Физиологические основы психической деятельности.

Еще Чарльз Дарвин и Иван Михайлович Сеченов обратили внимание на то, что организм без внешней среды существовать не может. Поэтому Сеченов писал, что в определение организма должна входить и среда, влияющая на него. Этот же взгляд разделял и Иван Петрович Павлов. Он подчеркивал, что организм постоянно приспосабливается к среде при помощи нервной системы, «уравновешивает» ее влияние.

Механизмы приспособления организма к среде на разных уровнях эволюции различны. Так, на низших ступенях развития лишь непосредственное соприкосновение организма с пищей вызывает ее захват. На более высоких эволюционных уровнях животного мира отдельные признаки, сопутствующие пище, могут стать ее сигналами. А для человека такими сигналами, кроме всего прочего, могут быть слова.

Чтобы выжить, организму необходимо ориентироваться во внешней среде. В этом ему помогают нервная система и органы чувств.

Организм не может обойтись без пищи, потому что с ней поступают вещества и энергия, необходимые для его жизнедеятельности. Организм также не может обойтись и без информации об окружающей среде, так как ему непрерывно приходится искать пищу, воду и другие условия жизни, уходить от неблагоприятных факторов среды. Организм при помощи анализаторов непрерывно воспринимает и перерабатывает сигналы, поступающие из внешней среды. На один из них он отвечает немедленной реакцией, на другие ответ наступает позднее. Очевидно, принятые сигналы не только поступают в нервную систему, но и перерабатываются ею. Они сохраняются в нервной системе длительное время в виде каких-то «следов», которые в любой момент могут быть мобилизованы и использованы организмом в его деятельности.

В быту мы часто употребляем выражения «усвоилась пища», «усвоились знания», и это в какой-то мере правомерно. Если усвоенные элементы пищи становятся частью нашего тела, то усвоенные знания становятся частью нашего поведения. Они определяют характер и поступки человека, его жизнь в обществе.

Наша нервная система не только сохраняет знания, приобретенные в результате индивидуального опыта, но и использует опыт, накопленный нашими предками в виде безусловных рефлексов, доставшихся нам по наследству.

Психофизиология ставит перед собой задачу изучить закономерности и механизмы работы мозга, благодаря которым осуществляется взаимодействие организма с внешней и внутренней средой.

Психофизиология – это междисциплинарная область знаний, занимающаяся конкретно-научным исследованием связи психики и мозга, нервной системы. В ней сосредоточены знания по психологии и физиологии нервной системы в той части, где исследуются нервные процессы, реализующие психические функции: ощущения, восприятие, память, внимание, мышление, речь, эмоции и т.д. Поэтому психофизиология – это отрасль психологии и одновременно область физиологии. Об этом говорит и название науки, составленного из корня «ПСИХО», означающее душевные переживания и «ФИЗИО», означающее телесные изменения, с которыми эти переживания связаны.

Одним из важных психофизиологических открытий явилось представление о том, что психика связана с работой мозга.

Алкмеон, древнегреческий врач из Кротоны в результате наблюдений и хирургических операций пришел к выводу, что мозг – это орган души. Он считал, что именно мозг поставляет душе ощущения слуха, зрения, обоняния, из них возникает память и представления, а из памяти и представлений, достигших прочности, рождаются знания.

Древнегреческий врач Гиппократ, которому принадлежит идея темперамента, также утверждал: «Человек должен в полной мере осознавать тот факт, что именно из мозга происходят наши ощущения. Мы мыслим мозгом и с его помощью можем видеть и слышать и способны различать уродство и красоту…».

Заметной вехой в развитии психофизиологических знаний явилась концепция рефлекса, которую предложил французский философ и врач Рене Декарт. У этой концепции было долгое и славное будущее. В идее рефлекса констатировалась нервно-мышечная связь между восприятием определенных чувственных сигналов и двигательным реагированием. Правда, рефлекторная связь не предполагала каких-либо психических явлений. Она была неодушевленной. Начиная с середины 19 века, идея рефлекса распространилась на все виды деятельности мозга.

