Пересмотр понятия «функция» и «локализация»

Для того чтобы подойти к вопросу о мозговой локализации сложных форм психической деятельности человека, нам нужно, прежде всего, остано­виться на том пересмотре основных понятий, без которого правильное реше­ние этого вопроса останется невозможным. Это прежде всего пересмотр по­нятия «функция», затем—понятия «локализация» и, наконец, переоценку того, что называлось «симптомом» или «выпадением» функции при локаль­ном поражении мозга.

Пересмотр понятия «функция»

Исследователи, пытавшиеся рассмотреть вопрос о локализации элемен­тарных функций в коре головного мозга, пользуясь как методом раздраже­ния, так и методом выключения ограниченных участков мозга, понимали

«функцию» как отправление той или иной ткани.

Такое понимание, несомненно, правомерно. Совершенно естественно считать, что вы­деление желчи есть функция печени, а выделение инсулина — функция поджелудочной железы. Столь же правомерно рассматривать восприятие света как функцию светочувст­вительных элементов сетчатки глаза и связанных с нею высокоспециализированных нейронов зрительной коры, а генерацию двигательных импульсов—как функцию гигантских пирамидных клеток Беца.

Однако такое определение не исчерпывает всех аспектов понятия «функ­ция». Когда мы говорим о «функции пищеварения» или «функции дыхания», понимание ее как отправление определенной ткани становится явно недоста­точным. Для осуществления акта пищеварения требуется доведение пищи до желудка, переработка пищи под влиянием желудочного сока, участие в этой переработке секретов печени, поджелудочной железы, сокращение стенок желудка и кишечника, проталкивание усваиваемого вещества по пищевому тракту и, наконец, всасывание расщепленных эле­ментов пищи стенками тонкого кишечника.

Точно так же обстоит дело с «функцией дыхания». Конечной задачей дыхания является доведение кислорода до легочных альвеол и его диффузия через стенки альвеол в кровь. Однако для реализации этой конечной цели необходимо участие сложного мышечного аппарата, в состав которого входят мышцы диафрагмы и межреберные мышцы, позволяющие расширять и сужать объем грудной клетки и управляемые сложнейшей системой нервных приборов ствола мозга и вышележащих образований.

Понятно, что весь этот процесс представляет собой не просто «функ­цию», а целую функциональную систему, включающую многие звенья, рас­положенные на различных этажах секреторного, двигательного и нервного аппаратов.

Такая «функциональная система» (термин, введенный П. К. Анохиным) отличается не только сложностью строения, но и подвижностью входящих в ее состав частей.

Легко видеть, что исходная задача (восстановление гомеостаза) и конеч­ный результат (доведение питательных веществ до стенок кишечника или кислорода до альвеол) остаются во всех случаях одинаковыми (или, как ино­гда говорят, инвариантными). Однако способ выполнения этой задачи может сильно варьировать. Так, если основная группа работающих при дыхании мышц диа­фрагмы перестает действовать, в работу включаются межреберные мышцы, а если и они почему-либо страдают, включаются мышцы гортани и воздух как бы заглатывается животным. Наличие постоянной (инвариантной) задачи, осуществляемой с помощью меняющихся (вариативных) средств, позволяющих доводить процесс до постоянного (инвариантного) результата, является одной из основных особенностей работы каждой «функциональной системы».

Второй особенностью является сложный состав «функциональной сис­темы», всегда включающей целый набор афферентных (настраивающих) и эфферентных (осуществляющих) компонентов.

Такое представление о «функции» как о целой функциональной системе резко отлично от представления о ней как об отправлении определенной тка­ни.

- Если уже наиболее сложные вегетативные и соматические процессы по­строены по типу таких «функциональных систем», то с еще большим осно­ванием это понятие можно отнести к сложным «функциям» поведения.

«Системное» строение, характеризующее относительно простые поведенческие акты, в неизмеримо большей степени характерно для более сложных форм психической деятельности. Совершенно естественно, что та­кие психические процессы, как восприятие и запоминание, гнозис и праксис, речь и мышление, письмо, чтение и счет, не являются изолированными и не­разложимыми «способностями» и не могут рассматриваться как непосредст­венные «функции» ограниченных клеточных групп, «локализованные» в оп­ределенных участках мозга.

