Архив

№ (0) - 2009 ТЕМА НОМЕРА: ПРОСЛАВИВШИЕ РОССИЮ. СОХРАНЯЕМ ТРАДИЦИИ

ДОСТОЙНЫЙ ПАМЯТНИК РУССКОГО УМА

Иван Петрович Павлов создал основу развития современной медицины, физиологии, фармакологии и изучения высшей нервной деятельности и психологии. Его научные труды и исследования высветили направления, по которым развитие этих областей знания движется вот уже более 100 лет. На практике доказал он необходимость изучения и подтверждения теоретических построений  экспериментальным путем, продолжил идею целостного, глобального подхода к изучению живых организмов, озвученную Сеченовым. Вклад этого многогранного человека в сокровищницу мировой науки грандиозен. Но остановимся только на основных направлениях, в которых работал Иван Петрович. Именно здесь им был осуществлен основной прорыв научной мысли.

Разработка новых методов экспериментальных исследований

Прежде всего И.П. Павлов разработал новый научный метод исследования – «хронический метод». До Павлова исследования проводились при помощи «острого опыта», суть которого заключалась в том, что интересующий ученого орган обнажался при помощи надрезов на теле наркотизированного или обездвиженного животного. Метод был непригоден для изучения нормального течения жизненных процессов, так как нарушал естественную связь между органами и системами организма. Павлов первым из физиологов стал использовать «хронический метод», при котором эксперимент проводится на практически здоровом животном, что позволило исследовать физиологические процессы в неискаженном виде. И.П. Павлов считал метод основной и начальной «ступенью» познания и именно с него предлагал начинать экспериментальные исследования. Много внимания ученый уделял методике работы: он создал единый метод познания физиологических закономерностей, объединивший господствовавший до этого аналитический подход с введенным им синтетическим.

Экспериментальные исследования в системе кровообращения

Глубокое уважение, которое Иван Петрович испытывал к своему учителю и предшественнику Ивану Михайловичу Сеченову, не могло не отразиться на направлении его первых исследований. Но, отталкиваясь от сеченовских основ, Павлов создал свою собственную, стройную и выверенную экспериментально научную школу, собственные методы исследований и повернул научную мысль всего мира в современное русло.
Первое научное исследование Павлова было посвящено изучению роли нервной системы в регуляции кровообращения. Ученый установил, что перерезка блуждающих нервов, иннервирующих внутренние органы, приводит к глубоким нарушениям способности организма регулировать уровень артериального давления, и сделал вывод, что сильные колебания давления улавливаются чувствительными нервными окончаниями в сосудистой сети, которые посылают сигналы о происходящих изменениях в соответствующий отдел мозга. Эти сигналы порождают рефлексы, направленные на изменение работы сердца и состояния сосудистого русла, и артериальное давление быстро возвращается к нормальному уровню. В частности, докторская диссертация Павлова была посвящена исследованию центробежных нервов сердца. Ученый доказал наличие «тройного нервного контроля» на сердце: нервов функциональных, вызывающих или прерывающих деятельность органа; нервов сосудистых, регулирующих доставку веществ к органу, и нервов трофических, определяющих точный размер окончательной утилизации веществ каждым органом и регулирующих тем самым жизненность ткани. Такой же тройной контроль ученый предполагал и в других органах.

