Психіка і мозок людини: принципи і спільні механізми зв'язку

Давно помічено, що психічні явища тісно пов'язані з роботою мозку людини. Ця думка була сформульована ще в першому тисячолітті до нової ери Алкмеона Кротонскім (VI ст. до н. е..) і підтримувалася Гіппократом (бл. 460 - бл. 377 р. до н.е.). Протягом більш ніж двотисячолітній історії розвитку психологічних знань вона залишалася незаперечною, розвиваючись і заглиблюючись у міру одержання нових даних про роботу мозку і нових результатів психологічних досліджень.

На початку XX століття з двох різних галузей знань - фізіології та психології - оформилися дві спеціальні науки, які зайнялися вивченням зв'язків між психічними явищами і органічними процесами, що відбуваються в мозку людини. Це фізіологія вищої нервової діяльності та психофізіології. Представники першого науки звернулися до вивчення тих органічних процесів, що відбуваються в мозку, які безпосередньо стосуються управління тілесними реакціями і придбання організмом нового досвіду. Представники другого науки зосередили свою увагу в основному на дослідженні анатомо-фізіологічних основ психіки. Спільним для вчених, які називають себе фахівцями з вищої нервової діяльності та з психофізіології, стало поняття навчання, що включає в себе явища, пов'язані з пам'яттю н в результаті придбання організмом нового досвіду одночасно виявляються на анатомо-фізіологічному, психологічному і поведінковому рівнях.

Великий внесок у розуміння того, як пов'язана робота мозку і організму людини з психологічними явищами і поведінкою, вніс І. М. Сєченов. Пізніше його ідеї розвинув у своїй теорії фізіологічних корелятів психічних явищ І. П. Павлов, який відкрив явище условнорефлекторном научіння. В наші дні його ідеї послужили підставою для створення нових, більш сучасних психофізіологічних теорій, що пояснюють научіння і поведінка в цілому (Н. А. Бернштейн, К. Халл, П. К. Анохін), а також механізми условнорефлекторном набуття досвіду (О. М. Соколов).

На думку І. М. Сєченова психічні явища входять як обов'язковий компонент у будь-який акт поведінки і самі представляють собою своєрідні складні рефлекси. Психічне, вважав Сєченов, настільки ж зрозуміле природничо шляхом, як і фізіологічне, так як воно має ту ж саму рефлекторну природу.

Своєрідну еволюцію з часу першої своєї появи з початку XX ст. до наших днів зазнали ідеї І. П. Павлова, пов'язані з поняттям умовного рефлексу. Спочатку на це поняття покладали великі надії в поясненні психічних процесів й настанови. Однак ці надії повністю не виправдалися. Умовний рефлекс виявився занадто простим фізіологічним явищем, щоб на його основі можна було зрозуміти і до нього звести всі складні форми поведінки, тим більше психічні феномени, пов'язані з свідомістю і волею.

Незабаром після відкриття условнорефлекторном научения були виявлені і описані інші шляхи придбання живими істотами життєвого досвіду - Імпрінтінг, оперантное обумовлення, вікарні научіння, - які істотно розширили і доповнили знання про механізми навчання, властивих людині. Але тим не менш ідея умовного рефлексу як одного із способів придбання організмом нового досвіду залишилася і отримала подальшу розробку в роботах психофізіології, зокрема Е. Н. Соколова і Ч.А. Ізмайлова.

Поряд з цим намітилися нові, більш перспективні напрямки розробки проблеми зв'язку психіки і мозку. Вони стосувалися, з одного боку, ролі, яку психічні процеси спільно з фізіологічними грають в управлінні поведінкою, а з іншого - побудови загальних моделей регуляції поведінки з участю в цьому процесі фізіологічних і психологічних явищ (Н. А. Бернштейн, К. Халл, П. К. Анохін).

Результати дослідження условнорефлекторном фізіологічних механізмів поведінки на рівні цілісного організму були доповнені даними, отриманими при вивченні поведінки на нейронних рівні. Значний внесок у вирішення відповідних питань внесли вітчизняні нейропсихології і психофізіології. Вони заснували свою школу в психофізіології поведінки, рухової активності та органів чуття (сприйняття, увага, пам'ять).

Е.Н. Соколовим і Ч.А. Ізмайловим було запропоновано поняття концептуальної рефлекторної дуги. У блок-схемі концептуальної рефлекторної дуги виділяють три взаємопов'язані, але відносно автономно діючі системи нейронів: афферентную (сенсорний аналізатор), ефекторних (виконавчу-органи руху) і модулюючим (керуючу зв'язками між афферентной і ефекторних системами).

