Нервная деятельность, стимуляция и обратная связь

Обнаружение изменений в среде исключительно важно для животного, так как позволяет ему адаптироваться и выжить в окружающем его мире. Функциональное назначение рецепторов, нервной системы и головного мозга состоит в том, чтобы обнаруживать, отбирать, координировать и сохранять информацию об изменениях в окружающей среде. Этот процесс происходит при непрерывной активности всех систем, что имеет определяющее значение для их нормального функционирования. Внешняя стимуляция поддерживает контакт животного со средой, она необходима для того, чтобы сохранять основные функции организма. Эксперименты показали, что животные, которых содержали в унылых, однообразных клетках или в темноте, в дальнейшем плохо ориентировались в лабиринтах или при недостатке освещения.

Депривация опыта в детском возрасте всегда имеет более серьезные последствия, чем у взрослых. Однако степень таких изменений определять весьма сложно, так как трудно поставить «чистый» эксперимент. Для решения этой сложной проблемы использовали ряд экспериментальных процедур. Генетические различия, возраст животных, тип депривации, продолжительность опыта, длительность последующего обучения — все это влияло на результаты. Предполагалось, что некоторые эксперименты могут быть более эффективны в течение ограниченного «критического периода», например, сразу же после отлучения от груди. Это связано с созреванием нервных структур головного мозга. Возможно, нервная система молодых животных более легко поддается воздействию, чем у взрослых, и она более чувствительна к физическим и химическим изменениям. Известно также, что гомеостатические или стабилизирующие системы неэффективно функционируют в младенчестве. К тому же, вполне вероятно, что первый эксперимент во всяком случае более эффективен, чем любой последующий. Однако только воздействие целого ряда факторов приводит к результатам, подтверждающим концепцию «критических периодов».

В экспериментах были выявлены различные физиологические эффекты влияния «обедненной» (зрительной и слуховой депривации) и «обогащенной» (когда имеется изобилие того, что можно делать и на что смотреть) среды на изменения биохимии и веса мозга у крыс. Выяснилось, что стимуляция необходима для развития нервных структур. Имеется доказательство, что оптимальное возбуждение ускоряет развитие функций. У животных, содержащихся в темноте со дня рождения, показатели изменения электрической активности мозга в ответ на различные стимулы в возрасте от 4 до 12 месяцев отличаются от показателей животных, выросших в обычных условиях. Причем восстановление нормального функционирования после окончания эксперимента носит более длительный характер для животных, занимающих высокие ступени эволюционной лестницы. Возвратная информация (обратная связь) от произведенного действия является очень важной для большинства форм поведения.

Определение центральной нервной системы как системы контроля саморегуляции — общепринято. Поддержание постоянства внутренней среды, например, требует отрицательной обратной связи. Если среда становится слишком горячей и приводит к повышению температуры тела, то система управления корректирует внутреннюю температуру, понижая ее до нормальных показателей. Если приток сенсорной информации из рецепторов в центры прерван, то положение становится затруднительным. С одной стороны, искажения визуальной информации приводят к ошибкам в движениях. С другой стороны, ограничения в движении затрудняют усвоение визуального опыта. Например, котенок, который был связан так, что не мог двигаться, но получал всю визуальную информацию с помощью передвижных экранов, был значительно менее умелый, чем котенок, который получил тот же самый визуальный опыт, но при этом мог передвигаться.

Игра молодых млекопитающих содержит постоянное взаимодействие между движением и восприятием внешних и внутренних стимулов, что, вероятно, сказывается на установлении или более быстром развитии контроля саморегуляции.