Векторная модель управления двигательными и вегатативными реакциями

Согласно представлению о векторном кодировании информа­ции в нейронных сетях реализацию двигательного акта или его фрагмента можно описать следующим образом, обратившись к концептуальной рефлекторной дугеЕ.Н. Соколова. Исполнитель­ная ее часть представлена командным нейроном или полем ко­мандных нейронов. Возбуждение командного нейрона воздейству­ет на ансамбль премоторных нейронов и порождает в них управля­ющий вектор возбуждения, которому соответствует определенный паттерн возбужденых мотонейронов, определяющий внешнюю реакцию.Поле командных нейронов обеспечивает сложный набор запрограммированных реакций. Это достигается тем, что каждый из командных нейронов поочередно может воздействовать на ан­самбль премоторных нейронов, создавая в них специфические уп­равляющие векторы возбуждения, которые и определяют разные внешние реакции. Все разнообразие реакций, таким образом, можно представить в пространстве, размерность которого определяется числом премоторных нейронов, возбуждение последних образуют управляющие векторы.

Структура концептуальной рефлекторной дуги включает блок рецепторов, выделяющих определенную категорию входных сиг­налов. Второй блок — предетекторы, трансформирующие сигналы рецепторов в форму, эффективную для селективного возбуждения детекторов, образующих карту отображения сигналов.Все нейро­ны-детекторы проецируютсяна командные нейроны параллельно. Имеетсяблок модулирующих нейронов, которые характеризуются тем, что они не включены непосредственно в цепочку передачи информации от рецепторов на входе к эффекторам на выходе. Об­разуя «синапсы на синапсах», они модулируют прохождение ин­формации, Модулирующие нейроны можно разделить на локаль­ные, оперирующие в пределах рефлекторной дуги одного рефлек­са, и генерализованные, охватывающие своим влиянием ряд рефлекторных дуг и тем самым определяющие общий уровень фун­кционального состояния. Локальные модулирующие нейроны, уси­ливая или ослабляя синаптические входы на командных нейронах, перераспределяют приоритеты реакций, за которые эти команд­ные нейроны ответственны. Модулирующие нейроны действуют через гиппокамп, куда на нейроны «новизны» и «тождества» про­ецируются детекторные карты.

Командные нейроны получаютот карт детекторов и, возмож­но, от ансамбля предетекторов общий для всех вектор возбужде-250

ния через непластичные и пластичные синапсы. Возбуждение ко­мандного нейрона через непластичный вход вызывает его врож­денную, безусловную реакцию. Пластичные входы могут стать эф­фективными в отношении командного нейрона и вызывать соот­ветствующую реакцию только после обучения. Процесс обучения реализуется избирательно только в том командном нейроне, не­пластичный вход которого активируется подкреплением. Результа­том обучения является формирование вектора связи — повышен­ной проводимости в определенной группе пластичных синапсов на командном нейроне. Пластичный синапс изменяется по прин­ципу Хебба. Его проводимость растет пропорционально силе его возбуждения, вызываемого условным стимулом, если вслед за ним через непластичный вход на командный нейрон поступает воз­буждение, являющееся подкреплением.

Реакция командного нейрона определяется скалярным произ­ведением вектора возбуждения и вектора синаптических связей. Когда вектор синаптических связей в результате обучения совпа­дает с вектором возбуждения по направлению, скалярное произ­ведение достигает максимума и командный нейрон становится селективно настроенным на условный сигнал. Дифференцировоч-ные раздражители вызывают векторы возбуждения, отличающие­ся от того, который порождает условный раздражитель.Чем боль­ше это различие, тем меньше вероятность вызова возбуждения ко­мандного нейрона.

Для выполнения произвольной двигательной реакции требуется участие нейронов памяти.На командных нейронах сходятся пути не только от детекторных сетей, но и от нейронов памяти.

Все перечисленные блоки рефлекторной концептуальной дуги образуют первую сигнальную систему. Для человека характерен блок «сигнала сигналов» — вторая сигнальная система, которая пред­ставлена специальными нейронами, реализующими символьную функцию, когда сигнал-символ выступает заместителем группы событий, представленных на нейронах памяти. Сигнал из семан­тической памяти, согласно инструкции, задаче, также способен инициировать вход к командному нейрону и вызывать соответ­ствующую реакцию.