В России пропагандистом этой идеи был Иван Михайлович Сеченов, работа которого «Рефлексы головного мозга» опубликованная в 1866 году в общественно-политическом журнале «Современник» стала значительным событием в общественной и культурной жизни. Сеченов утверждал, что в основе психических процессов лежал процессы физиологические. И все психические процессы по способу происхождения являются рефлексами. В прошлом веке были получены очень важные результаты в исследовании органов чувств: слуха, зрения, кожной чувствительности. В результате долгое время физиология отождествлялась с физиологией органов чувств и ощущений.

Еще в первой половине 20 столетия термин «психофизиология» был достаточно неопределенным. В дальнейшем психофизиология стала развиваться по нескольким направлениям: физиология высшей нервной деятельности (Иван Петрович Павлов), рефлексология (Владимир Михайлович Бехтерев), физиологическая психология (Питер Милнер), нейропсихология (Александр Романович Лурия).

Физиология высшей нервной деятельности первоначально представляла собой учение об условных рефлексах, в настоящее время это раздел нейрофизиологии, который рассматривает закономерности нервных процессов, имеющих то или иное психическое и поведенческое проявление.

Физиологическая психология исследует преимущественно поведение животных при различных экспериментальных воздействиях на физиологические процессы. Например, для того, чтобы изучить функцию затылочной доли мозга исследователь может ее разрушить и после этого обнаружить у животного расстройство зрения. Или же для изучения эмоциональных реакций он вводит животному вещество, влияющее на механизм передачи электрохимического сигнала от нейрона к нейрону и прослеживает, как реагирует на это животное.

Когда завоевала признание Дарвиновская теория происхождения человека, практика экспериментов над животными получила теоретическое оправдание. Психофизиолог часто обращается к данным, полученным в опытах над животными, но главный предмет его внимания – поведение человека в обычных условиях.

Нейропсихологию роднит с психофизиологией то обстоятельство, что для нее центральной является проблема «мозг как субстрат психических процессов». При этом речь идет и человеческом мозге и психической активности человека. Характерной особенностью нейропсихологии является то, что она изучает нейропсихологические синдромы, возникающие при поражении того или иного участка мозга. Глубокая тайна психологических процессов, лежащих в основе человеческого сознания и поведения, еще только начинает раскрываться.

Психофизиология как самостоятельная дисциплина сравнительно молодая. Ее повсеместное признание состоялось в 60-е годы 20 века. В 1964 году вышел первый номер журнала «Психофизиология» в издании американского общества психофизиологов. В мае 1982 года в Монреале состоялся Первый международный психофизиологический конгресс, на котором была создана Международная психофизиологическая ассоциация, которая в свою очередь учредила международный журнал психофизиологии.

Предмет и задачи психофизиологии.

Предметом психофизиологии являются:

- нейронные механизмы психических процессов, состояний и свойств личности;

- связи между психической активностью человека и физиологическими процессами.

Психофизиология изучает роль всех этих процессов организма в поведении и осознаваемых психических процессах. Сегодня в сферу интересов психофизиологии входит нейронные механизмы ощущений, восприятия, памяти и обучения, мышления и речи, эмоций, мотивации и сознания. Психофизиология занимается изучением индивидуальных различий между людьми.

Психофизиологическая культура личности предполагает умение декодировать физиологические сигналы и видеть за ними переживания и намерения людей.

В наше время психофизиологические процессы при различных психических заболеваниях чаще всего изучаются с использованием полиграфа – электронного прибора, регистрирующего незначительные изменения электрических потенциалов.

Системный подход в психофизиологии.Мозг как система систем. Головной мозг представляет собой часть нервной системы, наиболее крупное сосредоточение нервных клеток, защищенное со всех сторон костями черепа и рядом мозговых оболочек. Вместе со стволом мозга и спинным мозгом он образует центральную нервную систему. Все остальное – нервные волокна, нервные узлы и сплетения, расположенные в разных участках тела и чувствительные нервные окончания, выполняющие функции рецепторов, образуют периферическую нервную систему. ЦНС связана с внешним миром через периферическую нервную систему, получая информацию о нем и осуществляя взаимодействие. Человек, не имея периферической слуховой системы, ничего не мог бы слышать, а периферической зрительной системы – видеть. Мозг принято называть субстратом психических процессов. Он представляет собой единое целое, состоящее из множества систем более специального назначения. Мозг является парным образованием, состоящим из двух полушарий, которые функционально нессиметричны. В большинстве случае левое полушарие обеспечивает речевые функции и абстрактное мышление, а правое полушарие связано с функциями образного, целостного моделирования реальности. Многочисленные данные свидетельствуют о роли коры больших полушарий в мозговой организации психических процессов. Признаком этого служит высокая степень дифференциации его строения и функций.

