Сознание как психофизиологический феномен

Тема Психофизиология сознания

Сознание как психофизиологический феномен

Физиологические условия осознания раздражителей

3. Общая характеристика проблемы неосознаваемых психических процессов

Сознание как психофизиологический феномен

Проблема сознания имеет явно выраженный междисциплинар­ный характер. Тем не менее многочисленные данные позволяют вы­делять особый психофизиологический аспект проблемы созна­ния. Его содержание составляет объективная феноменология со­стояний сознания, их динамики под воздействием различных внеш­них и внутренних факторов и отражение этой динамики в показате­лях телесного функционирования.

Не вызывает сомнения тот факт, что индивидуальное сознание человека неразрывно связано с материальными процессами, проте­кающими в организме человека, в первую очередь в ЦНС и голов­ном мозге. Проблема заключается в том, чтобы установить, ка­кие именно материальные процессы, механизмы и состояния моз­га лежат в основе сознания. Решение этой проблемы сопряжено с большими теоретическими, методологическими и методическими трудностями. И главная причина в том, что в изучении мозговых ме­ханизмов психики человека до сих пор существует целый ряд прин­ципиальных проблем, не имеющих даже приблизительного объяс­нения.

Один из наиболее существенных вопросов состоит в следую­щем: почему в сознании не отражается «работа самого мозга». Из­вестно, например, что рецепторы в сенсорных системах человека обладают очень высокой чувствительностью, которая позволяет реагировать на неизмеримо малые раздражители. Утверждают, например, что звуковой тон частотой 2000 Гц может быть воспри­нят, когда амплитуда движений частиц воздуха у барабанной пере­понки, не превышает диаметра молекулы водорода (Величковский соавт., 1973). Почему при таких удивительных возможностях слу­хового анализатора мы не «слышим», как работает мозг? Еще один неразрешимый в настоящий момент вопрос таков. Благодаря какому гипотетическому механизму мозг, воспринимая информацию, Передавая ее по проводящим путям, анализируя эту информацию, Представляет в сознание не свою деятельность (передачу возбуж­дения из одних отделов в другие), а лишь ее результативную сторону в виде картины объективной действительности и субъектив­ных переживаний человека?

Постижение нейрофизиологических основ сознания невозмож­но до тех пор, пока не будут найдены ответы на эти и многие дру­гие вопросы. Тем не менее эмпирические исследования и клиниче­ские наблюдения позволяют сформулировать некоторые предста­вления о физиологических основах сознания.

Психофизиологический подход к определению сознания

Единого общепринятого определения сознания в психологии и психофизиологии не существует. В большинстве случаев сознание определяют через функции, которые оно выполняет. Например, ней­рофизиолог X. Дельгадо (1971), автор широко известной книги «Мозг и сознание», приводит определение сознания как организо­ванной группы процессов в нервной ткани, возникающих немедлен­но на предшествующие интрапсихические (вызванные внутренни­ми причинами) или экстрапсихические (вызванные внешними при­чинами) события. Эта группа нервных процессов, т.е. сознание, воспринимает, классифицирует, трансформирует и координирует вызвавшие его события с целью начать действие на основе пред­видения его последствий и в зависимости от наличной информации.

В других определениях подчеркиваются системность созна­ния, комплексность выполняемых им функций, связь с памятью (про­шлым и будущим человека), привязанность к мозговому субстра­ту. П.В. Симонов (1987), например, особо выделяет коммуникатив­ный аспект сознания, определяя его как оперирование знанием, спо­собность к направленной передаче информации от одного лица к другому.

Однако для понимания физиологической природы сознания боль­шее значение имеют существующие представления о механизмах, лежащих в основе функциональных состояний, и, в первую очередь, концепция уровней бодрствования (см. главу 3).

Сознание и уровни бодрствования. При анализе сознания как психофизиологического феномена необходимо четко разводить два его аспекта. Во-первых, сознанию соответствует определенный Ди­апазон в существующем континууме «сон-бодрствование». Известно, что при сильном снижении уровня бодрствования развива­ется состояние, которое определяется как кома («без сознания»). Очевидно также, что при относительно низких уровнях бодрство­вания, например во сне, сознание в полном объеме своих функций не выявляется. Именно поэтому сон предлагается квалифициро­вать как измененное состояние сознания. Физиологическим усло­вием проявления сознания служит состояние пассивного и актив­ного бодрствования.

