2. Методи дослідження вищої нервової діяльності

Історія розвитку поглядів на вищу нервову діяльність тісно пов’язана з розвитком науки і техніки. Учені минулого у спробах пояснити, як працюють мозок і розум, шукали аналогій в матеріальному світі, що їх оточував, у технічних винаходах і наукових відкриттях в інших галузях.

Найбільшим досягненням часів Давньої Греції і Давнього Риму були водопровід і каналізація, засновані на принципах механіки рідин. Тож не дивно, що на той час були панівними уявлення про головний мозок як залозу, яка виділяє певні рідини.

 

Видатний грецький лікар Гален (\(ІІ\) ст. н. е.) вважав, що саме баланс рідин у шлуночках мозку визначає характер, або темперамент, людини. За його уявленнями, це чотири рідини: слиз (грец. – флегма), кров (сангва), жовч (холе) і чорна жовч (мелан холе). Кожна з них має спеціальну функцію: кров підтримує життєвий дух людини; флегма спричиняє млявість; чорна жовч зумовлює сум і меланхолію, жовта — гнів. Звідси, люди жвавого типу (сангвініки) — це енергійні наполегливі люди, які вміють швидко перебудовуватися під час зміни виду діяльності. Люди спокійного типу (флегматики) більш інертні, мають високу енергію і працездатність, але віддають перевагу більш спокійній роботі, повільно приймають рішення. Люди нестримного типу (холерики) сильні, але неврівноважені: вони швидко захоплюються чимось, але дратівливі й вибухові у своїх емоційних проявах, що свідчить про переважання процесів збудження над гальмуванням. Нарешті, меланхоліки як слабкий тип вирізняються загальною слабкістю і втомлюваністю нервової системи: вони нерішучі, підкоряються чужій волі, бояться відповідальності й часто самоізолюються.

Уважалося, що описані чотири типи темпераменту є основними, але рідко трапляються в чистому вигляді: найчастіше спостерігають проміжні  форми, з переважанням того чи іншого типу. 

На початку \(XX\) століття було здійснено спробу встановити зв’язок між темпераментами, які визначили давні греки, і властивостями нервової системи. А саме з’ясовували співвідношенням трьох загальних характеристик — сили, врівноваженості й рухливості нервових процесів.

 

Сила нервової системи — це її характеристика вищої нервової діяльності, що визначає здатність нервових клітин кори головного мозку витримувати тривале або дуже сильне збудження та гальмування. Вона відображає працездатність нервових клітин: сильна система стійка до стресів, тоді як слабка — швидко виснажується. Отже це здатність нервової системи реагувати на сильні й дуже сильні подразники без пригнічення. Відповідно виділяли сильний і слабкий типи вищої нервової діяльності. Сильний тип було поділено на врівноважений та неврівноважений.

 

Врівноваженість визначається рівновагою між процесами збудження і гальмування. Характеризує здатність кори головного мозку однаково сильно та ефективно управляти як активністю, так і її стримуванням, забезпечуючи спокійну, врівноважену поведінку. Отже врівноваженість — процеси збудження та гальмування мають приблизно однакову силу. Неврівноваженість — один із процесів (зазвичай збудження) переважає над іншим.

Рухливість нервових процесів визначається швидкістю переходу від збудження до гальмування і навпаки, а також швидкість виникнення чи припинення нервових процесів. Це властивість вищої нервової діяльності (ВНД), що визначає адаптацію до змін середовища: висока рухливість дозволяє швидко перемикатися, низька (інертність) — свідчить про повільність.

 

У \(XVIII\) столітті після відкриття електричного струму з’ясувалося, що той може впливати на організми. Досліди Луїджі Гальвані показали, що електричний струм може спричиняти скорочення м’язів у жаби без участі нервової системи. Тоді електричному струму приписували цілющі властивості. Було доведено, що передача збудження нейронами як і скорочення м’язів, має електричну природу. Наприкінці \(XIX\) — на початку \(XX\) століття істотного прогресу досягли методи мікроскопічного дослідження клітинних структур мозку. Саме тоді іспанський мікроскопіст Сантьяго Рамон-і-Кахаль розробив методи забарвлення нервової тканини. Це дало змогу дослідити та описати структуру кори великих півкуль головного мозку (неокортекса), притаманного лише ссавцям і дуже добре розвиненого в людини.

 

Розвиток медицини й гігієни часів Першої світової війни сприяв зростанню випадків одужування військових із пораненнями в голову. Вивчення змін у поведінці таких людей (за відомої локалізації поранень) дав змогу розпочати процес картування зон головного мозку. Ушкоджені ділянки не виконували свою функцію, тож можна було дослідити, за що відповідає саме ця ділянка мозку. Згодом вдалося вдосконалити техніку операцій на головному мозку. Такі операції зазвичай проводять без знеболювання, адже мозок не має власних больових рецепторів. Люди під час цих операцій перебувають у свідомості, тож можна було дізнатися, що саме вони відчувають у відповідь на ті чи інші подразнення безпосередньо самих півкуль мозку. Дослідження на тваринах дали змогу точніше ідентифікувати розташування різних центрів у головному мозку завдяки використанню методу вживлених електродів. Наступним кроком у дослідженні механізмів роботи мозку стало вивчення нейромедіаторів — речовин, що опосередковують передачу збудження. Ці дослідження дозволили описати наявність у центральній нервовій системі різних ділянок, у яких переважає той чи інший тип нейромедіатора, і дослідити вплив різних речовин на елементи індивідуальної або соціальної поведінки людей. Виявилось, що низка захворювань, а також дія багатьох психоактивних речовин пов’язані саме з підсиленням, заміною або, навпаки, припиненням дії тих чи інших нейромедіаторів:

Найбільшим досягненням останніх десятиліть стало створення технічних пристроїв, які дозволяють  вивчати структури й створювати об’ємні моделі різних органів або навіть досліджувати активність  мозку людини в тих чи інших станах. Наприклад, магнітно-резонансна томографія (МРТ) дає змогу  дослідити активацію різних структур мозку, навіть під час виконання різних вправ.

Методи прижиттєвого дослідження роботи мозку дозволяють на новому рівні дослідити механізми  навчання і збереження слідів пам’яті, активацію різних ділянок мозку під час розв’язання складних  логічних і математичних задач, вплив зовнішніх факторів на активність ділянок мозку — до спроб з’ясувати, що таке людська свідомість.