Межполушарная асимметрия

Как уже упоминалось в гл. 2, функции двух полушарий большого мозга несколько различны. Помимо того, что левая половина мозга управляет правой половиной тела и наоборот (контралатеральный контроль), между двумя половинами мозга имеются еще биологические различия, с которыми, по-видимому, связаны разные типы мышления. У праворукого человека левое полушарие ответственно главным образом за вербальное, логическое мышление, а правое больше участвует в пространственном, интуитивном мышлении. (У левшей все сложнее, так как у них обычнъ наблюдается «смешанное» доминирование полушарий, при котором функциональные раз-, личия между полушариями не столь четки. Поэтому мы ограни­чимся рассмотрением праворуких людей.)

На основное различие указывают весьма разнообразные факты (Ornstein, 1972) —от характера расстройств поведения у людей с поврежденным мозгом до таких проявлений сенсор­ной асимметрии, как различия в слухе на правое и левое ухо. Особенно интересно предположение Кинсбурна (Kinsbourne, 1972) о том, что направление, в котором движутся глаза человека, когда он обдумывает тот или иной вопрос, связано с тем, какое полушарие у него при этом работает. Для проверки этой гипотезы Кинсбурн задавал испытуемым вопросы, в кото­рых ведущую роль играла либо вербальная, либо простран­ственная информация. Латеральные движения глаз (называе­мые также содружественными, так как оба глаза движутся при этом вместе) были направлены преимущественно вправо при вопросах «вербального» типа и налево — при вопросах «пространственного» типа.

Это вполне согласуется с общим представлением о контра-латеральном контроле. Электрическое раздражение левого полушария часто вызывает ориентацию тела и глаз вправо, и наоборот. Кинсбурн предположил, что преобладающая акти­вация одного из полушарий ведет к своего рода иррадиации возбуждения, которое при этом захватывает центры ориентации глаз и тела в соответствующей половине мозга. Несмотря на относительную грубость такого физиологического объясне­ния, некоторые другие экспериментальные данные подтвердили основной факт, а именно то, что движения глаз вправо происхо­дят при ответах на «вербальные» вопросы, а влево — при «пространственных» вопросах (см., например, Galin, Ornstein,

1974).

Шварц и сотр. (Schwartz et al, 1975) сделали еще один шаг, комбинируя в своих вопросах работу для правого и левого полушарий. Они объединяли традиционные «простран­ственные» и вербальные категории с эмоциональным (преи­мущественно правое полушарие) и с неэмоциональным содер­жанием. Таким образом, они сравнивали между собой крайние варианты — вербально-неэмоциональное (ВНЭ; правое полу­шарие) и пространственно-эмоциональное (ПЭ; левое полу­шарие) содержание вопросов, а также две промежуточные комбинации (смешанное доминирование) — вербально-эмо-циональные (ВЭ) и пространственно-неэмоциональные (ПНЭ) вопросы. Полученные ими данные также согласовались с ос­новным предположением о том, что движение глаз вправо указывает на «активацию» левого полушария, и наоборот. Например, когда испытуемому предлагалась ВНЭ-задача: построить предложение со словами «код» и «математика», он обычно поворачивал глаза вправо. Но когда тот же испытуемый размышлял над ответом на ПЭ-вопрос: «Если вы переходите улицу с запада на восток, а на вас налетает машина с южной стороны, то какая из ваших ног будет разбита первой?», его глаза чаще поворачивались влево. При вопросах промежуточ­ных категорий повороты глаз вправо и влево встречались примерно с одинаковой частотой.

Конечно, на направление движения глаз у человека влияет множество внешних факторов, начиная от чего-либо за окном и кончая чем-либо попавшим в глаз. Сейчас проводится много исследований, направленных на то, чтобы изолировать влияние некоторых из этих факторов. Так, например, Гур и сотр. (Gur et al., 1975) предполагают, что, если экспериментатор сидит прямо против испытуемого, различия в движениях глаз будут менее вероятны, чем в том случае, если эти движения будут регистри­роваться с помощью телевизионной камеры, а экспериментатор будет сидеть позади испытуемого.

