Ответы на вопросы вступительного экзамена по психологии

Взятая в полном объеме своих задач психофизиология включает три относительно самостоятельных части: общую, возрастную и дифференциальную. Каждая из них имеет собственный предмет изучения, задачи и методические приемы. Предмет общей психофизиологии -- физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека. Общая психофизиология изучает физиологические основы познавательных процессов, мотивационно-потребностной сферы человека, эмоций и функциональных состояний. Предмет возрастной психофизиологии -- онтогенез физиологических основ психики и поведения человека. Дифференциальная психофизиология -- раздел, изучающий естественно-научные основы и предпосылки индивидуальных различий в психике и поведении человека.

С периода 80-х годов ХХ столетия в психофизиологии развивается новое представление относительно предмета психофизиологии, которая рассматривается как наука о нейронных механизмах психических процессов и состояний. Основной задачей психофизиологии как науки о нейронных механизмах психических процессов и состояний, является изучение закономерностей функционирования нейронных структур, реализующих психические процессы и определяющих функциональные состояния.

В целом, можно сказать, что психофизиология выполняет интегративную роль относительно психологии и нейронаук. Она позволяет найти физиологический субстрат психических процессов и дать психологическое объяснение естественнонаучным сведениям о нервной системе человека. Психофизиология - это естественно-научная ветвь психологического знания, поэтому необходимо определить ее положение по отношению к смежным дисциплинам: физиологической психологии и нейропсихологии.

Наиболее близка к психофизиологии физиологическая психология -- наука, возникшая в конце XIX в. как раздел экспериментальной психологии. Термин «физиологическая психология» был введен В. Вундтом для обозначения психологических исследований, заимствующих свои методы у физиологии. Физиологическая психология определяется как отрасль психологической науки, изучающая физиологические механизмы психической деятельности от низших до высших уровней ее организации. Таким образом, задачи психофизиологии и физиологической психологии в значительной мере совпадают. Однако, как отмечает Дж. Хэссет (1981), есть и различия: предмет психофизиологии -- сложное поведение, в контексте которого изучаются физиологические процессы. Физиологическая психология направлена на изучение частных физиологических механизмов.

Наряду с этим допускается возможность разделения этих направлений путем присвоения статуса зависимой или независимой переменных. Независимая переменная служит предметом произвольного выбора исследователя, а зависимая изменяется как следствие состояния независимой переменной. В физиологической психологии независимыми переменными являются психологические процессы и функции (например, решение задач), а зависимыми переменными служат физиологические показатели (например, частота пульса). В физиологической психологии имеет место противоположная картина: независимой переменной будет служить физиологический показатель (частота пульса), а зависимой -- особенности реализации психического процесса (показатель решения задачи). Эта, на первый взгляд, формальная перестановка значений влечет за собой существенные различия в интерпретации получаемых результатов.

Особый интерес представляет соотношение психофизиологии и нейропсихологии. По определению, нейропсихология -- это отрасль психологической науки, направленная на изучение мозговых механизмов высших психических функций в связи с локальными поражениями головного мозга. Теоретической основой нейропсихологии является разработанная А.Р. Лурией теория системной динамической локализации психических процессов. Современная нейропсихология, взятая в полном объеме своей проблематики, ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. Соответственно круг исследований расширился; появились такие направления, как нейропсихология индивидуальных различий, возрастная нейропсихология. Тем не менее нейропсихология сохраняет свой категориальный строй и специфические способы интерпретации данных, что нередко затрудняет обобщение и интеграцию сведений, получаемых в нейро- и психофизиологии.

Роль современной психофизиологии в понимании фундаментальных закономерностей работы мозга, протекания психических процессов и поведения заключается в интеграции имеющихся сведений о психике и мозге с целью создания единой теории о их функционировании.

Проникновение в принципы работы мозга является одной из величайших задач, стоящих перед наукой XXI в., -- постулируется в итоговом отчете международного европейского проекта Human Brain Project (НВР), посвященного изучению головного мозга человека. В период его подготовки авторитетные европейские специалисты (неврологи, нейроморфологи, нейропсихологи, нейрофизиологи и др.) провели независимую оценку существующего уровня исследований, направленных на изучение работы головного мозга. Было сделано заключение о том, что накоплено огромное количество отдельных фактов об устройстве и работе мозга, но нет единой унифицированной теории работы мозга и не выяснены принципы, положенные в основу его работы. Они также констатировали, что уровень технологий молекулярной биологии, генетики и постгеномных технологий критически сблизился с технологиями информатики и компьютерных вычислений, что позволит в ближайшие годы сделать серьезный прорыв в понимании законов функционирования мозга.

