Физиология высших психических функций

Эти зоны были обнаружены с помощью метода самораздражения. Для выявления положительных эмоциогенных зон животному в мозг вживляются электроды и предоставляется возможность нажимать на рычажок и тем самым раздражать эти зоны. В случае, если электрод находится в положительной эмоциогенной зоне, животное постоянно (до 7000 раз в час!) нажимает на рычажок, отказываясь ради этого от еды и питья, вплоть до гибели от истощения. В случае же, если электрод вживлен в отрицательную эмоциогенную зону, через него постоянно посылают ток, а нажатие на рычажок приводит к выключению тока, картина будет той же - животное откажется от всего, лишь бы прервать раздражение "центров наказания". Раздражение положительных и отрицательных эмоциогенных зон у бодрствующих добровольцев при нейрохирургических операциях сопровождается, со слов этих добровольцев, чрезвычайно приятными или, наоборот, неприятными переживаниями.

Функции некоторых отдельных структур лимбической системы

Средний мозг. Средний мозг не относится к лимбической системе, однако в нем залегают программы эмоционального выражения (например, у кошки - оскал зубов, шипение и прочие внешние признаки ярости). Это вполне согласуется с общей двигательной функцией стволовых отделов мозга - в них хранятся программы цельных движений.

Гипоталамус. Мы узнали, что гипоталамус отвечает за постоянство внутренней среды, в том числе путем запуска мотивационного поведения. Здесь мы рассмотрим эту сторону деятельности гипоталамуса подробнее.

Гипоталамус считают триггером (пусковым механизмом) мотивационного поведения. Для выполнения этой функции в гипоталамусе имеются:

- рецепторы констант внутренней среды (глюкорецепторы, осморецепторы, терморецепторы), активация которых приводит к возбуждению первичных мотивационных центров, то есть превращению потребности в мотивацию (например, потребности в глюкозе в пищевую мотивацию);

- первичные мотивационные центры (центры голода, насыщения, жажды). В этих центрах, разумеется, не хранятся программы цельного эмоционально-мотивационного (например, питьевого или пищевого) поведения, но возбуждение этих центров приводит к запуску данных программ;

- положительные эмоциогенные зоны (центры подкрепления);

- центры внешнего эмоционального проявления, отвечающие за запуск программ эмоционального выражения, залегающих в среднем мозге, а также соответствующих вегетативных изменений;

- пути к вышележащим отделам - в частности лимбической системы, - благодаря которым возбуждение первичных мотивационных центров и эмоциогенных зон гипоталамуса приводит к запуску цельного эмоционально-мотивационного поведения.

Гиппокамп. Как уже говорилось, гиппокамп играет важнейшую роль в научении: он способствует запоминанию, то есть переводу информации из кратковременной памяти в долговременную. При этом:

- гиппокамп участвует в запоминании словесной и образной информации, но не двигательных навыков;

- гиппокамп способствует запоминанию только значимой информации.

Рассмотрим кратко то основное, что известно о механизмах функционирования и последствиях поражения гиппокампа.

Механизмы. Как мы узнаем из разд. "Познавательные функции":

- следы памяти хранятся в новой коре больших полушарий;

- для закрепления памяти, то есть перевода информации из кратковременной памяти в долговременную, необходима длительная циркуляция возбуждения по нейронным цепям коры больших полушарий;

- эта циркуляция поддерживается мозгом только в том случае, если новая информация значима для организма.

Отделом, поддерживающим такую циркуляцию возбуждения в случае значимой информации, является гиппокамп. Для этого он должен обладать следующими свойствами: 1) связью с хранилищем памяти, то есть с корой больших полушарий; 2) связью с отделами, отвечающими за эмоциональное распознавание значимости раздражителя, то есть с прочими структурами лимбической системы; 3) способностью длительно поддерживать циркуляцию возбуждения. Все эти свойства действительно присущи гиппокампу.

У гиппокампа имеются обширные прямые и непрямые связи с новой корой больших полушарий (где хранится запоминаемая информация) и со структурами лимбической системы:

- главный вход гиппокампа осуществляется через парагиппокампову извилину, с которой он непосредственно граничит;

- главный выход гиппокампа осуществляется через свод - мощный дугообразный пучок волокон, идущий от гиппокампа к таламусу, гипоталамусу и многим отделам лимбической системы.

Для гиппокампа характерна так называемая долговременная потенциация: длительное облегчение синаптического проведения в ответ на раздражитель. Это свойство, по-видимому, и обеспечивает длительное поддержание циркуляции возбуждения.

Последствия поражения. Как и следует ожидать, при повреждениях гиппокампа развивается фиксационная амнезия - утрата способности к запоминанию. При этом она касается только словесного и образного запоминания, но запоминание двигательных навыков не страдает.

Нарушение словесного запоминания приводит к самым тяжелым последствиям, так как человек всегда - сознательно или нет - обдумывает свое поведение, используя слова: "Я включил плиту, надо не забыть ее выключить". Больной постоянно здоровается с одним и тем же человеком, забывает о том, чем он только что занимался (например, может открыть кран газовой плиты, отвернуться за спичками и тут же забыть о включенном газе).

Нарушение образного запоминания проявляется, например, тем, что больной не может запомнить новые лица - например, при каждой встрече не узнает врача, который постоянно наблюдает его в течение десятилетий.

Сохранность двигательного запоминания проявляется в том, что больной довольно легко формирует новые двигательные навыки. Однако после формирования двигательного навыка он не помнит, что только что ему обучался: "Я это первый раз делаю!"

