Психофизиология человека

В значительной степени с функционированием ретикулярной формации связано и такое специфическое состояние, каковым является сон. Для человека сон является абсолютной жизненной необходимостью. Через 60-80 ч. бодрствования без сна у человека возникает непреодолимое желание заснуть, и лишь только интенсивные болевые раздражители могут продлить бодрствование, но при этом уже развиваются существенные нарушения психических функций, которые лишают самоконтроля и самосознания. Естественная продолжительность сна у здорового человека молодого и среднего возраста подвержена индивидуальным колебаниям, составляя в среднем около 8 ч, однако описаны многочисленные примеры резких отклонений в ту и другую сторону. У детей продолжительность сна больше, у пожилых людей он становится полифазным.

Состояние сна можно разделить на три функциональных вида. Во-первых, засыпание, или дремота, она характеризуется своеобразным реагированием на раздражители, что позволяет относить сон к измененным состояниям сознания, о которых пойдет речь ниже. Во-вторых, медленный сон – это сон легкий, средней глубины и глубокий (так его называют потому, что на ЭЭГ превалируют медленные волны). Эти стадии сна характеризуются снижением мышечного тонуса, уровня активности, деятельности внутренних органов. В-третьих, парадоксальный, или быстрый сон. На ЭЭГ – быстрые волны, десинхронизация. Очень специфический признак – появление нистагмоидных движений глаз, отсюда название БДГ-сон, или REM-сон1, эрекция полового члена, сновидения, движения в связи с сюжетом сновидений, активация вегетативных функций.

Хотя совершенно однозначным является мнение, что сон представляет абсолютную жизненную необходимость, вместе с тем весьма противоречивы представления о его конкретной физиологической значимости. Прежде всего, следует отметить, что сон – не пассивное состояние мозга, а видоизмененная его деятельность. Во время сна кровоснабжение и энергетика головного мозга не уменьшается. Принято считать, что медленный сон, эволюционно более древний, весьма существенен для отдыха и восстановления соматических функций. А быстрый сон – эволюционно более молодой. Эту стадию сна связывают с восстановлением мозгового метаболизма, переработкой информации, полученной в период бодрствования, закреплением ее в долговременной памяти, стимуляцией нервного роста и развития. Лишения человека парадоксального сна неблагоприятно отражается на его психическом состоянии.

ВНИМАНИЕ характеризуется определенными четкими физиологическими сдвигами в организме человека. Происходит изменение сердечной деятельности и дыхания, отмечаются сосудистые реакции, кожно-гальваническая реакция. На электроэнцефалограмме наблюдается депрессия альфа-ритма, появление так называемой «волны ожидания». Все эти явления носят генерализованный характер.

Объективным индикатором интенсивности внимания может служить амплитуда вызванных потенциалов. При отвлечении внимания амплитуда снижается, а привлечение внимания к сигналу вызывает возрастание амплитуды, особенно поздних компонентов.

При поражении лобных долей головного мозга происходит нарушение сложных, вызываемых с помощью речи форм активации, составляющих психофизиологическую основу произвольного внимания. Этот отдел мозга и особенно его медиально-базальные отделы являются корковым аппаратом, регулирующим состояние активности. Они играют решающую роль в обеспечении одного из важнейших условий сознательной деятельности человека – создания необходимого тонуса коры, модифицируют состояние бодрствования в соответствии с задачами, которые ставятся перед индивидуумом.

Образования древней коры, лимбической области (гиппокамп, миндалины) и связанные с ним структуры хвостатого ядра обладают нейронами, производящими как бы сличение старых и новых раздражителей и обеспечивающими реакцию на новые сигналы с угасанием реакций на старые. Поэтому гиппокамп, обеспечивающий торможение посторонних раздражителей и привыкание к длительно повторяющимся, считают основным фильтрующим аппаратом, который необходим для избирательных  реакций на специфические раздражители, входящих в систему врожденных ориентировочных рефлексов и инстинктивного поведения. Таким образом, внимание – не только индикатор уровня бодрствования, но и отражение аналитико-синтетических процессов интегративной деятельности головного мозга человека.

