उच्च तंत्रिका गतिविधि के सिद्धांत और नियम। वीएनडी प्रक्रियाओं की गतिशीलता विकिरण दर और निषेध एकाग्रता

सेरेब्रल कॉर्टेक्स की गतिविधि कई सिद्धांतों और कानूनों के अधीन है। इनमें से मुख्य सबसे पहले आई.पी. पावलोव द्वारा स्थापित किए गए थे। वर्तमान में, पावलोव के शिक्षण के कुछ प्रावधानों को स्पष्ट किया गया है, विकसित किया गया है और उनमें से कुछ को संशोधित किया गया है। हालाँकि, आधुनिक न्यूरोफिज़ियोलॉजी की बुनियादी बातों में महारत हासिल करने के लिए, पावलोवियन शिक्षण के मूलभूत प्रावधानों से परिचित होना आवश्यक है।

उच्च तंत्रिका गतिविधि का विश्लेषणात्मक-सिंथेटिक सिद्धांत।

जैसा कि आई.पी. पावलोव द्वारा स्थापित किया गया है, सेरेब्रल कॉर्टेक्स के संचालन का मुख्य मौलिक सिद्धांत विश्लेषणात्मक-सिंथेटिक सिद्धांत है। पर्यावरण में अभिविन्यास इसके व्यक्तिगत गुणों, पहलुओं, विशेषताओं (विश्लेषण) के अलगाव और शरीर के लिए उपयोगी या हानिकारक (संश्लेषण) के साथ इन विशेषताओं के एकीकरण, संबंध से जुड़ा है। संश्लेषण कनेक्शनों को बंद करना है, और विश्लेषण एक उत्तेजना को दूसरे से तेजी से सूक्ष्म रूप से अलग करना है।

सेरेब्रल कॉर्टेक्स की विश्लेषणात्मक और सिंथेटिक गतिविधि दो तंत्रिका प्रक्रियाओं की परस्पर क्रिया द्वारा की जाती है: उत्तेजना और निषेध। ये प्रक्रियाएँ निम्नलिखित कानूनों के अधीन हैं।

उत्तेजना विकिरण का नियम. शरीर के लंबे समय तक संपर्क में रहने से बहुत मजबूत (साथ ही बहुत कमजोर) उत्तेजनाएं विकिरण का कारण बनती हैं - सेरेब्रल कॉर्टेक्स के एक महत्वपूर्ण हिस्से पर उत्तेजना का प्रसार।

केवल मध्यम शक्ति की इष्टतम उत्तेजनाएं उत्तेजना के सख्ती से स्थानीयकृत foci का कारण बनती हैं, जो सफल गतिविधि के लिए सबसे महत्वपूर्ण शर्त है।

उत्तेजना की एकाग्रता का नियम. उत्तेजना जो समय के साथ एक निश्चित बिंदु से कॉर्टेक्स के अन्य क्षेत्रों तक फैल गई है, अपनी प्राथमिक घटना के स्थान पर केंद्रित है।

यह कानून हमारी गतिविधि की मुख्य स्थिति को रेखांकित करता है - ध्यान (गतिविधि की कुछ वस्तुओं पर चेतना की एकाग्रता)।

जब उत्तेजना सेरेब्रल कॉर्टेक्स के कुछ क्षेत्रों में केंद्रित होती है, तो निषेध के साथ इसकी कार्यात्मक बातचीत होती है, और यह सामान्य विश्लेषणात्मक और सिंथेटिक गतिविधि सुनिश्चित करती है।

तंत्रिका प्रक्रियाओं के पारस्परिक प्रेरण का नियम। एक तंत्रिका प्रक्रिया के फोकस की परिधि पर, विपरीत संकेत वाली एक प्रक्रिया हमेशा घटित होती है।

यदि उत्तेजना की प्रक्रिया कॉर्टेक्स के एक क्षेत्र में केंद्रित है, तो निषेध की प्रक्रिया इसके चारों ओर प्रेरक रूप से उत्पन्न होती है। संकेंद्रित उत्तेजना जितनी तीव्र होगी, निषेध की प्रक्रिया उतनी ही तीव्र और व्यापक होगी।

