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
Психофізіологія
Тема1. Психофізіологія як наука.
Предмет, задачі та методи психофізіології. Зв’язок психофізіології з істотними та гуманітарними науками. Сучасні напрямки досліджень з психофізіології.
КОНСПЕКТ
Тема 2. Основні поняття та принципи роботи ЦНС та ВНД.
Основні положення теорії рефлекторної діяльності. Функціональна організація мозку. Основні стуктури головного мозку. Загальні характеристики будови та роботи сенсорних систем. Теорія системної динамічної локалізації А.Р.Лурія.
Конспект
Структуры головного мозга человека
ЦНС в значительной степени обособлена от окружающих тканей и органов тела и имеет собственную, специфическую внут реннюю среду. Головной и спинной мозг окружены системой защитных структур, в том числе тремя мозговыми оболочками. Наружная (durа таter), плотная и прочная, образует как бы герметизирующий чехол; внутренняя (рiа тater), мяг-кая, сосудистая, содержит кровеносные сосуды, питающие мозг; и промежуточная (агасНпогс1еа таСег), в виде ажурной паутинки, разделяет их. Межоболочечное пространство и внутренние полости мозга (желудочки) заполнены спинномозго-
вой жидкостью (Ндиог), специфику и константность состава которой определяет сложный морфофункциональный комплекс клеточных структур, получивший об щее название — «гематоэнцефалический барьер».
21
Рис. Головной мозг (правое полушарие, частично удалены теменная, височная и затылочная области)
I — медиальная поверхность лобной области правого полушария; 2 — мозоли стое тело (согрив саНовит); 3 — прозрачная перегородка (вер(ит реНис'кЗит); 4 — ядра гипоталамуса (гшс/е/ Луро-гЛа/ат/); 5 — гипофиз (ЬурорЫв!в); 6 — мамилярное тело (согрив татШаге); 7 — субталамическое ядро (пис!еив виЬ-(На1ат!сив); 8 — красное ядро (пис!еив гиЬег) (проекция); 9 — черная субстан ция (виЬ$(ап11а п/§га) (проекция); 10 — шишковидная железа (согрив р/пеа/е);
I1 — верхние бугорки четверохолмия (соШсиН вирег!ог 1ес11 тевепсерНаН);
12 — нижние бугорки четверохолмия (соШсиН т(епог 1ес(1 тевепсерНаИ);
13 —медиальное коленчатое тело (МКТ) (согрив§еп!си1а1ит тесИа!е); 14 — ла теральное коленчатое тело (АКТ) (согрив §еп1си1а1ит 1а1ега1е); 15 — нервные волокна, идушие от АКТ в первичную зрительную кору; 16 — шпорная извили на (ви!сив са/саг1пив); 17 — гиппокампальная извилина (%1ги5 ЫрросатраНв); 18 — таламус ((На1атив); 19 — внутренняя часть бледного шара (@1оЬи$ ра!Н-с!ив); 20 — наружная часть бледного шара; 21 — хвостатое ядро (пис!еив саи-с/аа/5); 22 — скорлупа (ри(атеп); 23 — островок (тяи/а); 24 — мост (рот); 25— мозжечок (кора) (сегеЬеНит); 26 — зубчатое ядро мозжечка (пис!еив с!еп(а1ив); 27— продолговатый мозг (тес!иПл оЫоп%з1а); 28 — четвертый желудочек (уеп(пси!ив ^иа^^ив)•, 29 — зрительный нерв (пегуив орИсив); 30 — глазодвига тельный нерв (пегуив оси1опю1ог!в); 31 —тройничный нерв (пегуив 1гщет1пив); 32 — вестибулярный нерв (пегуив уе511Ьи1ат). Стрелкой обозначен свод
Тема 3. Теорія функціональних систем П.К.Анохіна.
Функціональна система. Стадії поведінкового акту. Поведінка у вирогідністному середовищі. Нейронні механізми поведінки. Функціональні стани та їх фізіологічні індикатори.
Теория функциональных систем
Что такое система?
Термин «система» обычно применяется для того, чтобы указать на собранность, организованность группы элементов и ограниченность ее от других групп и эле ментов. Давалось множество определений системы, которые характеризовали ее, выделяли из «несистем». В общем, эти определения сводились к пониманию си стемы как комплекса взаимодействующих элементов, объединенных опреде ленной структурой. При этом под структурой понима лись законы связи и функционирования элементов. Одна ко понятие о «взаимодействии» элементов само по себе, с одной стороны, не дает исследователю в какой-либо конкретной области науки ничего нового, так как являет ся даже для начинающего исследователя аксиомой. Кроме того, «взаимодейст вие» не объясняет, как ограничивается огромное число степеней свободы каждого из множества элементов живых систем. А без такого ограничения, упорядочиваю щего организацию элементов, живая система не возникает. Их взаимодействие часто создаст не упорядоченность, а хаос.
Главным препятствием для использования в конкретном исследовании разно образных вариантов системного подхода, базирующихся на указанном выше по нимании системы, является отсутствие в их методологии понятия о системообра зующем факторе, детерминирующем формирование и реализацию системы. До тех пор, пока исследовательно определит такой фактор, который: а) являясь не отъемлемым компонентом системы, ограничивал бы степени свободы ее элемен тов, создавая упорядоченную организацию, и б) был бы изоморфным для всех си стем, позволяя использовать систему как инструмент анализа в самых разных ситуациях, этому исследователю будет сложно обнаружить преимущества сис темного подхода перед несистемным.
В. Гейзенберг подчеркивает, что в соответствии с квантовой тео рией нет никакого предшествующего события, из которого с необходимостью должно в определенное время последовать другое событие, например излучение альфа-частицы атомом радия. В то же время, если рассматривать живой организм не как целостного индивида, совершающего приспособительное поведение, а как физическое тело, то представление о детерминации внешней причиной — стиму лом — может быть удобным приближением, справедливым в рамках этой ограни ченной области описания. Разные типы детерминации связаны, и вся реальность несводима к единственному типу детерминации. Однако представление о телео логической, целевой детерминации может быть использовано лишь для описания живого. Именно с этой детерминацией связана специфика процессов, изучае мых психологией, психофизиологией, биологией. И именно по критерию «актив ность — целенаправленность — реактивность» могут быть наиболее четко диф ференцированы представления системной и традиционной психофизиологии и нейронауки. Поэтому противопоставление телеологической и стимульной детер минаций представляется дидактически оправданным.
Теория П. К. Анохина как целостная система представлений.
Первое важнейшее преимущество и признак, отличающий ТФС от других вариантов системного подхода, — введение представления о результате действия в концептуальную схему. Таким образом, ТФС, во-первых, включила в концепту альный аппарат системного подхода изоморфный системообразующий фактор и, во-вторых, кардинально изменила понимание детерминации поведения.
Следует отметить, что когда некая теория уже четко сформулирована, при рет роспективном анализе литературы могут быть обнаружены высказывания, пред восхитившие какие-либо из набора ее положений. Такова ситуация и с ТФС. Так, Дж. Дьюи еще в конце XIX в. отмечал, что действие детерминировано не предше ствующими событиями, а потребным результатом. В 1920-е гг. А. А. Ухтомский выдвигал положение о «подвижном функциональном органе», под которым пони малось любое сочетание сил, приводящее к определенному результату. Тем не ме нее обоснованную не только теоретически, но и богатейшим экспериментальным материалом, целостную систему представлений мы находим именно в ТФС. Ее целостность и последовательность состоит в том, что идея активности, целена правленности не просто включается в ТФС наряду с другими положениями, но действительно определяет основное содержание, теоретический и методический аппарат теории. Эта идея определяет и подходы к анализу конкретных механиз мов достижения результата поведения, действующих на уровне целостного орга низма, и понимание организации активности отдельного нейрона. Как же отвечает ТФС на вопрос о механизмах, обеспечивающих объединение элементов в систему и достижение ее результата? Какие положения рефлекторной теории были от вергнуты в процессе последовательного развития системных представлений?
Парадигма реактивности: нейрон, как и индивид, отвечает на стимул.
С позиций парадигмы реактивности поведение индивида представляет собой реакцию на стимул. В основе реакции лежит проведение воз буждения по рефлекторной дуге: от рецепторов через центральные структуры к исполнительным органам.
Если нейрон — элемент рефлекторной дуги, то его функиия — прово дить возбуждение.
центральные структуры к исполнительным органам.
Нейрон при этом оказывается элементом, входящим в рефлекторную дугу, а его функция-обеспечением поведения возбуждения.Тогда совершенно логично рассмотреть детерминацию активности этого элемента следующим образом: ответ на стимул, подействовавший на некоторую часть по верхности нервной клетки, может распространяться дальше по клетке и действо вать как стимул на другие нервные клетки. В рамках парадигмы реактивности рассмотрение нейрона вполне методологически последовательно: нейрон, как и организм, реагирует на стимулы. В качестве стимула выступает импульсация, которую нейрон получает от других клеток, в качестве реакции — следующая за синаптическим притоком импульсация данного нейрона.
Решающий шаг в направлении решения этой задачи был сделан П. К. Анохи ным, который в своей последней работе подверг аргументированной критике об щепринятую, как он ее назвал, «проведенческую концепцию» нейрона, и предло жил вместо нее системную концепцию интегративной деятельности нейрона.
Вне зависимости от конкретных, усложняющихся с развитием науки представ лений о функционировании нейрона, в традиционном рассмотрении центральной оставалась идея об электрической суммации потенциалов на мембране нейрона. В соответствии с ней предполагалось, что возбуждающие и тормозные постсинаптические потенциалы, возникающие за счет изменения ионных градиентов на мембране постсинаптического («получающего») нейрона под действием пресинаптической импульсации, суммируясь, действуют на генераторный пункт нейро на продуцирующий распространяющиеся потенциалы действия — импульсы.
П К Анохин назвал парадоксальным перенос на нейрон представлений, воз никших при изучении функционирования нервного волокна и заставляющих рас сматривать проведение возбуждения как главную деятельность нервной клетки. Если задача состоит лишь в том, чтобы передать возбуждение от одного нейрона к другому, то неясно, для чего между входным и выходным импульсами «вставле ны» сложные промежуточные этапы: выделение медиатора, его воздействие на субсинаптическую мембрану и химические превращения в ней.
Тема 4. Психофізіології потреб та мотивацій людини.
Потреби, та їх детермінанти. Мотивація. Загальні властивості різних видів мотивації. Мотивація як домінанта. Поняття, особливості та роль емоцій в життєдіяльності людини. Фізіологічне вираження емоцій. Структури мозку, що реалізують підкріплюючу, переключаючу, компенсаторну-заміщуючу та комунікативну функцію емоцій. Індивідуальні особливості взаємодії стукртур мозку, що реалізують функції емоцій як засаду темпераменту. Вплив емоцій на діяльність та об’єктивні методи контролю емоційного стану людини.
Эмоций: определение, феноменология, измерение.
Определение эмоции
Что такое эмоция? Уильям Джемс — автор одной из первых физиологических теорий эмоций — дал своей статье, опубликованной более 100 лет тому назад, весьма выразительное название: «Что такое эмоция?». Однако и через 100 лет после того, как был сформулирован этот вопрос, мы можем прочи тать в руководстве «Физиология человека» следующее признание: «Не смотря на то что каждый из нас знает, что такое эмоция, дать этому состоянию точное научное определение невозможно...
В настоящее время не существует единой общепризнанной научной теории эмоций, а также точных данных о том, в каких центрах и каким образом эти эмо ции возникают и каков их нервный субстрат». С этим положением руководства можно согласиться и сегодня.
Большинство исследователей рассматривает эмоцию как сложный психофи зиологический феномен, который можно связать с: 1) переживаемым и/или осозна ваемым чувством (состоянием) — феноменология эмоций, 2) висцеральными про цессами, сопровождающими эмоции; 3) выразительными характеристиками эмоций (экспрессия лица, интонация, жесты и позы).
Понимание сущности всякого психического процесса невозможно без знания мозговых механизмов, поэтому в психофизиологии эмоций необходимо выделить еще один важный аспект — центральные нейронные механизмы эмоций. При рассмотрении нейронных механизмов исследователи обращают основное внима ние на устройство нейронной сети, связанной с тем или иным психическим процессом, и на функционирование этой сети, которое выражается в электрической активно сти отдельных нервных клеток. Функционирование нервной сети невозможно без связей между нейронами, которые осуществляются через синапсы, где главную роль выполняют специальные химические соединения медиаторы . Медиаторы участвуют в работе всех нервных сетей мозга, включая нейронные сети, связанные с эмоциями. Поэтому в современной психофизиологии эмоций выделяют еще один ас пект - нейрохимические механизмы эмоций.
