutí slova „oheň“ vzniká nielen akustická reprezentácia, ale aj asociácia nebezpečenstva a príslušné správanie. Tento príklad zároveň ukazuje, že človek môže vytvárať reflexné spojenia nielen na konkrétne zmyslové podnety, ale aj na slovné signály.

Základné zákonitosti podmienených reflexov

• Opakovanie a posilňovanie: Čím častejšie sa spojenie podmieneného a biologicky významného podnetu opakuje, tým je podmienený reflex pevnejší a stálejší.
• Vyhasínanie alebo extinkcia: Ak sa podmienený reflex prestane spájať s biologicky významným podnetom, teda nie je ďalej posilňovaný, stráca svoj signálny význam a podmienená odpoveď postupne slabne, až zanikne.
• Reflexy vyššieho rádu: Ak sa vytvorí podmienený reflex na podklade iného, už existujúceho podmieneného reflexu, vznikne podmienený reflex vyššieho rádu. Predstavuje to biologický základ pre zložité učenie.

Fyziologický základ vyššej nervovej činnosti

Fyziologickým pozadím vyššej nervovej činnosti sú elementárne nervové procesy, vzruch a útlm. Ich vzájomné pôsobenie umožňuje prijímať, spracúvať a triediť podnety a vytvárať primerané reakcie.

Vyššia nervová činnosť zahŕňa analýzu, syntézu, diferenciáciu a generalizáciu pôsobiacich podnetov. Analýza rozdeľuje zložitý podnet na jednotlivé zložky, syntéza spája jednotlivé podnety do celkov, diferenciácia odlišuje podobné podnety a generalizácia prenáša získanú skúsenosť na širšiu skupinu podobných podnetov.

Základným fyziologickým prvkom vyššej nervovej činnosti sú pamäť a učenie. Pamäť znamená zachovanie informácie v mozgu a závisí nielen od stupňa vývinu mozgovej kôry, ale aj od intenzity, motivácie a opakovania podnetu.

Učenie a pamäť

Vytváranie dočasných spojov v mozgovej kôre je základným predpokladom učenia. Učenie je proces vytvárania pamäťových stôp a je výsledkom podmienenej reflexnej činnosti najvyšších oblastí ústrednej nervovej sústavy.

Získané skúsenosti sa v organizme uchovávajú prostredníctvom pamäte. Pamäť predstavuje uchovávanie získaných informácií a skúseností a rozlišujeme krátkodobú a dlhodobú pamäť.

Dlhodobá pamäť vzniká pri dostatočne dlhom krúživom prebiehaní nervových vzruchov v oblasti mozgu zvanej hipokampus, ktorý je súčasťou limbického systému, čím sa vytvorí trvalá pamäťová stopa. Zabúdanie je naopak postupné vyhasínanie týchto stôp.

Výpočtová a pamäťová kapacita tohto systému je extrémna - len samotná mozgová kôra obsahuje zhruba 20 miliárd neurónov, pričom jediný neurón dokáže naraz spracovať informácie z 250 000 odlišných synaptických spojení.

Činitele ovplyvňujúce učenie a pamäť

• Stav organizmu a nervovej sústavy: Oveľa ľahšie sa vypracuje podmienený potravový reflex u hladného jedinca ako u sýteho.
• Situácia a emócie: Informácie si zapamätáme oveľa rýchlejšie, ak je podnet spojený so silným citovým účinkom, radostným alebo stresujúcim zážitkom, o čom rozhodujú centrá v talame a limbickom systéme.
• Vek jedinca: U detí a mladých ľudí sa pamäťové stopy tvoria ľahšie, naopak v starobe sa táto schopnosť postupne zhoršuje.
• Motivácia: Sila motivácie ovplyvňuje, ako účinne sa informácia spracuje a ako dlho sa v pamäti udrží.
• Opakovanie: Opakované pôsobenie podnetu podporuje vytváranie a stabilizáciu nervových spojení.

Podmienené reflexy sú len jedným z typov učenia. Živočíchy i človek využívajú aj iné formy, napríklad habituáciu, teda privyknutie si na neutrálny podnet, vpečatenie alebo imprinting v ranom veku, alebo fylogeneticky najzložitejšie učenie vhľadom, ktoré si vyžaduje pochopenie hlbších súvislostí.

