Интегративные процессы в ЦНС как основа психических функций

Психические процессы, согласно современным представлениям, не локализованы в определённых структурах мозга. Они формируются на основе системной иерархической организации структур мозга, каждая из которых специализированно участвует в осуществлении определённых операций, а их взаимодействие обеспечивает осуществление целостной функции.

Восприятие. Процесс восприятия обеспечивает анализ и обработку информации. На основе этого создаются образы внешнего мира, складывается индивидуальный опыт, формируется познавательная активность, мышление и сознание.

Процесс восприятия начинается с анализа информации, поступающей от сенсорных систем: зрительной, слуховой, обонятельной, вкусовой, тактильной. Любая сенсорная система, или анализатор, по Павлову, осуществляет первичный анализ информации.

Информация поступает к нейронам центральной нервной системы. Последовательность импульсов, поступающих в нервные центры, представляет собой нервный код, который несёт информацию о разных характеристиках стимула. Кодиро­вание информации осуществляется несколькими способами – числом и частотой спайков в разряде, интервалами между разрядами, конфигурацией разрядов.

Восприятие как психическая функция не ограничивается анализом сенсорной информации в сенсорно специфическом анализаторе. Оно включает ряд когнитивных операций – оценку стимула с точки зрения его значимости, опознание, классификацию и существенно зависит от задачи, стоящей перед субъектом. Наиболее детально изучена система зрительного восприятия, и это особенно важно, т. к. у человека 90 % информации поступает по зрительному каналу.

В системе восприятия особая роль принадлежит ассоциативным областям коры, которые осуществляют интеграцию различных признаков и на этой основе создают целостный образ внешнего мира. Благодаря связям с различными подкорковыми структурами и другими областями коры, ассоциативные зоны участвуют в сличении наличной информации со следами в памяти, оценке значимости в соответствии с ведущей потребностью, опознании и классификации.

В иерархически организованной системе восприятия каждой структуре мозга принадлежит особая роль, и её выпадение вызывает нарушение восприятия как целостной психической функции.

Внимание. Внимание является необходимым условием эффективности любой неавтоматизированной деятельности. По психологическому определению, внимание – это направленность на объект и сосредоточенность на нём так, что он становится отчётливым в поле сознания. Направленность отражает привлечение внимания, сосредоточенность – его поддержание.

Внимание облегчает (оптимизирует) все этапы осуществления познавательной деятельности: начальный – ввод информации, основной – её анализ и оценку значимости, конечный результат – фиксацию нового знания в индивидуальном опыте, поведенческую реакцию, определённые двигательные действия.

Выделяются два типа внимания: произвольное (активное), направленное на сознательно выбранную цель, и непроизвольное (пассивное), возникающее при неожиданных изменениях во внешней среде – новизне, неопределённости.

Выделяется ряд свойств, характеризующих разные стороны осуществления процесса внимания. Это объём, устойчивость, способность к распределению и переключению. Объём характеризуется числом одновременно отчётливо распознаваемых объектов при внимании. Устойчивость внимания проявляется в его длительном поддержании, концентрации на объекте и противостоянии отвлечениям. Распределение внимания характеризует возможность внимательного выполнения двух или нескольких видов деятельности. Переключение – это динамическая характеристика способности к переходу от одной деятельности к другой. Важнейшей характеристикой внимания является его избирательность – способность выделять значимые объекты, задачи и тем самым активировать только те функциональные системы, которые обеспечивают преимущественное восприятие значимого объекта, операции, направленные только на достижение основной цели при игнорировании других незначимых объектов, подавлении других, может быть, сходных, но не направленных на основную цель операций. Эта способность компенсирует ограниченные ресурсы внимания и небеспредельные возможности его распределения.

Важная роль в активации коры при внимании принадлежит таламусу, а именно системе его неспецифических ядер. Таламическая система отвечает за избирательное сосредоточение внимания.

В лобных отделах обработанная информация о стимуле, находящемся в поле внимания, интегрируется с информацией о состоянии мотивационно-эмоциональных лимбических структур и активационными влияниями ствола и таламуса.

