Физиологические механизмы психических процессов и состояний

Взаимодействие человека и животных с окружающей среды, осуществляется

через целенаправленную деятельность или поведение. Двигательный акт как

элемент поведения воспроизводит основные звенья его структуры. Ведущим

системообразующим фактором целенаправленного поведения, так же как и

отдельного двигательного акта, является полезный для жизнедеятельности

организма приспособительный результат.

Следует различать такие понятия, как «двигательный акт» и «элементарное

движение». Двигательный акт реализуется с помощью моторной программы, а в

простейшем случае через возбуждение командного нейрона, управляющего

согласованной работой группы мотонейронов и соответствующих мышечных

единиц. Элементарное движение представлено сокращением/расслаблением

мышечных единиц, вызываемых стимуляцией мотонейрона. Одна и та же

двигательная программа может быть выполнена с помощью разного набора

элементарных движений мышц. Например, левой или правой рукой.

С позиции принципа системного квантования процессов жизнедеятельности

двигательный акт может быть соотнесен с отдельным квантом поведения. Это

наиболее очевидно при иерархическом квантовании, когда удовлетворение

ведущей потребности значительно отставлено во времени и для достижения

конечного результата необходимо выполнить ряд предварительных действий.

Например, при конструировании человеком определенного изделия, когда для

создания конечного продукта необходимо решить ряд промежуточных задач со

своими конкретными результатами.

Мотивационное возбуждение появляется вследствии той или другой

витальной, социальной или идеальной потребности. Специфика мотивационного

возбуждения определяется особенностями, типом вызвавшей его потребности.

Оно — необходимый компонент любого поведения. Важность мотивационного

возбуждения для афферентного синтеза вытекает уже из того, что условный

сигнал теряет способность вызывать ранее выработанное пище-добывательное

поведение (например, побежку собаки к кормушке для получения пищи), если

животное уже хорошо накормлено и, следовательно, у него отсутствует

мотивационное пищевое возбуждение.

Роль мотивационного возбуждения в формировании афферентного синтеза

определяется тем, что любая поступающая информация соотносится с

доминирующим в данный момент мотиваци-онным возбуждением, которое действует

как фильтр, отбирающий наиболее нужное для данной мотивационной установки.

Нейрофизиологической основой мотивационного возбуждения является

избирательная активация различных нервных структур. создаваемая прежде

всего лимбической и ретикулярной системами мозга. На уровне коры

мотивационное возбуждение представлено специфическим паттерном возбуждения.

В управлении двигательным поведением различают стратегию и тактику.

Стратегию движения определяет конкретная мотивация (биологическая,

социальная и др.). Именно на ее основе определяется цель поведения, т.е.

то, что должно быть достигнуто. В структуре поведенческого акта цель

закодирована в акцепторе результатов действия. В отношении двигательного

акта это выглядит как формирование двигательной задачи, того, что следует

делать. Под тактикой понимают конкретный план действий, т.е. то, как будет

достигнута цель поведения, с помощью каких двигательных ресурсов и способов

действия. Тактическое планирование движения непосредственно представлено в

блоке программ. При построении двигательной программы учитывают множество

факторов, в том числе общую стратегию, пространственно-временные

характеристики среды, сигнальную значимость ее стимулов, прошлый жизненный

опыт.

Два принципа построения движения

Управление двигательными актами строится на двух основных принципах —

принципе сенсорных коррекций текущего движения по цепи обратной связи и

принципе прямого программного управления. Последний особенно важен для тех

случаев, когда имеются быстрые изменения в системе, ограничивающие

возможность сенсорных коррекций.

На основе опытов с условными рефлексами И.П. Павлов установил, что

моторная кора получает сенсорные проекции от рецепторов мышечной и

суставной чувствительности. В 1909 г. он ввел понятие «двигательный

анализатор», выполняющий функцию восприятия сигналов от тела. Позже это

понятие было расширено: в него были включены сенсорные и ассоциативные зоны

коры, которые проецируются на моторную кору. В результате моторная кора

стала рассматриваться как центральный аппарат построения движения.