Психические процессы, как известно, формировались в течение длитель­ного исторического развития. Будучи социальными по своему происхожде­нию и сложными, опосредствованными по строению, они опираются на сложную систему способов и средств. Эти положения, подробно разработан­ные в трудах выдающегося представителя советской психологической науки Л. С. Выготского (1956, 1960), а также его учеников — А. Н. Леонтьева (1959), А. В. Запорожца (1960), П. Я. Гальперина (1959), Д. Б. Эльконина (1960) и др., заставляют относиться к основным формам сознательной дея­тельности как к сложнейшим функциональным системам и, как следствие, коренным образом пересмотреть проблему локализации их в коре головного мозга.

Пересмотр понятия «локализация»

Сказанное о строении функциональных систем вообще и высших психо­логических функций в частности заставляет нас коренным образом пере­смотреть классические представления о локализации психических функций в коре головного мозга человека.

Если элементарные отправления той или иной ткани по определению чет­ко локализованы в тех или иных клеточных группах, то о локализации слож­ных функциональных систем в ограниченных участках мозга или мозговой коры, конечно, не может быть и речи.

Даже такая функциональная система, как дыхание (о которой мы уже го­ворили выше), включает в свой состав настолько много элементов, что уме­стно вспомнить здесь слова И. П. Павлова, сказанные им при обсуждении вопроса о «дыхательном центре»:

«Если с самого начала думали, что это—точка с булавочную головку в продолговатом мозгу...», то «теперь он чрезвычайно расползся, поднялся в головной мозг и спустился в спинной, и сейчас его границы точно никто не укажет...» (Поли. собр. соч., т. III, стр. 127). Совершенно естественно, что с локализацией высших форм психической деятельности дело обстоит еще сложнее. Высшие формы психических процессов имеют особенно сложное строение; они складываются в процессе онтогенеза, представляя собой сначала развернутые формы предметной деятельности, которые постепенно «свертываются» и приобретают характер внутренних «умственных действий» (Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин,); как правило, они опираются на ряд внешних вспомогательных средств (язык, разрядная система счисления), сформировавшихся в процессе общественной истории, опосредствуются ими и без их участия не могут быть поняты (Л. С. Выготский,); они всегда связаны с отражением внешнего мира в активной деятельности и при отвлечении от этого факта теряют всякое содержание.

Вот почему высшие психические «функции» как сложные «функциональ­ные системы» не могут быть локализованы в узких зонах мозговой коры или в изолированных клеточных группах, а должны охватывать сложные сис­темы совместно работающих зон, каждая из которых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов и которые могут распола­гаться в совершенно различных, иногда далеко отстоящих друг от друга участках мозга.

Едва ли не наиболее существенным в таких «системных» представлениях о локализации психических процессов в коре головного мозга являются два аспекта, резко отличающие работу человеческого мозга от более элементар­ных форм работы мозга животного. (1) Высшие формы сознательной дея­тельности человека всегда опираются на внешние средства (примером могут служить узелок на платке, который мы завязываем, чтобы запомнить нужное содержание, сочетания букв, которые мы записываем для того, чтобы не забыть какую-нибудь мысль, таблица умножения, которой мы пользуемся для выполнения счетных операций, и т. п.). Эти исторически сформированные средства оказываются существенными факторами установления функциональной связи между отдельными участками мозга — с их помощью те участки мозга, которые раньше работали самостоятельно, становятся звеньями единой функциональной системы. Образно выражаясь, можно сказать, что исторически сформировавшиеся средства организации поведения человека завязывают новые «узлы» в его мозговой деятельности, и именно наличие таких функциональных «узлов», или, как некоторые называют их, «новых функциональных органов» (А.Н.Леонтьев), является важнейшей чертой, отличающей функциональную организацию мозга человека от мозга животного. Именно эту сторону построения функциональных систем человеческого мозга Л. С. Выготский называл принципом «экстракортикальной» организации сложных психических функций, имея в виду под этим не совсем обычным термином то обстоятельство, что формирование высших видов сознательной деятельности человека всегда осуществляется с опорой на ряд внешних вспомогательных орудий или средств.

Второй отличительной чертой высших психических процессов человека является тот факт, что локализация их в мозговой коре не является устойчи­вой, постоянной, она меняется как в процессе развития ребенка, так и на последовательных этапах упражнения.

Следует пояснить это положение. Известно, что каждая сложная созна­тельная деятельность сначала носит развернутый характер и опирается на ряд внешних опорных средств, и только затем постепенно сокращается и пре­вращается в автоматизированный двигательный навык. Так, если на первых этапах письмо опирается на припоминание графического образа каждой буквы и осуществля­ется цепью изолированных двигательных импульсов, каждый из которых обеспечивает выполнение лишь одного элемента графической структуры, то впоследствии в результате упражнения такая структура процесса коренным образом меняется и письмо пре­вращается в единую «кинетическую мелодию», не требующую специального припомина­ния зрительного образа изолированной буквы или отдельных двигательных импульсов для выполнения каждого штриха. Аналогичным образом развиваются и другие высшие психологические процессы.

Естественно, что в процессе такого развития меняется не только функ­циональная структура процесса, но и его мозговая локализация: участие слу­ховых и зрительных зон коры, обязательное на ранних этапах формирования некоторой деятельности, перестает быть необходимым на его поздних эта­пах, та же деятельность начинает опираться на иную систему совместно работающих зон (см. А. Р. Лурия, Э. Г. Симерницкая, Б. Тыбулевич).

Развитие высших психических функций в онтогенезе имеет еще одну особенность, имеющую решающее значение для функциональной организа­ции их в коре головного мозга.

Как показал в свое время Л. С. Выготский, в процессе онтогенеза меняется не только структура высших психических процессов, но и их отно­шение друг к другу, иначе говоря, их «межфункциональная организация». Если на первых этапах развития сложная психическая деятельность имеет более элементарную основу и зависит от основной, «базальной», функции, то на дальнейших этапах развития она не только приобретает более сложную структуру, но и начинает осуществляться при ближайшем участии более вы­соких по своему строению форм деятельности.

Так, если маленький ребенок мыслит, опираясь на наглядные образы восприятия и памяти, иначе говоря, мыслит припоминая, то на более поздних этапах юношеского или зрелого возраста отвлеченное мышление с его операциями отвлечения и обобщения раз­вивается настолько, что даже такие относительно простые процессы, как восприятие и память, превращаются в сложные формы познавательного анализа и синтеза, и человек теперь уже воспринимает и припоминает размышляя.

Изменение отношений между основными психологическими процессами не может оставить неизменным соотношение основных систем мозговой ко­ры, необходимых для осуществления этих процессов. Поэтому, если в ран­нем возрасте поражение какой-нибудь зоны коры, обеспечивающей относи­тельно элементарные основы психической деятельности (например зритель­ных отделов коры головного мозга), неизбежно вызывает в виде вторичного, «системного» эффекта неразвитие более высоких, надстроенных над ней об­разований, то у зрелого человека, у которого сложные системы не только уже сформировались, но и стали оказывать решающее влияние на организацию более простых форм деятельности, поражение «низших» зон уже не имеет такого значения, которое оно имело на ранних этапах развития, и, наоборот, поражение «высших» зон приводит к распаду элементарных функций, приоб­ретших сложное строение и интимно зависящих от более высокоорганизо­ванных форм деятельности.

Сформулированное Л. С. Выготским правило, согласно которому пора­жение определенной области мозга в раннем детстве системно влияет на более высокие зоны коры, надстраивающиеся над ними, в то время как поражение той же области в зрелом возрасте влияет на более низкие зо­ны коры, которые теперь от них зависят, является одним из фундамен­тальных положений, внесенных в учение о динамической локализации выс­ших психических функций отечественной психологической наукой. В качестве иллюстрации его укажем, что поражение вторичных отделов зрительной коры в раннем детстве может привести к системному недоразвитию высших процессов, связанных с на­глядным мышлением, в то время как поражение этих же зон в зрелом возрасте может вы­звать лишь частные дефекты зрительного анализа и синтеза, оставив сохранными уже сформировавшиеся раньше более сложные формы мышления.

Естественно, что такой подход в корне изменяет и практическую форму работы психолога. Прежде чем ответить на вопрос о том, каковы мозговые основы того или иного психического процесса человека, необходимо тща­тельно изучить строение того психологического процесса, мозговую орга­низацию которого мы хотим установить, и выделить в нем те звенья, которые в той или иной степени могут быть отнесены к определенным системам моз­га. Только такая работа по уточнению функциональной структуры изу­чаемого психологического процесса с выделением его составных компонен­тов и с дальнейшим анализом их «размещения» по системам головного мозга позволяет подойти к новому решению старого вопроса о локализации психи­ческих функций в коре головного мозга.