Практические аспекты применения современной психофизиологии. Достижения психофизиологии широко применяются в клинической практике, в построении кибернетических моделей психофизиологических процессов, а также в таких прикладных областях психофизиологии, как психофизиология труда, психофизиология спорта и пр.

Успехи современной психофизиологии связаны с тем, что вместе с традиционными методами -- регистрацией сенсорных, моторных, вегетативных реакций, анализом последствий повреждения и стимуляции головного мозга в исследованиях широко применяются электрофизиологические и магнитофизиологические методы, а также математические способы обработки экспериментальных данных.

Основными методами психофизиологических исследовании являются: полиграфия; регистрация дыхания; плетизмография; электродермография, электроокулография, электромиография, электрокардиография, электроретинография, электроэнцефалография (ЭЭГ), магнитоэнцефалография (МЭГ); спектральный анализ ЭЭГ, МЭГ; вызванные потенциалы; потенциалы, связанные с событиями; расчёт локализации эквивалентного диполя; экстраклеточная и внутриклеточная регистрация активности нейронов; рентгеновская компьютерная томография (КТ); магнитно-резонансная томография (МРТ, структурная МРТ); позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ); функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ); интеграция данных ЭЭГ, МЭГ, структурной и функциональной МРТ; построение перцептивных, мнемических и семантических многомерных пространств по субъективным реакциям и физиологическим показателям; компьютерное картирование мозга.

№53. Проблема соотношения психического и физиологического, психики и мозга (психофизиологическая проблема): подходы к ее решению.

Психофизиологическая проблема -- вопрос об активном системном взаимодействии тела и психикичеловека. Исторически сложившийся научный спор о роли тела и психики в жизни человека, а также их взаимосвязи. Психофизиологическая проблема появилась в XVII веке благодаря Р. Декарту, который выдвинул теорию о разделении всего сущего на две субстанции: телесную и духовную.

Суть психофизиологической проблемызаключается в попытке ответить на вопрос о соотношении психических и физиологических (нервных) процессов. Обсуждение этой проблемы преимущественно находится в ведении философов. Однако и для психологов она представляется крайне важной, так как, во-первых, определяет статус методов и процедур психологического исследования (как наблюдаемые изменения в поведении или в функционировании мозга соотносятся с изменениями в психике?), во-вторых, устанавливает связь предметов смежных наук (в первую очередь, психологии и нейрофизиологии), и наконец, позволяет выработать отношение к наметившемуся в XXI в. массированному сдвигу собственно психологических исследований на поиск физиологических коррелятов психических феноменов (во многих психологических лабораториях вы найдете сейчас компьютерный томограф, растет количество междисциплинарных исследований).

Психофизиологическая проблема представляет собой частный случай более общей психофизической проблемы, от решения которой зависит понимание места психики в мире. В целом в философии сформировалось два противоположных взгляда на данный вопрос - дуализм и монизм.

Дуализм - это философское мировоззрение, согласно которому психическое и физическое представляют собой различные не сводимые друг к другу субстанции. Философом, наиболее последовательно отстаивающим эту позицию, был Р. Декарт. Психическое, обладающее атрибутом мышления, противопоставляется здесь материальному, обладающему атрибутом протяженности. Дуализм предполагает, что психика и нервная система как представители различных субстанций могут оставаться нейтральными (параллелизм) или взаимодействовать.

• Параллелизм. Позиция параллелизма утверждает отсутствие связи между психикой и физиологическими процессами, происходящими в нервной системе (и наоборот). Человек, тогда - это место независимого сосуществования психики и нервной системы. При этом статус психического может занижаться, и тогда психика вообще переходит в разряд "эпифеноменов". Такой позиции придерживались, например, многие представители бихевиоризма, которые были уверены, что понятие "сознание", используемое в психологии, ничего не добавляет к их знанию о поведении человека.

• Взаимодействие. Традиция трактовки психофизиологической проблемы в духе взаимодействия восходят к Р. Декарту, который считал, что, будучи бестелесной сущностью, душа может оказывать влияние на тело, соприкасаясь с ним в шишковидной железе мозга. В настоящее время образ раскачивающегося под воздействием души эпифиза конечно выглядит наивно, поэтому современные авторы находят более "правдоподобные" места встречи души и тела в структуре нервной системы, например, синаптические щели (К. Поппер, Дж. Экклс). Идею взаимодействия разделяли многие выдающиеся психологи. В частности В. Джеймс определял функцию мозга как "трансмиссивную", т.е. "высвобождающую". Другими словами, он считал, что мозг - это особый прибор, который делает духовные сущности явными в материальном мире, но ни в коем случае не производит их.