Во-вторых, в качестве самостоятельной характеристики пред­лагается выделять содержание сознания. Последнее непосредст­венно связано с психическим отражением и выполняет все функции, перечисленные в определении, данном выше.

Очевидно, что обе стороны сознания тесно связаны между со­бой. Так при пробуждении ото сна по мере возрастания уровня бодр­ствования содержание сознания становится все более насыщенным. В то же время при очень сильном эмоциональном напряжении, ко­гда уровень бодрствования достигает наиболее высоких значений, содержание сознания начинает страдать, происходит его своеобраз­ное «сужение». Наконец, существует словосочетание «ясное соз­нание», т.е. такое состояние, когда человек свободно реализует все перечисленные выше функции сознания, и принятые им решения наиболее осознаны. Есть все основания полагать, что этому со­ответствует особый уровень возбуждения коры больших полуша­рий, который именуется оптимальным.

Итак, в психофизиологии сознание понимается, в первую оче­редь, как особое состояние мозга, при котором только и возможна реализация высших психических функций. Другими словами, соз­нание — это специфическое состояние мозга, позволяющее осуще­ствлять определенные когнитивные операции (Соколов, 1997). Вы­ход из этого состояния приводит к выключению высших психиче­ских функций при сохранении механизмов жизнеобеспечения.

Сознание и внимание. Классик экспериментальной психоло­гии Э. Б. Титченер определял внимание как «способность и воз­можность концентрировать сознание». Он выделял два уровня соз­нания, из который «верхний слой» относил к зоне ясного видения, а «нижний» — к зоне смутного. Сходным образом определял вни­мание С.Л.Рубинштейн: «поле нашего сознания не плоскостно. Часть сознаваемого выступает на передний план в виде «фигуры» на отступающем и стушевывающемся фоне». И в когнитивной пси­хологии внимание определяется как направленность «деятельно­сти по переработке информации на ограниченную часть «входа», при этом существует предвнимание, представляющее «деятельность за пределами основного потока информации» (Найсер, 1976). Та­ким образом, избирательное внимание в психологии всегда связы­валось с ограничением сознания.

Физиологически избирательное внимание проявляется в локаль­ной активации (повышенной возбудимости) определенных уча­стков коры в сочетании с более или менее выраженным торможе­нием остальных областей коры больших полушарий. В зависимости от характера деятельности зона повышенной активации может перемещаться по коре больших полушарий. По некоторым данным наиболее высокому уровню сознания и избирательного внимания соответствует локализация очага повышенной активации в левой фронтальной области, а наиболее низкому — в правой затылочной. Таким образом, локальная активация коры больших полушарий при осуществлении сознательной деятельности имеет динамический ха­рактер, определяемый сигнальной значимостью действующих раз­дражителей и характером выполняемой деятельности (Костандов, 1983).

Нейрофизиологические основы сознания. И.П.Павлов образ­но представлял сознание как перемещающуюся по коре зону повы­шенной возбудимости — «светлое пятно сознания» на темном фоне остальной коры. В настоящее время согласно данным, полученным с использованием метода ПЭТ-томографии, зона локальной акти­вации действительно имеет вид светлого пятна на темном фоне.

Современным аналогом представлений Павлова можно считать теорию «прожектора» (Спек, 1984). Решающая роль в ней отводит­ся таламусу, именно он направляет поток возбуждения в кору боль­ших полушарий. Причем процесс осуществляется таким образом, что в каждый данный момент времени только один из таламических центров находится в состоянии возбуждения, достаточном для соз­дания в коре зоны повышенной возбудимости. Период такой вы­сокой возбудимости длится около 100 мс, а затем усиленный неспе­цифическим таламическим возбуждением приток импульсов поступает к другому отделу коры. Область наиболее мощной импульсации создает центр внимания, а благодаря постоянным перемеще­ниям потока возбуждения по другим участкам коры становится воз­можным их объединение в единую систему.

