Регуляция жизнедеятельности организмов
статья по биологии (9 класс)

Уровни регуляции жизнедеятельности

1. Биологический (физиологический) уровень регуляции

Нейроэндокринная регуляция висцеральных (внутренних) систем организма

Центральное место в биологической регуляции занимает понятие гомеостаза.

Гомеостаз – это поддержание постоянства внутренней среды организма.

Интерорецепторы (интероцепторы) являются воспринимающими устройствами гомеостатических систем. Они реагируют на отклонение определенных параметров организма от заданных значений. Например, барорецепторы сосудов реагируют на повышение кровяного давления. Хеморецепторы гипоталамуса реагируют на повышение/понижение РН крови, другие рецепторы реагируют на осмотическое давление крови.
Интероцепторы порождают возбуждение в ответ на это раздражение и направляют поток возбуждения в гипоталамус через таламус.

Гипоталамус является высшим вегетативным центром регуляции и обеспечивает гомеостаз.

Гомеостатические константы – это те показатели, которые поддерживаются на постоянном уровне. Отклонение гомеостатических констант от заданных пределов порождает гомеостатические реакции, направленные либо на возврат константы в заданные пределы, либо на включение механизмов компенсации со стороны других систем организма. Компенсаторные реакции позволяют сохранять сбалансированное состояние на новом уровне.
Таким образом, цель гомеостаза состоит не только в том, чтобы поддерживать постоянство внутренней среды, но также в том, чтобы поддерживать сбалансированность всех процессов и систем организма.
С этой точки зрения компенсаторные реакции возникают чаще, чем собственно гомеостатические. Организм сопротивляется изменениям или же подстраивается под них.
Систематическое нарушение гомеостаза может приводить к улучшению работы компенсаторных и гомеостатических реакций, происходит тренировка и адаптация. Это используется в спортивной деятельности. Но эти же явления развиваются в случае производственной адаптации.
Механизмы гомеостатической регуляции – нейрогуморальные, т.е. их обеспечивает совместная деятельность нервной и эндокринной систем.

Иерархичность нервной регуляции

Большой вклад в исследование биорегулирования внес Б.Г. Ананьев. По его представлениям любая биологическая система – это сложная организация контуров регулирования с множественной цепью звеньев. Она включает в себя объекты регулирования, измерительные устройства, исполнительные устройства, механизмы обратной связи. Эта система обеспечивает постоянство регулируемой среды.
Мозг человека также попадает под понятие объекта регулирования, несмотря на то, что сам содержит регулирующие системы.
Характерным признаком биорегуляции является дублирование контуров регулирования. Регулирование характерно для мозговой деятельности. Важно, что дублирование контура регулирования происходит на разных уровнях ЦНС. Это структуры ствола мозга во главе с ретикулярной формацией, подкорковые структуры и структуры коры больших полушарий головного мозга.
Таким образом, система регуляции представляет собой многоэтажную иерархическую систему.
Идею иерархичной многоэтажности управления применил Н.А. Бернштейн.
5 уровней построения движения по Бернштейну:
Уровень А. Самый низкий и филогенетически самый древний, обеспечивает мышечный тонус, участвует в организации любого движения совместно с другими уровнями. На этот уровень поступают сигналы от мышечных проприоцепторов, которые сообщают о степени напряжения мышц. Также сюда поступает информация от органов равновесия.
Уровень В. Уровень синергий. Здесь обрабатываются сигналыот мышечно-суставных рецепторов, которые сообщают о взаимном положении и движении частей тела.
Уровень С. Уровень пространственного поля. Принимает сигналы от зрения, слуха, осязания и получает информацию о внешнем пространстве. На этом уровне строятся движения, приспособленные к пространственным свойствам объекта. Он учитывает форму, размеры, положение и массу предметов.
Уровень D. Уровень предметных действий. Это корковый уровень, который управляет действиями с предметами.
Уровень Е. Уровень интеллектуальных двигательных актов, в том числе речевых движений, письма, жестов глухонемых, азбуки морзе и так далее. В этих движениях заложен отвлеченный, вербальный смысл.
Также Бернштейн разработал схему рефлекторного кольца, которой объяснял целенаправленные движения. В ней имеются сенсорные входы (рецепторы), моторные выходы (эффекторы), рабочая точка – объект, а также несколько центральных блоков: блок перешифровок, программа, задающий прибор, прибор сличения.
Представления о рефлекторном кольце развил П.К. Анохин. Он предложил свою функциональную систему. В ней нашлось место для всех основных психических процессов и состояний, которые обеспечивают целенаправленное поведение. Главным звеном в этой схеме является акцептор результата действия.
Если параметры выполняемого действия не соответствуют акцептору действия, то возможно отрицательное эмоциональное состояние, оно создает дополнительную мотивацию для продолжения действия и его повторению по исправленной программе. Так происходит до тех пор, пока полученный результат не совпадет с запланированным.

