Основы физиологии высшей нервной деятельности - Александр Коган

Оценка функционального типа нервной системы по двигательным искусственным условным рефлексам. «Малый стандарт» испытания условных слюноотделительных рефлексов, к сожалению, не всегда можно применить для определения типа нервной системы животного. Во-первых, его сложно использовать при типологическом исследовании животного в раннем возрасте (это и техническая сложность выведения слюнного потока у очень молодых животных, и изменение нервных процессов у животного в течение достаточно длительного срока испытания, так как животное вырастет за этот период). Во-вторых, изучение слюнных рефлексов, т.е. необходимость операции наложения фистулы протока, исключает возможность массовых определений типа нервной системы у животных для практических целей в различных областях.

Поэтому при типологических исследованиях в раннем возрасте, а также при изучении сельскохозяйственных животных широкое применение находят показатели не слюноотделительных, а двигательных условных рефлексов. В специальных опытах на собаках установлено, что испытания двигательных условных рефлексов дают результаты, несколько отличающиеся от результатов слюноотделительных рефлексов. Однако сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов отражаются в динамике двигательных проявлений условных рефлексов столь же полно, как и в динамике их секреторных (слюноотделительных) проявлений. Сохраняют свое значение и те испытания, посредством которых выявляются свойства протекания возбудительных и тормозных процессов.

Типологические различия высшей нервной деятельности у щенков можно обнаружить в опытах с выработкой условного рефлекса подбегания к кормушке по сигналу. Для этого стенка ящика, в котором находятся щенки, откидывается и образует мостик к кормушке.

У одних щенков условное подбегание вырабатывалось быстро, происходило регулярно, с коротким латентным периодом, совершалось энергично. Это признаки хорошей силы, возбуждения. У других щенков выработка условного рефлекса задерживалась, подбегания наблюдались нерегулярно, с большими латентными периодами; щенки бежали к кормушке нерешительно, часто не добегали и поворачивали обратно. Это признаки слабости возбудительных процессов.

Продолжая такой опыт со щенками, можно вырабатывать у них дифференцирование условных раздражителей, а затем и переделку их сигнального значения. При этом четко выявляются индивидуальные различия силы торможения и подвижности нервных процессов.

Изучение типов нервной системы сельскохозяйственных животных производят главным образом при помощи двигательных пищевых рефлексов. Для различных животных разработана разная техника исследования этих рефлексов соответственно биологическим особенностям их питания.

Оценка типа нервной системы по двигательным натуральным условным рефлексам. Во всех описанных выше примерах определения типа нервной системы прежде чем приступить к испытаниям условных рефлексов (слюнных или двигательных) их нужно было вырабатывать. Именно из-за предварительной выработки искусственных условных рефлексов много времени уходит на повторные длительные опыты. При максимальном сокращении программы испытаний выработка условных рефлексов может занимать больше времени, чем сами испытания. К натуральным рефлексам применимы все приемы типологических испытаний, разработанные для искусственных. Результаты этих испытаний быстро, хотя и приблизительно, характеризуют состояние процессов высшей нервной деятельности.

Испытания натуральных условных рефлексов были применены, например, для быстрой оценки типологических различий служебных собак. Схема установки для проведения таких испытаний в условиях питомника служебного собаководства изображена на рис. 58. Если для оценки типа нервной системы испытывают пищевые условные рефлексы, то условным раздражителем служит привычный для служебной собаки бачок с едой. Сила возбудительных процессов характеризуется тем, насколько нарастает двигательная реакция при усилении условного пищевого раздражителя (приближение бачка с едой). Сила тормозных процессов характеризуется скоростью и полнотой угашения двигательной реакции на стоящий перед собакой бачок с едой. Подвижность нервных процессов приблизительно характеризуется ходом восстановления этой угашенной двигательной реакции. Все исследование длится несколько минут.