4. Речь. Мышление

Речь относится к числу психических функций, принципиально отличающих человека от других представителей животного мира. Речь обычно определяют через ее коммуникативную способность, т.е. как исторически сложившуюся форму общения людей с помощью звуковых и зрительных знаков, благодаря чему возникла возможность передавать информацию не только непосредственно от человека к человеку, но и на гигантские расстояния, а также получать ее из прошлого и передавать в будущее. Вместе с тем, помимо коммуникативной функции, речь имеет отношение и к другим явлениям. Совершенно очевидна мнестическая функция речи, поскольку перевод информации в регистры первичной и вторичной памяти происходит при непременной ее вербализации. Речь имеет непосредственное отношение к сознательным формам психической и произвольной деятельности (регулирующая функция). В настоящее время установлена непосредственная связь речи и мышления (мыслительная функция). До настоящего времени существует очень много сложных вопросов относительно природы речи. И, наверное, самой конструктивной оказалась позиция выдающегося исследователя физиологии психической деятельности И.П. Павлова, который в 1932 г. сформулировал концепцию о сигнальных системах действительности. Под первой сигнальной системой он понимал условно-рефлекторное реагирование через непосредственное восприятие энергии условных раздражителей. Вторая сигнальная система обеспечивает реагирование на сигнальное значение при измене конкретного раздражителя словом, обозначающем его. Например, формирование речи у ребенка возможно только при пребывании его в человеческой языковой среде в начальном периоде развития - до 10 лет. Это оптимальный возраст, после превышения которого способность усвоения языка первичным (материнским) способом резко падает. Естественно, что при этом столь же резко страдают и другие психические функции, связанные с речью.

При развитии речевой функции у человека необходимо различать развитие сенсорной речи (т.е. понимание) и развитие экспрессивной речи (т.е. способность говорить). Способность понимать речь проявляется у ребенка уже во втором полугодии жизни. Первоначально слово воспринимается только в комплексе раздражителей (личность говорящего, жесты, интонация и т.п.) и, как правило, является сигналом двигательной реакции. Затем слово само по себе начинает приобретать сигнальное значение, происходит обобщение его как сигнала, т.е. интеграция.

Различают четыре степени интеграции слова. Первая степень - слово заменяет чувствительный образ определенного предмета ("ляля" - только конкретная кукла). Эта степень интеграции слова доступна детям конца первого - начала второго года жизни. Вторая степень - слово замещает несколько чувствительных образов однородных предметов ("ляля" - относится уже к нескольким одинаковым куклам). Этот уровень обобщения может быть достигнут к концу второго года.

Третья степень - слово замещает ряд чувствительных образов разнородных предметов ("игрушка" - это и кукла, и мяч, и кубики и т.п.), развивается не ранее третьего года. Четвертая степень - в слове сведен ряд обобщений предыдущих степеней ("вещь" - игрушка, одежда, еда и т.п.), развивается на пятом году жизни.

Развитие экспрессивной речи в значительной мере (с точки зрения сигнального значения) происходит параллельно. Фонетическое приближение лепета ребенка к звукам речи отчетливо выражено во втором полугодии. До этого дети всех национальностей гуляют совершенно одинаково. Возраст, в котором происходит формирование второй сигнальной системы, является также наиболее благоприятным для изучения иностранных языков. Ребенок овладевает тем языком, на котором говорят окружающие, вне зависимости от своей национальной принадлежности. Это первичный (материнский) способ изучения языка, и он базируется на первой сигнальной системе по очень простой схеме: чувственный образ > слово. Кроме того, существует вторичный способ, который основан на знании какого-то другого (родного) языка. Схема при этом усложняется: чувственный образ > слово на родном языке > слово на иностранном языке. Обучение, таким образом, не только взрослых, но и детей гораздо менее эффективно. На основании богатого клинического материала можно составить нейропсихологическую картину речи, ее нейрофизиологические механизмы. Анализ этих материалов показывает, что сенсорная речь связана с корковыми проекциями зрительного, слухового и кожного анализаторов (в случае азбуки для слепых), а также с описанным немецким психиатором и невропатологом К. Вернике центром, расположенным в задней трети верхней височной извилины слева (центр Вернике, или центр понимания речи).

Экспрессивная речь в решающей степени зависит от участка, описанного французским антропологом и хирургом П. Брока, который находится в задней трети нижней лобной извилина слева (центр Брока, или центр экспрессивной речи).

Функционирование этого центра детерминировано как информацией, полученной от принятого речевого сигнала, так и внутренними побудительными причинами, мотивацией.

Опять же клинический опыт свидетельствует, что для обеспечения речевых функций у правшей ведущую роль играет левое полушарие, однако такое соотношение формируется у ребенка после четырех лет. Это следует понимать как подтверждение того, что левополушарные структуры обеспечивают аналитическую, абстрактно-логическую составляющие речевой функции. От участия правого полушария зависит эмоционально-образный компонент речи.

