3. Анатомо-морфологическая база высших психических функций

Мозг человека как специальный орган, осуществляющий высшую форму обработки информации, представляет лишь часть нервного аппарата – системы, специализирующейся на согласовании внутренних потребностей организма с возможностями их реализации во внешней, в том числе социальной, среде. Как и всякая система, она имеет определенную пространственную и функциональную конструкцию, сформировавшуюся в ходе эволюционного процесса. Поэтому диапазон основных параметров функционирования нервной системы в целом отражает вероятностную структуру качества и интенсивности раздражителей, с которыми формирующийся организм сталкивался на протяжении фило- и онтогенеза. Нервная система с входящим в нее мозгом – это иерархически и функционально упорядоченное материальное пространство, являющееся неотъемлемым элементом более общей системы – организма.

Наиболее дифференцированным отделом ЦНС является кора головного мозга, которая по морфологическому строению в основном делится на шесть слоев, отличающихся по строению и расположению нервных элементов. Кора головного мозга, подкорковые структуры, а также периферические компоненты организма связаны волокнами нейронов, образующими несколько типов проводящих путей, связывающих между собой и различные отделы ЦНС. Существует несколько способов классификации этих путей, наиболее общий из которых предусматривает пять вариантов. Существенным смысловым компонентом подобной схемы является тезис, в соответствии с которым различные типы волокон являются представителями различных систем мозга, обеспечивающими разнообразный психофизиологический эффект их работы.

Ассоциативные волокна – проходят внутри только одного полушария и связывают соседние извилины в виде коротких дугообразных пучков, либо кору различных долей, что требует более длинных волокон. Назначение ассоциативных связей – обеспечение целостной работы одного полушария как анализатора и синтезатора разномодальных возбуждений.

Проекционные волокна – связывают периферические рецепторы с корой головного мозга. С момента входа в спинной мозг это восходящие афферентные пути, имеющие перекрест на различных его уровнях или на уровне продолговатого мозга. Их задача – трансляция мономодального импульса к соответствующим корковым представительствам того или иного анализатора.

Интегративно-пусковые волокна – начинаются от двигательных зон мозга, являются нисходящими эфферентными и по аналогии с проекционными также имеют перекресты на различных уровнях стволового участка или спинного мозга. Задача этих волокон – синтез возбуждений разной модальности в мотивационно организованную двигательную активность. Окончательной зоной приложения интегративно-пусковых волокон является мышечный аппарат человека.

Комиссуральные волокна – обеспечивают целостную совместную работу двух полушарий. Они представлены одним крупным анатомическим образованием – мозолистым телом, а также несколькими более мелкими структурами, важнейшими из которых являются четверохолмие, зрительная хиазма и межуточная масса таламуса. Функционально мозолистое тело состоит из трех отделов: переднего, среднего и заднего. Передний отдел обслуживает процессы взаимодействия в двигательной сфере, средний – в слуховой и слухоречевой, а задний – в тактильной и зрительной. Предположительно большая часть волокон мозолистого тела участвует в межполушарных ассоциативных процессах, регуляция которых может сводиться как к взаимной активации объединяемых участков мозга, так и к торможению деятельности контралатеральных зон.

Лимбико-ретикулярные волокна – связывают энергорегулирующие зоны продолговатого мозга с корой. Задача этих путей – поддержание циклов общего активного или пассивного фона, выражающихся для человека в феноменах бодрствования, ясного сознания или сна.