Аферентна система, що починається з рецепторів, складається з нейронів-предетекторов, що виробляють загальну попередню обробку інформації, що надходить на органи чуття, і нейронів-детекторів, що виділяють в ній стимули певного роду, вибірково налаштованих, які реагують тільки на такі стимули. Ефекторних система включає командні нейрони, мотонейрони і ефекторів, тобто нервові клітини, в яких відбувається вироблення команд, що йдуть від центру до периферії, і частини організму, відповідальні за їх виконання. Модулюючий система містить нервові клітини (модулюючим нейрони), пов'язані з переробкою інформації, що циркулює між нейронними мережами, що складають афферентную і ефекторних підсистеми концептуальної рефлекторної дуги.

Схему роботи концептуальної рефлекторної дуги можна уявити собі такий спосіб. На рецептори - специфічні апарати органів чуття, здатні сприймати і реагувати на певні фізичні впливу, - надходять сигнали-стимули. Рецептори в свою чергу пов'язані з селективними детекторами - нейронами, вибірково реагують на ті чи інші стимули, причому цей зв'язок може бути прямий або, як це показано на малюнку, здійснюватися через предетектори. Селективні детектори працюють за наступною принципом: певної комбінації збудження рецепторів відповідає максимум збудження на одному з селективних нейронів-детекторів.

Від детекторів сигнали далі надходять на командні нейрони. Рівень порушення командних нейронів регулюється роботою модулюють нейронів. Від командних нейронів збудження далі надходить на мотонейрони, пов'язані з органами руху та іншими ефекторами.

У роботу концептуальної рефлекторної дуги включений механізм зворотного зв'язку, який для спрощення малюнка на блок-схемі не представлений. Через механізм зворотного зв'язку регулюється збудливість рецепторів, ефекторів і самих нейронів. Виділення основних елементів концептуальної дуги, пише Є. Н. Соколов, з'явилося. результатом узагальнення даних про нейронних механізмах рефлексів у тварин, що стоять на різних щаблях еволюційної драбини.

Н. А. Бернштейн довів, що навіть простий рух, придбане за життя, не кажучи вже про складну людської діяльності і поведінці в цілому, не може бути виконано без участі психіки. «Формування рухового акту, - писав він, - є на кожному етапі активна психомоторна діяльність ... Для кожного рухового акту, потенційно доступного людині, в його центральній нервовій системі є адекватний рівень побудови, здатний реалізувати основні сенсорні корекції цього акту, відповідні його смислової сутності ... Чим складніше рух, тим більшим і різноманітніше що вимагаються для його виконання сенсорні корекції ».

Найвищий рівень регуляції знову освоюваних складних рухів обов'язково пов'язаний зі свідомістю людини і є провідним для цього руху. Підлеглі йому нижчележащі рівні називаються фоновими. Ці компоненти зазвичай залишаються за порогом свідомості.

Як тільки рух перетворюється на автоматизований навик і переключається з провідного рівня на фоновий, процес керування ним, його контролю йде з поля свідомості. Проте на самому початку освоєння нового руху свідомість присутній завжди. Виняток становлять тільки найбільш прості руху, для яких в організмі вже є готові вроджені або придбані механізми. Характерним явищем, що супроводжує перемикання руху з більш високого рівня на більш низький, виступає «зняття зорового контролю ... і заміна його пропріоцептивних. Це явище полягає в тому, що суб'єкт виявляється в змозі робити якусь частину роботи не дивлячись ».

Американський учений К. Халл з'явився основоположником сучасної психофізіологічної теорії навчання, що пояснює, яким чином організм набуває і вдосконалює життєвий досвід. К. Xaлл розглядав живий організм як саморегулюючої систему зі специфічними механізмами поведінкової і генетико-біологічної регуляції. Ці механізми - в основному вроджені - служать для підтримки оптимальних умов фізичного і біохімічного рівноваги в організмі - гомеостазу, включаються в дію, коли він порушений.

В основу теорії Халла було покладено ряд постулатів, що випливають з наявних знань з фізіології організму і мозку, отриманих до початку другої третини XX ст. Сформувавши 16 таких постулатів за допомогою певних правил, видаються досить обгрунтованими, К. Халл дедуктивно побудував теорію усього організму, багато висновків з якої згодом знайшли експериментальне підтвердження.

П. К. Анохін запропонував модель організації та регулювання поведінкового акту, в якій є місце для всіх основних психічних процесів і станів. Вона отримала назву моделі функціональної системи.

Зліва на цій схемі під назвою «обстановочну афферентація» представлена сукупність різноманітних впливів, яким піддається людина, що опинилася в тій чи іншій ситуації. Багато пов'язані з нею стимули можуть виявитися несуттєвими, і лише деякі з них, ймовірно, викличуть інтерес - орієнтовну реакцію. Ці фактори на схемі зображені під назвою "пусковий стимул».

Перед тим, як викликати поведінкову активність, обстановочну афферентація і пусковий стимул повинні бути сприйняті, тобто суб'єктивно відображені людиною у вигляді відчуттів і сприймань, взаємодія яких з минулим досвідом (пам'яттю) породжує образ. Сформувавшись, образ сам по собі поведінки не викликає. Він обов'язково повинен бути співвіднесена з мотивацією і тієї інформацією, яка зберігається в пам'яті.