Монизм - это альтернативное философское мировоззрение, которое учит о принципиальном единстве психического и физического. Монистическая концепция утверждает, что за их безусловно наблюдаемыми различиями лежит единая субстанция и, следовательно, как физиологическое так и психологическое подчиняются единым фундаментальным закономерностям. Родоначальником монизма в философии Нового времени был Б. Спиноза, к чьим идеям впоследствии постоянно обращался Л. С. Выготский.

При такой постановке вопроса существенно установить, что же за субстанция является единым первоначалом и причиной всех явлений. Можно выделить три формы монизма.

Идеалистический монизм единственной реальностью полагает идеальное, при этом, кажущееся нам материальным на самом деле есть порождение идеального и подчиняется его законам. Подчеркнем, что категория "идеальное" не совпадает с категорией "психологическое". Идеальное - это недоступная органам чувств реальность, содержанием которой является обобщенная схема мироздания, например, божественный замысел. Психическое - только частный (и по Платону, неполный) случай идеального. В скрытой форме позиция идеалистического монизма содержится, например, во многих современных психотерапевтических практиках (вам наверняка встречался призыв "думайте о мире позитивно и он изменится").

Материалистический монизм, наоборот, отстаивает примат материальной субстанции. Идеальное в этой трактовке является производным от материального и его суть - это абстракция образов человеческой деятельности. Идеальное реализуется в символической форме, т.е. за явлениями материального мира "скрывается" слой несводимых к нему значений. Идеальное не существует само по себе и нигде не встречается в "неовеществленной" форме (например, язык существует только в форме звуков, букв, артикуляции речевого аппарата; живопись - в форме пятен пигмента, нанесенных на холст, и т.д.), но не сводится к ней. Согласно этой позиции, психика закономерно появляется на определенном этапе развития материи и представляет собой свойство материи. К этому направлению можно отнести, в какой-то степени, ранних бихевиористов, отрицавших внутренний мир человека как объект психологических исследований.

Существует и еще один вид монизма - сторонники нейтрального монизма полагают, что и психическое, и физическое являются представителями третьей, недоступной для нашего постижения субстанции. Следствием нейтрального монизма является корреляционный подход к решению психофизиологической проблемы. Его сторонники утверждают, что не знают, какова связь между мозгом и психикой, да и есть ли она, однако объективно фиксируют, что определенные воздействия на человека приводят к регистрируемым изменениям как в сфере психического, так и в сфере физиологического. "Возможно, за этими изменениями стоит какой-то неведомый третий фактор, который на самом деле определяет и то, и другое, - говорят они, - но этот фактор непознаваем". Большинство современных ученых придерживаются именно такой интерпретации.

Хотя в философии принято разделять описанные выше формы монизма: идеалистический (первично идеальное), нейтральный (первичная субстанция не может быть описана ни как идеальная, ни как материальная, но явления как идеального, так и материального порядка выступают следствием деятельности этой субстанции) и материалистический (первично материальное), последовательно монистическая точка зрения, по сути, снимает данный вопрос, сводя его к дискуссии о терминах (какая разница как назвать единую субстанцию, если она действительно едина).

Реализацией монистической позиции стали варианты решения психофизиологической проблемы в духе дополнительности или тождества.

• Тождество. Принцип тождества применительно к психофизиологической проблеме гласит, что психическое и физиологическое - суть одно и то же, но появляется при функционировании различных по уровню организации систем. В простых системах взаимодействие элементов ограничивается физическим взаимодействием. При усложнении систем, задача, на решение которой они направлены планомерно отодвигается во времени от текущего момента в будущее. Именно в связи с этим и возникает феномен идеального. Системообразующим принципом, позволяющим объединить в одно целое (но не механистически отождествить) физиологический и психологический уровни жизни сложных организмов, является принцип деятельности. На уровне однофазной активности элементы психического еще мало дифференцируются из физиологического субстрата. Деятельность животных еще полностью материальна, т.е. может быть адекватно описана в терминах физиологии. Историческое развитие материи идет по пути создания систем, в которых роль идеального нарастает и занимает главенствующую позицию вплоть до формирования сознания и самосознания. Весь мир человеческой деятельности идеален, так как все вещи, втянутые в орбиту деятельности человека, представляют, значат что-то помимо своих физических качеств. "Сейчас мы уже не можем подходить к мозговым (психофизиологическим) механизмам иначе, как к продукту развития самой предметной деятельности... Системный анализ человеческой деятельности необходимо является также анализом поуровневым. Именно такой анализ и позволяет преодолеть противопоставление физиологического, психологического и социального, равно как и сведение одного к другому", - пишет об этом А. Н. Леонтьев.

