Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТЕМА 11. СОЗНАНИЕ КАК ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ФЕНОМЕН
11.1. Психофизиологический подход к определению сознания
11.2. Физиологические условия осознания раздражителей
11.3. Мозговые центры и сознание
11.4. Измененные состояния сознания
11.5. Информационный подход к проблеме сознания
Проблема сознания имеет явно выраженный междисциплинарный характер. Тем не менее многочисленные данные позволяют выделять особый психофизиологический аспект проблемы сознания. Его содержание составляет объективная феноменология состояний сознания, их динамики под воздействием различных внешних и внутренних факторов и отражение этой динамики в показателях телесного функционирования.
Не вызывает сомнения тот факт, что индивидуальное сознание человека неразрывно связано с материальными процессами, протекающими в организме человека, в первую очередь в ЦНС и головном мозге. Проблема заключается в том, чтобы установить, какие именно материальные процессы, механизмы и состояния мозга лежат в основе сознания. Решение этой проблемы сопряжено с большими теоретическими, методологическими и методическими трудностями. И главная причина в том, что в изучении мозговых механизмов психики человека до сих пор существует целый ряд принципиальных проблем, не имеющих даже приблизительного объяснения.
Один из наиболее существенных вопросов состоит в следующем, почему в сознании не отражается "работа самого мозга"? Известно, например, что рецепторы в сенсорных системах человека обладают очень высокой чувствительностью, которая позволяет реагировать на неизмеримо малые раздражители. Утверждают, например, что звуковой тон частотой 2000 Гц может быть воспринят, когда амплитуда движений частиц воздуха у барабанной перепонки не превышает диаметра молекулы водорода. Почему при таких удивительных возможностях слухового анализатора мы не "слышим", как работает мозг? Есть еще один неразрешимый в настоящий момент вопрос. Благодаря какому гипотетическому механизму мозг, воспринимая информацию, передавая ее по проводящим путям, анализируя эту информацию, представляет в сознание не свою деятельность (передачу возбуждения из одних отделов в другие), а лишь ее результативную сторону в виде картины объективной действительности и субъективных переживаний человека?
Постижение нейрофизиологических основ сознания невозможно до тех пор, пока не будут найдены ответы на эти и многие другие вопросы. Тем не менее эмпирические исследования и клинические наблюдения позволяют сформулировать некоторые представления о физиологических основах сознания.
11.1. Психофизиологический подход к определению сознания
Единого общепринятого определения сознания в психологии и психофизиологии не существует. В большинстве случаев сознание определяют через функции, которые оно выполняет. Например, нейрофизиолог Х. Дельгадо, автор широко известной книги "Мозг и сознание", представлял сознание как организованную группу процессов в нервной ткани, возникающих немедленно на предшествующие интрапсихические (вызванные внутренними причинами) или экстрапсихические (вызванные внешними причинами) процессы. Эта группа нервных процессов, т.е. сознание, воспринимает, классифицирует, трансформирует и координирует вызвавшие его процессы с целью начать действие на основе предвидения его последствий и в зависимости от наличной информации.
В других определениях подчеркиваются системность сознания, комплексность выполняемых им функций, связь с памятью (прошлым и будущим человека), привязанность к мозговому субстрату. П.В. Симонов (1987), например, особо выделяет коммуникативный аспект сознания, определяя его как оперирование знанием, способность к направленной передаче информации от одного лица к другому.
Однако для понимания физиологической природы сознания большее значение имеют существующие представления о механизмах, лежащих в основе функциональных состояний, и в первую очередь концепция уровней бодрствования (см. тему 3).
Сознание и уровни бодрствования. При анализе сознания как психофизиологического феномена необходимо четко различать два его аспекта. Во-первых, сознанию соответствует определенный диапазон в существующем континууме "сон-бодрствование". Известно, что при сильном снижении уровня бодрствования развивается состояние, которое определяется как кома ("без сознания"). Очевидно также, что при относительно низких уровнях бодрствования, например во сне, сознание в полном объеме своих функций не выявляется. Именно поэтому сон предлагается квалифицировать как измененное состояние сознания. Физиологическим условием проявления сознания служит состояние пассивного и активного бодрствования.
Во-вторых, в качестве самостоятельной характеристики предлагается выделять содержание сознания. Последнее непосредственно связано с психическим отражением и выполняет все функции, перечисленные в определении, данном выше.
Очевидно, что обе стороны сознания тесно связаны между собой. Так, при пробуждении ото сна, по мере возрастания уровня бодрствования содержание сознания становится все более насыщенным. В то же время при очень сильном эмоциональном напряжении, когда уровень бодрствования достигает наиболее высоких значений, содержание сознания начинает страдать, происходит его своеобразное "сужение". Наконец, существует словосочетание "ясное сознание", т.е. такое состояние, когда человек свободно реализует все перечисленные выше функции сознания, и принятые им решения наиболее осознанны. Есть все основания полагать, что этому соответствует особый уровень возбуждения коры больших полушарий, который именуется оптимальным.
Итак, в психофизиологии сознание понимается, в первую очередь, как особое состояние мозга, при котором только и возможна реализация высших психических функций. Другими словами сознание — это специфическое состояние мозга, позволяющее осуществлять определенные когнитивные операции. Выход из этого состояния приводит к выключению высших психических функций при сохранении механизмов жизнеобеспечения.
