Физиологические подходы к изучению процесса мышления. Образное и вербальное мышление.

Мышление это процесс познавательной деятельности человека, проявляющийся обобщенным отражением явлений внешнего мира и своих внутренних переживаний. Сущность мышления состоит в способности мысленно моделировать события в любом временном направлении. Мышление имеет 2 аспекта: распознавание, т.е. принятие решения и устойчивая стратегия выполнения поставленной задачи. Формирование мышления начинается между первым и вторым годами.Этот процесс состоит в построении сенсомоторных схем, т.е. образовании связей сенсорной информации и двигательными действиями. Раньше всего создаются сенсомоторные схемы ходьбы и речи. В период с 2 до 7 лет идет первая фаза формирования человеческого мышления. Она проявляется способностью мысленно осуществлять какие-либо действия и ребенок приобретает способность прогнозировать результаты определенных действий. В то же время действие пока еще остается основным элементом мышления (птица то, что летает). С 7 до 10 лет протекает вторая фаза. Возникает способность к логическому рассуждению и построению достаточно сложных умозаключений. В возрасте 11-15 лет идет3 фаза. Мозг приобретает способность к сложным абстракциям, оценке гипотез.

Выделяют 3 формы мышления: наглядно-действенное, образное и абстрактно-логическое или вербальное. Наглядно-действенное проявляется в реализации действий. Слово имеет лишь вспомогательное значение (пример).Образное мышление это оперирование образами. Наибольшее значение оно имеет у детей 6-8 лет (пример). Абстрактно-логическое мышление использует понятиями, суждениями, умозаключениями построенными с помощью абстрактных символов - слов, формул и т.д.. Оно возможно лишь при наличии речи. Этот вид мышления наиболее эффективен при достаточном объеме накопленной памятью информации.

Первая фаза мышления, т.е. стратегия решения задач осуществляется нейронами теменно-затылочных, височных и лобных областей коры, а также лимбическими структурами. Этот процесс в основном происходит в ассоциативныхнейронах коры. В них обрабатывается сенсорная информацияи информация изпамяти. В решении задач главная роль принадлежит ассоциативным нейронамлобных областей.

Полушария выполняют разные мыслительные функции. Каждое полушариеобладает собственными ощущениями, восприятием, мыслями, воспоминаниями,эмоциональной оценкой событий. В определенном смысле каждое полушариеимеет собственное мышление. Правое обеспечивает наглядно-действенное иобразное мышление. Левое абстрактно-логическое. Однако в целом процессымышления осуществляются согласованно.

При психической патологии наблюдаются нарушения мышления. Этонавязчивые, сверхценные и бредовые идеи (пример). В соматическойклинике достаточно часто встречается ипохондрический синдром, когдапациент уверен в наличии у него тяжелого заболевания (кацерофобия,кардиофобия, сифилофобия и т.д.).

Сознание это высший уровень психического отражения действительности,присущий человеку как общественно-историческому существу. Иметь сознание,это иметь возможность осознавать себя как личность, анализировать своюпсихическую деятельность, а также передать свое знание другой личности.Наиболее общепринятой является вербальная теория сознания. Она доказываетсянейрофизиологическими исследованиями людей, выходящих из коматозногосостояния. На первой стадии человек открывает глаза. На второй фиксируетвзгляд на знакомых лицах. На третьей начинает понимать речь окружающих,а на четвертой начинает говорить сам. Нормальные а- и b-ритмы ЭЭГ восстанавливаютсялишь с началом третьей стадии. К сознанию можно отнести и 2 неосознаваемыхпсихических процесса (П.В. Симонов):

1.Подсознание. В него входит все то, что уже было осознано и закрепленов памяти. Поэтому может быть осознано вновь при определенных условиях. Кподсознательному относятся автоматизированные навыки, этические иэстетические нормы.

2.Сверхсознание или интуиция. Им объясняются процессы творчества неконтролируемые сознанием. Поэтому сверхсознание является источником озаренийи открытий. Нейрофизиологической основой сверхсознанияявляется актуализацияопределенных следов памяти, их сложная комбинация и создание совершенноновых связей.

Сознательное восприятие осуществляется нейронами сенсорных зон коры.От них нервные импульсы идут к ассоциативным нейронам. К ним же поступаетинформация и из памяти. В результате взаимодействия этих сигналовформируется осознанное восприятие. Активность сознания возрастает подвлиянием ретикулярной формации. Конечным звеном сознательного актаявляется действие, проявляющееся движением.

В настоящее время процесс сознания связывается с модульными колонкамикоры. Кора состоит из множества вертикальных колонок, проходящих через всеее слои. В этих колонках нейроны связаны между собой синаптическимиконтактами. Несколько вертикальных колонок объединяются в крупную модульную.Такая колонка способна обрабатывать большой объем информации. В нихже хранятся энграммы. Колонки формируют так называемые распределительныесистемы. Эти системы получают сенсорную информацию и информацию из памяти.В результате ее обработки обеспечивается обучение. Когда происходитобработка всей имеющейся информации, возникает осознание собственного"Я" и положения в окружающей природной и социальной среде.