Глава 7

Глпза

Бакан (Bakan, 1971) высказал мысль, что можно будет выявить и различия между отдельными людьми. Художник, будучи склонным к пространственному мышлению, будет обна­руживать тенденцию отвечать на все вопросы с поворотом глаз влево (это будет означать, что он думает главным обра­зом правым полушарием), тогда как от юриста, имеющего, вероятно, более вербальный, логический склад личности, можно скорее ожидать движений вправо. Полученные позже данные не опровергают это предположение (Galin, Ornstein, 1974; Hassett, Zelner, 1977).

He следует ожидать, что каждое боковое движение глаз будет строго соответствовать этой схеме. Однако в среднем при вопросах разного типа преобладают, по-видимому, разные движения. Короче говоря, такой простой психофизиологи­ческий показатель, как направление движения глаз при ответе на вопрос, может дать нам ценную информацию о фундамен­тальных биологических процессах.

Сон

Каждую ночь мы ,все переходим в другой мир, который находится внутри нас. В своих снах тихий конторский служа­щий может смело разговаривать с начальством, убегать от чудовища, находить любовь на всю жизнь — и все за одну ночь. Те примерно полтора часа, которые у нас каждую ночь занимают сновидения, так интенсивны, так отвечают нашим мечтам, так реальны, что примитивные народы верили, будто сны пророчат будущее. До сегодняшнего дня в любом книжном магазине вы найдете целое собрание томов, помогаю­щих людям толковать сны.

В течение многих лет эта важная часть нашей духовной жизни практически не принималась психологами во внимание. Как же в самом деле исследовать такое эфемерное явление? И как вообще мы можем быть уверены, что сновидения дей­ствительно существуют?

Первые ответы на эти вопросы, подобно многим другим открытиям, были результатом случайности. Студент Чикагско­го университета Юджин Азеринский где-то около 1950 года изучал движения спящих младенцев. Он часами наблюдал спящих детей, тщательно отмечая периоды, когда они начинали двигаться. Во время этих скучных наблюдений он обратил внимание на то, что, помимо периодических общих движений, у младенцев часто бывают периоды, когда они начинают двигать глазами под закрытыми веками. В архивах исследова­телей сна было погребено несколько подобных же фактов, одна­ко Азеринский мудро решил продолжить наблюдение, исследо-

вав взрослых. Он быстро обнаружил, что и у взрослых людей во время ночного сна бывает несколько периодов с быстрыми движениями глаз (БДГ). При этом он выявил еще один важный момент: если взрослого человека во время БДГ будили, то обычно он сообщал о только что виденном сне. А если того же человека будили, когда у него не было этих предательских движений, то он редко рассказывал о сновидениях.

В короткой статье в журнале Science Азеринский и его руководитель Клейтман (Aserinsky, Kleitman, 1953) сообщили научному миру о своем волнующем открытии. Наконец был найден объективный физиологический показатель богатой внутренней жизни человека. Так родилось новое направление исследований — изучение сна.

