Основные реакции у животного и человека на все внешние и внутренние раздражения выражаются в форме рефлексов. Рефлекс — это сложная реакция организма, осуществляемая нервной системой в ответ на раздражение воспринимающих чувствительных окончаний. Рефлекторный акт — это ответная реакция организма на действие раздражителей. Такие явления, как кашель, сужение зрачков от яркого света, отдергивание конечностей при болевых раздражениях и т. п., являются врожденными, или так называемыми безусловными рефлексами.
Однако для существования высших животных одних врожденных рефлексов недостаточно. Для многообразных взаимоотношений организма с окружающей средой, для его быстрых и сложных реакций на внешние раздражители необходимо, чтобы некоторые раздражения действовали не только непосредственно, но и являлись сигналами на расстоянии.
Большая заслуга И. П. Павлова состоит в том, что он, изучая деятельность нервной системы, открыл качественно новую форму связи организма с окружающей средой — временные нервные связи, или так называемые условные рефлексы. Условные рефлексы образуются на основе безусловных рефлексов. Образование условного рефлекса происходит тогда, когда какой-либо безразличный для организма раздражитель, например свет или звонок, совпадает с действием безусловного раздражителя, например кормления.
Многократное сочетание звуковых сигналов (звонка) перед приемом пищи у животного ведет к образованию условного рефлекса, который проявится в том, что уже один звонок будет вызывать у животного обильное отделение слюны и соответствующую двигательную реакцию. Условные рефлексы вырабатываются, закрепляются и угасают в процессе жизни данного индивида. Они являются строго индивидуальными.
Если безусловные рефлексы вызываются ограниченным числом специфических раздражителей, условным раздражителем может являться всякое изменение в окружающей среде, воспринимаемое организмом. Условный рефлекс может образоваться и на прекращение воздействия какого-либо раздражителя, например на окончание звучания звонка. В данном случае возбудителем будет уже не появление, а, наоборот, исчезновение действующего фактора. В качестве условного раздражителя возможен и сильно действующий безусловный разрушительный раздражитель — прижигание кожи, ранение, электрический ток и т. д.
Условный рефлекс может быть выработан и на определенный отрезок времени. Так, если животному давать еду через строго определенные интервалы, то вскоре у него вырабатывается условный рефлекс и к моменту подачи пищи будет обильно выделяться слюна. Новый условный рефлекс можно выработать и на основе уже имеющегося сильного и прочного условного рефлекса. Тогда вновь вырабатываемый рефлекс будет называться условным рефлексом второго порядка.
Биологическое значение условных рефлексов заключается в том, что немногочисленные возбудители врожденных рефлексов при определенных условиях временно связываются с многочисленными и разнообразными явлениями окружающей среды. Благодаря временным нервным связям организм приобретает возможность быстро и точно реагировать на окружающую обстановку. При этом роль отдельных раздражителей может и изменяться. Они могут не только возбуждать, но и тормозить деятельность отдельных органов или систем, если это необходимо в интересах организма.
Следовательно, условные рефлексы могут быть положительными и отрицательными, тормозными. Положительные условные раздражители, вызывающие возбуждение, при определенных условиях могут превратиться в отрицательные и вызывать торможение. Внутреннее торможение развивается постепенно, иногда с большим трудом.
Образование и осуществление условных рефлексов свойственно высшим отделам головного мозга, коре больших полушарий. У животных условно-рефлекторная деятельность выполняется тем отделом центральной нервной системы, который является у них высшим. Так, у рыб и амфибий — промежуточным мозгом, у птиц — большим мозгом. Если у собаки удалить кору больших полушарий головного мозга, то основные реакции у нее сохранятся: животное будет избегать сильных раздражений, будет поднимать уши и голову при звуках и т. д. Но предоставленная сама себе собака сделается полным инвалидом, которую надо кормить, оберегать и т. п., иначе быстро погибнет, потому что в связи с операцией она потеряла то, что приобрела в процессе жизни — условные рефлексы. Выработать новые условные рефлексы, обучить чему-нибудь такое животное невозможно.
Изучение изменений функциональной деятельности высших отделов нервной системы при старении начато И. П. Павловым и его сотрудниками. Первые наблюдения, проведенные А. В. Тонких (1912) на собаках, показали, что ранее выработанные условные рефлексы у старых животных держались довольно прочно, новые же у них вырабатывались с большим трудом и характеризовались непрочностью и непостоянством. Автор объяснил это ослаблением процесса возбуждения в старческом возрасте.