Зрительная система

До недавнего времени ведущую роль в решении подобного рода вопросов играли психиатры и психологи, а также ученые, которые занимались поведенческой генетикой.

Они утверждали, что интеллект зависит от внешних воздействий, в первую очередь от характера социальной среды, в которой оказался ребенок и не зависит от наследственности.

В настоявшее время в результате анализа поведения близнецов, проведенного канадскими психологами, изучающими генетику лидерства и стремления к лидерству, было доказано наследственное происхождение этих качеств.

Отдельные аспекты поведения контролируется многими генами

Установлено, что за такие черты человека, как тревожность и склонность к депрессии, также в значительной мере отвечает наследственность.

Однако сам механизм наследования, гены, ответственные за темперамент, наклонности и пристрастия, остаются пока неизвестными.

В отличие от генов, определяющих группу крови, формирование конечностей или цвет глаз, выделить ген отвечающий за определенный аспект поведения, например - «ген лидерства» оказалось значительно сложнее.

Дело в том, что поведение человека, его психика, зависят, как правило, от большого числа генов и гораздо больше подвержены влиянию внешней среды, чем морфологические или биохимические признаки в организме.

Ген ритмов.

Этот ген, который передается по материнской линии, "заводит" внутренние часы организма.

В частности, определяет, кто вы: жаворонок, которого подкидывает ни свет, ни заря, или сова, которая мешает всем спать.

Ген сна.

Те, у кого поврежден этот ген, утверждают исследователи, валятся спать в 7 часов вечера, а утро встречают в 2 часа ночи. Смотри ген ритмов, этот ген -- его "брат".

Ген курения

Он же ген пристрастия к наркотикам и азартным играм.

У носителей этого гена в одном из участков мозга находится меньше рецепторов, реагирующих на допамин, "гормон удовольствия", поэтому они легко впадают в зависимость от дополнительных стимуляторов своих рецепторов.

С "геном курения" отказаться от курения труднее, поэтому лучше и не начинать...

Ген транспортера серотонина связан с суицидом

Внимание специалистов разных стран привлекли к себе гены, которые кодируют белки, участвующие в передаче сигналов от нейрона к нейрону в разных отделах нервной системы.

Выявлено, что с генами, кодирующими создание серотонина, его рецептора и транспортера, тесно связаны некоторые особенности поведения человека, в частности, тревожность и склонность к депрессии.

Первым был найден «ген самоубийства». Таковым оказался ген, кодирующий рецептор серотонина.

У людей носителей определенной мутации в этом гене часто возникают суицидальные настроения. Так был сделан вывод, что суицид имеет определенную генетическую основу.

Гены помогают создать лекарство

Ген транспортера серотонина существует у разных людей в нескольких формах (аллелях).

У людей с повышенным уровнем тревожности и склонностью к отрицательным эмоциям этот участок длиннее, чем у спокойных и более оптимистичных.

Увеличение размера регулирующего участка не проходит бесследно:

а) в клетках увеличивается количество белка - транспортера для серотонина, то есть его ген работает более активно, чем в норме,

б) уровень серотонина оказывается сниженным.

Препарат «Прозак» способствует подавлению активности белка-транспортера серотонина и количество серотонина в клетках увеличивается поскольку он не удаляется белком транспортером.

Ген дофамина - темперамент

Одна из групп нейронов, производящих дофамин, связана с так называемым центром эмоций и удовольствий.

Было обнаружено, что один из генов, кодирующих белки-рецепторы дофамина, может существовать в разных аллельных формах (длинная и короткая).

У людей носителей длинной аллели чувствительность к дофамину понижена, а у лиц с короткой аллелью -- повышена.

Люди с длинной аллелью больше склонны к поиску новых впечатлений, и это стремление к новизне проявляется во всех сферах жизни. Обнаруженный ген так и назвали «геном поиска новизны».

Видимо неслучайно у американцев длинная аллель гена рецептора дофамина встречается в 25 раз чаще, чем, скажем, у жителей Южной и Восточной Азии.

Ген шизофрении. Немецкие ученые из университета Вюрсбурга исследуя несколько поколений шизофреников выделили ген в 22-й хромосоме, им оказался ген ответственный за один из транспортеров дафамина.

Ген материнского инстинкта

Недавно обнаружены два гена, которые отвечают за материнские инстинкты.

Ко всеобщему удивлению, выяснилось, что вовсе не женщины, а мужчины определяют такое тонкое чувство, как материнский инстинкт, поскольку оба гена дочери получают от отцов.

Если дочь не проявляет интереса к собственным детям, то вся причина в «некачественном» отце.

С генами сперматозоидов тоже не все просто. Как ни странно, большинство генов (пока их известно около 10), отвечающих за выработку спермы, расположились на женской Х-хромосоме.

Таким образом, именно мама иногда "виновата" в том, что ее сын не может стать отцом.

Склонность к немотивированной агрессии

Генетики давно подметили, что преступные наклонности, связанные с физическим насилием, присущи некоторым людям от природы.

Исследование одной датской семьи, несколько поколений мужчин которой были склонны к немотивированной физической агрессии, позволило обнаружить «ген агрессивности». Им оказался ген моноаминооксидазы -- фермента, участвующего в проведении нервных импульсов в норадренергическом синапсе.

В американском суде адвокаты помогли своему клиенту избежать смертного приговора, использовав результаты генетической экспертизы, подтвердившей наследственную склонность его к убийствам

Восприятие среды ребенком в раннем возрасте контролируется генетически

Интересно, что европейские малыши, когда учатся говорить, запоминают много существительных, то есть предметы.

Азиатские малыши когда учатся говорить, запоминают больше глаголов, то есть слов, выражающих отношения между предметами.

Геном и окружающая среда

При анализе близнецов удалось выяснить, что умственное развитие, различия в привычках людей также могут объясняться генетически.

Так, выяснилось, что однояйцовые близнецы значительно более сходны между собой в отношении умственных способностей, чем двуяйцовые.

Если один из пары однояйцовых близнецов слабоумен, то второй оказывается таким же почти всегда.

В то же время у двуяйцовых близнецов такое совпадение отмечено лишь в 25%.