Тема 5. Психофізіологія пам’яті та навчання.
Види та процеси пам’яті. Структурно-функціональні засади пам’яті та навчання. Консолідація та реверберація. Поняття неграми. Стадії фіксації пам’яті. Стани неграми. Молекулярні механізми пам’яті. Дослідження Е.Соколова. константа Ливанова. Нейронні коди пам’яті.
Научение — это последовательность сложных процессов, вовлекаемых в приобре тение, хранение и воспроизведение информации В результате научения происходит модификация поведения, а память проявляет ся как сохранение этой модификации. Собственно «память» возникает как инте гральное качество мозговой активности и существует только на феноменальном уровне. Сохраняются следовые процессы, которые формируются на нейронах во время обучения. Результатом интеграции «следов» и является энграмма.
Основные понятия. Определение понятий, которыми пользуются, когда гово рят о памяти, само по себе является проблемой. Память — процесс, характеризую щийся приобретением, хранением и воспроизведением заученного. Энграмма -след памяти, сформированный в результате обучения.
Описание памяти может быть выполнено по динамике развития процессов, приводящих к формированию эн-граммы, по состоянию памяти, характеризующему ее го товность к воспроизведению энграммы, по устройству, характеризующему состав энграммы. Наконец, еще один способ — это описание памяти по виду информации. Эти аспекты описания фактически соответствуют основным концепциям памяти. Первое описание исходит из прин ципа временной организации памяти и отражает динами ку формирования энграммы в терминах кратковременного и долговременного хранения; второе, исключая временной компонент создания энграммы, оценивает степень ее готовности к воспроизведению; третье, анализируя нейронные и моле кулярные механизмы памяти, может опираться как на принцип временной орга низации, так и на концепцию состояния энграммы. Четвертый способ описания анализирует информационное содержание памяти.
Концепция временной организации памяти.
В опытах по запоминанию слогов психологи Дж. Мюллер и А. Пильцекер еще б 1911г. обнаружили, что заучивание второго ряда ухудшает запоминание первого. Такое тормозящее влияние одного обучения на другое объясняли нарушением ре верберации процессов, развившихся после первого заучивания. Дж. Мюллер I А. Пильцекер применили эту идею для объяснения ретроактивного торможения, а позже она стала основой гипотезы консолидации следа памяти (Д. О. Хебб). Вре менная концепция памяти возникла на основе этой гипотезы.
Временная организация следа памяти подразумевает последовательность раз вития во времени качественно разных процессов, приводящих к фиксации приоб ретенного опыта. Основные понятия, которыми оперируют теория консолидации и другие теории, созданные в рамках концепции временной организации памяти, следующие: консолидация — процесс, приводящий к физическому закреплению энграммы, и реверберация — механизм консолидации, основанный на многократ ном пробегании нервных импульсов по замкнутым цепям нейронов. Длитель ность консолидации — интервал времени, необходимый для перехода следа памя ти из кратковременного хранения, в котором он находится в виде реверберирующей импульсной активности, в дол говременное, обеспечивающее длительное существование энграммы.
Основными в концепции временной организации яв ляются понятия о кратковременной и долговременной памяти. Подразумевалось, что при фиксации происходит смена одной формы существования энграммы на другую. Представления о кратковременной и долговременной форме существования следа базируется на предположении о разных нейрофизиологических, молекулярных, биохимических и морфофункциональных основах энграммы на разных стадиях ее жизни. Предполагалось, что след памяти в своем становлении проходит два эта па — этап кратковременной памяти и затем этап долговременной памяти. В крат ковременной памяти след находится в течение ограниченного отрезка времени (предполагалось, что не более нескольких минут), а в долговременной — в течение времени, соизмеримого с продолжительностью жизни данного живого существа. Физиологическим механизмом следа в кратковременной памяти является ревер берация электрической активности по замкнутым цепям нейронов. Согласно Хеббу, в обучение вовлекаются определенные нейроны. При многократном дей ствии одного и того же стимула происходит формирование замкнутого «клеточ ного ансамбля». По цепи нейронов многократно проходит — реверберирует -электрическая активность. Продолжаясь определенное время, реверберация при водит к морфофункциональным и биохимическим изменениям в синапсах. Это и есть консолидация, которая составляет основу долговременной памяти. Много кратное использование одних и тех же синаптических контактов улучшает прове дение импульсов и приводит к формированию специфических белков.
Существование следа памяти в виде реверберирующих электрических им пульсов — необходимое условие для перехода энграммы в долговременную па мять. Прерывание или предотвращение реверберации должно приводить к физи ческому разрушению следа памяти и его исчезновению.
Чтобы проверить правильность этой гипотезы, проводили опыты с использо ванием методов экспериментальной ретроградной амнезии. В первой фазе (крат ковременной памяти) энграмма была неустойчива, ее можно было разрушить дей ствием амнестического агента (например, электрошока). Эта ее неустойчивость и уязвимость объясняется тем, что реверберирующую активность легко прервать. Но тогда не произойдет и перехода следа в долговременную память. Предполага ли, что переход следа из кратковременного в долговременное хранение осуществ ляется за несколько секунд или минут. Полученные результаты в целом подтвердили генеральную идею: действительно, амнестический агент (например, электро-шок), примененный через короткий интервал времени после обучения, вызывал нарушение памяти в форме ретроградной амнезии. Однако появились факты которые не могли быть объяснены в рамках временной концепции. Самыми важ ными являются данные о восстановлении памяти, потому что они резко проти воречат тезису о физическом уничтожении следа, если он до амнестического воз действия не прошел стадию консолидации.
Уровни существования энграммы
Поскольку концепция состояний рассматривает энграммы активные, воспроизво димые в требуемый момент времени, и латентные, которые не могут быть воспро изведены сейчас, но могут быть активированы потом, возникают различные идеи о форме их хранения в мозге. Активная энтрамма существует на уровне электри ческих процессов. (Это означает, что если исследователи используют для изуче ния памяти электрофизиологические методы, то они будут работать с активными энграммами, имеющими электрический эквивалент. Его можно зарегистрировать объективно при помощи микроэлектродов или макроэлектродов или еще каким-либо способом.) Однако современной наукой уже доказано, что электрический процесс сам является результатом многих тонких биохимических и биофизиче ских событий. Поэтому фактически за электрическими процессами стоит опреде ленный «молекулярный субстрат». (Изучению этой интереснейшей проблемы -молекулярных носителей памяти — посвящены многие современные работы в об ласти биохимии, молекулярной генетики, биофизики.)
Энграмма, имея в своей основе определенный «молекулярный субстрат», ак туализируется только при переводе молекулярного кода на уровень электриче ской активности. Понятно, почему: ведь язык мозга — это электрические процес сы, функция коммуникации между нейронами осуществляется благодаря этому качеству работы мозга. Многие опыты демонстрируют возможность функцио нального разделения этих двух способов существования энграммы: амнестиче ский электрошок, не затрагивая молекулярной базы следа, временно блокирует его воспроизведение, нарушая перевод молекулярного носителя на уровень элек трической активности. Опыты по пересадке мозга у насекомых показывают, что молекулярная составляющая энграммы может передаваться от донора к реципи енту. Многое выяснено о том, какие именно явления молекулярного уровня стоят за формированием следа, но крайне мало известно, каким же образом происходит «оживление» следа при переходе его из латентной формы в активную.
Нейрофизиологические механизмы распределенности энграммы
Нейрофизиологические опыты, в которых внутриклеточно или экстраклеточно регистрировалась электрическая активность нейронов, показали, что максимум ответа достигается через разное время после обучения. Анализ событий на синаптическом уровне показал, что после обучения большая часть постсинаптических ответов достигает максимального значения спустя некоторое время после обуче ния — до 30-40 мин после первой серии. Такие нейроны как бы демонстрируют латентное обучение. Менее 14% нейронов формируют следы, которые актуализи руются сразу же после обучения (рис. 6.1). Клетки, достигающие наивысшего со стояния активности следа через некоторое время после завершения обучения, с каждой следующей серией будут отодвигать пик активности все дальше, а след будет оставаться активным в течение все более длительного времени .Таким способом продлевается активная «жизнь» следа памяти на популяции нервных клеток. Когда след инактивируется на одной группе клеток, как раз в это время он достигает максимальной воспроизводимости на другой — и так до тех пор, пока не исчерпается временной резерв данного нейронного ансамбля. Энграмма становится неактивной, переходит в латентное состояние и ждет «напоми нания», которое при помощи неизвестных пока механизмов выведет ее на уровень актуализации.
Единицы памяти
'Не только окружающий мир, по и внутренний мир человека образован комбина циями из небольшого числа элементов. Если единицами окружающего мира слу жат атомы, молекулы, а единицами живой материи — гены, клетки, то простей шей физической единицей субъективного мира человека служит пакет (иначе — совокупность, кластер или груп па) взаимосвязанных волн нейронной активности, поро ждаемых нервными клетками.
О волновой природе единиц памяти впервые загово рил знаменитый английский врач Дэвид Гартли, основоположник психофизиологии. Пакеты нейронных волн генерируются нервными клетками, хотя и располо женными в разных центральных структурах, но взаимо связанными, объединенными в ансамбли. Часть нейронов каждого такого ансамб ля размещена в филогенетически древних структурах, в ретикулярной формации ствола мозга, в промежуточном мозге, в старой коре. Другие нейроны ансамбля размещаются в более дифференцированных колонках новой коры, в первичных-проекционных полях и в ассоциативных зонах.
Первоначально нейроны объединяются в какой-либо ансамбль под влиянием воспринимаемого стимула, сохраняя в паттернах своей активности информацию о породившем их стимуле. Согласованная, периодически повторяющаяся актив ность нейронов в составе ансамбля необходима для поддержания их собственной жизнедеятельности. Повторяющаяся активность нейронов приводит со временем к структурным изменениям межнейронных связей и поддерживает устойчивость структурных изменений в дальнейшем. Подчеркнем, что изменения проводимо сти синапсов, т. е. контактов между нейронами, образующих так называемые век торы проводимости, всегда вторичны.
Единичная волна в составе пакета связана с отдельной группой последователь ных нейронных импульсов. Обычное число импульсов в группе — не более десяти на отрезке времени не больше десятой доли секунды. В известных опытах Н. П. Бехтеревой обнаружена связь подобных импульсных последовательностей с физическими и смысловыми особенностями воспринимаемых стимулов.
Несколько последовательных волн, порождаемых нейронным ансамблем за один период, в свою очередь образуют пакет, кластер. Волны в пакете различаются своими фазами. Вероятно, первые по порядку волны в пакете возникают снач ла в менее дифференцированных древних структурах мозга, а более поздние волны — в более дифференцированных новых структурах.
Периоды колебаний согласованной активности нейронов, объединенных в ансамбли, имеют разную длительность. Образы памяти закодированы разночастотными колебаниями. О составе периодов можно судить по спектрам мощности ЭЭГ. У человека преобладают периоды длительностью около 0,1 с. известные как альфа-ритм, названные так первооткрывателем Гансом Бергером В спектре мощности заметен пик амплитуды на этой частоте - Р = 10 Гц. Это константа Бергера Рядом, через интервал около 1 Гц, можно заметить, как правило, еще один пик Видны также и другие пики в разных диапазонах частот, но обычно в состоянии покоя испытуемого, при закрытых глазах пик в диапазоне альфа-рит ма отличается наибольшей высотой, т. е. мощностью. У человека альфа-ритм вы ражен в наибольшей степени. Устойчивость частоты этого ритма на протяжении многих лет жизни взрослого испытуемого - одна из давно известных нейрофи зиологических закономерностей. Испытуемые различа ются по частоте доминирующего альфа-ритма примерно так же, как они различаются по росту, в целом в пределах 8-13 Гц, чаще всего — в пределах 9-11 Гц.
