Динамика субъективного мира как смена состояний субъекта поведения
С этих позиций динамика субъективного мира может быть охарактеризована как смена состояний субъекта поведения в ходе развертывания поведенческого континуума (рис. 1). Упоминавшиеся ранее переходные процессы теперь предстают как смена одного специфического для данного акта набора систем на другой набор, специфичный для следующего акта в континууме. Во время переходных процессов отмечается «перекрытие» активаций нейронов, относящихся к предыдущему и последующему актам, а также активация «лишних» нейронов, не активирующихся в упомянутых актах.
Перекрытие может быть рассмотрено как «коактивация» нейронов, во время которой происходит согласовывание состояний одновременно активных клеток, принадлежащих к системам разных актов, связанным логикой межсистемных отношений. Вероятно, это согласовывание лежит в основе системных процессов, которые включают оценку индивидом достигнутого результата, зависимую от данной оценки организацию следующего акта и реорганизацию отношений между системами только что реализованного акта. В полном соответствии с таким по-
ниманием находятся данные экспериментов, свидетельствующие о том, что параметры активности нейронов во время переходных процессов, с одной стороны, отражают характеристики только что совершенного поведения, а с другой — предсказывают характеристики будущего [Dorrisetal., 1999; Prut, Fetz, 1999].
Наличие активаций «лишних» нейронов показывает, что данные процессы происходят с вовлечением и, возможно, с модификацией также и остальных элементов опыта, представителями которых являются «нелишние» в действительности нейроны.
2.2.7.11. Вариативность системной организации поведенческого акта в последовательных реализациях
Анализ активности системно специализированных нейронов показывает: как «мы никогда не имеем по-настоящему изолированные функциональные системы» [Анохин 1975, с. 42], т.е. любой акт — одновременная реализация множества систем, так мы не имеем и изолированного извлечения из памяти (в «чистом виде») специфического набора систем, который соответствует данному акту. В связи с упоминавшимися ранее сложнейшими отношениями, которые существуют между элементами индивидуального опыта, и в зависимости от них, актуализация одного элемента «затрагивает» другие. Результат поведенческого акта достигается за счет актуализации множества связанных логикой межсистемных отношений элементов опыта, которые образовались при формировании разных актов. Процессам реализации одиночного акта поведения соответствует сложная и динамичная системная структура, представленная как системами, которые неизменно вовлекаются в его осуществление, так и системами, набор которых модифицируется от реализации к реализации данного акта, но которые неизменно вовлекаются в реализацию каких-либо других актов.
Модификация набора определяется невозможностью полного воспроизведе-
ния в повторных реализациях акта структуры межсистемных отношений. Даже простые акты являются «повторением без повторения» [Бернштейн, 1966]. Каждый последующий акт отличается от предыдущего хотя бы уже потому, что ему предшествует большее количество реализованных актов, а следовательно, он может характеризоваться иным уровнем мотивации, степени автоматизированности и т.п. Кроме того, параметры полученного результата не «математически точно соответствуют заданным», но «всегда имеют множественный разброс около... предсказанного акцептором действия эталона» [Анохин, 1978, с. 275]. Таким образом, трансформационные процессы, в которых задается конкретная структура межсистемных отношений, не могут быть точной копией предыдущих. Следует учесть и необходимость срочных реорганизаций межсистемных отношений в связи с меняющимися условиями среды, в которых осуществляется поведение. Модификация набора актуализированных систем определяет изменчивость субъективного мира при повторных реализациях «одного и того же» действия. Изучение нейронной активности позволяет сделать закономерности актуализации отдельных элементов опыта, лежащие в основе этой изменчивости, предметом строгого количественного анализа (Ю.И. Александров идр. 1999).
2.2.7.12. Реконсолидация при реактивации
сформированного индивидуального
опыта и при научении
Еще Ф. Бартлетт предлагал полностью отбросить взгляды, в соответствии с которыми «воспроизведение из памяти» рассматривается как «повторное возбуждение неизменных «следов». Позже было четко продемонстрировано, что поведенческие акты могут обнаруживать направленную динамику (совершенствоваться) в течение тысяч и даже миллионов реализаций.