Корреляция коэффициента интеллектуального развития (всем хорошо известного IQ) для воспитанных совместно однояйцовых близнецов почти столь же высока, как, например, корреляция веса тела.

Но в то же время корреляция IQ между однояйцовыми близнецами, воспитанными порознь, не выше, чем у разнояйцовых близнецов одного пола, воспитанных совместно.

Из этого следует, что одинаковые внешние условия способны в той же мере дать вклад в достижение сходных показателей интеллекта, что и генетические различия между разнояйцовыми и однояйцовыми близнецами.

У детей известна такая патология, как дислексия -- неспособность к чтению.

Анализ показал, что у однояйцовых близнецов оба ребенка страдают дислексией в 84% случаев.

Канадскими учеными было проведено исследование 336 пар близнецов (как однояйцовых, так и разнояйцовых) на тягу к различным пристрастиям. Оказалось, что из 30 проанализированных пристрастий тяга к 26 из них в той или иной степени объясняется генами.

По мнению ученых, наиболее тесно от генов зависят такие пристрастия, как тяга к чтению, занятие групповыми видами спорта, катание на транспортном средстве.

Более того, генетически обусловлены оказались и некоторые мировозренческие установки -- отношение к смертной казни за убийство и проблема запрещения абортов.

На интересы близнецов оказывали воздействие и многие характеристики личности, в высокой степени передаваемые потомкам.

Тем не менее, ученые отмечают, что ненаследуемые характеристики (такие, как индивидуальный жизненный опыт) также чрезвычайно важны в формировании предпочтений.

Российскими учеными было проведено исследование детей близнецов в возрасте от 7 до 12 месяцев на предмет того, в какой мере генетика и среда влияют на формирование пяти интегральных черт темперамента:

1-агрессивности, 2-раздражительности, 3-активности,

4-чувствительности к наказанию и 5-общительности.

Оказалось, что первые три черты темперамента находятся под жестким генетическим контролем.

8. Научение и память

Простые формы научения

Нейрофизиологам известны 3 формы простого научения:

1. Привыкание

2. Сенситизация

3. Павловское обуславливание

Эти формы называют простыми, чтобы отличить их от сложного человеческого научения включающего освоение понятий и навыков.

К простым формам научения способны большинство животных, у которых вместо мозга имеют место только нервные ганглии.

Примером привыкания и сенситизации является способность животных реагировать на раздражитель игнорированием или более быстрой реакцией

Рефлекс втягивания жабры у аплизии единственная форма рефлекторного поведения

Условные рефлексы на нейронном уровне у аплизии формируются в мембранных структурах взаимодействующих нейронов

Без подкрепления привыкание или сенситизация исчезают со временем.

В этой форме научения раздражитель, как правило, ни с чем не ассоциируется.

За условно-рефлекторные реакции мозга ответственны мозжечок, гиппокамп, кора мозга.

Для мозжечка характерны следы памяти, в которых имеет место двигательная реакция.

Активность нейронов гиппокампа наблюдается, когда животное оказывается в знакомой обстановке.

У высших животных гиппокамп связывают со сферой кратковременной памяти.

У человека кора мозга имеет первостепенное значение для научения и памяти.

Система памяти у человека

Изучение памяти у человека сдвинулось с места, после того как Дональд Хебб ввел понятие кратковременной и долговременной памяти. Хебб возлагал большие надежды на роль синапсов в хранении следов памяти.

Память складывается из трех компонентной плеяды: усвоения; хранения; воспроизведения.

Усвоение не механический процесс.

Усвоив, некоторую информацию мы включаем в работу процесс обобщения, который переносит многие сведения - предположения на не знакомые предметы по принципу аналогии.

Предполагают наличие:

Непосредственной памяти, следы которой сохраняются несколько секунд;

Кратковременной памяти, следы которой сохраняются несколько минут;

Долговременной памяти, когда следы могут храниться часы или многие годы.

Установлено, что миндалина, гиппокамп и медиальная височная область являются отделами мозга связанные с формированием памяти.

У человек при амнезии практически трудно теряет события 3 лет и большей давности.

Легче теряет события жизни до 3 летней давности.

Человек легко теряет из памяти события текущего времени.

Модель для изучения кратковременной памяти

После выработки условного рефлекса (нажатие на педаль на звуковой раздражитель и последующее подкрепление пищей), перед животным помещают непрозрачный экран закрывающий педаль на несколько секунд.

После действия раздражителя животное вынуждено хранить в памяти ответ на раздражитель до того момента пока не сдвинется непрозрачный экран и педали станут доступны для ответа и соответствующего вознаграждения.

Через вживленные электроды в мозг можно зафиксировать все прореагировавшие нейроны в процессе выполнения условного рефлекса с задержкой ответа.

Кратковременная память

Оказалось, что эти нейроны подразделяются на несколько групп.

Часть нейронов обнаруживает свойство пространственной селекции только в период предъявления условного сигнала, такие нейроны названы сенсорными.

Другая группа нейронов обнаружила различия в импульсной активности только в период отсрочки, их именуют нейронами памяти.

Третья группа нейронов активна только после открытия экрана, в момент, непосредственно предшествующий моторному акту, поэтому их назвали нейронами моторных программ.

Описаны и смешанные типы нейронов.

Схема явления реверберации

Лоренте де Но был одним из первых морфологов, кто описал сложные замкнутые цепи нейронов в разных частях мозга.

Внутри корковую реверберацию рассматривают как базовый механизм краткосрочной памяти для лобной коры.

Явление реверберации

Именно для лобных отделов коры, характерны замкнутые нейронные круги типа «ловушек», в которых импульсный поток может циркулировать (реверберировать) до тех пор, пока не будет переключен на эфферентные модули теменных пирамид.

Краткосрочная память

Нейроны теменной коры не образуют нейронных ловушек горизонтального направления.

Преобладающим типом нейронов являются послойно расположенные эфферентные пирамиды. Эти пирамиды обеспечивают связь ядер таламуса с нейронами теменной коры т.е. вертикальные связи.

Экклс (1973) считает, что корковые пирамидные клетки V--VI слоев вовлекаются в длительную таламо-кортикальную реверберацию, что связано с процессами памяти.

