Что такое рефлекс в биологии 8 класс кратко
Что такое рефлекс: понятие, примеры, классификация
Приветствую Вас, друзья!
Каждый день, совершенно не задумываясь, мы совершаем множество действий. Мы постоянно моргаем, дышим и глотаем слюну, иногда вздыхаем или зеваем. Поднимаясь по лестнице, мы начинаем дышать чаще, а прикоснувшись к чему-то горячему – отдергиваем руку. Все эти действия объясняются рефлексами, и сегодня мы подробно разберём, что они собой представляют, какими бывают, почему возникают и как работают.
Что такое рефлекс?
Рефлекс – это непроизвольная реакция организма на внешний или внутренний раздражитель, которая возникает без осмысления и принятия решения. Рефлексы есть у всех многоклеточных организмов, имеющих хотя бы простейшую нервную систему. Присутствуют они и у человека. При этом некоторые действия, совершаемые рефлекторно, невозможно воспроизвести специально. Другие же мы вполне способны контролировать сознательно, но нам этого делать не приходится.
Термин «рефлекс» образован от латинского слова reflexus (отражение). Его автором считается французский ученый XVII века Рене Декарт. Поскольку Декарт был в первую очередь физиком, он считал, что нервный импульс отражается подобно лучу света, поэтому и выбрал такое название.
Все рефлексы делятся на две группы:
Исходя из определения, рефлексы свойственны только многоклеточным организмам, обладающим центральной нервной системой. То есть, у инфузории туфельки рефлексов быть не может, сколько бы она ни шевелила своими ресничками, подбираясь к еде или спасаясь от опасности.
Любое живое существо постоянно осуществляет какие-то рефлекторные действия. И чем сложнее устроена ЦНС, тем больше это существо предрасположено к приобретению условных рефлексов в течение жизни. Тем не менее, даже у человека большинство из них являются безусловными.
Как работают рефлексы?
Природный смысл рефлекса заключается в том, что определенные события или внешние воздействия на организм требуют конкретной ответной реакции. К примеру, сильный испуг у большинства животных вызывает выброс адреналина, повышение тонуса мышц, учащение сердцебиения и дыхания. Всё это необходимо, чтобы повысить шансы на успешное отражение атаки или бегство.
Чтобы лучше понять, что такое рефлекс и чем он отличается от инстинкта, нужно знать 5 его основных признаков:
Инстинкт, в отличие от рефлекса, ничем не обусловлен. К примеру, страх – это инстинктивное чувство, обеспечивающее выживание. Брезгливость – это также инстинкт, призванный защитить нас от пищевого отравления или заражения. Плач ребёнка, стремление собираться в группы, конформное поведение, стремление доминировать или занимать более высокое положение в социальной иерархии – это всё инстинкты.
Рефлекс может запускаться в ответ на одиночный раздражитель или на комбинацию нескольких раздражителей. К примеру, в знаменитом эксперимента академика Павлова у собаки активировался пищеварительный процесс в ответ на звонок. Это рефлекс на одиночный раздражитель.
Данный эксперимент можно усложнить, выработав рефлекс, который будет срабатывать только при наличии определенной комбинации или последовательности раздражителей (например, одновременное включение звука и света или последовательное воспроизведение нескольких звуков).
Виды рефлексов
Существуют разные подходы к классификации рефлексов, но самым важным является деление их на условные и безусловные. Рассмотрим каждую из этих групп подробно.
1. Безусловные рефлексы
Безусловные рефлексы – это врожденные реакции, генетически наследуемые от родителей. В большинстве своём они сохраняются на протяжении всей жизни, но некоторые проявляются или усиливаются только в отдельные периоды. Безусловные рефлексы воспроизводятся в каждом поколении и у каждого представителя вида, даже если он сразу после рождения был отлучен от матери.
