СОЗНАНИЕ, БОДРСТВОВАНИЕ И СОН

Глава 5. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

РЕФЛЕКТОРНЫЙ ПРИНЦИП ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Сущность работы нервной системы заключается в организации реакций в ответ на внешние и внутренние воздействия. Степень сложности таких реакций весьма различна - от автоматических сужения зрачка при ярком освещении до многопланового пове- денческого акта, мобилизующего все системы организма. Тем не менее во всех случаях сохраняется один и тот же принцип дея-тельности - рефлекторный. Рефлекс - это активная ответная реакция, связывающая особенности организма и условия среды. Следовательно, рефлекс - не механический, не пассивный ответ, как например, образование вмятины от удара, а целесообразная для данного организма реакция, необходимая для нормальной жизнедеятельности.

Возникновение и развитие нервной системы в процессе эволюции означало прежде всего появление и усовершенствование рефлекторных механизмов. Эти механизмы, независимо от степени сложности, имеют ряд принципиально общих черт. Для осуществления рефлекса необходимо, как минимум, два элемента: воспринимающий (рецепторный) и исполнительный (эффекторный).Рецепторы могут реагировать на очень широкий диапазон раздражителей и занимать большие площади (рефлексогенная зона)к таким относятся, например, рецепторы болевой чувствительности, рецепторы внутренних органов. Другие воспринимают элементы, напротив, являются чрезвычайно специализированными и имеют ограниченную рефлексогенную зону. В качестве примера можно назвать вкусовые рецепторы, располагающиеся на поверхности языка, или зрительные палочки и колбочки.

Точно так же исполнительный аппарат рефлекса может представлять собой изолированную мышцу и иметь жесткую связь с ограниченной группой рецепторов. Классический пример этого коленный рефлекс (узкая рефлексогенная зона и элементарная реакция). В других случаях исполнительный аппарат включает в себя ансамбль действующих единиц и имеет связи с различными типами рецепторов. Примером этого может служить так называемый «стартовый» рефлекс. Он выражается в виде общего настораживания, замирания или вздрагивания при резком звуке или ярком свете, неожиданном зрительном образе. Таким образом, в реализации «стартового» рефлекса участвует огромное количество двигательных единиц и вызывается он различными раздражителями, главная особенность которых - неожиданность.

«Стартовый» рефлекс - одна из многих реакций, требующих согласованной работы различных систем организма. Такая согласованность невозможна при наличии жестких прямых связей между рецепторами и эффекторами, поскольку это привело бы к появлению независимых друг от друга и не поддающихся координации рефлекторных механизмов.

В процессе эволюции сформировался еще один элемент, обеспечивающий рефлекторные реакции, - вставочные нейроны. Благодаря этим нейронам импульсы от рецепторов достигают эффекторных аппаратов не сразу, а после промежуточной обработки, во время которой и устанавливается согласованность в различных реакциях. Широко взаимодействуя между собой и образуя скопления, вставочные нейроны создают возможность для объединения всех рефлекторных механизмов в единое целое. Формируется интегральная нервная деятельность, которая представляет собой нечто большее, чем сумму отдельных реакций.

Каждая отдельная реакция подчиняется центральным влияниям; она может быть усилена, заторможена, полностью блокирована или приведена в состояние повышенной готовности. Более того, на основе врожденных автоматизмов формируются новые способы реагирования, новые действия. Так, ребенок обучается ходьбе, стоянию на одной ноге, сложным ручным манипуляциям.

Интегральная нервная деятельность еще не означает высшей нервной деятельности. Объединение организма в единое целое и организация сложных поведенческих программ могут совершаться на базе эволюционно закрепленных в нервной системе врожденных механизмов. Эти механизмы называются безусловными рефлексами, поскольку они генетически заложены в нервной системе и не требуют обучения. На основе безусловных рефлексов могут формироваться сложнейшие действия. В качестве примера достаточно назвать строительную деятельность бобров или дальние перелеты птиц.

Однако безусловнорефлекторная деятельность неизбежно страдает ограниченностью, потому что она почти не поддается исправлениям и тем самым препятствует накоплению индивидуального опыта. Каждый индивид от рождения почти полностью готов

к определенным действиям, однообразно повторяющимся из поколения в поколение. Если условия среды внезапно изменяются, то великолепно отлаженный механизм реагирования оказывается неприспособленным.

Гораздо большая гибкость поведения наблюдается у организмов, которые способны к индивидуальному обучению. Это становится возможным благодаря возникновению в нервной системе временных нервных связей. Наиболее изученным типом такой нервной связи является условный рефлекс. При помощи его рефлекса раздражитель, бывший ранее безразличным, приобретает значение жизненно важного сигнала и вызывает определенную реакцию. В механизмах условного рефлекса заложены предпосылки индивидуальной памяти, без которой, как известно, невозможно обучение.

По мере эволюционирования коры больших полушарий возникают огромные зоны нервных клеток, которые не имеют никакой врожденной программы, а предназначены лишь для образования связей в процессе индивидуального обучения. Поскольку работа нервной системы основана на рефлекторном принципе, то и обучение распространяется на три основных звена рефлекторного механизма: анализ поступающей от рецепторов информации, интегральная обработка в промежуточных звеньях, создание новых программ деятельности.

Личный опыт оказывает влияние как на восприятие и переработку информации из внешней и внутренней среды, так и на формирование программ деятельности - краткосрочных или долгосрочных. В результате восприятия многих раздражителей происходит опознавание, т.е. сведения о раздражителе сравниваются с заложенной в памяти информацией. Точно так же при организации ответных действий учитываются не только потребности на данный момент, но и прошлый опыт успешных или неуспешных реакций в аналогичной ситуации.

При выполнении намеченного действия могут возникнуть непредвиденные помехи. Следовательно, необходимо сохранять конечную цель реакции до ее полного осуществления, для чего требуются специальные механизмы.