Векторный принцип управления обнаруживается и в вегетатив­ных реакциях. Первое описание сердечного ритма (СР) в вектор­ных понятиях принадлежит группе исследователей из Университе­та штата Огайо — И. Кациоппо и его коллегам (Сасюрро 1.Т.),

Основываясь на результатах изучения СР у крыс с избира­тельной блокадой симпатической и парасимпатической ветвей автономной нервной системы, они представили период сердеч-

Рис. 54. Факторные нагрузки четырех векторных пространств сердечного ритма.

а — студенты (90 человек); б — школьники (60 человек); в — беременные жен-шины (135 человек); г —их плоды. О сходстве пространств сердечного ритма свидетельствуют их трехмерная структура и идентичная интерпретация факто­ров: МЕТ, СОС, ДЫХ (метаболический, сосудистый и дыхательный модулято­ры СР).По ординате — факторные нагрузки, по абсциссе — частотные полосы спектра мошности РГ сердца.

ных сокращенийкак функцию двух независимых переменных:

возбуждений симпатической и парасимпатической систем. После­дние образуют двухкомпонентные векторы возбуждения, воздей­ствующие на пейсмекер СР.Таким образом, все реакции пейсме-кераСР, согласно данной модели, представлены в двухмерном пространстве. Векторная модельСР дальнейшее развитие получи­ла в работах, в которых исследовалась римическая модуляция пей-смекераСР. Согласно данным ряда исследователей, применявших метод частотного анализа для обработки ритмограммы сердца (пос­ледовательности КК-интервалов), период разряда пейсмекера сер­дца находится под модулирующим контролем по крайней мере трех ритмически работающих осцилляторов. В спектре ритмограм­мы сердца обычно выделяют три зоны частотной модуляции пе­риода сердечного цикла: метаболическую, сосудистую и дыхатель­ную. Метаболическую (в полосе частот до 0,05 Гц) модуляцию связывают с гуморальными и температурными влияниями; сосу­дистая модулирующая система представлена в спектре на частоте около 0,1 Гц (волны Траубе — Геринга — Мейера). Дыхательная аритмия проявляется в полосе частот 0,11—0,5 Гц.

С позиции векторного принципа кодирования информации ча­стотный спектр вариабельности СР выражает влияние нескольких независимо работающих ритмических модуляторов. Поэтому каж­дый спектр ритмограммы может быть представлен в пространстве, размерность которого определяется числом независимо работаю­щих систем, ритмически управляющих работой пейсмекера сердца.

Применение факторного анализа (метода главных компонент) к большим массивам спектров ритмограммы сердца выявило трех­мерность полученных пространств СР. Их первые три фактора в совокупности описывают высокий процент дисперсии спектров (порядка 75—83%).Оси векторных пространств интерпретируются ^^метаболический, сосудистый и дыхательный осцилляторы, моду­лирующие период разрядов пейсмекера сердца.

Существует большое сходство трехмерных пространств сердеч­ного ритма, полученных для разных возрастных групп: студентов (90 человек), школьников (60 человек), беременных женщин и их плодов (135 пар обследованных) (рис. 54).

В таком трехмерном пространстве каждый частотный спектр вариабельности СР представлен точкой, локализованной в опре­деленном месте пространства. Изменению частотного спектра со­ответствует траектория движения точки в пространстве.

С помощью векторного пространства СР выделено два типа состояний, наиболее часто встречающихся во время когнитивной деятельности. Их различает противоположное направление смеще-

сое

0.4

Фон

ДЫХ

0,4

Арифметика

сое

Рис. 55. Два типа реакций СР, определяемых особенностями информаци­онной нагрузки, в вегетативном пространстве на плоскости сосудисто-дыхательной модуляции представлены смещением спектра в противопо­ложных направлениях.

СОС, ДЫХ — сосудистый и дыхательный модуляторы СР; о — арифметические операции перемножения в быстром темпе вызывают редукцию мощности сосу­дистых и дыхательных модуляций КК-интервала, рост ЧСС и ИН; б — процесс заучивания искусственных названий цветовых стимулов, а также последующая проверка заученных ассоциаций вызывают противоположный тип реакции:

рост мощности сосудистой и дыхательной модуляций приснижении ЧСС и ИН(поН.Н. Даниловой, 1995).