В качестве предполагаемого механизма, связывающего нейроны в единую систему, Крик рассматривает появление у них синхрони­зированных разрядов с частотой в гамма-диапазоне 35 — 70 Гц. Син­хронизация нейронной активности является механизмом объедине­ния клеток в ансамбль. Таким образом, согласно теории Крика, нейронные процессы, оказывающиеся в центре гипотетического «луча прожектора», определяют содержание нашего сознания в те­кущий момент времени, а функцию управления лучом прожектора выполняет таламус, создавая в разных зонах коры длящееся около 100 мс неспецифическое возбуждение (локальную активацию).

По описанным выше представлениям возникновение сознания ста­новится возможным только при достижении определенного уровня возбуждения коры больших полушарий. Идея порога возбуждения как условия возникновения сознания, не может, однако, объяснить многие аспекты функционирования сознания. По этой причине еще в 80-е годы был предложен другой нейрофизиологический механизм возникновения сознания, получивший название теории повторного входа (Эделмен, 1981). В этой теории в качестве центрального ме­ханизма возникновения сознания рассматривается механизм повтор­ного входа возбуждения. Имеется в виду, что возбуждение, возник­шее в группе нейронов первичной зоны коры, возвращается в ту же нейронную группу после дополнительной обработки информа­ции в других нервных центрах или поступления новой информации из внешней среды, а также из долговременной памяти. Этот повтор­ный вход дает возможность сопоставлять имевшиеся раньше сведе­ния с изменениями, которые произошли в течение одного цикла об­работки информации. Объединение-двух потоков информации (пер­вичного и вторичного) составляет один цикл или повторяющуюся фазу активности сознания. Прохождение одного цикла возбуждения осуществляется за 100 — 150 мс. Повторяющиеся циклы создают нейрофизиологическую «канву» сознания.

Представления Дж. Эделмена получили дальнейшее развитие, в частности, в концепции А.М.Иваницкого (1997). Центральное место в этой концепции занимает понятие информационного синтеза (см. главу 5.3), предусматривающее объединение информации о фи­зических и семантических особенностях стимула. Информация о физических свойствах стимула поступает по сенсорно-специфиче­ским путям, а информация о значимости стимула извлекается из па­мяти. Синтез этих двух видов информации (текущей и извлекае­мой из памяти) обеспечивает возникновение ощущения. Этот про­цесс осуществляется с периодом квантования приблизительно в 100-180 мс. Опознание стимула происходит с участием лобных областей мозга, приблизительно через 300 мс от момента предъявления. Пос­ледовательное поступление информации от рецепторов приводит к повторному движению возбуждения по указанному кольцу, обеспе­чивая постоянное сопоставление сигналов, приходящих из внепшеи и внутренней среды.

Лобная кора

Зрительная; кора

Гипоталамус

Гиппокамп

Ассоциативная кора

Рис. 10.1 Схема кольцевого движения возбуждения при возникновении ощущений. Центральное звено — сиктеа информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры (по А.М.Иваницкому, 1997)

В последнее время при обсуждении нейрофизиологических ос­нов сознания большое внимание уделяется высокочастотной био­электрической активности мозга (Данилова, 1998). Ведущая роль в возникновении сознания приписывается высокочастотным соста­вляющим спектра ЭЭГ в диапазоне от 35Гц до 120Гц. Сознание оп­ределяют как продукт синхронизации нейронной активности в ука­занном частотном диапазоне. Предполагается, что когерентная элек­трическая активность достаточно большого числа нейронов созда­ет необходимое и достаточное условие для явления сознания даже в отсутствии сенсорной стимуляции, как, например, во сне.

В этом контексте большое значение приобретает временная по­следовательность, объединяющая активность множества нейронов в единый пространственно-временной паттерн. Принцип «времен­ного связывания» элементарных символов (нейронов) в более слож­ные структуры на основе корреляции их сигналов во времени рас­сматривается как основополагающий. Причем особое значение при­дается частоте 40Гц, которая оптимальным образом обеспечивает синхронизацию импульсной активности нейронов, участвующих в образовании образов и поддержании сознания.

В заключении следует отметить, что приведенные выше пред­ставления о нейрофизиологических механизмах сознания отнюдь не исчерпывают всего многообразия в изучении этой проблемы (см. Данилова, 1998). Тем не менее они весьма иллюстративны в своем многообразии, выдвигая на первый план разные нейрофизиоло­гические механизмы: перемещение по коре фокуса повышенной воз­будимости, возврат возбуждения и синхронизацию высокочастот­ной активности нейронов.