Морфогенез мозга определяется размерами и различием по клеточному составу, как целого мозга, так и его отдельных структур. Кроме того, полноценный анализ зрелого мозга предусматривает и оценку характера взаимосвязи и способа организации различных частей мозга – нейронных ансамблей. Масса мозга как общий показатель изменения нервной ткани составляет при рождении примерно 390 г у мальчиков и 355 г у девочек и увеличивается соответственно до 1350 и 1230 г к моменту полового созревания. Наибольшее увеличение мозга происходит на первом году жизни и замедляется к 7-8 годам, достигая максимальной массы (1400 г) у мужчин к 19-20, а у женщин – к 16-18 годам. При рождении у ребенка полностью сформированы подкорковые образования и те области мозга, в которых заканчиваются нервные волокна, идущие от периферических частей анализаторов. Остальные зоны еще не достигают необходимого уровня зрелости, что проявляется в малом размере входящих в них клеток, недостаточном развитии ширины их верхних слоев, выполняющих в дальнейшем самую сложную ассоциативную функцию, незавершенностью в развитии проводящих нервных волокон. Скорость роста коры во всех областях мозга в целом наиболее высока в первый год жизни ребенка, но в разных зонах она заметно отличается. К 3 годам происходит замедление роста коры в первичных отделах, а к 7 годам – в ассоциативных. У трехлетних детей клетки коры уже значительно дифференцированы, а у 8-летнего мало отличаются от клеток взрослого человека.

С точки зрения функциональных возможностей мозга раньше всех в эмбриогенезе закладываются предпосылки для становления кожно-кинестетического и двигательного анализаторов. В кожно-кинестетическом анализаторе первые два года – это этап формирования целевых специализированных действий. Способность к тонкому анализу проприоцептивных (кинестетических) раздражений появляется с 2-3 месяцев и развивается до 18-20 лет.

Слуховые рецепторы начинают функционировать сразу после рождения, а на стыке 1 и 2 лет происходит усиленное образование условных рефлексов на речь. Тонкая дифференцировка звуковых раздражителей продолжается до 6-7 лет. Анализ вызванных потенциалов в корковых полях, вовлекаемых в зрительное восприятие, показывает, что специализация полей в первые 3-4 года невелика. В дальнейшем она нарастает и достигает наибольшей выраженности к 6-7 годам. Это позволяет рассматривать возраст 6-7 лет как сензитивный в становлении системной организации зрения. Ассоциативные отделы мозга прогрессируют поэтапно – «пик» первого этапа примерно совпадает с 2 годами, а второго – с 6-7 годами. Наиболее медленным темпом развития характеризуются лобные отделы мозга, функцией которых является произвольная регуляция всех видов психической деятельности.

Функциональные блоки мозга. На основе изучения нарушений психических процессов при различных локальных поражениях ЦНС А.Р.Лурия разработал общую структурно-функциональную модель мозга как субстрата психики. Согласно этой модели, мозг, как сложнейшая саморегулирующаяся система, состоит, по крайней мере, из трех основных устройств или блоков. Один из них дает возможность сохранить известное напряжение (тонус), необходимое для нормальной работы высших отделов коры головного мозга; второй обеспечивает получение, переработку и хранение информации, поступающей через осязательные, слуховые и зрительные приборы. Третий блок обеспечивает программирование движений и действий, регуляцию протекающих активных процессов и сличение эффекта действий с исходными намерениями.

Первый блок включает ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, лимбическую систему, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей. Блок регулирует общие изменения активации мозга и локальные избирательные активационные изменения, необходимые для осуществления высших психических функций. С точки зрения психических функций, энергетический неспецифический блок имеет отношение к процессам общего и селективного внимания, а также к сознанию в целом, процессам неспецифической памяти (запечатлению, хранению и переработке разномодальной информации), к сравнительно элементарным эмоциональным состояниям (страх, боль, удовольствие, гнев). По мнению А.Р.Лурия, если болезненный процесс (опухоль или кровоизлияние) выведет из нормальной работы образования верхних отделов ствола мозга и тесно связанные с ними образования ретикулярной формации или внутренних медиальных отделов больших полушарий, у больного не возникнет ни нарушения зрительного и слухового восприятия, ни каких-либо дефектов чувствительной и двигательной сферы, речь его останется прежней, и он продолжит владеть имеющимися у него знаниями. Однако заболевание приводит в этом случае к снижению тонуса коры головного мозга, а это проявляется в очень своеобразной картине нарушений: внимание больного становится неустойчивым, он проявляет патологически повышенную истощаемость, быстро впадает в сон, его аффективная жизнь изменяется. Он может стать либо безразличным, либо патологически встревоженным. Страдает его способность запечатлевать и удерживать впечатления, организованное течение мыслей нарушается и теряет тот избирательный характер, который оно имеет в норме. Нарушение нормальной работы стволовых образований, не меняя аппаратов восприятия или движения, может привести к глубокой патологии сознания человека.