Сознание и внимание. Классик экспериментальной психологии Э.Б. Титченер определял внимание как "способность и возможность концентрировать сознание". Он выделял два уровня сознания, из который "верхний слой" относил к зоне ясного видения, а "нижний" — к зоне смутного. Сходным образом определял внимание С.Л. Рубинштейн: "поле нашего сознания не плоскостно. Часть сознаваемого выступает на передний план в виде "фигуры" на отступающем и стушевывающемся фоне". И в когнитивной психологии внимание определяется как направленность деятельности по переработке информации на ограниченную часть "входа", при этом существует предвнимание, представляющее "деятельность за пределами основного потока информации" (Найсер). Таким образом, избирательное внимание в психологии всегда связывалось с ограничением сознания.
Физиологически избирательное внимание проявляется в локальной активации (повышенной возбудимости) определенных участков коры в сочетании с более или менее выраженным торможением остальных областей коры больших полушарий. В зависимости от характера деятельности зона повышенной активации может перемещаться по коре больших полушарий. По некоторым данным, наиболее высокому уровню сознания и избирательного внимания соответствует локализация очага повышенной активации в левой фронтальной области, а наиболее низкому — в правой затылочной. Таким образом, локальная активация коры больших полушарий при осуществлении сознательной деятельности имеет динамический характер, определяемый сигнальной значимостью действующих раздражителей и характером выполняемой деятельности (Костандов, 1983).
Нейрофизиологические основы сознания. И.П. Павлов образно представлял сознание как перемещающуюся по коре зону повышенной возбудимости — "светлое пятно сознания" на темном фоне остальной коры. В настоящее время согласно данным, полученным с использованием метода ПЭТ-томографии, зона локальной активации действительно имеет вид светлого пятна на темном фоне.
Современным аналогом представлений Павлова можно считать теорию "прожектора" (Crick). Решающая роль в ней отводится таламусу, именно он направляет поток возбуждения в кору больших полушарий. Причем процесс осуществляется таким образом, что в каждый данный момент времени только один из таламических центров находится в состоянии возбуждения, достаточном для создания в коре зоны повышенной возбудимости. Период такой высокой возбудимости длится около 100 мс, а затем усиленный неспецифическим таламическим возбуждением приток импульсов поступает к другому отделу коры. Область наиболее мощной импульсации создает центр внимания, а благодаря постоянным перемещениям потока возбуждения по другим участкам коры, становится возможным их объединение в единую систему.
В качестве предполагаемого механизма, связывающего нейроны в единую систему, Крик рассматривает появление у них синхронизированных разрядов с частотой в гамма-диапазоне 35-70 Гц. Синхронизация нейронной активности является механизмом объединения клеток в ансамбль. Таким образом, согласно теории Крика, нейронные процессы, оказывающиеся в центре гипотетического "луча прожектора", определяют содержание нашего сознания в текущий момент времени, а функцию управления лучом прожектора выполняет таламус, создавая в разных зонах коры длящееся около 100 мс неспецифическое возбуждение (локальную активацию).
По описанным выше представлениям возникновение сознания становится возможным только при достижении определенного уровня возбуждения коры больших полушарий. Идея порога возбуждения как условия возникновения сознания, не может, однако, объяснить многие аспекты функционирования сознания. По этой причине еще в 80-е гг. был предложен другой нейрофизиологический механизм возникновения сознания, получивший название теории повторного входа (Эделмен). В этой теории в качестве центрального механизма возникновения сознания рассматривается механизм повторного входа возбуждения. Имеется в виду, что возбуждение, возникшее в группе нейронов первичной зоны коры, возвращается в ту же нейронную группу после дополнительной обработки информации в других нервных центрах или поступления новой информации из внешней среды, а также из долговременной памяти. Этот повторный вход дает возможность сопоставлять имевшиеся раньше сведения с изменениями, которые произошли в течение одного цикла обработки информации. Объединение двух потоков информации (первичного и вторичного) составляет один цикл или повторяющуюся фазу активности сознания. Прохождение одного цикла возбуждения осуществляется за 100-150 мс. Повторяющиеся циклы создают нейрофизиологическую "канву" сознания.
Представления Дж. Эделмена получили дальнейшее развитие, в частности, в концепции А.М. Иваницкого (1997). Центральное место в этой концепции занимает понятие информационного синтеза (см. тему 5 п. 5.3), предусматривающее объединение информации о физических и семантических особенностях стимула. Информация о физических свойствах стимула поступает по сенсорно-специфическим путям, а информация о значимости стимула извлекается из памяти. Синтез этих двух видов информации (текущей и извлекаемой из памяти) обеспечивает возникновение ощущения. Этот процесс осуществляется с периодом квантования приблизительно в 100-180 мс. Опознание стимула происходит с участием лобных областей мозга, приблизительно через 300 мс от момента предъявления. Последовательное поступление информации от рецепторов приводит к повторному движению возбуждения по указанному кольцу, обеспечивая постоянное сопоставление сигналов, приходящих из внешней и внутренней среды (см. Хрестомат. 11.1). Схема кольцевого движения возбуждения при возникновении ощущений (по А.М.Иваницкому). Центральное звено - синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры
В последнее время при обсуждении нейрофизиологических основ сознания большое внимание уделяется высокочастотной биоэлектрической активности мозга (Данилова, 1998). Ведущая роль в возникновении сознания приписывается высокочастотным составляющим спектра ЭЭГ в диапазоне от 35 Гц до 120 Гц. Сознание определяют как продукт синхронизации нейронной активности в указанном частотном диапазоне. Предполагается, что когерентная электрическая активность достаточно большого числа нейронов создает необходимое и достаточное условие для явления сознания даже в отсутствии сенсорной стимуляции, как, например, во сне.