Основные факты, обнаруженные Клейтманом и Азеринским, были скоро воспроизведены во многих лабораториях мира. С регулярными интервалами в течение ночи даже те люди, которые клялись, что ни разу в жизни не видели снов, обнару­живают движения глаз в виде коротких залпов активности. Корреляция этих периодов БДГ со сновидениями не идеальна, но тем не менее достаточно убедительна. Проанализировав в своем обзоре 16 работ на эту тему, Снайдер и Скотт (Snyder, Scott, 1972) установили, что, когда испытуемых будят в период БДГ, в 60—89% (в среднем в 74%) случаев они сообщают о сновидении. Цифры для периодов отсутствия БДГ варьировали гораздо сильнее, а в среднем составили около 12%. В каждом отдельном исследовании испытуемые тоже гораздо чаще сообщали о наличии сновидения, когда их будили при БДГ, чем в их отсутствие. Большую часть различий в оценке этой связи можно отнести за счет трудности решения вопросов, что именно можно считать сновидением. Почти каждый из нас что-то бормочет, если его внезапно разбудят и спросят, что он видел во сне. Большинство исследователей считает обязатель­ным признаком сновидения относительно связный рассказ о нем. Однако различия в применении этого критерия привели к понят­ным различиям в оценке связи между БДГ и сновидениями. Хорошо установлено, что при нормальном сне у каждого из нас бывает от пяти до семи периодов БДГ за ночь. У взрослого человека в молодости сон с БДГ занимает около 25% всего времени сна. Новорожденные младенцы проводят во сне с БДГ до половины своего 16-часового сна, однако уже к трехлетнему возрасту эта доля снижается до доли взрослого (Roffwarg et al., 1966).Периоды БДГ характерны для сна всех млеко­питающих. Есть данные, указывающие на то, что и у животных БДГ связаны со сновидениями. В своем превосходном обзоре литературы по проблеме сна Люс и Сегал (Luce, Segal, 1966) сообщают об экспериментах д-ра Чарлза Бона (Vaughn) из

Глава 7

Питтсбургского университета, в которых обезьян обучали всякий раз нажимать на рычаг при виде слайда. Во время сна с БДГ эти животные «бессознательно» начинали нажимать на рычаг, как бы сигнализируя о том, что перед ними сложные зрительные образы.

Сон с БДГ («быстрый» сон) не только очень обычен, но, возможно, и необходим. Демент (Dement, I960) пытался лишать людей сна с БДГ — будил их в моменты, когда их глаза начи­нали быстро двигаться. В первую ночь испытуемого надо было будить примерно семь раз. Однако к пятой ночи для предотвра­щения БДГ требовалось уже около 30 пробуждений. Создава­лось впечатление, что испытуемые более интенсивно пытались войти в необходимое им состояние «быстрого» сна. Когда этим людям наконец предоставили возможность спать без помех, доля «быстрого» сна у них возросла, как будто они возвращали некий «физиологический долг». В этом пионерском исследова­нии были также получены указания на то, что испытуемые, лишенные «быстрого» сна, становятся нервными и раздражи­тельными, но это наблюдение повторной проверки не вы­держало. Однако тот факт, что организм стремится восстано­вить дефицит «быстрого» сна, наблюдался многократно.

Ранние исследователи сна сравнивали БДГ с движениями глаз при просмотре кинофильма. Однако мысль о том, что БДГ имитируют нормальные движения глаз при бодрство­вании, пришлось отвергнуть, когда эти движения были изучены с помощью более чувствительных регистрирующих приборов (Jacobs et al., 1972). БДГ — это довольно сложная активность, в основных чертах сходная у разных людей, несмотря на глубокие различия в содержании их сновидений.

Сон с БДГ рассматривается в настоящее время как очень важный биологический процесс, интимно связанный с нашей внутренней жизнью. Однако зачем Природа предназначила нам видеть сны? Этот вопрос остается пока без ответа. Психоаналитики видят в содержании наших сновидений ключ к нашей личности. С другой стороны, пионер исследований сна Натаниель Клейтман (Kleitman, 1960) писал: «Будучи проявлением более низкого уровня активности мозга, сон может и не выполнять никакой функции». Пожалуй, лучше всего отношение большинства ученых к подобным проблемам вы­разил один исследователь, который в телевизионном интервью на вопрос «В чем заключается функция сна?» ответил с саркастической улыбкой: «Не знаю. А в чем состоит функция бодрствования?»