एक साथ प्रेरण के साथ, तंत्रिका प्रक्रियाओं का क्रमिक प्रेरण होता है - मस्तिष्क के समान क्षेत्रों में तंत्रिका प्रक्रियाओं का क्रमिक परिवर्तन।

उत्तेजना और निषेध की प्रक्रियाओं का केवल एक सामान्य अनुपात ही ऐसे व्यवहार को सुनिश्चित करता है जो पर्यावरण के लिए पर्याप्त (अनुरूप) हो।

इन प्रक्रियाओं के बीच असंतुलन, उनमें से एक की प्रबलता मानसिक विनियमन में महत्वपूर्ण गड़बड़ी का कारण बनती है।

इस प्रकार, निषेध की प्रबलता और उत्तेजना के साथ इसकी अपर्याप्त बातचीत से शरीर की गतिविधि में कमी आती है। उत्तेजना की प्रबलता को अव्यवस्थित अराजक गतिविधि, अत्यधिक उतावलेपन में व्यक्त किया जा सकता है, जो गतिविधि की प्रभावशीलता को कम कर देता है। निषेध की प्रक्रिया एक सक्रिय तंत्रिका प्रक्रिया है। यह उत्तेजना की प्रक्रिया को एक निश्चित दिशा में सीमित और निर्देशित करता है, एकाग्रता और उत्तेजना की एकाग्रता को बढ़ावा देता है।

अवरोध बाहरी या आंतरिक हो सकता है। इस प्रकार, यदि कोई जानवर अचानक किसी नई मजबूत उत्तेजना से प्रभावित होता है, तो उस क्षण जानवर की पिछली गतिविधि बाधित हो जाएगी। यह बाह्य (बिना शर्त) निषेध है। इस मामले में, नकारात्मक प्रेरण के नियम के अनुसार, उत्तेजना के फोकस का उद्भव, प्रांतस्था के अन्य क्षेत्रों में अवरोध का कारण बनता है।

आंतरिक या वातानुकूलित निषेध के प्रकारों में से एक वातानुकूलित प्रतिवर्त का विलुप्त होना है यदि इसे बिना शर्त उत्तेजना (विलुप्त होने अवरोध) द्वारा प्रबलित नहीं किया जाता है। इस प्रकार का निषेध पहले से विकसित प्रतिक्रियाओं की समाप्ति का कारण बनता है यदि वे नई परिस्थितियों में बेकार हो जाते हैं।

मस्तिष्क के अत्यधिक उत्तेजित होने पर भी अवरोध उत्पन्न होता है। यह तंत्रिका कोशिकाओं को थकावट से बचाता है। इस प्रकार के निषेध को सुरक्षात्मक निषेध कहा जाता है।

सेरेब्रल कॉर्टेक्स की विश्लेषणात्मक गतिविधि, वस्तुओं और घटनाओं को अलग करने की क्षमता जो उनके गुणों में समान हैं, आंतरिक प्रकार के निषेध पर भी आधारित हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब कोई जानवर दीर्घवृत्त के प्रति वातानुकूलित प्रतिवर्त विकसित करता है, तो वह पहले दीर्घवृत्त और वृत्त दोनों पर प्रतिक्रिया करता है। सामान्यीकरण होता है, समान उत्तेजनाओं का प्राथमिक सामान्यीकरण। लेकिन, यदि आप लगातार एक दीर्घवृत्त की प्रस्तुति को खाद्य उत्तेजना के साथ जोड़ते हैं और एक वृत्त की प्रस्तुति को सुदृढ़ नहीं करते हैं, तो जानवर धीरे-धीरे वृत्त से दीर्घवृत्त को अलग करना (अलग करना) शुरू कर देता है (वृत्त पर प्रतिक्रिया बाधित होती है)। इस प्रकार का निषेध, जो विश्लेषण और विभेदन को रेखांकित करता है, विभेदन निषेध कहलाता है। यह जानवर के कार्यों को स्पष्ट करता है, जिससे वह पर्यावरण के प्रति अधिक अनुकूलित हो जाता है।

जब सर्किट बंद और खोला जाता है, तो करंट तुरंत सेट नहीं होता है। मंदता प्रभाव सर्किट के प्रेरण द्वारा निर्धारित होता है। आइए सर्किट को खोलते और बंद करते समय निर्भरता का पता लगाएं।


पी जब सर्किट खोला जाता है, तो करंट मान से कम हो जाता है
शून्य पर और उसी समय एक ईएमएफ उत्पन्न होता है। आत्म प्रेरण
, वर्तमान में कमी का प्रतिकार करना। समय के प्रत्येक क्षण में, सर्किट में धारा ओम के नियम द्वारा निर्धारित होती है:

.