В этом контексте большое значение приобретает временная последовательность, объединяющая активность множества нейронов в единый пространственно-временной паттерн. Принцип "временного связывания" элементарных символов (нейронов) в более сложные структуры на основе корреляции их сигналов во времени рассматривается как основополагающий. Причем особое значение придается частоте 40 Гц, которая оптимальным образом обеспечивает синхронизацию импульсной активности нейронов, участвующих в образовании образов и поддержании сознания.
В заключении следует отметить, что приведенные выше представления о нейрофизиологических механизмах сознания отнюдь не исчерпывают всего многообразия в изучении этой проблемы (см. Данилова, 1998). Тем не менее они весьма иллюстративны в своем многообразии, выдвигая на первый план разные нейрофизиологические механизмы: перемещение по коре фокуса повышенной возбудимости, возврат возбуждения и синхронизацию высокочастотной активности нейронов.
11.2. Физиологические условия осознания раздражителей
Мозг человека постоянно подвергается множеству воздействий. Однако осознается лишь незначительная их часть, и еще меньшая оказывается в фокусе внимания. Предполагается, что за осознанное восприятие значимых для субъекта раздражителей отвечает особый нервный механизм, осуществляющий интеграцию и координацию нейронной активности различных участков коры больших полушарий и подкорковых структур. При этом подобный механизм не допускает до уровня сознания множество стимулов, вызывающих только кратковременную активацию коры, которой недостаточно для их осознания.
Возникает вопрос, при каких нейрофизиологических условиях происходит осознание сенсорных воздействий.
Параметры стимула. Одним из главных условий осознания стимула является его интенсивность. Кратковременный, но сильный раздражитель всегда проникает в сознание (например, удар грома). Слабые раздражители при кратковременном воздействии остаются неосознанными. Условием их осознания является длительность предъявления. При этом наблюдается своеобразный эффект накопления или суммации: чем дольше воздействует слабый стимул, тем более вероятной становится возможность его осознания. Таким образом, слабые и очень кратковременные раздражители не осознаются, если нет дополнительных условий для их усиления.
Активационная "поддержка". Предполагается, что физиологической основой осознания стимула является уровень активации, возникающий в результате воздействия этого стимула. При слабых интенсивностях раздражителя он недостаточен для осознания. Однако возможно усиление фона, на котором осуществляется восприятие за счет других условий. Если уровень активации структур мозга повышен, то восприятие даже слабого стимула становится более вероятным. Другими словами дополнительной возможностью для осознания даже слабых раздражителей является усиление активирующего эффекта информации с помощью дополнительных факторов, которые являются своеобразными катализаторами процесса осознания.
Эти факторы играют роль "поддержки". Выделяют два наиболее значимых вида "поддержки": мотивационно-аффективный и ассоциативный. Подразумевается, что при их включении дополнительно к сенсорной активации присоединяется активация, вызванная деятельностью эмоциональных и ассоциативных центров, связанных с памятью. Другими словами слабые стимулы с большей вероятностью будут опознаны, если они являются эмоционально значимыми для человека или связаны с каким-то предшествующим опытом.
Таким образом, перевод неосознаваемой информации в сферу сознания обеспечивается взаимодействием по крайней мере трех звеньев: специфического сенсорного, мотивационно - аффективного и ассоциативного. Возможности осознания стимула в конкретном случае зависят от степени актуализации каждого звена и их соотношения.
Нейронные механизмы осознанного восприятия. Перечисленные выше факторы дают представление об условиях, способствующих осознанию слабых раздражителей, действующих на уровне мозга как целого. Для понимания нейронных механизмов, лежащих в основе осознанного восприятия, особый интерес представляют модели Е.Н. Соколова (1996) и Р. Наатанена (1998).
В модели Е.Н. Соколова механизм возникновения субъективного образа связан с активацией гностических нейронов, которые расположены на вершине пирамиды, образуемой нейронами-детекторами, осуществляющими выделение отдельных признаков объекта (см. тему 5 п. 5.2). Возбуждения, поступающие из таламуса, сначала достигают нейронов-детекторов отдельных признаков, образуя своеобразные карты, или экраны, возбуждения. При этом элементарный признак вызывает максимум возбуждения в отдельной точке этого гипотетического экрана. На другом уровне пирамиды находятся комплексные признаки, которые образованы комбинациями элементарных признаков, они представлены в виде максимумов возбуждения на картах сложных детекторов. Как полагает Е.Н. Соколов, необходимым условием каждого осознанного восприятия является активация пирамиды гештальта, которая возникает при поступлении активирующих влияний из модулирующих систем мозга. Такая активированная гештальт-пирамида иерархически организованных нейронов представляет базисный механизм актов сознания.
В соответствии с моделью Р. Наатанена, сенсорные процессы как таковые не обеспечивают осознанного восприятия, они образуют только его сенсорно-информационный базис, или содержание. Возникнет "осознанный образ восприятия" или нет, зависит от сенсорных свойств стимула, вызывающих внимание. Предполагается, что помимо системы детекторов признаков, сенсорный вход одновременно активизирует также другую функциональную систему — систему сенсорного анализа, избирательно чувствительную только к появлению или исчезновению энергии стимула.