В клинике это состояние носит название корсаковского синдрома.

Миндалевидное тело

Функции и последствия повреждения миндалевидного тела изучены в основном в опытах на животных.

Этот отдел, называемый также миндалиной или амигдалой, обеспечивает хранение информации о значимости условных раздражителей (например, о том, что вид открывающейся клетки и входящего служителя зоопарка означает подачу корма). Для этого миндалевидное тело образует обширные связи с корой больших полушарий, в частности с теменно-височно-затылочной ассоциативной зоной (анатомически миндалевидное тело непосредственно примыкает к височной доле); при этом в миндалевидное тело поступает информация не от первичных, а от вторичных и ассоциативных зон (в естественной среде условным раздражителем бывает не одиночная точка сетчатки, а цельный зрительный образ, например вид яблока; не отдельный звук, а характерное сочетание звуков, например команда "сидеть!" для собаки и пр.).

Последствия поражения. При повреждении миндалевидного тела нарушается распознавание значимости предметов и явлений, что приводит к извращениям мотивационного поведения: это поведение запускается неестественными для него раздражителями, либо, напротив, перестает запускаться естественными раздражителями. Поскольку же основные мотивации животного - это пищевая, половая и оборонительная, при двустороннем разрушении миндалевидного тела возникают следующие симптомы.

Нарушения пищевого поведения - животное тащит в рот все предметы без разбора (съедобные и несъедобные);

Нарушения полового поведения - животное совершает попытки совокупления с особями того же пола, другого вида и даже с неодушевленными предметами;

Нарушения оборонительного поведения - животное полностью теряет чувство страха.

Распределенная система эмоционально-мотивационного поведения

Эмоционально-мотивационное поведение возникает следующим образом:

- потребность воспринимается ЦНС, превращаясь в мотивацию;

- мотивация вызывает активацию эмоциогенных структур, то есть эмоциогенное возбуждение;

- эмоциогенное возбуждение вызывает цельную эмоцию, проявляющуюся эмоциональным выражением и эмоциональным переживанием;

- определяя значимость побуждения, эмоция обеспечивает выбор ведущей мотивации;

- ведущая мотивация запускает поведение.

Из всего этого следует, что в ЦНС должны существовать структуры:

- воспринимающие потребности, превращая их в мотивации;

- отвечающие за эмоциогенное возбуждение;

- отвечающие за эмоциональное выражение;

- отвечающие за эмоциональное переживание.

В гипоталамусе происходит восприятие потребности и превращение ее в мотивацию - активацию мотивационных центров гипоталамуса. Поражения этих центров приводят к полному распаду мотивационного поведения или, напротив, его неконтролируемому усилению. Примерами могут быть:

- анорексия - полное отсутствие аппетита и отказ от приема пищи вплоть до летального исхода;

- булимия - неконтролируемая прожорливость с развитием крайнего ожирения;

- полидипсия - постоянное питье.

В эмоциогенных зонах лимбической системы возникает эмоциогенное возбуждение - пусковой механизм развития эмоции. Соответственно, при поражениях этих структур возникают эмоциональные расстройства, например:

- депрессия - постоянно подавленное настроение, преобладание тяжелейших отрицательных эмоций;

- мания - постоянно повышенное настроение, эйфория, бурные и неконтролируемые положительные эмоции.

В среднем мозге заложены программы эмоционального выражения. При перерыве путей к среднему мозгу, отвечающих за запуск этих программ, с одной стороны, эмоции не сопровождаются характерным выражением (например, мимикой), с другой - эмоциональное выражение может возникать без соответствующей эмоции, например:

- насильственный смех (больному не весело, но "лицо его смеется");

- насильственный плач (больному не грустно, но "лицо его рыдает").

Выход эмоциогенного возбуждения на новую кору больших полушарий приводит к сознательному восприятию эмоции, то есть эмоциональному переживанию. Поражение путей, идущих от лимбической системе к новой коре (в частности, лобной), приводит к деперсонализации эмоций (страдание остается, но больной к нему равнодушен; "боль не болит").

7. Познавательные функции

К познавательным (когнитивным) функциям относятся научение, память, мышление и речь. Эти функции позволяют познать объективные свойства окружающего мира с тем, чтобы использовать их для более совершенного поведения. Рассмотрим в связи с этим основные формы поведения - от самых простых до самых сложных.

Поведение

Врожденные формы поведения. Это самые простые, древние, неизменяемые формы поведения. К ним относятся:

- тропизмы - движения отдельных частей неподвижного в целом растения по отношению к раздражителю, например поворот подсолнуха к солнцу, и таксисы - движения свободно подвижных клеток по отношению к раздражителю, например хемотаксис микроорганизмов;

- рефлексы - реакции на раздражители, опосредованные нервной системой, например захлопывание створок моллюска;

- инстинкты - сложные неизменные последовательности рефлексов, основанные на принципе цепных рефлексов (гл. 4), например поведение пчел, муравьев и пр.

Приобретенные формы поведения

Это эволюционно более поздние, пластичные формы поведения. Они позволили организмам более тонко приспосабливаться к сложной и изменчивой окружающей среде, приведя в конечном счете к развитию высших психических функций. Суть этих форм поведения сводится к научению - стойкому целесообразному изменению поведения.

Научение

Формы научения в процессе эволюции усложнялись. Выделяют три вида научения (перечислены в порядке усложнения).

Реактивное научение, при котором вырабатываются новые реакции на раздражители. Это пассивная форма научения: для приобретения новых реакций живое существо не производит никаких действий над внешней средой.