ния вектораСР в пространстве под влиянием информационной нагрузки.Один тип реакцииСР связан со стрессом, возникающим при перемножении двузначных чисел в скоростном темпе.Он пред­ставлен редукцией мощности дыхательной и сосудистой модуля­ций, ростомЧСС и увеличением тревожности (по тесту Спильбер-гера), что указывает на появление оборонительных реакций. Вто-

0,02 0,06 0,1 * р = 0,05

0.14 0,3 Гц

Рис. 56. Групповые спектры мощности ритмограмм сердца улиц с низкой (1) и высокой (2) личностной тревожностью в фоне (о) и во время ариф­метических операций (6}. На ординате — спектральная мощность частного диапазона: слева — для 0,005 и 0,16 Гц, справа — для 0,3-0,5 Гц; на абсциссе — значения 10 частотных полос от 0,005 до 0,5 Гц. Видна боль­шая дыхательная и сосудистая модуляция СР у низкотревожных испыту­емых. В фоне различие особенно заметно, р — уровень значимости разли­чий. (по Н.Н- Даниловой и др., 1995).

рой тип реакции СР характеризуется противоположными измене­ниями: усилением дыхательной и сосудистой модуляций и сниже­нием ЧСС (рис. 55).

На субъективном уровне второму типу реакции соответствует снижение тревожности, и ее рассматривают как выражение ори­ентировочной реакции в составе когнитивной деятельности (Да­нилова Н.Н., 1995). Сердечный компонент ориентировочной ре­акции положительно коррелирует с эффективностью когнитив­ной деятельности. Лица с мощной дыхательной и сосудистой

модуляциями быстрее и лучше обучаются. Сильная дыхательная аритмия у новорожденного — хороший прогностический признак его нормального будущего развития и выживания после неблаго­приятной беременности (Кюлаг^ .1.Е..1988; Рог§е5 5.\У., 1991).

Высоко- и низкотревожные субъекты радикально отличаются частотными спектрами вариабельностиСР. Улиц с низкой лично­стной тревожностью, измеряемой по тесту Спильбергера, по срав­нению с высокотревожными статистически значимо увеличена мощность модуляции СР за счет дыхательного и сосудистого рит­мических модуляторов (рис. 56), что указывает на преобладание у них ориентировочных реакций.

Таким образом, управление двигательными и вегетативными реакциями осуществляется комбинациями возбуждений, генери­руемыми командными нейронами, которые действуют независи­мо друг от друга, хотя, по-видимому, некоторые стандартные пат­терны их возбуждений появляются более часто, чем другие. На­пример, совместную активацию дыхательного и сосудистого модуляторовСР можно видеть во время ориентировочного реф­лекса и их инактивацию в составе оборонительного рефлекса.

Глава 9 МЫШЛЕНИЕ И РЕЧЬ

ВТОРАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА

Поведение животных и человека настолько сильно отличается, что у человека, по-видимому, должны существовать дополнитель­ные нейрофизиологические механизмы, которые и определяют особенности его поведения.

Для различения высшей нервной деятельности животных и человекаИ.П. Павлов ввел понятия первой и второй сигнальных систем, выражающих различные способы психического отраже­ния действительности.

Единственная сигнальная система у животных и первая у чело­века обеспечивают отражение действительности в виде непосред­ственных чувственных образов. Это «то, что мы имеем в себе как впечатление, ощущение и представление от окружающей внеш­ней среды, как общеприродной, так и нашей социальной, исклю­чая слово, слышимое и видимое» (Павлов И,П. Полн. собр. соч. М.. 1951. Т. 3. Кн. 2. С. 345).