Исследования в области физиологии пищеварения

Поистине триумфальное продолжение и развитие метода хронического опыта Павлов совершил при исследовании и анализе деятельности пищеварительной системы. Метод «хронического эксперимента» позволил Павлову открыть многие законы функционирования пищеварительных желез и процесса пищеварения в целом. До Павлова об этом имелись только фрагментарные и не всегда достоверные представления, а сама физиология пищеварения была одним из наименее развитых разделов физиологии. Иван Петрович занимался своими исследованиями почти двадцать лет, с 1891 года до начала 1910-х годов.
Первые исследования Павлова в этой области были посвящены изучению работы слюнных желез. Приступая к их исследованию, Павлов имел, пожалуй, самую лучшую начальную базу по сравнению с остальными областями исследований, которыми он занимался в области физиологии пищеварения. Им было выявлено наличие секреторных нервов, но из-за неэффективности вивисекционно острых опытов ошибочно считалось, что рефлекторная секреция слюны полностью зависит от общего возбуждения рецепторов ротовой полости, хотя было уже доказано: эти рецепторы неоднородны ни по функциям, ни по структуре. Используя хронический эксперимент, Павлов установил, что рефлекторная секреция слюны варьируется, и влияет на этот процесс, во-первых, природа, сила, количество и продолжительность действия натуральных раздражителей на рецепторы ротовой полости и, во-вторых, функциональное назначение слюны – пищеварительное, защитное или санитарно-гигиеническое. Тщательно проанализировав результаты опытов, Павлов пришел к выводу принципиальной важности: такая тонкая и яркая изменчивость рефлекторной деятельности слюнных желез обусловлена специфической возбудимостью разных рецепторов ротовой полости к каждому из этих раздражителей, и сами эти изменения носят приспособительный характер. Причем такой вывод справедлив и для так называемой «психической секреции» слюны.
Исследования, касающиеся физиологии желудка, являются наиболее значительными достижениями Павлова в объяснении процессов пищеварения. Когда он их начинал, существование секреторных нервов для желудочных желез так или иначе отрицалось всеми физиологами того времени. Он же смог доказать это благодаря следующему опыту: у собаки с желудочной фистулой перерезали пищевод в области шеи и пришивали его концы к краям кожной раны в виде двух зияющих отверстий. После этого устраивали так называемое мнимое кормление и давали пищу, которая в эти отверстия и вываливалась. Через несколько минут после начала кормления начиналось выделение желудочного сока.
В отдельном опыте Павлов доказал и то, что секреция желудочного сока, вызванная действием пищи на рецепторы ротовой полости, имеет рефлекторный характер. Если у собаки с описанными выше операциями перерезать блуждающие нервы (нервы, которые берут свое начало в продолговатом мозге и, спускаясь вниз своими ветвями, снабжают большинство органов грудной клетки и брюшной полости, в том числе желудочные железы, нервными элементами, обеспечивающими их связь с центральной нервной системой), то мнимое кормление впоследствии уже не вызовет выделения желудочного сока.
Таким образом, благодаря усовершенствованию операции по созданию изолированного желудочка, ставшей классической «операцией маленького желудка по Павлову», удалось выделить две фазы секреции желудочного сока: нервно-рефлекторную и гуморально-клиническую.
Результатом исследований ученого в области физиологии пищеварения явился его труд под названием «Лекции о работе главных пищеварительных желез», опубликованный в 1897 г.
Павлов и его ученики занимались также исследованием двух фаз секреции желудочного сока. Дело в том, что выделение этого сока вызывается действием пищи не только на вкусовые и обонятельные рецепторы, но и на стенки желудка. До сих пор неизвестно, какой характер имеет вторая фаза, но Павлов считал, что в ней может участвовать и нервная, и гуморальная регуляция. И.П. Павлов выявил неизвестный до того времени тип рефлекторного влияния на деятельность желудочных желез, а именно – тормозное влияние. После долгих научных изысканий он пришел к следующему выводу: тормозное влияние также носит рефлекторный характер.
В своей научной деятельности Павлов касался также исследований поджелудочной железы. Он смог доказать существование секреторной иннервации поджелудочной железы.
В лаборатории Павлова была открыта энтерокиназа – «фермент ферментов», преобразующая неактивный профермент трипсиноген в активный трипсин, расщепляющий белки.
Одна из важнейших научных заслуг Павлова – создание учения о том, что ведущая роль в организме по регуляции состояния и деятельности органов и систем сложного организма принадлежит нервной системе. Это учение получило название нервизма.
Благодаря усилиям Павлова и его последователей выявлена и изучена роль нервной системы в деятельности главных пищеварительных желез, в координации секреторной и моторной деятельности органов пищеварительной системы и всей системы в целом. Эти знания помогают нам и сейчас: на их основе создаются лекарства для лечения заболеваний пищеварительной системы, даются рекомендации по правильному питанию.

Исследования по физиологии высшей нервной деятельности

К изучению физиологии высшей нервной деятельности Павлов перешел, пытаясь объяснить феномен психического слюноотделения. Рассматривая сущность этого явления, Иван Петрович сумел, опираясь на высказывания Сеченова о рефлекторной природе всех проявлений деятельности головного мозга, понять, что феномен психической секреции дает возможность физиологу объективно изучать так называемую душевную деятельность.

