Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || slavaaa@yandex.ru || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656

реакция перестройки биотоков мозга также может быть измерена с помощью ее частотного спектра.

Об изменении ФС можно также судить по изменению реактивных потенциалов (последовательности колебаний) на одиночный стимул. Их выделение из ЭЭГ стало возможным благодаря технике когерентного накопления. Среди реактивных потенциалов различают вызванные потенциалы (ВП) или усредненные вызванные потенциалы (УВП). Их получают в результате усреднения реактивных потенциалов относительно вызывающих их сенсорных стимулов. Усреднение ЭЭГ относительно начала двигательной реакции привело к выделению другой группы реактивных потенциалов, которые получили название «с событиями, связанные потенциалы».

Изменения ФС отражаются в ранних компонентах ВП с латенцией пика менее 100 мс. С привлечением внимания к стимулу, под влиянием инструкции или в результате действия экстрараздражителя, который, как известно, усиливает ориентировочные реакции и сдвигает ФС в сторону возбуждения, амплитуда их растет, латенция уменьшается. Многие исследователи связывают с ориентировочным рефлексом поздний компонент вызванного потенциала — П300, так как его амплитуда увеличивается при предъявлении редкого, неожиданного стимула или на изменение многократно повторявшегося стимула. Однако, по другим данным, амплитуда волны П300 зависит и от других факторов. Увеличение амплитуды П300 связано с процессами, развивающимися при обучении, и является хорошим прогностическим признаком успешности запоминания. Другой причиной роста П300 может

379

быть моторный потенциал — положительное отклонение, сменяющее негативный потенциал готовности. По своим временным параметрам он совпадает с П300.

В составе ВП выделяют несколько негативных потенциалов. Среди них Р.Наатаненом выделена негативность рассогласования — негативный потенциал с пиковой латенцией около 100 мс и длительностью около 200 мс. Его получают в результате процедуры вычитания УВП на стандартный (наиболее часто повторяющийся) стимул из УВП на стимул, который отличается от стандарта и редко применяется. Чем больше различие между стимулами, тем больше негативность рассогласования. Этот показатель рассматривается как выражение рассогласования возбуждения от редко предъявляемого стимула с нервной моделью стандартного, повторяющегося стимула. За негативностью рассогласования часто следует двухфазное негативно-позитивное колебание, которое усиливается с новизной и субъективной значимостью стимула. Негативный компонент этого колебания получил название процессорной негативности. Выделяют также негативность с латенцией пика около 150 мс в затылочных областях и латенцией 100 мс в вертексе, которая обнаруживает связь с эмоциональной напряженностью. У тревожных лиц его амплитуда увеличена. Усиление H150 положительно коррелирует с числом ложных тревог и трудностями при выполнении задания (плохим опознанием эталонного стимула). Компонент H150 используют в диагностических целях при определении ФС с повышенной эмоциональной напряженностью.

§ 4. Гетерогенность модулирующей системы мозга

Одно время считалось, что, несмотря на большое разнообразие физиологических реакций (ЭЭГ, КГР,

380

ЭКГ, ЭМГ и др.), которые обычно используются для оценки ФС, все они в одинаковой мере связаны с активацией неспецифической системы мозга и что по динамике любой из них можно предсказать изменение всех остальных реакций. Такой подход основывался на появившейся в 1951 г. концепции Д. Линдсли о единстве и синергизме восходящих и нисходящих влияний от неспецифической системы мозга, обусловливающих параллелизм всех ЭЭГ-х, вегетативных и моторных реакций активации.

Однако позже были получены данные о низких коэффициентах корреляции между различными показателями активации, а также о диссоциации ЭЭГ и поведенческого пробуждения. Введение собаке атропина вызывает ЭЭГ медленного сна, в то время как животное поведенчески продолжает бодрствовать. С помощью физосигмина можно вызвать активированную ЭЭГ, тогда как животное будет находиться в состоянии дремоты.

Многочисленные данные о разнонаправленном изменении различных показателей активации (в том числе ЭЭГ и ЧСС) были обобщены Дж. Лейси в его концепции «дирекционной фракционности активации». По Лейси, существует не единая система неспецифической

Данилова H.H. = Физиология высшей нервной деятельности - Ростов н/Д: «Феникс», 2005. — 478 с.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || slavaaa@yandex.ru || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656

активации, а несколько субсистем, выражением которых являются вегетативные, моторные и ЭЭГреакции.

П.К. Анохину [1] принадлежит концепция «специфичности неспецифической активации». Он утверждает, что каждый тип мотивации обеспечивается возбуждением собственной неспецифической активирующей системы, обладающей особой химической специфичностью. В опытах на животных он выделил и описал различные ЭЭГ паттерны для оборонительной, пищевой и ориентировочной мотивации и, используя различные фармакологические вещества,

381

продемонстрировал возможность избирательной блокады каждого из этих состояний.