Специфические особенности высшей нервной деятельности человека представлены второй сигнальной системой, которая воз­никла в результате развития речи как средства общения между людьми в процессе труда. «Слово сделало нас людьми», — писал 'И.П. Павлов. Развитие речи привело к появлению языка как новой системы отображения мира. Вторая сигнальная система представ­ляет новый принцип сигнализации. Она сделала возможным от­влечение и обобщение огромного количества сигналов первой сиг­нальной системы. Вторая сигнальная система оперирует знаковыми „образованиями («сигналами сигналов») и отражает действитель­ность в обобщенном и символьном виде. Центральное место во второй сигнальной системе занимает речевая деятельность, или "оечемыслительные процессы (ВеккерЛ.М., 1974).

Слово, обозначающее предмет, не является результатом про-.стой ассоциации по типу «слово — предмет». Связи слова с пред­метом качественно отличаются от первосигнальных связей. Слово, вотя и является реальным физическим раздражителем (слуховым, ^Зрительным, кинестетическим), принципиально отличается от них дом, что в нем отражаются не конкретные, а наиболее существен­ные свойства предметов и явлений. Поэтому оно и обеспечивает ^•Возможность обобщенного и отвлеченного отражения действитель­ности. Эта функция слова со всей очевидностью обнаруживает себя ^Нри исследовании глухонемоты. А.Р. Лурия считает, что глухоне-1МОЙ, который не обучен речи, неспособен абстрагировать каче­ство или действие от реального предмета. Он не может формиро-^вать отвлеченные понятия и систематизировать явления внешнего ,мира по отвлеченным признакам.

^ Вторая сигнальная система охватывает все виды символизации. 1®на использует не только речевые знаки, но и самые различные 'Средства, включая музыкальные звуки, рисунки, математические ((Символы, художественные образы, а также производные от речи и прссно с ней связанные реакции человека, например мимико-жес-атосуляционные и эмоциональные голосовые реакции, обобщен-'ные образы, возникающие на основе абстрактных понятий, и т.п.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЕРВОЙ

И ВТОРОЙ СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМ

' Взаимодействие двух сигнальных систем выражается в явле-;№№ элективной (избирательной) иррадиации нервных процессов между .Двумя системами. Оно обусловлено наличием связей между струк-.РУрами, воспринимающими стимулы и обозначающимиих слова-чМи. Элективная иррадиация процесса возбуждения из первой сиг-

;, 257

^7 -3341

нальной системы во вторую впервые была получена О.П. Капуст­ник в лаборатории И. П. Павлова в 1927 г. У детей при пищевом подкреплении вырабатывали условный двигательный рефлекс на звонок. Затем условный раздражитель заменяли словами. Оказа­лось, что произнесение слов «звонок», «звонит», а также показ карточки со словом «звонок» вызывали у ребенка условную дви­гательную реакцию, выработанную на реальный звонок. Электив­ная иррадиация возбуждения была отмечена и после выработки условного сосудистого рефлекса на оборонительном подкрепле­нии. Замена звонка — условного раздражителя — на фразу «даю звонок» вызывала такую же сосудистую оборонительную реакцию (сужение сосудов руки и головы), как и сам звонок. Замена на другие слова была неэффективной. У детей переход возбуждения из первой сигнальной системы во вторую выражен лучше, чем у взрослых. По вегетативным реакциям ее выявить легче,чем по двигательным. Избирательная иррадиация возбуждения происхо­дит и в обратном направлении: из второй сигнальной системы в первую.

Между двумя сигнальными системами существует также ирра­диация торможения. Выработка дифференцировки к первосигналь-ному стимулу может быть воспроизведена и при замене диффе-ренцировочного раздражителя его словесным обозначением. Обычно элективная иррадиация между двумя сигнальными системами — это кратковременное явление, наблюдаемое после выработки ус­ловного рефлекса.

А.Г. Иванов-Смоленский, ученик И.П. Павлова, исследовал индивидуальные различия в зависимости от особенностей переда­чи процессов возбуждения и торможения из одной сигнальной системы в другую. По этому параметру им выделено четыре типа взаимоотношений первой и второй сигнальных систем. Первый тип характеризуется легкостью передачи нервных процессов из первой во вторую, и наоборот; второй тип отличает затрудненная переда­ча в обоих направлениях; для третьего типа характерна затруднен­ность передачи процессов только из первой во вторую; у четверто­го типа затруднения передачи возникают при переходе из второй сигнальной системы в первую.