से समीकरण को एकीकृत करना पहले , हम पाते हैं:

,

कहाँ
- एक स्थिरांक जिसमें समय का आयाम होता है उसे विश्राम समय कहा जाता है।

अधिक , धारा उतनी ही धीमी गति से घटती है। दौरान परिपथ में धारा कम हो जाती है बार (लगभग 3 बार) (आकृति में निर्भरता 1 देखें)।


.

स्वयं अन्वेषण करें.

पारस्परिक प्रेरण की घटना. आपसी अधिष्ठापन। पारस्परिक प्रेरण ईएमएफ।

यदि दो विद्युत सर्किट करीब हैं, तो वे एक दूसरे को प्रभावित कर सकते हैं। ऐसी आकृतियाँ कहलाती हैं आगमनात्मक रूप से युग्मित।आइए ऐसे दो सर्किटों पर विचार करें (चित्र देखें)। यदि पहले सर्किट से करंट प्रवाहित किया जाता है तो दूसरे सर्किट से जुड़ा चुंबकीय प्रवाह धारा के समानुपाती होगा , और सर्किट के सापेक्ष अभिविन्यास, उनके ज्यामितीय आयाम, घुमावों की संख्या और माध्यम के चुंबकीय गुणों पर भी निर्भर करेगा। आप लिख सकते हो:

.

यहाँ गुणांक
बुलाया आपसी अधिष्ठापनपहले के आधार पर दूसरा सर्किट। यदि आप करंट पास करते हैं तो वापस लौटें दूसरे सर्किट के माध्यम से, फिर पहले सर्किट से जुड़े चुंबकीय प्रवाह के लिए, हम लिख सकते हैं:

.

रैखिक मीडिया के लिए गुणांक
और
एक दूसरे के बराबर हैं:

.

पारस्परिक प्रेरकत्व या प्रेरकत्व को हेनरी (H) में मापा जाता है।

आपसी अधिष्ठापन
संख्यात्मक रूप से एक सर्किट से दूसरे सर्किट में एक इकाई धारा से जुड़े चुंबकीय प्रवाह के बराबर है। पारस्परिक प्रेरण सर्किट के आकार, आकार और पारस्परिक अभिविन्यास और माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करता है।

उदाहरण के लिए, एक सामान्य कोर वाले दो कॉइल का पारस्परिक प्रेरण है:

,

कहाँ - कोर वॉल्यूम, और - पहले और दूसरे कॉइल के लिए कोर जेनरेटर की प्रति यूनिट लंबाई में घुमावों की संख्या।

डी चलो यह करते हैं। पहले कॉइल से करंट प्रवाहित होने दें (तस्वीर देखने)। पर्याप्त रूप से लंबे कुंडल के लिए, किनारे के प्रभावों की उपेक्षा करते हुए, हम मान लेंगे कि कोर में चुंबकीय क्षेत्र एक समान है:

.

दूसरे कुंडल से जुड़ा चुंबकीय प्रवाह बराबर होगा:

यहीं पर के लिए अभिव्यक्ति है
, ध्यान में रख कर
- कोर लंबाई.

ध्यान दें कि परिणामी संबंध के लिए
अनुमानित है और इसे अलग ढंग से दर्शाया जा सकता है:

,

कहाँ और - कॉइल्स का प्रेरण।

यदि किसी एक सर्किट से प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित की जाती है, तो फैराडे के नियम के अनुसार दूसरे में एक प्रेरित धारा उत्पन्न होगी।

उदाहरण के लिए, यदि पहले सर्किट में
, तो दूसरे सर्किट से जुड़ा चुंबकीय प्रवाह समय के साथ बदल जाएगा
और इसमें एक ईएमएफ उत्पन्न होगा। प्रेरण।

.