Память. Память является свойством живых организмов, которое проявляется в з апечатлении, хранении и использовании информации. Память обеспечивает приобретение и использование индивидуального опыта. Структура и механизмы человеческой памяти гораздо более сложные, чем у животных. Человеческая речь является мощным инструментом запоминания. Человек обладает способностью к произвольной, логической и опосредованной памяти. Для запоминания и хранения информации человеком используются такие средства, как тексты, графические изображения, музыка и др.

Неотъемлемыми характеристиками памяти являются объём, скорость запоминания и воспроизведения, точность и длительность. Объём – это способность одновременно сохранять определённый объём информации. Точность заключается в степени соответствия воспроизводимой информации той, которая имела место в жизненном опыте. Длительность хранения и скорость запоминания или воспроизведения определяются временными параметрами данных процессов. Указанные черты памяти носят индивидуальный характер и могут значительно варьировать.

Структура памяти включает следующие процессы: запоминание, сохранение, воспроизведение и забывание. Запоминание – главный процесс памяти. От него зависят полнота, точность, прочность и продолжительность хранения информации. По участию воли человека в мнестических процессах различают произвольную и непроизвольную память. Человек очень много запоминает и воспроизводит автоматически, без целенаправленных усилий. Забывание – обычно непроизвольный процесс.

В зависимости от характера обрабатываемой информации, различают двигательную, эмоциональную, образную и словесно-логическую память.

Двигательная (кинестетическая) память основана на запоминании двигательных программ. Эмоциональная память – память на переживания. Образная память связана с запоминанием и воспроизведением чувственных образов предметов и явлений, их свойств, отношений между ними. Она является результатом восприятия сенсорной информации.

В запоминании участвуют различные анализаторы. Можно выделить зрительную, слуховую, обонятельную, осязательную и вкусовую память. У большинства людей лучше развита зрительная память. Запоминаемые образы могут быть сложные, включающие комплекс различных сенсорных характеристик.

Словесно-логическая память фиксирует словесную информацию и понятийные обозначения внешних объектов и действий. Осмысленное запоминание вербального материала намного эффективнее, чем механическое. Информация, зафиксированная таким образом, хранится значительно дольше.

На основе временной последовательности осуществляемых операций и длительности хранения следов различных событий выделяют сенсорную (иконическую), кратковременную, оперативную и долговременную память.

Сенсорная память представляет собой след возбуждения в сенсорной системе от непосредственно действующего стимула и необходима для первичного анализа и дальнейшей обработки сенсорной информации. Её ёмкость около 20 символов.

Кратковременная память (КВП) обеспечивает хранение информа­ции в течение большего времени (около 20 с), но ограниченной емкости (5–9 бит). Сохраняются наиболее существенные элементы образа, избирательно. КВП может быть как произвольной, так и непроизвольной

Оперативная память (ОП) – это вид произвольной памяти, которая рассчитана на сохранение информации в течение определённого, заранее заданного времени, необходимого для выполнения некоторого действия или операции. Если по достижению результата действия информация утрачивает свою актуальность, она подлежит забыванию. ОП часто выполняет функцию перехода кратковременной памяти в долговременную, и включает в себя элементы и той и другой. В этом случае временной диапазон ОП расширяется: от нескольких секунд до нескольких дней.

Долговременная память (ДВП) – это неопределённо долгое хранение информации, составляющей индивидуальный опыт. Объём ДВП велик, по некоторым представлениям, неограничен. ДВП связана с фиксированными структурными изменениями в коре, что обеспечивает устойчивость и длительность хранения информации.

Память обеспечивается функционированием многоуровневой системы мозговых структур. В неё включаются сенсорные корковые зоны, где формируется первичный след сенсорной информации, ассоциативные области, где синтезируется материал для образной и словесно-логической памяти.

В процессе перевода информации из кратковременной памяти в долговременное хранение принимает участие гиппокамп. Он, как селективный входной фильтр, классифицирует все сигналы и отбрасывает случайные. Он также участвует в извлечении следов из долговременной памяти под влиянием мотивационного возбуждения. При его поражении теряется память на текущие события для последующего сохранения их в долговременной памяти. Это так называемый Корсаковский синдром.