4. Принципы локализации ВПФ в головном мозге.

Системная локализация высших психических функций предполагает мно­гоэтапную, иерархическую многоуровневую мозговую организацию каждой функции. Это неизбежно вытекает из сложного многокомпонентного состава функциональных систем, которые опираются высшие психические функции.

Одним из первых исследователей, указавших на иерархически принцип локализации высших психических функций, был советский невролог И. Н. Филимонов, назвавший его принципом «по этапной локализации функ­ций».

Локализация высших психических функций характеризуется также дина­мичностью, изменчивостью. Этот принцип локализации функций вытекает из основного качества функциональных систем, опосредующих высшие пси­хические функции, их пластичности, изменчивости, взаимозаменяемости звеньев. Представление о динамичности, изменчивости мозговой организа­ции психических функций опираются на клинические, физиологические и анатомические данные. Обобщая результаты многолетних клинических на­блюдений, И. Н. Филимонов сформулировал положение о «функциональ­ной многозначности мозговых структур», согласно которому многие моз­говые структуры при определенных условиях могут включаться в выполне­ние новых функций. Это положение защищали и многие другие исследова­тели (У. С. Гесс, У. Пенфилд, Г. Джаспер и др.).

Положение о «функциональной многозначности» мозговых структур под­держивал и И. П. Павлов, выделявший, как известно в коре больших полуша­рий «ядерные зоны анализаторов» и «рассеянную периферию» и отводивший последней роль структур, имеющих пластические функции.

Существуют многочисленные физиологические доказательства справедливости идеи о динамичности, изменчивости мозговой организации функций. К ним относятся, прежде всего, экспериментальные исследования П. К. Анохина и его учеников, показавших, что не только относительно сложные поведенческие акты (пишедобывательные, оборонительные и др.), но сравнительно простые физиологические функции (например, дыхание) обеспечиваются сложными функциональными системами, где возможно замещение одних звеньев другими.

В трудах Н. А. Бернштейна также находят дальнейшее развитие идеи пластичности, динамичности мозговой организации функций. Изучая физиологию движений, Н. А. Бернштейн сформулировал ряд принципиальных положений о построении любой функции. К их числу относится положение о том, что двигательная система (как и любые функции, включая и психические) построена по «топологическому», а не «метрическому» принципу, где инвариантны задача и конечный эффект, но вариативны способы осущест­вления задачи.

Принцип динамической локализации высших психических функций чело­века опирается и на современные анатомические сведения. Работами Мос­ковского института мозга с помощью различных современных методов исследования установлена изменчивость под влиянием различных воздействий микросистем (или микроансамблей), составляющих основные макросистемы мозга (проекционные, ассоциативные, интегративно-пусковые и лимбико-ретикулярные). Эти данные вошли как одно из основных по­ложений в концепцию о структурно-системной организации функций мозга, разработанную О. С. Адриановым.

Принцип динамической локализации функций впервые был сформулиро­ван И. П. Павловым и А. А. Ухтомским. Он противопоставлялся идее локали­зации функции в определенном фиксированном «центре», причем А. А. Ух­томский при рассмотрении механизмов динамической локализации функций большое значение придавал временным показателям работы разных элемен­тов входящих в «динамическую систему», считая, что при реализации функ­ции необходима «увязка во времени, скоростях, в ритмах действия» про­странственно различных групп нервных элементов функционально объеди­ненных в «динамическую систему».

Идеи И. П. Павлова и А. А. Ухтомского о динамической локализации (или мозговой организации) функций получили подтверждение и в работах Н. П. Бехтеревой и ее коллектива. Эти исследования, проведенные методом реги­страции импульсной нейронной активности различных глубоких структур головного мозга, показали, что любая сложная психическая деятельность (за­поминание слов, решение задач и т. п.) обеспечивается работой сложных констелляций мозговых зон, составляющих звенья единой системы. Некото­рые из этих звеньев являются «жесткими», т. е. принимают постоянное уча­стие в реализации психической функции, другие — «гибкими», которые включаются в работу лишь при определенных условиях. «Гибкие» звенья системы составляют тот подвижный динамический аппарат, благодаря кото­рому достигается изменчивость функции.