Učenie je proces vytvárania pamäťových stôp a bezstavovce nie sú schopné učenia. Pri človeku a vyšších živočíchoch umožňuje učenie nadväzovať na predchádzajúce skúsenosti a vytvárať čoraz zložitejšie podmienené reflexy a nervové spoje.

Pavlovova typológia vyššej nervovej činnosti

Ivan Petrovič Pavlov rozlišoval typy vyššej nervovej činnosti podľa sily, vyrovnanosti a pohyblivosti nervových procesov. Tieto vlastnosti ovplyvňujú, ako jednotlivec reaguje na podnety a ako rýchlo sa prispôsobuje.

Kritériá typológie

• Sila: Určuje, či je intenzita nervovej odpovede dostatočná vzhľadom na intenzitu podnetu.
• Vyrovnanosť: Vyjadruje, či sú procesy podráždenia a útlmu v rovnováhe.
• Pohyblivosť: Označuje dynamiku striedania podráždenia a útlmu, teda rýchlosť ich vzájomného prechodu.

Melancholik predstavuje slabý typ, pri ktorom sú podráždenie aj útlm v centrálnej nervovej sústave nízke. Flegmatik je silný, vyrovnaný a nepohyblivý typ, sangvinik je silný, vyrovnaný a pohyblivý typ a cholerik je silný, nevyrovnaný typ s prevahou podráždenia.

Typológia Pavlova súvisí s temperamentmi melancholik, flegmatik, sangvinik a cholerik, ktoré opísal Hippokrates. Tieto temperamenty inšpirovali Pavlovovu fyziologickú typológiu a dodnes sú základom mnohých psychologických opisov osobnosti.

Dynamický stereotyp

Dynamický stereotyp je dočasne nemenná sústava podmienených a nepodmienených reflexov vytvorená opakovanými podnetmi. Prejavuje sa v životných rytmoch, napríklad pri chôdzi, písaní alebo bicyklovaní.

Dynamický stereotyp vzniká opakovaním a automatizuje činnosti. Osoba so sangvinickým typom sa rýchlo naučí nové sociálne zručnosti a ľahko sa prispôsobí zmenám v práci, zatiaľ čo flegmatik môže potrebovať viac času, ale jeho výkon bude stabilnejší.

Signálové sústavy

Signálové sústavy vysvetľujú, akým spôsobom organizmus vníma podnety a premieňa ich na správanie. Podmienené podnety, na ktoré jedinec vypracoval podmienené reflexy, vytvárajú u živočíchov ucelenú sústavu signálov.

Prvá signálová sústava

Prvá signálová sústava je vlastná človeku aj zvieratám. Zahŕňa sústavu nepodmienených a podmienených reflexov, ktorá sa realizuje výlučne pomocou konkrétnych zmyslových orgánov.

Prvá signálová sústava je súbor reflexov, ktoré vyvolávajú zrakové, sluchové, čuchové, hmatové alebo chuťové podnety. Zvieratá aj ľudia tak reagujú na konkrétne fyzikálne signály, napríklad zvuk, farbu, tvar alebo bolesť.

Prvý signálny systém zahŕňa priame senzorické vnímanie a jeho spojenie s nepodmienenými a podmienenými reflexmi. Každý podmienený podnet signalizuje konkrétnu situáciu, napríklad tvar a farba ohňa signalizuje nebezpečenstvo.

V ranom postnatálnom vývine sa organizmus prispôsobuje prostrediu prevažne prostredníctvom prvej signálovej sústavy.

Druhá signálová sústava

Druhá signálová sústava je vlastná výlučne človeku. Je to súbor kôrových mechanizmov, ktoré umožňujú vypracovanie a uchovanie podmienených reflexov na slovný podnet, teda na druhotný signál.

Druhotným signálom môže byť počuté alebo písané slovo, myšlienka, predstava alebo spomienka. Slovo je signálom, ktorý pôsobí svojím obsahom, nielen jednoduchým dráždením receptorov.

Až človek dokáže vytvárať nové reflexné spoje na abstraktné pojmy - slová. Slovo je teda akýmsi „signálom signálov“.

Druhá signálová sústava predstavuje sústavu signálov vyššieho rádu a je biologickým základom myslenia a reči, ako aj práce v spoločenskom zmysle slova. Umožňuje abstrakciu a zovšeobecnenie konkrétnych podnetov.