• Дополнительность. Принцип дополнительности, перенесенный в психологию из квантовой физики, предлагает еще одно объяснение. Психическое и физиологическое - это две стороны одного и того же целостного явления, а психология и физиология - это частные описания единых системных процессов. В этом смысле психологическое и физиологическое - и однопричинно, и одновременно как, например, температура и плотность - две характеристики физического тела. По мнению С. Л. Рубинштейна, физиологическое и психическое - это одна и та же отражательная деятельность, но рассматриваемая соответственно психологией и физиологией в разных отношениях. "Есть не два разных и изначально противоположных предмета исследования - тело и мышление, - а всего- навсего один-единственный предмет - мыслящее тело живого, реального человека, лишь рассматриваемое под двумя разными и даже противоположными аспектами или углами зрения", - пишет об этом философ-марксист Э. В. Ильенков. Для полного описания человека нельзя игнорировать ни ту, ни другую сторону процесса отражения. Рациональное непротиворечивое решение психофизиологической проблемы сформулировано Ю. Б. Гиппенрейтер таким образом: «Имеется единый материальный процесс, и то, что называется физиологическим и психическим, -- это просто две различные стороны единого процесса. (…) Дело обстоит не так, что существует мозговой физиологический процесс и в качестве его отсвета, или эпифеномена, психический процесс. И мозговые и психические „процессы“ (процессы в кавычках, ибо они не имеют самостоятельного существования) -- это лишь две разные стороны из многих сторон, выделяемых нами, обобщённо говоря, в процессе жизнедеятельности. (…) видимые случаи взаимодействия души и тела могут быть проинтерпретированы совершенно иначе -- просто как два разных проявления одной общей причины»

В завершение заметим, что психофизическая и психофизиологическая проблемы находятся в центре острых философских дискуссий и однозначного их решения попросту нет. Так в 1966 г. Академией наук Ватикана в Риме был проведен Международный симпозиум, посвященный проблеме "Мозг и сознательный опыт", участниками которого стали выдающиеся представители философии и физиологии признали, что не находят удовлетворительного выхода из тупика психофизиологической проблемы. А почти за 100 лет до этого основоположник современной психофизиологии Дюбуа-Реймон в лекции "О границах естествознания" предрек: "По отношению к загадке, что такое материя и сила и как они в состоянии думать, естествоиспытатель раз навсегда должен обречь себя на приговор: Как мы сознаем - Ignoramus et ignorabimus (лат. “не знаем и не узнаем”). И как бы мы ни углублялись в дебри внутримозговой нейродинамики, моста в царство сознания мы не перебросим". Констатируем, что пока время скорее подтверждает его правоту.

№54. Современные методы исследований в психофизиологии: Электроэнцефалография: схемы расположения электродов и отведений ЭЭГ, основные ритмы ЭЭГ, артефакты. Вызванные потенциалы. Магнитоэнцефалография. Компьютерная томография. Метод магнитно-резонансной томографии. Позитронно-эмиссионная томография мозга. Электроокулограмма (ЭОГ). Электромиография. Электрическая активность кожи. Регистрация сердечной деятельности и дыхания. Плетизмография.

Успехи современной психофизиологии связаны с тем, что вместе с традиционными методами -- регистрацией сенсорных, моторных, вегетативных реакций, анализом последствий повреждения и стимуляции головного мозга в исследованиях широко применяются электрофизиологические и магнитофизиологические методы, а также математические способы обработки экспериментальных данных. Рассмотрим основные современные методы психофизиологических исследований.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) -- это метод регистрации и анализа суммарной биоэлектрической активности, отводимой как со скальпа, так и из глубоких структур мозга (последнее у человека проводится лишь в клинических условиях). Биоэлектрические токи в коре мозга животных (кролики и обезьяны) открыл в 1875 г. английский врач Ричард Кэйтон. Эти наблюдения были подтверждены в 1882 г. в опытах на лягушках И. М. Сеченовым. В 1929 г. австрийский психиатр Ганс Бергер зарегистрировал электрическую активность коры больших полушарий мозга человека. Именно он предложил термин «электроэнцефалограмма», выделив на ЭЭГ человека два рода волн: высокоамплитудные, но медленные -- с частотой около 10 Гц (альфа-волны, или волны Бергера), и низкоамплитудные, но более частые (бета-волны).