Условные и безусловные рефлексы

Иван Петрович назвал безусловным рефлексом постоянную, врожденную связь внешнего воздействия с ответной деятельностью организма, в то время как связь временную, образующуюся в течение жизни, – условным рефлексом. В обоих случаях эта связь устанавливается через нервную систему, причем у высокоорганизованных животных условные рефлексы образуются при обязательном участии коры головного мозга. При выработке условных рефлексов происходит замыкание связей между нейронами разных областей коры, имеющими разное функциональное значение. Вследствие этого возбуждение клеток коры, ранее безразличное в отношении той или иной деятельности организма, начинает вызывать возбуждение тех корковых нейронов, которые относятся к данной деятельности. Так, световое раздражение, обычно никакого отношения к пищевым рефлексам не имеющее, может быть превращено в воздействие, вызывающее слюноотделение, если это раздражение несколько раз предшествует кормлению. Таким образом происходит выработка новых – условных рефлексов на раздражения, являющиеся сигналами предстоящего воздействия.
С введением метода условных рефлексов отпала необходимость строить догадки о внутреннем состоянии животного при действии на него различных раздражителей. Вся деятельность организма стала доступной для объективного изучения. Открылась возможность познавать опытным путем связи организма с внешней средой. Сам же условный рефлекс сделался для физиологии, по выражению Павлова, «центральным явлением», пользуясь которым оказалось возможным все полнее и точнее изучать как нормальную, так и патологическую деятельность больших полушарий.
В течение долгих лет Иван Петрович разрабатывал учение о высшей нервной деятельности. Вскрывались тончайшие механизмы корковой деятельности, выяснялись взаимоотношения между корой больших полушарий и другими отделами нервной системы, закономерности протекания процессов возбуждения и торможения в коре. Было установлено, что эти процессы находятся в тесной и неразрывной связи, способны концентрироваться и взаимно действовать друг на друга. На сложном взаимодействии этих двух процессов и основана, по Павлову, вся анализаторная и синтезирующая деятельность коры больших полушарий. Этими представлениями была создана физиологическая основа для изучения деятельности органов чувств, которое до Павлова было построено в основном на субъективном методе исследования.

Исследования сна и гипноза

Глубокое проникновение в динамику корковых процессов позволило Ивану Петровичу показать, что в основе явлений сна и гипноза лежит процесс внутреннего торможения, широко распространившийся по коре мозга и спустившийся в подкорковые образования.
Подробные исследования спящих людей показали, что сон – циклическое явление. Обычный восьмичасовой сон состоит из 4–5 циклов, закономерно сменяющих друг друга. Каждый цикл включает в себя две фазы: фазу медленного и фазу быстрого сна. Сразу после засыпания развивается медленный сон. Он характеризуется более редким дыханием и пульсом, расслаблением мышц. Через 1–1,5 часа медленный сон постепенно сменяется быстрым, который длится 10–15 минут. Затем начинается новый цикл медленного сна. Эти наблюдения легли в основу работ Павлова о сне и гипнозе и послужили средством формирования и изучения «травматических» и «экспериментальных неврозов».

Типы нервной системы

Безусловные рефлексы хотя и являются врожденными, однако некоторые постоянно повторяющиеся и биологически для данного вида наиболее важные условные рефлексы могут при определенных условиях наследственно закрепляться и переходить, в конце концов, также в безусловные рефлексы. При исследовании условных рефлексов было установлено, что особи одного вида могут различаться по типу нервной системы. Тип нервной системы, в определенной мере отражая свойства, приобретаемые по наследству, в то же время складывается и под влиянием условий жизни особи. Было доказано, что эти изменения определяются влиянием факторов внешней среды.

Теория о темпераментах

Основу для разработки действительно научной теории темперамента создало учение И.П. Павлова о типологических свойствах нервной системы животных и человека. Крупнейшей заслугой Павлова явилось детальное теоретическое и экспериментальное обоснование положения о ведущей роли и динамических особенностях поведения центральной нервной системы – единственной из всех систем организма, обладающей способностью к универсальным регулирующим и контролирующим влияниям. Павлов выделил три основных свойства нервной системы: силу, уравновешенность и подвижность возбудительного и тормозного процессов. Из ряда возможных сочетаний этих свойств ученый выделил четыре основных комбинации в виде четырех типов высшей нервной деятельности у человека, которые основываются на представлениях о соотношении между процессами возбуждения и торможения Их проявления в поведении Павлов напрямую связал с античной классификацией. Сильный, уравновешенный, подвижный тип нервной системы рассматривался им как соответствующий темперамент сангвиника; сильный, уравновешенный, инертный – темперамент флегматика; сильный, неуравновешенный – темперамент холерика; слабый – темперамент меланхолика.