Физиология дыхания

22дыхание:

1. Внешнее дыхание - обмен газов между атмосферой и альвеолами – легочными пузырьками.
2. Обмен газов между альвеолами и кровью легочных капилляров.
3. Транспорт газов кровью - процесс переноса О2 от легких к тканям и СО2 от тканей - к легким.
4. Обмен О2 и СО2 между кровью капилляров и клетками тканей организма.
5. Внутреннее, или тканевое, дыхание - биологическое окисление в митохондриях клетки.

Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.

Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03—0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении. При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм рт. ст., а углекислого газа – 40 мм рт. ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм рт. ст., а углекислого газа – 50 мм рт. ст. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.

Механизм вдоха и выдоха

У взрослого человека частота дыхания составляет примерно 16–18 дыхательных движений в минуту. Она зависит от интенсивности обменных процессов и газового состава крови.

Дыхательный цикл складывается из трех фаз:

1) фазы вдоха (продолжается примерно 0,9–4,7 с);

2) фазы выдоха (продолжается 1,2–6,0 с);

3) дыхательной паузы (непостоянный компонент).

При спокойном состоянии дыхание является активным процессом и состоит из активного вдоха и пассивного выдоха.

Активный вдох начинается под влиянием импульсов, поступающих из дыхательного центра к инспираторным мышцам, вызывая их сокращение. Это приводит к увеличению размеров грудной клетки и соответственно легких. Внутриплевральное давление становится отрицательнее атмосферного и уменьшается на 1,5–3 мм рт. ст. В результате разности давлений воздух поступает в легкие. В конце фазы давления выравниваются.

Пассивный выдох происходит после прекращения импульсов к мышцам, они расслабляются, и размеры грудной клетки уменьшаются.

Если поток импульсов из дыхательного центра направляется к экспираторным мышцам, то происходит активный выдох. При этом внутрилегочное давление становится равным атмосферному.

При увеличении частоты дыхания все фазы укорачиваются.

Отрицательное внутриплевральное давление – это разность давлений между париетальным и висцеральным листками плевры. Оно всегда ниже атмосферного. Факторы, его определяющие:

1) неравномерный рост легких и грудной клетки;

2) наличие эластической тяги легких.

Интенсивность роста грудной клетки выше, чем ткани легких. Это приводит к увеличению объемов плевральной полости, а поскольку она герметична, то давление становится отрицательным.

Эластическая тяга легких – сила, с которой ткань стремится к спаданию. Она возникает за счет двух причин:

1) из-за наличия поверхностного натяжения жидкости в альвеолах;

2) из-за присутствия эластических волокон.

Отрицательное внутриплевральное давление:

1) приводит к расправлению легких;

2) обеспечивает венозный возврат крови к грудной клетки;

3) облегчает движение лимфы по сосудам;

4) способствует легочному кровотоку, так как поддерживает сосуды в отрытом состоянии.

Легочная ткань даже при максимальном выдохе полностью не спадается. Это происходит из-за наличия сурфактанта, который понижает натяжение жидкости. Сурфактант – комплекс фосфолипидов (в основном фосфотидилхолина и глицерина) образуется альвеолоцитами второго типа под влиянием блуждающего нерва.

Таким образом, в плевральной полости создается отрицательное давление, благодаря которому осуществляются процессы вдоха и выдоха.

23Внутриплевральное давление, или давление в герметично замкнутой плевральной полости между висцеральными и париетальными листками плевры, в норме является отрицательным относительно атмосферного. При открытых верхних дыхательных путях давление во всех отделах легких равно атмосферному. Перенос атмосферного воздуха в легкие происходит при появлении разницы давлений между внешней средой и альвеолами легких. При каждом вдохе объем легких увеличивается, давление заключенного в них воздуха, или внутрилегочное давление, становится ниже атмосферного, и воздух засасывается в легкие.

При выдохе объем легких уменьшается, внутрилегочное давление повышается и воздух выталкивается из легких в атмосферу. Внутриплевральное давление обусловлено эластической тягой легких или стремлением легких уменьшить свой объем. При обычном спокойном дыхании внутриплевральное давление ниже атмосферного.

24Газообмен в легких. В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие.

Движение газов обеспечивает диффузия. Согласно законам диффузии газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением. Парциальное давление – это часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем выше его парциальное давление. Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов.

В легких газообмен совершается между воздухом, содержащимся в альвеолах, и кровью. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие. Для осуществления газообмена определяющими условиями являются площадь поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. Легкие идеально соответствуют этим требованиям: при глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100–150 кв. м (не менее велика и поверхность капилляров в легких), существует достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови.