Александр Романович Лурия на основе нейропсихологических исследований предложил структурно-функциональную модель мозга как органа психической деятельности. Эта модель характеризует закономерности работы мозга как единого целого и является основой для объяснения его интегративной деятельности. Согласно данной модели весь мозг подразделяется на три структурно-функциональных блока: а) энергетический блок или регуляция уровня активности мозга, Б) блок приема, переработки и хранения приходящей извне информации и В) блок программирования, регуляции и контроля протекания психической деятельности. Каждая форма психической деятельности осуществляется при помощи всех трех блоков мозга.

Как известно, психическая деятельность имеет определенную структуру. Начинается с мотивов, намерений, замыслов, которые потом превращаются в определенную программу деятельности, включающую «образ результата» и представление о способах реализации программы. После чего, все продолжается при реализации программы с помощью определенных операций. Завершается деятельность фазой сличения результата с исходным «образом результата».

В случае несоответствия этих результатов, психическая деятельность продолжается до нужного результата. Эта структура может быть соотнесена с мозгом следующим образом.

На первичной стадии формирования мотива в любой сознательной деятельности принимает участие преимущественно первый блок мозга, обеспечивая оптимальный уровень активности мозга и избирательные формы активности, а также ответственен за эмоциональное «подкрепление» психической активности – переживание успеха-неуспеха.

Стадия формирования программ связана в большей степени с третьим блоком мозга также, как и стадия контроля за реализацией программы. Операциональная стадия деятельности осуществляется с помощью второго блока мозга.

Поражение любого из трех блоков отражается на психической деятельности, приводя к нарушению какого либо этапа реализации программы.

Блок приема, переработки и хранения информации.

Включает: зрительную, слуховую и кожно-кинестетическую системы корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий.

Этот блок обеспечивает модально-специфические процессы и интегративные формы переработки информации, необходимых для познавательных психических функций.

Модально-специфические пути проведения информации имеют несколько другую структуру, чем неспецифические пути. Они имеют особенную нейронную организацию и четкую избирательность в реагировании лишь на определенные раздражители. Этот блок мозга обладает определенной модальной специфичностью. Входящие в него структуры специализированы на приеме зрительной, слуховой и кинестетической информации. Это означает, что нейроны зрительной коры реагируют только на сигналы от органов зрения, органы слуховой коры только на сигналы, несущие слуховую информацию. В то же время отдельные области затылочной коры несут большое количество мультимодальных нейронов, которые реагируют на разные сигналы. Все три системы этого блока состоят из периферического и центрального отделов.

Центральный отдел включает в себя несколько уровней, последний из которых – кора больших полушарий.

Периферические отделы осуществляют анализ стимулов по их физическим качествам: интенсивности, частоте, длительности.

В коре задних отделов мозга выделяют: первичные, вторичные и третичные поля.

Функция первичных полей состоит в максимально тонком анализе физических параметров стимулов определенной модальности, причем клетки детектора этих полей реагируют только на свой стимул и не проявляют признака угасания реакции на повторение стимула.

Вторичные корковые поля осуществляют синтез раздражителей, объединение разных сенсорных зон, принимая непосредственное участие в обеспечении познавательной психической деятельности.

Третичные поля не имеют непосредственной связи с периферией и связаны лишь с корковыми зонами. С их участием осуществляются такие сложные виды деятельности, как символическая, интеллектуальная, речевая деятельность.

Блок регуляции тонуса и бодрствования

Этот блок является энергетическим и включает неспецифические структуры разных уровней: ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, лимбическую систему и медиобазальные отделы коры лобных и височных долей. Данный блок мозга регулирует два типа процессов активации: общие изменения уровня активности мозга и локальные избирательные изменения, необходимых для осуществления высших психических функций.

Первый тип процесса активации связан с длительными (тоническими) сдвигами в режиме работы мозга.