Известна точка зрения A.A. Роутенберга, выделяющего две системы активации: лимбическую систему и ретикулярную формацию ствола мозга с их относительным антагонизмом. Активирующая ретикулярная формация обеспечивает энергетическую базу исполнения реакций и имеет тенденцию участвовать в оборонительном поведении, тогда как лимбическая система занята преимущественно активацией вегетативных процессов и связана с подготовительными фазами поведения.

С помощью факторного анализа ЭЭГ затылка и лба В.М. Русаловым выделено четыре общемозговых интегральных ЭЭГ-фактора: 1) фактор энергии медленных волн; 2) фактор частоты медленных ритмов; 3) фактор активности бета-2; 4) фактор пространственно-временной сопряженности ЭЭГ. Факторы рассматриваются как отражение независимых аспектов регуляции уровня неспецифической активации, за которыми стоит функционирование раздельных и относительно самостоятельных систем активации мозга.

Всвете этих представлений функциональное состояние является результатом взаимодействия или баланса отдельных субсистем активации, т. е. ФС — явление системное, которое требует системного подхода.

Серьезное подтверждение существования субсистем активации, взаимодействие которых определяет функциональное состояние человека, получено в психофизических экспериментах.

Висследованиях Р. Тейера испытуемые ранжировали по 4-балльной системе собственные состояния (или «субъективную активацию») в соответствии с предложенным списком. Это был перечень прилагательных для различных состояний, укладывающихся в

382

шкалу от напряженного бодрствования до спокойного состояния. Все эмоциональные состояния намеренно исключались. Методом факторного анализа было выделено два генеральных фактора регуляции ФС, взаимодействие которых и определяет особенности каждого состояния. Фактор I был определен как «общая активация и деактивация-сон» или шкала переживаний от бодрствования до сна. На одном полюсе — ощущение мощи, энергии, живости, на другом — ощущение сонливости, усталости. Фактор II («высокая активация и общая деактивация») представлял шкалу переживаний от напряженности до безмятежности и спокойствия. Изменение субъективной активации по шкале бодрствования хорошо коррелировало с изменением температуры тела в цикле бодрствование—сон, и физические упражнения увеличивали уровень субъективной активации по этой шкале. Усиление тревожности сопровождается ростом субъективной эмоциональной активации и падением субъективной активации по шкале бодрствования. Реципрокность изменений двух активации выявилась и в связи с циркадным ритмом.

Две системы субъективной активации методом семантического дифференциала выделены В.И. Викторовым. Показано их различное взаимоотношение с успешностью обучения в вузе. Фактор А, охватывающий континуум состояний от спокойствия до волевого усилия, связан с успешностью обучения куполообразной зависимостью, тогда как фактор Р, соответствующий шкале переживаний от печали до радости, и успешность обучения связаны отрицательной линейной зависимостью.

Несколько субсистем активации можно выделить и в семантическом пространстве «аффективных значений», полученных Ч. Осгудом методом семантического дифференциала. Ведущие факторы пространства

383

Ч. Осгуда интерпретированы как оценка (1), сила (потенция) (2) и активность (3), где фактор активности соответствует шкале эмоциональности, фактор силы — шкале бодрствования, по Р. Тейеру, а фактор оценки — шкале приятных и неприятных переживаний. Существенной особенностью пространства аффективных значений Ч. Осгуда является его универсальность, т. е.

Данилова H.H. = Физиология высшей нервной деятельности - Ростов н/Д: «Феникс», 2005. — 478 с.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || slavaaa@yandex.ru || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656

независимость от выборки обследуемых, различающихся культурой, возрастом, уровнем интеллектуального развития, языком. Это указывает на то, что в пространстве аффективных значений, по-видимому, находят отражение некоторые общие физиологические закономерности работы мозга, имеющие отношение к базальным механизмам регуляции состояний человека.

Подтверждение существования двух субсистем активации: эмоциональной и неэмоциональной —

получено нами при построении семантических пространств состояний методом многомерного шкалирования (по алгоритму Торгерсона). Испытуемые ранжировали степень различия пар слов из списка, который включал как названия эмоций, так и состояний с минимальной эмоциональной компонентой (например, спокойствие, растерянность, уверенность и др.). Семантическое пространство состояний у всех оказалось трехмерным. Его оси ортогональны и интерпретированы как: 1) шкала знаков состояний (положительные — отрицательные состояния); 2) шкала бодрствования или готовности к действию (неэмоциональная активация — НЭА); 3) шкала выраженности эмоционального тона (эмоциональная активация — ЭА).

Индивидуальные семантические пространства состояний различались субъективной значимостью трех основных осей пространства. У лиц с низкой реактивностью (по тесту Я. Стреляу) и высокой экстраверсией (по Г. Айзенку) шкала бодрствования (или неэмоциональной активации) имела более высокий

384

удельный вес по сравнению со шкалой эмоциональной активации.

Представление о системном характере регуляции ФС получило подтверждение и при изучении

специального класса регуляторов ФС — волновых генераторов электрической активности мозга.

Известно, что модулирующая система распространяет два типа влияний: 1) тонические, когда изменяется средний уровень возбудимости нервной системы, и 2) ритмические, когда возбудимость нервных элементов меняется периодически.