Транспорт кислорода кровью

Лишь небольшая часть О₂ (около 2%), переносимого кровью, растворена в плазме. Основная его часть транспортируется в форме непрочного соединения с гемоглобином, который у позвоночных содержится в эритроцитах. В молекулы этого дыхательного пигмента входят видоспецифичный белок — глобин

Присоединение кислорода к гемоглобину (оксигенация гемоглобина) происходит без изменения валентности железа, т. е. без переноса электронов, характеризующего истинное окисление. Тем не менее гемоглобин, связанный с кислородом, принято называть окисленным (правильнее — оксигемоглобин), а отдавший кислород — восстановленным (правильнее — дезоксигемоглобин).

1 г гемоглобина может связать 1,36 мл газообразного О₂ (при нормальном атмосферном давлении). Учитывая, к примеру, что в крови человека содержится примерно 150 г/л гемоглобина, 100 мл крови могут переносить около 21 мл О₂. Это так называемая кислородная емкость крови. Оксигенация гемоглобина (иначе говоря, процент, на который используется кислородная емкость крови) зависит от парциального давления 0₂ в среде, с которой контактирует кровь. Такая зависимость описывается кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 10.28). Сложная S—образная форма этой кривой объясняется кооперативным эффектом четырех полипептидных цепей гемоглобина, кислородсвязывающие свойства (сродство к О₂) которых различны.

Благодаря такой особенности венозная кровь, проходя легочные капилляры (альвеолярное РO₂ приходится на верхнюю часть кривой), оксигенируется почти полностью, а артериальная кровь в капиллярах тканей (где Ро₂соответствует крутой части кривой) эффективно отдает О₂. Отдаче кислорода способствуе содержащийся в

эритроцитах 2,3—дифосфоглицерат, синтез которого усиливается при гипоксии и интенсификации окислительного процесса в тканях.

Кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо при повышении температуры и при увеличении концентрации водородных ионов в среде которая, в свою очередь, зависит от Рсо₂ (эффект Вериго—Бора). Поэтому создаются условия для более полной отдачи кислорода оксигемоглобином в тканях особенно там, где выше интенсивность метаболизма, например в работающих мышцах. Однако и в венозной крови большая или меньшая часть (от 40 до 70%) гемоглобина остается в оксигенированной форме. Так, у человека каждые 100 мл крови отдают тканям 5—6 мл О₂ (так называемая артерио—венозная разница по кислороду) и, естественно, на ту же величину обогащаются кислородом в легких.

Сродство гемоглобина к кислороду измеряется величиной парциального давления кислорода, при которой гемоглобин насыщается на 50% (Р₅₀) у человека оно составляет в норме 26,5 мм рт. ст. для артериальной крови. Параметр Р₅₀ отражает способность дыхательного пигмента связывать кислород.

26.Хотя СО₂ растворяется в жидкости гораздо лучше, чем O₂, только 3—6% общего количества продуцируемого тканями C0₂ переносится плазмой крови в физически растворенном состоянии. Остальная часть вступает в химические связи (рис. 10.29).

Поступая в тканевые капилляры, С0₂ гидратируется, образуя нестойкую угольную кислоту:

СО₂ + Н₂0 ↔ Н₂СОз ↔H⁺ + НСО₃^—

Направление этой обратимой реакции зависит от Рсо₂ в среде. Она резко ускоряется под действием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах, куда СО₂ быстро диффундирует из плазмы.

Около 4/5 углекислого газа транспортируется в виде гидрокарбонатаНСО₃^—.Связыванию С0₂ способствует уменьшение кислотных свойств (протонного сродства) гемоглобина в момент отдачи им кислорода —дезоксигенирование (эффект Холдейна). При этом гемоглобин высвобождает связанный с ним ион калия, с которым, в свою очередь, реагирует угольная кислота:

К⁺ + HbO₂ + H⁺ + НСОз^— = HHb + КНСО₃ + 0₂

Часть ионов НСО₃^— диффундирует в плазму, связывая там ионы натрия, в эритроцит же поступают в порядке сохранения ионного равновесия ионы хлора.

Кроме того, также за счет уменьшения протонного сродства дезоксигенированный гемоглобин легче образует карбаминовые соединения, связывая при этом еще около 15% переносимого кровью СО₂.

В легочных капиллярах происходит высвобождение части CO₂, который диффундирует в альвеолярный газ. Этому способствует более низкое чем в плазме, альвеолярное Pco₂, а также усиление кислотных свойств гемоглобина при его оксигенации. В ходе дегидратации угольной кислоты в эритроцитах (эта реакция тоже резко ускоряется карбоангидразой) оксигемоглобин вытесняет ионы калия из гидрокарбоната. Ионы НСОз^— поступают из плазмы в эритроцит,

Рис. 10.29 Реакции, происходящие в процессе обмена кислородом и углекислым газом между эритроцитом (I), плазмой (II) и легочной альвеолой (III) Объяснение см. в тексте.

