Особенно интересны работы Ивана Соломоновича и его многочисленных учеников по изучению электрических проявлений центральной нервной системы — головного и спинного мозга. Бериташвили был одним из первых, применивших для этой цели теперь уже широко распространенную методику осциллографической регистрации биотоков, то есть токов, возникающих в живых тканях. Осциллографическая методика, основанная на использовании принципов современной электроники, дает возможность производить усиление в несколько сотен тысяч раз слабых электрических эффектов живых тканей и регистрировать их. Осциллография в настоящее время широко используется и в клинических исследованиях для определения работы сердца, головного мозга, мышц, почек и т. д.
Эти работы И. С. Бериташвили и его учеников имеют в конечном итоге практическое значение. Кроме того, что ими исследовались процессы, протекающие в нормальном мозге человека и животных, они изучили и те сдвиги, которые отмечаются в различных патологических случаях — при эпилепсии, контузии, при ранениях головного мозга, при душевных и нервных расстройствах и т. п. Эти работы сыграли немаловажную роль во время Великой Отечественной войны: академик И. С. Бериташвили возглавлял группу тбилисских физиологов, изучавших состояние головного мозга у бойцов в военных госпиталях города для уточнения диагнозов при различных мозговых заболеваниях.
Много ценного в тех исследованиях И. С. Бериташвили, которые относятся к выяснению механизма процесса, лежащего в основе координационной деятельности мозга, — процесса торможения, который возникает в спинном и головном мозге каждый раз при их возбуждении. Еще задолго до того, как в лабораториях, руководимых Иваном Соломоновичем, стали применять осциллографическую методику исследования, он высказал предположение, что торможение, возникшее в той или иной части мозга, охватывает более или менее обширные области мозга. Наличие такого обширного, или, как его называют, общего, торможения имеет определенный биологический смысл для производства локализованных, дифференцированных движений. А именно: так как при движении одного работающего органа происходит торможение центральных аппаратов всех других органов, это обеспечивает целенаправленность работающего органа.
В результате осциллографических исследований Иван Соломонович выдвинул остроумную гипотезу для объяснения природы самого явления торможения. При выработке данной гипотезы он исходил не только из фактов, добытых физиологами, но также из новейших данных о тонком строении мозга. Он предположил, что процесс торможения возникает в результате активации коротких отростков нервной единицы — нейрона, так называемых дендритов. При активации дендритов возникает электрический ток, который угнетает деятельность нервных окончаний, приносящих в нервную клетку процесс возбуждения.
В результате угнетения, блокады этих нервных окончаний прекращается доступ возбуждения к данной клетке. В соответствующих нервных клетках мозга наступает торможение. Внешне это проявляется в прекращении активности на периферии, в соответствующем органе. Эта гипотеза торможения находит подтверждение в современных электрофизиологических исследованиях.
Не только электрофизиологическими исследованиями славен труд академика И. С. Бериташвили в области изучения деятельности головного мозга. Еще в начале своей научной деятельности Иван Соломонович увлекся учением И. П. Павлова о высшей нервной деятельности и со свойственным ему пылом приступил к изучению закономерностей становления и течения условных двигательных рефлексов.
Вначале он изучал так называемые двигательно-оборонительные условные рефлексы, а впоследствии перешел к изучению так называемых пищеводвигательных условных рефлексов, предложив для этого специальную методику, применяемую теперь во многих лабораториях других исследователей. По этой методике животное не заключается в звуконепроницаемую, изолированную камеру, как при изучении слюнных условных рефлексов по Павлову, а может свободно передвигаться в экспериментальной комнате.
И. С. Бериташвили описал ряд новых, весьма существенных для теории условных рефлексов фактов и высказал оригинальные теоретические положения. Так, например, им был впервые описан и подробно изучен факт, подтвержденный впоследствии самим И. П. Павловым и другими авторами: при выработке условных рефлексов в головном мозге временные связи образуются не только одного направления — от очага условного раздражения к очагу безусловного. Они имеют и обратное направление: от очага безусловного раздражения к очагу условного. Наличие временных нервных связей в двух направлениях, то есть наличие как поступательных, так и обратных временных связей, делает понятным своеобразие течения некоторых условных рефлексов.
Одним из основных моментов в учении И. П. Павлова о высшей нервной деятельности является положение о том, что кора головного мозга обладает способностью анализа внешних воздействий на организм. Вместе с тем, как отмечал И. П. Павлов, наш мозг способен производить и синтез раздражений, он обладает и способностью к объединяющей деятельности.
Однако, если анализаторная деятельность мозга была детально изучена И. П. Павловым и его многочисленными сотрудниками, синтетическая деятельность его в широких масштабах экспериментально впервые была изучена И. С. Бериташвили и его сотрудниками. Они показали, что действие комплексного раздражителя на организм не просто слагается из действия его отдельных компонентов, — кора головного мозга воспринимает такое сложное раздражение как одно цельное, нерасчлененное,
И ведь на самом деле, когда мы слышим, скажем, музыкальный аккорд, мы его воспринимаем в результате объединяющей, синтезирующей деятельности нашего головного мозга не как простую сумму отдельных звуков, а как нечто большее, новое, нерасчлененное.
Изучая поведенческие реакции животных, устанавливая закономерности высшей нервной деятельности, И. С. Бериташвили пришел к выводу, что знание одних законов рефлекторной деятельности, как условной, так и безусловной, недостаточно для того, чтобы понять то или. иное проявление сложного акта поведения человека и высших позвоночных животных. Он еще больше утвердился в своем мнении, когда специально приступил к изучению поведенческих реакций, которые невозможно было интерпретировать по схемам условно-рефлекторной деятельности. Иван Соломонович не побоялся неимоверных трудностей на пути объяснения этих сложнейших проявлений мозговой деятельности. Он постарался истолковать их совершенно по-новому. Его рассуждения были необычны, даже несколько чужды для физиологов. Смелые предположения ученого были встречены в штыки многими физиологами и нефизиологами. Но об этом ниже…