Мы уже упоминали о том, что в настоящее время обнаружены молекулярно-биологические закономерности реконсо-
лидации памяти, лежащие в основе ее модификации после повторной актуализации. При формировании нового материала памяти необходим процесс синтеза белков, лежащий в основе процессов ее консолидации. Активация памяти, как и ее формирование, требует синтеза белка для рекон-солидационных процессов. В связи с этим в последнее время предлагается связывать протеинзависимые консолидационные процессы не с «новой», а шире — с «активной» памятью [Nader etal., 2000].
Один из видов реконсолидационных процессов представляет для нас особый интерес в связи с -тем системным представлением о формировании нового опыта, которое было изложено выше. Мы рассмотрели формирование нового опыта как специализацию новой группы нейронов относительно вновь формируемой системы и «добавление» последней к предсуществуюшему содержанию индивидуального опыта. Это добавление, требующее согласования нового элемента с ранее сформированными, приводит к модификации последних. Уже поведенческие данные, полученные в лаборатории И.П. Павлова, позволили ему придти к выводу о том, что выработка новых рефлексов сказывается на состоянии ранее выработанных. В последнее время на основании данных, полученных в экспериментах с регистрацией нейрональной активности у животных, первоначально обученных инструментальному пищедо-бывательному поведению, а затем в той же экспериментальной клетке алкоголь-добывательному поведению, был сделан следующий вывод. Нейроны, специализированные относительно систем первого поведения, претерпевают при формировании второго модификацию и начинают вовлекаться также и в обеспечение алко-гольдобывательного поведения вместе с нейронами, вновь специализировавшимися относительно этого поведения. Эта ре-консолидационная модификация, претерпеваемая предсуществующей, «старой» системой при появлении связанной с ней новой системы, была названа «аккомодационной» [Alexandrovetal., 2000].
Таким образом, вместо представления о механизмах консолидации как о долговременном усилении синаптичес-кого проведения в дуге(ах) рефлекса можно предложить системное описание пороцесса консолидации. Консолидация с этой точки зрения включает две группы неразрывно связанных процессов: 1) процессы системной специализации: морфологическая и функциональная модификация нейронов, связанная с их вовлечением в обеспечение вновь формируемой системы, и 2) процессы аккомодационной реконсолидации, обусловленные включением этой системы в структуру индивидуального опыта: морфологическая и функциональная модификация нейронов, принадлежащих к ранее сформированным системам.
Обнаруживаемые во множестве психофизиологических, нейрофизиологических, морфологических, молекуляр-но-биологических и др. исследований модификации нейронов, сопутствующие научению, могут быть связаны как с первой, так и со второй группой процессов. Дифференцированный подход к этим модификациям явится существенным шагом вперед на пути к пониманию закономерностей формирования индивидуального опыта.
2.2.7.13. Человек и животное: системная перспектива
Можно ли распространять на человека закономерности, выявленные в экспериментах
с животными?
Ясно, что одной из главных целей изучения мозгового обеспечения формирования и реализации индивидуального опыта у животных является обнаружение таких закономерностей, которые могли бы быть использованы для разработки представлений о субъективном мире человека. Однако на традиционных путях достижения этой цели возникают существенные методологические препятствия. Предполагается, что упомянутые
закономерности могут существенно изменяться от животного к человеку. Поэтому считают, например, Е. Tulving и H.J. Markowitsch, в изучении специфически человеческих функций, скажем, таких, как использование языка, данные, полученные в экспериментах с животными, не могут быть использованы.
Не отрицая специфики субъективного мира человека и понимая необходимость ее анализа, можно считать вместе с тем приведенную выше радикальную и довольно распространенную точку зрения следствием методологии парадигмы реактивности, в которой активирование отдельных структур мозга связывается с выполнением специфических функций, таких как сенсорный анализ, генерация моторных программ, построение когнитивных карт и т.д. При этом, естественно, оказывается, что в экспериментах с животными нельзя изучать те специфические функции, под которые у них не существует специальных структур и механизмов.