Рис. 58. Установка для быстрой оценки типологических различий служебных собак (по Э.А. Варухе):

1 — поводок от ошейника собаки, 2 — замок прикрепления поводка к стержню, 3 — муфта освобождения поводка, чтобы собака могла побежать за подкреплением, 4 — стержень, сжимающий пружину при рывках собаки, 5 — пружина в обойме, 6 — угловой рычаг, записывающий движение натурального условного рефлекса, 7 — кимограф, 8 — шнур для освобождения поводка с отметкой этого момента размыкателем (9), 11 — отметка времени, 13–16 — выключатели на полу для отметки раздражений в записи (10) и сигнальной лампочки (12) при испытании натурального условного рефлекса с разных расстояний

Типологическое значение получаемых показателей устанавливают однажды в данных условиях опытов по «эталонным» собакам, типы нервной системы которых были обнаружены по стандарту классической слюноотделительной методикой.

Если испытывать у собаки на той же установке не пищевой, а агрессивный натуральный условный рефлекс, то результаты такого испытания могут обнаружить иные типологические черты животного, в зависимости от его доминирующей мотивации. Следовательно, в разных системах рефлексов (в данном случае — пищевых и агрессивных) могут проявляться несколько различные свойства протекания нервных процессов, что необходимо учитывать, например, при отборе служебных собак с требуемыми типологическими качествами.

Механизмы и свойства процессов высшей нервной деятельности формировались и совершенствовались на протяжении многовековой эволюции мозга. В бесчисленном ряду поколений природа отбирала и формировала генотипы прогрессивных форм поведения, обеспечивающих наибольшее приспособление к условиям жизни.

Генетика поведения. По своей роли в повседневном решении задачи выжить в изменчивой среде обитания поведение животного, являясь весьма динамичным, имеет первостепенное значение. Человек на протяжении многих поколений путем настойчивого отбора коренным образом преобразовывал поведение животных в соответствии со своими потребностями.

Закономерности наследования особенностей поведения в естественных условиях и при отборе изучали у животных разных классов и видов, стоящих на разных ступенях филогенеза (у насекомых, рыб, птиц, млекопитающих). Важные результаты получены при генетическом исследовании поведения насекомых. Например, при скрещивании двух рас пчел по показателям ритма сигнальных движений так называемого танца пчел (см. гл. II) выявилось доминирование материнских генов. При селекции мух по медленности спаривания доминирующими также оказались гены самок (рис. 59).

Рис. 59. Скорость спаривания мух (по А. Мэннингу):

1 — отобранные самцы и контрольные самки, 2 — контрольные самцы и контрольные самки, 3 — отобранные самцы и отобранные самки, 4 —контрольные самцы и отобранные самки

В других случаях (исследования на курах) могут доминировать отцовские гены. Так, например, в результате длительного отбора по признаку яйценоскости куры породы леггорн перестали насиживать яйца. Однако когда этих кур спаривали с петухами породы корниш, куры которой в подавляющем большинстве являются наседками, то 88 % кур первого поколения от такого скрещивания проявили инстинкт насиживания. Здесь доминирующими оказались гены петухов, а материнские — рецессивными.

Исследования генетики поведения кур показали значение наследственности также в пищевом и оборонительном поведении. При этом отбор по одному признаку (например, на высокую агрессивность бойцовых петухов) вызывает приспособительную перестройку и других физиологических функций (например, ускорение свертывания крови, что должно способствовать выживанию в «битве»).

Своеобразная передача признаков родителей гибридам была описана и при скрещивании двух видов попугаев: Agapornis rogeicollis и Agapornis fischeri. Так, самки первого вида при постройке гнезда приносят для него веточки, листья и другие материалы, засовывая их между перьями, а самки второго вида — в клюве. Гибриды пытаются совместить оба эти способа, но засовывают веточки очень неловко или не выпускают их из клюва и не могут построить гнездо несмотря на все усилия. В результате у большинства птиц верх берет генетическая программа доставки гнездостроительного материала в клюве, но это достигается обучением в течение 2–3 лет. Вместе с тем гибриды, как и их родители, легко и быстро обучаются всевозможным навыкам поведения.