Мышцы

Мышечная система — это наш биологический ключ к внешнему миру. Если вы пишете поэму, голосуете или швыряете тарелку в любимого человека — это мышцы руки преобразуют вашу мысль в действие. Если вы нажимаете на тормоз, идете в ма­газин или толкаете ногой нападающего на вас человека — это мышцы ноги, работая согласованно с мускулатурой всего тела, позволяют вам сделать то, что вы считаете нужным. В каждом.случае «решение» о том, что надо делать, принимает мозг. В обычных условиях мы узнаём, что решил мозг другого человека, не иначе, как наблюдая за его мышечными движе­ниями, т. е. либо по речи, либо по действиям.

Все это мы считаем само собой разумеющимся. Это так очевидно, что мы никогда об этом не подумаем, пока не увидим человека, парализованного вследствие несчастного случая. Тогда мы вспоминаем о нашей полной и абсолютной зависимости от биологических банальностей. Каким малым кажется неудобство от слепоты и глухоты по сравнению с утра­той возможности приводить в действие мышцы!

Психолог, изучающий поведение, наблюдает непосредствен­но только движения, осуществляемые мышцами, так как внеш­нее поведение лишь в этом и состоит. Во многих случаях таких наблюдений бывает вполне достаточно. Психолог с биоло­гической ориентацией мог бы измерять мышечную активность крысы, когда она нажимает на рычаг, но, если нужно лишь увидеть, станет ли животное делать это для получения пищи, такая регистрация будет экстравагантностью. Предположим, однако, что нам понадобится предсказать, когда именно крыса нажмет на рычаг. Или, скажем, мы хотим знать о тех случаях, когда она «собралась» нажать на рычаг, но- «передумала». Регистрация мышечной активности становится уже здесь необходимой.

История вопроса

Как мы уже говорили, решающую роль электрической энергии в движении мышц первым обнаружил Луиджи Гальвани. Это именно он случайно заметил, что прохождение

Глава 8

Мышцы

через тело слабого электрического тока вызывает мышечную реакцию. Гальвани продемонстрировал и обратное явление — то, что нормальное сокращение мышцы сопровождается изме­нением электрической активности. После этого прошло почти полвека, прежде чем техника медицинской регистрации усовершенствовалась настолько, чтобы можно было записывать электрические потенциалы, связанные с нормальной работой мышц человека.

Среди исследователей, приспособивших электромиографию (т. е. регистрацию электрических потенциалов, связанных с сокращениями мышц) к нуждам психологов, одно из первых мест занимает Эдмунд Якобсон. Он более известен как создатель метода «прогрессивной релаксации», разработанного им для индукции состояния покоя и до сих пор применяемого в психотерапии. В те времена еще не было транквилизаторов и простое расслабление мышц служило важным лечебным сред­ством. Сам страдавший от бессонницы, Якобсон слишком хоро­шо знал, что отдыхать означает нечто большее, чем просто лежать в постели. И вот он разработал методику прогрессивной релаксации. Основной принцип ее заключается в тренировке расслабления определенных мышечных групп, которое приводит к обострению «мышечного чувства», т. е. способности ощущать состояние своих мышц (теперь этого легко добиваются при помощи обратной связи с использованием ЭМГ; см. гл. 10). Изучая проблему отдыха и релаксации, Якобсон искал объективные показатели напряжения мышц. В его первых работах таким показателем общего расслабления служила величина коленного рефлекса. Позднее он передел к прямой регистрации ЭМГ, и как технический прогресс в этой области, так и успехи в понимании смысла этого сложного показателя связаны с его именем.

Одно из первых наблюдений Якобсона состояло в том, что во время полного расслабления у испытуемого «не было никаких мыслей». Это было исключительно важно для одной из наиболее спорных теорий того времени — «периферической теории мышления». В своей самой крайней форме эта теория определяла понятие «мысль» как «общий термин, охватываю­щий все субвокальное поведение»,— так это популярно разъяснял отец бихевиоризма Джон Уотсон (Watson, 1919). В своих бесконечных попытках сделать скрытые процессы доступными для наблюдения Уотсон хотел доказать, что все психические феномены так или иначе связаны с активностью скелетной мускулатуры: когда, например, человек думает, он просто очень тихо разговаривает сам с собой.