В нейропсихологии принцип динамической мозговой организации высших психических функций получил разнообразное подтверждение и вошел как важнейший в теорию системной динами ческой локализации функций.

Перечисленные выше принципы являются общими для локализации и психических и физиологических функций. Именно поэтому А. Р. Лурия для аргументации положений теории локализации функций привлекал анатоми­ческие и физиологические данные, полученные на животных.

Однако высшие психические функции человека обладают не только боль­шей сложностью по сравнению с психическими функциями животных и тем более с физиологическими функциями, они характеризуются качественным отличием — осознанностью, опосредованностью речью, произвольным спо­собом управления; они формируются под влиянием социальных факторов прижизненно. Эти качественные отличия высших психических функций от более элементарных психических функций животных и физиологических функций проявляются и в особенностях их мозговой организации. Еще Л. С. Выготский писал о том, что сравнительное изучение локальных мозговых поражений в детском и взрослом возрасте обнаруживает различные наруше­ния высших психических функций при одних и тех же поражениях и что эти факты могут трактоваться лишь как следствие различий в мозговой органи­зации высших психических функций у ребенка и взрослого. В современной нейропсихологии накоплено большое количество данных о специфике нару­шений психических функций и нейропсихологических синдромов в целом у детей по сравнению со взрослыми. Эти данные подтверждают справедли­вость представлений Л. С. Выготского и А. Р. Лурия о хроногенном прин­ципе локализации высших психических функций человека. Формируясь прижизненно, под влиянием социальных воздействий, высшие психические функции человека меняют свою психологическую структуру и соответст­венно свою мозговую организацию. Наиболее демонстративно это проявля­ется на примере речевых функций. Если у взрослого грамотного человека (правши) корковые поля средних отделов левого полушария играют веду­щую роль в мозговом обеспечении речевых процессов, то у детей, не владе­ющих грамотой (до 5—6 лет), речевые процессы (понимание устной речи и активная речь) обеспечиваются мозговыми структурами и левого, и правого полушарий. Поражение корковых «речевых зон» левого полушария не ведет у них к выраженным речевым расстройствам. Таким образом, принцип дина­мической локализации функции у человека конкретизируется и в виде хроногенной локализации, т. е. в изменении мозговой организации высших психических функций в онтогенезе.

Мозг человека характеризуется четко выраженной межполушарной асимметрией. Межполушарную асимметрию можно рассматривать в качестве важнейшей фундаментальной закономерности работы мозга человека. Хотя межполушарная асимметрия не является уникальной особенностью мозга человека, как это предполагалось раньше, а присуща и мозгу животных, однако у человека она достигает максимального раз­вития. Между человеком и животными (даже высшими приматами) в этом отношении существует не только количественное, но и качественное различие. Межполушарная асимметрия, проявляясь в моторных и сен­сорных функциях, наиболее отчетлива в высших психических функциях.

Итак, согласно теории системной динамической локализации высших психических функций человека каждая высшая психическая функция обеспечивается мозгом как целым, однако это целое состоит из вы-сокодифференцированных разделов (систем, зон), каждый из которых вносит свой вклад в реализацию функции. Непосредственно с мозговыми структурами следует соотносить не всю психическую функцию и даже, не отдельные ее звенья, а те физиологические процессы (факторы), которые осуществляются в соответствующих мозговых структурах. Нарушение этих физиологических процессов (факторов) ведет к появ­лению первичных дефектов, а также взаимосвязанных с ними вторичных дефектов (первичных и вторичных нейропсихологических симптомов); составляющих в целом закономерное сочетание нарушений высших психических функций — определенный нейропсихологический синдром.

Литература:

1. Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека.-СПБ.: Питер, 2008

2. Лурия А.Р. Лекции по общей психологии.-СПБ.: Питер, 2006.

3. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии.-М.: Academia, 2007.

4. Хомская Е.Д. Нейропсихология. – СПб.: Питер, 2006. – 496с.

5. II Международная конференция памяти А. Р. Лурия: Сборник докладов «А. Р. Лурия и психология XXI в.» / Под ред. Т. В. Ахутиной, Ж. М. Глозман. - М., 2003.

6. Хрестоматия по нейропсихологии / Отв. ред. Е. Д. Хомская. — М.: «Институт Общегуманитарных Исследований», 2004.