Процессы распознавания поступающих сигналов, выработка учитывающих прошлый опыт программ действия, контроль за их выполнением составляют содержание высшей нервной деятельности. Эта деятельность, оставаясь рефлекторной по своей сущности, отличается от врожденных автоматизмов гораздо большей гибкостью и избирательностью. Один и тот же раздражитель может вызывать разные реакции в зависимости от состояния на данный момент, общей ситуации, индивидуального опыта, потому что многое зависит не от особенностей раздражителя, а от той обработки, которую он проходит в промежуточных звеньях рефлекторного аппарата.

Высшая нервная деятельность создает предпосылки разума. разум означает прежде всего способность найти решение в новой необычной ситуации. Приведем пример. Обезьяна видит подвешенную к потолку связку бананов и разбросанные по полу ящики. Без предварительного обучения она решает возникшую перед ней практическую и интеллектуальную задачу - ставит один ящик на другой и достает бананы. С возникновением речи возможности интеллекта безгранично расширяются, поскольку в словах отражена сущность окружающих нас вещей.

Высшая нервная деятельность является нейрофизиологической основой психических процессов. Но она их не исчерпывает. Для таких психических явлений, как чувство, воля, воображение, мышление, конечно, необходима соответствующая мозговая активность. Однако конкретное содержание психических процессов определяется социальной средой, а не процессами возбуждения или торможения в нейронах. Решает ли ученый сложнейшую интеллектуальную задачу или же первоклассник обдумывает простенькую школьную задачку, их мозговая активность может быть примерно одинаковой. Направленность мозговой деятельности задается не физиологией нервных клеток, а смыслом выполняемой работы.

Однако сказанное не означает, что высшая нервная деятельность представляет собой нечто второстепенное по отношению к «истинно психическим» процессам. Напротив, общие закономерности взаимодействия нейронов и общие принципы организации нервных центров определяют многие характеристики психической деятельности, например, темпы интеллектуальной работы, устойчивость внимания, объем памяти. Эти и другие показатели имеют огромное значение для педагогической работы, особенно при наличии у детей дефектов центральной нервной системы.

Сложнейшие мозговые механизмы, обеспечивающие переработку информации, поступающей сразу от многих рецепторных зон и промежуточных центров, представляют большой интерес как для физиологии, так и для психологии. Наблюдается все большее взаимопроникновение этих двух дисциплин, что отражается и на учении о высшей нервной деятельности.

В учении о высшей нервной деятельности можно выделить два основных раздела. Первый из них стоит ближе к нейрофизиологии и рассматривает общие закономерности взаимодействия нервных Центров, динамику процессов возбуждения и торможения. Второй раздел рассматривает конкретные механизмы отдельных мозговых функций, таких как речь, память, восприятие, произвольные движения, эмоции. Этот раздел близко примыкает к психологии и нередко обозначается как психофизиология. Кроме того, произошло выделение самостоятельного направления - нейропсихологии. Нейропсихология - в значительной степени клиническая дисциплина. Она не только изучает механизмы высших корковых функций, но и разрабатывает методы точной диагностики корковых поражений и принципы коррекционных мероприятий. Один из основателей нейропсихологии - выдающийся советский ученый А.Р.Лурия.

Названные разделы тесно взаимосвязаны, поскольку мозг работает как единое целое. Однако для наилучшего понимания общих закономерностей высшей нервной деятельности целесообразно рассмотреть по отдельности принципы высшей нейродина-мики и нейропсихологические механизмы отдельных корковых функций.

ДИНАМИКА НЕРВНЫХ ПРОЦЕССОВ

Принципы высшей нейродинамики - это закономерности взаимодействия процессов возбуждения и торможения в клетках головного мозга. Основные закономерности таких процессов были раскрыты И.П. Павловым и его учениками.

Возбуждение и торможение способны иррадиировать, т.е. распространяться на новые клеточные зоны, и концентрироваться, т.е. ограничиваться определенным очагом. Процессы иррадиации и концентрации обусловливают пеструю и постоянно меняющуюся мозаику распределения возбужденных и заторможенных мозговых участков.

Степень иррадиации возбуждения зависит от многих факторов:

силы раздражителя, его новизны, значимости для организма. Кроме того, большое значение имеет закон отрицательной индукции - возникновение зоны торможения вокруг очага возбуждения. Отрицательная индукция препятствует безграничной иррадиации возбуждения. В противном случае каждый раздражитель полностью «захватывал» бы огромные массы клеток. Такая картина наблюдается при судорожном припадке: очаг возбуждения безудержно распространяется на все новые и новые зоны; сознание при этом обычно утрачивается.

Иррадиация и концентрация возбуждения лежат в основе механизма внимания. Объем и стойкость внимания зависят от величины очага возбуждения и его фиксированное™. Способность произвольно контролировать направленность, объем и устойчивость внимания совершенствуется с возрастом. Внимание детей характеризуется слабой целенаправленностью, но большим объемом. Дети фиксируют множество деталей автоматически; взрослые направляют внимание более прицельно, но и более узко. Кроме того. внимание детей неустойчиво. Это обусловлено недостаточным развитием внутреннего торможения, обеспечивающего дополнительную концентрацию внимания. Каждый новый раздражитель отвлекает ребенка. Здесь опять-таки проявляется принцип отрицательной индукции: новый очаг возбуждения тормозит существовавший до этого. У взрослых процессы возбуждения и торможения более сбалансированны, поэтому возникающие конкурентные очаги возбуждения блокируются. Это достигается прежде всего за счет взаимодействия лобных долей мозга и ретикулярной формации. При поражениях лобных долей наблюдается чрезмерная отвлекаемость больных: их внимание постоянно переключается с одного объекта на другой.

Наряду с отрицательной индукцией существует положительная - возникновение возбуждения вокруг очага торможения. Например, засыпающий человек, многие участки мозга которого заторможены, вдруг начинает отчетливо слышать тиканье часов, шум капающей из крана воды и другие звуки, не замечавшиеся в бодрствующем состоянии. Вероятно, это объясняется возникновением активных очагов на фоне общего снижения бодрствования.