Порівняння образу з пам'яттю і мотивацією через свідомість призводить до ухвалення рішення, до виникнення у свідомості людини плану і програми поведінки: декількох можливих варіантів дій, які у даній обстановці і за наявності заданого пускового стимулу можуть призвести до задоволенню наявної. потреби.

У ц. н. с. очікуваний підсумок дій представлений у вигляді своєрідної нервової моделі - акцептора результату дії. Коли він задано і відома програма дії, починається процес здійснення дії.

З самого початку виконання дії в його регуляцію включається воля, і інформація про дію через зворотну афферентацію передається в ц. н. с., звіряє там з акцептором дії, породжує певні емоції. Туди ж через деякий час потрапляють і відомості про параметри результату вже виконаної дії.

Якщо параметри виконаної дії не відповідають акцептор дії (поставленої мети), то виникає негативне емоційний стан, що створює додаткову мотивацію до продовження дії, його повторення по скоригованої програмі до тих пір, поки отриманий результат не співпаде з поставленою метою (акцептором дії). Якщо ж це збіг сталося з нерпа спроби виконання дії, то виникає позитивна емоція, припиняє його.

Теорія функціональної системи П. К. Анохіна розставляє акценти у вирішенні питання про взаємодію фізіологічних і психологічних процесів і явищ. Вона показує, що ті й інші грають важливу роль у спільній регуляції поведінки, яка не може отримати повне наукове пояснення ні на основі тільки знання фізіології вищої нервової діяльності, ні на основі виключно психологічних уявлень.

А.Р. Лурія запропонував виділити три анатомічно щодо автономні блоку головного мозку, що забезпечують нормальне функціонування відповідних груп психічних явищ. Перший - блок мозкових структур, підтримують певний рівень активності. Oн включає неспецифічні структури різних рівнів: ретикулярну формацію стовбура мозку, структури середнього мозку, глибинних його відділів, лімбічної системи, медіобазальние відділи кори лобових і скроневих доль мозку. Від роботи цього блоку залежить загальний рівень активності і виборча активізація окремих підструктур, необхідна для нормального здійснення психічних функцій. Другий блок пов'язаний з пізнавальними психічними процесами, сприйняттям, переробкою та зберіганням різноманітної інформації, що надходить від органів чуття: зору, слуху, дотику і т. п. Його коркові проекції в основному розташовуються в задніх і скроневих відділах великих півкуль. Tpeтий блок охоплює передні відділи кори головного мозку. Він пов'язаний з мисленням, програмуванням, вищої регулюванням поведінки і психічних функцій, свідомим їх контролем.

З блоковим представництвом структур мозку пов'язана проблема, яка отримала назву проблеми локалізації психічних функцій, тобто більше -менш точного їх представництва в окремих мозкових структурах. Є дві різні точки зору на вирішення цієї проблеми. Одна отримала назву локалізаціонізма, інша антілокалізаціонізма.

Згідно локалізаціонізму кожна, навіть сама елементарна, психічна функція, кожне психологічне властивість або стан людини однозначно пов'язане з роботою обмеженого ділянки мозку, так що неї психічні явища, як на карті, можна розташувати на поверхні і в глибинних структурах головного мозку на цілком певних місцях. Дійсно, свого часу створювалися більш-менш деталізовані карти локалізації психічних функцій в мозку, і одна з останніх таких карток була опублікована в 30-і роки XX в.

Згодом виявилося, що різні порушення психічних процесів нерідко пов'язані з одними й тими самими мозковими структурами, і навпаки, поразки одних і тих же ділянок мозку часто призводять до випадання різних функцій. Ці факти в кінцевому рахунку підірвали віру в локалізаціонізм і привели до виникнення альтернативного навчання - антілокалізаціонізма. Прихильники останнього стверджували, що з кожним психічним явищем практично пов'язана робота всього мозку в цілому, всіх його структур, так що говорити про строгу соматотопічним представленості (локалізації) психічних функцій у ц. н. с. немає достатніх підстав.

У антілокалізаціонізме обговорюється проблема знайшла своє рішення в понятті функціонального органу, під яким стали розуміти прижиттєво формується систему тимчасових зв'язків між окремими ділянками мозку, забезпечує функціонування відповідного властивості, процесу або стану. Різні ланки такої системи можуть бути взаємозамінними, так що пристрій функціональних органів у різних людей може бути різним

Однак і антілокалізаціонізм не зміг до кінця пояснити факт існування більш-менш визначеною зв'язку окремих психічних і мозкових порушень, наприклад порушень зору - з ураженням потиличних відділів кори головного мозку, мови та слуху - з ураженнями скроневих часток великих півкуль і т. п. У зв'язку з цим ні локалізаціонізму, ні антілокалізаціонізму до теперішнього часу не вдалося отримати остаточну перемогу один над одним, і обидва навчання продовжують співіснувати, доповнюючи один одного в своїх слабких позиціях.

При підготовці цієї роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru