Рефлексы

Раздражения, поступающие из окружающей сре­ды и достигающие организма, улавливаются органами чувств. Глаза улавливают свет, уши — звуковые колебания, полукружные каналы — ускорения, связанные с вращени­ем, и т. д. Органы чувств воспринимают различные влияния окружающей среды. Их чувствительность означает, что они воспринимают внешние раздражения и превращают их в нервные процессы.

Свет, падающий на человека, воздействует не только на наши глаза, но и на нашу кожу. Однако глаза гораздо бо­лее чувствительны к свету, чем кожа. Чувствительные клетки глаза воспринимают даже самые малые различия интенсивности света. Лучи света, достигающие глаза, вследствие сложной и тонкой работы чувствительных кле­ток (колбочек и палочек) становятся раздражителями нервных клеток, находящихся в глазу. По нерву, связыва­ющему глаз с мозгом, пробегают электрические разря­ды — характерные серии нервных импульсов. В нервное возбуждение превращается и всякое раздражение, дохо­дящее до уха. Соответствующие разряды пробегают и по нервам, идущим от коленного сухожилия к центральной нервной системе, когда при испытании коленных рефлек­сов врач внезапным ударом молоточка напрягает сухо­жилие.

Следовательно, рефлексы начинаются с деятельности органов чувств. Свет, звук, удар, холод, запах и т. д. воз­буждают чувствительные клетки. Эти чувствительные клет­ки соприкасаются с нервными клетками, которые восприни­мают раздражение чувствительных клеток и путем разря­дов, пробегающих вдоль длинного отростка нервного волокна, передают их дальше в центральную нервную систему. Нервные клетки центральной нервной системы связаны с другими нервными клетками. Самая простая форма такой связи — передача нервными клетками раздра­жения чувствительных клеток и возбуждение других нерв­ных клеток, которые связаны, например, с мышечным [44] волокном. В таких случаях вторая нервная клетка, получив разряд и передав его дальше, вызывает раздражение мы­шечного волокна, которое при этом сокращается.

Рефлекс коленных мышц.

Удар молоточка растягивает коленное сухожилие. Чув­ствительные органы, имеющие форму веретена, попадают под удар и вступают в действие. Под их воздействием вдоль чувствительных нервов пробегают электрические раз­ряды от колена до спинного мозга. В спинном мозгу «мо­торные нервные клетки» воспринимают раздражение, и через их длинные отростки (нервные волокна) разряды доходят до мышц бедра, где мышечные волокна сокраща­ются, и пациент невольно вскидывает ногу.

Этот сложный процесс представляет собой один из са­мых простых рефлексов.

Органы чувств связаны со множеством нервных цент­ров, с миллиардами нервных клеток центральной нервной [45]системы. Нервные центры постоянно руководят всеми орга­нами и клетками многоклеточных организмов.

Как отстает современная наиболее сложная по конструк­ции машина от многоклеточного живого организма!

Взять хотя бы хорошо известное нам одноклеточное животное — инфузорию-туфельку. Какую удивительную [46]согласованность в действиях проявляет ее вёсла-реснички. Если бы эти реснички двигались не одновременно, то ин­фузория была бы совершенно беспомощна в воде. Одновре­менность движений ресничек обеспечивается их взаимо­связью. Насколько же сложнее действия более высокораз­витых живых существ, состоящих из несметного множества клеток! Не удивительно поэтому, что строение нервной системы чрезвычайно сложно.

Нервная система, несмотря на сложность строения и деятельности, состоит из относительно простых элементов. Основной ее элемент — нервная клетка, т. е. нейрон с мельчайшими древовидными разветвлениями (дендритами) и длинными осевыми отростками (аксонами). Они-то и образуют пути, по которым раздражения идут от органов чувств к органам передвижения. Основным принципом деятельности нервной системы является рефлекс — воз­буждение, передающееся по этим путям. Это значит, что движения организма вызываются его структурными из­менениями, наступающими вследствие воздействия окру­жающей среды.

Нервная клетка. Разрыв нервного волокна показывает, что на рисунке изображена только его начальная и конечная части

Принципиально это относительно простое явление, однако рефлексы — результат довольно сложной деятель­ности организма, не говоря о том, что отдельные рефлексы могут вызвать за собой целую их цепь.

Наука, занимающаяся поведением животных и насчи­тывающая всего лишь несколько десятилетий, накопила многочисленные наблюдения о цепях рефлексов в поведе­нии животных.

Для примера рассмотрим, как протекает спаривание (нерест) колюшек. Самец сначала выбирает себе участок. Причина, вызывающая у самцов стремление выбрать уча­сток, по-видимому, заключается в изменяющейся деятель­ности желез внутренней секреции. Это зависит от воздей­ствия внешних условий. Не случайно, что многие живот­ные размножаются именно весной. У отдельных позвоноч­ных можно доказать влияние температуры окружающей среды на деятельность половых желез. Следовательно, внутренняя причина выбора участка кроется в изменив­шейся деятельности желез внутренней секреции ры­бы, особенно половых желез[7], а внешняя причина — в окружающей обстановке, служащей наследственным раздражителем.

Окружающая среда стимулирует самца колюшки к устройству гнезда, которое он строит, главным образом, из растений. В длинной цепи рефлексов первым звеном и является постройка гнезда. Только после этого может наступить очередь следующего звена этой цепи. Внешним раздражителем его является появление такой самки,[48]раз­дутый живот которой ука­зывает на то, что она го­това метать икру. Под влиянием вида такой сам­ки самец начинает харак­терно плавать, делая зиг­заги. До тех пор, пока самец строил гнездо, его окраска сливалась с окру­жающей средой. В тот мо­мент, когда самец замечает самку, он приобретает бле­стящую окраску брачного периода. Окраска самца и зигзагообразное плаванье привлекают самку, она приближается к нему. За­видев приближающуюся самку, самец направляет­ся к своему гнезду. Самка следует за ним: самец «ве­дет» ее. Это тоже рефлекс. В этот момент самец ука­зывает самке вход в гнез­до, просовывая в него голову. Следующий этап: самка проникает в гнездо. Если сейчас самца забрать отсюда, то цепь рефлексов самки прервется, и она не станет метать икру. В естественных условиях в это время самец начина­ет трястись, и в ответ сам­ка мечет икру в гнезде. Затем самец оплодотворяет икру.

В этом сложном процессе поведение самца и поведе­ние самки определяются рефлексами. Отдельные рефлек­сы взаимосвязаны между собой как звенья единой цепи: каждое отдельное звено подготавливает появление следу­ющего звена.

Отдельные фазы нереста у самца (♂) и самки (♀) колюшек.

Как известно, «исходной точкой» отдельных рефлексов является соответствующее раздражение окружающей сре­ды. Значение этого факта хорошо иллюстрируется [49]следующим примером. Исследователь Тинберген изготовил моде­ли рыб, которые воздействовали на самца колюшки таким же образом, как живые рыбы. Выяснилось, что даже не­значительные факторы определяют поведение животных. Например, самец принимает каждую модель рыбы, если она окрашена снизу в красный цвет, за самца и готовится к нападению (см. рисунок на стр. 50).

Животные наследуют довольно большое количество относительно сложных рефлексов и способов поведения, и каждый из них имеет характерный, вызывающий его раздражитель. Не всегда легко понять, что же это за раз­дражитель. Тем более, что отдельные рефлексы представляют собой часть общей цепи и могут вступить в действие только после соответствующих предпосылок.

Модели рыб: верхняя, больше всех похожая на самца, но не имеющая нерестовой окраски, не привлекает внимание самца во время нереста, нижние, относи­тельно бесформенные модели, но с красным «животом», побужда­ют самца, охраняющего свое гнездо и готового к нересту, принять позу готовности к нападению.

Говоря о сложных взаимодействиях, мы вновь обра­щаемся к примеру колюшек. Вылупившихся из икры мел­ких рыбешек самец бдительно охраняет. Он следит даже за тем, чтобы рыбешки по неосторожности не заплыли слишком далеко. Если та или иная из них отплывает да­леко от гнезда, то заботливый отец стремительно кидается вслед и, взяв рыбешек в рот, возвращается к гнезду.

В этом проявляется строгая закономерность, в чем мож­но убедиться из следующего. Большинству рыб необходи­мо глотнуть немного воздуха, чтобы начал действовать их плавательный пузырь (он должен наполниться газом, вы­деляемым из крови). Таково положение и у колюшек. Если этим рыбкам в раннем возрасте воспрепятствовать подниматься на поверхность для заглатывания воздуха, их плавательный пузырь никогда не будет функционировать. Рефлекс отца-колюшки по уходу за своим потомством заключается в том, чтобы догнать своих деток, отплы­вающих слишком далеко, и вернуть их на свой участок, чтобы они не стали добычей других рыб. Однако отцов­ский рефлекс был бы вреден для малышей, если бы в ре­зультате его действия рыбешки не могли бы подняться на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Когда маленькие ко­люшки направляются вверх, к поверхности воды, то их обычно медленный темп плавания внезапно настолько ускоряется, что колюшка-отец не может их догнать [8]. [50]

Передвижение маленьких колюшек вверх, следователь­но, совершенно отличается от их обычного плавания. Это тоже рефлекс.

В настоящее время наши сведения о тех моментах, из которых слагается цепь рефлексов поведения животных, еще относительно малы. Мало мы знаем также и о тех раз­дражениях, без которых не может протекать каждый от­дельный рефлекс. Не выяснено окончательно, какое влия­ние оказывает соприкосновение с атмосферой на деятель­ность плавательного пузыря рыб.

Известно, что крысята, появившиеся на свет путем ке­сарева сечения и немедленно отделенные от матери, не в состоянии мочиться. Для того чтобы рефлекс мочеиспу­скания вступил в действие у этих животных, они нужда­ются в раздражении, которое получается, когда мать обли­зывает их после рождения и надавливает на мочеполовые органы. Еще неизвестно, для чего необходимо это раздра­жение крысам. Обезьяны и собаки, например, отлично об­ходятся без него.[51]