В группе безусловных рефлексов выделяют следующие подгруппы:
Характерная особенность безусловных рефлексов заключается в том, что их очень сложно контролировать. Это объясняется тем, что все они необходимы для выживания, поэтому при срабатывании они в течение непродолжительного времени полностью контролируют поведение большинства живых существ.
2. Условные рефлексы
В эту группу входят приобретенные реакции. Они формируются у живого существа в течение жизни и не передаются по наследству, а при отсутствии регулярного закрепления могут ослабевать и утрачиваться. Лучше всего их действие объясняет известный эксперимент академика Павлова, на примере которого обычно объясняют, что такое рефлексы, на школьных уроках биологии.
Суть эксперимента заключается в том, что испытуемое животное (собака) всякий раз перед кормлением видит определенный сигнал (свет) или слышит звук (звонок). Через какое-то время даже при отсутствии еды пищеварительные процессы животного начинают активироваться в ответ на свет или звонок.
Многие наши действия в повседневной жизни так или иначе связаны с условными рефлексами. К примеру, научиться ездить на велосипеде довольно сложно. Но в дальнейшем этот процесс не вызывает вообще никаких трудностей, и объясняется это условными рефлексами. Наш спинной мозг «учится» самостоятельно реагировать на потерю равновесия и мгновенно переносить центр массы в нужную точку. И происходит это совершенно незаметно для нас.
Рефлекторная дуга
Чтобы отреагировать на событие с принятием элементарного решения, нам требуется около 500 миллисекунд. Если решение принимать не нужно, мы можем отреагировать за 100-200 миллисекунд. В то же время некоторые рефлексы работают в десятки раз быстрее, и это возможно только благодаря тому, что мышление не участвует в данном процессе.
Рефлекс – это реакция на внешнее воздействие, происходящая без вовлечения в данный процесс коры головного мозга (нервный импульс проходит через спинной или стволовой мозг). Путь, который при этом проходит импульс, называется рефлекторной дугой. К примеру, если человек отдёргивает руку от обжигающего предмета, рефлекторная дуга включает следующие элементы:
Рефлекторная дуга обеспечивает экстренную реакцию на опасное воздействие ещё до того, как человек осознает, что обжёгся. Поскольку подобная реакция не является осмысленной, в некоторых случаях она может приводить к нежелательному результату (к примеру, отдернув руку, человек может толкнуть кого-нибудь, потерять равновесие или пораниться).
Создатели науки о рефлексах
Термин и само понятие биологического рефлекса ввёл в науку французский философ, физик и математик Рене Декарт (1596-1650). Он достаточно точно описал внешние проявления, но его понимание физиологии данных процессов было далеко от истины. Поэтому его обычно не причисляют к списку ученых, создавших учение о рефлексах.
Создателем данной теории считается русский ученый Иван Сеченов (1829-1905). Его идеи развили и подкрепили реальными экспериментами Владимир Бехтерев (1857-1927) и Иван Павлов (1849-1936). Несмотря на то, что Бехтерева в данном контексте упоминают реже, чем Павлова, его вклад также огромен. Именно он создал рефлексологию (направление психологии, в котором вся высшая нервная деятельность рассматривается как совокупность рефлексов).
Павлов известен своими практическими опытами, а также тем, что разделил условные и безусловные рефлексы. Он провёл огромное количество опытов на животных, изучал их реакцию на разные раздражители. При этом самым известным стал, конечно же, опыт со звонком, вызывающим у собаки выделение слюны и желудочного сока. Проведя опыты над разными животными, Павлов убедился, что условные рефлексы формируются всегда, если стимул для животного достаточно однозначен.
Рефлекторная регуляция. Рефлекс и рефлекторная дуга
Вопрос 1. Что такое рефлекс и рефлекторная дуга? Приведите пример рефлекторной дуги.
Рефлекс — это адекватный ответ организма на раздражитель, осуществляемый через посредство нервной системы. При осуществлении рефлекторной реакции возбуждение распространяется по рефлекторной дуге.