Гиперполяризация механизм перевода кратковременной памяти в долговременную

Установлено, что длительно работающий синапс запускает восстановительные процессы.

Следствием восстановительных процессов является гиперполяризация мембраны.

Гиперполяризация мембраны активизирует синтез белков.

Вновь синтезированный белок используется синапсами и те меняют свои характеристики.

Временные границы видов памяти:

Кратковременная память угасает через 10 мин после обучения,

Лабильная память (промежуточная) возникает в течение 15 мин после обучения и угасает через 30 мин,

Долговременная память - возникает через 45 мин после обучения и сохраняется неопределенно долгое время.

Феномен долговременной памяти

И. С. Беритащвили (1976). Он различал

образную,

условно-рефлекторную,

эмоциональную

и словесно-логическую память.

У человека психологи и клиницисты выделяют произвольную и непроизвольную память, непосредственное и опосредованное запоминание.

Виды памяти

Под образной памятью животных и человека И. С. Бериташвили понимал сохранение в памяти и репродукцию однажды воспринятого жизненно важного объекта.

Условно-рефлекторная память проявляется в виде воспроизведения условных двигательных и секреторных реакций или заученных привычных движений.

Словесно-логическая (или семантическая) -- это память на словесные сигналы.

Канадский ученый Хебб (1949) выдвинул другую гипотезу. По Хеббу фиксация следа памяти связана со стойкими изменениями синаптической проводимости в пределах определенного нейронного ансамбля.

Эмоциональная память

Под эмоциональной памятью понимают воспроизведение пережитого ранее эмоционального состояния при повторном воздействии раздражений, обусловивших первичное возникновение этого состояния.

Эмоциональная память обладает следующими характерными особенностями:

она надмодальна, т.е. ее формирование и воспроизведение может происходить при любых сенсорных воздействиях;

она формируется очень быстро, (в отличие от условно-рефлекторной) и часто с первого раза;

она характеризуется непроизвольностью запоминания и воспроизведения информации, т. е. обеспечивает пополнение подсознательной сферы человеческой психики.

Нейромедиаторные системы (ацетилхолин и память)

Когда речь заходит о регуляции синаптической эффективности, то естественно внимание обращается, прежде всего, на системы биологически активных веществ являющихся посредниками в синаптической передаче.

Было установлено увеличение содержания свободного ацетилхолина в гиппокампе сразу после обучения условному оборонительному рефлексу.

Исследования показали, что под влиянием обучения увеличивается количество холинорецепторов.

Р. Э. Кендел (1980) полагал, что долговременная память связана со стабильным изменением чувствительности рецепторов к ацетилхолину

Норадреналин и память

Установлено, что обучение животных в моделях с электрокожным подкреплением условных реакций сопровождается активацией норадренергических систем мозга,

обучение с пищевым подкреплением -- снижением метаболизма и уровня норадреналина в мозге животных и повышение серотонина.

Разработана гипотеза, в соответствии, с которой норадреналин, выделяющийся при подкреплении, пролонгирует активность нейронов, вызванную предъявлением условного стимула, и этим облегчает формирование условного рефлекса.

Значительное снижение норадреналина в мозге, разрушение нейронов голубого пятна продолговатого мозга:

замедляет обучение,

вызывает амнезию и

нарушает извлечение следа из памяти.

Серотонин и память

Установлено, что серотонин ускоряет обучение и удлиняет сохранение навыков, выработанных на эмоционально положительном подкреплении.

Серотонин причастен к формированию эмоционально положительных, а норадреналин -- эмоционально отрицательных состояний. Обе моноаминергические системы находятся в реципрокных отношениях.

Согласно этой концепции моноамины участвуют в процессах обучения и памяти опосредованно, через нейрохимическое обеспечение положительных и отрицательных эмоциональных состояний.

Перенос памяти

В последнее время описаны факты прямого переноса условного сахаринового отвращения у крыс.

У одной группы крыс вырабатывали отвращение к сахариновому раствору при сочетаниях питья этого раствора с введением животным хлорида лития, приводящего к шоку.

Ликвор обученных животных вводили реципиентам, у которых достоверно снизилось потребление сахаринового раствора.

Иммунная гипотеза переноса памяти

Если представить себе, что после прохождения импульсов через синапс усиливается синтез специфических белков-антигенов, то их избыток должен выходить в около синаптическое пространство.

Эти белки взаимодействуют с рядом расположенными клонами клеток астроцитарной глии и индуцируют их размножение и образование антител.

Последние, специфически взаимодействуют с постсинаптическими мембранами тех же нейронов и облегчают проводимость в соответствующих синапсах.

Данный клон астроцитов сохраняется в течение жизни.

В свете данной гипотезы действующим началом «переноса памяти» может быть антиген пептидной природы, который способен автоматически найти в мозге реципиента либо соответствующую клетку глии, либо синапс.

9. Ритмы мозга

Ритмы в природе их значение

Ритмы - свойство живой материи. Ритмы свойственны самым простейшим формам жизни. Золотистые водоросли организмы без мозга (живущие на побережье океана) имеют четкие ритмы, согласованные с лунными приливами и отливами.

Когда наблюдается прилив, они забираются в песок на глубину, чтобы в период отлива их не унесло в море.

В период отлива они выбираются на поверхность для получения солнечной энергии.

Золотистые водоросли, перенесенные в аквариум, далеко от побережья и постоянно освещенные не поменяли своих навыков. По их погружениям в песок и подъему на поверхность можно было определить отлив или прилив на побережье.

Организм человека и биоритмы

У человека биоритмы организованы мозгом. Ритмичность жизненных процессов одно из условий надежности жизни. Отсутствие ритма в физиологической системе организма человека не совместимы с жизнью.

Нарушение процесса ритмичности получило название десинхронизации.

Наиболее высокая суточная изменчивость выявлена для биологически активных веществ ответственных за передачу нервного возбуждения.

Концентрация адреналина, ацетилхолина меняется в разы, серотонина на 50 % в процессе суточной ритмики.

Ритмы в природе их значение

Процессы жизнедеятельности организма подчиняются социальным датчикам и внешним датчикам времени.

Внешним датчиком времени является вращение Земли вокруг собственной оси, что и определяет смену дня и ночи, т.е. суточную периодичность, или циркадные ритмы.