Избирательную иррадиацию возбуждения и торможения мож­но наблюдать и в пределах одной сигнальной системы. В первой сигнальной системе она проявляется генерализацией условного реф­лекса, когда стимулы, похожие на условный, с места, без обуче­ния начинают вызывать условный рефлекс. Во второй сигнальной системе это явление выражается в селективном возбуждении сис­темы связей между семантически близкими словами.

Удобным объектом для изучения семантических связей являет­ся выработка условного оборонительного, рефлекса при подкреп­лении словесного раздражителя болевым. Регистрация сосудистых реакций головы и руки позволяет отдифференцировать оборони­тельный рефлекс от ориентировочного. После формирования ус­ловного оборонительного рефлекса предъявление разных слов вме­сто условного показывает, что центр безусловного оборонитель­ного рефлекса образует не одну, а множество связей с целым набором близких по смыслу слов. Вклад каждого слова в оборони­тельную реакцию тем больше, чем ближе оно по смыслу слову, использованному в качестве условного стимула. Слова, близкие условному стимулу, образуют ядро смысловых связей и вызывают оборонительную реакцию (сужение сосудов головы и руки). Сло­ва, отличные по смыслу, но все же лежащие на границе семанти­ческой близости к условному, вызывают стойкий ориентировоч­ный рефлекс (сужение сосудов руки и расширение их на голове).

Семантические связи могут быть изучены также с помощью ориентировочного рефлекса. Словесный раздражитель включает два компонента: сенсорный (акустический, зрительный) и смысло­вой, или семантический, через который он связан со словами, близкими ему по значению. Сначала угашают ориентировочный рефлекс как на сенсорный, так и на смысловой компонент, йредъявляя слова, входящие в одну смысловую группу (например, названия деревьев или минералов), но отличающиесядруг от дру­га по акустическим характеристикам. После такой процедуры предъявляют слово, близкое по звучанию к ранее угашенному, но сильно отличающееся от него по смыслу (т.е. из другой семанти­ческой группы). Появление ориентировочной реакции на это сло­во указывает, что оно относится к другой семантической группе. Тот набор словесных стимулов, на который распространился эф­фект угасания, представляет единую семантическую структуру. Как показали исследования, отключение словесных стимулов от ори­ентировочной реакции осуществляется группами в соответствии с теми связями, которыми они объединены у данного человека. Сход­ным образом, т.е. группами, происходит и подключение словес­ных раздражителей к реакциям.

Если к словесным раздражителям применить процедуру выра­ботки дифференцировки, то можно добиться сужения семанти­ческого поля. Подкрепляя током одно слово и не подкрепляя дру­гие, близкие ему слова, можно проследить, как часть условных оборонительных реакций будет вытесняться ориентировочными. Кольцо ориентировочных реакций как бы сжимает центр семан­тического поля.

Связь двух сигнальных систем, которую можно обозначить как «словесный раздражитель — непосредственная реакция», имеет самое широкое распространение.Все случаи управления поведе­нием, движением с помощью слова относятся к этому типу связи. Речевая регуляция осуществляется не только с помощью внеш­ней, но и через внутреннюю речь. Другая важная форма взаимоот­ношений двух сигнальных систем может быть обозначена как «не­посредственный раздражитель — словесная реакция», она состав­ляет основу функции называния. Словесные реакции на непосредственные раздражители в рамках теории концептуальной рефлекторной дуги Е.Н. Соколова могут быть представлены как реакции командных нейронов, имеющих связисо всеми нейрона­ми-детекторами. Командные нейроны, ответственные за речевые реакции, обладают потенциально обширными рецептивными по­лями. Связи этих нейронов с детекторами пластичны, и их конк­ретный вид зависит от формирования речи в онтогенезе.