Рефлекторной дугой называют цепочку нервных клеток, участвующих в осуществлении рефлекса. Рефлекторная дуга начинается рецептором, воспринимающим раздражения и преобразующим их в нервные импульсы. В состав рефлекторной дуги входит рецептор, воспринимающий раздражение, который часто является периферическим окончанием чувствительного (афферентного) нейрона. По аксону чувствительного нейрона возбуждение передается в центральную нервную систему и распространяется или непосредственно на двигательный (эфферентный) нейрон, или на вставочные нейроны, а уже через них — на эфферентный. По аксону эфферентного нейрона возбуждение достигает исполнительного органа, чаще всего мышцы. В результате возбуждения деятельность этого органа изменяется, например, мышца сокращается.
Для примера рассмотрим рефлекторную дугу конкретного рефлекса — отдергивание руки от горячего предмета. При прикосновении к горячему предмету высокую температуру воспринимают специальные рецепторы. Они передают сигнал по чувствительным волокнам в спинной мозг, а оттуда нервный импульс по двигательным нейронам приходит к отдельным мышечным волокнам мышц разгибателей, что вызывает их сокращение и отдергивание руки от горячего предмета.
Вопрос 2. Как называются врожденные рефлексы и рефлексы, приобретенные в процессе жизни?
Врожденные рефлексы называются безусловными, а рефлексы, приобретенные в процессе жизни, — условными.
Вопрос 3. Какими свойствами обладают рецепторы?
Рецепторы — это окончания чувствительных нервных волокон или специальные чувствительные клетки, которые преобразуют раздражение в нервные импульсы.
Основные свойства рецепторов — высокая чувствительность и специфичность. Каждый тип рецептора настроен на свой раздражитель. Например, фоторецепторы реагируют на фотоны света, хеморецепторы — на действие химических веществ, а тактильные рецепторы – на прикосновения.
Вопрос 4. Какую функцию выполняют вставочные и исполнительные нейроны?
Вставочные нейроны воспринимают информацию от чувствительных и других вставочных нейронов, обрабатывают её и передают в соответствующие отделы мозга и на исполнительные нейроны. Исполнительные нейроны проводят нервные импульсы от мозга к исполнительным органам.
Вопрос 5. Каковы свойства синапсов?
Синапсы образуются в местах контактов аксона с клетками, которым он передает информацию. Синапсы передают информацию от аксона клетке химическим путем с помощью биологически активных веществ.
Основное свойство синапса — односторонняя проводимость. Информация не может быть передана принимающей клеткой обратно аксону.
Вопрос 6. Объясните действие прямых и обратных связей в нервной системе.
По рефлекторной дуге к исполнительному органу от мозга по каналам прямой связи поступают командные сигналы. От органа к мозгу по каналам обратной связи возвращается информация об успешности их выполнения. Этот импульс рождается в рецепторах, расположенных в исполнительных органах.
Наличие обратной связи позволяет мозгу отслеживать корректность выполнения команд из центральной нервной системы.
Что такое рефлекс в биологии 8 класс кратко
Рефлексы проявляются в возникновении или прекращении какой-либо деятельности организма: в сокращении или расслаблении мышц, в секреции или прекращении секреции желез, в сужении или расширении сосудов и т. п.
Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней среды или своего внутреннего состояния и приспособляться к этим изменениям. У позвоночных животных значение рефлекторной функции центральной нервной системы настолько велико, что даже частичное выпадение ее (при оперативном удалении отдельных участков нервной системы или при заболеваниях ее) часто ведет к глубокой инвалидности и невозможности осуществлять необходимые жизненные функции без постоянного тщательного ухода.
Значение рефлекторной деятельности центральной нервной системы в полной мере было раскрыто классическими трудами И. М. Сеченова и И. П. Павлова. И. М. Сеченов еще в 1862 г. в своем составившем эпоху труде «Рефлексы головного мозга» утверждал: «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы».