Типы нервной регуляции

Бессознательная или непроизвольная регуляция

А. Крауклис установил, что любая ответная реакция включает в себя первичные и вторичные приспособительные эффекты. Первичные – непосредственный ответ на конкретные воздействия, вторичные – неспецифические реакции, изменение общего уровня бодрствования и включение механизмов, обеспечивающих условно-рефлекторную саморегуляцию общей активности.

Типы бессознательной саморегуляции:
1. Отбрасывание избыточного возбуждения на периферию. При сильном и внезапном возбуждении в головном мозге развивается высокая активность, высокий уровень возбуждения. Ее не получается уравновесить в собственных системах мозга, и избыточное возбуждение перебрасывается на речевые и двигательные реакции. Возбужденный человек не может найти себе места, судорожно и хаотично движется, стремится рассказать о своих неприятностях любому, кто готов его слушать, у него большая потребность высказаться. Оскорбленный человек охвачен яростью, кричит, крушит все на своем пути. Некоторые люди направляют этот вид реагирования в более приемлемое русло, например, выполняют тяжелую работу/дают себе тяжелую физическую нагрузку. При социальной неприемлемости двигательной и речевой активности человек выглядит внешне спокойным, сдерживает свой крик и движение, в этом случае возбуждение головного мозга ищет другой выход и направляется к внутренним органам. В этом случае резко повышается давление крови, учащается сердцебиение, дыхание, могут возникнуть желудочные и кишечные спазмы. При этом могут пострадать ослабленные органы и системы, развиваются психосоматические заболевания.
2. Привлечение дополнительного притока возбуждения в головной мозг. Используются средства тонизирования – физическая нагрузка на мышцы, воздействия на органы чувств (музыка, душ, массаж и т.п.). Таким образом, этот тип саморегуляции заключается в искусственном повышении возбуждения голосного мозга.
3. Использование условных привычных сигналов для вызывания привычного состояния, которое раньше сочеталось с этими сигналами. Например, привычный коллектив и обстановка в нем запускают привычное функциональное состояние, которое обеспечивает высокую работоспособность. Привычная любимая мелодия запускает механизмы релаксации, происходит переход в состояние отдыха, которое сопровождается мышечной и психической релаксацией.
Условные сигналы могут пробуждать ассоциируемые с ними воспоминания и запускать соответствующие функциональные состояния. В этом же ряду пусковых сигналов, которые обеспечивают переход к активному функциональному состоянию, находятся различные ритуалы и предметы, которые используются спортсменами и представителями рискованных профессий для настройки на экстремальную деятельность.
4. Кризисная регуляция. Запускается, когда не срабатывают первые три типа, или когда они оказываются недостаточными. Часто так происходит в кризисных ситуациях, т.е. при стрессах, фрустрациях, конфликтах, а также при крайних вариантах реализации внутренних потребностей своей жизни – мотивов, стремлений, ценностей. Обычным атрибутом кризисной ситуации является переживание мощного психологического дискомфорта и сильных отрицательных эмоциональных состояний. Они мешают действовать обычным механизмам саморегуляции. Преодоление «кризисного состояния» может происходить по следующим направлениям:
1) Обесценивание кризисной ситуации;
2) Вытеснение неприятных переживаний;
3) Смирение и терпение;
4) Поиск положительных моментов в ситуации, например: «хорошо, что это случилось сейчас, а не в менее подходящее время», «то, что нас не убивает, делает нас сильнее», «это хороший повод изменить свою жизнь к лучшему», «это даст мне новый ценный опыт», «если я смогу это преодолеть, то…».
5) Поиск новых ориентиров, ценностей, возможностей.