а ионы Сl^— — в обратном направлении. Таким путем каждые 100 мл крови отдают в легких 4—5 мл С0₂ — то же количество, какое кровь получает в тканях (артерио—венозная разница по СО₂).

Гемоглобин (в силу амфотерных свойств) и гидрокарбонат являются важными буферными системами крови Гидрокарбонатная система играет особую роль благодаря тому, что в ее состав входит летучая угольная кислота. Так, при поступлении в кровь кислых продуктов метаболизма гидрокарбонат как соль слабой (угольной) кислоты отдает свой анион, а избыток углекислого газа выводится легкими, что способствует нормализации рН крови. Поэтому гиповентиляция легких сопровождается наряду с гиперкапнией увеличением концентрации водородных ионов в крови — дыхательным (респираторным) ацидозом, а гипервентиляция наряду с гипокапнией — сдвигом активной реакции крови в щелочную сторону — дыхательным алкалозом.

27Газообмен в тканях— совокупность процессов, обеспечивающих переход кислорода внешней среды в ткани живого организма, а углекислого газа из тканей во внешнюю среду.
Перемещение газов (легкие — кровь — ткани) осуществляется под влиянием разности парциальных давлений и напряжений этих газов в каждой из сред организма.
Парциальное давление кислорода в воздухе, заполняющем альвеолы легких, около 100 мм рт. ст., а его напряжение в венозной крови, притекающей к легким, около 40 мм рт. ст. Вследствие разности давлений кислород из альвеол направляется в кровь, где связывается с гемоглобином эритроцитов.
Парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе составляет 40 мм рт. ст., а его напряжение в притекающей к легким венозной крови — 48 мм рт. ст. Вследствие разности давлений углекислый газ переходит в альвеолы.
В артериальной крови, притекающей к тканям, напряжение кислорода выше, чем в тканях, а напряжение углекислого газа, наоборот, значительно ниже. Вследствие этого кислород переходит из крови в ткани и включается в цикл метаболических процессов, а углекислый газ, в избытке содержащийся в тканях, переходит в кровь и переносится затем в лёгкие. Процесс газообмена происходит непрерывно до тех пор, пока существует разность парциальных давлений и напряжений газов в каждой из сред, участвующих в газообмене решающим фактором, обусловливающим непрерывность газообмена, является постоянство газового состава альвеолярного воздуха.

28Воздухоносные пути: носовые ходы, ротовая полость, носоглотка, носовые пазухи, гортань, трахея, бронхи. Воздухоносные пути на уровне голосовой щели делятся на верхние и нижние дыхательные пути. Так как воздухоносные пути образованы хрящевой тканью, то они всегда открыты. Так как в состав стенки воздухоносных путей входят гладкомышечные волокна, то они находятся всегда в состоянии тонуса. При повышении тонуса - просвет уменьшается и наоборот. Просвет дыхательных путей регулируется с помощью парасимпатической нервной системы и симпатической нервной системы: при возбуждении симпатической нервной системы - увеличение просвета, т. к. здесь симпатическая нервная система опосредует своё влияние через бетта 2-адренорецепторы. При возбуждении парасимпатической нервной системы - уменьшается просвет дыхательных путей.

Дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием, который очищает поступающий воздух. Для дыхательных путей характерно обильное кровоснабжение с целью регуляции температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и его влажность.

В дыхательных путях много рецепторов: обонятельные; обеспечивающие защитные реакции: при раздражении верхних дыхательных путей - чихание, нижних - кашель.

Воздух, находящийся в дыхательных путях не участвует в газообмене - это воздух "мёртвого" пространства.

Значение воздухоносных путей:

1. проведение воздуха;

2. очищение, согревание;

3. увлажнение воздуха;

4. регуляция количества воздуха, поступающего в лёгкие (путём изменения просвета);

5. место возникновения защитных дыхательных рефлексов;

6. возникновение обонятельных функций;

7. терморегуляция, за счёт испарения

29 Русский физиолог Н. А. Миславский установил, что в продолговатом мозге имеется множество клеток, разрушение которых ведет к остановке дыхания. Так было положено начало изучению дыхательного центра. Дыхательный центр - сложное образование; он состоит из центра вдоха и центра выдоха. Позже удалось показать, что дыхательный центр имеет более сложную структуру и в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы, которые обеспечивают приспособление органов дыхания к различной деятельности организма. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит коре больших полушарий.

В дыхательном центре ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения приходящих к дыхательному центру центростремительных импульсов в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессами обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к дыхательным мышцам и диафрагме, обеспечивая чередование вдоха и выдоха.