Все рефлекторные акты целостного организма разделяют на безусловные и условные рефлексы.
Безусловные рефлексы передаются по наследству, они присущи каждому биологическому виду; их дуги формируются к моменту рождения и в норме сохраняются в течение всей жизни. Однако они могут изменяться под влиянием болезни.
Условные рефлексы возникают при индивидуальном развитии и накоплении новых навыков. Выработка новых временных связей зависит от изменяющихся условий среды. Условные рефлексы формируются на основе безусловных и с участием высших отделов головного мозга.
Безусловные и условные рефлексы можно классифицировать на различные группы по ряду признаков.
NB! Эта классификация приемлема к более или менее простым рефлексам, направленным на объединение функций внутри организма. При сложных же рефлексах, в которых участвуют нейроны, находящиеся в высших отделах центральной нервной системы, как правило, в осуществление рефлекторной реакции вовлекаются различные исполнительные органы, в результетате чего происходит изменение соотношения организма с внешней средой, изменение поведения организма.
Примеры некоторых относительно простых рефлексов, наиболее часто исследуемых в условиях лабораторного эксперимента на животном или в клинике при заболеваниях нервной системы человека.
Как уже отмечалось выше, подобная классификация рефлексов условна: если какой-либо рефлекс может быть получен при сохранности того или иного отдела центральной нервной системы и разрушении вышележащих отделов, то это не означает, что данный рефлекс осуществляется в нормальном организме только при участии этого отдела: в каждом рефлексе участвуют в той или иной мере все отделы центральной нервной системы.
Любой рефлекс в организме осуществляется при помощи рефлекторной дуги.
В периферической нервной системе различают рефлекторные дуги (нейронные цепи)
Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:
Простейшую рефлекторную дугу можно схематически представить как образованную всего двумя нейронами: рецепторным и эффекторным, между которыми имеется один синапс. Такую рефлекторную дугу называют двунейронной и моносинаптической. Моносинаптические рефлекторные дуги встречаются весьма редко.
Вегетативные ганглии, в зависимости от локализации, могут быть разделены на три группы:
Такое различие соматической и вегетативной рефлекторной дуги обусловлено анатомическим строением нервных волокон, составляющих нейронную цепь, и скоростью проведения по ним нервного импульса.
Для осуществления любого рефлекса необходима целостность всех звеньев рефлекторной дуги. Нарушение хотя бы одного из них ведет к исчезновению рефлекса.
Схема реализации рефлекса
В ответ на раздражение рецептора нервная ткань приходит в состояние возбуждения, которое представляет собой нервный процесс, вызывающий или усиливающий деятельность органа. В основе возбуждения лежит изменение концентрации анионов и катионов по обе стороны мембраны отростков нервной клетки, что приводит к изменению электрического потенциала на мембране клетки.
Возбуждение проводится по нервным волокнам со скоростью от 0,5 до 100 м/с, изолированно и не переходит с одного волокна на другое, чему препятствуют оболочки, покрывающие нервные волокна.
Процесс торможения противоположен возбуждению: он прекращает деятельность, ослабляет или препятствует ее возникновению. Возбуждение в одних центрах нервной системы сопровождается торможением в других: нервные импульсы, поступающие в центральную нервную систему, могут задерживать те или иные рефлексы.
Взаимосвязь, определяющая процессы возбуждения и торможения, т.е. саморегуляции функций организма, осуществляется при помощи прямых и обратных связей между центральной нервной системой и исполнительным органом. Обратная связь («обратная афферентация» по П.К.Анохину), т.е. связь между исполнительным органом и центральной нервной системой, подразумевает передачу сигналов с рабочего органа в центральную нервную систему о результатах его работы в каждый данный момент.