В процессе онтогенеза (индивидуального развития человека) формирование мышления, интеллектуальных способностей происходит несколько фаз:

до двух лет - построение сенсомоторных схем, проявляющихся в целенаправленной двигательной активности, что обеспечивается главным образом таламокортикальными системами;

от трех до семи лет - мыслительная активация сенсомоторных схем, т.е. способность предсказывать, что получится в результате того или иного действия; это совпадает с развитием речи и формированием височной и моторной коры;

от восьми до десяти лет - способность к логическому рассуждению, активизация корково-корковых ассоциативных связей;

4) от одиннадцати до пятнадцати  лет - способность к формальным  операциям, абстракциям, оценке гипотез.

Исследование физиологических механизмов мышления - задача чрезвычайно трудная, которая еще далека до своего окончательного решения.

Как уже отмечалось, И.П. Павлов в основе механизмов мышления видел временную связь и вторую сигнальную систему. Клинический опыт, а в последнее время ряд современных методов исследования на здоровых людях (электроэнцефалография, позитронно-эмиссионная томография, использование ядерно-магнитного резонанса) позволили выделить мозговые структуры, имеющие непосредственное или опосредственное отношение к процессам мышления.

Установлено, что принятие решения связано с височной и лобной корой, а выработка стратегии реализации решения принадлежит теменно-затылочной коре. Несомненная значимость ретикулярной формации стволовой части мозга, анализаторов, лимбической системы. На примере речевой и мыслительной функции мозга особенно отчетливо выступает функциональная асимметрия мозга. Основные различия в работе полушарий мозга человека впервые обнаружил американский ученый лауреат Нобелевской премии Р. Сперри, который однажды в лечебных целях рискнул рассечь межполушарные связи у больных эпилепсией и с изумлением обнаружил, что два полушария доселе, казалось бы, единого мозга ведут себя как два совершенно различных мозга и даже не всегда до конца понимают друг друга. С тех пор накоплено по этой проблеме очень много интереснейших фактов. В клинических условиях с лечебной целью была разработана методика временного (на 1-2 ч) отключения одного из полушарий, и человек в этих условиях работал только с одним из них.

Оказалось, что у левополушарного человека речь сохранена, в беседе он захватывает инициативу. Словарный запас становится богаче и разнообразнее, ответы более развернутыми и детализированными. Излишне многословен и даже болтлив. Однако речь теряет интонационную выразительность, она монотонная, бесцветная, тусклая. Голос гнусавый, либо лающий. Утрачена способность улавливать интонации. Образное восприятие нарушено, абстрактное - облегчено. Память главным образом теоретического оттенка. Настроение улучшается, становится мягче, приветливее, веселее, оптимистичнее. Страдает образное мышление, сохранено или даже усилено - логическое.

У правополушарного человека речевые возможности резко ограничены. С трудом вспоминает названия предметов, хотя их узнает и может объяснить назначение. Немногословен, охотнее отвечает мимикой и жестами. Ухудшается словесное и улучшается образное восприятие. Нарушается словесно-логическая память. В эмоциональной сфере - сдвиг в сторону отрицательных эмоций.

Правое и левое полушарие у здорового человека находятся в постоянном взаимодействии. Между ними имеются мощные ассоциативные связи (мозолистое тело).

Вот поэтому и восприятие, речь и мышление всегда результат их совместной деятельности.

На сегодняшний день наши представления о физиологических механизмах мышления достаточно ограничены. Можно совершенно определенно говорить, что элементарной функциональной единицей этого процесса, равно как и других психических процессов, является нейрональная активность, т.е. генерация комплекса разрядов, что непосредственно наблюдали при проведении соответствующих тестов во время нейрохирургических операций. Однако в настоящее время даже с помощью самых совершенных методических приемов невозможно одновременно зарегистрировать и проанализировать многомиллиардные комплексы нейрональных объектов. Представляется достаточно очевидным участие в мыслительных операциях нейрохимических процессов и следовой активности. Весьма наглядными являются изменения на электроэнцефалограмме, спонтанной и вызванной, однако они не имеют смысловой специфичности, поэтому по ним прочитать мысли человека нельзя.

Процесс мышления в зависимости от его напряженности, психоэмоционального фона имеет весьма разнообразное вегетативное сопровождение. Это выражается в том, что перераспределяется мозговой кровоток, хотя в целом кровоснабжение меняется слабо, отмечаются локальные сдвиги интенсивности метаболизма и энергетики в мозговых структурах, изменяются частота сердечных сокращений, артериальное давление крови, частота и форма дыхательных движений, уровень обмена энергии в целом, кожно-гальваническая реакция, секреция гормонов и ряд других показателей. Именно они при синхронной регистрации используются в так называемых детекторах лжи. Следует хорошо понимать, что получаемые при этом данные являются лишь косвенными показателями, отражающими больше эмоциональное переживание обсуждаемых ситуаций.