Волны с близкими по длительности периодами, обра зуя на спектре мощности частоты, разделенные провалом около 1 Гц в диапазоне альфа-ритма, создают феномен веретен альфа-ритма, длительностью около 1 с. Веретена представляют собой плавные подъемы и спады амплиту ды регулярных колебаний ЭЭГ. В состоянии покоя чело века типичная длительность одиночного альфа-веретена равна 1 с. Ступенчатость различий между соседними частотами на спектре мощности, объясняющая фено мен альфа-веретен, является примечательной нейрофизиологической закономер ностью, впервые установленной М. Н. Ливановым [1989]. Относительная величи на ступеньки — R = 0',1 — равна отношению минимальной разности периодов к их средней величине. Она названа константой Ливанова.
Тема 6. Психофізіологічні засади уваги і довільної діяльності.
Поняття, функції та значення уваги в життєдіяльності людини. Теорія фільтра. Проблема уваги в традиційній психофізіології. Проблема уваги в системній психофізіології. Психофізіологія волі.
Теории фильтра
Толчком к построению первых моделей внимания были результаты эксперимен тов по дихотическому прослушиванию, в которых испытуемый должен избира тельно слушать один из двух или нескольких одновременно читаемых текстов. Первые такие эксперименты были проведены в 1950-х гг. Е. Черри. Он приводит пример вечеринки с коктейлями, на которой человек может слушать собеседника и не слышать разговоры других участников. Это фокусирование внимания. Иногда этот человек слышит от других беседующих свое имя. Это разделение внимания. На основании этого примера Е. Черри ставит ряд вопросов. Как мы можем на строиться на определенный источник информации, оставаясь чувствительными к значимой информации от других источников? Как наше внимание может быть сфокусировано и разделено одновременно? С момента появления работ по дихо тическому прослушиванию избирательные и произвольные аспекты внимания стали рассматривать с формальных позиций информационной теории. Согласно этим представлениям, нервная система представляет коммуникационный канал (т.е. канал связи!) с ограниченными перцептивными возможностями. Для выбора одного канала информации из множества параллельных каналов в нервной систе ме предполагалось наличие специальных фильтров.
Первую теоретическую модель внимания, или модель фильтра, создал Д- Бродмент. Согласно его модели, информация от рецепторов поступает в цен тральную нервную систему через множество параллельных сенсорных каналов связи. Однако нервная система, несмотря
на множество входов, может работать
как одиночный коммуникационный канал с ограниченными возможностями. По этому на входах этого канала осуществляется операция селекции, т. е. выбирается определенная сенсорная информация. Селекция не совсем случайна. Селектив ный фильтр может быть настроен на принятие желаемой информации. Предпо лагается, что в мозге есть нейронная репрезентация информации, которая контро лирует работу фильтра по физическим признакам, например по интенсивности, высоте и пространственной локализации звука. Для всей остальной информации фильтр блокирует входы, но эта невостребованная информация какое-то время хранится в блоке кратковременной памяти, который находится перед фильтром. Первоначально невостребованная информация из блока кратковременной памя ти может пройти через коммуникационный канал, если произойдет сдвиг селек тивного процесса с одного класса сенсорных событий на другой. Схема Д. Бродмента не отвечает на вопрос, поставленный еще Е. Черри: почему мы переключаем внимание на какой-либо сенсорный вход, если не знаем, что на него поступило?
Ответ на этот вопрос может быть получен в рамках модели А. Трейсман (Treisman). В ее модели постулируется двухстадийная фильтрация. Весь поток информации, как и в предшествующей модели, поступает в организм через мно жество параллельных каналов. На некотором уровне нервной системы находится 1-й фильтр, где происходит выделение по физическим свойствам (громкость, вы сота, позиция в пространстве, цвет, яркость и т. д.) одного из каналов, по которому сигналы проходят беспрепятственно, и одновременно происходит ослабление сигналов по другим каналам. Ослабленные и неослабленные сигналы проходят через 2-й фильтр — логический анализатор (словарь), который представлен спе циализированными нейронами. Активность каждого такого нейрона связана с оп ределенным словом, составляющим словарь индивида, и приводит к осознанию субъектом слов. Эти нейроны активируются неослабленными сигналами, а неко торые из них с достаточно низким порогом чувствительности могут быть активи рованы и ослабленными сигналами.
В модели Дж. Дойч и Д. Дойч фильтр в явной форме отсутствует. Согласно их модели, все сигналы доходят до логического анализатора, где каждый из них ана лизируется на предмет специфичности. Чем важнее сигнал для организма, тем бо лее выражена активность нейронов логического анализатора, на которые он по ступил, вне зависимости от его исходной силы. Важность сигнала оценивается на основе прошлого опыта. Работа логического анализатора не контролируется со знанием. Осознается только информация, выходящая из него.
Проблема внимания в системной психофизиологии
У. Найссер определяет структуру поведения как некоторую организацию нерв ных процессов, пли схему. Он считает, что для организации схемы и способности 3, ее к модификациям «в мозге должны существовать какие-то образования». С по зиций развиваемого в настоящее время системно-эволюционного подхода В. Б. Швыркова структура поведения представлена взаимодействующими между собой функциональными системами разной сложности и с разной историей фор мирования. Эти функциональные системы, в свою очередь, представлены нейро нами, локализованными в самых разных областях нервной системы (см. главу 14). Для организации этой структуры не нужно никаких специальных образований в мозге. В основе организации функциональных систем лежит сформированная в процессе эволюции способность живых организмов предвосхищать будущие со бытия на основе предшествующих событий и прогнозировать свои действия на достижение ожидаемого результата. С позиций этого подхода афферентные и эф ферентные влияния обеспечивают не приход ограниченной информации в центр и реализацию на ее основе моторных программ, а согласование или взаимодейст вие систем (Межсистемные отношения). В этом плане показательны исследова ния ТО. И. Александрова (см. главу 14). Исследуя активность ганглиозпых клеток сетчатки у кроликов в пищедобывательном поведении, он обнаружил, что эта ак тивность, как и активность центральных нейронов, связана с этапами поведения животного, а не детерминирована зрительными раздражителями. Более того, ак тивность большинства клеток сохраняет связь с этапами поведения даже в случае, когда кролик осуществляет определенное поведение при закрытых специальны ми светонепроницаемыми колпачками глазах, т. е. при прекращении доступа к ним зрительных раздражителей. Автор связывает этот феномен с включенностью нервных элементов сетчатки глаз в функциональные системы, составляющие ин дивидуальный опыт животного и обеспечивающие его поведение.
В других исследованиях, проведенных в рамках системно-эволюционного под хода, было показано, что в конфигурации ССП отражаются не информация, по ступившая с периферии, не ее последовательная обработка и не моторная про грамма, а межсистемные отношения. Авторы исходят из того, что взаимодействие субъекта с внешним миром возможно только через активность его систем. Набор реализующихся систем обеспечивает специфику поведения. Однако поведение, одинаковое но специфике, может быть выполнено с высокой или низкой степенью эффективности. В этих случаях говорят соответственно о высоком или низком уровне внимания в поведении. Например, скорость и точность отчетных действий в классических задачах выбора рассматриваются в экспериментальной психоло гии как показатели уровня внимания. В задачах выбора испытуемому предъяв ляют в случайной последовательности через определенный интервал времени разные сигналы (например, а, б, б, а, б...). В ответ на предъявленный сигнал ис пытуемый в соответствии с инструкцией должен совершить отчетное действие. например быстро нажать кнопку «А» при появлении сигнала «а», а при появлениисигнала «б» - - быстро нажать кнопку «Б». В данной вероятностной ситуации ис пытуемые всегда прогнозируют появление следующего сигнала на основании предшествующей последовательности сигналов, что отражается на времени от четного действия и конфигурации ССП. Этот феномен известен как эффект по следовательности. На основании анализа поведенческих показателей и ССП бы ло выявлено, что в тех случаях, когда наблюдался эффект последовательности, в межсистемные взаимодействия текущего отчетного действия включались неко торые системы, обеспечивавшие предшествующие отчетные действия. Однако в процессе тренировки эти «лишние» системы исключались из обеспечения отчет ного действия, время этих действий сокращалось, а число ошибочных отчетов уменьшалось вплоть до полного исчезновения. Одновременно с этим имели место устойчивые изменения в ССП - у них изменялись временные и амплитудные характеристики компонентов и они становились сходны ми в разных областях мозга. На основании этого можно считать, что в процессе совершенствования деятельности решения задачи выбора сформировались и стабилизиро вались такие межсистемные отношения, которые обеспе чивали оптимальную реализацию этой деятельности. Если же изменения в ССП носили неустойчивый характер, то и показатели внимания были неустойчивы.
Механизм стабилизации межсистемных отношений на таком уровне, который обеспечивает действия в соответ ствии с инструкцией, недостаточно изучен. Предполага ется, что существенную роль здесь играет образ действий, формируемый на основе инструкции, и, по мнению С. Л. Рубинштейна, именно во внимании, которое не имеет своего содержания, специфическим образом прояв ляется взаимосвязь образа и деятельности. Таким образом, с позиций системно-эволюционного подхода внимание рассматривается не как самостоятельный психический процесс, а как характеристика степени совершенствования межсистемных отношений в текущей деятельности.
Проблема внимания в традиционной психофизиологии
Теории вызванного внимания
Общая идея теорий фильтра заключается в том, что на пути прохождения электри ческих импульсов (возбуждения) по нервным волокнам от рецепторов, подверг шихся воздействию внешних раздражителей, до коры имеет место механизм, от фильтровывающий эти импульсы. Нейро- и психофизиологи в своих исследова ниях мозговых механизмов внимания взяли на вооружение эту идею. Многие экс периментальные исследования были направлены па изучение судьбы афферентных возбуждений, вызванных тем или иным сенсорным раздражением в ситуации привлечения внимания к это му раздражению или при отвлечении от него внимания.
Исследователи рассуждали следующим образом. Су ществуют морфологически выделяемые афферентные пу ти - от рецепторов до коры головного мозга. Эти пути имеют синаптические переключения в ядрах ствола го ловного мозга и в коре. Существуют эфферентные пути от коры и ретикулярной формации ствола мозга к ядрам, где происходит переключение афферентных путей. Из вестно, что потенциалы действия или возбуждения, иду щие по эфферентным путям, могут изменять синаптическую передачу афферент ных возбуждений. Следовательно, процесс фильтрации в виде торможения возбуждений по некоторым афферентным волокнам происходит на этапах пере ключения этих путей в релейных ядрах. При этом допускалось, что показателем торможения является уменьшение импульсной активности нейронов этих ядер, что должно сопровождаться уменьшением их суммарной активности, регистри руемой в виде вызванных потенциалов (ВП). Несомненно, что из сказанного вы ше следует однозначный вывод: поскольку внимание проявляется через избира тельное торможение в определенных сенсорных каналах, то, следовательно, жи вотное заранее знает, что они не соответствуют ситуации.
Результаты первых исследований подтвердили эти предположения. В извест ных экспериментах Р. Эрнандец-Пеона [1979] предъявления «незнакомого» зву кового щелчка вызывали у кошки ориентировочное поведение в виде заинтересо ванности этими щелчками и большие по амплитуде вызванные потенциалы (ВП) в улиточном ядре. Дальнейшие однообразные предъявления этого щелчка приво дили к угашению внимания к щелчкам (привыканию, или габитуации), что сопро вождалось сначала исчезновением ориентировочного поведения (кошка засыпа ла) и лишь через длительный промежуток времени уменьшением амплитуды ВП вплоть до его исчезновения. Если звук щелчка, внимание к которому было угаше но, внезапно изменяли (изменяли громкость, локализацию или тембр), то кошка пробуждалась ( дисгабитуация), а в корковых и в подкорковых областях увеличи валась амплитуда ВП.
В других опытах Р. Эрнандец-Пеоном и его последователями было показано, что ВП на сенсорные сигналы в коре и подкорковых образованиях уменьшаются и У кошек, и у людей по амплитуде при отвлечении внимания от этих сигналов. От влекающим фактором для кошек могли быть запах пищи, появление в поле зре ния мыши или крысы, писк крысы, электрокожное раздраженние. У человека так же уменьшалась амплитуда ВП в слуховой коре, если внимание от раздражителей отвлекали тем, что он решал какие-либо задачи, читал или вспоминал события своей жизни.