Так, при взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозгу происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие мозгу чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в каждый данный момент. Такая двусторонняя сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т.е. пока рука не возьмет предмет. Следовательно, все время совершается самопроверка работы органа, возможная благодаря механизму «обратной афферентации», который имеет характер замкнутого круга.
Существование такой замкнутой кольцевой, или круговой, цепи рефлексов центральной нервной системы и обеспечивает все сложнейшие коррекции протекающих в организме процессов при любых изменениях внутренних и внешних условий (В.Д. Моисеев, 1960). Без механизмов обратной связи живые организмы не смогли бы разумно приспособиться к окружающей среде.
Рефлекс (биология)
Рефлекс (от лат. reflexus — отражённый) — стереотипная реакция живого организма на раздражитель, проходящая с участием нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой, осуществляются посредством рефлекторной дуги. [1] Рефлекс — основная форма деятельности нервной системы.
Содержание
Исторические сведения
Предположение о рефлекторном характере деятельности высших отделов головного мозга впервые было развито ученым-физиологом И. М. Сеченовым. До него физиологи и неврологи не решались поставить вопрос о возможности физиологического анализа психических процессов, которые предоставлялось решать психологии.
Далее идеи И. М. Сеченова получили развитие в трудах И. П. Павлова, который открыл пути объективного экспериментального исследования функций коры, разработал метод выработки условных рефлексов и создал учение о высшей нервной деятельности. Павлов в своих трудах ввел деление рефлексов на безусловные, которые осуществляются врожденными, наследственно закрепленными нервными путями, и условные, которые, согласно взглядам Павлова, осуществляются посредством нервных связей, формирующихся в процессе индивидуальной жизни человека или животного.
Большой вклад в формирование учения о рефлексах внёс Чарлз С. Шеррингтон (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1932). Он открыл координацию, взаимное ингибирование и облегчение рефлексов.
Значение учения о рефлексах
Учение о рефлексах дало очень многое для понимания самой сущности нервной деятельности. Однако сам рефлекторный принцип не мог объяснить многие формы целенаправленного поведения. В настоящее время понятие о рефлекторных механизмах дополнено представлением о роли потребностей в организации поведения, стало общепринятым представление о том, что поведение животных организмов, в том числе и человека, носит активный характер и определяется не столько возникающими раздражениями, сколько планами и намерениями, возникающими под влиянием определённых потребностей. Эти новые представления получили своё выражение в физиологических концепциях «функциональной системы» П. К. Анохина или «физиологической активности» Н. А. Бернштейна. Сущность этих концепций сводится к тому, что мозг может не только адекватно отвечать на внешние раздражения, но и предвидеть будущее, активно строить планы своего поведения и реализовать их в действии. Представления об «акцепторе действия», или «модели потребного будущего», позволяют говорить об «опережении действительности».
Общий механизм формирования рефлекса
Нейроны и пути прохождения нервных импульсов при рефлекторном акте образуют так называемую рефлекторную дугу:
стимул — рецептор-аффектор — нейрон ЦНС — эффектор — реакция.
Классификация
По ряду признаков рефлексы могут быть разделены на группы [2]
Безусловные
Безусловные рефлексы — это наследуемые, неизменные реакции организма на определённые воздействия внешней или внутренней среды, независимо от условий возникновения и протекания реакций. Безусловные рефлексы обеспечивают приспособление организма к неизменным условиям среды. Основные типы безусловных рефлексов: пищевые, защитные, ориентировочные, половые.
Примером защитного рефлекса является рефлекторное отдергивание руки от горячего объекта. Гомеостаз поддерживается, например, рефлекторным учащением дыхания при избытке углекислого газа в крови. Практически каждая часть тела и каждый орган участвует в рефлекторных реакциях.
Дуги безусловных рефлексов формируются к моменту рождения и сохраняются в течение всей жизни. Однако они могут изменяться под влиянием болезни. Многие безусловные рефлексы проявляются лишь в определенном возрасте; так, свойственный новорожденным хватательный рефлекс угасает в возрасте 3—4 месяцев.
