И. П. Павлов установил, что если при действии на организм жизненно важного раздражителя (например, при еде мяса) одновременно подействовать мало значимым в данный момент (индифферентным) раздражителем (например, зажечь лампочку), то после нескольких повторений у животного образуется рефлекс, которого раньше не было: одно действие света лампочки вызывает выделение слюны. И. П. Павлов назвал это явление выработкой условного рефлекса и предположил следующий его механизм.
При действии индифферентного раздражителя в соответствующем участке коры головного мозга (при действии света — в затылочной области) в группе нервных клеток возникает «очаг возбуждения». Если в это время принимается пища, то возникает возбуждение и в пищевом центре коры головного мозга (в задней центральной извилине). Процесс возбуждения как бы прокладывает между двумя одновременно возникающими его очагами «мостик». Природа этого «мостика» еще окончательно не установлена. Но сам факт, что между центрами коры могут устанавливаться и удерживаться новые, никогда прежде не существовавшие связи, теперь абсолютно доказан. Таким образом, И. П. Павлов показал ранее не известную способность возбуждения в коре головного мозга — способность образовывать новые, условно-рефлекторные связи. Теперь считают, что подобные связи могут устанавливаться в некоторых случаях и в подкорковых областях головного мозга.
Дальнейшее изучение условно-рефлекторной деятельности привело И. П. Павлова к установлению различных видов торможения.
Он различал торможение безусловное (врожденное) и условное (вырабатывающееся в течение жизни).
К безусловному торможению относится, во-первых, торможение, возникающее по типу так называемой «отрицательной индукции». Если в нервном центре возникает сильное возбуждение, то в центрах, функционально связанных с этим возбужденным центром, возникает торможение. Мы уже приводили пример, когда возбуждение в центрах сгибателей вызывает торможение в центрах разгибателей. Это происходит в спинном мозге. Но аналогичные явления происходят и в коре головного мозга при так называемом «внешнем» торможении условных рефлексов. У собаки выработан условный слюноотделительный рефлекс на зажигание лампочки. Но если при включении лампочки раздастся сильный звук звонка, то слюноотделения не будет. И. П. Павлов объяснял это тем, что возбуждение в центре слуха вызывает торможение в зрительном и пищевом центрах.
Другой вид безусловного торможения — это запредельное торможение. Можно выработать условный рефлекс на слабый звук трещотки. Но если сделать звук трещотки очень сильным, то условно-рефлекторной реакции не будет. Сила раздражения превысила предел работоспособности клетки, и вместо возбуждения в ней возникло торможение.
Знание механизма индукционного и особенно запредельного торможения очень важно для медиков, так как это объясняет причину некоторых форм заболеваний, в частности неврозов. Но гораздо чаще неврозы возникают при нарушениях другого вида торможения — условного, «внутреннего», как назвал его И. П. Павлов.
Внутреннее торможение встречается в нескольких разновидностях. Общим для них является то, что если торможение возникает в результате неподкрепления условного раздражителя не сразу, а в результате более или менее длительного периода после выработки, то условный раздражитель, ранее вызывавший какое-то действие, теперь начинает вызывать торможение.
Наиболее важными разновидностями внутреннего торможения являются угасательное, дифференцировочное и торможение запаздывания.
Угасательное торможение вырабатывается в тех случаях, когда условный раздражитель перестает подкрепляться безусловным.
Биологическое его значение понятно: зачем выделяться слюне при зажигании лампочки, если не будет пищи? Но важно знать и другое: торможение, возникающее при «угасании» в корковом центре условного рефлекса, распространяется на другие корковые клетки. Поэтому так усыпляюще действуют монотонные, ничем не подкрепляемые раздражители, в том числе и речь.
Дифференцировочное торможение вырабатывается, если употребляются два близких по форме условных раздражителя, но подкрепляется только один из них. Если, скажем, условный рефлекс выработан на 100 ударов метронома в минуту, то сначала и на 110 ударов метронома последует условно-рефлекторный ответ. Но если систематически дается раздражение 110 ударов и не подкрепляется, а 100 ударов — подкрепляется, то при 110 ударах условно-рефлекторный ответ постепенно исчезает, и развивается торможение.