Системное решение проблемы
В системной психофизиологии эти препятствия устраняются. С позиций развитой в ней системно-эволюционной теории активность нейронов связывается не с какими-либо специфическими «психическими» или «телесными» функциями, а с обеспечением систем, в которые вовлекаются клетки самой разной анатомической локализации и которые, различаясь по уровню, сложности и качеству достигаемого результата, подчиняются общим принципам организации функциональных систем. Поэтому системные закономерности, выявленные при изучении нейронной активности у животных, могут быть применены для разработки представлений о системных механизмах формирования и использования индивидуального опыта в разнообразной деятельности человека, например, в описанной в следующем разделе задаче категоризации слов родного и иностранного языка (см. и сравни с точ-
кой зрения Е. Tulving и H.J. Markowitsch), а также в операторских задачах, в совместной игровой деятельности у детей и взрослых, в ситуации ответа испытуемых на тестовые вопросы психодиагностических методов.
Общесистемные закономерности и специфика человеческого опыта
Сосуществование общесистемных закономерностей и специфики человеческого опыта можно особенно ярко продемонстрировать, сравнив у человека и животных только что рассмотренные переходные процессы, включающие оценку результата. Заметим, что именно эти процессы приводил в пример П.К. Анохин, утверждая изоморфность системных механизмов (операциональной архитектоники систем) и различное их «заполнение» у человека и животного.
Конечно, оценка результатов поведения, осуществляемая с использованием индивидуального опыта и приводящая к его реорганизации, характеризует как животных, так и человека. Однако состав индивидуального опыта, участвующего в этом процессе, у них различается. Животное может использовать лишь опыт его собственных отношений со средой или, возможно, в специальных случаях, опыт особи, с которой оно непосредственно контактирует. Человек же использует опыт всего общества, опыт поколений, аккумулированный в Мире III [Alexandrov, 1999].
У человека индивидуальный опыт включает специфические элементы, являющиеся трансформированными единицами общественного опыта (С.Л. Рубинштейн), знаниями, которые усвоены им в процессе индивидуального развития и могут быть разделены с другими (П. В. Симонов).
Использование этих трансформированных единиц означает, что, оценивая результаты своего поведения, человек как бы смотрит на себя «глазами общества» и «отчитывается» ему; специальный инструмент трансформации и отчета — речь [Alexandrov, 1999].
Суммарная электрическая активность головного мозга в качестве связующего звена между исследованиями человека и животного
Очевидно, что наиболее адекватным психофизиологическим методом исследования субъективного мира человека, дающим возможность прямого описания таксономии и отношений между элементами опыта, был бы анализ динамики активности нейронов, специализированных относительно систем разного возраста. Однако по целому ряду этических и методических причин наиболее распространенным методом изучения активности мозга у человека продолжает оставаться анализ ЭЭГ, наряду с другими методами картирования мозга.
В.Б. Швырковым были теоретически и экспериментально обоснованы положения о соответствии компонентов ЭЭГ-потенциалов разрядам нейронов и динамике системных процессов на последовательных этапах реализации поведения, в том числе переходным процессам, и о неправомерности классификации потенциалов как сенсорных, моторных, когнитивных и т.д. Была также показана связь нейронов различной системной специализации с колебаниями ЭЭГ.
В рамках этих представлений знания о связи ЭЭГ и активности нейронов с динамикой системных процессов, полученные в экспериментах на животных, могут служить основой для использования регистрации суммарной электрической активности мозга в решении задач системной психофизиологии, относящихся к изучению закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта у человека.
2.2.7.14. Психика в фило-и онтогенетическом развитии
Психика в системной психофизиологии рассматривается как субъективное отражение объективного соотношения организма со средой, а ее структура — как «система взаимосвязанных функциональных систем». Изучение этой струк-
туры есть изучение субъективного, психического отражения.
Когда психика появляется в эволюционном и индивидуальном развитии? Можно ли выделить в них «до-психические» периоды?
