В начале XX века И. Павлов, создавший теорию условных рефлексов, объяснил и механизмы действия больших полушарий и коры головного мозга. Он установил, что условные рефлексы приобретаются в течение жизни на основе безусловных рефлексов.
Рефлекс начинается с раздражения рецепторов. Обычно он возникает при раздражении не одного, а нескольких рецепторов. Область организма, раздражение которой вызывает определенный безусловный рефлекс, называется рецептивным полем (рефлексогенной зоной). Например, рецептивное поле сосательного рефлекса — поверхность губ.
Сила рефлекса зависит от силы и продолжительности раздражения. Рецепторы преобразуют раздражения в нервные импульсы, которые по центростремительным нервным волокнам передаются в центральную нервную систему. Полученная здесь информация обрабатывается, а затем по центробежным нервным волокнам нервные импульсы передаются эффекторам (к ним относят мышцы, железы, почки и др. органы) и вызывают ответную реакцию организма на раздражители. Путь, по которому при рефлексе передается возбуждение, называется рефлекторной дугой. В состав рефлекторной дуги входят: рецепторы, центростремительные нервные волокна (чувствительные), нервный центр, центробежные (двигательные) нервные волокна, эффекторы (исполнительные органы). Чтобы возник рефлекс, нужны все элементы рефлекторной дуги.
Рефлексы бывают разными. Они различаются по механизму возникновения, рецептивному полю, биологическим функциям и тем, в какой части головного мозга находятся центральные нейроны рефлекторной дуги. По механизму возникновения рефлексы бывают врожденными, или безусловными, и приобретенными, или условными. Безусловные рефлексы (кашель, сосание) передаются из поколения в поколение. Условные рефлексы приобретаются в течение жизни. Одни рефлексы (моргание, чихание) возникают на короткое время, другие — продолжительнее.
По биологическим функциям различаются следующие рефлексы:
1. оборонительные, или защитные (почесывание, брыкание, кашель, чихание, рвота, мигание и др.);
2. пищевые (сосание, жевание, подстерегание, захват, глотание, питье и др.);
3. пищеварения (слюноотделение, секреция желудка, поджелудочной железы и кишок, перистальтика);
4. половые (ласкание, обнимание, эрекция, эякуляция);
5. ориентировочные (поворот глаз, ушей, головы в сторону раздражителя. Они важны для диких животных, так как часто спасают им жизнь);
6. голосовые (лай, писк, щебетание, рычание и др.);
7. тонусные — они регулируют движение и положение тела в пространстве и т.д.
Безусловные рефлексы. Сложные безусловные рефлексы, образующиеся по принципу цепной реакции и характерные для данного вида животных, называются инстинктами. Они могут быть очень сложными, напр.: пчелы лепят соты, птицы вьют гнезда, суки прорывают зубами оболочку зародыша и др. Благодаря инстинктам организм может оптимально приспособиться к окружающим условиям. В нормальных условиях инстинкты образуются в результате деятельности коры головного мозга и подкорковых образований.
К унаследованным безусловным рефлексам прибавляются приобретенные, или условные, рефлексы, и инстинкты становятся еще сложнее. Чистые инстинкты можно наблюдать, если удалить кору головного мозга. Первым это проделал с собакой немецкий физиолог Хальц в 1892 году. После такой операции собака может почти нормально ходить и бегать, но не способна подниматься по лестнице, не может преодолевать препятствия. Мышечный тонус у нее нормальный, рефлексы позы, восстановительный и ориентировочный сохраняются. Пищеварение, дыхание, терморегуляция, кровообращение также в норме. Прооперированная сука была осеменена, ощенилась и выкормила щенков. Но животные без коры головного мозга не могут найти пищу и сами не едят. Они не реагируют на зов, на сигнал опасности, почти все время спят. Просыпаются только тогда, когда чувствуют голод, когда возникает потребность к дефекации или мочеиспусканию (когда импульсы приходят из прямой кишки или мочевого пузыря).
Следовательно, при удалении коры исчезают все приобретенные рефлексы и остаются только инстинкты.
Инстинкт самосохранения. Рефлексы самосохранения реагируют на различные химические или физические раздражители. Эти реакции могут быть местными (отдергивание ноги) или сложными (деятельность всего организма — бегство от врага).