Казалось, что проблема фильтров близка к разрешению - повышение внимания к сигналу сопровождается усилением связанного с ним афферентного потока, и, наоборот, угашение внимания к сигналу ослабляет этот поток. I выдвинуто предположение, что угашение и отвлечение внимания связаны с активностью ретикулярной формации, участвующей в блокаде афферентных возбуждений. Однако в других лабораториях, где проводились аналогичные исследования не было обнаружено каких-либо закономерных изменении амплитуды ВП в слуховых путях на щелчки, к которым предварительно было угашено внимание. Так у кошек в правом и левом слуховых ядрах и даже в разных точках одного ядра исследователи наблюдали разнонаправленные изменения амплитуды ВП, неоднозначные изменения наблюдались также в амплитуде корковых ВП. Более того, как показали исследования Л. Г. Воронина и Е. Н. Соколова если интенсивность сигнала, к которому было выработано привыкание (т. е. фильтры не должны пропускать от него афферентное возбуждение), внезапно снизить до порогового уровня то наблюдается дисгабитуация со всеми ее проявлениями. На основании этих данных уже невозможно утверждать, что невнимание к сигналу осуществля ется через блокаду афферентных возбуждений где-то на этапах их синаптических переключений. Вместо него было выдвинуто предположение о том, что все аффе рентные возбуждения поступают в центр. На последнем предположении построе на теория нервной модели стимула Е. Н. Соколова .
Согласно этой теории, в процессе привыкания к внешним раздражителям в ко ре формируется нервная модель стимула, в которой фиксированы все параметры знакомого комплекса раздражителей. Такая модель, по мнению Е. Н. Соколова, обеспечивает высокий уровень внимания, поскольку позволяет воспринимать ин формацию от рецепторов, возбужденных знакомыми раздражителями, за более короткое время и более надежно, чем возбуждения от малознакомых раздражите лей. Возбуждения, поступившие в центр от незнакомого раздражителя, оказыва ются несогласованными с существующей нервной моделью, в результате чего формируется ориентировочное поведение, которое можно рассматривать как вни мание, направленное на этот раздражитель.
Развивая теорию о нервной модели стимула, Р. Наатанен предположил воз можность формирования трех различных типов нервных моделей стимула. Одна из них — «пассивная», или непроизвольная, модель стимула — формируется по сле многократного предъявления стимула («стандартный» стимул) даже при от влечении от него внимания и сохраняется в течение примерно 5 с. Если в пределах этого интервала предъявляется «отклоняющийся» стимул, который отличается по физическим характеристикам от часто предъявляемого «стандартного» стиму ла, то происходит рассогласование приходящих от этого «отклоняющегося» сти мула афферентных возбуждений с нервной моделью «стандартного» стимула. В электрической активности мозга, а именно в связанных с событием потенциалах (ССП), это рассогласование проявляется в виде негативной волны, получившей название негативность рассогласования (НР). НР развивается через 100 мс после предъявления стимула и длится около 250 мс. Чем больше разница между «стан дартным» и «отклоняющимся» стимулами, тем больше амплитуда НР. Процесс рассогласования не осознается, но он может привлечь внимание субъекта к изменениям в последовательности предъявляемых стимулов. Предполагается, что НР является необходимым, но не достаточным условием для осознанного восприятия изменении в стимуле.
В случаях привлечения внимания к стимулу, например, когда испытуемый должен считать какой-то редкий стимул на фоне более частых, у него формируется «активная», или произвольная, нервная модель часто предъявляемого стимула. Время существования этой модели определяется тем, насколько долго испытуе мый сохраняет внимание к выполняемой задаче. Данная модель является своего рода стандартом, с которым сравниваются поступающие от стимулов афферент ные возбуждения. Афферентные возбуждения от редкого сигнала вызывают про цесс рассогласования, который и обеспечивает узнавание редкого сигнала. В ССП процесс рассогласования с «активной» моделью сопровождался негативным ко лебанием Н-2, которое состояло из НР и дополнительного негативного колебания Н-26. Чем больше выражены рассогласования афферентных возбуждений от сти мула с пассивной или активной моделями, том больше амплитуда соответствую щих волн. На основании этих данных авторы считают, что пассивная и активная модели существуют одновременно и обеспечиваются активностью нейронов раз ных областей мозга.
Когда вероятность появления стимула, который нужно обнаружить (его еще называют целевым стимулом), возрастает до определенного уровня, то уже фор мируется нервная модель именно этого стимула. Авторы называют эту модель «следом внимания», поскольку она формируется и поддерживается стимулом, к которому привлечено внимание. «След внимания» существует только тогда, когда у субъекта актуализирован ясный образ целевого стимула. Распознавание целево го стимула в этом случае происходит за счет процесса согласования поступающих от него афферентных возбуждений с его же нервной моделью. Развивающаяся во время этого процесса негативная волна, или негативность, по-видимому, связана с обработкой информации. Эта волна начинается на нисходящем фронте Н-1 и про должается в течение нескольких сотен миллисекунд. Чем больше афферентные возбуждения от целевого стимула соответствуют «следу внимания», тем большую амплитуду и длительность имеет эта волна.
Итак, в основе модели внимания Р. Наатанена лежит нервная модель стимула, которая представляет собой репрезентированный в нейронных системах образ оп ределенного стимула. Сопоставление афферентных возбуждений от стимула с мо делью осознанно или неосознанно ожидаемого стимула характеризует внимание и проявляется в негативном отклонении компонентов ССП. В настоящее время НР как показатель уровня внимания внедряется в клиническую практику.
В других теориях внимания, разрабатываемых в рамках информационной па радигмы, внимание определяется как процесс, лежащий в основе селекции и орга низации доступной информации для соответствующего ответа. Авторы связыва ют последовательность этих процессов с последовательными компонентами ССП: ранние позитивные компоненты ССП отражают регистрацию и анализ при ходящей информации; внимание, осуществляющее селекцию этой информации, отражается в развивающейся вслед за позитивным компонентом негативной вол не; поздняя позитивная волна отражает процесс выбора ответа.
Недостатки теорий вызванного внимания. В описанных выше информаци онных моделях и концепциях внимания в основном рассматривается зависи мость афферентных возбуждений от внешних источников, внимание к которым, по условиям эксперимента, привлекается или, наоборот, отвлекается. При этом авторы учитывают в своих теориях экспериментально доказанные факты влия ния на нейроны релейных ядер, где эти афферентные возбуждения переключа ются, и на рецепторные образования эфферентных возбуждений от корковых, подкорковых и стволовых структур мозга. Именно эфферентные возбуждения из Центральных структур, отражая собой индивидуальный опыт, и обеспечивают ра боту фильтров.
Эти теории рассматривают внимание как механизм, вызванный внешними ис точниками, которые, по сути, являются строго определенными звуками или зри тельными изображениями (иногда иллюзиями), навязанными эксперименталь ной ситуацией, применительно к которой только и имели смысл получаемые результаты. Но совершенно очевидно, что объектом внимания могут быть не только эти источ ники. Уже У. Джемс в конце XIX в. выделял как внешние (объекты и события в окружающей среде), так и внутрен ние (память и знания) источники, к которым привлекается внимание. Однако внимание к внутренним источникам вряд ли можно объяснить, используя гипоте тический механизм последовательной обработки информации.
С помощью только этого механизма невозможно объяснить и другой важный факт, который долго игнорировался в когнитивной психологии, а именно: эффек ты внимания определяются обучением и тренировкой.
Неэффективное выполнение какой-либо задачи на внимание свидетельствует об отсутствии навыка в выполнении этой задачи. Так, известный психолог рей, исследовавший внимание и многократно участвовавший как испытуемый экспериментах по дихотическому слушанию, приобрел навык легко обращать две деятельности одновременно: это записывание слов под диктовку и чтение про себя .
Тема 7. Психофізіологія мислення та мовлення.
Мислення: 1) аналітико-синтетична діяльність мозку; 2) асоціації як фізіологічна засада процесу мислення. Взаємодія першої та другої сигнальних систем. Фізіологічні механізми. Мовлення. Центри мовлення.
Тема 8. Психофізіологічні засади свідомості.
Основні концепції свідомості. „Світла пляма”. Повторний вхід збудження та інформаційний синтез. Функції свідомості. Свідомість, спілкування та мовлення. Слово як сигнал сигналів. Взаємодія першої та другої сигнальних систем. Мовні функції півкуль. Аналітико-синтетична діяльність мозку.
Основные концепции сознания
Говоря о мозговых основах психики и сознания, необходимо отметить, что эти наиболее сложные проявления работы мозга не могут быть объяснены работой ка кой-то отдельной, изолированной группы нервных клеток, представляющих со бой «центр сознания». Как общетеоретические соображения, так и данные экспе риментов свидетельствуют о том, что психические функции возникают на основе объединения в единую систему разных, функционально неоднородных нервных структур и специальной организации процессов мозга, обеспечивающей высокую степень мозговой интеграции. Изучение этой организации и лежит в основе поис ка мозговых основ сознания.
В настоящей главе не ставится задача изложить многие и весьма интересные данные о роли мозговых структур в осуществлении психических функций. Коли чество таких данных в последнее время стремительно увеличивается, особенно после появления методов «изображения живого мозга», таких как позитронно-эмиссионная томография, функциональный магнитный резонанс, компьютерная электроэнцефалография и др.
«Светлое пятно»
Гипотеза о связи сознания с определенным участком коры была впервые высказа на И. П. Павловым в 1913 г. Хотя, как известно, психологические термины по принципиальным соображениям не использовались в лабораториях И. П. Павло ва, он считал, что понимание мозговых основ сознания — одна из главных задач науки о мозге. В поисках ответа на вопрос, «какие нервные процессы происходят в больших полушариях тогда, когда мы говорим, что мы себя сознаем», он предпо ложил, что сознание представлено деятельностью находящегося в состоянии оп тимальной возбудимости «творческого» участка коры больших полушарий, где легко образуются условные рефлексы и дифференцировки. Другие участки, где происходит преимущественно поддержание уже образованных рефлексов, связа ны с тем, что называется бессознательной деятельностью. Свои мысли И. П. Пав лов выразил в образной форме: «Если бы можно было видеть сквозь черепную ко робку и если бы место с оптимальной возбудимостью светилось, то мы увидели бы на думающем сознательном человеке, как по его большим полушариям передви гается постоянно изменяющееся в форме и величине причудливо меняющихся очертаний светлое пятно».
И. П. Павлов, правда, оговаривался, что он не касается при этом «философской точки зрения», каким образом материя мозга производит субъективное явление. Фактически это то немногое, что сказал создатель учения о высшей нервной дея тельности по проблеме сознания.
Тем более удивительно, как это высказывание И. П. Павлова пророчески под твердилось. Мы можем теперь действительно видеть «сквозь черепную коробку» активные зоны с помощью методов «изображения живого мозга», о которых гово рилось ранее, и видим нечто похожее на то, о чем говорил И. П. Павлов.
Главное же заключается в том, что концепция «светлого пятна» получила свое развитие в новейших гипотезах в виде «теории прожектора». Данная концепция была сформулирована Ф. Криком - соавтором теории двойной спирали и нобе левским лауреатом. Здесь хотелось бы сделать небольшое отступление: можно сказать, что проблемы сознания как бы притягивают к себе внимание нобелевских лауреатов, хотя никто еще Нобелевскую премию за исследования сознания пока не получил. И. П. Павлов был только первым, но не последним в этом ряду, ведь проблема сознания — одна из важнейших и интереснейших в науке, и лучшие умы, воодушевленные высоким признанием, тянутся к ее разрешению.
Основные предпосылки и положения «теории прожектора» сводятся к сле дующему. Вся информация поступает в кору по сенсорным путям через переклю чательные ядра в дорзальном таламусе (включая и примыкающие к нему коленча тые тела). Возбудимость этих переключательных ядер может быть избирательно изменена за счет коллатералей от нейронов ретикулярного комплекса таламуса, входящего в его вентральный отдел. Взаимоотношения между этими частями та ламуса построены таким образом, что в каждый данный момент одна из нейрон ных групп дорзального таламуса оказывается в состоянии высокой возбудимости, что значительно усиливает импульсный поток к коре, в то время как другие груп пы оказываются, наоборот, заторможенными. Период такой высокой возбудимо сти длится около 100 мс, а затем усиленный приток поступает к другому отделу коры. Ф. Крик предполагает на этом основании, что область наиболее высокой импульсации представляет в данный момент как бы центр внимания, а благодаря перемещению «прожектора» в другие участки становится возможным их объедине ние в единую систему. В этом процессе большую роль играет синхронизация актив ности нейронных групп на одной частоте. В последние годы особое значение в про цессах интеграции придается высокочастотному ритму — частотой около 40 Гц.