Оперантное научение, при котором вырабатываются новые действия над окружающей средой.

Когнитивное научение, при котором живое существо научается вначале проводить действия над умственной моделью действительности, а затем переносить полученные результаты на реальную действительность.

Реактивное научение. Это самый простой вид научения. Основные формы реактивного научения:

- привыкание и сенсибилизация;

- импринтинг;

- классическое обусловливание.

Привыкание и сенсибилизация. Эти простейшие формы научения имеются у самых примитивных животных, но сохраняются и у человека.

Привыкание (габитуация) - это уменьшение реакции при повторном действии незначимого раздражителя. Например, у моллюска при повторном раздражении мантии слабым раздражителем реакция втягивания мантии постепенно ослабевает; человек привыкает спокойно спать под шум автомобилей под окнами.

Сенсибилизация, напротив, - это усиление реакции при повторном действии значимого раздражителя. Например, у моллюска при повторном раздражении мантии сильным раздражителем реакция втягивания мантии постепенно усиливается; у человека, сильно испуганного громким звуком, на некоторое время усиливается реакция и на тихие звуки - "пуганая ворона куста боится".

Импринтинг ("запечатление") - это мгновенное научение, "научение с первого раза". Классический пример импринтинга - формирование привязанности гусят к первому увиденному после вылупления движущемуся объекту. В естественной среде обитания этим объектом бывает мать, и гусята сразу после вылупления начинают повсюду следовать за ней; биологическое значение этого феномена очевидно. Если же первым движущимся объектом оказывается экспериментатор или даже неодушевленной предмет (например, мячик), то гусята начинают следовать именно за ним.

Важная закономерность импринтинга заключается в том, что он формируется в строго определенные периоды жизни, называемые критическими периодами. В примере с гусятами критический период - это первые часы после рождения. Эта закономерность распространяется и на многие другие формы научения, сходные с импринтингом: например, канарейка может научиться петь только в том случае, если ее в определенный период жизни подсадить к взрослой поющей особи; у ребенка существует определенный критический период (до 5 лет) для формирования речи и т. п. К критическим периодам можно отнести и пубертатный период, когда формируются половое и социальное поведение. Эти сложнейшие формы поведения человека, разумеется, нельзя отнести к импринтингу, но они сходны с ним в том отношении, что первый опыт, полученный именно в критический период (например, первый половой опыт), может запечатлеться на всю жизнь, оказывая существенное влияние на дальнейшее поведение человека. Таким образом, критические периоды в широком смысле слова - это такие периоды, в которые особенно легко формируются и особенно прочно закрепляются определенные формы поведения.

Классическое обусловливание. Это формирование классических (павловских) условных рефлексов. Условные рефлексы отличаются от безусловных следующими основными особенностями.

Безусловные рефлексы - в основном врожденные, они возникают в ответ на действие раздражителя всегда, без каких-либо предварительных условий (отсюда - безусловные).

Условные рефлексы - новые, приобретенные; они вырабатываются при соблюдении определенных условий (отсюда - условные), главные из которых следующие:

- для выработки условного рефлекса новый (условный) раздражитель должен сочетаться со старым (безусловным);

- безусловный раздражитель должен иметь прямое биологическое значение - положительное, или подкрепляющее (например, предъявление пищи), или отрицательное (например, болезненный удар током), а условным может быть любой раздражитель;

- условный раздражитель должен предшествовать безусловному (сначала лампочка, потом пища);

- сочетание раздражителей должно несколько раз повторяться.

Типичный пример - выработка условнорефлекторного слюноотделения. Предъявление пищи - это безусловный раздражитель: у более или менее голодного животного или человека оно всегда вызывает слюноотделение. Если предъявление пищи несколько раз предварять включением лампочки, то через некоторое количество повторов в ответ на включение лампочки будет выделяться слюна.

Если безусловный раздражитель перестает подкрепляться, то условный рефлекс постепенно перестает проявляться. Например, если выработать условнорефлекторное слюноотделение на включение лампочки, а затем это включение перестать сопровождать предъявлением пищи, то через некоторое время вид лампочки перестанет вызывать слюноотделение. Это явление называется условным торможением (так как оно вырабатывается при определенном условии, а именно неподкреплении). При условном торможении связь между условным и безусловным раздражителем не стирается, а затормаживается. Например, если человек что-либо выучил, а потом полностью забыл, то для восстановления забытого ему не надо снова учиться: достаточно лишь однократного повторения материала. Существуют несколько видов условного торможения, но все они обладают главным общим свойством: возникают в ответ на неподкрепление.

Угасание - торможение условного рефлекса при прекращении подкрепления (в ответ на включение лампочки перестали предъявлять пищу, и условнорефлекторное слюноотделение прекратилось).

Дифференцировочное торможение (дифференцировка) - торможение условного рефлекса на неподкрепляемый раздражитель, сходный с подкрепляемым. Например, если выработать условнорефлекторное слюноотделение на тон частотой 500 Гц, то сначала слюна будет выделяться и в ответ на другие тоны (1000 Гц, 5000 Гц и т. п.), но затем, при повторяющемся подкреплении только тона в 500 Гц, условнорефлекторное слюноотделение на другие тоны прекратится. Ребенок вначале тянется к любому яркому предмету, но, дотронувшись до пламени свечки, он научается отличать его (дифференцировать) от других ярких объектов.