पर
:

.

ज़ाहिर तौर से,
.

सर्किट में उत्पन्न होने वाले ई.एम.एफ. को कहा जाता है ई.एम.एफ. पारस्परिक प्रेरण.

धाराओं और ईएमएफ की दिशा. पारस्परिक प्रेरण लेन्ज़ के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है (चित्र देखें)


दूसरे सर्किट में परिणामी प्रेरित धारा
इसका चुंबकीय क्षेत्र प्राथमिक सर्किट से चुंबकीय प्रवाह की वृद्धि को रोकता है।


दूसरे सर्किट में परिणामी प्रेरित धारा, अपने चुंबकीय क्षेत्र के साथ, पहले सर्किट से चुंबकीय प्रवाह में कमी को रोकती है।

रैखिक मीडिया में प्रेरक युग्मित सर्किट में धाराओं में परिवर्तन को ओम के नियम द्वारा वर्णित किया गया है:

कहाँ
- ई.एम.एफ. सर्किट 1 और 2 में स्रोत,
- सर्किट इंडक्शन,
- सर्किट का पारस्परिक प्रेरण।

ध्यान दें कि धाराओं और वोल्टेज को परिवर्तित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्रांसफार्मर की क्रिया पारस्परिक प्रेरण की घटना पर आधारित होती है।

आर आइए ट्रांसफार्मर की निष्क्रिय गति को देखें। यह वह स्थिति है जब ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग लोड नहीं होती है (आंकड़ा देखें)। इस मामले में, आप लिख सकते हैं:

.

क्योंकि
.

ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग के प्रतिरोध की उपेक्षा करना
, आइए द्वितीयक वाइंडिंग पर वोल्टेज का अनुमान लगाएं:

.

ट्रांसफार्मर का उपयोग वोल्टेज को बढ़ाने या घटाने के लिए किया जाता है। ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स में धाराओं के लिए, घुमावों की संख्या पर व्युत्क्रमानुपाती निर्भरता देखी जाती है:

.

इसे आप ही उचित ठहराइये।

वातानुकूलित प्रतिवर्त के विकास के लिए कौन सी परिस्थितियाँ आवश्यक हैं?

प्रतिवर्ती अवरोध कैसे होता है?

बार-बार दोहराव और एक अस्थायी संबंध का उद्भव

कार्यों के व्यवस्थित गैर-सुदृढीकरण के परिणामस्वरूप

1. तंत्रिका तंत्र अंगों की कार्यप्रणाली को कैसे नियंत्रित करता है?

तंत्रिका तंत्र के न्यूरॉन्स में, दो मुख्य विपरीत निर्देशित प्रक्रियाएं संचालित होती हैं: उत्तेजना निषेध उत्तेजना किसी अंग को काम करने के लिए उत्तेजित करती है, जैसे कि इसे इसमें शामिल करना, निषेध इस काम को धीमा कर देता है या रोक देता है इन प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, अंगों का काम विनियमित होता है। यह विनियमन बहुस्तरीय है.

2. बहुस्तरीय विनियमन का सार क्या है? इसकी पुष्टि के लिए आई.एम. की खोज का क्या महत्व था? सेचेनोव सेंट्रल ब्रेकिंग?

जैसा कि आई.एम. के अध्ययनों से पता चला है। सेचेनोव के अनुसार, निचले केंद्र उच्च केंद्रों के नियंत्रण में काम करते हैं। वे कई बिना शर्त सजगता (केंद्रीय निषेध) को रोक सकते हैं या उन्हें मजबूत कर सकते हैं। यह सेरेब्रल कॉर्टेक्स के केंद्र हैं जो रीढ़ की हड्डी को निरोधात्मक संकेत भेजते हैं, और जब हमारा रक्त विश्लेषण के लिए लिया जाता है तो हम अपना हाथ नहीं हटाते हैं।

3. आई.पी. द्वारा किस प्रकार के निषेध की खोज की गई? पावलोव?