В головном мозге обычно одновременно существует значительное количество возбужденных очагов. При этом может возникнуть ситуация, когда какой-то один очаг начинает не только подавлять все остальные, но и использовать их активность для усиления своей собственной. Формируется так называемая доминанта, которую подробно изучил выдающийся отечественный физиолог А.А. Ухтомский. Доминанта - это очаг активности, подчиняющий себе все остальные, даже не имеющие к нему непосредственного отношения. Например, изголодавшемуся человеку все напоминает о еде, даже. казалось бы, совершенно посторонние разговоры и предметы. Точно так же увлеченный какой-либо идеей ученый находит тему для размышлений в событиях и фактах, относящихся к весьма отдаленным областям.

Принцип доминанты имеет важное биологическое значение, позволяя организму достигать необычайной концентрации усилий для выполнения какой-либо жизненно необходимой задачи. Благодаря доминанте различные отвлекающие факторы не мешают, а, напротив, усиливают стремление к главной цели. Однако доминанта может принимать и патологические черты, если она направлена на утратившие значение или вообще не имеющие

смысла цели. Такая картина, в частности, наблюдается при бредовых идеях. Больной не только уверен в правильности своих нелепых мыслей, но в ответ на возражения еще больше убеждается в своей правоте. Переубедить человека с бредовой идеей практически невозможно.

По мере достижения поставленной цели физиологическая доминанта обычно угасает. У человека длительное постоянство устремлений поддерживается благодаря усилиям воли.

Как уже отмечалось, степень иррадиации процессов возбуждения и торможения зависит не только от интенсивности раздражителей, но и от их значимости. Эта значимость может быть безусловнорефлекторной, основанной на врожденной способности реагирования, но может обусловливаться и индивидуальным опытом. Например, собака по-разному реагирует на черствый кусок хлеба и на аппетитную кость. Это врожденная способность оценивать качество пищи. В то же время в процессе обучения любая собака приобретает большой опыт по распознаванию «пищевой ценности» различных раздражителей (хлопанье дверцы холодильника, звяканье посуды и др.). Процесс превращения безразличного ранее раздражителя в значимый для организма сигнал блестяще изучен И.П.Павловым. В многочисленных экспериментах И.П.Павлов и его ученики показали, что если перед безуслов-норефлекторным раздражителем предъявлять какой-либо другой, то после ряда повторений этот раздражитель способен самостоятельно вызывать данную безусловную реакцию. Вырабатывается так называемый условный рефлекс, вызывающийся раздражителем, который до эксперимента был безразличен для животного.

Открытие условного рефлекса показало, каким образом индивидуальный опыт фиксируется в виде нервных связей, как происходит элементарное обучение. Было установлено, что в процессе образования условных рефлексов большую роль играют процессы торможения. В частности, большое значение имеет так называемое дифференцировочное торможение, благодаря которому характеристики условнорефлекторного раздражителя оцениваются более точно. Например, при выработке условной слюноотделительной реакции на звук звонка первоначально реакция возникает в ответ на любой звонок. В дальнейшем, если подкреплять кормление только звонком определенной тональности и продолжительности, слюноотделительный рефлекс становится более избирательным: уже далеко не всякий звук вызывает слюноотделение. Этот факт свидетельствует о наличии выборочного торможения сходных сигналов в зависимости от прошлого опыта.

Дифференцировочное торможение И.П.Павлов относил к раз- новидностям внутреннего. Его существование указывает на способность к значительному усовершенствованию реагирования.

Существование внутреннего торможения обнаруживается также при выработке так называемых отставленных условных рефлексов. Суть их заключается в том, что после предъявления условного раздражителя подкрепление дается не сразу, а спустя некоторое время. В результате, например, слюноотделение в ответ на звонок возникает не сразу, а через некоторый промежуток времени. В течение всего периода между предъявлением звонка и появлением слюны реакция тормозится.

Внутреннее торможение играет большую роль в процессе обучения, совершенствования поведения. В известной степени воспитание сводится к тренировке внутреннего торможения, поскольку именно оно обеспечивает гибкость и тонкость реакций-

Внутреннее торможение требует больших усилий от нервной системы. В экспериментах на животных неоднократно наблюдалось, как при выработке слишком тонкой дифференцировки (например, между кругом и почти круглым овалом) или при чрезмерном временном разрыве между сигналом и подкреплением животное сильно возбуждалось, начинало вырываться из станка-проявляло агрессивность. В других случаях, наоборот, наступало оцепенение, возникала непреодолимая сонливость. Кстати, сонливость здесь является результатом так называемого запредельного торможения, которое распространяется по нервной системе при непосильных нагрузках и предохраняет нервные клетки от истощения.

Приведенные примеры говорят о том,что тренировка внутреннего торможения требует строго дозированных нагрузок. В противном случае может произойти срыв, дезорганизация высшей нервной деятельности. Подобные явления иногда наблюдаются в школе при изложении чрезмерно сложного материала. Одни ученики становятся невнимательными, непоседливыми, начинают разговаривать. Других же клонит в сон, они зевают, усиленно моргают. При наличии дефектов центральной нервной системы способность к выработке внутреннего торможения ограничена, что делает необходимым более тщательное дозирование учебных нагрузок.

В процессе изучения условных рефлексов было установлено, что они могут приобретать тормозное значение, блокировать отдельные реакции или вызывать сон. Таким образом, было открыто Условное торможение, которое И.П.Павлов относил к разновидностям внешнего торможения, поскольку оно вызывается сигналом из внешней среды. Условное торможение имеет важное значение в регуляции ритма сна - бодрствования. Систематически Повторяющаяся процедура приготовления ко сну представляет собой, по существу, набор условных рефлексов, облегчающих засыпание. В организации режима дня ребенка важно добиваться строгого повторения такой процедуры, поскольку многие дети укладываются спать очень неохотно.