Речь идет о системе так называемых детекторов переходных процессов, определяющих наличие сенсорных событий, независимо от их качественных особенностей. Именно эта система будет превращать субъективно неощущаемые сенсорные события в факт осознанного восприятия, но только в тех случаях, когда реакция, вызванная стимулом в системе детекторов переходных процессов, превысит некоторый порог. Таким образом, согласно модели, осознанное восприятие возникает только в том случае, когда уровень возбуждения системы детекторов переходных процессов достаточен, чтобы активизировать исполнительский механизм, задача которого анализировать информацию, поступающую от детекторов существенных признаков.
Из этого следует, что паттерн активации системы детекторов признаков, закодированный в механизме сенсорной памяти, вступает в контакт с семантической информацией, хранящейся в долговременной памяти, и может, следовательно, обеспечить условия для осознанного восприятия в виде, например, акустического образа хорошо знакомого звукового сигнала.
Семантическая активация, однако, далеко не всегда сопровождается возникновением осознаваемого образа. Другими словами, сенсорные и семантические процессы имеют собственные пороги активации, отличные от порога активации системы детекторов переходных процессов, обеспечивающей осознанное восприятие. Существованием собственных порогов сенсорной и семантической активации, которые ниже порогов осознанного восприятия, можно объяснить данные о наличии своеобразного "подпорогового" возбуждения, вызываемого стимулами, которые не обнаруживаются на поведенческом уровне.
Сходным образом существование таких дифференциальных порогов может объяснять те факты, что пациенты с определенным поражением мозга способны руководствоваться сенсорной информацией, но не осознавать ее. Этот феномен получил название "слепого взора", поскольку фиксирует возможность зрительного различения без осознания.
Согласно вышеизложенному, "путь" сенсорных сигналов из области неосознаваемых ощущений к осознанию образа восприятия включает этап подключения внимания к сенсорной памяти. Более того, сигнал активации внимания, генерируемый механизмом детекторов переходных процессов, варьирует во времени и вызывает переключение внимания только в том случае, когда его величина превысит некоторый порог. По-видимому, этот порог оказывается достаточно низким в ситуации предвосхищения, когда внимание заранее антиципирующим образом направлено на стимул.
Неосознаваемое восприятие. Наряду с осознаваемыми психическими процессами существует большая область бессознательных психических явлений, в частности, неосознаваемое восприятие. В 50-60-е гг. в зарубежной психологии было проведено много экспериментальных исследований, посвященных проблеме неосознаваемого восприятия и перцептивной защиты.
В этих исследованиях изучали, влияет ли эмоциональное содержание слов на эффективность их восприятия, опознания и запоминания. Типичный эксперимент включал определение "порогов опознания" для различных слов — нейтральных и эмоционально окрашенных. В целом было установлено, что для правильного опознания слов, вызывающих негативные ассоциации (например: проститутка, насилие, смерть), испытуемым требуется больше времени, чем для опознания нейтральных слов (например: дерево, ручка). Это дало основания предполагать, что некоторый психологический механизм контролирует эмоциональное содержание слов в процессе их восприятия и может каким-то образом влиять на опознание слов, удерживая "угрожающие" слова вне осознанного восприятия. Хотя эти эксперименты по перцептивной защите были несовершенны, (в них, например, не контролировали длину слов, частоту их встречаемости и т.д.), обнаруженные в них эффекты нашли подтверждение и в некоторых более поздних и более тщательных экспериментах (Купер).
В отечественной науке экспериментальное изучение неосознаваемого или подпорогового восприятия было осуществлено Г.В. Гершуни (1977) путем сопоставления объективных показателей ориентировочной реакции (КГР, расширение зрачка, блокада альфа-ритма) и субъективных отчетов испытуемых при предъявлении очень слабых звуковых или электрокожных раздражителей. В этих исследованиях было показано, что ориентировочная реакция на слабый стимул может возникать, независимо от субъективных отчетов испытуемых.
В психофизиологии для изучения описанных выше явлений неосознаваемого восприятия и перцептивной защиты использовали метод регистрации вызванных потенциалов (см. тему 2). В ряде экспериментов с предъявлением эмоционально значимых и нейтральных слов было показано, что ответы мозга на эти стимулы и субъективные отчеты испытуемых о виденном не всегда совпадают. Было установлено, что информация о внешнем раздражителе по специфическим сенсорным путям поступает в соответствующие проекционные зоны коры и перерабатывается там независимо от того, находится человек в сознании или без сознания. Наиболее существенным оказался тот факт, что наличие ВП (ответа на стимул) в проекционных зонах коры не означает, что человек осознает, какой именно стимул ему предъявили (Костандов, 1983).
Следовательно, для осознания сигнала недостаточно переработки информации в проекционных зонах коры, должен существовать нервный механизм, обеспечивающий дополнительные условия осознания сигнала. Этот механизм, по мнению Э.А. Костандова, осуществляет интеграцию нейронной активности различных участков коры больших полушарий и подкорковых структур с целью наилучшего восприятия значимого сигнала. Очевидно, пишет Э.А. Костандов, следует признать существование в мозге чувствительного механизма, реагирующего на физически очень слабые, но психологически значимые для данной личности, раздражители. Этот механизм не обеспечивает осознание эмоционально значимого раздражителя, но активизация этого механизма может приводить к целому ряду биоэлектрических и вегетативных реакций, а также к изменению некоторых психологических функций и состояний (Костандов, 1983).