Применительно к животному организму циркадный ритм характеризуется закономерной сменой интенсивности физиологических обменных процессов и поведения в целом.

Ритмы в природе их значение

Из внешних факторов, которые формируют циркадную ритмику, на первое место ставят уровень освещенности влияющее более всего на деятельность нервных центров, и регулирующее состояние гормональной сферы и обмена веществ в организме человека.

Слуховые, температурные и др. воздействия ставят на второй план.

Большинство млекопитающих не рождаются с готовым суточным ритмом, а вырабатывают, собственный внутренний ритм.

Чем быстрее животное сформирует свой внутренний ритм, тем оно имеет больше шансов в борьбе за существование.

К социальным датчикам можно отнести организованное поведение в микро и макро интервалах времени (длительность рабочей смены, кратность питания, кратность спортивных занятий и др.)

Внутренние циркадные ритмы, как правило, очень устойчивыми и поддерживаться без непосредственного периодического влияния на организм факторов внешней среды.

Типы ритмов. Циркадные ритмы

У золотистых водорослей сутки составили 24,8 часа. Ритмы с подобным периодом называют циркадными, circa - около; dies - день, (околосуточные). Ритмы с периодом более суток называют инфрадианными. Ритмы с периодом менее суток ультрадианными.

У человека насчитывают более 100 проявлений циркадной ритмичности.

Большинство природных ритмов скоординированы у человека с циклом сон -бодрствование: температура, выделение мочи, активность эндокринных желез, пищевое и половое поведение.

Нервные структуры ответственные за сон

Нейроны ответственные за сон найдены в ретикулярной формации, ядрах шва, голубом пятне.

Виновными считают ядра шва - находящиеся в заднем мозге они вызывают сон. Ретикулярная формация обеспечивает процесс просыпания.

Ядра шва выделяют Серотонин. Серотонин индуцирует сон. Недостаток серотонина побуждает животных бодрствовать.

При повреждении голубого пятна возникает боле длительный сон. Повреждение волокон от голубого пятна к ядрам шва приводит к сокращению сна.

Супрахиазменные ядра (хиазма зрительный перекрест) ответственны за распределение сна в течение суток. Эти ядра не влияют на продолжительность сна.

Разрушение супрахиазменных ядер приводит к беспорядочному сну в течение суток - это показано на крысах.

Людям предполагается необходимо от 4-5 часов сна до 10 -12 часов в сутки. Считается , что длительность сна имеет генетическую основу.

Сон-бодрствование

Люди, добровольно согласившиеся на изоляцию, от внешних сигналов обыденной жизни, приходят к ритму суток с периодом в 24,8 часа.

Ритмичность суточных циклов существенно связана с ритмом температуры тела. Если засыпание совпадает со снижением температуры тела, то сон не длителен. Если засыпание совпадает с повышенной температурой тела, то сон может продолжаться до 14 часов.

Люди с устойчивым ритмом сна и бодрствования засыпают в период понижения температуры тела и просыпаются с повышением температуры тела.

Для быстрой синхронизации и стабилизации ритма сон - работа нужно скорее организовать воздействие сигналов ритмических часов на организм в новых условиях суточного ритма.

Люди, работающие вахтовым методом для сохранения работоспособности, при приезде на новое место работы, должны сразу включатся в работу в том режиме, в котором им предстоит работать.

Выделяют три типа людей по способности перестраивать свои суточные ритмы работоспособности:

1 тип - легко перестраиваются;

2 тип - перестраиваются с задержкой;

3 тип - совсем не перестраиваются.

Ультрадианные ритмы.

Среди ультрадианных ритмов наиболее известный ритм с периодом в 90 минут.

Этот ритм находят в ЭЭГ активности мозга человека.

Внимание и познавательная деятельность человека чередуется ритмом в 90 минут. Этим определяется во всем мире структура построения учебных занятий в образовательных учреждениях.

В пищеварительной системе выделен ритм моторной активности с периодом в 90 минут в длительного отсутствия приема пищи - голодный период.

Сон имеет ритм с периодом в 90 минут. Фазы сна:

1-фаза - Бодрое состояние - альфа ритм 8-12 Гц.

2-фаза - Дремотное состояние - тета-волны 3-7 Гц.

3-фаза - Дремотное состояние - появление сонных веретен, частот с ритмом 12-14 Гц.

4-фаза Дельта волны с частотой 0,5- 2 Гц. (Глубокий сон)

5-фаза Быстрый сон. Повторяется 3-4 раза за весь период сна. К концу ночи быстрый сон как фаза увеличивается по продолжительности.

За весь сон набирается 90 мин. парадоксального сна.

Сон

Человек проснувшийся в фазу быстрого сна легче может вспомнить виденный сон. Постоянное лишение человека фазы быстрого сна приводит его к невротическому состоянию.

Чем более высоко организованное животное, тем явственнее наличие фазы быстрого сна у него.

Сон животных бывает двух типов: монофазный -- с однократным чередованием дневного или ночного сна и периода бодрствования и полифазный -- с частыми сменами периодов сна и бодрствования в ночные и дневные часы.

Сон --это адаптация, проявляющаяся в подавлении активности в период наименьшей доступности пищи, угрозы резких колебаний внешних условий и максимальной опасности со стороны хищников.

В эволюции позвоночных выделяют три этапа в формировании цикла «бодрствование--сон».

1-этап -- у рыб и амфибий обнаружены формы покоя как первичные адаптации к дневной и ночной освещенности. Дневную и ночную формы покоя у этих животных рассматривают как сон подобные состояния, или первичный сон. Эти формы покоя у рыб и амфибий выполняют, вероятно, функцию защиты и пассивного отдыха.

2- этап связан с заменой первичной формы сна качественно новой формой покоя, именуемой промежуточным сном. Этот этап характерен для рептилий и рептиле- подобных млекопитающих, медленно волновый сон которых лишен еще парадоксальной стадии.

3 - этап состоит в усложнении структуры сна у птиц и млекопитающих. Возникновение гомойотермности, значительное развитие головного мозга создали предпосылки для очередного приобретения в виде появления двустадийного сна: медленного и парадоксального.

Теории сна.