Общепризнано, что на ЭЭГ можно выделить 5 основных ритмов (рис. 2.3):

1) дельта-ритм (частота -- 0,5--4,0 Гц, амплитуда -- 150-- 200 мкВ);

2) тета-ритм (4,0--7,9 Гц; 100--150 мкВ);

3) альфа-ритм (8--13 Гц, 30--150 мкВ), в том числе его варианты мю-ритм (7--11 Гц), или роландический ритм, и сигма-ритм (12--18 Гц), а также альфаг (8--10 Гц) и альфа2-ритм (11--13 Гц);

4) бета-ритм (13--40 Гц, 10--30 мкВ), в том числе бетагритм, или медленноволновой ритм (14--18 Гц), и бета2-ритм, или быстроволновой ритм (19--30 Гц);

5) гамма-ритм (25--100 Гц, до 10 мкВ).

Дельта-ритм (0,5--4,0 Гц; 150--200 мкВ) у здорового бодрствующего человека выражен слабо. Преимущественно, дельта-ритм регистрируется в затылочной области при глубоком сне или при наркозе. У бодрствующего человека выраженность дельта-ритма повышается при эмоциональном напряжении, при стрессе (например, при решении сложных интеллектуальных задач), при повышении уровня тревожности и при депрессии, а также при повышении мотивации, при когнитивной деятельности, в том числе связанной с интенсификацией внутринаправленного внимания. Выраженность дельта-ритма возрастает также при снижении функционального состояния коры больших полушарий, вызванного, например, тяжелой физической работой, сопровождающейся ацидозом, при утомлении и монотонии.

Тета-ритм (4--7,9 Гц; 100--150 мкВ) регистрируется в основном в теменной и височной областях. Генерализованная тета-активность наблюдается при засыпании. В бодрствующем состоянии тета-ритм повышает свою выраженность при формировании эмоций (преимущественно, отрицательных), в связи с чем увеличение выраженности тета-ритма рассматривается как электрофизиологический коррелят отрицательных эмоций. Выраженность тета-ритма возрастает при остром эмоциональном стрессе (при условии, что для борьбы со стрессом используется пассивная коппинг-стратегия), при утомлении (как результат усиления процессов торможения), при когнитивной деятельности, требующей высокой концентрации внимания и способности к запоминанию и воспроизведению новой информации, а также при интенсивной умственной деятельности.

Альфа-ритм (8--13 Гц, 30--150 мкВ) является основным ритмом ЭЭГ у взрослого человека, находящегося в состоянии покоя. Он особенно выражен в затылочных и теменных областях коры. Его рассматривают как «ритм холостого хода» сенсорных систем. Считается, что альфа-ритм отражает свойства и возбудимость нервной системы. В целом альфа-ритм отражает уровень бодрствования и внимания. Любое внешнее раздражение, особенно зрительное, десинхронизирует альфа-ритм, т. е. вызывает появление бета-ритма. Выраженность альфа-ритма возрастает при эмоциях, например, при повышении тревожности, а также при гневе и радости, при интенсивной мышечной работе и под влиянием стимулов различной сенсорной модальности. Снижение выраженности альфа-ритма происходит при страхе, боли, волнении и при депрессии, при хроническом стрессе.

Бета-ритм (13--40 Гц, 10--30 мкВ) в состоянии активного бодрствования преимущественно выражен в лобных областях коры, но при интенсивной деятельности резко усиливается и распространяется на другие области мозга. Этот ритм также характерен для стадии быстрого сна. Считается, что в состоянии бодрствования выраженность бета-ритма возрастает при эмоциональном возбуждении, в том числе при повышении уровня тревожности, а также при остром и хроническом эмоциональном стрессе. Бета-ритм, особенно бета2-ритм (18--30 Гц), зарегистрированный в височных областях, как и гамма-ритм, отражает реализацию когнитивных процессов, в том числе решение сложных вербальных задач. Выраженность бета-ритма возрастает при предъявлении нового неожиданного стимула, при активации внимания. Бета-ритм отражает процессы концентрации мысли и восприятие устной речи.психология акмеология социальный сенсорный

Гамма-ритм (25--100 Гц, до 10 мкВ) у человека в спокойном бодрствующем состоянии регистрируется преимущественно в передних отделах мозга. Он появляется при чрезмерном эмоциональном возбуждении, при сенсорной активации коры больших полушарий. Гамма-ритм отражает реализацию психических функций, в том числе формирование направленного внимания, а тем самым -- функцию сознания, восприятие неосознаваемой сенсорной информации, процесс мышления, внутреннюю речь. Гамма-ритм, вероятно, отражает объединение нейронов в единый ансамбль, в основе которого лежит стохастический резонанс в нервной системе.