11.3. Мозговые центры и сознание
Клиницистами давно замечено, что сознание сохраняется после удаления или поражения относительно небольшого участка коры больших полушарий, но оно неизбежно исчезает, теряется, если в результате патологического воздействия нарушаются некоторые подкорковые структуры, в первую очередь в диэнцефальной области.
Значение глубоких структур мозга. Открытие в 50-е гг. ретикулярной формации, и в частности неспецифического таламуса, и установление их роли в активации коры больших полушарий позволило ряду исследователей отождествить сознание с активностью этих систем. Эксперименты известных нейрофизиологов У. Пенфилда, Х. Джаспера и ряда других, подтвердившие важнейшую роль подкорковых структур, и прежде всего ретикулярной формации, для проявления сознания, дали основание предположить существование гипотетической центрэнцефалической системы, отвечающей за сознание.
Хотя в дальнейших исследованиях идея центрэнцефалической системы была отвергнута, но значение ствола мозга и подкорки в обеспечении функций сознания не вызывает сомнения. Модулирующие системы мозга (ретикулярная формация и лимбическая система) имеют решающее значение не только для поддержания уровня бодрствования, но и для обеспечения энергетического аспекта сознания. Кроме того, по-видимому, структуры подкорки могут определять не только энергетическую, но и информационную составляющую сознания.
Видная роль здесь отводится такой структуре как гиппокамп. Значение гиппокампа в обеспечении содержания сознания объясняется той ролью, которую тот играет в процессах памяти (см. тему 7 п. 7.2). Однако, несмотря на несомненный вклад гиппокампа и лимбической системы в целом в обеспечение содержания сознания, информационный аспект сознания формируется в основном за счет деятельности коры больших полушарий.
Функции коры больших полушарий. Для понимания роли коры в обеспечении сознания важны представления, сформулированные американским физиологом Ф. Маунткаслом (1981) об ансамблевой организации коры (см. тему 1 п. 1.4).
Его концепция опирается на ряд положений:
кора головного мозга состоит из ансамблей, образованных колонками нейронов, функция которых — получение и переработка информации, колонки различаются по источнику получаемых сигналов и по мишеням, к которым они адресуют собственные сигналы;
однотипные по функциям ансамбли нейронов могут объединяться в более крупные единицы — модули, осуществляющие более сложную переработку информации;
модули функционируют в составе обширных петель, по которым информация не только передается из колонок в кору, но и возвращается обратно.
Модуль фактически представляет собой морфофункциональную единицу переработки информации в коре. Модули группируются в более крупные объединения, образующие зоны коры. Описанный способ строения коры образует так называемые "распределенные" системы, которые обеспечивают условия для реализации самых сложных психических функций, в том числе и сознания. Описанные выше нейрофизиологические феномены такого типа, как повторный вход возбуждения или синхронизация электрической активности нейронов, естественным образом реализуются в распределенных системах.
Последние обладают также еще одной особенностью: поскольку продукция этих систем не может быть результатом деятельности только одного модуля, выпадение одного или более модулей не может пресечь ее функционирование. Благодаря этому, распределенные системы коры мозга обладают голографическим принципом функционирования. Распространение свойств голограммы на функции коры мозга означает, что информация в коре мозга распределена, и выключение какой-то части системы (в допустимых пределах) приводит к ослаблению функции, а не к ее потере (Прибрам, 1975).
Сознание и межполушарная асимметрия. Еще в середине XIX в. выдающийся ученый Г. Фехнер рассматривал сознание как атрибут мозговых полушарий и полагал, что целостность мозга является существенным условием единства сознания. Если бы можно было разделить мозг по средней линии, рассуждал он, то это привело бы к чему-то вроде удвоения личности. Подобная операция по рассечению мозолистого тела, была проведена почти столетие спустя Р. Сперри и другими. Ее результаты указывают на отдельную специфическую локализацию в обоих полушариях разных функций мозга, связанных с сознанием (см. Видео).
Принципиальная важность положения о том, что именно мозг в целом является носителем сознания, отчетливо прослеживается в клинических исследованиях (Брагина, Доброхотова), направленных на изучение специфики нарушения сознания вследствие избирательного поражения правого или левого полушария у правшей и левшей, которые оказываются резко отличающимися.
У правшей при поражении правого полушария наиболее частыми оказываются нарушения сознания с явлениями утраты чувства реальности и собственной личности. Окружающий мир может потерять для них свое объективное значение. В некоторых случаях больной воспринимает только половину внешнего мира, причем расположенную справа от него, левая половина воспринимаемого мира заменяется прошлыми воспоминаниями.
При поражении левого полушария возникают иные состояния сознания с "провалами мыслей" или, напротив, переживанием множества мыслей, мешающих друг другу. Нередки случаи кратковременного отключения сознания или так называемые сумеречные состояния сознания, при которых больной может сохранять психомоторную активность.
Иную картину изменения сознания дают поражения полушарий у левшей. У них особенности нарушения сознания не так сильно зависят от стороны повреждения мозга. Преобладают галлюцинаторные феномены, причем галлюцинации неотчетливы, смазаны и полимодальны (зрительные, слуховые, осязательные и т.д.). По интенсивности переживания галлюцинации у левшей почти равны силе реальных событий, кроме того, они многократно повторяются. Иногда у этих больных наблюдаются особые экстрасенсорные способности, например: кожное зрение, восприятие того, что находится вне пределов достигаемости зрительного пространства и другие.