Природа сна как наиболее загадочного состояния организма интересовала ученых с древних времен. Наиболее распространены гуморальные теории сна.

В 1965 г. Ж. Монье использовал препарат с перекрестным кровообращением у двух кроликов, т. е. кровь от мозга одного кролика попадала в туловище другого и наоборот. Если у одного из кроликов раздражали участки мозга, вызывающие сон, то второй кролик тоже засыпал. Это можно было бы объяснить переносом каких-то «веществ сна».

Действительно, во время сна в мозгу обнаружено избыточное накопление ряда биологически активных веществ -- ацетилхолина, гамма-аминомасляной кислоты, серотонина.

Однако гуморальной теории сна противоречат наблюдения над сросшимися близнецами, обладающими общим кровообращением, но с раздельной центральной нервной системой. Сон у близнецов наступал не одновременно, одна голова спит, а другая бодрствует.

Нервные теории сна.

Один путь исследований -- это изучение так называемого центра сна, существование которого в ядрах гипоталамуса у животных утверждал швейцарский физиолог В. Гесс (1933). У больных с пораженным гипоталамусом также отмечалась повышенная сонливость: у раненого солдата осколок снаряда находился на уровне гипоталамуса, а попытка извлечь осколок пинцетом вызывала глубокий мгновенный сон.

Сегодня с несомненностью установлена корково-подкорковоя локализация структур управления сном. П. К. Анохин (1945) считал, что лобные доли коры мозга, заторможенные во сне, высвобождают от своего непрерывного тормозного контроля гипоталамические структуры. Последние, активные в течение сна, блокируют прохождение импульсов через таламус, вызывая своеобразную функциональную деафферентацию коры больших полушарий

Теории сна

Все большее внимание начинает привлекать так называемая информационная теория сна (Н. Винер). Согласно этой теории, в течение дня мозг накапливает огромную информацию, усвоение которой затруднено, а часть ее не имеет отношения к долговременным задачам. Если кратковременная память заполняется днем, то ночью часть содержащейся в ней информации переписывается в долговременную память.

М. Жуве (1967) развивает гипотезу о моноаминергической регуляции стадий сна. По его представлениям медленно волновый сон регулируется серотонинергической системой ядер шва в продолговатом мозге, ибо им установлена прямая зависимость сна от функциональной активности этих мозговых образований и общего уровня серотонина и его обмена.

Катехоламинергические нейроны голубого пятна и ретикулярной формации среднего мозга выступают как антагонистическая система, ответственная за возникновение быстрого сна и состояния бодрствования. Биологическое значение быстрого сна продолжает оставаться неразрешенной проблемой.

Поведение в микроинтервалах времени

Поведение в микро интервалах времени имеет механизмы, ответственные за формирование «чувства времени», автоматизированного поведения и других форм адаптации.

Следы нервных процессов могут выступать в качестве самостоятельного сигнального фактора, отчетливо было продемонстрировано в опытах с условными рефлексами на «чистое время».

Например, крыса обучается избегать электрического удара через контакты в полу камеры путем перехода через дверь в аналогичную соседнюю камеру. Но в этой соседней камере спустя 2 мин через такой же электропол подается ток, заставляющий животное вернуться обратно.

Такие «челночные» движения животное первое время обучается производить через 2 мин, а спустя некоторое число сочетаний крыса переходит в «безопасную» камеру, не ожидая действия тока, а за 5--10 секунд до его включения.

Организация поведения в макроинтервалах времени подчиняется, прежде всего, суточным (циркадным) ритмам, которым соответствует цикл бодрствование--сон, а также сезонным ритмам, которые определяют зимнюю или летнюю спячки, миграционную активность, репродуктивную, деятельность. Эти формы поведения контролируются структурами гипоталамуса.

Ритмы и психика

Показана связь такого состояния как ДЕПРЕССИЯ с нарушением жизненных ритмов.

Изучение сна у людей подверженных депрессии показало наличие у них диспропорции между фазами сна.

Депрессию можно корректировать через лишение сна.

Одна из гипотез возникновения депрессии нарушение обмена адреналина в мозге. Адреналин считают главным фактором регуляции фазы быстрого сна.

Такую форму поведения как бессонница исправляют с помощью нормализации ритма сон - бодрствование.

10. Эмоции

Теории эмоций

Эмоции субъективный опыт сопровождающий протекающие жизненные функции.

По Зигмунду Фрейду

Эмоции - это усиление или уменьшение чувства дискомфорта в глубине мозга. Глубина мозга -ядерные образования занятые управлением внутреннего состояния организма. Мысль по своей сути результат сравнения «желаний» с «восприятиями».

По Уильяму Джеймсу и датскому психологу К. Ланге

Эмоции это последствия от возникших ощущений. Человек сначала имеет вегетативные реакции, а затем возникают ощущение страха, радости и др. эмоциональных состояний. Физические ощущения и есть сама эмоция. Мы грустим потому что плачем.

Но ни З. Фрейд, ни У.Джеймс, ни К. Ланге не могли дать физиологической основы эмоциям.

В 1929 г. Уолтер Кэннон указал на ошибочность теории У. Джеймса и К. Ланге, что каждой эмоции свойственны свои ощущения.

У.Кэннон показал, что одни и те же сдвиги могут сопровождать различные эмоциональные состояния.

Эмоция это состояние лишь в некоторой степени связанное с вегетативной реакцией развертывающееся в организме.

Филипп Бард развивая идею У.Кеннона показал, что возбуждение возникающее в таламусе как бы разбивается на две ветви одна идет в кору где и формируется чувство страха, гнева или радости, удовольствия, другая идет в гипоталамус где одновременно формируется вегетативная реакция.

Эмоция сплав эмоционального переживания и физиологической реакции.

У. Кэннон и Ф. Бард показали роль таламуса в возникновении эмоций.

В 1937 г. Папес показал, что эмоции это не функция отдельного ядра в мозге, а результат целой анатомической системы в мозге названной лимбической системой.

Функция эмоций

С физиологической точки зрения эмоция есть активное состояние системы мозговых структур побуждающих изменить поведение в направлении минимизации или максимизации этого состояния.