Сейчас накоплены многочисленные данные о том, что поток возбуждения, поступающий в мозг по сенсорным путям, квантуется его ритмической активностью (тета-, альфа-активностью, волнами ЭКГ и др.). Ритмической модуляции подвергаются также и исполнительные, двигательные системы. Время простой сенсомоторной реакции, вероятность появления произвольной двигательной реакции модулируются периодом альфа-волны у человека. Ухудшение и улучшение зрительного восприятия эмоционального слова по показателю КГР связаны с различными фазами альфа-волны. Скорость привыкания также зависит от фазы альфа-волны, с которой совпадает подача повторяющегося стимула. Двигательные инструментальные реакции крысы — нажим на педаль и ее отпускание — соответствуют разным противоположным фазам тета-волн. Высказано предположение, что ритмическая активность мозга осуществляет квантование и в системе памяти. На основе изучения нейронных механизмов ритмической активности мозга у животных и ЭЭГ у человека выделено два самостоятельных волновых генератора: генератор низкочастотного (7-8 Гц) и среднечастотного (9-10 Гц) альфа-ритма. Они были идентифицированы как две субсистемы активации:

385

эмоциональной и неэмоциональной. Оба генератора обладают резонансными свойствами. Их активность представлена в УВП разными компонентами. Конкретное ФС человека в условиях бодрствования определяется балансом двух систем ритмической активности. При этом чем выше активность среднечастотного альфа-генератора, тем ниже уровень активности низкочастотного генератора, и наоборот [11].

Для среднечастотного альфа-генератора найден ЭЭГ-показатель его активности в виде реакции усвоения ритма световых мельканий, совпадающего с его резонансной частотой. Чем больше доля высоких гармоник в составе реакции усвоения, тем выше уровень активности среднечастотного генератора. Показателем активности низкочастотного альфа-генератора может служить вертекспотенциал. Чем больше его амплитуда, тем выше активность низкочастотного альфа-генератора.

Оптимальность ФС для выполняемой работы связана с преобладанием активности среднечастотного альфа-генератора над низкочастотным. Взаимоотношение этих двух волновых генераторов или двух систем активации и обусловливает колоколообразную форму кривой, которой обычно описывают отношения эффективности деятельности и ФС. Падение эффективности выполняемой работы при высоких уровнях активации нервной системы детерминировано сдвигом баланса двух систем активации в направлении преобладания системы ЭА над НЭА.

Данилова H.H. = Физиология высшей нервной деятельности - Ростов н/Д: «Феникс», 2005. — 478 с.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || slavaaa@yandex.ru || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656

§ 5. Сон

Длительное время господствовало представление о том, что во время сна, когда в течение нескольких часов в организме идут процессы восстановления, наблюдается общее снижение активности тела и мозга.

386

Такое понимание соответствовало особенностям сонного поведения, когда человек или животное, приняв удобную позу, многие часы находились без движения, а также регистрируемой при этом ЭЭГ, в которой появлялись медленные волны.

Позже представление о падении активности мозга во время сна было отвергнуто прежде всего благодаря открытию особой стадии сна, так называемого парадоксального или быстрого сна. Его открытие в 1953 г. связано с именами аспиранта Э. Азеринского и исследователя Н. Клейтмена, которые во время ночного сна у здоровых людей зарегистрировали быстрые движения глаз. Периоды таких движений в течение ночи появлялись 4-5 раз и, как в дальнейшем было показано У. Дементом и Н. Клейтменом, они совпадали с десинхронизацией в ЭЭГ. По данным М. Жуве, десинхронизация ЭЭГ во время сна сочетается с фазическими двигательными реакциями в вице подергивания конечностей, вибрис, хвоста.

Таким образом, сон — это не просто углубление и распространение торможения. Это сложный процесс, имеющий свои стадии, каждая из которых сама по себе уникальна. Различие между ними не может быть описано количественно. При этом мозг во время сна характеризуется высоким уровнем активности и в некотором смысле даже более высоким, чем при спокойном бодрствовании (рис. 46).

Существует несколько классификаций ЭЭГ-стадий сна человека. Наибольшее распространение получила классификация, предложенная У. Дементом и Н. Клейтменом. Для I стадии характерна ЭЭГ с низковольтной, быстрой активностью, иногда включающей короткие группы альфа-волн; во II стадии в ЭЭГ на уплощенном фоне появляются сонные веретена (12-14 в/с), билатеральные «острые волны» иК-комплекс; в III стадии — сонные веретена в сочетании с

387

высоковольтными дельта-волнами; на IV стадии развивается наиболее глубокий медленный сон: в ЭЭГ дельта-волны без веретен.

Переход от бодрствования ко сну — это особое состояние, которое осуществляется через ряд гипнотических фаз, выделенных и описанных И.П. Павловым

Данилова H.H. = Физиология высшей нервной деятельности - Ростов н/Д: «Феникс», 2005. — 478 с.