Какой бы наивной ни казалась эта точка зрения, у нее было одно неоспоримое преимущество перед другими теориями

того времени: ее можно было проверить и таким образом до­казать ее правильность или ошибочность. Но, как это часто бы­вает с психологическими теориями, о проверке легче было гово­рить, чем ее провести. При существовавшей тогда технике запи­сывать электрическую активность мышц гортани было исключи­тельно трудно. А когда это все-таки было сделано, оказалось, что практически невозможно избавиться от помех, связанных с рефлекторными глотательными движениями и другими функциями гортани, не относящимися к речи.

В одной из наиболее новаторских работ этого периода Макс (Мах, 1935) исследовал мышцы рук у глухонемых, рассуждая так: если они говорят с помощью рук, то движения мышц, сопровождающие процесс мышления (если прав Уот­сон), можно легко зарегистрировать. И действительно, он обнаружил, что мышечные потенциалы действия в кистях рук у глухонемых во время решения задач регистрировались го­раздо чаще, чем у людей с нормальным слухом. Макс (Мах, 1937) утверждал также, что у видящих сны глухонемых чаще, чем у нормальных лиц, отмечались движения пальцев; однако исследования, проведенные позже с помощью более совершен­ной аппаратуры, указывают на то, что такие движения столь же часты и у нормальных людей (Stoyva, 1965).

Результаты других исследований того периода также го­ворили о существовании какой-то связи между мышечной активностью и мышлением. Если, например, человек представ­ляет себе, что он напрягает правую руку, то в правом бицепсе обнаруживается большее напряжение, чем в левом (Jacobson, 1938). Более того, если человек представляет себе поднятие большой тяжести, то при этом напряжение мышц оказывается большим, чем тогда, когда он представляет себе поднятие более легкого груза (Shaw, 1940),— точно так же, как если бы он поднимал эти грузы в действительности.

Для современного психофизиолога эти результаты ничуть не удивительны. Организм работает как единое целое. Если мозг думает о данном двигательном акте, то следует ожидать, что он будет генерировать подготовительные сокращения мыщц. Ошибочным в упрощенной теории Уотсона было отождествле­ние мысли только с ее периферическими проявлениями. Между тем современная техника регистрации активности ЦНС позво­ляет продемонстрировать зарождение мысли в мозгу.

До усовершенствования методик регистрации ЭМГ было использовано много других показателей «мышечного напряже­ния», начиная с якобсоновских измерений коленного рефлекса и кончая регистрацией мышечных усилий, прилагаемых при выполнении различных заданий (Davis, 1932). Морган (Morgan, 1916), например, измерял в разных условиях силу,

Глава 8

Мышцы

с которой испытуемый бил по клавишам устройства, напоми­нающего пишущую машинку. Здесь надо подчеркнуть, что термин «мышечное напряжение» в психологических исследо­ваниях, особенно в старых работах, часто имел довольно нечеткий смысл. Поэтому при сравнениях разных исследований необходима осторожность. Ясно, что потенциалы, связанные с сокращениями мышц,— более прямой показатель мышечной активности, чем все прежние показатели.

Многие из ранних исследований ЭМГ были основаны на теории активации. Мышечное напряжение принималось за об­щий индикатор степени активности человека во время выполне­ния им умственной или физической работы. С этой точки зрения желательно было найти такую мышцу, которая была бы наилучшим индикатором общего уровня напряжения мышц. Нидевер (Nidever, 1959) и Балшан (Balshan, 1962) считали, что в условиях покоя наиболее ценную информацию дают мышцы конечностей. Однако Нидевер обнаружил, что при выполнении испытуемыми задач, связанных с научением, эта роль переходила к мышцам головы и шеи. Это противо­речит другим данным (Voas, 1952), согласно которым во время умственной работы сильнее всего напряжены руки.