В формировании эмоциональной памяти ведущая роль принадлежит миндалине мозга, которая обеспечивает быстрое и прочное запечатление эмоционально значимых событий даже после их одноразового появления.

Гиппокамп и миндалина тесно связаны с височной корой, которая рассматривается как «хранилище» долговременной памяти. Роль височной области состоит в том, что она устанавливает связь с местами хранения следов памяти в других отделах мозга, в первую очередь в коре больших полушарий.

Лобные отделы, имеющие двусторонние связи со структурами лимбической и ретикулярной систем, принимают участие в отборе информации для хранения и в актуализации следов, необходимых для организации целенаправленного поведения. Они обеспечивают произвольное запоминание (особенно левые лобные доли).

В долговременной памяти информация длительно хранится в доступном для извлечения виде. Следы памяти (энграммы), упрочняются каждый раз по мере извлечения. Процесс упрочения энграмм по мере их воспроизведения называется консолидацией следов памяти.

Предполагается, что механизмы кратковременной и долговременной памяти различны. Кратковременная или оперативная память связывается с обработкой информации в нейронных сетях. Предполагается, что её механизмом может быть циркуляция импульсных потоков по замкнутым нейронным цепям. Морфологических изменений при этом не происходит.

Долговременная память базируется на структурных изменениях, возникающих в результате модификации синапсов.

Сон. Цикличность присуща многим явлениям в окружающем мире. Мы привыкли к ритмичной смене дня и ночи, времён года, работы и отдыха. Большое значение для всего живого имеют биологические ритмы, в первую очередь, так называемые циркадные ритмы, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси.

Периодический ежесуточный сон взрослого человека, как правило, является монофазным, иногда дифазным (дважды в сутки). Если же смена сна и бодрствования происходит несколько раз в сутки, сон называется полифазным.

Кроме перечисленных описаны еще несколько видов сна: наркотический (вызываемый различными химическими или физическими агентами), гипнотический (может быть вызван гипнотическим действием обстановки и воздействиями гипнотизера, во время гипнотического сна возможно выключение произвольной корковой активности при сохранении частичного контакта с окружающим и наличием сенсомоторной деятельности) и патологический (возникает при анемии мозга, мозговой травме, наличии опухолей в больших полушариях или поражении некоторых участков ствола мозга). Сюда же относится и летаргический сон, который может возникнуть как реакция на сильную эмоциональную травму и может длиться от нескольких дней до нескольких лет. К явлениям патологического сна следует отнести также и снохождение (сомнамбулизм), физиологические механизмы которого до сих пор неизвестны. Последние три вида сна обычно рассматривают как следствие нефизиологических воздействий на организм человека или животного.

Сон человека имеет правильную циклическую организацию. В течении сна различают пять стадий. Четыре стадии медленноволнового сна и одна стадия быстрого. Иногда говорят, что сон состоит из двух фаз: медленной и быстрой. Завершённым циклом считается отрезок сна, в котором происходит последовательная смена стадий медленноволнового сна, быстрым сном. В среднем отмечается 4–6 таких циклов за ночь, продолжительностью примерно 1, 5 часа каждый.

Первая стадия является переходной от состояния бодрствования ко сну. Длительность первой стадии обычно не больше 10–15 минут. В поведении эта стадия соответствует периоду дремоты с полусонными мечтаниями, она может быть связана с рождением интуитивных идей, способствующих успешности решения той или иной проблемы.

Вторая стадия занимает чуть меньше половины всего времени ночного сна.

Третья стадия характеризуется всеми чертами второй стадии с небольшими отклонениями. Это переходный период длится всего несколько минут. Третья и четвёртые стадии обычно объединяют под названием дельта-сна. Глубокие стадии дельта-сна более выражены в начале и постепенно уменьшаются к концу сна. В этой стадии разбудить человека достаточно трудно. Именно в это время возникают около 80 % сновидений, и именно в этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре стадии сна в норме занимают 75–80 % всего периода сна.