Условный тормоз - торможение условного рефлекса при сочетании подкрепляемого раздражителя с неподкрепляемым. Например, если у собаки выработать условнорефлекторное слюноотделение на лампочку, а затем сочетание лампочки со звонком не подкреплять, то через некоторое время в ответ на это сочетание слюноотделения не будет; более того, добавление звонка к другим условным раздражителям (например, чистому тону) затормозит реакцию и на них - звонок станет условным тормозом.

Запаздывательное торможение - временное торможение условного рефлекса при задержке между условным и безусловным раздражителем. Например, если у собаки выработать условнорефлекторное слюноотделение на лампочку, а затем постепенно увеличивать время между включением лампочки и подачей пищи, то слюноотделение будет запаздывать - оно будет возникать не сразу после включения лампочки, а через некоторое время, приуроченное к появлению кормушки.

Биологический смысл условных рефлексов заключается в том, что условные раздражители имеют сигнальное значение, то есть оповещают о предстоящих важных событиях. Таким образом, реакция на условный раздражитель (условный рефлекс) обеспечивает опережающее реагирование. Значение его огромно: подавляющее большинство наших действий представляют собой опережающие реакции на сигналы. Сам по себе вид приближающегося автомобиля не имеет для пешехода прямого биологического значения - но плох тот пешеход, который реагирует лишь на контакт с автомобилем. Благодаря постоянной выработке условных рефлексов на подкрепляемые раздражители и торможению условных рефлексов - при прекращении подкрепления организм все тоньше и точнее адаптируется к окружающей среде.

Классическое обусловливание было открыто И.П. Павловым, но главная заслуга его состоит не в том, что он описал условный рефлекс, а в том, что он использовал этот рефлекс как инструмент для исследования деятельности коры головного мозга, и в результате создал стройную единую теорию функционирования коры, названного им высшей нервной деятельностью. До Павлова исследователи нервной системы не поднимались выше ствола мозга; изучение психики считалось "табу" для физиологов, уделом исключительно психологии. При изучении спинного мозга и ствола мозга использовали множество способов, и в том числе вполне естественный метод нанесения стимула и описания реакции: например, для изучения функций изолированного спинного мозга на кожу наносили легкое раздражение и регистрировали чесательный рефлекс, изучали его взаимодействие с другими рефлексами и пр. Павлов впервые пришел к такой простой, казалось бы, идее о том, что кору головного мозга надо изучать точно так же - но только естественным раздражителем для коры служит условный раздражитель, так как кора 1) получает информацию о всех видах чувствительности; 2) обладает уникальной способностью к образованию временных связей между двумя раздражителями. Комбинируя различные раздражители, подкрепление и неподкрепление, Павлов досконально изучил деятельность коры головного мозга у собаки и смог формировать и предсказывать поведение, в том числе в зависимости от индивидуальных особенностей животного. Сегодня нам кажется естественным имплантировать в мозг электроды и изучать электрическую активность мозга при мышлении, поведении и пр.; но без работ Павлова о такого рода экспериментах не могли бы даже помышлять - кора и психика остались бы запретной зоной физиологии.

Оперантное научение. Это формирование оперантных (инструментальных) условных рефлексов - активных действий (операций), направленных на достижение цели. Два основных вида такого научения - это метод проб и ошибок и социальное научение.

Метод проб и ошибок. Этот способ научения заключается в том, что живое существо при возникновении потребности производит множество разных действий (проб); большинство из них оказываются бесполезными (ошибки), но некоторые приводят к достижению цели, и тогда они закрепляются в виде оперантных условных рефлексов. Например, у голубя в клетке имеется кружок, удар по которому приводит к появлению кормушки с зерном. Голодный голубь активно ходит по клетке, клюет разные объекты и при случайном попадании клювом в кружок получает пищу. Через некоторое количество повторов голубь для получения пищи будет уже направленно бить кружок клювом.

Выработку оперантных условных рефлексов можно направлять, подкрепляя какие-то промежуточные этапы, нужные для достижения цели (например, выложить для голубя дорожку из зернышек по направлению к кружку и приклеить к кружку еще одно зернышко). Этот метод обучения называется методом формирования реакций, он широко используется при дрессировке, частично - при воспитании детей и в разных видах психотерапии. В известной степени он используется животными при воспитании молодых особей - например, когда кошка воспитывает котят.

Социальное научение. Очевидно, что в естественной среде ни метод проб и ошибок, ни метод формирования реакций сами по себе не могут обеспечить адаптации и выживания животного. Любая ошибка может оказаться последней: заяц не может ошибиться в своем поведении при виде волка. Наставника же, формирующего реакции, тоже нет; исключение составляет обучение детенышей родителями, но этот способ достаточно ограничен. В связи с этим возникло социальное научение, или научение путем наблюдения. Суть его сводится к тому, что молодая особь учится не на своих, а на чужих ошибках: копируя поведение взрослых особей, она перенимает опыт поколений. Эта форма научения включает два вида: простое подражание и викарное научение.

Простое подражание - это слепое копирование действий взрослых особей, без понимания его последствий. Всем известно, как дети подражают родителям, автоматически усваивая тем самым будущие взрослые формы поведения. Простое подражание характерно для самых молодых особей - маленьких детей и детенышей животных.

Викарное научение - это подражание успешной модели с пониманием последствий. Так кто-то подражает любимым героям книг или фильмов, кто-то - лидеру класса, кто-то - известным спортсменам, актерам и пр. Это научение характерно для более взрослых особей - подростков и молодых животных; иногда у человека оно сохраняется на всю жизнь, фактически заменяя самостоятельное развитие и поведение.