Второй блок включает в себя центральные части основных анализаторных систем: зрительной, слуховой и кожно-кинестетической, корковые зоны которых расположены в затылочных, теменных и височных долях мозга. В системы этого блока формально включаются и центральные аппараты вкусовой и обонятельной рецепции, но у человека они настолько оттеснены представительствами высших экстероцептивных анализаторов, что занимают в коре головного мозга незначительное место. Основу данного блока составляют первичные или проекционные зоны коры (поля), выполняющие узкоспециализированную функцию отражения только стимулов одной модальности. Их задача – идентифицировать стимул по его качеству и сигнальному значению. Основная функция первичных полей – тончайшее отражение свойств внешней и внутренней среды на уровне ощущений. Вторичные поля представляют собой клеточные структуры, морфологически и функционально надстроенные над проекционными. В них происходит последовательное усложнение процесса переработки информации, чему способствует предварительное происхождение афферентных импульсов через ассоциативные ядра таламуса. Вторичные поля обеспечивают превращение соматотопических импульсов в такую функциональную организацию, которая на уровне психики эквивалентна процессу восприятия. Третичные поля имеют наиболее сложную функциональную нагрузку. Они расположены на границе затылочного, височного и заднецентрального отделов коры и не имеют непосредственного выхода на периферию. Их функции почти полностью сводятся к интеграции возбуждений, приходящих от вторичных полей всего комплекса анализаторов. Работа этих зон своим психологическим эквивалентом имеет сценоподобное восприятие мира во всей полноте и комбинации пространственных, временных и количественных характеристик внешней среды. Второе значение этих зон – переход от непосредственного наглядного синтеза к уровню символических процессов, благодаря которым становится возможным осуществление речевой и интеллектуальной деятельности.

Работа второго блока подчиняется трем законам. Закон иерархического строения: первичные зоны являются фило- и онтогенетически более ранними. Поэтому недоразвитие первичных полей у ребенка приводит к потере поздних функций (принцип «снизу-вверх»), а у взрослого с полностью сложившимся психологическим строем третичные зоны управляют работой подчиненных им вторичных и при повреждении последних оказывают на их работу компенсирующее влияние (принцип «сверху-вниз»). Закон убывающей специфичности: наиболее модально специфичными являются первичные зоны; третичные зоны вообще надмодальны. Закон прогрессирующей латерализации: по мере восхождения от первичных к третичным зонам возрастает дифференцированность функций левого и правого полушария.

Как писал А.Р.Лурия, нарушение нормальной работы второго блока проявляется в совсем иных чертах. Существенной для поражения этих отделов мозга является высокая специфичность вызываемых нарушений; если поражение ограничено теменными отделами коры, у больного наступает нарушение кожной и глубокой чувствительности: он затрудняется узнать на ощупь предмет, нарушается нормальное ощущение положений тела и рук, а потому теряется четкость движений. Если поражение ограничивается пределами височной доли мозга, может существенно пострадать слух; если оно располагается в пределах затылочной области или прилежащих участков мозговой коры, страдает процесс получения и переработки зрительной информации, в то время как осязательная и слуховая информация продолжает восприниматься без изменений.