Условия регистрации и способы анализа ЭЭГ. Современные электроэнцефалографы представляют собой компьютеризированную систему регистрации электрической активности головного мозга, проводимую либо в режиме биполярного отведения, т. е. между двумя активными электродами, расположенными на скальпе (в электрически активных точках скальпа), либо в режиме моно- полярного отведения, при котором индифферентный электрод располагается в точке, которая условно называется электрически нейтральной (мочка уха, переносица), а второй (активный) электрод помещается в электрически активной точке скальпа. При биполярной записи регистрируется ЭЭГ, т. е. результат взаимодействия двух электрически активных точек (например, лобного и затылочного отведений), а при монополярной записи регистрируется активность какого-то одного отведения относительно электрически нейтральной точки. Выбор варианта записи ЭЭГ зависит от целей применения. В исследовательской практике чаще используется монополярный вариант регистрации, поскольку он позволяет изучать изолированный вклад той или иной зоны мозга в изучаемый процесс.

Международная федерация обществ электроэнцефалографии приняла так называемую систему «10--20», которую предложил в 1954 г. Герберт Джаспер и которая позволяет точно указывать расположение электродов. В соответствии с этой системой, у каждого исследуемого измеряют расстояние между серединой переносицы (назионом) и твердым костным бугорком на затылке (инионом), а также между левым и правым ушными проходами. Возможные точки расположения электродов разделены интервалами, составляющими 10 или 20 % этих расстояний на черепе. Для удобства регистрации ЭЭГ и описания результатов весь череп разбит на области, обозначенные буквами: F -- лобная (фронтальная), О -- затылочная (окципитальная), Р -- теменная (париетальная), Т -- височная (темпоральная), С -- область центральной борозды. Нечетные номера мест отведения относятся к левому, а четные -- к правому полушарию. Буквой Z обозначаются отведения по средней линии, разделяющей полушария.

Первый (фронтальный) и последний (окципитальный) электроды по этой системе располагаются на расстоянии, равном 10 % длины продольной линии от исходных точек, в то время как остальные электроды -- височный, теменной и центральный -- на расстояниях, равных 20 % длины. На поперечной оси также располагаются электроды (10--20 %). Эта ось образуется условной линией, соединяющей наружные слуховые проходы и точку на темени, делящую продольную ось пополам.

Число активных электродов определяется числом каналов электроэнцефалографа (они могут иметь 17, 19, 23, 64 канала или идти в модуле, что позволяет отводить биопотенциалы от 190 или даже 256 точек скальпа). Сигнал, зарегистрированный от каждого канала, усиливается, фильтруется и подвергается статистическому анализу, в основе которого лежит метод Фурье, пригодный для обработки волновых процессов. Обычно регистрация ЭЭГ проводится в изолированных условиях, т. е. в отсутствии внешних раздражителей любой модальности. При регистрации фоновой ЭЭГ испытуемый находится в положении лежа или сидя, с закрытыми глазами (спокойное бодрствование с закрытыми глазами). Однако регистрация фоновой ЭЭГ не всегда дает возможность выявить имеющиеся отклонения от нормы на ЭЭГ. Поэтому используются методы активации ЭЭГ, т. е. функциональные пробы, которые способствуют проявлению патологической активности. Среди этих проб -- закрывание и открывание глаз, что позволяет выявить межполушарную асимметрию мозга и инициирует появление высокоамплитудных гиперсинхронных разрядов при эпилепсии; световые, звуковые и другие одиночные или ритмические раздражители, дающие возможность оценить возбудимость коры, выявить межполушарную асимметрию мозга и наличие патологической активности мозга; гипервентиляционная проба или физическая нагрузка, позволяющие выявить патологический очаг в мозге. В настоящее время диапазон сенсорной стимуляции существенно расширен.

Сенсорная стимуляция является основной для регистрации зрительных, слуховых, сенсомоторных и других вызванных потенциалов (ВП). Манипулируя физическими параметрами стимула и его содержательными характеристиками, исследователь может моделировать разные стороны психической деятельности и поведения человека. Диапазон применяемых стимулов весьма широк: в сфере зрительного восприятия -- от элементарных зрительных стимулов (вспышки света, шахматные поля, решетки) до зрительно предъявляемых слов и предложений, с тонко дифференцируемой семантикой; в сфере слухового восприятия -- от неречевых стимулов (тонов, щелчков) до фонем, слов и предложений. При изучении тактильной чувствительности применяется стимуляция механическими и электрическими стимулами, не достигающими порога болевой чувствительности, при этом раздражение может наноситься на разные участки тела. Хотя амплитуда вызванных потенциалов невысокая, однако компьютерные технологии позволяют их выделять и подвергать тщательному анализу с вычислением амплитуды всех компонентов вызванного потенциала (ранние, поздние), с учетом времени их появления на ЭЭГ от момента подачи сигнала.