Различают моносинаптические (включающие передачу импульсов к командному нейрону через одну синаптическую передачу) и полисинаптические (включающие передачу импульсов через цепочки нейронов) рефлексы.
Нейронная организация простейшего рефлекса
Простейшим рефлексом позвоночных считается моносинаптический. Если дуга спинального рефлекса образована двумя нейронами, то первый из них представлен клеткой спинномозгового ганглия, а второй — двигательной клеткой (мотонейроном) переднего рога спинного мозга. Длинный дендрит спинномозгового ганглия идёт на периферию, образуя чувствительное волокно какого-либо нервного ствола, и заканчивается рецептором. Аксон нейрона спинномозгового ганглия входит в состав заднего корешка спинного мозга, доходит до мотонейрона переднего рога и посредством синапса соединяется с телом нейрона или одним из его дендритов. Аксон мотонейрона переднего рога входит в состав переднего корешка, затем соответствующего двигательного нерва и заканчивается двигательной бляшкой в мышце.
Чистых моносинаптических рефлексов не существует. Даже коленный рефлекс, являющийся классическим примером моносинаптического рефлекса, является полисинаптическим, так как чувствительный нейрон не только переключается на мотонейрон мышцы-разгибателя, но и отдает аксонную коллатераль, переключающуюся на вставочный тормозной нейрон мышцы-антагониста, сгибателя.
Условные
Условные рефлексы возникают в ходе индивидуального развития и накопления новых навыков. Выработка новых временных связей между нейронами зависит от условий внешней среды. Условные рефлексы формируются на базе безусловных при участии высших отделов мозга.
Разработка учения об условных рефлексах связана в первую очередь с именем И. П. Павлова. Он показал, что новый стимул может начать рефлекторную реакцию, если он некоторое время предъявляется вместе с безусловным стимулом. Например, если собаке дать понюхать мясо, то у неё выделяется желудочный сок (это безусловный рефлекс). Если же одновременно с мясом звенеть звоночком, то нервная система собаки ассоциирует этот звук с пищей, и желудочный сок будет выделяться в ответ на звоночек, даже если мясо не предъявлено. Условные рефлексы лежат в основе приобретенного поведения. Это наиболее простые программы. Окружающий мир постоянно меняется, поэтому в нём могут успешно жить лишь те, кто быстро и целесообразно отвечает на эти изменения. По мере приобретения жизненного опыта в коре полушарий складывается система условнорефлекторных связей. Такую систему называют динамическим стереотипом. Он лежит в основе многих привычек и навыков. Например, научившись кататься на коньках, велосипеде, мы впоследствии уже не думаем о том, как нам двигаться, чтобы не упасть.
Аксон-рефлекс
Патологические рефлексы
Патологические рефлексы — неврологический термин, обозначающий необычные для здорового взрослого человека рефлекторные реакции. В ряде случаев свойственны более ранним стадиям фило- или онтогенеза.
Интересные факты
Существует мнение, что психическая зависимость от чего-либо вызвана формированием условного рефлекса. Например, психическая зависимость от наркотиков связана с тем, что приём определённого вещества связывается с приятным состоянием (формируется условный рефлекс, который сохраняется в течение почти всей жизни).
Условные и безусловные рефлексы
Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая нервной системой. Понятие «рефлекс» ввел Сеченов, он считал, что «рефлексы составляют основу нервной деятельности человека и животных». Павлов разделил рефлексы на условные и безусловные.
Рефлекторная дуга – это путь, по которому нервный импульс проходит при осуществлении рефлекса. Состав рефлекторной дуги:
1) Рецептор – чувствительное образование, способное реагировать на определенный вид раздражителя; преобразует раздражение в нервный импульс.
2) Чувствительный нейрон отправляет нервный импульс в центральную нервную систему (спинной или головной мозг), находится в заднем корешке спинного мозга.