Н.Н. Брагина и Т.А. Доброхотова выдвигают гипотезу, что сознание есть свойство пространственно-временной организации головного мозга, в которой координированная деятельность полушарий достигается за счет особой временной организации их парной работы, когда правое полушарие адресуется к настоящему и прошлому опыту человека, а левое — к настоящему и будущему. Хотя эта гипотеза пока больше напоминает метафору, она интересна тем, что обращает внимание на необходимость включения фактора времени в изучение психофизиологических механизмов сознания.
Парапсихологические феномены. Еще одна загадка человеческой психики и сознания может быть связана с особенностями правополушарной обработки информации. Речь идет о феноменах, называемых парапсихологическими — таких, например, как ясновидение, телепатия и т.п. Несомненно, что в решении этой проблемы необходимо накопление и тщательная проверка эмпирического материала, который подтверждал бы наличие подобных явлений. Тем не менее существенно, что современная наука о мозге не налагает принципиального запрета на существование таких феноменов. Последнее связано, в первую очередь, с особыми возможностями правого полушария в обработке информации.
Многочисленные данные говорят о том, что правополушарные компоненты механизмов обработки информации не подчиняются правилам формальной логики, не связаны законами причинно-следственных отношений и не ограничены рамками вероятностного прогноза, поэтому их участие в так называемом "сверхчувственном" восприятии не может быть априорно отвергнуто. Первые и пока единичные исследования, проведенные в этом направлении (телепатические сеансы во время быстрого сна и при выключении левого полушария мозга) свидетельствуют об особой роли правого полушария в обеспечении сверхчувственных явлений психики и сознания.
11.4. Измененные состояния сознания
Исключительно важным для выявления психофизиологических закономерностей функционирования психики является изучение измененных состояний сознания. Это понятие охватывает довольно широкий круг явлений. Изменения в состоянии сознания возникают у человека в обычных условиях жизнедеятельности, например, при переходе от бодрствования ко сну. Изменения состояний сознания возможны в условиях усложненной трудовой деятельности: например, в условиях высокогорья при низком содержании кислорода в воздухе и других тяжелых экологически неадекватных условиях. Наряду с этим существуют и искусственно вызываемые измененные состояния сознания, такие как медитация и гипноз.
Медитация. Существуют различные виды медитации, однако психофизиологические исследования проводились лишь для некоторых из них. Одним из наиболее распространенных методов медитации является так называемая трансцендентальная медитация (ТМ). Анализ биотоков мозга перед медитацией, в состоянии ТМ и после медитации показывает, что спектр частот биопотенциалов мозга во время медитации напоминает промежуточное состояние между частотными спектрами, характерными для бодрствования и дремоты. По другим данным, во время ТМ медитации регистрируется более регулярный и высокоамплитудный альфа-ритм по сравнению с бодрствованием и дремотой, без выраженной межполушарной асимметрии. При ТМ увеличивается когерентность альфа-ритма особенно в лобных отделах, а на более поздних этапах медитации альфа ритм переходит в тета-ритм. Последнее связано с длительностью медитационной практики.
По совокупности данных, полученных при изучении ЭЭГ активности в процессе медитации, отмечается следующая последовательность событий:
В начале медитации возрастает амплитуда альфа-ритма, однако на этом фоне нередко возникает депрессия альфа-ритма.
По мере углубления состояния возникают тета-разряды, часто перемежающиеся с альфа, особенно у индивидов с ярким медитативным опытом.
В глубокой медитации (самадхи) наблюдаются высокочастотные бета-разряды 20-40 Гц.
В конце медитации даже при открытых глазах доминирует альфа-ритм.
На основании полиграфической регистрации физиологических показателей ряд исследователей утверждает, что медитация характеризуется более низким уровнем бодрствования по сравнению с состоянием релаксации. При этом, согласно принятым в психофизиологии представлениям, высокоамплитудный альфа-ритм с тенденцией к урежению должен отражать состояние релаксации, пониженный уровень бдительности, однако для состояния медитации это неверно.
Другой распространенный вид медитации — дзен-медитация, характеризуется спокойным и пристальным сосредоточением. Объекты, на которые направлено внимание во время медитации, воспринимаются без каких-либо эмоциональных реакций или когнитивных оценок. Возможно, независимость от прошлого опыта и невозможность рассогласования между актуальным впечатлением и ожидаемым событием обуславливает отсутствие эмоциональной реакции. Рассогласования не происходит, так как отсутствует прогноз, опирающийся на прошлый опыт, и все события оказываются равно ожидаемыми или равно неожиданными.
Необходимо подчеркнуть, что во время дзен медитации сохраняется активный контакт с внешним миром, по крайней мере на перцептивном уровне. Доказательством этому служит особенности изменения ЭЭГ. В обычном состоянии сознания при закрытых глазах любой неожиданный сигнал вызывает реакцию десинхронизации — блокаду альфа- ритма на несколько секунд с последующим восстановлением. Известно, что ориентировочная реакция обладает способностью угасать: при многократном повторении того же самого сигнала через равные промежутки времени реакция десинхронизации становится все более короткой и в конце концов затухает. Каждый последующий сигнал воспринимается как совершенно идентичный предыдущему.
В состоянии же дзен-медитации, сколь бы часто не повторялся сигнал угасания реакции, активации не наступает: блокада альфа-ритма длится каждый раз две секунды. Следовательно, сигнал каждый раз воспринимается как новый и вызывает активную ориентировочную реакцию, что свидетельствует об относительном постоянстве уровня бодрствования.
