Учение об условных рефлексах разработано И. П. Павловым и его школой. Изучая методом условных рефлексов работу больших полушарий мозга, Павлов создал новую область физиологии — материалистическое учение о высшей нервной деятельности. Благодаря этому открытию впервые в истории естествознания мы получили возможность объективно, со строго научных позиций, изучить поведение животного и человека.
Условные рефлексы образуются на основе безусловных врожденных рефлексов. Для того чтобы образовался условный рефлекс, необходимо совпадение во времени какого-либо безразличного для организма воздействия с тем или иным врожденным рефлексом. Примером образования простейшего условного рефлекса может служить следующий опыт.
В «станке стоит собака, у которой после несложной операции проток околоушной слюнной железы выведен наружу и слюна выделяется в подставленную пробирку. Перед глазами животного находится электрическая лампочка, которая в зависимости от условий опыта периодически зажигается и гаснет. Каждый раз после вспыхивания лампочки собака получает порцию еды. (Как уже давно установлено физиологами, еда сопровождается отделением некоторого количества слюны. Это врожденный, безусловный рефлекс.) Если в течение ряда дней вспыхивание электрической лампочки и прием пищи совпадают во времени, то между условным раздражением (вспыхивание лампочки) и безусловным рефлексом (отделение слюны во время приема пищи) образуется временная связь. Каждое зажигание лампочки будет сопровождаться отделением слюны, независимо от того получает ли собака пищу. Животное начинает реагировать на зажигание лампочки как на сигнал получения еды.
Раздражители, совпадающие во времени с различными безусловными рефлексами (пищевыми, защитными), становятся для животного сигналом, предупреждающим его о пище, о приближении опасности, об изменениях во внешней среде.
Ребенок, схвативший ручкой пламя свечи, не потянется к нему вторично, если первая попытка сопровождалась ожогом. Безусловный рефлекс (отдергивание руки при болевом раздражении) явился в данном случае основой для образования условно-рефлекторной связи. Можно привести немало примеров из повседневной жизни, характеризующих образование и торможение условных рефлексов.
И. П. Павлов неоднократно подчеркивал, что условные рефлексы возникают по принципу временной связи.
В коре головного мозга происходит замыкание между нервными клетками, воспринимающими условное раздражение, и клетками, входящими в состав дуги безусловного врожденного рефлекса. Изменяются условия, и данная условно-рефлекторная связь через тот или иной промежуток времени может исчезнуть. Это носит название угасания условного рефлекса.
Условным раздражителем может служить любое воздействие из внешней и внутренней среды. Попробуйте давать собаке пищу каждые пять минут, не подкрепляя кормления каким-либо специальным раздражителем. Очень скоро при приближении каждой пятой минуты у собаки начинается условное слюнотечение.
Если несколько дней подряд впрыскивать собаке морфин, вызывающий у нее рвоту, одышку и сон, то через определенный промежуток времени, как показал А. О. Долин, простой укол иглы или подкожное введение физиологического раствора поваренной соли сопровождается такой же точно реакцией — рвотой, одышкой, сном. Таких примеров можно было бы привести очень много.
Даже боль является иногда условным раздражителем. В лаборатории И. П. Павлова была сделана попытка использовать в качестве условного раздражителя крайне болезненное электрическое воздействие на кожу.
Широкую известность получил опыт М. Н. Ерофеевой, поставленный еще в 1912 г.
Как известно, раздражение кожи электрическим током вызывает у собаки сложную оборонительную реакцию.
Если ток приложен к лапе, животное начинает ее отдергивать, рвать лямки, визжать, пытается убежать из лаборатории. Если при этом дать животному пищу, даже особо вкусную, оно отворачивает голову, не желая прикоснуться к еде. Более того, собака отказывается входить в комнату, где ей причинили боль и пытается спрятаться от экспериментатора.
Таким образом, на первых порах боль тормозит (подавляет, угнетает) пищевой рефлекс. Оборонительная реакция оказывается сильнее пищевой. Но, если повысить возбудимость пищевого центра, т. е. в течение нескольких дней не давать собаке пищи, заставить ее голодать, оборонительная реакция на электрический ток становится слабее. Постепенно животное перестает сопротивляться и начинает осторожно брать еду. И, наконец, несмотря на сильнейшую, по-видимому, боль, вызванную электрическим током, собака начинает есть. Наступает период, когда болевое раздражение, которое раньше сопровождалось криком и отдергиванием лапы, вызывает у собаки облизывание и выделение слюны. Таким образом, болевое раздражение превращается в условный раздражитель пищевого рефлекса.