Филогенез
Что касается эволюционного развития, существуют разные подходы к решению проблемы. Так, с позиций антропопси-хизма предполагается, что психика есть только у человека. Ярким представителем антропопсихизма был Р. Декарат, полагавший, как уже говорилось выше, что животные являются живыми автоматами, а душа, освобождающая от автоматического реагирования, дана только человеку. Хотя эта точка зрения в большей мере принадлежит не современной науке, а ее истории, она и по сей день обнаруживается в литературе (при этом термин «автоматическое» заменяется, например, на «инстинктивное» реагирование).
Нейропсихисты (Ч. Дарвин, Г. Спенсер, В.Б. Швырков и др.) полагают, что психическое неразрывно связано с появлением и развитием в эволюции нервной системы, что нервная система, мозг играют роль своеобразного «субъективного экрана». «До-нервный» период филогенеза оказывается, таким образом, и «до-психическим». Этому периоду присущи лишь процессы «жизнедеятельности».
Биопсихисты (В. Вундт, Я.А. Пономарев и др.) считают, что психическое присуще всему живому и что, следовательно, в филогенетическом развитии не было «до-психического» этапа: существования физиологического без психического.
Как мы обосновывали выше (разделы 2.2.2.5. и 2.2.4.1.), в филогенезе не было и этапа «реактивности». Реактивность свойственна мертвой природе. Возникновение жизни означает возникновение активности. Живое, в отличие от неживого, отражает мир опережающе, его активность в каждый данный момент — не ответ на прошлое событие (стимул), а обеспечение будущего (ре-
зультата). Таким образом, отражение ни на каком этапе филогенеза не было рефлекторным, но всегда — опережающим.
Представление о том, что живое не реагирует на стимулы, кодируя и декодируя информацию об их свойствах, а реализует функциональные системы, направленные в будущее, формируя при этом внутреннюю субъективную модель будущих событий — результатов, с необходимостью требует признания опережающего отражения, свойственное всему живому. субъективным, психическим отражением.
К тому же выводу можно придти и с другой стороны, если принять: 1) что психическое характеризует системные процессы (см. 2.2.5.6.), 2) что, как было только что сказано, поведение всего живого представляет собой акты, направленные на достижение тех или иных результатов, и 3) что любой результат достигается за счет реализации системных процессов.
Таким образом, с точки зрения ТФС и системного решения психофизиологической проблемы верной представляется позиция биопсихизма. Тогда не удивительным, а вполне логичным может быть признано положение о наличии психики (понимаемой не в обыденном, а в собственно научном значении — см. определение выше) и у растений (R. Buck; [Брушлинский, 1999]).
Что касается позиций нейропсихизма, следует отметить, что появление нервной системы действительно «революционный» момент в эволюционном развитии, но не потому, что он определяет появление психики, а потому, что он связан с принципиальным возрастанием сложности и индивидуализированное™ поведения.
«Революция» в эволюции
Усложнение организмов в филогенезе не связано с изменением величины генома. Филогенетическому усложнению организмов соответствует нарастание у них числа типов клеток разной специализации [Bonner, 1988]. В связи с этим «революцией» в эволюции можно назвать появление нервной системы.
Это так потому, что с появлением и развитием нервной системы 1) принципиально возросло число существенно различающихся клеточных специализаций. Разнообразие клеточных специализаций в развитой нервной системе огромно. 2) Поскольку специализация нейронов устанавливается в отношении элементов субъективного опыта — систем, формируемых в индивидуальном развитии, в том числе — в отношении индивидуально специфических систем, постольку число различающихся наборов клеточных специализаций стало равно числу индивидов.
Спектр принципиально возможных типов специализации зависит оттого, к какому виду принадлежит данный индивид, и задается «респециализацией нейронов (образование первичного ассортимента; см. раздел 2.2.7.8.), формирующихся в процессе морфогенеза. Как было уже отмечено (2.2.7.8.), одни группы нейронов в составе первичного ассортимента определяют возможность сформировать конкретные видоспецифические поведенческие акты, другие — делают индивида способным к реализации целых классов соотношений со средой — «потенциальная психика» по А.Н. Северцову. Эти классы представляют собой детерминированные особенностями первичного ассортимента диапазоны разных поведенческих возможностей, а не комплекты конкретных актов. Какой именно акт в границах возможностей данного класса будет сформирован в процессе системогенеза индивидом, определяется обстоятельствами его неповторимого индивидуального развития. Набор системных специализаций нейронов (вторичный ассортимент) у каждого индивида уникален.