Другой разновидностью внешнего торможения является запредельное, о котором уже говорилось. Однако запредельное торможение по своей природе безусловнорефлекторное; оно представляет собой врожденное свойство нервной системы. В животном мире широко распространена так называемая реакция «мнимой смерти» - в случае опасности животное замирает, становится словно парализованным. У людей подобные реакции обозначаются как реактивный ступор, который может продолжаться и спустя несколько суток после потрясения. Частным случаем такого ступора является реактивный мутизм - утрата речи при сохранении общей двигательной способности. Реактивный мутизм иногда возникает у робких, застенчивых детей, впервые выступающих перед большим скоплением незнакомых людей.

По данным многочисленных экспериментов, условные рефлексы не обязательно являются изолированной реакцией на отдельные раздражители (звонок - выделение слюны и др.). У многих животных успешно вырабатываются условные рефлексы на сложные комплексы раздражителей, воздействующих одновременно или последовательно на многие рецепторные аппараты (например, свет, звук, прикосновение, запах). Кроме того, рефлекторный ответ может представлять собой набор реакций, совершающихся одновременно или разворачивающихся во времени в определенной последовательности. Например, дрессированной собаке достаточно одной команды, чтобы она совершила серию действий, сменяющихся в заданном порядке. Каждый человек в процессе воспитания и обучения усваивает массу двигательных навыков, предназначенных для выполнения обыденных житейских операций: одевание, умывание. причесывание, еда при номощи ложки и вилки, склеивание бумаги, зажигание спичек и т.д. Любое из этих действий представляет собой слитую воедино последовательность движений. Например, чтобы съесть ложку супа, необходимо придать ложке определенное положение в руке, зачерпнуть суп, донести его, не пролив, до рта и, наконец, перелить содержимое в рот. Всему этому человек учится в детстве, «отрабатывая» каждый элемент действия по отдельности:

как правильно держать ложку и перемещать ее в пространстве, какое положение придать губам, чтобы ничего не пролилось. В результате формируется цепочка движений, слитых в единый, автоматизированный акт, и в дальнейшем человек уже совершенно не будет задумываться о том, как пользоваться ложкой.

Прочно зафиксированная в нервной системе последовательность реакций называется динамическим стереотипом. Способность к формированию динамических стереотипов приводит к огромной экономии в работе нервной системы. Много раз повторяющиеся операции закрепляются как целостные двигательные образы, поэтому отпадает необходимость каждый раз находить способы реализации того или иного действия. Достаточно «начальнику» дать команду, и весь комплекс движений «проигрывается», как записанная на пластинке мелодия.

Динамические стереотипы могут формироваться не только в сфере движений, но и в сфере восприятия. Например, горожанин, переходя улицу, автоматически обращает внимание на сигнал светофора, поворачивает голову налево, потом направо. На основе динамических стереотипов вырабатываются профессиональные навыки: работа с инструментами, печатание на пишущей машинке, укладка кирпича и т.д

Следует отметить, что в динамическом стереотипе могут содержаться бесполезные и даже мешающие выполнению задачи элементы. Это зависит от особенностей процесса обучения. Например, походка человека представляет собой классический динамический стереотип, и здесь немало отрицательных характеристик (шарканье ногами, сгорбленность, раскачивание и др.). Все это является результатом того, что в раннем детстве родители ребенка не обращали должного внимания на его походку. Между тем данные элементы стереотипа фиксируются очень прочно, и искоренить их весьма трудно. При выработке нового стереотипа важно с самого начала следить за качеством его отдельных элементов. В частности, из логопедической практики хорошо известно, что дислалия часто является следствием фиксации физиологической дислалии дошкольников. Сложившийся аномальный стереотип звукопроизношения переделывают уже с помощью логопеда. Античная классификация темпераментов основывалас наивном представлении о пропорциях различных жидкое организме. Отсюда произошли и названия четырех основных типов: холерик (холе - желчь), сангвиник (сангвис - флегматик (флегма - слизь) и меланхолик (мелан холе - черная желчь). Однако описательные характеристики этих темпераментов точно подмечали реально существующие особенности человеческих характеров. '

Холерик - человек взрывчатый, бурно на все реагирующий быстро «остывающий», легко меняющий интересы и увлечения сангвиник - энергичный, активный, способный доводить на дело до конца, флегматик - спокойный, невозмутимый, медленно «раскачивающийся», но стойкий в своих переживаниях,, меланхолик - робкий, нерешительный, легко ранимый, однако способен к очень тонким переживаниям и наблюдениям.

И.П.Павловым была раскрыта нейрофизиологическая природа темпераментов. В качестве ведущих характеристик высшей нервной деятельности рассматривались сила, подвижность и у] вешенность процессов возбуждения и торможения. В завися от сочетания этих особенностей выделены четыре основные высшей нервной деятельности.

Сильный, подвижный, неуравновешенный соответствует холерическому темпераменту; сильный, подвижный, уравновешенный сангвиническому; сильный, инертный - флегматическому; слабый тормозимый тип - меланхолическому.

Кроме того, основываясь на особенностях взаимодействия первой и второй сигнальной систем (чувственно-конкретное и речевое восприятия), И. П. Павлов выделил художественный (первосигнальный), мыслительный (второсигнальный) и средний, промежуточный типы.

Тип высшей нервной деятельности во многом определяется врожденными свойствами нервной системы, но не является совершенно незыблемым, не поддающимся изменениям. Можно даже сказать, что почти любой ребенок в процессе развития совершает эволюцию от холерического, художественного темперамента к уравновешенному, мыслительному. Тем не менее существуют дети явно возбудимые и явно заторможенные, энергичные: пассивные, самоуверенные и робкие, выносливые и утомляемые связи с этим в педагогической работе важно учитывать индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, проводя в то же время коррекцию мешающих работе характеристик. Особое значение такой подход приобретает в дефектологии, где к дети нуждаются в специальной помощи при формировании каркаса высшей нервной деятельности.

ВЫСШИЕ КОРКОВЫЕ ФУНКЦИИ

Кора головного мозга является, по существу, гигантским промежуточным центром на пути от рецепторных аппаратов к эффекторным. Сюда стекается вся информация, поступающая из внешней и внутренней среды, здесь она сопоставляется с текущими потребностями, прошлым опытом и преобразуется в команды, нередко охватывающие все процессы жизнедеятельности. Здесь вырабатываются принципиально новые решения, а также формируются динамические стереотипы, образующие шаблоны поведения, восприятия и, в ряде случаев, даже мышления.

Связь коры с «периферическими» образованиями - рецепторами и эффекторами - обусловливает специализацию отдельных ее участков. Различные области коры связаны со строго определенными типами рецепторов, образуя корковые отделы анализаторов.

Анализатор - специализированная физиологическая система, обеспечивающая прием и переработку определенного типа раздражении. В нем различают периферический отдел - собственно рецепторные образования - и совокупность промежуточных центров. Наиболее важные центры расположены в зрительном бугре, являющемся коллектором всех видов чувствительности, и в коре больших полушарий. Корковые отделы анализаторов представляют собой высшие, но не конечные, центры, поскольку поступающие сюда импульсы не «оседают» здесь, как в хранилище, а постоянно перерабатываются, преобразуясь в командные сигналы. Эти команды могут направляться к рецепторным аппаратам, изменяя порог их чувствительности. В результате каждый анализатор функционирует как кольцевая структура, в которой импульсы циркулируют по маршруту рецепторы - промежуточные центры - рецепторы. Разумеется, что от промежуточных центров имеются выходы и к эффекторным аппаратам. Действие же эффекторов, в свою очередь, порождает новые рецепторные сигналы. В итоге формируются сложные кольцевые системы: рецептор-промежуточные центры-эффектор-рецептор. Такие системы могут иметь несколько уровней замыкания (продолговатый, межуточный мозг), но высшим является корковый. Низшие уровни регуляции характеризуются жестким автоматизмом, высшие, особенно корковые, отличаются большей гибкостью и изменчивостью.

Основные корковые отделы анализаторов имеют следующее Расположение (см. рис. 9): зрительный анализатор - в затылочной коре, слуховой - в височной, поверхностная и глубокая чувствительность - в задней центральной извилине, двигательный анализатор - в передней центральной извилине. Обонятельный анализатор располагается в эволюционно более древних отделах коры включающих аммонов рог и поясную извилину. Вкусовая чувствительность и рецепция от внутренних органов имеют менее определенное корковое представительство, концентрируясь в основном в глубинных отделах сильвиевой борозды.

Каждый анализатор представлен в симметричных отделах правого и левого полушарий мозга. Двигательный и чувствительный анализаторы связаны с противоположной половиной тела. Корковые представительства слухового, вкусового и обонятельного анализаторов в каждом полушарии имеют связи с обеими сторонами. В зрительную кору (затылочная область) проецируется информация от половины поля зрения каждого глаза, причем в левое полушарие - от правых половин, в правое - от левых половин полей зрения.

Из анатомических особенностей следует, что расстройства движений, чувствительности и зрения возможны при поражении соответствующего участка одного из полушарий. Данные нарушения возникают на стороне, противоположной локализации патологического очага. Корковые расстройства слуха, вкуса и обоняния наблюдаются только при двустороннем поражении анализаторных зон или их связей.

Наличие симметричных анализаторных отделов в правом и левом полушариях не означает их полной равноценности. Многочисленными экспериментами доказано существование функциональной асимметрии мозга. Ее суть заключается в том, что правое и левое полушария выполняют несколько различные функции. Различают доминантное и субдоминантное полушария. В доминантном располагаются центры речи и письма, в субдоминантном соответствующие центры отсутствуют. Чаще всего доминантным полушарием является левое, и расположение в нем речевых центров обычно совпадает с праворукостью - преобладанием правой руки над левой.

В случаях выраженной леворукости доминантным может быть правое полушарие. Однако вопрос о левшестве далеко не прост. В процессе воспитания большинство родителей приучают детей пользоваться преимущественно правой рукой. Трудно сказать, какое полушарие доминирует у «переученных левшей». Кроме того, встречаются случаи амбидекстрии - примерно одинакового владения обеими руками. Сложно оценивать также степень функциональной асимметрии мозга. Тем не менее эта асимметрия существует, о чем убедительно свидетельствуют результатьЕ исследований по изолированному выключению активности правого или левого полушария, а также клинический анализ право- и лево' полушарных поражений мозга. Роль каждого из полушарий 0^е'

решена подроонее при описании отдельных высших корковых функций.

Изучение микроскопической структуры корковых отделов анализаторов показало, что в каждом таком отделе существуют два типа клеточных зон. В центре коркового представительства анализатора располагаются первичные клеточные поля, называемые также проекционными.Их особенность состоит в том, что они имеют непосредственную связь с периферическими отделами анализатора и являются, таким образом, первыми получателями информации (или отправителями в случае двигательного анализатора). Первичные клеточные поля отличаются высокой специфичностью, т.е. настроены на прием информации от определенных типов рецепторов. Кроме того, в этих полях нередко наблюдается и вполне определенное расположение представительств отдельных рецепторных зон. Так, в задней центральной извилине каждая часть тела имеет свою область проекции: в верхних отделах - нижняя конечность, в средних - рука, в нижних - лицо. Аналогичная картина наблюдается и в передней извилине. В зрительной коре различные квадранты полей зрения (квадрант - четвертая часть) проецируются в строго определенные участки.

Таким образом, в первичных, или проекционных, зонах наблюдается высокая избирательность в приеме информации и специальная представлен н ость отдельных рецепторных зон.

В периферических отделах корковых представительств анализаторов располагаются вторичные, или проекционно-ассоци-ационные, клеточные зоны. Для них характерны гораздо меньшая специализированность в приеме информации и отсутствие прямой связи с периферией. В то же время эти зоны способны устанавливать контакты с другими отделами коры, а также образовывать внутри себя сложные комплексы, в которых, как считается, фиксируется прошлый опыт.

Таким образом, вторичные клеточные зоны, надстраиваясь над первичными, обеспечивают более сложную переработку информации и формируют при каждом анализаторе специализированные блоки памяти.

При оценке площади, занимаемой первичными и вторичными клеточными зонами анализаторов, нетрудно увидеть, что значительные пространства поверхности коры остаются как бы «незанятыми». К таким «свободным» территориям относятся прежде всего обширная теменно-височно-затылочная область и участки лобной доли кпереди от передней центральной извилины. Между тем именно эти отделы коры неуклонно увеличиваются по мере эволюционирования и достигают наибольшего развития у человека. Специальные исследования показывают, что в этих отделах располагаются третичные корковые зоны.

Для третичных клеточных зон характерна способность к восприятию многоплановой информации; здесь отсутствует узкая специализированность. В третичных зонах осуществляется межанализаторный анализ и синтез информации, что обеспечивает комплексную память, организацию работы мозга в целом. При этом многомерный, многоплановый анализ окружающей действительности осуществляется преимущественно в височно-теменно-затылочной области, а планирование действий, разработка сложных программ поведения производится главным образом в лобной доле. Именно в третичных зонах формируются центр речи, письма, счета, зрительно-пространственной ориентировки. Здесь фиксируются также навыки, приобретенные человеком в процессе его социального обучения. Важно отметить, что функциональная асимметрия мозга особенно наглядно выступает в работе третичных зон. Доминантное и субдоминантное полушария вносят неоднозначный вклад в осуществление «третично организованных» корковых функций.

Учитывая наличие различных клеточных зон, можно считать, что в коре головного мозга происходят две основные группы процессов: в ну три анализаторные (первичные и вторичные зоны) и межанализаторные (третичные зоны). Если же подходить к этим процессам с позиций рефлекторного принципа, то они заключаются в анализе средовых воздействий, организации ответных реакций и обучении. Данные функции получили специальные наименования.

Анализ средовых воздействий на высшем уровне по существу представляет собой распознавание, т.е. сопоставление получаемой информации с накопленной ранее. Эта функция называется гнозисом (гнозис - узнавание). Операции гнозиса могут осуществляться как в пределах одного анализатора, так и при взаимодействии анализаторов.

Выработка программ действий и осуществление этих программ носит название праксиса (праксис - действие). Как правило, праксис требует участия нескольких анализаторов (по крайней мере двигательного и чувствительного), ибо ни одно действие невозможно без рецепторного контроля.

Обучение сводится прежде всего к формированию памяти. Кроме того, память совершенно необходима в операциях гнозиса и праксиса. Ведь распознавание - это сравнение с уже известным, т.е. зафиксированным в памяти. В свою очередь, построение программы действий - это прежде всего подбор готовых шаблонов, опять-таки хранящихся в памяти. Блоки памяти существуют при каждом анализаторе, а также на уровне межанализаторных систем. Особое место занимает смысловая память, являющаяся основой языка и мышления.

Разнообразные сложные рецепторы перекодируют в нервные импульсы лишь физико-химические характеристики раздражителей: длину световой волны, частоту колебаний воздуха, температуру и т.д. Однако на основании этих элементарных сведений у человека создаются весьма сложные представления об окружающем мире. Например, взгляд фиксирует предмет, и о нем делаются следующие заключения: «Что-то большое, находится далеко, движется, приближается ко мне, движется очень быстро, это автомобиль (это легковой автомобиль, это машина «волга»)». Практически ни одно из приведенных заключений (за исключением «движется») не может быть сделано без учета предварительного опыта. «Большое» - значит нужно иметь представление о маленьком, «находится далеко» - необходимо оценить расстояние, «приближается ко мне» - оценка траектории движения, «движется очень быстро» - оценка скорости. Вся работа производится автоматически. неосознанно. Опознавание в предмете автомобиля, да еще и его марки, - уже чисто человеческая функция. Однако оценка величины, скорости движения объекта является результатом обучения. Наблюдения за развитием ребенка убедительно показывают, что способность различать большие и малые предметы, определять расстояние до них, направление их движения формируются с возрастом, по мере приобретения жизненного опыта. Следовательно, гнозис - функция, формирующаяся в процессе обучения и поэтому наиболее ранимая в детском возрасте.

Приведенный пример, кроме того, показывает, что уровней гностических операций может быть очень много - от определения наиболее простых характеристик (большое - маленькое) до сложных синтетических заключений (марка автомобиля). По всей вероятности, первичные клеточные зоны осуществляют элементарные гностические функции, а вторичные - более сложные. Комплексное распознавание осуществляется в третичных зонах.

Наличие иерархичности, многоступенчатости уровней гнозиса подтверждается клинической практикой. В зависимости от степени поражения коркового отдела анализатора варьирует выраженность гностических расстройств - от полной агнозии (агнозия -нарушение гнозиса) до частичной утраты способности распознавания.

Чаще всего расстройства гнозиса затрагивают какую-либо одну анализаторную систему при сохранности остальных. Различают зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, тактильные агнозии (см. главу 6).

Любое сложное целенаправленное действие требует для своего осуществления предварительной информации. Эта информация может представлять собой условнорефлекторный раздражитель запускающий уже сформированную реакцию или цепь таких реакций в виде динамического стереотипа. В более сложных случаях поступающая информация подвергается тонкому анализу на уровне третичных зон височно-теменно-затылочной области. На основе такого анализа вырабатываются двигательная задача и двигательная программа («что сделать?» и «как сделать?»).

Формулирование двигательной задачи («что сделать?») - результат интегральной деятельности мозга, учитывающей текущие потребности и личный опыт. Сама по себе эта задача может представлять собой комплекс из серии последовательных заданий, ведущих поэтапно к достижению конечной цели. В частности, намерение позвонить по телефону разворачивается в виде плана действий (снять трубку, набрать номер, дождаться ответа). Даже этот простой пример показывает, что конечная цель действия должна прочно удерживаться в памяти, чтобы управлять всей последовательностью манипуляции. Стойкость намерений имеет огромное значение и для разработки двигательных программ («как сделать?»).

Важнейшая особенность поведения, основанного на высшей нервной деятельности, заключается в том, что одна и та же цель может достигаться различными способами. Так, намереваясь позвонить по телефону, мы можем держать трубку правой или левой рукой, вращать диск указательным или другим пальцем, разговаривать стоя, сидя, лежа. Только стойко фиксированная задача способна организовывать разнообразные двигательные акты в планомерное действие.

Двигательные акты нередко представляют собой сложные автоматизированные шаблоны, врожденные или закрепленные в процессе обучения. Все та же процедура телефонного звонка состоит из подобных автоматизмов. Подойдя к аппарату, мы не задумываемся, с чего начать, а поднимаем трубку, подносим ее к уху и ждем гудка. Затем набираем номер, вращая диск положенное число раз. Кажется нелепым, подняв трубку, думать о том, а что же делать дальше, или бесконечно вращать диск. Следовательно, существуют особые механизмы, обеспечивающие не только правильный подбор необходимых автоматизмов, но и их своевременную смену по мере приближения к цели. Этот слитный набор сменяющих друг друга автоматизмов обозначается иногда как «кинетическая мелодия» («кинезис» - движение).

Любой двигательный акт, даже самый простой, не может бытъ точно выполнен без постоянного афферентного контроля. Невро

логической основой такого контроля является система глубокой чувствительности, информирующая двигательные центры о степени напряжения сухожилий, мышц, о положении конечностей в пространстве. Ведущую роль афферентного, кинестетического /кинестезия - буквально: ощущение движения) контроля в регуляции движений убедительно раскрыли выдающиеся советские физиологи Н.А.Бернштейн и П.К.Анохин.

Благодаря кинестетической системе между исполнительным органом и командным центром образуется звено так называемой обратной связи. По каналу обратной связи постоянно поступает информация о ходе выполнения двигательных команд и тем самым создается возможность систематической коррекции выполняемого движения. Более того, без кинестетической системы невозможна предварительная настройка двигательного аппарата для совершения какого-либо движения. Иными словами, речь идет о принятии изначальной позы - о соответствующем перераспределении тонуса мышцы. Например, для того чтобы согнуть руку в локтевом суставе, необходимо предварительно расслабить разгибатели предплечья.

Таким образом, механизм целенаправленного действия представляет собой сложнейшую функциональную систему. Важнейшими процессами в этой системе являются предварительный афферентный синтез для формирования двигательной задачи, обеспечение стойкости двигательной задачи, выбор необходимых двигательных автоматизмов, обеспечение «кинетической мелодии» -своевременного переключения автоматизмов, постоянный кинестетический контроль. Сложный механизм совершения целенаправленного действия называется праксисом.

Нарушение любого из перечисленных процессов приводит к расстройствам целенаправленного действия - апраксии. Характер апраксии зависит от того, какие отделы двигательной функциональной системы поражены. Эти отделы имеют определенную мозговую локализацию.

Предварительный афферентный анализ и синтез осуществляются в височно-теменно-затылочной области, где формируется "^к называемый центр праксиса.

Стойкость двигательной задачи, выбор автоматизмов и формирование «кинетической мелодии» регулируются лобными долями мозга.

Кинестетический контроль осуществляется при помощи коркового отдела анализатора глубокой чувствительности (задняя центральная извилина и вторичные зоны этого анализатора).

При обсуждении гностических и праксических функций неод-нократно указывалось на роль памяти: н;¹ ее необходимость ;з

процессах распознавания, ее первостепенную важность в орг зации устойчивых целей деятельности. Речь шла о так называемых модально-специфических формах памяти, т.е. о процессах фильтрования и извлечения из хранилищ информации, связанной определенным анализатором. В психологии и педагогике издавно известны зрительная и слуховая память, случаи явного преобладания одной из них. Хранилище автоматизмов действия представляет собой модально-специфическую форму памяти оно связано прежде всего с двигательным анализатором.

Наряду с механизмами модально-специфической анализатор памяти существуют системы, влияющие на общие характерно процессов запоминания. Эти общие характеристики заключается в следующем: скорость запоминания, объем памяти, быстрота воспроизведения зафиксированного материала (скорость воспоминания).

Любой раздражитель, чтобы быть зафиксированным в памяти, должен на некоторое время «задержаться» в нервной системе. Различают поэтому кратковременную и долгосрочную память. Кратковременная память рассчитана как раз на то, что

имелась возможность оценить поступающую информацию и шить, переводить ли ее на долгосрочное хранение. «Решение всегда означает сознательное действие. Во многих случаях «решить» означает автоматически сопоставить поступай информацию с уже имеющейся и определить ее ценность, например, пришивающий пуговицу человек, если он вдруг укололся об иголку, тотчас же забывает об этом происшествии к имеющем информативной ценности. «Иголка довольно часто колет» - это не мысль, а мгновенный результат оценки информации, моментально стирающий из кратковременной памяти след раздражителя.

Каким образом осуществляется сличение данного сигнала со всеми хранящимися в памяти, неизвестно. Во всяком случае это происходит чрезвычайно быстро.

Допустим, в вашем владении находится библиотека 2000 книг. Перечисляя все их названия, вы неизбежно что-то упустите. Но стоит спросить об определенной книге, как вы тотчас же ответите, есть она у вас или нет.

Скорость извлечения информации, как и быстрота ее фиксации, связана с модально-неспецифическим механизмом, которого играют внутренние отделы височно-лобной области. Наряду с модально-неспецифической памятью существуют механизмы иных мнестических операций. В частности, известно, что каждый человек способен запоминать произвольно и непроизвольно. Произвольное запоминание обусловлено заданием:нужно зафиксировать. Непроизвольное запоминание неподотчетно контролю сознания («просто запало в память»). В ряде исследований доказано, что непроизвольное запоминание обеспечивается в основном правополушарными зонами, тогда как осмысленное, произвольное осуществляется при участии лево-полушарных центров.