Важно, что в число вовлеченных в совместную деятельность нейронных групп входят нейронные ансамбли в различных областях коры. Подобная интеграция, по мнению автора, и обеспечивает осуществление высших психических функций. Предполагается также, что одновременно могут действовать несколько «прожек торов». Данная концепция была разработана, в первую очередь, для обработки зрительных сигналов, но автор предполагает, что описанная схема является об щей для всех анализаторов.
Повторный вход возбуждения и информационный синтез
Концепция «светлого пятна» исходит из того, что сознание определяется некото рым уровнем возбудимости мозговых структур. Однако можно предположить, что этого недостаточно и в действительности возникновение психического связано с некоторым принципом в организации процессов мозга, предполагающим их опре деленное усложнение по сравнению с более простыми функциями мозга.
Одна из гипотез, привлекающих в последние годы внимание исследовате лей, - представление о возврате возбуждения в проекционные зоны коры после дополнительного анализа в других структурах мозга и о возникающих на этой ос нове сопоставлении и синтезе имевшейся ранее и вновь поступившей информации. Таким образом, схема рефлекса дополняется здесь еще одним звеном, что превращает рефлекторную дугу в кольцо. Впервые идея об информационном син тезе как мозговой основе возникновения субъективных переживаний была вы двинута в середине 70-х гг. прошлого века А. М. Иваницким [1999] на основе ис следований физиологических механизмов ощущений.
Сознание, общение и речь.
Концепция коммуникативной природы сознания была глубоко разработана П. В. Симоновым. По его определению, сознание представляет собой знание, ко торое в абстрактной форме может быть передано другим людям, что находит от ражение в этимологии слова «сознание» — «совместное знание». Сознание воз никло в процессе эволюции на базе потребности к общению, передачи знаний и объединения усилий высокоорганизованных членов сообщества, какими явля лись наши предки. Однако поскольку внутренний мир человека скрыт от внешне го наблюдателя, передача сведений от одного человека к другому может происхо дить лишь путем абстракции, т. е. в виде знаков. Такой знаковой формой общения
является речь, формирующаяся в процессе общения. На основе общения возникает и сознание как высшая форма
Сознание как высшая форма психического возникает на основе об щения между людьми.
психического, свойственная только людям.
Непосредственная связь сознания с речью показана в исследованиях людей, выходящих из состояния комы. В этом случае речевой контакт с больным, что, как из вестно клиницистам, является важным признаком возвращения сознания, совпада ет с образованием когерентных связей между электрической активностью гности ческих (теменно-височных) и моторно-речевых (нижнелобных) отделов левого полушария. Э. А. Костандов считает передачу сигналов на моторные речевые цен тры решающим условием для перехода от бессознательных к осознаваемым фор мам восприятия внешних сигналов
Особая роль левого, речевого полушария в механизмах сознания была показа на и в исследованиях больных с перерезкой мозолистого тела (нервный пучок, со единяющий полушария). Было установлено, что в первые недели после операции у подобных больных проявлялись нарушения познавательной деятельности, не наблюдаемые при других воздействиях. В проведенных экспериментах больные получали следующее задание: в соответствии с предъявленным рисунком предме та или его словесным обозначением найти на ощупь данный предмет из числа не скольких других, находящихся за перегородкой. Проверялось выполнение данно-5 задания при изолированном предъявлении изображения только в левое или правое полушарие, что достигалось смещением изображения соответственно вправо и влево от центральной точки фиксации. Оказалось, что в обоих случаях больной успешно выполнял задание. Но если изображение поступало в левое по лушарие, то больной мог дать словесный отчет о своих действиях. В то же время что и
при предъявлении изображения в правое полушарие больной не мог сказать, что и почему он сделал. Таким образом, он в этом случае как бы не осознавал своих действий. Правда, сами исследователи при интерпретации этих данных избегали говорить о нарушении у таких больных функций сознания, считая, что правильнее говорить лишь об отсутствии вербализации совершаемых действий. Действительно, больные как будто не теряли при этом ориентировки в пространстве и времени и сохраняли контакт с окружающими (т. е. сознание в его более элементарном понимании сохранялось), но ясно, что возможность самоотчета (важное свойство сознания) при этом нарушалась.
Об участии речевых зон коры в процессах осознания свидетельствуют и другие работы. В одной из них регист рировались магнитные поля мозга при рассматривании
субъектом картинок различного содержания. При этом, даже если называть изо браженный объект не следовало, изменения все равно отмечались и в вербальных зонах левого полушария. Это происходило через 400 мс после стимула (т. е. на 200 мс позднее возникновения ощущений), которому в описываемых эксперимен тах соответствовала реакция зрительных и теменно-височных отделов коры с латентностью около 200 мс. В наших исследованиях механизмов ощущений их кате горизации соответствовал третий этап восприятия, что происходило при ведущей роли лобной коры. Из этих данных также следует, что на протяжении «одного кванта» субъективных переживаний человек находится на довербальной стадии психического. Этот факт интересен со следующей точки зрения: он показывает, что более сложные психические функции не отменяют более простых, а как бы надстраиваются над ними (см. также главу 14). Это, очевидно, отражает процесс эволюции: элементарные психические функции становятся более сложными в ре зультате возникновения речи.
В то же время положение о связи сознания с речью не следует понимать упро щенно. Об этом свидетельствуют, в частности, данные наблюдений над больными с временным выпадением речевых функций, например, в результате мозгового инсульта. После возвращения речи больные в этом случае, как правило, помнят все события, происходившие во время утраты речи, и могут рассказать о них, что свидетельствует о сохранности у них сознания в этот период болезни. Выход из этого противоречия, вероятно, заключается в том, что при этом остаются не нару шенными другие функции лобных долей, связанные со способностью к абстрак ции и запоминанием последовательности событий. Больной, следовательно, мог кодировать события в иной, неречевой, форме и запоминать их.
Может быть, поэтому правильнее связывать сознание в его высшей форме не только с речью, но вообще с префронтальной корой. Ранее уже говорилось о связи лобных отделов с абстрактным мышлением. Важную роль играет и другое свойст во лобной коры. Установлено, что ее медиальные отделы имеют особое отношение к способности выстраивать и хранить в памяти события как последовательно развертывающиеся во времени, что является характерным признаком сознания. В за поминании последовательности событий, наряду с лобной корой, участвует и гипокамп, связанный с так называемой декларативной памятью На основе выстраивания последовательности событий возникает способность к прогнозу и планированию, что также представляет собой одно из свойств сознания. Существенное значение в механизмах сознания имеет функция внимания так как осознается то, к чему привлечено внимание. Особое значение в управлении вниманием имеют лобные отделы полушарий и передняя часть пояс ной извилины, где расположена «исполнительная система внимания» Данная система может играть важную роль в сознании и контроле когни тивных функций в других отделах коры. Об этом свидетельствует, в частности, тот факт, что активация лобных отделов и поясной извилины усиливается при увеличении трудности задачи и наличии конфликтной информации и уменьшает ся по мере усвоения и автоматизации навыка. Когнитивные процессы основаны на взаимодействии обеих систем.
В последнее время А. М. Иваницким было показано, что избирательное внима ние к речевым сигналам осуществляется через функцию памяти. Слова, посту пающие одновременно по зрительному и слуховому каналам, воспринимаются, но сигналы, приходящие по незначимому в данный момент каналу, не закрепляются в декларативной памяти и тем самым вытесняются из сознания.
Сознание, как говорилось в начале главы, является феноменом субъективного мира человека. Именно поэтому, анализируя проблему связи сознания с речью, необходимо ответить и па вопрос о том, каким образом возникает субъективное переживание речевых функций, т. е. способность слышать как слова другого чело века, так и свою собственную внутреннюю речь.
Попытки объяснить механизм внутренней речи были предприняты в ряде ис следований. По одной из гипотез, внутренняя речь основана на проприоцептивных ощущениях, возникающих при небольшом непроизвольном сокращении артикуля ционных мышц во время вербального мышления. Однако эта гипотеза была отверг нута, так как при введении добровольцам больших доз курареподобных препаратов, полностью блокировавших сокращение мышц, возможность думать и использо вать внутреннюю речь у них не изменялась. Против данной гипотезы, исходящей из того, что простого поступления сенсорных импульсов в кору уже достаточно для возникновения ощущений (что, как мы теперь знаем, неверно), можно привести и следующие соображения. Передача сигнала на мышцы, их сокращение и обратное поступление сенсорных сигналов в кору потребовало бы не менее 300-500 мс. Это вызвало бы значительное рассогласование по времени между мозговой основой мыслительного процесса и его воспроизведением в субъективной сфере. Именно поэтому механизм обеспечения психических переживаний и для речевых функ ций должен быть внутримозговым и иметь своей основой единую интегрирован ную систему связей проекционных и ассоциативных зон коры с речевыми.
Для понимания конкретных мозговых механизмов этого объединения важен описанный ранее факт, что при нахождении решения фокусы взаимодействия возникают в сенсорных речевых зонах коры. Это указывает, с одной стороны, на обязательное включение речевых функций на завершающем этапе мыслительных действий, а с другой - на то, что этот процесс происходит с участием механизмов информационного синтеза.
Наконец, по мысли Д. Эдельмана и Д. Тонони, в основе «сознания высшего порядка», связанного с речью, лежит тот же принцип повторного входа возбуждения в поля лобной, височной и теменной коры, ответственные за выполнение отдельных функций, с реализацией речевыми центрами полученной информации в соответствующих фонемах.
Таким образом, можно предположить, что глубинные механизмы, обеспечива ющие довербальные формы психики в виде процессов информационного синтеза могут быть достаточно универсальными и обеспечивать, при известном усложне нии, субъективное переживание речевых функций, выполняя тем самым важную роль в механизмах сознания.
Функции сознания
Вопрос о функциональном смысле субъективных переживаний, их роли в поведе нии — одна из важнейших проблем науки о мозге. Представляя собой результат синтеза информации, психические феномены содержат интегрированную оценку ситуации, способствуя тем самым эффективному нахождению поведенческого от вета. Элементы обобщения содержатся в самых простых психических феноменах, таких как ощущение. При мышлении информационный синтез включает не толь ко соединение, но и перекомбинацию уже известных сведений, что и лежит в осно ве нахождения решения. Это относится как к перцептив ному решению, т. е. опознанию стимула, так и (тем более) к решению о действии. Эти положения соответствуют представлениям П. К. Анохина о том, что психика воз никла в эволюции потому, что психические переживания содержат обобщенную оценку ситуации, благодаря чему они выступают в качестве важных факторов поведения.
Возникновение речи и связанного с ней человеческого сознания принципиально изменяют возможности чело века. Кодирование мира внутренних переживаний абст рактными символами делает доступным этот мир с его мыслями и чувствами для других людей, создавая единое духовное пространство, открытое для общения и накопления знаний. Благодаря этому каждое новое поколение людей живет не так, как предыдущее, что составля ет резкий контраст с жизнью животных, образ жизни которых не меняется тыся челетиями. Таким образом, биологическая эволюция с ее законами выживания заменяется эволюцией (и револю цией), совершаемой в умах людей.
Более труден вопрос о роли психических феноменов как факторов, влияющих на протекание мозговых про цессов или даже управляющих ими. Этот вопрос тесно связан с понятием свободы воли, т. е. свободы выбора «по своей воле» того или иного решения и поступка, — одного из основных субъективно переживаемых феноменов.
В решении этой проблемы можно наметить два подхо да. Согласно одной точке зрения (П. В. Симонов), свобо да воли представляет собой лишь иллюзию, которая, тем не менее, объективно способствует более полному и всестороннему анализу ин формации мозгом при принятии решений. В действительности же поступок строго детерминирован внешней ситуацией, прошлым опытом индивида и наиболее важной, доминирующей в данный момент мотивацией. Лишь при некоторых особых обстоятельствах решение может определяться возникновением новых комбинаций хранящихся в памяти сведений. Такие нестандартные решения возникают в процессе творчества в особой сфере психического, которую П. В. Симонов опре деляет как сверхсознание.