Пятая стадия сна имеет ряд названий: стадия «быстрых движений глаз» или сокращенно БДГ, «быстрый сон», «парадоксальный сон». Во время этой стадии человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, и лишь глазные яблоки под сомкнутыми веками совершают быстрые движения с частотой 60–70 раз в секунду. Количество таких движений может колебаться от 5 до 50. Причём была обнаружена отчётливая связь между быстрыми движениями глаз и сновидениями. Так, у здоровых людей этих движений больше, чем у больных с нарушением сна. Характерно, что слепым от рождения людям снятся только звуки и ощущения. Глаза их при этом неподвижны. Считается, что по интенсивности БДГ можно судить о яркости и эмоциональности сновидений. Однако движения глаз во сне отличаются от тех, которые характерны для рассматривания объектов в состоянии бодрствования.

Название «парадоксальная» возникло из-за видимого несоответствия между состоянием тела (полный покой) и активностью мозга. Если в это время разбудить спящего, то приблизительно в 90 % случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении, причем точность деталей будет существенно выше, чем при пробуждении из медленного сна.

Периоды БДГ-сна возникают приблизительно с 90-минутными интервалами и продолжаются в среднем около 20 минут. У нормальных взрослых эта стадия сна занимает примерно 20–25 % времени, проводимого во сне. У младенцев эта доля значительно выше; в первые недели жизни около 80 % всего очень длительного времени сна составляет парадоксальный сон.

Потребность во сне зависит от воз­раста. Так, общая продолжительность сна новорождённых составляет 20–23 часа в сутки, в возрасте от 4 до 8 лет – 12 часов, в возрасте от 12 до 16 лет – 9 часов. Взрослые спят в среднем 7–8 часов в сутки.

Бытует мнение, что потребность во сне к старости снижается. Однако установлено, что при увеличении продолжительности сна у «малоспящих» пожилых людей наблюдается улучшение самочувствия. Иными словами, по мере старения человека продолжительность сна должна увеличиваться.

Лишённый сна человек погибает в течение двух недель. Лишение сна в течение 3–5 суток вызывает непреодолимую потребность во сне. В результате 60–80-часового отсутствия сна у человека наблюдается снижение скорости психических реакций, портится настроение, происходит дезориентация в окружающей среде, резко снижается работоспособность, возникает быстрая утомляемость при умственной работе и меньшая её точность. При более длительном лишении сна могут возникнуть психопатии и даже паранояльные расстройства психики.

Кнаиболее характерным симптомам сна относится снижение активности нервной системы и прекращение контакта с окружающей средой за счёт «выключения» сенсомоторной сферы.

Пороги всех видов чувствительности (зрение, слух, вкус, обоняние и осязание) во сне возрастают. Рефлекторная функция во время сна резко ослаблена. Условные рефлексы заторможены, безусловные значительно понижены. При этом некоторые виды корковой деятельности и реакции на определённые раздражители могут сохраняться во время нормального периодического сна. Например, спящая мать слышит звуки движений больного ребенка. Такое явление получило название частичного бодрствования.

Большинство мышц во сне находится в расслабленном состоянии, человек способен длительно сохранять определённую позу тела. При этом усилен тонус мышц, закрывающих веки, а также кольцевого мускула, запирающего мочевой пузырь. По мере погружения в сон ритмы сердца и дыхания замедляются, становясь всё более равномерными.

Хотя в целом во сне понижается уровень обмена веществ, одновременно активизируются процессы восстановления работоспособности всех клеток организма, интенсивно идёт их размножение, происходит замена белков.

В течение всей ночи у человека активизируется рост волос и ногтей. Температура тела человека во время сна понижается (у женщин она падает до 35, 6 а у мужчин до 34, 9 градусов).

При некоторых формах так называемого гипнотического сна, и в частности при каталепсии (каталепсия – застывание человека в принятой им позе, иногда даже очень неудобной, требующей значительного мышечного напряжения), происходит резкое повышение мышечного тонуса.

Вопросы для обсуждения:

1. Охарактеризуйте сущность учения И.П.Павлова о высшей нервной деятельности (ВНД).

2. Чем отличаются безусловные и условные рефлексы? Перечислите оптимальные условия для образования условного рефлекса.

3. Какие виды торможения рефлексов используют в воспитательном процессе?