आई.एम. का शोध जारी है। सेचेनोवा, आई.पी. पावलोव ने दिखाया कि वातानुकूलित और बिना शर्त निषेध है।

4. बिना शर्त और वातानुकूलित निषेध के उदाहरण दीजिए।

बिना शर्त, या जन्मजात, निषेध। कल्पना करें कि आप कुछ कर रहे हैं, उदाहरण के लिए एक किताब पढ़ रहे हैं, और आपको रात के खाने के लिए बुलाया जाता है। आपको दो उत्तेजनाएँ प्रस्तुत की जाती हैं, और सबसे महत्वपूर्ण एक का चयन किया जाता है। यदि पुस्तक बहुत दिलचस्प है, तो आप अपने लिए संबोधित शब्दों को नहीं सुन पाएंगे, क्योंकि आपके लिए कम महत्व की उत्तेजनाएं कॉर्टेक्स के बाधित क्षेत्रों को प्रभावित करती हैं। यदि आप भूखे हैं और किताब उबाऊ है तो यह एक अलग विकल्प होगा। तब पिछली गतिविधि बाधित हो जाएगी और एक नई गतिविधि शुरू हो जाएगी। बिना शर्त निषेध के लिए धन्यवाद, गतिविधि का विकल्प संभव है: एक गतिविधि की शुरुआत के साथ, दूसरी स्वचालित रूप से बंद हो जाती है (या शुरू नहीं होती है)। वातानुकूलित, या अर्जित, निषेध। वातानुकूलित निषेध में, उदाहरण के लिए, वातानुकूलित प्रतिवर्त का विलुप्त होना शामिल है। यदि एक वातानुकूलित सिग्नल को सुदृढीकरण के बिना छोड़ दिया जाता है, तो वातानुकूलित प्रतिवर्त जल्द ही खत्म हो जाएगा, और लंबे समय तक गैर-सुदृढीकरण के साथ यह एक नकारात्मक (निरोधात्मक) वातानुकूलित कनेक्शन में बदल सकता है। इन निरोधात्मक संबंधों के लिए धन्यवाद, जानवर और मनुष्य समान उत्तेजनाओं के बीच अंतर करना सीखते हैं। यदि कुत्ते को एक कॉल के बाद खाना खिलाया जाता है और दो बार के बाद भोजन नहीं दिया जाता है, तो एक कॉल के बाद ही लार आना शुरू हो जाएगी (दो बार के बाद ऐसा नहीं होगा)। बेशक, यह तुरंत नहीं होगा. सबसे पहले, दोनों उत्तेजनाओं के लिए लार को अलग किया जाएगा, और लंबे प्रशिक्षण के बाद ही जानवर संकेतों के बीच सही ढंग से अंतर करना सीखेगा।

5. किन मामलों में सिग्नल और व्यवहार के बीच एक नकारात्मक (निरोधात्मक) वातानुकूलित संबंध बनता है?

वातानुकूलित निषेध उन मामलों में विकसित होता है जहां वातानुकूलित प्रतिवर्त उस महत्वपूर्ण घटना द्वारा प्रबलित नहीं होता है जिसके बारे में वातानुकूलित संकेत ने चेतावनी दी थी। वातानुकूलित निषेध के लिए धन्यवाद, महत्वपूर्ण संकेतों को उनके समान उत्तेजनाओं से अलग करना संभव है। आई. पी. पावलोव ने पारस्परिक प्रेरण के नियम की खोज की: एक केंद्र में उत्तेजना एक प्रतिस्पर्धी केंद्र में निषेध का कारण बनती है, और इसके विपरीत। इसमें अनुक्रमिक प्रेरण भी होता है: कुछ समय के बाद एक केंद्र में उत्तेजना को निषेध द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और इसके विपरीत।

6. प्रमुख क्या है और यह कैसे प्रकट होता है?