Наконец, существует организованная мнестическая деятельность, заключающаяся в осмысленной фиксации материала и планомерном извлечении его из хранилищ памяти. Что касается осмысленной фиксации, то дается команда: «Это важно, это пригодится». Простота такой команды, конечно, вовсе не означает, что не происходит никакого восприятия информации, ее анализа, сравнения с имеющимися данными и, наконец, заключения: «Необходимо запомнить». Однако извлечение нужной информации из памяти представляется гораздо более сложной и гораздо менее понятной процедурой. Например, на вопрос о дне рождения какого-либо человека могут быть получены три варианта ответов: «Никогда не знал!», «Знал, но забыл!», «Сейчас вспомню!» Спрашивается, каким образом человек сразу же определяет, что ему следует ответить в том или ином случае. Во всяком случае, в этих процессах активного запоминания и вспоминания принимают непосредственное участие лобные доли. Именно их организующее влияние определяет активность и результативность процессов памяти.

При поражении лобных долей нарушается планомерная обработка, осмысление материала с целью его запоминания. Заметное влияние оказывает также неустойчивость намерений. Больной, собираясь зафиксировать в памяти предлагаемый ему .материал, вскоре отвлекается от поставленной задачи, его внимание начинают привлекать второстепенные детали. При попытках вспомнить также обнаруживается дефект стойкости намерений. Больной как бы забывает, что же он собирался вспомнить, и извлекает из памяти не относящуюся к делу информацию.

СОЗНАНИЕ, БОДРСТВОВАНИЕ И СОН

Многочисленные гностические и праксические операции совершаются за порогом сознания. В сферу сознания попадают в основном результаты деятельности гностико-праксических механизмов. Например, разыскивая на вокзальной площади часы, мы не задаемся вопросом, как их распознать. Произнося фразу, мы обычно не знаем, какое слово будет в ней завершающим: оно появляется как бы само собой. Даже размышляя о чем-то, мы не можем с определенностью сказать, как мы это делаем.

Сказанное не означает, что сознание является пассивным «получателем» результатов бессознательной работы. Сознание определяет цели и задачи мозговой деятельности и всегда может вмешаться в бессознательные процессы. В физиологическом смысле сознание - это произвольная концентрация мозговой активности. Однако до сих пор остается неясным, каким образом мысль, являющаяся продуктом работы мозга, может определять направление мозговой деятельности.

В то же время известно, что степень мозговой активности в значительной степени обеспечивается лобно-лимбико-ретикулярным комплексом, включающим в себя лобные доли. лимбическую систему и ретикулярную формацию. Эти отделы мозга влияют на общий мозювой тонус, способны переключать внутреннюю энергию на определенные нервные процессы. Именно поэтому слабый раздражитель, легкий намек способны вызвать бурную реакцию.

Энергетический, тонизирующий блок мозга принимает также активное участие в регуляции суточного ритма сна-бодрствования. Современные исследования показывают, что сон вовсе не является спокойным, бездеятельным состоянием, как считалось ранее. Наоборот, некоторые отделы мозга работают во время сна с повышенной активностью. Таким образом, сон - не выключение, а смена формы нервной деятельности.

Электрофизиологически доказано существование так называемого быстрого и медленного сна. Во время медленного сна на электроэнцефалограмме преобладают медленные высокие волны. Во время быстрого сна электрофизиологические показатели мозговой активности резко меняются: возникают остроконечные волны, движения глазных яблок. Установлено, что во время быстрого сна человек видит сновидения.

В настоящее время сновидения рассматривают не как результат случайного взаимодействия полузаторможенных нервных центров, а как врожденную способность к переработке информации, во время которой хранилища памяти освобождаются от ненужных сведений, нсотреагированные раздражители получают внутренний, по существу ~ бездейственный ответ. Самый показательный пример в этом отношении - исполнение желаний во сне.

Нормальная регуляция поведения немыслима без постоянной блокировки побочных нежелательных реакций. Однако намерения осуществить эти реакции остаются в памяти и своеобразно реализуются во время сновидений. Таким образом, сон - это не пассивный отдых, а активная разгрузка каналов информации.

Изучение результатов искусственного блокирования быстрой фазы сна показывает, что уже через несколько дней такого режима исследуемые начинают ощущать внутреннюю напряженности становятся агрессивными. У многих возникают галлюцинации) Все это свидетельствует о биологической необходимости быстро фазы сна. Считается также, что одной из причин белой горячки является блокирование быстрого сна алкоголем, в связи с чем, возникает предрасположенность к галлюцинациям, сон наяву.

Электрофизиологические данные убедительно свидетельствуют о том, что в среднем 25 % времени сна взрослого человека занимает быстрая фаза. Обычно наблюдается чередование быстрой и медленной фаз, но быстрый сон наиболее часто отмечается перед пробуждением. Утверждения некоторых людей о том, что они когда не видят сновидений, вероятно, связаны с неспособностью запомнить содержание сна. Примечательной особенностью является значительно больший удельный вес фазы быстрого сна у грудных детей (50-60% от общего времени сна). Остается невыясненным, видят ли грудные дети гораздо больше сновидений, чем взрослые, или речь идет о формах мозговой активности, присущей созревающей нервной системе.

Нейропсихологический анализ высших корковых функций сводится не только к обнаружению дефекта, но и к выявлению степс ни сохранности других функциональных звеньев. Только сопоставление нарушенного и сохранною позволяет определить локализацию патологического очага и наметить возможные «зоны роста», которые могут быть использованы при коррекционной работе.

В коррекционно-педагогической деятельности чрезвычайно важное место занимает положение о том, что почти любая «мозговая задачи» может быть решена различными способами. Главное заключается в том, чтобы добиться устойчивого формирования цели. При выборе же конкретных методов решения могут быть использованы разнообразные пути, в том числе обходные, если какая - либо анализаторная система оказывается дефектной.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!