ВНД - це діяльність кори великих півкуль головного мозку і підкіркових утворень, що забезпечують найбільш досконале пристосування високоорганізованих тварин і людини до навколишнього середовища. Російським фізіологом І. М. Сеченовим вперше була висловлена думка про зв'язок свідомості і мислення людини з рефлекторною діяльністю головного мозку. Ця ідея була експериментально підтверджена і розвинута І. П. Павловим, який по праву вважається творцем вчення про вищу нервову діяльність. Її основою є умовні рефлекси.
Всі рефлекторні реакції організму І. П. Павлов поділив на дві групи - безумовні і умовні. Безумовні рефлекси - це рефлекси вроджені, що передаються у спадок від батьків, як і будь-який інший ознака. Вони є видовими, відносно постійними і здійснюються нижчими відділами ЦНС - спинним мозком, стовбуром і підкірковими ядрами головного мозку. Безумовні рефлекси зберігаються у тварин, позбавлених кори великих півкуль. Прикладами безумовних рефлексів є смоктальний, ковтальний, зіничний, кашель, чхання і ін. Вони утворюються у відповідь на дію строго визначених подразників. Так, рефлекс слиновиділення виникає при подразненні їжею смакових рецепторів сосочків мови. Виник порушення передається по чутливих нервах в довгастий мозок, де знаходиться центр слиновиділення, звідки воно по рухових нервах проводиться до слинних залоз, викликаючи слиновиділення. На основі безумовних рефлексів здійснюються регуляція і узгоджена діяльність різних органів і їх систем, підтримується саме існування організму.
Різновидом безумовних рефлексів є інстинкти - складні вроджені стереотипні форми поведінки. Вони не залежать від вишколу і проявляються, як правило, тільки в певні періоди життя під дією внутрішніх або зовнішніх подразників. Внутрішніми подразниками, що запускають інстинктивне поведінку, можуть виступати, наприклад, гормони, що визначають поведінку тварини в період розмноження. Зовнішнім подразником може бути зміна тривалості світлового дня, що запускає інстинктивне поведінку до відльоту птахів в місця зимівлі або гніздування. Ці пристосувальні реакції передаються у спадок з покоління в покоління, витримуючи жорсткий природний відбір, і безумовно мають важливе значення для виживання.
У пристосуванні до мінливих умов навколишнього середовища велика роль належить умовним рефлексам. Вони не є вродженими, а утворюються протягом життя на базі безумовних рефлексів під впливом певних факторів зовнішнього середовища. Умовні рефлекси строго індивідуальні, т. Е. У одних особин виду той чи інший рефлекс може бути присутнім, і відсутні у інших.
Умовні рефлекси утворюються в результаті спільної дії безумовного і умовного подразників. Для цього необхідне дотримання двох умов:
- дію умовного подразника має обов'язково збігатися або кілька передувати дії безумовного подразника (наприклад, для освіти у собаки умовного слюноотделительного рефлексу на дзвінок потрібно, щоб він почав дзвонити за 5-30 сек. до подачі корму і деякий час супроводжував їжу);
- умовний подразник повинен неодноразово підкріплюватися дією безумовного подразника. Так, після кількох поєднань дзвінка з прийомом їжі, у собаки буде спостерігатися слиновиділення при одному звуці дзвінка без харчового підкріплення.
Механізм утворення умовного рефлексу полягає у встановленні тимчасового зв'язку (замиканні) між двома вогнищами збудження в корі головного мозку. Для розглянутого прикладу такими осередками є центр слиновиділення і центр слуху. Дуга умовного рефлексу, на відміну від такої безумовного, значно ускладнена і включає рецептори, що сприймають умовний подразник, чутливий нерв, що передає збудження в головний мозок, ділянка кори, який сприймає подразнення, друга ділянка кори, пов'язаний з центром безумовного рефлексу, руховий нерв і робочий орган.
Біологічне значення умовних рефлексів в житті людини і тварин величезне. Вони дозволяють точно орієнтуватися в просторі і часі, уникати небезпеки, знаходити їжу за виглядом і запахом, і т. Д. З віком число умовних рефлексів зростає, набувається досвід поведінки, завдяки якому дорослий організм виявляється краще пристосований до навколишнього середовища. На вироблення умовних рефлексів заснована дресирування тварин.
При зміні умов існування в організмі утворюються нові умовні рефлекси, а вироблені раніше, але неподкрепляемие, можуть затухати або зовсім зникати завдяки процесу гальмування. І. П. Павлов досвідченим шляхом виявив два види гальмування умовних рефлексів - зовнішнє і внутрішнє. Зовнішнє гальмування відбувається в разі утворення в корі великих півкуль нового вогнища збудження під дією нового подразника, не пов'язаного з даними умовним рефлексом. Наприклад, біль призводить до гальмування харчового умовного рефлексу або вироблений у тварини умовний рефлекс, припустимо, на світло, не проявляється при раптовому шумі. Чим сильніше нове стороннє роздратування, тим більше його зниження дії.
Внутрішнє гальмування умовного рефлексу розвивається поступово, в разі багаторазового неподкрепления умовного подразника безумовним. Завдяки внутрішньому гальмування в ЦНС відбувається згасання біологічно недоцільних для організму реакцій, які втратили своє значення в змінених умовах середовища. Наприклад, при пересиханні водойми, з якого тварини пили воду, умовний подразник (вид струмка) не підкріплюватися безумовним (пиття води), умовний рефлекс буде згасати, і тварини перестануть ходити сюди на водопій. Вони знайдуть нове джерело води, і виникне новий рефлекс замість втраченого. Утворення нових умовних рефлексів і зникнення старих дозволяє організму змінювати свою поведінку, всякий раз пристосовуючи його до особливостей середовища проживання.
Внутрішнє гальмування дозволяє організму зводити до мінімуму біологічно недоцільні реакції на подразники.