Когнитивное научение. Это самая сложная и самая совершенная форма научения. Фактически она заключается в том, что, вместо того чтобы совершать пробы и ошибки в реальной жизни, живое существо сначала "проигрывает" их на умственной модели действительности, а затем уже переносит результаты удачных проб на действительность реальную.

Представим себе лабиринт, ведущий к кормушке; этот лабиринт сначала раздваивается на левое и правое ответвления, а затем оба ответвления сходятся. Если крысу приучить бежать к кормушке по левому ответвлению а затем его перекрыть, то крыса, наткнувшись на перегородку, внезапно поворачивает и бежит по правому ответвлению, без предварительных проб и ошибок. Иными словами, в процессе обучения у нее в мозге под действием потока осознаваемых и неосознаваемых раздражителей формируется "карта местности" - так называемая когнитивная карта. В широком смысле слова под когнитивной картой можно понимать не только чисто топографическую схему местности, но любую модель действительности, над которой совершаются умственные действия. Классический пример - обезьяна, у которой в клетке лежат узкая и широкая метровые трубки, а на отдалении полутора метров от клетки лежит банан; обезьяна безуспешно пытается достать его сначала рукой, потом отдельными трубками, затем на какое-то время замирает ("задумывается") и вдруг неожиданно вставляет одну трубку в другую и достает банан - причем ранее она этого никогда не делала. Ясно, что при этом обезьяна сначала произвела эту манипуляцию "в уме".

У человека когнитивное научение достигло высшего уровня развития, превратившись в научение путем рассуждений. Если животное совершает умственные действия над моделью действительности, то человек - над ее словесным описанием, "моделью модели". При этом он оперирует абстрактными понятиями, отвлеченными от конкретных предметов и обобщающими свойства объектов и закономерности явлений окружающего мира. Если обезьяна в приведенном выше примере сначала делала несколько проб и ошибок (пыталась достать банан рукой, потом отдельными трубками, затем на модели действительности "увидела умственным взором", как одна трубка входит в другую), то человек оперирует понятиями "длинное и короткое", "широкое и узкое", и решает эту задачу по другому. Он рассуждает: "И моя рука, и обе трубки слишком короткие, поэтому я не могу достать ими предмет, но узкая трубка может войти в широкую, и тогда я получу достаточно длинную трубку". Поэтому он не только решает данную задачу быстрее, но может справляться и с другими, гораздо более сложными задачами, например проектировать сложные механизмы. Носителем абстрактных понятий являются слова, а средством рассуждений - речь (в том числе внутренняя).

Очевидно, что любые формы научения неразрывно связаны с памятью: научиться - значит, запомнить.

8. Память

Память - это способность запечатлевать, сохранять и воспроизводить данные опыта.

Если сравнить память живого существа с памятью компьютера, то можно найти явные черты сходства.

В памяти компьютера с информацией могут происходить следующие процессы: запись, хранение, извлечение и стирание. Точно так же память живого существа включает четыре процесса:

- запоминание;

- хранение;

- извлечение;

- забывание.

У компьютера имеется постоянная и оперативная память. Постоянная память велика, долговременна, обеспечивается структурными изменениями носителей (намагничивание или прожигание диска), хранит самые разнообразные данные и непосредственно не используется при работе программ - ее данные должны быть извлечены в оперативную память. Оперативная память существенно меньше, кратковременна, обеспечивается электрическими процессами, хранит только используемые в текущий момент данные и непосредственно используется в работе программ. Точно так же и в мозге существуют два вида памяти:

- долговременная память - аналог постоянной памяти компьютера. Она:

велика: ее объем практически бесконечен;

долговременна: многие данные хранятся всю жизнь;

обусловлена структурными изменениями нейронов;

хранит все данные, которые мы когда-либо запомнили;

для использования при работе мозга ее данные должны быть извлечены, то есть переведены в кратковременную память;

- кратковременная память - аналог оперативной памяти компьютера. Она:

мала: ее объем - то, что мы в данный момент "удерживаем в голове";

кратковременна: не более 2 мин;

обусловлена электрическими процессами - возбуждением разных структур мозга;

хранит только те данные, которые используются в данный момент - как для того, чтобы их запомнить, так и для того, чтобы построить с их помощью поведение;

непосредственно используется при работе мозга.

Упомянутые выше четыре процесса - запоминание, хранение, извлечение и забывание - по сути представляют собой процессы обмена данными между кратковременной и долговременной памятью:

- запоминание - это перевод данных из кратковременной памяти в долговременную;

- хранение - это удержание данных в долговременной памяти;

- извлечение - это перевод данных из долговременной памяти в кратковременную;

- забывание - это невозможность извлечения данных из долговременной памяти в кратковременную.

Однако между механизмами памяти компьютера и мозга есть и существенные различия. Как мы увидим ниже, запоминание происходит не путем однократной записи, а только в результате постоянного и целенаправленного повторения; забывание - это в большинстве случаев, если не всегда, не стирание информации, а затормаживание временных связей (по аналогии с компьютером - запрет доступа к данным) и т. п.

Как и в случае большинства других высших психических функций, ни один из механизмов памяти не изучен полностью, поэтому мы ограничимся лишь наиболее доказанными и важными концепциями.

Запоминание и хранение. В зависимости не только от сроков, но и от механизмов хранения, различают два основных вида памяти:

- кратковременную память;

- долговременную память.