Таким образом, бессознательная саморегуляция может происходить по четырем направлениям, выделяясь в виде четырех типов. При этом, все четыре типа взаимосвязаны, взаимообусловлены и влияют друг на друга.
Высокий уровень бодрствования мозга обеспечивает повышенный объем внимания, восприятия и формирует более точные ответные реакции, что повышает эффективность деятельности. В тоже время перевозбуждение ухудшает эти характеристики и понижает эффективность деятельности.
Таким образом, по результатам деятельности мы можем косвенно судить об адекватности достигнутого состояния, соответственно, в случае адекватности достигнутого функционального состояния, обеспечивающего высокую эффективность деятельности, можно предполагать хорошие механизмы саморегуляции, позволяющие достигать нужного функционального состояния.
Итак, если человек может собраться, мобилизовать свои силы и успешно преодолеть трудности, то можно приписать ему высокий уровень регуляции ВНД, и наоборот, неспособность справиться с трудностями свидетельствует о низком уровне саморегуляции психики или о временном сбое саморегуляции.
Задача саморегуляции – обеспечить оптимальное функциональное состояние, которое, в свою очередь, обеспечивает адекватность и эффективность поведенческих реакций, т.е. высокую приспособительную эффективность психической деятельности.
Исходя из вышесказанного, важной задачей психолога является восстановление или построение механизмов саморегуляции психического состояния у его клиентов.

1. Саморегуляция посредством отреагирования

Опирается на соотношение между задержанной активностью мозга, т.е. возбуждением, циркулирующим по мозгу, и активностью, выходящей из мозга, т.е. возбуждением периферических структур. Если количество выходящей из мозга импульсации больше поступающей, то напряжение психической деятельности уменьшается, и наоборот, если преобладает задержанная импульсация над выходящей, то напряжение уровня бодрствования возрастает.
Т.о., напряженная физическая деятельность снижает напряжение умственных и психических процессов, она способствует психической разрядке.
Неконтролируемый сброс психического напряжения также может идти через повышенную физическую активность. Предельное выражение этого направления – состояние аффекта, которое характеризуется неконтролируемой моторной активностью.
Перевозбуждение также можно предотвратить, если уменьшить приток возбуждения в ЦНС из внешних или внутренних источников. Для этого служит тихая спокойная обстановка. Этим же целям служит переключение внимания с мощных источников сенсорного и информационного воздействия на более слабые.
Обычно происходит чередование в преобладании задержанной и выходящей активности, что обеспечивает циклическую работу мозга в виде цикличности колебаний уровня бодрствования.
Циклическая нервная активность присуща нервной деятельности. Она обеспечивает отсчет времени и определенные периоды существования кратковременной и оперативной памяти. Задержанное циркулирование возбуждения является основой непрерывности психической деятельности организма в целом. Отреагирование имеет охранительное значение.