Spracovanie slovného podnetu

Pri počutí slova vznikajú dva kódy elektrickej aktivity v mozgu: akustický, podobný u iných živočíchov, a sémantický, obsahovo viazaný na význam slova.

Sémantický kód musí byť naučený a umožňuje významovú asociáciu. Druhá signálová sústava umožňuje spracovať symbolické signály, najmä reč, vytvárať sémantické kódy a využívať ich v učení a myslení.

Praktickým príkladom je slovo „oheň“, ktoré vyvolá nielen akustickú reprezentáciu, ale aj asociáciu nebezpečenstva a príslušné správanie.

Myslenie, učenie, pamäť a reč

Myslenie je činnosť, prostredníctvom ktorej sa tvoria pojmy a úsudky. Myslením sa odrážajú vonkajšie a vnútorné skutočnosti a formujú sa zodpovedajúce reakcie.

Učenie sa je tvorba zložitých podmienených reflexov, teda nervových spojov v mozgovej kôre. Pamäť je uchovávanie získaných informácií a skúseností.

Reč vzniká v ústredí reči v temennom laloku mozgovej kôry a je prostriedkom dorozumievania sa a komunikácie. Motorické a senzorické centrá reči sídlia v mozgovej kôre zväčša ľavej hemisféry.

Reč umožňuje človeku používať pojmy vyjadrujúce všeobecne platné skúsenosti. Druhá signálová sústava je preto biologickým základom abstrakcie, generalizácie, učenia, myslenia a reči.

Úloha prefrontálnej kôry

Najvyššie intelektuálne funkcie a abstraktné predvídanie následkov sídlia v prefrontálnej kôre čelového laloka. Z ontogenetického hľadiska je dôležité, že táto oblasť dozrieva a plne sa vyvíja až okolo 20. roku života.

Prefrontálna kôra umožňuje analyzovať udalosti a určovať časovú následnosť dejov. Správanie človeka sa tak nevyznačuje len okamžitým inštinktívnym konaním, ale človek môže predvídať, plánovať, posudzovať veci spolu s ostatnými ľuďmi a analyzovať účinok svojich budúcich rozhodnutí.

Poruchy reči a učenia

Keďže reč a spracovanie textu tvoria základ druhej signálovej sústavy, organické poškodenia mozgovej kôry alebo genetické faktory môžu spôsobiť špecifické poruchy.

Afázia je súhrnné označenie pre stratu schopnosti komunikovať v dôsledku poškodenia rečových centier, napríklad následkom cievnej mozgovej príhody alebo úrazu.

Pri expresívnej alebo motorickej afázii má pacient poškodenú Brocovu oblasť. Rozumie hovorenému slovu, ale má zásadný problém samostatne sa vyjadriť slovom alebo písmom.

Pri receptívnej alebo senzorickej afázii má pacient poškodenú Wernickeho oblasť. Dokáže plynule tvoriť slová, často nedávajúce zmysel, ale nedokáže porozumieť hovorenej ani písanej reči.

Dyslexia je neurobiologická porucha s genetickým základom, ktorá spôsobuje ťažkosti pri čítaní a rozpoznávaní písmen, pričom intelekt pacienta zostáva plne zachovaný alebo aj nadpriemerný.

Význam vyššej nervovej činnosti

Vyššia nervová činnosť predstavuje kvalitatívne nový spôsob adaptácie organizmu. Prostredníctvom podmienených reflexov vytvára pamäťové stopy, umožňuje učenie a spája aktuálne podnety s predchádzajúcimi skúsenosťami.

Analýza, syntéza, diferenciácia a generalizácia podnetov umožňujú človeku rozlišovať situácie, vyberať primerané reakcie a prispôsobovať správanie meniacim sa podmienkam. Prvá signálová sústava zabezpečuje reakcie na konkrétne zmyslové podnety, zatiaľ čo druhá signálová sústava umožňuje spracovanie slov, symbolov a abstraktných pojmov.

Vyššia nervová činnosť sa uplatňuje vo výučbe, v klinickej praxi a v neurorehabilitácii. Jej poznanie objasňuje mechanizmy učenia, pamäti, reči, myslenia, tvorby návykov a prispôsobovania človeka prostrediu.

tags: #vyssia #nervova #cinnost #clovek