Регулирующая функция эмоций особенно ярко обнаруживается при конкуренции мотиваций, при выделении доминирующей потребности.

Такова борьба между страхом и чувством долга, между страхом и стыдом.

Управление своими эмоциями предстает в качестве физиологических механизмов воли.

Подкрепляющая функция эмоций

Сами эмоции могут выступать в качестве безусловного подкрепления.

Было отмечено, что у крыс не удается выработать инструментальный условный рефлекс (Свет > нажатие на педаль + пища), если пищу вводили непосредственно в желудок через канюлю.

Но этот же рефлекс легко вырабатывается, если к вводимой в желудок пище подмешивается морфин, быстро вызывающий у животного положительное эмоциональное состояние.

Тот же горький на вкус морфин, введенный через рот, переставал быть подкрепляющим фактором пищевого рефлекса, ибо сопровождался аверсией.

У мышей хорошо вырабатывается условный инструментальный рефлекс нажатия на рычаг, если это действие подкрепляется появлением в клетке другой мыши.

Подкрепляющими факторами могут выступать эмоциональное состояние другой особи того же вида.

В динамике социально-исторической эволюции это могло быть биологической основой способности человека к сопереживанию.

Первую стадию образования любого условного рефлекса, названную стадией генерализации, именуют также эмоциональной стадией.

Упрочение условного рефлекса сопровождается ослаблением эмоционально напряжения и переходом к строго избирательному реагированию на условный сигнал.

Возникновение эмоций в процессе условного рефлекса ведет ко вторичной активации нервных центров: расширяется извлечение из памяти информации и снижаются критерии при принятии решения.

Например, чем сильнее тревога, тем сильнее отвечает субъект на индифферентный сигнал, как на опасный сигнал.

Доминантное реагирование целесообразно в условиях прагматической неопределенности.

Способствующее доминантному реагированию эмоциональное напряжение зависит от размеров дефицита прагматической информации.

Положительные эмоции как бы компенсируют недостаток неудовлетворенных потребностей и прагматической неопределенности.

Компенсаторное значение эмоций

Компенсаторное значение эмоций заключается в их замещающей роли.

В трудной ситуации с низкой вероятностью достижения цели даже небольшой успех порождает положительную эмоцию.

В отдельных случаях переход к имитационному поведению характерен для эмоционально возбужденного мозга. Животное, не располагающее информацией для адекватного поведенческого акта, извлекает ее из примеров поведения других членов сообщества.

Подражательное поведение -- это пример компенсаторной функции эмоций на популяционном уровне

Структуры мозга участвующие в эмоциях

Лимбическая система это достаточно древние структуры в мозге они сходны у всех млекопитающих. Некоторая часть коры и ствола мозга а также таламус, гиппокамп, миндалина, мамилярные тела, гипоталамус.

Миндалина отвечает за реакции агрессии или реакции страха.

Миндалина участвует в выборе поведения путем «взвешивания» конкурирующих эмоций, порожденных конкурирующими потребностями.

Миндалина вовлекается в процесс организации поведения на сравнительно поздних этапах, когда актуализированные потребности уже сопоставлены с возможностью их удовлетворения и порождены соответствующие эмоциональные состояния.

Гиппокамп анатомически наиболее близок к миндалине и его роль в функциях миндалины наиболее вероятна. Прогнозирование вероятности удовлетворения потребности осуществляется с участием гиппокампа и фронтальных отделов неокортекса.

Гиппокамп необходим для выполнения реакций на сигналы с низкой вероятностью подкрепления.

Фронтальная кора важна для организации поведения на сигналы высоко вероятных событий.

Гиппокамп получает сигналы из поясной извилины (отдел коры) окружающей лимбическую систему.

В поясную извилину сигналы приходят из таламуса. Гиппокамп посылает сигналы в гипоталамус и мамилярные тела, а те в свою очередь возвращают сигналы в таламус так круг замыкается.

Ствол мозга.

Важную роль в формировании эмоций играет ретикулярная формация (РФ).

РФ сравнивают с работой фильтра пропускающую лишь новую и необычную информацию.

РФ посылает сигналы в кору и лимбическую систему при этом имеет два типа проводниковых путей специфический и не специфический.

Ретикулярная формация

Некоторые отделы ретикулярной информации достаточно своеобразны, например голубое пятно.

Голубое пятно в основном содержит норадреналин (НА). Недостаток НА депрессия, избыток стрессовое состояние. В ряде случаев удовольствие.

Чёрная субстанция - Дофамин - приятные ощущения, эйфория. Эйфории - возникающее при приёме кокаина, амфетамина

Кора больших полушарий

Лобные доли более всего связаны с эмоциями. Лобные доли имеют прямые контакты с таламусом.

Лобные доли связаны с проявлением темперамента у человека его характером.

Височные доли связаны с формированием эмоций.

Гипоталамус участвует на самых ранних стадиях организации поведения и на более поздних его этапах, когда оформляется внешне реализуемый эмоциональный ответ.

Опыты на животных с вживлением электродов показали роль ядер гипоталамуса в проявлении определенных форм поведения.

Хосе Дельгадо

Крыса - зоны удовольствия.

Бык - корида - зоны положительных эмоций;

Развитие эмоций

У новорожденного ребенка имеет место на лице выражение похожее на улыбку.

Дети начинают улыбаться раньше, чем начинают отличать лица разных людей (5-6 месяцев).

Развитие эмоций детерминировано биологически. Развитие эмоций связывают с последовательной миелинезацией нервных путей лимбической системы.

В два года ребенок перестает бояться незнакомых людей, это период когда он осознаёт, что предметы не перестают существовать, если ребенок их не видит.

Дети настраивают свою эмоциональную реакцию на эмоциональное состояние матери и таким образом осваивают значимость того или иного события.

Ряд эмоций связаны с социальным обучением: альтруизм, стыд, зависть, чувство вины.

Такие эмоции называют сложными. Люди разных культур сложнее узнают эти эмоции, то есть генетически эти эмоции контролируются слабо.

У некоторых народов не принято выражать на лице печаль. Поскольку это означает состояние болезни.

Нейронные механизмы эмоций

Эмоции сопровождают многие состояния организма: состояние болевого восприятия, стресса, сильного возбуждения. При этих состояниях в головном мозге, как правило, отмечается повышенная выработка эндорфинов.