Представим себе, что ребенок заучивает название предмета (например, стола). При этом у него в коре формируются два возбужденных очага: в области зрительной коры, куда проецируется образ стола, и в области слуховой коры, воспринимающей звукосочетание "стол". В этом случае начинают действовать две важнейшие физиологические закономерности.

Между двумя возбужденными очагами начинает циркулировать по кругу возбуждение. Эта циркуляция возбуждения между двумя отделами коры головного мозга обусловливает кратковременную память, длящуюся не более 2 мин.

Если возбуждение длительно циркулирует по какому-то нервному пути, то в нейронах этого пути происходят структурные изменения, вследствие которых прохождение импульсов по данному пути облегчается; в результате, когда ребенок услышит звукосочетание "стол", возбуждение поступит в соответствующую зрительную зону и у него возникнет зрительный образ стола (и наоборот, вид стола вызовет ассоциацию со словом "стол"). Структурные изменения в нервных путях обусловливают долговременную память, способную сохраняться всю жизнь.

Структурные изменения, лежащие в основе долговременной памяти, изучены недостаточно; к ним относятся изменения как в пресинаптических окончаниях, так и в постсинаптических структурах. Однако очевидно следующее:

- эти изменения приводят к облегчению синаптического проведения;

- они обусловлены изменениями на генном уровне, поскольку могут сохраняться всю жизнь.

Запоминание, то есть переход из кратковременной памяти в долговременную, в основном активно; оно требует:

- активации мозга - то есть, сознательного состояния;

- мотивации - мы запоминаем то, что для нас значимо;

- концентрации внимания Существует и запоминание на подсознательном уровне, однако оно, видимо, играет меньшую роль, по крайней мере в жизни человека..

Иными словами, в приведенном выше примере с запоминанием названия предмета (стола) связь между образом стола и звукосочетанием "стол" будет образовываться только в том случае, если: 1) ребенок бодрствует; 2) ему хочется запомнить новое слово (сильнейшая мотивация детей - это любопытство и желание все знать); 3) он сосредоточен на запоминании слова "стол".

При запоминании словесной информации у взрослого важную роль играет еще один фактор, а именно распознавание смысла запоминаемого. Наша словесная память устроена по смысловому принципу: пересказывая книгу, мы воспроизводим не ее текст, а ее смысл.

Разные виды информации запоминаются и хранятся по-разному. Существуют разные классификации видов памяти в зависимости от характера информации. Можно выделить, например:

- моторную память (запоминание двигательных навыков);

- словесную (вербальную) память;

- образную память (запоминание лиц, мелодий и т. п.);

- эмоциональную память (запоминание значимости раздражителей, то есть эмоций, которые они вызывали).

Выше мы уже видели, что некоторые структуры мозга отвечают за запоминание определенных видов информации. Например, гиппокамп играет важную роль в словесной и образной, но не моторной памяти; миндалевидное тело участвует в запоминании и хранении значимости раздражителей. Наконец, не следует забывать о том что, помимо коры больших полушарий, имеется и кора мозжечка, также способная к запоминанию; здесь хранится информация о том, как сделать наши движения более точными и совершенными.

Извлечение и забывание

Извлечение и забывание тесно связаны друг с другом: забывание - это не нарушение хранения памяти, а невозможность ее извлечения.

Извлечение. Извлечением (воспоминанием) называют получение доступа к памяти со стороны сознания. Хранимая в памяти информация может использоваться и подсознанием (см. ниже), но в этом случае воспоминания не происходит.

Извлечение представляет собой перевод данных из долговременной памяти в кратковременную, то есть в форму возбуждения различных мозговых структур.

Сознание активно извлекает необходимую информацию из долговременной памяти в кратковременную для того, чтобы этой информацией оперировать. При этом хранимая в кратковременной памяти информация составляет так называемую рабочую память.

Забывание. Забывание, по крайней мере в большинстве случаев, - это не стирание информации, а невозможность ее извлечения, то есть не уничтожение временной связи, а ее активное затормаживание.

Забывание - чрезвычайно важный для жизнедеятельности процесс. Оно подавляет доступ к ненужной или даже вредной информации (например, при дифференцировочном торможении - см. выше, разд. "Классическое обусловливание") - хотя расплатой за это ценное свойство иногда служит забывание полезных сведений. В то же время, поскольку информация при забывании не стирается, она становится быстро доступна, если в ней снова возникает нужда (например, когда мы что-то "освежаем в памяти").

Иногда информация об определенных событиях, не получая доступа к сознанию, все же влияет на поведение; в таком случае говорят о подсознании; подробнее см. ниже, в разд. "Сознание, бессознательное и подсознание".

9. Речь

Основные функции речи. Речь выполняет две функции:

- коммуникативную, будучи средством общения;

- познавательную, будучи средством абстрагирования от действительности и познания ее общих закономерностей.

Если те или иные виды общения путем звуков присущи многим животным, то познавательная функция речи свойственна только человеку. Используя слова как обобщающие понятия, человек формулирует и тем самым познает законы окружающей действительности и использует их в своих интересах. Владение словом как средством абстрагирования от действительности является важнейшим, а по мнению большинства исследователей - главным отличием человека от животных. Человек не только общается посредством слов - он мыслит словами, планирует свои действия с помощью слов, поэтому речь не является просто одной из корковых функций с локализацией в определенных центрах, но пронизывает буквально всю психическую жизнь человека.

Речь делится на:

- устную и письменную;

- импрессивную (сенсорную, пассивную - восприятие устной речи и чтение) и экспрессивную (моторную, активную - высказывание устной речи и письмо).