Задержанное в мозге возбуждение в виде ритмического проходящего движения возбуждения по кругу является основой непрерывности психической деятельности и непрерывной деятельности организма в целом. Внешние раздражители, вызывающие нервное возбуждение могут действовать эпизодически и неритмично. В противовес этому психическая деятельность и регуляция внутренних биохимических процессов организма должны происходить непрерывно. Для этого служит механизм циркуляции возбуждения, а также система пейсмейкеров. Мозг находится постоянно в бодрствующем состоянии за счет нескольких потоков возбуждения, воздействующих на него:
1) сенсорный поток от экстрарецепторов;
2) сенсорный поток от интерорецепторов;
3) сенсорный поток от пейсмейкеров;
4) специальная система подбуживания (подбадривания), повышающая общую активность.
Двигательное отреагирование позволяет сбросить избыточное возбуждение мозга на периферические структуры и уменьшить циркулирующие потоки возбуждения. С помощью волевых усилий возможно ослабить или подавить вторичные двигательные реакции, к4оторые возникли за счет отреагирования. Но, как правило, при внезапном сильном воздействии в головном мозге развивается настолько сильная активность, что ее не удается уравновесить в соответствующих системах мозга. Тормозные системы просто не успевают срабатывать и подавлять ее. Именно в этих случаях основной поток возбуждения переключается на реализацию внешних двигательных и речевых реакций. В том случае, если подавляющие тормозные реакции уже были выработаны заранее, то даже внезапный сильный раздражитель может не привести к двигательным реакциям типа отреагирования. В этом проявляется поведенческая адаптация к стрессовому воздействию.
Например, внезапное болевое или звуковое воздействие способно вызвать бурные двигательные реакции человека. Но если предупредить его о предстоящем воздействии, то подобные двигательные реакции могут полностью устраняться. При внезапных и сильных эмоциональных воздействиях отрицательного характера общество требует от человека проявлять выдержку и затормаживать свои естественные двигательные и звуковые реакции. Особенно жестко эти требования предъявляются к мужчинам, в частности, к представителям силовых структур. В этом случае избыток нервной активности головного мозга по механизму компенсаторного отреагирования направляется не к двигательным системам, а к внутренним органам и вызывает их сильное напряжение и повышает активность, не связанную с их обычной функциональной деятельностью.
Как правило, такие реакции проявляются в виде повышения кровяного давления, учащения сердцебиения, учащения дыхания, усиления моторики и секреции пищеварительного тракта. Кроме того, неатреагирование отрицательного воздействия вызывает застойное психическое напряжение, требующее разрядки. В такой ситуации человек не может отделаться от мысли о пережитом, негативная эмоциогенная ситуация вновь прокручивается в его мыслях, поддерживая возбуждение. Человек ищет различные варианты ответов на полученное воздействие. Получается, что волевое торможение приводит лишь к отсрочке отреагирования. Без полноценного отреагирования психическое напряжение фиксируется и поддерживается на еще большие сроки. Оно продолжает делать выбросы на речевую и двигательные системы, а также на внутренние органы, осложняя их работу. Может сформироваться порочный круг, поддерживающий и усиливающий психическое возбуждение.
Определенную опасность для такого субъекта и окружающих может представлять то, что приступы отреагирования наступают внезапно, немотивированно, вне связи с текущей ситуацией или в ответ на слабые сигналы, которые в норме не должны вызывать столь бурные реакции. Таким людям необходима помощь психолога, психотерапевта, психиатра.