Основываясь на данных об изоморфизме цветовых перцептив­ных, мнемических и семантических пространств, Е.Н. Соколов предлагает следующую модель цветовой семантики, которая может быть распространена и на другие категории явлений. Существуют три основных экрана, обеспечивающих обработку информации о цвете. Первый — перцептивный экран — образован селективными нейронами-детекторами цвета. Второй — экран долговременной (дек­ларативной) памяти— образован нейронами долговременной па­мяти, хранящими информацию о перцептивном экране. Третий — семантический экран — представлен цветовыми символами в зри­тельной, слуховойили артикуляционной форме, которые связаны как с командными нейронами речевых реакций, так и с элемента­ми экрана долговременной памяти. Связь с командными нейрона­ми речевых реакций обеспечивает операцию называния цвета. Связь с элементами долговременной памяти обеспечивает понимание, которое достигается проекцией символа на экран долговременной памяти.При сравнении любого цветового термина с другими так­же используется проекция семантического экрана на экран долго­временной цветовой памяти. При предъявлении одного цветового термина происходит возбуждение определенного набора элемен­тов долговременной цветовой памяти, чему соответствует вектор возбуждения, определяющий положение цветового термина на гиперсфере цветовой памяти- При предъявлении другого цветово­го термина возникает другой вектор возбуждения на карте цвето­вой памяти. Сравнение этих векторов возбуждения происходит в вычитающих нейронах, которые вычисляют различие между ними подобно тому, как это происходит при цветовом восприятии. Мо-

дуль векторной разности является мерой семантического различия. Если два разных цветовых названия вызывают совпадающие по составу векторы возбуждения на карте долговременной цветовой памяти, они воспринимаются как синонимы.

РАЗВИТИЕ РЕЧИ

Слово становится «сигналом сигналов» не сразу. У ребенка рань­ше всего формируются условные пищевые рефлексы на вкусовые и запаховые раздражители, затем на вестибулярные (покачивание) и позже на звуковые и зрительные. Условные рефлексы на словес­ные раздражители появляются лишь во второй половине первого года жизни. Общаясь с ребенком, взрослые обычно произносят слова, сочетая их с другими непосредственными раздражителями. В результате слово становится одним из компонентов комплекса. Например, на слова «Где мама?» ребенок поворачивает голову в сторону матери только в комплексе с другими раздражениями:

кинестетическими (от положения тела), зрительными (привычная обстановка, лицо человека, задающего вопрос), звуковыми (го­лос, интонация). Стоит изменить один из компонентов комплек­са, и реакция на слово исчезает. Лишь постепенно слово начинает приобретать ведущее значение, вытесняя другие компоненты ком-Д1лекса. Сначала выпадает кинестетический компонент, затем те­ряют свое значение зрительные и звуковые раздражители. И уже само слово вызывает реакцию.

Показ предмета и его называние постепенно приводят к фор­мированию их ассоциации, затем слово начинает заменять обо­значаемыйим предмет. Это происходит к концу первого года жиз­ни и началу второго. Однако слово сначала замещает лишь конк­ретный предмет, например данную куклу, а не куклу вообще. На этом этапе развития слово выступает как интегратор первого порядка.

Превращение слова в интегратор второго порядка, или в «сиг­нал сигналов», происходит в конце второго года жизни. Для этого необходимо, чтобы на него был выработан пучок связей (не менее 15 ассоциаций). Ребенок должен научиться оперировать различны­ми предметами, обозначаемыми одним словом. Если число выра­ботанных связей меньше, то слово остается символом, который замещает лишь конкретный предмет.

Между третьим и четвертым годами жизни формируютсяпо­нятия — интеграторы третьего порядка. Ребенок уже понимает такие слова, как «игрушка», «цветы^, «животные». К пятому году жизни понятия усложняются. Так, ребенок пользуется словом «вещь», относя его к игрушкам, посуде, мебели и т.д.

В процессе онтогенеза взаимодействие двух сигнальных систем проходит через несколько стадий. Первоначально условные реф­лексы ребенка реализуются на уровне первой сигнальной системы:

непосредственный раздражитель вступает в связь с непосредствен­ными вегетативными и двигательными реакциями. По термино­логии А.Г. Иванова-Смоленского, это связи типа Н~Н (непосред­ственный раздражитель — непосредственная реакция). Во втором полугодии ребенок начинает реагировать на словесные раздражи­тели непосредственными вегетативными и соматическими реак­циями, следовательно, добавляются условные связи типа С—Н (словесный раздражитель — непосредственная реакция). К концу первого года жизни (после 8 мес.) ребенок уже начинает подра­жать речи взрослого так, как это делают приматы, используя от­дельные звуки для обозначения предметов, происходящих собы­тий, а также своего состояния. Позже ребенок начинает произно­сить отдельные слова. Сначала они не связаны с каким-либо предметом. В возрасте 1,5—2 лет часто одним словом обозначается не только предмет, но и действия и связанные с ним пережива­ния. Лишь позже происходит дифференциация слов на категории, обозначающие предметы, действия, чувства. Появляется новый тип связей Н—С (непосредственный раздражитель — словесная ре­акция). На втором году жизни словарный запас ребенка увеличи­вается до 200 слов и более. Он уже может объединять слова в простейшие речевые цепи и строить предложения. К концу тре­тьего года словарный запас достигает 500—700 слов. Словесные реакции вызываются не только непосредственными раздражи­телями, но и словами. Появляется новый тип связей С—С (словес­ный раздражитель — словесная реакция), и ребенок научается говорить.

С развитием речи у ребенка в возрасте 2-3 лет усложняется интегративная деятельность мозга: появляются условные рефлек­сы на отношения величин, весов, расстояний, окраски предметов. В возрасте 3-4 лет вырабатываются различные двигательные и не­которые речевые стереотипы.

ФУНКЦИИ РЕЧИ

Исследователи выделяют три основные функции речи; комму­никативную, регулирующую и программирующую. Коммуникатив­ная функция обеспечивает общение между людьми с помощью языка. Речь используется для передачи информации и побуждения к дей­ствию. Побудительная сила речи существенно зависит от ее эмо­циональной выразительности.

Через слово человек получает знания о предметах и явлениях окружающего мира без непосредственного контакта с ними. Сис­тема словесных символов расширяет возможности приспособле­ния человека к окружающей среде, возможности его ориентации в природном и социальном мире. Через знания, накопленные че­ловечеством и зафиксированные в устной и письменной речи, человек связан с прошлым и будущим.

Способность человека к общению с помощью слов-символов имеет свои истоки в коммуникативных способностях высших обезьян.

Л.А. Фирсов и его сотрудники предлагают делить языки на пер­вичные и вторичные. К первичному языку они относят поведение животного и человека, различные реакции: изменение формы, величины и цвета определенных частей тела, изменения перьево­го и шерстного покровов, а также врожденные коммуникативные (голосовые, мимические, позные, жести куляторные и др.) сигна­лы. Таким образом, первичному языку соответствует допонятий-ный уровень отражения действительности в форме ощущений, восприятий и представлений. Вторичный язык связан с понятий­ным уровнем отражения. В нем различают стадию А, общую для человека и животного (довербальные понятия). Сложные формы обобщения, которые обнаруживают антропоиды и некоторые низ­шие обезьяны, соответствуют стадии А. На стадии Б вторичного языка (вербальные понятия) используется речевой аппарат.Такимобразом, первичный язык соответствует первой сигнальной сис­теме, а стадия Б вторичного языка — второй сигнальной системе. Согласно Л.А. Орбели, эволюционная преемственность' нервной регуляции поведения выражается в «промежуточных этапах» про­цесса перехода от первой сигнальной системы ко второй. Им соот­ветствует стадия А вторичного языка.

Язык представляет собой определенную систему знаков и пра­вил их образования. Человек осваивает язык в течение жизни. Ка­кой язык он усвоит как родной, зависит от среды, в которой он живет, и условий воспитания. Существует критический период для освоения языка. После 10 лет способность к развитию нейрон­ных сетей, необходимых для построения центров речи, утрачива­ется. Маугли — один из литературных примеров потери речевой функции.

Человек может владеть многими языками. Это означает, что он использует возможность обозначать один и тот же предмет разны­ми символами как в устной, так и в письменной форме. При изу­чении второго и последующих языков, по-видимому, использу­ются те же нервные сети, которые ранее были сформированы при

овладении родным языком. В настоящее время известно более 2500 живых развивающихся языков.

Языковые знания не передаются по наследству. Однако у чело­века имеются генетические предпосылки к общению с помощью речи и усвоению языка. Они заложены в особенностях как цент­ральной нервной системы, так и речедвигательного аппарата, гор­тани. Амбидексы — лица, у которых функциональная асимметрия полушарий менее выражена, обладают большими языковыми спо­собностями.