Существуют два подхода к анализу ЭЭГ -- визуальный (клинический) и статистический. Визуальный анализ ЭЭГ используется в диагностических целях, описывая амплитуду, частоту, длину и форму волн, локальность или диффузность, симметричность и синхронность возникновения волн, что позволяет решать такие задачи, как соответствие ЭЭГ общепринятым стандартам нормы или степень отклонения от нормы, выявление признаков очагового поражения мозга и его локализацию. Статистические методы исследования ЭЭГ опираются на применение преобразования Фурье. С их помощью любые сложные по форме колебания ЭЭГ сводятся к ряду синусоидальных волн с разными амплитудами и частотами, благодаря чему вычисляются спектральные и амплитудные характеристики электрической активности мозга.

При расшифровке ЭЭГ необходимо отличать артефакты, а при регистрации ЭЭГ устранять их причины. Артефакт в электроэнцефолографии - это сигнал экстрацеребрального происхождения, искажающий запись биотоков мозга. К артефактам физического происхождения относятся наводка 50 Гц от сетевого тока; шумы ламп или транзисторов; неустойчивость нулевой линии; "микрофонный эффект"; помехи, возникающие из-за движений на голове испытуемого; резкие апериодические движения перьев (штрифов, игл и т. п.), возникающие при загрязнении или окислении контактов переключателей селекторов; появление амплитудной асимметрии, если при отведении от симметричных участков черепа межэлектродные расстояния неодинаковы; фазовые искажения и ошибки при отсутствии выведения перьев (штрифов и пр.) на одну линию. К артефактам биологического происхождения относятся: мигание, нистагм, дрожание век, зажмуривание, мышечные потенциалы, электрокардиограмма, регистрация дыхания, регистрация медленной биоэлектрической активности у лиц с металлическими зубными протезами, кожно-гальваническая реакция, возникающая при обильном потоотделении на голове.

Магнитоэнцефалография представляет собой регистрацию параметров магнитного поля, обусловленного биоэлектрической активностью головного мозга. Она осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков в специальной камере, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод имеет ряд преимуществ перед регистрацией традиционной ЭЭГ. В частности, радиальные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких сильных искажений, как ЭЭГ. Это позволяет более точно рассчитывать положение генераторов ЭЭГ-активности, регистрируемой со скальпа.

Компьютерная томография мозга (КТМ) проводится с использованием томографа или специализированного нейротомографа. Она позволяет прижизненно получить точные и детальные изображения изменений плотности мозгового вещества человека на основе применения рентгеновского излучения и компьютерной обработки результатов анализа. При этом можно получить множество изображений «живого» мозга (по совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы), в том числе воссоздать картину поперечных срезов мозга или отдельных его фрагментов. КТМ позволяет определить местоположение опухоли, получить представления о распределении регионального мозгового кровотока и интенсивности обмена веществ в различных структурах головного мозга. О высокой разрешающей способности метода говорит тот факт, что определение максимально активизированных участков мозга может осуществляться с точностью до 1 мм.

Ядерно-магнитно-резонансная, позитронно-эмиссионная трансаксиальная и функционально-магнитно-резонансная томография мозга являются более совершенными вариантами компьютерной томографии мозга, в которых используется эффект ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и функционального магнитного резонанса (ФМР). Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного комплексного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга.

При магнитно-резонансной томографии (ЯМР-томографии) получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Преимущество ЯМР-томографии заключается в отсутствии ионизирующего излучения, в возможности многоплоскостного исследования (с помощью этого метода можно получить четкие изображения «срезов» мозга в различных плоскостях) и в большей разрешающей способности.

Позитронно-эмиссионная трансаксиальная томография (ПЭТ-сканирование) сочетает возможности компьютерной томографии мозга и радиоизотопной диагностики, для которой используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы, или «метки» (это естественные метаболиты мозга), которые вводятся через дыхательные пути или внутривенно. В активных участках мозга, как известно, кровоток повышен, поэтому в них накапливается больше радиоактивной «метки». Излучение этой «метки» преобразуется в изображение на дисплее. С помощью ПЭТ измеряют региональный мозговой кровоток и метаболизм глюкозы или кислорода в отдельных участках головного мозга. ПЭТ позволяет осуществлять прижизненное картирование на «срезах» мозга регионального обмена веществ и кровотока.