По некоторым предположениям, альфа-ритм, наиболее часто регистрируемый при медитации, по своему функциональному значению не аналогичен альфа-ритму спокойного бодрствования. Данный ритм, как считает В.С. Ротенберг, отражает высокую вариативность и неупорядоченность образного мышления, доминирующего во время медитации. Благодаря этому, после сеанса медитации отмечается чувство отдыха, уменьшение физического и психического напряжения и утомления, повышается психическая активность и общий жизненный тонус.
Межполушарная асимметрия и медитация. Большой интерес вызывают данные, накопленные в результате исследований медитации и межполушарной асимметрии с помощью ЭЭГ метода. Согласно так называемой "правополушарной теории медитации", процесс медитации изменяет состояния сознания тем, что затормаживает познавательные функции, связанные с доминантным (левым) полушарием, открывая большие возможности для правополушарных функций. Так, было показано, что начальная стадия медитации связана с большей дезактивацией левого полушария, чем правого, что предположительно связано с тем, что медитация "выключает" вербальные, логические мыслительные функции и чувство времени, присущие левому полушарию, а взамен начинает доминировать правое полушарие, ответственное за целостное восприятие окружающего, находящееся за пределами языка и логики.
Наиболее важной и яркой ЭЭГ-характеристикой медитации является тенденция к внутри- и межполушарной синхронизации ЭЭГ. Более того, высокая степень согласованности билатеральной активности наблюдалась у медитирующих не только в течение самой медитации, но и как медитационный послеэффект. Причем ЭЭГ синхронизация в медитации существенно выше, чем в состоянии сна или дремоты, но в стадии БДГ ЭЭГ синхронизация столь же высока, как и при медитации. Последнее позволяет предположить наличие психофизиологического сходства между БДГ сном и медитацией. Причем ряд исследователей утверждают, что медитация может существенным образом уменьшить время БДГ сна у медитирующих и может даже служить его заменой, но тем не менее не тождественна сну.
Важно подчеркнуть, что в процессе медитации достигается своеобразная "пустота" сознания — состояние, которое не поддается вербализованному описанию. До формирования современных представлений о разных типах мышления медитационная практика представлялась мистической. Прогресс в науке требует изучения особых состояний сознания и подробного анализа комплексных данных, получаемых в этих состояниях.
Гипноз. Это особое состояние сознания, которое возникает под влиянием суггестии, включая и самовнушение. Можно предположить, что гипнотические изменения сознания также могут быть объяснены относительным доминированием образных компонентов мышления.
Действительно, к объективным проявлениям гипноза относят три категории фактов:
Способность к направленной регуляции вегетативных функций, что невозможно в обычных состояниях сознания (например, воспаление и некроз ткани при внушении ожога, изменение частоты пульса при внушении эмоций разного рода и т.п.). Показано, что сходные способности к регуляции вегетативных функций отмечаются при использовании систем с биологической обратной связью.
Возможность влиять на неконтролируемые сознанием психические процессы — увеличение объема памяти, изменение содержания сновидений, галлюцинаторные представления и т.п.
Повышенная творческая активность как в состоянии гипноза, так и в постгипнотическом состоянии.
Все эти проявления могут быть обусловлены сочетанием ограничения вербально-логических компонентов мышления с раскрепощением его образных компонентов, что подтверждается значимым сдвигом ЭЭГ активации в правополушарном направлении при вхождении высокогипнабельных субъектов в состояние гипноза. В целом для гипнотических состояний описаны два варианта изменений: во-первых, гиперсинхронизация альфа-ритма, наличие коротких вспышек тета-ритма и сохранение альфа-ритма при открытых глазах, во-вторых, такая же ЭЭГ картина, как в состоянии бодрствования. Поскольку само гипнотическое состояние может быть разной глубины, то и ЭЭГ картина этих состояний может быть весьма полимодальной — от экзальтации альфа-ритма до его подавления.
Имеется очень большое сходство между принятием решения в состоянии гипноза и при патологии, связанной с расщеплением мозга. Последнее дает основание предполагать, что гипноз представляет собой аналог функционального расщепления мозга, при котором за результаты действия испытуемого отвечают механизмы правополушарных форм активности.
Кома. Кома определяется как состояние глубокого нарушения сознания, характеризующееся угнетением функций ЦНС, нарушением регуляции жизненно важных центров в головном мозге. У находящегося в коме человека полностью отсутствуют реакции на внешние раздражители, заторможены все рефлексы, отсутствует моторика.
По степени тяжести различают три стадии комы. Для легкого коматозного состояния характерна сохранность некоторых рефлексов (например, сухожильных) и реакций. При незначительном расстройстве дыхательной функции и сердечной деятельности затруднено глотание. Нарушена деятельность корково-подкорковых отделов.
При выраженной коме отсутствуют реакции на внешние раздражители, привычные рефлексы не вызываются. Однако отмечается наличие патологических рефлексов, в частности, нарушается работа выделительных систем. Процесс дыхания приобретает патологические формы, что сопровождается сердечной аритмией, слабым пульсом и снижением артериального давления. К снижению активности корковых и подкорковых функций добавляется угнетение стволовых и снижение спинальных функций.
Глубокая кома характеризуется симптомами, указывающими на поражение корково-подкорковых, бульбарных и спинальных функций. Имеют место грубые нарушения процесса дыхания и сердечной деятельности. Как особое состояние выделяется запредельная кома, она представляет собой искусственное продление вегетативных функций организма после наступления "мозговой" смерти. Это продление достигается искусственной вентиляцией легких, медикаментозным стимулированием кровообращения. При этом полностью нарушены все психические функции, а электроэнцефалограмма представлена ровной линией.