Ведущую роль в формировании всех видов речи, а также абстрактного (словесного) мышления играет импрессивная устная речь (восприятие устной речи). Это первая форма речи, с которой сталкивается человек: новорожденный сначала только слышит слова, постепенно накапливая в памяти звуковые образы слов и обозначаемые этими словами предметы и явления; лишь через несколько месяцев на основании этой "памяти на слова" он начинает произносить слова, затем мыслить словами, и только через годы начинает их читать и писать. Неудивительно поэтому, что структуры мозга, отвечающие за восприятие устной речи, занимают главенствующую позицию среди всех речевых центров, а поражение этих структур приводит к расстройствам не только всех форм речи, но также нарушениям психической деятельности в целом.

Мозговой субстрат речи. Как уже говорилось, речь составляет основу психической деятельности человека, и поэтому с речью в той или иной степени связаны обширные отделы мозга. Тем не менее выделяют специфические речевые центры; представления об этих центрах несколько ограничены, но тем не менее отражают общие принципы организации речи и имеют важное значение для неврологической клиники.

Каждая из сторон речи обеспечивается деятельностью соответствующих вторичных и ассоциативных зон коры головного мозга:

- импрессивная устная речь (понимание устной речи) - сенсорным центром устной речи, или центром Вернике, расположенным в височной доле рядом со вторичной слуховой зоной;

- экспрессивная устная речь (высказывание устной речи) - моторным центром устной речи, или центром Брока, расположенным в лобной доле рядом с проекционной зоной голосовых и дыхательных мышц прецентральной извилины;

- импрессивная письменная речь (распознавание написанных слов) - сенсорным центром письменной речи (центром чтения), расположенным в затылочной доле рядом с первичной зрительной долей;

- экспрессивная письменная речь (письмо) - моторным центром письменной речи, или центром письма, расположенным в лобной доле рядом с проекционной зоной мышц руки прецентральной извилины.

Ведущую роль в этой системе речевых структур играет центр Вернике, отвечающий за восприятие устной речи (см. выше, разд. "Основные функции речи"). Так, центр Брока, по словам самого Брока, хранит "не память на слова, но память на те движения, которые нужны для артикуляции слов"; поэтому для произнесения какого-либо слова надо сначала извлечь это слово (то есть подобрать слово, соответствующее тому или иному понятию) из центра Вернике, а потом уже подобрать соответствующие ему "движения" из центра Брока. С другой стороны, при чтении зрительные образы слов попадают из сенсорного центра письменной речи (центра чтения) в центр Вернике, и только здесь распознаются как понятия, то есть связываются с обозначаемыми этими словами предметами и явлениями. Таким образом, центр Вернике отвечает не просто за распознавание слышимых слов, но хранит их смысл, обеспечивая понятийное мышление. Именно поэтому этот центр (с несколько расширенными границами - фактически область стыка слуховой, зрительной и соматосенсорной коры) все чаще называют центром гнозиса, центром понятий, центром познания, высшим интерпретирующим центром и пр.

Таким образом, речевые центры образуют единую систему, ядром которой служит центр Вернике. Приведем последовательность активации этой системы при некоторых формах речи:

- чтение про себя: сенсорный центр письменной речи (центр чтения) - центр Вернике;

- чтение вслух: сенсорный центр письменной речи - центр Вернике - центр Брока;

- называние увиденного предмета: центр зрительного распознавания объектов - центр Вернике - центр Брока;

- повторение услышанного слова: центр распознавания слов - центр Вернике - центр Брока.

Все эти речевые центры у подавляющего большинства людей (практически у всех правшей и большинства левшей) развиты только в левом полушарии.

При поражениях речевых центров развиваются нарушения тех или иных сторон речи - афазии. Именно исследование афазий легло в основу современных представлений о речевых центрах и их связях и, напротив, на этих представлениях основано понимание проявлений разных афазий и их диагностика.

10. Исполнительные функции

Исполнительные функции отвечают за контроль со стороны сознания над исполнением физических и умственных действий, то есть за управление поведением и мышлением.

Продолжим аналогию с компьютером, развитую в разд. "Память". В оперативной памяти компьютера постоянно содержится главная программа, управляющая всей его работой, это операционная система (например, Windows). Когда требуется выполнить какие-то прикладные программы, операционная система извлекает их в операционную память из постоянной ("загружает"), по окончании работы этих программ тут же удаляет их из операционной памяти. В мозге такой "суперпрограммой", "операционной системой" является сознание - оно присутствует постоянно (разумеется, в бодрствующем состоянии, когда "компьютер включен"), а другие программы вызываются им по мере необходимости, обеспечивая то или иное поведение или то или иное течение мысли. Функции, с помощью которых сознание управляет поведением и мышлением, называются исполнительными функциями. Рассмотрим важнейшие из этих функций.

Формирование рабочей памяти. Что бы мы ни делали, о чем бы ни думали, мы постоянно держим что-то "в уме". Этим "что-то" является информация о ближайших и отдаленных целях, средствах их достижения, ожидаемых и уже полученных результатах, ведущей мотивации, окружающей обстановке. Вся эта информация составляет рабочую память. Рабочая память постоянно обновляется в зависимости от полученных результатов, изменений обстановки и пр., точно так же, как в операционную память компьютера из постоянной памяти постоянно "подсасываются" новые необходимые данные, а ненужные данные удаляются. Понятно, что рабочая память - это информация, хранимая в кратковременной памяти.

Концентрация внимания. В мозг постоянно поступает колоссальный поток информации, возникают новые потребности, но для выполнения текущей задачи мы должны быть сосредоточены именно на ней.