Очевидность для исследователей самого разного профиля положения о принципиальном возрастании сложности и индивидуализированное™ поведения на «постреволюционном» этапе филогенеза делает объяснимым (но не оправданным) связывание «собственно психики» с возникновением и развитием нервной системы.
В рамках рассмотрения индивидуального развития как формирования все новых системных специализаций онтогенез может быть оценен как продолжение в течение жизни индивида филогенетической линии развития, состоящей в нарастании числа типов клеточной специали-зации. т.е. как продолжение филогенеза.
Онтогенез
С позиций изложенного системного решения психофизиологической проблемы (см. раздел 2.2.5.6.) следует полагать, что психическое появляется в индивидуальном развитии вместе с формированием первых функциональных систем, соотносящих организм со средой. Такие системы формируются уже в пренатальном (внутриутробном) периоде, обеспечивая достижение плодом полезных приспособительных результатов (см. раздел 2.2.7.7.). Отсюда следует, что пернатальный период не является «до-психическим».
Формирование первичного ассортимента при созревании нервной системы определяется не только генетическими, но и эпигенетическими факторами. Увеличение длительности раннего онтогенетического этапа созревания, прогрессивное и характерное для «психически наиболее развитых» животных и человека (К.Э. Фабри) позволило, по-видимому, во все большей мере индивидуализировать процесс формирования первичного ассортимента.
Степень этой индивидуализированно-сти может рассматриваться как один из показателей межвидовых различий. За счет «переслаивания» процесса формирования первичного ассортимента формированием вторичного (по Л.А. Орбели, «переплет врожденного и приобретенного внутри нервной системы» у незрело-рождающихся животных), первый из процессов стал существенно зависеть от того, каковы характеристики и конкретный набор поведенческих актов, формируемых в раннем онтогенезе данным индивидом. Тем самым особенности вторичного ассортимента, а значит, индивидуальные особенности и возможности взрослого,
стали во все большей степени определяться особенностями его раннего онтогенеза. Логично полагать в связи с этим, что и у особей одного вида межиндивидуальные вариации длительности рассматриваемого этапа могут предопределять те или иные особенности формирования и реализации «взрослого» поведения.
2.2.7.15. Направления исследований в системной психофизиологии
Теоретический и методический аппарат качественного и количественного анализа системных процессов, лежащих в основе формирования и реализации индивидуального опыта в норме и его реорганизации в условиях патологии (см. следующий раздел), позволяет объединить в рамках системной психофизиологии исследования самого разного уровня: от клеточных и субклеточных механизмов формирования новых системных специализаций и межсистемных отношений; отражения истории обучения и межвидовых различий в системной организации активности нейронов; характеристик нейронных механизмов модификации и использования предсуществую-щих элементов опыта в рамках вновь формируемых потребностей; до исследования сознания и эмоций как характеристик систем разного «возраста»; системной организации высоко- и низкоэффективной операторской деятельности и динамики ее усовершенствования; закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта в деятельности, предполагающей субъект-субъектные отношения; особенностей структуры индивидуального опыта, опосредующей валидные формы отчетной деятельности испытуемых. К актуальным для дальнейшего развития системной психофизиологии направлениям исследований, кроме уже упоминавшихся в этом и предыдущем разделах, можно отнести также исследования генетической детерминации системной специализации нейронов, системных закономерностей категориального обучения, социальных детерминант структуры индивидуального опыта и др.
