Все животные организмы, в том числе человек, постоянно находятся под бесчисленным множеством воздействий окружающей среды. На разнообразные внешние влияния нервная система дает ту или иную ответную реакцию, носящую название рефлекса. Рефлексы бывают безусловные (врожденные) и условные (приобретенные).

Безусловные рефлексы передаются по наследству и поэтому называются врожденными. К рефлексам подобного рода относятся, например, отдергивание руки при соприкосновении с горячим предметом, мигание или зажмуривание глаз при взгляде на очень яркий источник света, акт сосания и крик новорожденного и др. Безусловные рефлексы осуществляются в низших отделах нервной системы: в спинном мозге, в стволе мозга, подкорковых узлах.

При неожиданном болевом раздражении (укол, ожог) руки человек непроизвольно отдергивает ее. Происходит это потому, что болевое раздражение по чувствительным нервным волокнам пришло в группу клеток, расположенных в спинном мозге. В них возникло возбуждение, которое передается по другим (двигательным) нервным волокнам мышцам, которые сокращаются, и конечность отдергивается.

Это пример механизма простого безусловного рефлекса, рефлекторная дуга которого замыкается в спинном мозге.

Более сложные безусловные рефлексы, например сосательный, глотательный и др., осуществляются головным мозгом. В верхней части ствола мозга в гипоталамической области находятся отделы, регулирующие автоматически процессы обмена веществ, реагирующие на состояние голода, жажды и т. д. Здесь возникают первичные ощущения, чувства. Благодаря этим отделам осуществляются сложнейшие безусловные рефлексы - инстинкты - пищевой, половой, самосохранения. Следует подчеркнуть, что безусловные рефлексы осуществляются благодаря взаимодействию различных отделов центральной нервной системы, начиная от подбугровой области и кончая корой. При помощи безусловных рефлексов животные обеспечивают себе лишь грубое, ограниченное приспособление к окружающей среде.

Великие физиологи И. М. Сеченов и И. П. Павлов своими исследованиями доказали, что деятельность высших отделов нервной системы, в частности коры головного мозга, так же как и деятельность остальных ее отделов, является рефлекторной. В образовании условных рефлексов у человека главную роль играет кора головного мозга. Условные рефлексы формируются на базе безусловных рефлексов или на прочно образовавшихся условных рефлексах. Эти рефлексы условными названы потому, что для образования их необходимы определенные условия, подкрепление условного раздражителя безусловным. Сочетание вкуса пищи, вызывающего безусловный рефлекс - выделение слюны, с ее видом или запахом, с каким-нибудь сигналом - звонком, вспышкой света и др. при их неоднократном повторении приводит к образованию условного пищевого рефлекса у животного на указанные раздражители. Если условный рефлекс перестает сопровождаться хотя бы время от времени безусловным раздражителем, то рефлекс угасает, затормаживается. При повторении прежних условий ранее угаснувшие рефлексы могут оживиться. На протяжении всей жизни происходит постоянная выработка все новых условных рефлексов. Благодаря условным рефлексам животное более тонко приспосабливается к изменяющимся условиям внешнего мира, находит пищу, избегает опасности.

Такую сигнализацию действительности в мозге животных и человека И. П. Павлов назвал первой сигнальной системой.

Но не только сами предметы имеют характер сигнала для человека. Этим свойством обладает также слово. Слово для человека является таким же реальным раздражителем, как цвет, запах, звуки и т. п. Например, слово "лимон" реально заменило вид самого лимона, так как оно вызывает представление о лимоне и выделение во рту слюны. Но слово имеет и свою отличительную особенность; слово - это чрезвычайно общий сигнал, оно может заменить все другие непосредственные раздражители. Со словом "лимон" мы связываем не конкретно какой-либо лимон, а обобщающее понятие об особом виде фрукта, который имеет свои признаки (цвет, запах, вкус, форму и т. д.).

Благодаря слову и сознательной трудовой деятельности человек получил общее или абстрактное представление - понятие о предметах и явлениях. Благодаря слову и связанным с ним особенностям психической деятельности человек получил возможность не только правильно и глубоко отражать, понимать различные явления, происходящие в природе и обществе, но и активно на них воздействовать, изменять их в своих интересах. На это не способно ни одно самое высокоорганизованное животное. Наше мышление и сознание связаны с деятельностью второй сигнальной системы, со словом. Без слова нет мысли. Вторая сигнальная система - система сигнализации действительности условными словесными раздражителями тесно связана с первой сигнальной системой, системой сигнализации действительности условными непосредственными раздражителями, а через нее со всем организмом.

В центральной нервной системе постоянно взаимодействуют два основных, но противоположных по своему характеру нервных процесса - возбуждение и торможение. Если процесс возбуждения служит как бы толчком к работе какого-либо органа, то процесс торможения замедляет или останавливает эту работу. Торможение всегда следует за возбуждением, ограничивает его распространение, сменяет его периодически, то преобладая над ним, то уступая ему. Поэтому вся кора головного мозга в период деятельности представляет собой взаимосвязанные очаги возбуждения и торможения.

При отсутствии других возбужденных участков торможение может распространиться на всю кору, и тогда наступает сон.

Наряду с этим торможение, так же как и возбуждение, может концентрироваться в одном пункте, вокруг которого будет возникать противоположный процесс, т. е. возбуждение.

Связь человека с окружающим его миром осуществляется посредством органов чувств - анализаторов (орган слуха, зрения и т. д.). Раздражения, падающие на нервные окончания органов чувств, передаются по периферическим нервам в центральную нервную систему. Так осуществляется сигнализация о происходящем в окружающей среде. При повреждении нервных путей, проводящих возбуждение от нервных окончаний, сигналы не доходят до мозга. Таким образом, выключается обширный поток сигналов, непрерывно поступающих в кору больших полушарий. Это обстоятельство имеет определенное значение при состояниях, речь о которых будет ниже.

До И. П. Павлова не были известны те закономерности функциональной динамики коры головного мозга, которые только и могли лечь в основу физиологической теории сна и сновидений. Только с открытием этих закономерностей стало возможным научное объяснение тех явлений, которые философы и психологи со времен Аристотеля описывали и толковали, но объяснить не могли.

Занявшись изучением условных рефлексов, И. П. Павлов сразу же столкнулся с явлениями коркового торможения. Уже в первые годы работы этот процесс оказался помехой в опытах: в определенных экспериментальных условиях животные засыпали. И. П. Павлов и его сотрудники вскоре пришли к заключению, что сон в своей физико-химической основе есть тот же процесс торможения, который они наблюдали в столь разнообразных формах (угасательное, дифференцировочное и др.).

Давно известно, что слабые однообразные раздражения при длительном их воздействии на человека могут вызвать сон. Мать тихо напевает песенку ребенку или качает его в кроватке, чтобы он быстрее заснул. Лектор, читающий длительное время скучным, монотонным голосом лекцию, тоже способен усыпить многих слушателей. Во всех этих случаях речь идет о широком распространении торможения по нервным клеткам головного мозга.

Нервные клетки очень чувствительны к внешним воздействиям и под их влиянием рано или поздно приходят в состояние торможения. Этот переход обязателен и наступает чаще тогда, когда клетки мозга бывают утомлены продолжительной работой. Торможение нервных клеток предохраняет их от дальнейшего утомления, могущего привести клетки к истощению и разрушению.