Третий блок включает моторные, премоторные и префронтальные отделы коры лобных долей мозга – кпереди от передней центральной извилины. Основная цель работы этого блока – формирование планов действий, т.е. создание программы психического акта и развертка последовательности исполнения его во времени в реальном поведении. Находясь под постоянным влиянием второго блока, префронтальные отделы лобных долей одновременно зависимы от речевого и мотивационного компонентов. Нарушения, возникающие при поражении третьего блока, приводят к дефектам поведения, резко отличающимся от тех, которые описаны выше. Ограниченные поражения этих отделов мозга не вызывают ни нарушений бодрствования, ни дефектов притока информации; у больного может сохраниться и речь. Существенные нарушения проявляются в этих случаях в сфере движений, действий и организованной по известной программе деятельности больного. Сознательное, целесообразное поведение, направленное на выполнение определенной задачи заменяется либо импульсивными реакциями на отдельные впечатления, либо инертными стереотипами, в которых целесообразное действие подменяется бессмысленным повторением движений, переставших направляться заданной целью.

Как считает А.Р.Лурия, виден основной принцип функциональной организации человеческого мозга: ни одно из его образований не обеспечивает целиком какую-либо сложную форму человеческой деятельности, но вносит свой высокоспецифический вклад в организацию поведения человека.

В отношении детского возраста психологическая оценка нарушений развития или локальных поражений мозга не может быть полной, если она не учитывает также и отклонений от среднего возрастного развития, на котором находится ребенок, или особенностей дизонтогенеза (расстройства индивидуального развития), вызванного болезненным процессом или его последствиями. Различные виды психического дизонтогенеза ребенка могут обусловливаться как автономным влиянием биологических или социальных факторов, так и их сложной комбинацией, отличающейся по механизмам воздействия на различных этапах развития организма.

Л.С.Выготский выделял следующие факторы, определяющие аномальное развитие. Время возникновения первичного дефекта. Общим для всех видов аномального развития является раннее возникновение первичной патологии. Дефект, возникший в раннем детстве, когда не сформировалась вся система функций, обусловливает наибольшую тяжесть вторичных отклонений. Из-за системного строения психики вторичные отклонения становятся причиной недоразвития других психических функций. Например, недоразвитие слуха может приводить к нарушениям речевых функций, а те, в свою очередь – к нарушению межличностных отношений. Чаще повреждаются подкорковые функции, имеющие короткий цикл развития в онтогенезе. Корковые функции, имеющие более длительный период развития, при раннем вредном воздействии чаще страдают или временно задерживаются в своем развитии.

Степень выраженности первичного дефекта. Различают два основных вида дефекта. Первый из них – частный, обусловленный дефицитом отдельных функций гнозиса, праксиса, речи. Второй – общий, связанный с нарушением регуляторных систем. Чем глубже первичный дефект, тем больше страдают другие функции. Указывают на два основных типа дизонтогенеза – ретардацию и асинхронию. Под ретардацией понимают запаздывание или остановку психического развития. Нейрофизиологической основой частичной ретардации является нарушение темпов и сроков созревания отдельных функциональных систем. Характерным признаком асинхронии является выраженное опережение в развитии одних психических функций и свойств формирующейся личности и значительное отставание темпов и сроков созревания других функций и свойств. Это становится основой дисгармоничного развития психики в целом.

Особо рассматривают третий тип дизонтогенеза, в основе которого лежит преходящая физиологическая незрелость, а также временный возврат к незрелым формам нервно-психического реагирования у ребенка. Чрезвычайно важен анализ связи фиксируемых симптомов с критическими или сензитивными периодами в развитии функциональных систем, гетерохронностью созревания мозга, особенностью вертикальных, внутриполушарных и межполушарных взаимодействий, промежуточными и окончательными стадиями формирования наиболее поздно созревающих ассоциативных структур мозга. Для детского мозга в целом характерна более высокая пластичность, вследствие чего нейропсихологические симптомы отчетливо проявляются лишь при бурно развивающихся патологических процессах или непосредственно в ближайшие сроки после мозговых поражений.