В соответствии с другими представлениями (Р. У. Сперри) смысл психиче ских переживаний заключается в том, что, возникая на базе более сложной орга низации мозговых процессов, психические феномены приобретают и новое каче ство. Это новое качество проявляется в другой логике развития событий, которая подчиняется закономерно стям высшего порядка (по сравнению с закономерностя ми физиологического уровня). Так, цепь мыслей опреде ляется их внутренним содержанием и развивается по законам дедуктивного мышления. Можно сказать и о правилах грамматики, определяющих построение фра зы, в которой род существительного управляет формой глагола и родом прилагательного. Это реализуется в от даче соответствующих команд артикуляционным мыш цам, что может рассматриваться как проявление контроля со стороны психики над событиями физиологического уровня. Особая логика психических событий свойственна, очевидно, и так называемым неосознаваемым психическим явлениям, которые, собственно, только на основании такого критерия и могут быть отнесены к категории психических, а не физиологических феноме нов, так как они не сопровождаются субъективными ощущениями.
Развивая эти представления, можно сделать и следующий шаг. Внутренняя логика психических событий такова, что она допус кает возможность действительного выбора поведенческого ответа на основе субъ ективной, но реально существующей оценки значения того или иного фактора или мотива поведения. При этом осознание всей неоднозначности этих оценок оп ределяет и возможность альтернативных решений.
Два приведенных подхода к проблеме функционального значения психиче ских феноменов и свободы воли основаны главным образом на логических по строениях философского характера. Решение о том, какой из них правилен, может быть найдено только на основе точного эксперимента. Но пока не видно, как это можно сделать, так как здесь мы вплотную приближаемся к границе, которая раз деляет естественнонаучное и гуманитарное знание с их различной системой дока зательств. Именно поэтому такое решение — дело будущего.
Тема 9. Поняття без свідомого в психофізіології.
Індикатори усвідомлюваного та неусвідомлюваного сприйняття. Семантичне диференцирування неусвідомлюваних стимулів. Функції асиметрії півкуль мозку та без свідоме. Сон та сновидіння. Теорія сну та його функціональне значення.
Сновидения
Сновидения издавна поражают и волнуют людей. В древности сновидения рас сматривались как «врата в иной мир»; считалось, что через сновидения может происходить контакт с другими мирами. Издавна люди пытались вызывать сно видения с помощью определенных ритуальных формулировок; подобные форму лировки найдены даже в текстах, датированных примерно III тысячелетием до н. э. Уже первые цивилизации Среднего Востока, Египта, Индии и Китая остави ли некоторые записи о сновидениях и методах их вызывания. Известна, напри мер, специальная молитва древних ассирийцев для вызывания хороших сновиде ний и избавления от неприятных. Полон верований в сновидения был античный мир, а в Древней Греции сновидения играли руководящую роль даже при выра ботке законов. Огромное значение приобретали «вещие сны», предсказывающие развитие будущих событий. Однако уже Аристотель учил, что сновидения — это не «язык богов» или «странствие души», а явления, вытекающие из самой сущно сти человеческого духа и представляющие собой результат особой деятельности мозга человека, в особенности его органов чувств. В своем трактате «О сновидениях и их толковании» Аристотель пытался понять самую природу сновидений. Внимание древних мыслителей было сосредоточено главным образом на вопросах о возникновении сновидений и возможности предсказывать события. Эти же вопросы волнуют людей и в настоящее время.
Потребность в сне увеличивается, когда возникают неразреши мые проблемы.
отмечалось нарушений поведения, не было попыток немедленной компенсации быстрого сна и увеличения быстрого сна в восстановительную ночь, но при пробу ждении, еще до первых проявлений быстрого сна, они давали подробные отчеты о сновидениях. Очевидно, сновидения протекали у них в медленном сне, и это заме няло им необходимость в быстром сне.
Значение быстрого сна для здоровья показал Е. Хартманн, выделив среди здо ровых испытуемых две крайние группы — «долгоспящих» (кому для хорошего са мочувствия необходимо не меньше 9 ч сна) и «короткоспящих» (достаточно 6 ч сна). По структуре сна эти люди различались в основном длительностью быстрого сна — у долгоспящих он занимал почти вдвое больше времени. При анализе их психических особенностей оказалось, что по сравнению с короткоспящими они были эмоционально менее устой чивыми — все проблемы принимали близко к сердцу, от личались беспокойством, тревожностью и перепадами настроения. Складывалось впечатление, что во сне они спасались от сложностей жизни, т. е. «ложились спать невротиками, а просыпались здоровыми людьми». Хартманн предположил, что такое восстановление душевного здоровья от вечера к утру определяется высокой представленностью в их ночном сне фазы быстрого сна. Опрашивая здоровых лю дей, у которых продолжительность сна не была постоянной в течение жизни, Хартманн установил, что сокращение сна обычно приходится на те периоды, ко гда человек хорошо себя чувствует, с интересом работает и свободен от тревог. По требность в сне увеличивается, когда возникают неразрешимые проблемы, снижа ются настроение и работоспособность.
Когда мы говорим о сновидениях, то прежде всего имеем в виду присутствие в них необычных и фантастичных картин. Субъект ощущает себя находящимся в быстро меняющейся обстановке, очевидные пространственно-временные зако номерности отсутствуют, могут появляться события и люди из прошлого. При этом сознание не блуждает, как в бодрствовании, возникает ощущение полного одиночества и нет возможности поделиться чувствами с кем-то другим. Человек не осознает себя видящим снови дение, в результате чего нет критического отношения к воспринимаемым событиям. Однако, несмотря на разно образие и фантастичность мира сновидений, этот мир не содержит ничего абсолютно нового: сновидения — след ствие жизненного опыта человека, отражение событий, происшедших с ним ранее, недаром И. М. Сеченов назвал сновидения «небывалы ми комбинациями бывалых впечатлений». Любое воздействие может послужить поводом для развертывания целостной картины сновидения. В качестве примера П. К. Анохин приводит эксперимент, когда спящему человеку поднесли к подош ве бутылку с теплой водой. Проснувшись, испытуемый рассказал, что ходил во сне по горячему песку и путешествовал по склонам Везувия, из которого прямо ему под ноги извергалась горячая лава.
Результаты многочисленных исследований позволяют предполагать, что одной из основных функций сновидений является эмоциональная стабилизация. Об этом хорошо сказал Роберте [цит. по: Борбели, с. 53]: «Человек, лишенный спо собности видеть сновидения, через некоторое время впадает в безумие, ибо масса несформировавшихся, обрывочных мыслей и поверхностных впечатлений будет накапливаться у него в мозгу и подавлять те мысли, которые должны целиком со храняться в памяти». Впервые систематические исследования роли сновидений предпринял основоположник психоанализа 3. Фрейд. Рассматривая сновидения как особый и весьма важный язык мозга, он отмечал, что сновидения являются продуктом нашей собственной пси хической активности, и в то же время завершенное сно видение поражает нас как нечто внешнее по отношению к нам. В работе «Толкование сновидений» 3. Фрейд пока зал, что сновидения содержат не только явный, очевид ный смысл, который можно изложить в пересказе, но и скрытый, неявный, который невозможно сразу осознать или уяснить. Чтобы по нять этот второй смысл, необходима дополнительная информация о личности то го, кто видел этот сон. На основании этого, используя метод «свободных ассоциа ций», психоаналитик приводит пациента к осознанию замаскированных в снови дении вытесненных желаний, что снимает эмоциональную напряженность.
Современные психотерапевты и психоаналитики пришли к выводу, что сны можно контролировать. Примером может служить отношение к сновидениям в синойском племени в Малайзии, где каждый член племени умеет уничтожать ночные кошмары [Гарфильд, 1994]. Синои учат своих детей воспринимать сны как важную часть формирования личности и сумели так организовать свою жизнь, что у них отсутствуют психические болезни.
Мощным импульсом к экспериментальному изучению сновидений послужило открытие быстрого сна и его связи со сновидениями. Появилась возможность получения отчетов о сновидениях сразу же после их завершения. Было обнаружено, к удивлению тех, кто считал, что не видит снов или видит их очень редко, что каж дый человек видит сны несколько раз за ночь. Экспериментальным путем был ре шен и вопрос о длительности сновидений. Оказалось, что субъективная длитель ность сновидений соответствует объективной длительности периода быстрого сна. Испытуемый, разбуженный в начале периода быстрого сна, отчитывается о коротком сновидении, а разбуженный в конце - о длинном. После очень длинных эпизодов быстрого сна (30-50 мин) испытуемые отчитывались о необычно дли тельных сновидениях. Интересно, что отчеты о содержании этих сновидений бы ли не длиннее, чем в тех случаях, когда испытуемых пробуждали уже через 15 мин после начала быстрого сна. По-видимому, сновидения начинают забываться, не смотря на продолжение длительного эпизода быстрого сна. Многочисленные экс перименты свидетельствуют о том, что содержание сновидений коррелирует с особенностями фазических компонентов быстрого сна. Показано, что степень эмо циональной окраски сновидений связана с частотой сердечных сокращений и ды хания, степенью вазоконстрпкции (сужения сосудов) и выраженностью электри ческой активности кожи в последние минуты быстрого сна перед пробуждением. По-видимому, у животных также есть сновидения во время быстрого сна — об этом свидетельствуют опыты М. Жуве с разрушением у кошек ядер синего пятна (1оси$ соепЛеиз), обеспечивающих угнетение мышечного тонуса в фазе быстрого ' сна. Спящее животное с разрушенным синим пятном при наступлении быстрого сна вставало на лапы с закрытыми глазами, принюхивалось, царапало пол каме ры, совершало внезапные прыжки, как бы преследуя противника или спасаясь от опасности. Эти данные, а также результаты многочисленных лабораторных ис следований сна у людей позволяют считать фазу быстрого сна физиологической основой сновидений.
Однако является упрощением рассматривать быстрый сон как единственную фазу сна со сновидениями, так как испытуемые отчитываются о сновидениях и при пробуждениях из медленного сна. Но отчеты о сновидениях в быстром сне бо лее яркие, более сложные, фантастичные, более эмоционально окрашенные по сравнению со сновидениями в медленном сне, где преобладают рациональные и реалистические элементы, сходные с мышлением в бодрствовании. Главное же различие заключается в их длительности — сновидения в быстром сне более дли тельны. Видимо, этим объясняется тот факт, что при пробуждении из быстрого сна сновидения лучше запоминаются.
Явление, в определенном смысле противоположное сновидениям, — это со мнамбулизм (снохождение, или лунатизм). Лабораторные исследования показа ли, что сомнамбулизм возникает на фоне дельта-сна; выраженность и длитель ность приступа значительно варьируют. В самом легком случае человек может :есть в кровати, что-то пробормотать и снова заснуть - в таких случаях на ЭЭГ подается картина глубокого дельта-сна. В других случаях сомнамбула встает, ходит, может одеться и выйти из дому (при этом глаза обычно открыты, лицо мас-кообразное); сомнамбула может давать односложные ответы на простые вопросы- в таких случаях на ЭЭГ появляются признаки дремоты или даже бодрствования .Утром сомнамбула ничего не помнит о происшедшем с ним ночью. В противоположность сновидениям, с их насыщенным яркими красками и событиями миром при полной мышечной атонии, сомнамбулизм характеризуется сумеречным состоянием сознания (которое вообще не фиксируется в памяти) поведении способности передвигаться как при бодрствовании .
Существование двух крайних явление, (сновидений и сомнамбулизма) свидетельствует о том, что сон-это целый набор различных состояний, среди которых есть и глубокое погружение во внутренний мир, и демонстрация внешней активности.
Почему мы спим? (Функциональное значение сна)
Лучшим доказательством необходимости сна, по выражению Н. А. Рожанского является то, что «вечно занятое и постоянно спешащее население современных городов не смогло освободиться от этой "привычки"». Дж. Моруцци, отвечая на вопрос о том, почему мы спим, сказал, что главным считает восстановительные процессы мозга, но не быстрые, связанные с синаптической передачей и совер шающиеся по закону «все или ничего», а медленные, тонические процессы, лежа щие в основе обучения, восприятия и сознания. Это предположение косвенно подтверждается экспериментальными данными Эвартса, свидетельствующими о том, что импульсная активность небольших нейронов моторной коры, для кото рых характерна тоническая активность при отсутствии движений, уменьшается во время сна. Л. П. Латаш считает, что психическая активность в медленном сне сохраняет «нормальное взаимодействие в сфере бессознательного между эмоцио нальными процессами, влечениями и собственно интел лектуальной деятельностью», а целостная психическая активность сна связана «с формированием, на основе ви дового и индивидуального опыта, витальных мозговых механизмов стратегии поведения» [Латаш, 1985, с. 117]. Функциональное значение цикла «сон—бодрствова ние» в связи с эволюцией биологической регуляции рас сматривает Н. И. Моисеева. То, что выраженная картина сна сформировалась в процессе эволюции с появлением теплокровности в классе млекопитающих и (независи мо) в классе птиц, она оценивает как свидетельство необходимости сна в цепи эволюционных преобразований, обеспечивающих повышение уровня организа ции живых систем. Параллельно с формированием нервной системы, по мнению Н. Моисеевой, формировалось повторяющееся состояние, в котором клетки и тка ни обретают определенную долю независимости и могут осуществить саморегуля цию. Действительно, у больных, у которых в течение ночного сна изучали динами ку ЭЭГ, ЭОГ, импульсной активности и медленных электрических потенциалов было обнаружено, что в процессе развития сна па какой-то момент возникает функциональное разобщение как структур, так и отдельных клеток. в состоянии бодрствования на первый план выходят с организма как системы, в состоянии же сна на первый план выступают свойства. отдельных элементов, поскольку в процессе эволюции оказалось необходимым сохранить автономную биологическую регуляцию структурно-функциональных единиц, из которых состоит организм.