2.2.8. Проекция индивидуального опыта на структуры мозга в норме и патологии
2.2.8.1. Зависимость проекции
индивидуального опыта от особенностей
индивидуального развития
Из всего сказанного выше следует, что с позиций системной психофизиологии проблема «локализации психических функций» должна быть переформулирована как проблема проекции индивидуального опыта на структуры мозга. Яркие данные в пользу зависимости корковых проекций от особенностей ранних этапов индивидуального развития были получены D.N. Spi-nelli, который обнаружил, что обучение котят оборонительным движениям передней лапы приводит к увеличению, по сравнению с контролем, числа нейронов, имеющих рецептивные поля на данной лапе; область ее представительства в соматосе-носорной коре существенно расширяется. Позднее было обнаружено, что обусловленное обучением формирование рецептивных полей нейронов, соответствующее свойствам распознаваемых объектов, имеет место и у взрослых.
В настоящее время не вызывает сомнений, что рецептивные поля и «корковые карты» могут модифицироваться в течение всей жизни, хотя объем этих модификаций в разном возрасте может быть разным. Так показано, что представительство пальцев левой руки у музыкантов, играющих на струнных инструментах, расширено, по сравнению с контролем, тем сильнее, чем в более раннем возрасте началось обучение игре.
Выше мы уже отмечали, что с точки зрения ТФС при тестировании рецептивных полей нейронов выявляется их вовлечение в обеспечение систем тех или иных поведенческих актов. В связи с этим представленные выше данные можно рассмотреть как указание на то, что проекция индивидуального опыта на структуры мозга животных и человека изменяется в процессах системогенеза на всех стадиях индивидуального развития и зависит от особенностей последнего.
2.2.8.2. Паттерны системной специализации нейронов разных структур мозга
Для того чтобы получить точные сведения о проекции тех или иных элементов опыта на структуры мозга, необходимо сопоставить паттерны системной специализации нейронов этих структур на разных этапах индивидуального развития. Под паттерном системной специализации нейронов соответствующей структуры понимается конкретный состав систем, по отношению к которым специализированы нейроны данной структуры и количественное соотношение нейронов, принадлежащих к разным системам.
Сопоставление паттернов специализации нейронов лимбической и моторной коры кролика на последовательных стадиях обучения инструментальному поведению (нажатия на педали для получения пищи в автоматически предъявляемой кормушке) показало, что паттерны изменяются, причем в разной степени в сравниваемых областях коры. Изменение происходит за счет появления после обучения (например, нажатию на педаль) новой группы активных нейронов, специфически связанных с этим актом. Таких клеток в лимбической коре (рис. 2.6, I, левая диаграмма) появляется достоверно больше, чем в моторной (рис. 2.6,1, средняя диаграмма). Поэтому результирующий паттерн специализации нейронов этих структур кардинально различается.
Хотя нейроны одной специализации обнаруживаются в разных структурах, но эти структуры различаются по соотношению специализаций: в лимбической коре, как и в гиппокампе (рис. 2.6,1, правая диаграмма) — значительно больше нейронов новых специализаций, чем в моторной коре.
Эксперименты, в которых анализировалась системная специализация нейронов многих центральных и периферических структур мозга, показали, что в целом нейроны новых специализаций максимально представлены в коре мозга (хотя, как это было только что показано, отдельные ее области могут силь-
Рис. 2.6. Паттерны системной специализации нейронов разных структур мозга. Относительное число активных нейронов, принадлежащих к новым системам, сформированным при обучении кроликов п экспериментальной клетке (черный сектор); нейронов, принадлежащих к более старым системам, сформированным на предыдущих этапах индивидуального развития (серый сектор), и невовлекающихся нейронов, т. е. не дающих постоянных активаций в связи с тем или иным этапом поведения (незаштри-хованный сектор), в лимбической, антерола-теральной моторной областях коры и в гиппокампе в контроле (I) и после острого введения алкоголя (II; этанол, 1 г/кг).
но различаться по этому параметру) и в меньшей степени или совсем отсутствуют в ряде филогенетически древних и периферических структур. Нейроны же более старых специализаций в значительном числе представлены в корковых, как и в других структурах.
Можно полагать, что специфика проекции на структуры мозга зависит от специфических свойств составляющих их нейронов, от их метаболических «потребностей» (см. выше). Эти свойства определяют вовлечение нейронов данной структуры в формирование данной системы.