Формирование стратегии поведения. Эта функция включает:

- выбор поведения в соответствии с ведущей мотивацией;

- планирование поведения, то есть последовательности действий и ожидаемых результатов;

- гибкое изменение поведения в соответствии с окружающей обстановкой и получаемыми результатами.

Отделом мозга, отвечающим за исполнительные функции, служит префронтальная кора (передняя часть лобных долей). Важно подчеркнуть, что этот отдел отвечает за управление поведением со стороны сознания, но не за само сознание - можно сказать, что префронтальная кора - это рычаги управления в руках сознания. Действительно, при поражениях префронтальной коры сознание сохраняется, но резко нарушается способность планировать и осуществлять сложное поведение.

Исходя из сказанного, можно понять симптомы поражения префронтальной коры. Сознание при таких поражениях полностью сохраняется, более того, даже при обширном повреждении префронтальной коры поведение на первый взгляд кажется на удивление нормальным. Однако при дальнейшем наблюдении за больным и специальном исследовании выявляются множество нарушений, составляющих так называемый лобный синдром:

- невозможность осуществления сложного поведения или решения сложных задач, требующих последовательности действий с удержанием промежуточных результатов в рабочей памяти. Больной не способен решить задачу про волка, козла и капусту: он может и сообразить, что первой надо перевезти козу, но, думая о дальнейших действиях, забывает, что коза уже перевезена. Это дефект формирования рабочей памяти;

- невозможность сосредоточения. Больные отвлекаются на любой посторонний раздражитель, не способны удерживать ход мысли. Это дефект концентрации внимания;

- импульсивность. Больной реагирует непосредственно на любой значимый раздражитель, без учета иных мотиваций, прежде всего - социальных, составляющих систему его ценностей. Например, будучи раздраженным, он легко дает волю рукам, даже если это явно осложнит его дальнейшее существование. Это нарушение формирования стратегии поведения, а именно его выбора;

- отсутствие моральных принципов, асоциальное поведение, в частности неряшливость, неопрятность, грубость. Это также нарушение выбора поведения;

- персеверации - упорное повторение одного и того же действия, даже когда обстановка или задача изменились, отсутствие гибкости мышления. Например, в ответ при включении лампочки человек должен нажимать на правую кнопку мыши, затем задание меняют - надо нажимать уже на левую кнопку; больной с поражением лобных долей будет продолжать нажимать на правую кнопку. Это дефект формирования стратегии поведения, а именно его гибкого изменения.

11. Сознание, бессознательное и подсознание

Сознание - самая неизведанная из высших психических функций. Что такое "Я" - неизвестно никому; в лучшем случае мы понимаем, как с помощью исполнительных функций это "Я" контролирует поведение. В то же время действие сознания каждому из нас прекрасно знакомо - это чувство того, что мы являемся отдельным уникальным существом и что все наши мысли, чувства, воспоминания и поступки принадлежат именно нам. Однако множество психических процессов протекают неосознанно, то есть не вовлекаются в структуру "Я". Все такие процессы часто разделяют на две группы.

Бессознательные процессы протекают без участия сознания, но способны в любой момент быть осознанными, например выполнение автоматизированных навыков, восприятие раздражителей, на которых мы не фиксируем внимание, и пр. Достаточно обратить внимание на любой бессознательный акт, и он сразу становится сознательным; например, каждый из нас может при желании ощутить, как его тела касается одежда;

Подсознательные процессы протекают без участия сознания и не способны быть осознанными, но в то же время влияют на поведение. Так бывает, например, когда на человека неожиданно нахлынет какое-то чувство; причину этого чувства, то есть вызвавший его раздражитель, человек не осознает, она остается скрытой в подсознании. Типичный пример - "эффект 25-го кадра": если в кинопленке периодически (например, через каждые 25 кадров) вмонтирован кадр с рекламой, то при просмотре такой кинопленки этот кадр в силу быстрого мелькания остается неосознанным, однако у зрителя возникает "беспричинное" желание приобрести рекламируемый предмет (надо сказать, впрочем, что сила воздействия такого "эффекта 25-го кадра" сильно преувеличена). Обычно человек справляется с такими "беспричинными" состояниями и действует в соответствии со своими целями и системой ценностей. Бывает, однако, когда действующая на уровне подсознания информация изменяет поведение, вмешиваясь в его сознательный контроль. Это вмешательство может быть вполне невинным - например, когда нам вдруг "отчего-то" становится весело и мы "неожиданно" вспоминаем и рассказываем забытый анекдот - но может приводить и к тяжелым нарушениям поведения.

Исследование таких нарушений позволило З. Фрейду создать первую - и на настоящий момент единственную, хотя в отдельных элементах спорную - теорию подсознания. Эта теория не только легла в основу классификации психических расстройств и объяснения причин многих из них, психотерапии и многих направлений в психологии; она буквально пронизала многие области человеческой мысли и деятельности, оказав огромное влияние на культуру, искусство, мораль и этику. Физиологические механизмы обнаруженных Фрейдом явлений почти не изучены, поэтому теория Фрейда принадлежит скорее к области психологии и психиатрии, чем физиологии; однако, во-первых, это в большей или меньшей степени касается всех высших психических функций, а во-вторых, неизученность явления не означает, что этого явления не существует и что в его основе не лежат какие-то вполне конкретные, хотя пока и неизвестные механизмы. В связи с этим здесь мы в самых общих чертах изложим основы фрейдовской теории подсознания.

...