История

Изучение комплекса физиологических процессов, происходящих в головном мозге человека, носит название нейрофизиологии.  
Нейрофизиология как наука начала развиваться с наступлением 19 века, когда было положено начало изучения нервной системы человека.
Однако, уже в древности возникли ощутимые предпосылки к развитию сложной и многогранной науки об изучении мозга. К примеру, древние исследователи полагали, что головной мозг человека представляет собой совокупность трех камер, заполненных жидкостью, которые осуществляют следующие основные функции: внимание, мышление и память (Рис.1).

Рис. 1. Представление о головном мозге в древности.
1-    внимание; 2- мышление; 3- память
Перелом в понимании функций головного мозга наступил в XVIII столетии, когда философом и математиком Рене Декартом были сформулированы первые представления о рефлекторном принципе действия нервной системы человека. Он полагал, что нервы представляют собой полые трубки, по которым от головного мозга, вместилища души, передаются животные духи к мышцам. Простейший рефлекс описывался Декартом следующим образом: ожог или какой-либо другой раздражитель служит стимулом, который запускает цепь следующих реакций: «животный дух» направляется к головному мозгу, отражается от него и по соответствующим нервам (трубкам) направляется к мышцам, раздувая их (Рис.2).

Рис. 2. Представление о нервной системе по Декарту.

Решающим толчком к становлению нейрофизиологии, как науки стало открытие в начале 20 века структурной единицы мозга – нейрона (Рис.3).

Рис.3. Нейроны и межнейронные связи.

Далее, почти одновременно несколькими учеными были установлены любопытные факты: при пересечении  задних спинномозговых корешков у подопытных животных исчезает  чувствительность, при пересечении  передних спинномозговых корешков, наблюдаются двигательные расстройства.  Таким образом,  была установлена связь, в соответствии с которой задние корешки направляют импульсы к мозгу, а передние – к рабочим органам. Это позволило осуществлять множество экспериментов, которые позволили подробнее изучить деятельность нервной системы человека.
Важным этапом в развитии нейрофизиологии по праву считается открытие И.М. Сеченовым в 1863 году центрального торможения.
С наступлением 20 века ученые ещё более подробно изучили функциональные отделы нервной системы и вывели несколько важных закономерностей, построенных на рефлексии. Ф.В. Овсянников определил роль ствола головного мозга и его влияние на сердечно-сосудистую деятельность и дыхания, а Л. Лючиани – роль мозжечка.
Однако поистине революционным открытием в нейрофизиологии считается теоретическое обоснование И.П. Павловым основ учения об условных рефлексах и практическая их реализация.
В своих экспериментах И.П. Павов установил фундаментальную закономерность: предъявление животному (И. П. Павлов проводил исследования на собаках, но это верно и для человека (Рис.5) двух стимулов – вначале условного (например, свет), а затем безусловного (например, подкармливание собаки кусочками мяса), после некоторого числа сочетаний, приводит к тому, что при действии только светового сигнала (условного сигнала) у собаки развивается пищевая реакция (выделяется слюна, желудочный сок, собака облизывается, скулит, смотрит в сторону миски), т.е. образуется пищевой условный рефлекс (Рис.4).

Рис.4. Формирование условного рефлекса у экспериментальной собаки (По И.П. Павлову).


Рис.5. И.П. Павлов на опыте по изучению условных рефлексов.

Позднее был изучен механизм деятельности нервных клеток, а также суть торможения и возбуждения. Так, российский ученый Н.Е. Введенский использовал для этого обычный телефонный аппарат, а А.Ф. Самойлов - струнный гальванометр. Все эти изобретения были использованы позже для изучения нейромоторных единиц).
На современном этапе функции нейрофизиологии построены на изучении интегративной деятельности центрального и вегетативного отделов нервной системы. Получение сигналов осуществляется самыми различными способами: непосредственно с поверхности головы, или с биологически-активных точек- проекции мозговых структур на поверхность кожи, с  применением поверхностных электродов, различного рода раздражителей периферических и центральных отделов, и т.д.
На современном этапе нейрофизиология тесно связана с такими науками как нейрокибернетика, нейрохимия и нейробиология. Развитие этих направлений уже в ближайшем будущем позволит не только осуществлять диагностику и лечение широкого спектра  заболеваний головного мозга и вегетативной нервной систем, а также различных нейропатологических синдромов, но и находить для них альтернативные сферы применения. Так, например, использование биопотенциалов головного мозга уже сегодня применятся для управления компьютером и другими устройствами, для набора текстов посредством биологической обратной связи и многого другого (Рис.6).


Рис.6. «Шлем» для игрового ЭЭГ мониторинга.