Показано, что эндорфины понижают чувственную сферу человека при сильных ощущениях и тем самым помогают сохранить под контролем сознания поведенческие аспекты

При длительных состояниях стресса, болевого ощущения в организме появляется психологические состояния беспокойства, тревоги. Для устранения этих состояний люди используют транквилизаторы. Эти вещества поддерживают функцию тормозных медиаторов в мозге.

ГАМК видимо снижает поступление потока сигналов в лимбическую систему мозга.

Некоторые люди получают удовольствие оттого, что они могут отказаться от таких вещей, от которых не может отказаться большинство людей, это люди аскеты.

Некоторые получают удовольствие от страдания, это мазохисты. Подобного рода реакции связаны с индивидуальным опытом.

Позновательный фактор)

В эксперименте подсадной экспериментатор проигрывал несколько состояний: эйфорию, раздражительность и ярость.

Те испытуемые, которые правильно были информированы о своем состоянии после введения «витамина-адреналина» в наименьшей мере реагировали на подсадных.

Те, кто был дезинформирован, более выражено реагировали на подсадного экспериментатора. Они или впадали в ярость, или в эйфорию.

Тем, кому ничего не сообщалось о их возможном поведении, проявили средний тип реакции.

Познавательный фактор, чувство некоторого контроля за ситуацией, оказывается важным в возникновении эмоциональной реакции.

Эмоции и мотивации

До сих пор нет четкого представления о том, что различаются ли эти два субъективных состояния организма человека или это одно и тоже состояние имеющее разные оттенки.

Вальдман А.В. 1972 предполагает, что эмоции индуцируются преимущественно внешними стимулами, а мотивации внутренними стимулами.

Эмоции и стресс

В развитии стресса различают три стадии:

1. Стадия тревоги, возникающая при внезапном действии стрессора, проходит в форме шока как результата сильнейшего эмоционального возбуждения.

2. Стадия резистентности, готовит организм к повышенной устойчивости к действию вредных факторов. Адаптация в основном осуществляется системой гипоталамус - кора надпочечников, так называемыми адаптивными гормонами и прежде всего АКТГ.

3. Стадия истощения, возникающая при продолжающемся воздействии стрессоров. Эта стадия еще именуется состоянием психической дезадаптации.

Эмоции и роботы

Рано или поздно, роботы войдут в наш быт повсеместно. Поскольку они становятся все более и более обычными, они должны будут взаимодействовать с людьми более естественным способом, приближенным к нашему общению между собой. Исследователи Университета Вандербильт работают над роботами способными реагировать на человеческие эмоции.

Проект состоит из двух этапов:

На первом этапе потребуется развить систему, которая сможет точно идентифицировать психологическое состояние человека, анализируя показания, собранные с различных датчиков, снимающих физиологические параметры голоса (тональности), запаха, сердцебиения и подвижности человека.

Другой этап должен заключаться в развитии систем, которые должны обрабатывать эту информацию в режиме реального времени и трансформировать ее в форму, которую компьютер или робот могут обработать программно.

Психологи пробовали идентифицировать универсальные образцы физиологического ответа в течение всего прошлого столетия и без успеха. Таких универсальных образцов нет. Различные индивидуумы выражают ту же самую эмоцию каждый по своему.

Есть одна зацепка «Контроль за выполнением индивидуального подхода при исполнении приказов».

На этом же принципе построен всем известный детектор лжи. Он определяет наше беспокойство при ответах на те или иные вопросы и позволяет с высокой точностью определить лжет человек или нет.

Если к этим данным добавить показания о нашей нервной активности (степени подвижности), тембре голоса, изменении запаха, дыхания, то анализ этих данных позволит давать ответы и на другие вопросы, например, то, какое у нас настроение, больны ли мы, устали или активны.

Соответственно ответная реакция действий робота будет зависеть от этих данных - он будет спрашивать нужна ли хозяину помощь или чем развеселить его если он грустный.

11. Сознание и подсознание как формы ВНД

Процессы жизнедеятельности в человеческом организме и приспособительная деятельность человека к окружающей среде обеспечиваются переработкой информации в ЦНС.

Отслеживая переработку этой информации можно судить о ВНД человека.

Восприятие и переработка информации

существует в виде : а) сенсорных порогов осознания; б) выполнения рефлекторных реакций; в) проявления биоэлектрических, вегетативных и эмоциональных реакций.

Поскольку человек - система ритмичная и не стабильная, то момент осознания раздражителя также оказывается не стабильным.

Установлено, что момент осознания раздражителя зависит: а) от значимости для испытуемого воспринимаемого сигнала

б) от размера и формы «штрафа» за не воспринятый сигнал

Порог восприятия сигнала у человека в значительной мере зависит:

а) от условий опыта, б) от наличия либо отсутствия положительного подкрепления «попадания в цель» или отрицательного подкрепления «ложной тревоги»,

в) отношения обследуемого к эксперименту, г) от его характерологических особенностей.

Всех здоровых людей по способности реагировать на сигнал грубо можно разделить на две категории -- «либералов» и «консерваторов».

Сторонники теории статистического обнаружения сигнала считают,

что использование обследуемым более строгого критерия имеет

непосредственное отношение к проблеме «неосознанного восприятия».

В этих случаях, по их мнению, обследуемый предпочитает не сообщать

о существовании сигнала, если он сомневается в его наличии,

но он все же имеет о нем какую-то информацию.

Они высказывают предположение, что, возможно, «неосознанное

восприятие» существует только тогда, когда высокий уровень критерия

неправильно определяется как предел восприятия.

«Консерваторы» воздерживаются от реакции, когда они сомневаются в наличии тестируемого сигнала, боятся совершить ошибку и отвечают строго по принципу «да»-- «нет».

Таким образом, «консерваторы» используют более строгий критерий решения соотношения сигнал/шум, и у них будет меньше ответов типа «ложных тревог», но и меньше «попаданий в цель» и больше «пропусков» сигнала.

У «либералов» более низкий критический уровень реакции.

Они дают больше положительных реакций за счет ответов типа «мне кажется», «я догадываюсь».