Однако, как подчеркивает Голдстейн (Goldstein, 1972), такие поиски бесцельны. Сама плавность наших движений доказывает, что мышцы тела не остаются в постоянных соотношениях друг с другом. Поэтому нас должна интересо­вать общая картина (паттерн) возбуждения мышц при данной работе. Нам следует ожидать, что наша биологическая гибкость обнаружится в виде различных по характеру картин распре­деления возбуждения в мышцах при разных условиях. Превос­ходным примером плодотворности такого подхода служит ра­бота Шварца и его сотрудников по изучению активности лицевой мускулатуры при эмоциях, о чем речь пойдет позже в этой главе.

В то время как психологи делали упор на активности боль­ших мышечных групп во время сложных форм поведения, работающие в клинике кинезиологи использовали ЭМГ для диагностики нарушений мышечных функций. В этой области одной из самых интересных была работа Басмаджана (Basmajian, 1963) на отдельных двигательных единицах, т. е. на тех анатомо-функциональных кирпичиках, из которых состоят мышцы. Используя миниатюрные электроды, помещае­мые под кожу, Басмаджан разработал методику обратной связи, которая позволяет человеку достигать высокой степени контроля над этими элементами мышц. Такая тренировка отдельных двигательных единиц оказалась особенно важной

для конструирования протезов конечностей. Включение моторов в протезе может управляться разрядом двигательных единиц самого человека.

Типичные реакции

До сих пор мы употребляли термин «мышечное напряже­ние» в несколько неопределенном смысле. Электромиограмма — это фактически запись потенциалов действия, которые застав­ляют мышцу сокращаться. Есть данные о том, что в спокойной обстановке, обычной для психологических экспериментов, связь между действительной силой, развиваемой мышцей, и ЭМГ линейна (Goldstein, 1972).

На рис. 8.1представлены подлинные записи активности мышцы, которая морщит брови (см. рис. 8.4), в покое и во время сокращения. Видно, что при сокращении мышцы частота и амплитуда потенциалов действия резко возрастают.

На заре электромиографии обработка такой записи была гигантским трудом, так как нужно было вручную подсчитывать число потенциалов действия и измерять их относительную .амплитуду. Методика, впервые предложенная Якобсоном (Jacobson, 1951), в настоящее время позволяет осуществлять такую обработку с помощью электронной аппаратуры. Для любого данного периода времени, как это показано на рис. 8.1, можно измерить площадь под кривой. Сигнал сначала подвер-

Рис. 8.1. Примеры электромиограмм. (Представлены Патрицией Солт.)

/ и 3 — «необработанная» ЭМГ; 2 и 4 — интегрированная ЭМГ. Обратите внимание на то, что при усилении первичного сигнала увеличивается частота разрядов интегратора. Запись с мышцы, наморщивающей лоб.

Глава 8

Мышцы

гается выпрямлению (т. е. производится определение абсолют­ных величин отклонений независимо от их знака), а затем осуществляется их интегрирование (т. е. вычисляется площадь под кривой). В случае, представленном на рис. 8.1, интегри­рующая схема непрерывно оценивала «прирост» площади под кривой до того момента, пока он не достигал некоторой задан­ной величины. Тогда интегратор автоматически разряжался и все начиналось заново. Общий показатель мышечной актив­ности можно определить, подсчитав число таких разрядов интегратора.

На основе такого суммарного показателя трудно восстано­вить первоначальную форму кривой, так как при интегриро­вании происходит сложное взаимодействие частот и амплитуд волн. Однако мышечное сокращение в целом достаточно хорошо характеризуется суммарной величиной разрядов интегратора, что делает относительно маловажной форму самих волн ЭМГ.