Лучшим доказательст вом необходимости сна является то, что «вечно занятое и по стоянно спешащее на селение современных городов не смогло освободиться от этой "привычки"».
Тема 10. Диференційна психофізіологія.
Індивідуальні відмінності ВНД. Теорія І.П.Павлова про типи ВНД. Загальні властивості нервової системи та цілісні формально-динамічні характеристики індивідуальності. Темперамент у структурі індивідуальності. Психофізіологічні основи характеру. Здібності. Явище компенсації. Індивідуальні відмінності в пізнавальних процесах та здібностях.
Концепция свойств нервной системы
Проблема индивидуально-психологических различий между людьми всегда рас сматривалась в отечественной психологии как одна из фундаментальных. Наи больший вклад в разработку этой проблемы внесли Б. М. Теплов и В. Д. Небылицын, а также их коллеги и ученики. Подавляющее большинство работ отечествен ных исследователей по данной проблеме было выполнено в рамках единой мето дологии, интегрирующей представления об основных уровнях организации инди видуальности. Теоретическая и методологическая целостность этих работ была особенно отчетливо заметна на фоне необозримого количества исследований по этой проблематике, проведенных в мировой психологии. Именно поэтому в дан ной главе рассматриваются главным образом работы отечественных дифференци альных психофизиологов, оказавших наибольшее влияние на развитие теорети ческих и методологических оснований психологии индивидуальных различий.
В качестве теоретической основы исследований в дифференциальной психо логии выступала концепция свойств нервной системы, разработанная И. П. Пав ловым. Данная концепция была подвергнута анализу рядом авторов как в нашей стране, так и за рубежом. Рассмотрим некоторые наиболее существенные аспекты этой концепции, важные для понимания развития исследований в области инди видуально-психологических различий.
Главным аспектом концепции свойств нервной систе мы в том виде, в каком она была представлена И. П. Пав ловым, является то, что они не могут рассматриваться как эндогенная часть павловской теории высшей нерв ной деятельности (ВНД). Индивидуальные особенности организации поведения могли быть объяснены в рамках теории ВНД И. П. Павлова путем анализа индивидуаль ной истории функциональных межрефлекторных взаимоотношений.
Однако вместо этого было введено и использовано понятие эле ментарных характеристик нервной ткани (клеток), экзогенных по отношению к сущности организации поведения. Это очень четко было определено И. П. Пав ловым для силы нервной системы — базового свойства в его классификации. И. П. Павлов предположил, что сила нервной системы непосредственно связана с индивидуальным уровнем содержания гипотетического «возбудимого вещества». Так, понятие свойства нервной системы было интерпретировано в терминах ней рофизиологической (нейрохимической) характеристики, относительно независи -мой от высших механизмов функционирования нервной системы (по Павлову -механизмов условных рефлексов).
Данная особенность концепции свойств нервной системы сделала возможным использование объяснительной ее силы при рассмотрении проблемы индивиду ально-психологических различий (несмотря на изменения в представлениях об организации поведения). Главное назначение концепции свойств нервной систе мы состояло в том, что она должна была объяснить интериндивидуальные вариа ции в динамике поведения, но не его механизмы. Другая немаловажная особен ность концепции свойств нервной системы состояла в их чисто дименсиональнои (от слова сИтепзюп — измерение) природе, т. е. свойства нервной системы могли быть соотнесены с любым измеримым (непрерывным или дискретным) индивидуальным параметром, а не только с некоторыми типами поведения (например, с павловски ми типами). Концепция свойств нервной системы сыграла решающую роль в развитии исследований индивидуально-психологических особенностей поведения.
Три основных класса подходов к исследова нию индивидуально-психологических раз но-психологических особенностей поведения, несмотря исходит из моделей
мозга (нервной систе мы), второй класс — из моделей поведения, третий класс относится к моделям человека.
Можно выделить три основных класса подходов к исследованию ин дивидуально-психологических различий. Первый класс исходит из моделей моз га (нервной системы). К этому первому классу принадлежит (главным образом) подход Б. М. Теплова и В. Д. Небылицына. Второй класс исходит из моделей по ведения. Исследования П. В. Симонова, а также выполненные в последние годы работы В. М. Русалова могут быть отнесены к этому классу. Наконец, третий класс относится к моделям человека. К данному классу принадлежат исследова ния В. С. Мерлина. Безусловно, необходимо принимать во внимание то, что эти три класса подходов к исследованию индивидуально-психологических различий тесно взаимодействуют. Однако дифференциация этих трех классов является обоснованной для лучшего понимания сущности исследований, проводимых раз личными группами ученых и научными школами в отечественной психологии ин дивидуальных различий.
Наиболее развитая отечественная школа дифференциальной психофизиологии была основана Б. М. Тепловым и В. Д. Небылицыным. Сам термин «дифференциальная психофизиология» был впервые использован В. Д. Небылицыным в 1963 г. для обозначения мультидисциплинарной области психологии, которая образовалась на пересечении физиологии высшей нервной деятельности (и нейро-физиологииогии) и дифференциальной психологии (психологии индивидуальных различий). Эта дисциплина была сфокусирована на изучении механизмов детер-минации индивидуально-психологических различий (в том числе различий в темпераменте и способностях) особенностями нейродинамической организации индивидуальности.
Темперамент и задат ки способностей опре деляются свойствами нервной системы.
Ключевой концепцией, которая использовалась почти всеми членами этой группы, являлось и является понятие свойства нервной системы. Данное понятие определяется в терминах базисных (нейрофизиологических) аспектов функцио нирования мозга. Это стало особенно очевидным, когда В. Д. Нсбылицын начал использовать электроэнцефалограмму (ЭЭГ; см. главу 2) для диагностики свойств нервной системы. Основные усилия исследователей были направлены на анализ различных аспектов природы свойств нервной системы, а также их психологических проявлений.
Другое важное понятие, которое было использовано членами данной группы (как и другими дифференциаль ными психологами), касается релевантного психологиче ского проявления свойств нервной системы. Согласно
Б. М. Теплову, свойства нервной системы проявляют себя, прежде всего и пре имущественно, в динамическом (или формально-динамическом) аспекте поведе ния (скорость, темп, напряженность, вариабельность и т. д.) и в меньшей степени обнаруживаются в содержательных аспектах деятельности (побуждения, мотивы, цели, знания и т. д.). Различие между этими аспектами поведения и деятельности впервые было определено С. Л. Рубинштейном. Согласно С. Л. Рубинштейну, темперамент — это динамическая характеристика психической деятельности лич ности. Б. М. Теплов был полностью согласен с С. Л. Рубинштейном в вопросе о динамической природе темперамента и предпосылок способностей (общих и спе циальных) — двух основных компонентов структуры индивидуально-психологи ческих различий. Он сформулировал предположение о том, что темперамент и за датки способностей определяются свойствами нервной системы. Б. М: Теплов предложил трехфакторную структуру темперамента, которая состоит из следу ющих компонентов: 1) эмоциональная возбудимость; 2) выражение эмоций; 3) об щая быстрота движений. При этом Б. М. Теплов отмечал, что достаточные основа ния для синтеза имеющегося знания относительно психодинамических и нейродинамических характеристик темперамента еще не опреде лены. Он предупреждал о возможности ошибочного ото ждествления психологических характеристик и свойств нервной системы в определении темперамента.
Важный шаг в развитии исследований индивидуаль но-психологических различий сделал ученик Б. М. Теплова — В. Д. Небылицын. Он внес значительный вклад в разработку концепции свойств нервной системы. В. Д. Не былицын предложил понятие общих свойств нервной системы, которые являются детерминантами индивиду альных особенностей поведения в наиболее общих его проявлениях и чертах. Согласно гипотезе В. Д. Небылицына, в качестве общих свойств нервной системы следует рассматривать физиологические параметры комплексов мозговых структур, которые имеют значение для целостной психической деятель ности индивида и детерминируют проявления общеличностных характеристик индивидуальности. В качестве одной из основных он рассматривал темперамент, который (наряду с общими способностями) выступал для него одним из важней ших референтов при выделении показателей общих свойств нервной системы.
Исходя из представлений Б. М. Теплова, В. Д. Небылицын предложил новое, более структурированное определение темперамента. Он подчеркнул, что тем перамент является важнейшим компонентом организации индивидуальности, который характеризует динамику индивидуального поведения. В. Д. Небыли цын различал два главных ортогональных параметра в структуре темперамента: общую активность и эмоциональность.
Общая активность, выступающая в качестве одного из внутренних условий деятельности, обусловливает «...внутреннюю потребность, тенденцию индивида к эф фективному освоению внешней действительности, к са мовыражению относительно внешнего мира» [Небыли цын, 1976, с. 251]. В. Д. Небылицын выделил три уровня (или аспекта) в этом индивидуальном измерении — моторный, интеллектуаль ный и социальный, — различия между которыми определяются спецификой пове денческой реализации данной тенденции. Общая активность, согласно В. Д. Небылицыну, объединяет такие индивидуальные качества, которые соответствуют понятию формально-динамических особенностей личности, образующих конти нуум от «...инертности и пассивного созерцательства... до высших степеней энер гии» [Небылицын, 1976, с. 178].
Под эмоциональностью В. Д. Небылицын понимал целый комплекс качеств, «...описывающих динамику возникновения, протекания и прекращения различ ных эмоциональных состояний» [Небылицын, 1976, с. 251]. В. Д. Небылицын от мечал, что, по сравнению с другими компонентами темперамента, эмоциональ ность представляет собой более сложную и неоднородную структуру. Он выделял три аспекта эмоциональности: впечатлительность (эмоциональную чувствитель ность), импульсивность и эмоциональную лабильность. Впечатлительность (эмо циональная чувствительность) выражает эмоциональную восприимчивость ин дивида, его чувствительность к эмоциогенным стимулам (или ситуациям). Импуль сивность отражает, насколько легко трансформируются эмоции в побуждение (мотив) к действиям без их предварительного обдумывания. Эмоциональная ла бильность характеризует скорость перехода от одного эмоционального состояния к другому.
Обсуждая проблему физиологических основ структуры темперамента, В. Д. Не былицын предположил, что индивидуальные характеристики активности как черты темперамента связаны с особенностями лобно-ретикулярного комплекса мозговых структур, тогда как параметры эмоциональности детерминируются лобно-лимбической системой мозга. Принимая во внимание функциональную спе цифичность систем мозга, В. Д. Небылицын предложил структурно-системный подход к анализу физиологических факторов человеческого поведения. Он объе динил этот подход с предположением, согласно которому свойства нервной систе мы имеют многоуровневую организацию, и выделил два главных уровня: уровень нервных элементов (нейронов) и уровень структурных комплексов мозга.
Согласно В. Д. Небылицыиу, роль и проявление одного и того же свойства нервной системы на разных уровнях могут быть совершенно различными. При этом, как он отмечал, наиболее общие формально-динамические характеристики ндивидуального поведения (включая свойства темперамента) связаны преимущественно с более высоким уровнем комплексов мозга. В. Д. Небылицын полагал, что решающую роль в детерминации особенностей темперамента играют комп лексы, ведущей составной частью которых является лобная кора. В то же время, имея в виду идеи П. К. Анохина, В. Д. Небылицын отмечал, что эти комплексы не могут существовать и функционировать изолированно друг от друга и от других систем мозга. Экспериментальные данные, которые были получены В. Д. Небыли-цыным и его коллегами с использованием ЭЭГ-показателей, продемонстрировали не только различия между разными областями мозга, но также их сходство. Важ но отметить, что коллегами Б. М. Теплова и В. Д. Небылицына, наряду с темпера ментом, были изучены также и другие целостные характеристики индивидуаль ности. Разрабатывая проблему опосредующего звена между физиологическими параметрами и характеристиками индивидуальности, Н. С. Лейтес предложил структуру общих способностей, которая включает два компонента: активность и саморегуляцию. Активность рассматривалась как общая часть в двух динамиче ских структурах — темпераменте и способностях — и представляла собой наибо лее общий параметр индивидуальности.