Понятно, что в этих случаях возрастает вероятность «ложных тревог», но и уменьшается количество «неосознанных восприятий».

1. Осознаваемое и неосознаваемое восприятие

Отсутствие фиксированного момента осознания сигнала в системе наблюдений для человека обусловлено тем, что человек воспринимает сигнал не пассивно от собственного состояния и состояния окружающей среды.

Человек активно связывает полученные сенсорные данные сигнала с информацией, с которой он предварительно ознакомился, а также соотносит ее со своими задачами в конкретный момент времени.

2. Физиологическая основа осознания окружающей действительности

Информация о внешнем раздражителе по проводящим сенсорным путям поступает в соответствующие зоны неокортекса не зависимо от того, находится человек в сознании или же в бессознательном состоянии.

В клинических наблюдениях выявлены вызванные потенциалы на звуковые и зрительные и др. стимулы в коре больших полушарий у лиц находящихся в бессознательном состоянии (общий наркоз).

При истерической или внушенной в гипнозе анестезии в коре больших полушарий развиваются вызванные потенциалы на внешние сигналы, полностью не ощущаемые субъектом.

У бодрствующего человека с обнаженной проекционной соматосенсорной корой регистрируется ранний вызванный ответ на раздражение кожи, которое не осознается обследуемым (Libel, 1977).

Костандову (1977), удалось записать с коры больших полушарий вызванный потенциал на звуковые раздражения, лежащие ниже порога осознания стимула.

Вышеприведенные факты говорят о том, что для осознания сигнала недостаточно переработки информации в соответствующих проекционных и даже ассоциативных корковых зонах.

Слабый сенсорный стимул может вызвать активацию корковых нейронов, но пространственно-временные параметры этого возбуждения могут быть недостаточны для того, чтобы стимул был осознан.

По мнению Либэт, (1978), для процесса осознания внешнего раздражитёля необходима определенная, минимум в несколько сот миллисекунд активность нейронов.

Необходимость определенного минимума длительности активации корковых нейронов может играть роль «фильтрующего механизма не допускающего до уровня сознания множество сенсорных импульсов.

Сенсорное раздражение не будет осознаваться даже если нервные импульсы достигли проекционной коры. В случаё жё адекватно, длительностью до 500 мс, периода активации соответствующих корковых нейронов произойдет осознание стимула.

3. Неосознаваемые формы ВНД

Непринятие бессознательного автоматически закрывает в ряде случаев причины проявления психики человека.

В физиологии особый интерес представляет ситуация, когда не осознаваемый человеком раздражитель, вызывает: поведенческие, эмоциональные и вегетативные реакции.

Считается, что большая часть внешних сигналов остается за порогом осознания. Это происходит:

а) когда сигнал слишком знаком и ответ может быть автоматичен;

б) когда с ответом справляется низкий уровень ЦНС;

в) когда сигнал эволюционно проработан.

Эффект неосознаваемых раздражителей на запуск поведенческой реакции достаточен:

а) когда раздражители эмоционально значимы;

б) когда уровень эмоционального напряжения у испытуемого достаточно высок.

У здоровых людей в экспериментах с опознанием неприятных слов «табу» при их быстром предъявлении (1 мс) показано, что эти слова опознаются лучше, чем нейтральные слова.

Испытуемые делают догадки о этих словах, но какправило не могут их назвать.

Опыты с картинками различных частей обнаженного женского тела дают точно такие же результаты.

Картина возбуждения нейронов в корковых отделах мозга при осознаваемом сигнале достаточно целенаггравлена, при не осознаваемом сигнале картина возбуждения носит диффузный характер.

В этих экспериментах показано, что вовлечение в ответную реакцию лимбических структур происходит до того как произойдет осознание данного сигнала.

4. Условные рефлексы на основе неосознаваемых стимулов

Из наблюдений психиатров известно, что если неосознаваемые внешние стимулы совпали с отрицательными эмоциями которые явились в ответ на осознаваемый стимул, то через много лет могут проявиться отрицательные эмоции при этом повод к ним так и останется скрытым для человека.

Таким образом, можно объяснить беспричинные психические состояния человека.

Жизненный опыт человека содержит положительные и отрицательные эмоции. Проверка порога чувствительности на эмоционально значимые слова показывает, что человек имеет повышенную чувствительность на эти слова, как на уровне сознания, так и подсознания.

5. Межполушарные отношения и бессознательное

Некоторые исследователи довольно прямолинейно связывают бессознательные психические проявления с деятельностью правого полушария ссылаясь на психологические исследования у людей с «расщепленным мозгом».

После предъявления неосознаваемого эмоционального слова волна Рзоо на нейтральные стимулы явно больше выражена в правом полушарии, а не в левом.

При «безотчетной» эмоции, вызванной неосознаваемым словом, наблюдается диффузная, активация коры больших полушарий, она значительно больше выражена в правом полушарии.

Сперри (1982) считает, что правое полушарие, как и левое осуществляет сознательную психическую деятельность, но последняя не может быть выражена словесно.

Проба с зеркалом, которая является одним из основных тестов на самосознание показывает, что больные с «расщепленным мозгом», работая правым полушарием, когда им предъявляют их собственные изображения или же изображения знакомых лиц, нередко проявляют адекватную эмоциональную реакцию, отмечает Сперри.

Однако по мнению Экклсс (1980), сознание человека непременно связано с деятельностью системы речи в левом полушарии.

12. Физиологические основы речи

Значение речи как сигнальной системы

Значение речи как сигнальной системы

Сигнальное значение слова определяется всем коллективным опытом людей, пользующихся данной системой словесных знаков.

Умение использовать знаковую систему языка позволяет человеку оперировать осознанными понятиями.

Способность оперировать абстрактными понятиями, произнесенными или написанными словами, служит основой мыслительной деятельности и составляет сущность высшей формы отражения окружающей действительности.

Оперирование речью (устной или письменной) дает человеку преимущества в адаптивно-приспособительном поведении.

Функция речи включает в себя способность не только кодировать, но и декодировать данное сообщение при помощи соответствующих условных знаков, сохраняя при этом его содержательное смысловое значение.

В отсутствие единого знакового пространства становится невозможным использование этой формы общения в межличностной коммуникации.

...