Второй тип активации – это преимущественно кратковременные локальные избирательные изменения в работе отдельных систем мозга.

Неспецифические структуры мозга подразделяются на восходящие, проводящие импульсы от периферии к центру, и нисходящие, отправляющие возбуждение от центра к периферии. Восходящие и нисходящие отделы включают в себя и активационные и тормозные пути.

Значение блока регуляции тонуса заключается в том, что он обеспечивает общий активационный фон, на котором разыгрываются все психические функции. Это имеет непосредственное отношение к процессам внимания, а также сознания в целом. Во-вторых, он поддерживает процессы памяти. Многочисленные наблюдения за больными с поражениями неспецифических структур головного мозга подтверждают влияние этих структур на запечатление, хранение и переработку информации разных модальностей. Причем высшие уровни связаны преимущественно с произвольными видами памяти. В-третьих блок осуществляет мотивационные процессы и состояния. Лимбические структуры мозга, входящие в этот блок, участвуют в регуляции прежде всего таких эмоций как страх, радость удовольствие, гнев, а также мотивационных процессов, связанных с различными потребностями организма. Это связано с тем, что блок регуляции тонуса и бодрствования воспринимает и перерабатывает информацию о состояниях внутри среды организма и регулирует эти состояния с помощью нейрогуморальных (биохимических) структур организма.

Блок программирования, регуляции и контроля деятельности

Человек не только пассивно реагирует на поступающие сигналы, он формирует планы и программы действий, контролирует их выполнение, сличая промежуточные результаты с исходными намерениями. Эти действия обеспечивают структуры блока программирования, контроля и регуляции протекания сложных видов деятельности. Системы данного блока расположены в передних отделах больших полушарий и включает моторные, премоторные и префронтальные области коры лобных долей мозга и занимает 24% площади больших полушарий. Здесь представлены функции все двигательных органов человеческого тела. Двигательный человечек Пенфилда. Этот человечек имеет непропорционально большие губы, рот, руки, но маленькие туловище и ноги в соответствии со степенью управляемости тех или иных групп мышц и их участием в деятельности.

В лобной коре выделяют моторную и немоторную области. Эти области имеют различное строение и функции. Моторная кора составляет ядерную зону двигательного анализатора и характеризуется хорошо развитым слоем моторных клеток пирамиды. Здесь находится знаменитая зона Брока, двигательные клетки которой управляют речевыми движениями. Таким образом лобные доли характеризуются большой сложностью строения и большим числом двусторонних связей с корковыми и подкорковыми структурами. Многочисленные корково-корковые и корково-подкорковые связи коры лобных долей мозга обеспечивают с одной стороны возможности переработки и интеграции самой различной информации, а с другой стороны осуществляют регуляцию различных процессов.

Анатомическое строение этого блока мозга обусловливает его ведущую роль в программировании и контроля протекания психических функций, в формировании замыслов и целей деятельности, в регуляции и контроле поведения.

Теория функциональных систем П. К. Анохина.Разработанная академиком Петром Кузьмичем Анохиным концепция функциональных систем представляет собой компактный способ описания нервных процессов в организме, взаимодействующих со средой. Исходным понятием концепции является понятие функции. Под функцией понимается процесс достижения организмом приспособительного результата во взаимодействии со средой.

Функциональная система – это совокупность взаимосвязанных физиологических процессов, ориентированных на выполнение определенной функции (акт дыхания, глотания, движения).

Каждая функциональная система, будучи до известной степени замкнутой, связана с периферическими органами, получает от них афферентные сигналы, которые направляют и корректируют ту или иную функцию.

Функциональная система является единицей интегративной деятельности организма, обеспечивая его саморегуляцию. Функциональная система избирательно привлекает структуры и процессы так, чтобы была выполнена заранее намеченная функция или форма поведения. Как бы ни сложилась функциональная система, она обязательно должна закончиться комбинированным возбуждением периферических органов, приспосабливающих организм к условиям существования.

Состав ЦНС не ограничивается центральными нервными структурами, которые естественно выполняют наиболее тонкую, интегрирующую роль в ее организации, придавая ей соответствующее биологическое качество. Эта интегрирующая роль непременно проявляется в закономерностях центрально-периферических отношений, благодаря которым рабочая периферия определяет и реализует качество функциональных систем, приспосабливающих организм к данной динамической системе.