Общие свойства нервной системы и целостные формально-динамические характеристики индивидуальности
Для экспериментальной проверки развиваемых представлений о свойствах нерв ной системы и их психологических проявлениях В. Д. Небылицын с сотрудника ми провел исследование физиологических основ интеллектуальной и психомо торной активности. Параметры интеллектуальной и психомоторной активности оценивались при помощи простых экспериментальных показателей, которые ха рактеризовали: 1) индивидуальный темп действий; 2) склонность индивида к раз нообразию действий и 3) потребность индивида в напряженной деятельности. В этом исследовании было обнаружено, что все параметры активности (как ин теллектуальной, так и психомоторной) коррелировали преимущественно с ЭЭГ-индикаторами активации в передних областях головного мозга. Таким образом, гипотеза о роли передних областей мозга в детерминации индивидуальных разли чий в активности была подкреплена эмпирическими данными.
Один из ближайших коллег В. Д. Небылицына, дифференциальный психофи зиолог В. М. Русалов, начал свои исследования с анализа структуры телесной конституции и ее взаимоотношений с общей чувствительностью, которая оцени валась по показателям слуховых, зрительных и тактильных абсолютных порогов. Общая чувствительность рассматривалась В. М. Русаловым как формально-дина мический (психодинамический) параметр индивидуальности, не относящийся к темпераменту. Он обнаружил значимые корреляции между различными показа телями абсолютных порогов и выявил довольно слабые связи между чувствитель ностью и индикаторами соматотипа.
В начале 1970-х гг. В. М. Русалов обратился к проблеме общих свойств нерв ной системы — одной из самых сложных проблем в дифференциальной психофи зиологии. Как и другие представители школы Б. М. Теплова — В. Д. Небылицына, он пытался решить эту проблему путем выделения таких электрофизиологических параметров, которые коррелируют в разных областях мозга при различных видах стимуляции. Применив индексы вариабельности вызванных потенциалов (ВП), В. М. Русалов предложил индикатор стохастичности нейронных сетей в ка честве общего свойства нервной системы. Он предположил, что данное свойство может быть рассмотрено в качестве основы пластичности индивидуального пове дения. Экспериментальные результаты показали наличие положительной корре ляции между вариабельностью ВП и пластичностью поведения при прогнозиро вании событий в случайной среде [Русалов, 1979].
Основываясь на идеях В. Д. Небылицына и П. К. Анохина (см. главу 14), В. М. Русалов предложил концепцию трехуровневой структуры свойств нервной системы. В дополнение к уровням, предложенным В. Д. Небылицыным (уровень нейронов и уровень комплексов структур мозга), В. М. Русалов ввел третий уро вень — свойств целого мозга, отражающих функциональные параметры интегра ции нервных процессов в целом мозге. Он отмечал, что третий уровень является наиболее важным для анализа физиологических основ индивидуальных различий в формально-динамических параметрах поведения (включая особенности темпе рамента и общих способностей).
Проанализировав структуру корреляций между спектральными параметрами ЭЭГ с использованием метода главных компонент, В. М. Русалов и М. В. Бодунов выделили четыре общемозговых ЭЭГ-фактора: Ф-1 — энергия медленных ритмов (дельта и тета); Ф-2 — частота медленных ритмов (дельта и тета); Ф-3 — энергия и частота быстрых ритмов (бета-2) и Ф-4 — пространственно-временная синхрони зация и когерентность биоэлектрической активности мозга. Эти общемозговые ЭЭГ-факторы характеризовали, с одной стороны, особенности межцентральных отношений в коре головного мозга, а с другой — различные аспекты активации нервной системы в целом. Согласно предположению В. М. Русалова, данные об щемозговые факторы рассматривались как параметры свойств нервной системы третьего уровня, играющего ведущую роль в детерминации целостных характе ристик индивидуальности (включая особенности темперамента и общих способ ностей).
Активность как характеристика темперамента выступала в качестве основного объекта исследований М. В. Бодунова. Эти исследования были основаны на пред положении В. Д. Небылицына, согласно которому поиск физиологических детер минант интегральных характеристик индивидуальности (в том числе активно сти) представляет собой наиболее эффективный путь к решению проблемы интегративных параметров мозга, функционирующего как целое.
В предшествующих работах, посвященных активности, А. И. Крупновым и В. Д. Мозговым были проанализированы разные уровни активности (интеллекту альной и психомоторной) изолированно друг от друга. Более того, активность рассматривалась упрощенно как синдром ряда индексов и оценивалась суммарно по совокупности характеристик скорости, разнообразию и напряженности совер шаемых действий. М. В. Бодунов высказал предположение об относительной не зависимости основных динамических аспектов данного параметра, обусловлен ной его многомерной природой. Индивидуально устойчивые особенности трех главных аспектов активности — индивидуальный темп, склонность к напряженной деятельности и тенденция к разнообразию действий — количественно оценива лись при помощи специальных экспериментальных процедур в психомоторнойи интеллектуальной сферах. Результаты анализа взаимосвязей между индексами активности при помощи метода главных компонент (Varimax-вращение) показа ли относительную независимость основных аспектов активности. Были выявле ны следующие факторы динамической стороны интеллектуальной активности: скоростной, лежащий в основе индивидуального темпа умственной деятельности; эргический (от греч. еrgоп — работа), характеризующий склонность к напряжен ной деятельности, и вариационный, проявляющийся в тенденции к разнообразию и новизне. В психомоторной активности было выделено два фактора — скорост ной и эргический. В целом результаты показали, что выявленные факторы актив ности являются устойчивыми, линейно независимыми измерениями активности как характеристики темперамента.
Показатели выделенных факторов активности были сопоставлены с общемоз говыми ЭЭГ-параметрами, отражающими различные аспекты активации нервной системы, а также особенности пространственно-временной синхронизации ЭЭГ-процессов в разных областях мозга. Было обнаружено, что индикаторы скорост ного аспекта интеллектуальной активности (как и некоторые сложные психо моторные показатели, например скорость письма) положительно коррелируют с фактором пространственно-временной синхронизации ЭЭГ-процессов в разных областях мозга (Ф-4). Эргический аспект интеллектуальной и психомоторной активности отрицательно коррелировал с энергией (выраженностью) медленных ритмов ЭЭГ (Ф-1). Когда мы говорим об энергии медленных ритмов ЭЭГ, мы имеем в виду выраженность положительной корреляции с частотой медленных ритмов ЭЭГ-колебаний менее 8 в секунду. Разные ритмы ЭЭГ можно сравнить со звуками в музыкальном произведении (медленные ритмы можно сопоставить с низкими звуками, а быстрые — с высокими). При таком сравнении энергия рит мов ЭЭГ будет соответствовать громкости звуков.
Результаты позволили сделать вывод о том, что общие факторы ЭЭГ отражают существенные параметры интегративной деятельности мозга, которые оказывают влия ние на особенности проявления активности как важней шей характеристики индивидуальности. На основе допущения, согласно кото рому межличностная изменчивость целостных свойств индивидуальности (вклю чая активность как компонент темперамента и общих способностей) преимущест венно определяется фундаментальными характеристиками функционирования головного мозга, выделенные ЭЭГ-факторы были рассмотрены как индикаторы гипотетических общих свойств нервной системы в целом.
Проблема взаимоотношений между формально-динамическими аспектами ак тивности как свойства темперамента и индивидуального уровня активации как одного из общих свойств нервной системы была проанализирована в исследованиях Н. С. Лейтеса, Э. А. Голубевой и Б. Р. Кадырова. Свойство активации нерв ной системы оценивалось при помощи двух показателей: частоты альфа-ритма и энергии вторых гармоник в реакции навязывания ритма на частоте 6 Гц при свето вой стимуляции. Реакция навязывания ритма проявляется в усилении ритмиче ской составляющей ЭЭГ, частота которой совпадает с частотой ритмической сен сорной стимуляции (чаще используются серии световых вспышек или звуковых щелчков). Было обнаружено, что кроме синхронных со стимулами ритмов ЭЭГ происходит усиление выраженности ритмов, имеющих частоту, кратную часто те сенсорной стимуляции. Если частота ритма ЭЭГ ровно в 2 раза выше частоты стимуляции, то говорят о второй гармонике в реакции навязывания ритма. Оказа лось, что выраженность (или энергия) второй гармоники является очень инфор мативным показателем в изучении свойств нервной системы человека. Для изме рения динамических характеристик умственной активности были использованы специальные экспериментальные процедуры. Была выявлена тесная взаимосвязь между параметрами умственной активности, с одной стороны, и показателями активации нервной системы, с другой. Для всех параметров активности более высокие значения были обнаружены в группе испытуемых с высокими оценка ми индикаторов активации нервной системы. В то же время было обнаружено, что низко активированная группа испытуемых характеризовалась более высоким уровнем интеллектуальной активности, чем группа испытуемых с промежуточ ными значениями уровня активации, Было высказано предположение о том, что низкая активированность нервной системы может приводить к компенсаторному повышению уровня активности как характеристики индивидуальности.
Исследование активности получило дальнейшее развитие в работах А. И. Крупнова и его коллег. А. И. Крупнов был первым среди отечественных дифференци альных психофизиологов, кто включил в анализ коммуникативный аспект ак тивности (наряду с интеллектуальным и психомоторным аспектами). Используя специально разработанную программу наблюдения за социальным поведением испытуемого, А. И. Крупнов смог оценить проявления коммуникативной активно сти по следующим показателям: потребность в социальных контактах, коммуни кативная инициатива, устойчивость социальных контактов и количества партнеров в социальном поведении. Было обнаружено, что все индексы (кроме устойчиво сти социальных контактов) коррелировали друг с другом. А. И. Крупнов высказал предположение, что устойчивость общения (стабильность социальных контак тов) более тесно связана с содержательным аспектом активности, чем с ее динами ческим аспектом.
Факторный анализ корреляций между интеллектуальными, психомоторными и коммуникативными индикаторами активности не выявил факторов, объеди няющих показатели разных сфер, — т. е. три сферы проявления активности фор мировали самостоятельные группы признаков. А. И. Крупнов пришел к выводу о том, что три аспекта проявления активности (психомоторный, интеллектуальный и коммуникативный) относительно независимы друг от друга. Их совместное действие обеспечивает оптимальный уровень взаимодействия индивида с окру жающей его средой.
Кроме того, А. И. Крупнов внес также вклад в разработку проблемы отноше ний между параметрами активности и эмоциональности. В отечественной психо логической литературе имелись две гипотезы относительно их взаимосвязей.
Первая была предложена В. Д. Небылицыным. Он полагал, что активность и эмо циональность — это независимые параметры в структуре темперамента. Вторая была сформулирована А. Е. Ольшанниковой, которая считала, что эти параметры темперамента взаимодействуют друг с другом. А. И. Крупнов использовал методы оценки особенностей эмоциональности, которые были разработаны А. Е. Ольшан-никовой и ее коллегами. Эти методы позволяли оценивать проявление трех ос новных эмоций: гнева, радости и страха. Наибольшее количество значимых кор реляций было обнаружено, с одной стороны, между параметрами активности в разных сферах, а с другой — между параметрами интенсивности эмоции радости. При этом выраженность данной эмоции отрицательно коррелировала с парамет рами психомоторной активности и положительно — с некоторыми индикаторами коммуникативной активности. Динамические характеристики интеллектуальной активности коррелировали с интенсивностью эмоции радости положительно в случае индикаторов интенсивности интеллектуальных операций и отрицатель но—в случае вариативности интеллектуальных действий. Преобладание эмоции страха коррелировало отрицательно с индикаторами коммуникативной активно сти и положительно — с вариабельностью психомоторных и интеллектуальных операций. Сходные результаты были получены в случае эмоции гнева. В целом результаты продемонстрировали существование тесных и довольно сложных взаи моотношений между формальными характеристиками основных эмоций и прояв лениями активности как свойства темперамента.
PAGE 18