जानवरों और मनुष्यों का व्यवहार आवश्यकताओं से नियंत्रित होता है। संतुष्ट होने के बाद वे कुछ देर के लिए पीछे हट जाते हैं, फिर प्रकट हो जाते हैं। ए.ए. उखटोम्स्की ने प्रभुत्व की घटना की खोज की: मस्तिष्क में किसी तत्काल आवश्यकता के कारण उत्तेजना के एक शक्तिशाली अस्थायी फोकस का उद्भव। प्रमुख के लिए धन्यवाद, भविष्य के संकेत और उभरती हुई आवश्यकता के बीच एक अस्थायी संबंध के गठन की सुविधा होती है, जो एक वातानुकूलित पलटा के विकास का पक्षधर है।

7. उत्तेजना और निषेध के पारस्परिक प्रेरण के नियम की अभिव्यक्ति के उदाहरण दीजिए।

काले वर्ग के चारों ओर हल्के भूरे रंग की पृष्ठभूमि इसके विपरीत सफेद दिखाई देती है। काले वर्ग से हल्की जलन नहीं होती। दृश्य विश्लेषक की संगत कॉर्टिकल कोशिकाओं में, एक निरोधात्मक प्रक्रिया होती है, जो प्रेरण द्वारा, हल्के भूरे रंग की पृष्ठभूमि की धारणा से पड़ोसी कोशिकाओं में उत्पन्न होने वाली उत्तेजना प्रक्रिया को बढ़ाती है। इससे इस पृष्ठभूमि की वास्तविक रोशनी से अधिक तेज रोशनी का भ्रम पैदा होता है। दूसरा उदाहरण. पाठ के दौरान शिक्षक का नीरस, शांत भाषण, जिसमें दृश्य सहायता या प्रयोगों का प्रदर्शन नहीं होता है और जिसमें ज्वलंत विवरण नहीं होते हैं, स्कूली बच्चों, विशेषकर छोटे बच्चों को बहुत जल्दी थका देता है। उनका ध्यान भटक जाता है. कॉर्टेक्स के वाक्-श्रवण क्षेत्र की थकी हुई तंत्रिका कोशिकाओं में, निषेध की एक प्रक्रिया होती है, जो प्रेरण द्वारा, कमजोर की क्रिया के कारण दृश्य, श्रवण और मोटर विश्लेषक के पड़ोसी तंत्रिका कोशिकाओं की उत्तेजना को बढ़ाती है। उत्तेजनाएँ: बच्चा अब कभी-कभी डेस्क की चरमराहट, पीछे से कागज की सरसराहट, खाँसी को नोटिस करता है; अपने सामने बैठे विद्यार्थियों के हाथों और मेज़ पर पड़ी वस्तुओं को देखता है; उसकी जेबों या डेस्क आदि में कुछ परिचित चीजों के माध्यम से अफवाह फैलाता है। बाहरी कमजोर उत्तेजनाओं के प्रति सजगता को ठीक से बढ़ाया जाता है क्योंकि मुख्य उत्तेजना - शिक्षक की आवाज - कॉर्टेक्स के भाषण-श्रवण क्षेत्र में लगातार अवरोध का कारण बनती है। यह एक साथ सकारात्मक प्रेरण है. लगातार सकारात्मक प्रेरण के उदाहरण के रूप में, हम एक ही तथ्य को एक उबाऊ पाठ के साथ उद्धृत कर सकते हैं: कक्षा में लंबे समय तक जबरन बैठने के बाद, अनुशासित बच्चे और किशोर भी शोर-शराबे वाले ब्रेक बिताते हैं। मोटर प्रतिक्रियाओं के दीर्घकालिक अवरोध को मोटर गतिविधि में वृद्धि से बदल दिया गया। बुनियादी तंत्रिका प्रक्रियाओं के प्रेरक संबंध कॉर्टेक्स और तत्काल उप-कोर्टेक्स के बीच भी मौजूद होते हैं। मजबूत भावनाओं (क्रोध, भय, निराशा) के साथ, उत्तेजित सबकोर्टेक्स कॉर्टिकल तंत्रिका कनेक्शन के प्रेरण अवरोध का कारण बनता है। यह भावनात्मक रूप से उत्साहित व्यक्ति के कुछ कार्यों की तर्कसंगतता की कमी की व्याख्या करता है। इसका विपरीत भी संभव है.