Регулирующая функция речи реализует себя в высших психичес­ких функциях — сознательных формах психической деятельности. Понятие высшей психической функции введено Л.С. Выготским и развитоА.Р- Лурия и другими отечественными психологами. Отли­чительной особенностью высших психических функций является их произвольный характер.

Предполагают, что речи принадлежит важная роль в развитии произвольного, волевого поведения. Первоначально высшая пси­хическая функция как бы разделена между двумя людьми. Один человек регулирует поведение другого с помощью специальных раздражителей (^знаков»), среди которых наибольшую роль играет речь. Научаясь применять по отношению к собственному поведе­нию стимулы, которые первоначально использовались для регуля­ции поведения других людей, человек приходит к овладению соб­ственным поведением. В результате процесса интериоризации — преобразования внешней речевой деятельности во внутреннюю речь, последняя становится тем механизмом, с помощью которо­го человек овладевает собственными произвольными действиями.

А.Р. Лурия и Е.Д. Хомская в своих работах показали связь ре­гулирующей функции речи с передними отделами полушарий. Ими установлена важная роль конвекситальных отделов префронталь-ной коры в регуляции произвольных движений и действий, кон­структивной деятельности, различных интеллектуальных процес­сов. Больной с патологией в этих отделах не может выполнять со­ответствующие действия, следуя инструкции.Показано также решающее участие медиобазальных отделов лобных долей в регу­ляции избирательных локальных форм активации, необходимых для осуществления произвольных действий. У больных с пораже­ниями этих отделов мозга угасание сосудистого компонента ори­ентировочного рефлекса на индифферентный раздражитель не на­рушается. Однако восстановления ориентировочного рефлекса под влиянием речевой инструкции, придающей стимулам сигнальное значение, не происходит. У них же не может удерживаться в каче­стве компонента произвольного внимания тонический ориенти-264

.ровочный рефлекс в виде длительной ЭЭГ-активации, хотя тони­ческий ориентировочный рефлекс продолжает возникатьна не­посредственный раздражитель. Таким образом, высшие формы управления фазическим и тоническим ориентировочными рефлек­сами, так же как и регулирующая функция речи, зависят от со­хранности лобных долей.

Программирующая функция речи выражается в построении смыс­ловых схем речевого высказывания, грамматических структур пред­ложений, в переходе от замысла к внешнему развернутому выска­зыванию. В основе этого процесса — внутреннее программирова­ние, осуществляемое с помощью внутренней речи. Как показывают ?слинические данные, оно необходимо не только для речевого вы­сказывания, но и для построения самых различных движений и действий. Программирующая функция речи страдает при пораже­ниях передних отделов речевых зон — заднелобных и премоторных отделов полушария.

Клинические данные, полученные при изучении поражений мозга, а также результаты его электрической стимуляции во время операцийна мозге позволили выявить те критические структуры коры, которые важны для способности говорить и понимать речь. Методика, позволяющая картировать области коры, связанные с речью, с помощью прямого электрического раздражения, была разработана в 30-х годах У. Пенфильдом в Монреале в Институте неврологии для контроля за хирургическим удалением участков мозга с очагами эпилепсии. Во время процедуры, которая прово­дилась под местным наркозом, больной должен был называть по­казываемые ему картинки. Речевые центры выявлялись по афази-ческой остановке (потере способности говорить), когда на них попадало раздражение током.

Наиболее важные данные об организации речевых процессов получены при изучении локальных поражений мозга. Согласно взглядамА.Р. Лурия, выделяют две группы структур мозга с раз­личными функциями речевой деятельности. Их поражение вызы­вает две категории афазий; синтагматические и парадигматические. Первые связаны с трудностями динамической организации рече­вого высказывания и наблюдаются при поражении передних отде­лов левого полушария. Вторые возникают при поражении задних отделов левого полушария и связаны с нарушением кодов речи (фонематического, артикуляционного, семантического и т.д.).

К передним отделам речевых зон коры относится и центр Бро-ка. Он расположен в нижних отделах третьей лобной извилины, У большей части людей в левом полушарии. Эта зона контролиру­ет осуществление речевых реакций. Ее поражение вызывает эффе-

рентную моторную