Учение о сигнальных системах

Павлов разработал также учение о сигнальных системах. Изучая качественные отличия высшей нервной деятельности человека и животного, он выдвинул учение о двух сигнальных системах действительности: первой – общей у человека и животных, которая воспринимает непосредственное воздействие, сигналы внешней среды, и второй – свойственной только человеку (речевой системы, письма). Павлов считал слова «сигналами сигналов». В своих представлениях о 1-й сигнальной системе он рассматривал реакции на слова, слышимые, видимые (читаемые) и произносимые, как результат выработки особых условных рефлексов. Эти условные рефлексы 2-й сигнальной системы возникают при произнесении слов на основе раздражений рецепторов органов речи – мускулатуры губ, щек, гортани. Сигналы таких раздражений рецепторов органов речи поступают в корковый отдел двигательного анализатора и связывают их временной связью, с одной стороны, с раздражениями слухового (а при чтении – зрительного) анализатора, с другой – с раздражениями, производимыми воздействием явлений природы, обозначаемых словами, на различные рецепторы организма. По Павлову, в этих вторых сигналах действительности мы имеем способ связи человека с окружающей его социальной средой («межлюдскую сигнализацию»). Рассматривая сознание человека в неразрывной связи с речью, Павлов установил, что механизмы высшей нервной деятельности, выработки и торможения условных рефлексов определяют и развитие речи, а 2-я сигнальная система функционирует на основе 1-й, т.е. на основе воздействия на организм человека явлений природы, обозначаемых словами. Таким образом, павловский принцип детерминизма, характеризующий все учение о рефлексах, явился первым шагом в естественно-научном изучении высших сторон мозговой деятельности, связанных с явлениями сознания.

Исследования в области психики

Павлов изучал психику человека при помощи объективных экспериментальных методов. И в результате им были сформулированы представления об аналитико-синтетической деятельности головного мозга и создано учение об анализаторах, о локализации функций в коре головного мозга и о системности в работе больших полушарий.
Основными принципами рефлекторной теории Павлов считал принципы: 1– детерминизма, 2 – структурности, 3 – анализа и синтеза.
Первый – устанавливает полную обусловленность материальными причинами всех явлений в организме, в том числе и высшей нервной деятельности. Изучение функций коры головного мозга позволило Павлову настолько точно познать законы, управляющие условно-рефлекторной деятельностью, что стало возможно в значительной степени управлять этой деятельностью у животных (собак) и заранее предсказывать, какие изменения произойдут при тех или иных условиях.
Второй – устанавливает, что все нервные процессы являются результатом деятельности определенных структурных образований – нервных клеток – и зависят от свойств этих клеток. До Павлова свойства различных клеток и клеточных групп центральной нервной системы рассматривались как постоянные, а Иван Петрович в учении об условных рефлексах показал, что свойства этих клеток изменяются в процессе развития.
Третий – устанавливает, что в процессе рефлекторной деятельности происходит как дробление окружающей природы на огромную массу отдельно воспринимаемых явлений, так и превращение одновременно или последовательно действующих разных вариантов раздражителей в комплексные. Грубый анализ происходит в низших отделах нервной системы, так как раздражения разных рецепторов, каждая группа которых воспринимает определенные воздействия среды, вызывает лишь определенные безусловные рефлексы. Высший анализ, благодаря которому возможно существование животного организма в постоянно изменяющейся среде, осуществляется корой головного мозга и основан на: а) способности различать раздражители; б) способности образовывать условные рефлексы.
С представлением об аналитической и синтетической деятельности коры мозга Павлов представлял всю кору полушарий как совокупность анализаторов. Анализаторы являются целостными структурными и функциональными образованиями, включающими в себя периферический – воспринимающий отдел (рецепторы), проводниковый отдел (центростремительные нервные волокна и все образования центральной нервной системы, передающие возбуждение от рецепторов в кору головного мозга) и корковый отдел, осуществляющий высший анализ и синтез всех воспринимаемых организмом раздражений. Таким образом, деятельность рецепторов рассматривается в единстве с деятельностью центральной нервной системы.
Павлов различал зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный, двигательный и внутренний анализаторы. В результате деятельности анализаторов отдельные раздражители, исходящие из внешней среды, и их комплексы могут вступать в связь с любыми формами жизнедеятельности организма. Собрав огромный материал, характеризующий нервную деятельность животных, Павлов распространил принципы рефлекторной теории на человека. Процесс образования условных рефлексов Павлов назвал высшей нервной деятельностью и считал это понятие равнозначным термину «психическая деятельность».