Все функциональные системы принципиально общие характеристики: это конечный приспособительный эффект, специфический рецептор, воспринимающий этот эффект, обратная афферентация, поступающая в центр о приспособительном эффекте, центральные воспринимающие и исполнительные аппараты.

Полезный приспособительный результат является цен \тральным звеном в динамической организации любой функциональной системы. Функциональная система, обеспечивающая тот или иной приспособительный акт организма складывается в каждом случае в зависимости от внешней ситуации, исходного состояния организма и предшествующего опыта.

Для того, чтобы понять, каким же образом в центральной нервной системе формируется состояние, определяющее цель действия, необходимо рассмотреть механизмы центральной архитектуры функциональных систем организма.

Наиболее ответственной стадией является стадия афферентного синтеза. Нарушение гомеостаза ведет к возбуждению специальных рецепторов, которые направляют в центральную нервную систему потоки афферентных импульсов На это основе формируется мотивационное возбуждение.

Поскольку организм живет во внешней среде, то наряду с воздействиями со стороны внутренней среды, он подвергается внешним раздражениям. Поэтому возникшее под влиянием внутренней среды потребность взаимодействует на этой стадии с возбуждениями, обусловленные обстановочными раздражителями внешней среды. Далее возбуждение, обусловленное действием внешних и внутренних раздражителей, взаимодействует с механизмами памяти, т.е. прошлым опытом индивида по удовлетворению соответствующей потребности.

Для построения приспособительной деятельности, кора головного мозга должна выбрать из всех возбуждений, обусловленных внешними и внутренними раздражителями, наиболее важные для удовлетворения соответствующей потребности. На стадии афферентного синтеза решаются несколько вопросов: Что делать? (на основе сопоставления внешних и внутренних раздражителей), Как делать? (на основе памяти), Когда делать? (на основе действия специальных пусковых раздражителей).

Стадия афферентного синтеза заканчивается принятием решения. Здесь имеет место формирование цели действия. Этот процесс реализуется при помощи специального механизма, который в лаборатории Петра Кузьмича Анохина назван сначала «Акцептор действия», а затем акцептором результата действия.

Акцептор результатов действия возникает всякий раз, как только принимается решение к действию и формируется исполнительное действие. Акцептор результатов действия программирует результаты будущих действий. На основе врожденного и индивидуального опыта акцептор содержит в себе свойства внешних раздражителей, необходимых для удовлетворения соответствующих потребностей организма. Благодаря этому акцептор результатов действия оценивает поступающие в центральную нервную систему сигналы о результатах и параметрах совершенного действия, сравнивает их со свойствами раздражителя. Таким образом, акцептор результата действия является механизмом предвидения и оценки результатов деятельности. Предвидение результатов деятельности и свойств раздражителей, удовлетворяющих ту или иную потребность организма, является материальным процессом постановки цели к действию. Каждая цель претворяется в действие. Реализация целей также представляет собой сложный интегративный процесс, который избирательно объединяет комплекс исполнительных механизмов, в которых есть соматический и вегетативный компонент. В результате всех этих процессов формируется целенаправленное поведение, которое сопровождается вегетативными реакциями. Это поведение строится на основе постоянного оценивания организмом результатов совершенных действий и сравнение их со свойствами акцептора результатов действия. Результат любой деятельности организма, прежде всего, оценивается с той точки зрения, как он удовлетворяет исходную потребность организма.

Человеческая душа, или психика (от греч. Психе - душа), представляет исключительный по богатству содержания и разнообразию форм внутренний мир человека, как отражение внешнего мира.

Мы не только видим, слышим, чувствуем, осязаем, одним словом, ощущаем и воспринимаем различные явления внешнего мира, но и оцениваем их.

Таким образом, мы подошли к рассмотрению высшей формы человеческого отражения действительности, к сознанию, которое выражает отношение человека к окружающей среде. Это своеобразное объединение более простых форм отражения: восприятий, ощущений, представлений, понятий, чувств и действий, иначе говоря, такая обобщающая форма отражения действительности, в которой с наибольшей полнотой выражено то, что составляет специфику человека, коренным образом отличающую его от животных.