11.5. Информационный подход к проблеме сознания
Принципиально новые возможности в разработке проблемы сознания открылись в связи с введением информационного подхода.
Феномен сознания и информации. Поскольку феномен сознания требует содержательного, философского описания, а мозговые процессы сознания предполагают описание в естественнонаучных терминах, объединить их при истолковании сущности сознание чрезвычайно сложно. Однако, как считает философ Д.И. Дубровский, понятие информации позволяет совместить в едином теоретическом ключе оба типа описания, а тем самым послужить основой для концептуального объяснения связи явлений сознания с мозговыми процессам. Причина в том, что взятое в широком смысле понятие информации обладает двойственной сущностью, поскольку включает и содержание информации, и ее кодовую форму. Иными словами, понятие информации позволяет отобразить в едином концептуальном плане и свойства "содержания" (семантические и прагматические аспекты) и свойства того материального носителя, в котором необходимо воплощена данная информация, т.е. ее пространственные характеристики и физические свойства.
Основные положения. Всякое явление сознания (как явление субъективной реальности) есть определенная информация, присущая определенному социальному индивиду. Как информация, всякое явление сознания необходимо воплощено в своем материальном носителе. Этим носителем является соответствующая мозговая нейродинамическая система данного индивида, в которой закодирована соответствующая информация, представленная этому индивиду как явление субъективной реальности. Следует подчеркнуть, что информационный подход дает возможность анализировать мозговые процессы и психические явления, т.е. явления двух уровней, в едином концептуальном строе, который можно определить как нейроинформатику.
Парадокс "Гомункулуса". Гомункулус — гипотетический "человечек", якобы находящийся внутри мозга, который интегрирует ощущения "Я". Он наблюдает, руководит действиями, испытывает потребности и эмоции и т.д. Другими словами, гомункулус тождественен человеческому "Я". На психологическом уровне его существование не вызывает сомнения. Однако в физиологии до сих пор не обнаружено каких-либо мозговых образований, на которые можно было бы возложить данную функцию.
Наиболее вероятный кандидат на эту роль — мозговая система памяти. Действительно, во многом человеческое "Я" — это воспоминания о прошлых событиях, отношении к ним и своих действиях. Метафорически эту мысль выразил писатель Д. Гранин: "...человеческое "Я" не может существовать без памяти. Из кирпичиков памяти складывается индивидуальность".
Однако все чаще высказывается мнение, что поиски гомункулуса как определенной, интегрирующей ощущения своего "Я" мозговой структуры, не имеют смысла. Предполагается, что "Я" — это динамическая информационная система, включающая разные отделы мозга. Этот "информационный гомункулус", одновременно оперирующий как памятью, так и текущим опытом, и есть наиболее вероятная мозговая "эго-система".
Сознание как эмерджентное свойство мозга. Системный подход утверждает, что любая функционирующая система приобретает свойства, не присущие ее компонентам, так называемые системные, или эмерджентные, свойства, исчезающие при разложении системы на элементы. С позиций нового философского учения, именуемого эмерджентным материализмом (Дж. Марголис), сознание рассматривается как эмерджентное свойство мозговых процессов, находящееся в сложной взаимосвязи с этими процессами.
Возникая как эмерджентное свойство мозговых систем, начиная с некоторого, пока неизвестного уровня их консолидации, сознание (в силу явления эмерджентного детерминизма) приобретает уникальную способность выполнять функцию нисходящего контроля над нейронными процессами более низкого уровня, подчиняя их работу задачам психической деятельности и поведения.
Эмерджентный детерминизм. Детерминизм предполагает установление причинной обусловленности изучаемых явлений. Эмерджентный детерминизм базируется на представлении о существовании у центральной нервной системы особого типа свойств — системных, или эмерджентных, свойств. Главным отличием свойств такого рода является их несводимость к сумме свойств элементов, из которых образована система. Развитие этих идей позволяет рассматривать психическое как системное (эмерджентное) свойство мозговой "сверхсистемы" или мозга как целого (см. тему 1).
В соответствии с этими представлениями, психическая деятельность мозга не может получить исчерпывающего объяснения в физико-химических, молекулярно-биологических или электрофизиологических категориях. Как пишет один из наиболее выдающихся физиологов ХХ в. лауреат Нобелевской премии Р. Сперри:"физические, химические и электрические силы в мозге, несмотря на то, что они также наличествуют и действуют, как и раньше, оказываются (образно говоря) "вставленными" или "упакованными" вовнутрь и следовательно контролируются и программируются... законами и динамикой более высокого порядка сознательных и подсознательных психических процессов. Более высоко развитые "макро" процессы или холистические психические свойства мозговой деятельности определяют то, когда и как будут происходить элементарные молекулярные процессы, не вмешиваясь, однако, в деятельность физико-химических законов на молекулярном уровне".
По этой логике, особое значение для выявления физиологических основ психической деятельности и поведения приобретают не отдельные клеточные элементы, в частности нейроны, а свойства новых форм и моделей, в которых акцент делается на нисходящий контроль над низшим со стороны высших. Сказанное означает, что психические процессы и функции, будучи эмерджентными свойствами мозговых систем разного уровня организации, в силу эмерджентного детерминизма способны подчинять своим задачам функции отдельных компонентов мозговых микро- и макросистем.