2. Саморегуляция посредством изменения притока нервной импульсации

Отреагирование включалось для того, чтобы устранить уже существующие функциональные сдвиги в психическом состоянии.
Второй тип саморегуляции предназначен для предотвращения возможного психического перенапряжения. ЦНС способна регулировать поток нервных импульсов, идущий от сенсорных рецепторов. Мышечное напряжение тоже порождает сенсорный поток импульсов от проприоцепторов, поэтому мышечное напряжение энергизирует ЦНС. Но мышечное напряжение может быть субъективным. Такое избыточное мышечное напряжение возникает в ситуациях, когда, несмотря на усталость, человек вынужден выполнять тонко координированную работу. Повышенную склонность к этому имеют люди со слабым типом ВНД, так как у них повышен общий уровень активации нервной системы.
Люди с сильным типом ВНД обладают пониженным психическим тонусом, они работают лучше в беспокойной и шумной обстановке, чем в спокойной. Для сильного типа ВНД легкий дискомфорт обеспечивает дополнительное мышечное напряжение, повышенный уровень бодрствования мозга, и, как следствие, повышает эффективность и продуктивность деятельности.
Э.Джекобсон исследовал особенности состояния организма при полной расслабленности скелетных мышц. Его первоначальной целью было изучение возможностей диагностики эмоций по характеру распределения напряжения в различных группах мышц. Он установил, что при эмоциональных реакциях у здоровых и больных людей всегда наблюдается напряжение скелетной мускулатуры. При этом для каждой эмоции существует локализация мышечного напряжения. Так, депрессивные состояния сопровождаются напряжением дыхательной мускулатуры, страх – напряжение мышц речедвигательного аппарата и затылочных мышц. Возникла идея замерить силу эмоций по силе мышечного напряжения, а также управлять эмоциональным состоянием с помощью изменения мышечного напряжения. Выяснилось, что у больных неврозами постоянно сохраняется повышенное напряжение скелетных мышц, это приводит к нервному перенапряжению и вызывает ощущение утомленности и общей слабости. Джекобсон обучал таких людей специальным приемам мышечного расслабления, установил, что эти приемы дают лечебный эффект. Эти упражнения получили название «Метод прогрессивной последовательной релаксации».
Вывод: Уменьшая с помощью релаксации мышц поток проприоцептивного возбуждения, можно уменьшить психическое напряжение еще «на входе».
Второй вариант саморегуляции психического напряжения на входе – это изменение потока возбуждения, идущего от органов дыхания. Изменние режима дыхания можно использовать для саморегуляции.
Физиолог Франкель показал, что нервные импульсы из дыхательного центра подкорковых отделов мозга (продолговатого и среднего мозга) распространяются по специальным нервным путям на кору больших полушарий и влияют на её тонус. Вдох повышает тонус коры, а выдох снижает. Это явление объясняет, почему максимальное физическое усилие удаётся произвести в момент задержки дыхания на вдохе.
Повышение тонуса нервной системы: Вдох производится в замедленном темпе, а выдох - быстро и энергично.
Понижение тонуса нервной системы: Короткий вдох, растянутый замедленный выдох и небольшая задержка дыхания после него. Такой тип дыхания может привести к снижению кровяного давления.

Социальная регуляция обычно требует подавления вторичных двигательных приспособительных реакций. То, что допускается для ребенка, становится недопустимым для взрослого. В ряде случаев двигательные реакции замещаются речевой активностью. Общество путем воспитания индивида способствует формированию у него тормозных сдерживающих реакций, которые ослабляют или блокируют двигательные реакции отреагирования. При сформированном навыке торможения даже сильный внезапный раздражитель может не вызвать двигательных реакций. Если человека заранее предупредить о воздействии такого раздражителя, то он может полностью убрать двигательную реакцию в ответ на сильный раздражитель. Таким способом можно проверить силу самоконтроля и эффективность самоуправления.

Следует различать в этом случае три механизма саморегуляции по устранению перевозбуждения:
1) Охранительное торможение.
В этом случае возбуждение гасится в самом мозге. Однако не исключено, что по механизму положительной временной индукции тормозный очаг не сменится возбуждающим через некоторое время. Этот механизм может поддерживать циклическая активность. Приступы активного отреагирования сменяются приступами спокойствия. Происходит циклическая смена возбуждения и торможения. Внутренняя цикличность возбуждения может сформировать ложную цепь событий, которые чисто случайно связаны с приступами возбуждения; человек ошибочно усматривает в этих событиях закономерности, в то время, как истинной причиной является индукция, которая приводит к периодичным подъемам внутреннего возбуждения.

2 Психический уровень регуляции

Психическая регуляция - это регуляция жизнедеятельностью с помощью психических процессов.

3. Социальный уровень регуляции

Социальная регуляция - это регуляция жизнедеятельностью человека со стороны социума, общества.

Совокупность людей образует надындивидуальную структуру. Эта структура включает в себя отдельных людей в качестве элементов, а также включает в себя связи между ними.
Элементы +связи=система
Если человек хочет вписаться в эту структуру, то он должен сформировать связи с другими членами данной группы и подчинить свое поведение интересам данной системы (группы или более обширной системы более высокого порядка) и достижению ее целей.
Таким образом, групповая система предъявляет к отдельному человеку определенные требования – к его поведению, деятельности и психике.
Система использует управление в виде убеждения, поощрения и наказания, которые вынуждают индивида следовать нормам и требованиям данной групповой системы.