Метод функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) -- это вариант совмещения метода ЯМР с измерением интенсивности мозгового кровотока (как при помощи позитронно-эмиссионной томографии); разновидность магнитно-резонансной томографии, которая проводится с целью измерения гемодинамических реакций (изменений в токе крови), вызванных нейронной активностью головного или спинного мозга. В основе лежит представление о связи между активностью нейронов и притоком к ним кислорода, который меняет магнитные свойства гемоглобина как переносчика кислорода. Чем больше молекул гемоглобина находится в состоянии оксигемоглобина, тем выше интенсивность магнитного резонанса крови. Примен ение ФМРТ существенно расширило возможности прижизненного исследования структурных и функциональных особенностей мозга.

В психофизиологии используются также методы, основанные на регистрации процессов в других органах.

Электроокулография (ЭОГ) (электрический + лат. oculus -- «глаз» + др.-греч. гсЬцщ -- «пишу, рисую, черчу») -- исследование глазных мышц и наружного слоя сетчатки благодаря изменениям биопотенциалов во время движения глаза и стимуляции сетчатки, и переводу зарегистрированных изменений в графическое представление. Электроокулограмма -- кривая, отражающая результат измерений. При этом методе электроды можно располагать подобно контактным линзам на роговице глаза, либо у наружного угла глаза. Регистрация ЭОГ применяется для оценки функционального состояния глазодвигательных мышц, а также (при отведении ЭЭГ и ВП) для контроля или уменьшения артефактов регистрации (в последнем случае рабочий электрод может находиться на лбу). ЭОГ также применяется для диагностики заболеваний глаза и расстройств сна. ЭОГ - разновидность электромиографии.

Электромиография (ЭМГ) -- это регистрация суммарной электрической активности мышцы, т. е. потенциалов действия мышечных волокон, возникающих при их возбуждении, либо отдельных мышечных волокон. При электромиографическом исследовании обычно используют накожные электроды, укрепляемые над исследуемой мышцей, либо подкожные электроды. ЭМГ позволяет наблюдать как спонтанную (произвольную) мышечную активность, так мышечную активность, вызванную тактильной стимуляцией или электрическим раздражением кожи, мышц, спинного или головного мозга. Многоканальный электромиограф дает возможность одновременно записывать электромиограммы нескольких мышц. Амплитуда электромиографического сигнала возрастает с увеличением развиваемой мышцей силы. Поэтому электромиограммы позволяют судить о силе сокращения мышц и о распределении их активности в последовательных фазах двигательного акта.

Методы регистрации электрической активности кожи (ЭАК), или кожно-гальванической реакции (КГР). КГР представляет собой запись изменения разности потенциалов и электрического сопротивления слабому электрическому току между двумя участками поверхности кожи (например, между тыльной и ладонной поверхностью кисти) при появлении эмоциональной реакции, что обусловлено изменением потоотделения. В конце XIX в. французский врач К. Фере предложил регистрировать изменение сопротивления кожи при пропускании через нее слабого тока, а российский физиолог И. Тарханов (князь Иван Тархнишвили) предложил регистрировать разность потенциалов между двумя участками кожи без пропускания тока. В КГР-грамме выделяют тонический компонент, т. е. фоновый уровень электропроводности в отсутствии сигнала 2, вызывающего изменение потоотделения, и физический компонент, т. е. ответную реакцию на предъявляемый сигнал. По величине КГР, в частности по амплитуде физического компонента, можно определить уровень эмоционального напряжения человека, т. е. степень активации симпатического отдела ВНС под влиянием возникших эмоций. Данный метод активно применяется в работе полиграфа.

Электрокардиография (ЭКГ): метод регистрации электрической активности, возникающей во время работы сердца на поверхности тела. Метод используется для определения частоты и регулярности сердечных сокращений, оценки доминирующего типа вегетативной регуляции различных систем организма.

Регистрация дыхания применяется в работе полиграфа. Частота и глубина дыхательных циклов и отношение продолжительности вдоха к продолжительности выдоха меняется, когда обследуемый лжёт.

Плетизмография (от греч. plethysmos -- набухание + grapho -- пишу) - методика регистрации сосудистых реакций организма. Конечность человека или животного помещают в изолирующей перчатке внутрь сосуда с жидкостью, который соединен с манометром и записывающим устройством. Изменения давления крови и лимфы в конечности отражаются характерной кривой - плетизмограммой, на которой можно выделить ряд ритмов (систолический и др.). Известны портативные устройства - пальцевые плетизмографы. Плетизмограммы - чувствительный индикатор вегетативных сдвигов при различных реакциях организма. Плетизмограф обычно входит в комплект полиграфа.

Размещено на Allbest.ru