Важную функцию в управлении движением выполняет мозжечок. Он

обеспечивает сохранение равновесия, поддержание позы, регуляцию и

перераспределение мышечного тонуса, тонкую координацию движений. Нейроны

моторной коры находятся под контролирующим влиянием мозжечка. В опытах с

регистрацией нейронной активности у обезьян показано, что при выполнении

ими заученного движения активность нейронов зубчатого ядра мозжечка на 10

мс опережает изменение активности нейрона в моторной коре, которое

предшествует появлению мышечного движения. Влияние сигналов, поступающих из

мозжечка, на активность нейронов моторной коры у обезьян также установлено

в опытах с временным понижением температуры мозжечка. Во время его

охлаждения импульсация нейронов моторной коры и соответствуют выученное

движение запаздывали или вообще были невозможны. Многие авторы

отождествляют мозжечок с мощным процессором, в котором перерабатывается

огромная информация.

Таким образом, управление и контроль за движением — достаточно сложный

процесс. Он включает обработку информации, Получаемой через прямые и

обратные связи между префронтальнойй корой, моторной корой, таламусом,

мозжечком, базальными ганглиями, а также стволом мозга и спинным мозгом.

Векторная модель управления двигательными и

вегатативными реакциями

Согласно представлению о векторном кодировании информации в нейронных

сетях реализацию двигательного акта или ее фрагмента можно описать

следующим образом, обратившись к концептуальной рефлекторной дуге Е.Н.

Соколова. Исполнительная ее часть представлена командным нейроном или полем

командных нейронов. Возбуждение командного нейрона воздействует на ансамбль

премоторных нейронов и порождает в них управляющий вектор возбуждения,

которому соответствует определенный паттерн возбужденых мотонейронов,

определяющий внешнюю реакцию. Поле командных нейронов обеспечивает сложный

набор запрограммированных реакций. Это достигается тем, что каждый из

командных нейронов поочередно может воздействовать на ансамбль премоторных

нейронов, создавая в них специфические управляющие векторы возбуждения,

которые и определяют разные внешние реакции. Все разнообразие реакций,

таким образом, можно представить в пространстве, размерность которого

определяется числом премоторных нейронов, возбуждение последних образуют

управляющие векторы.

Структура концептуальной рефлекторной дуги включает блок рецепторов,

выделяющих определенную категорию входных сигналов. Второй блок —

предетекторы, трансформирующие сигналы рецепторов в форму, эффективную для

селективного возбуждения детекторов, образующих карту отображения сигналов.

Все нейроны-детекторы проецируются на командные нейроны параллельно.

Имеется блок модулирующих нейронов, которые характеризуются тем, что они не

включены непосредственно в цепочку передачи информации от рецепторов на

входе к эффекторам на выходе. Образуя «синапсы на синапсах», они модулируют

прохождение информации. Модулирующие нейроны можно разделить на локальные,

оперирующие в пределах рефлекторной дуги одного рефлекса, и

генерализованные, охватывающие своим влиянием рефлекторных дуг и тем самым

определяющие общий уровень функкционального состояния. Локальные

модулирующие нейроны, усиливая или ослабляя синаптические входы на

командных нейронах перераспределяют приоритеты реакций, за которые эти

командные нейроны ответственны. Модулирующие нейроны действуя через

гиппокамп, куда на нейроны «новизны» и «тождества» проецируются детекторные

карты.

Реакция командного нейрона определяется скалярным произведением вектора

возбуждения и вектора синаптических связей. Когда вектор синаптических

связей в результате обучения совпадает с вектором возбуждения по

направлению, скалярное произведение достигает максимума и командный нейрон

становится селективно настроенным на условный сигнал. Дифференцировоч-ные

раздражители вызывают векторы возбуждения, отличающиеся от того, который

порождает условный раздражитель. Чем больше это различие, тем меньше

вероятность вызова возбуждения командного нейрона. Для выполнения

произвольной двигательной реакции требуется участие нейронов памяти. На

командных нейронах сходятся пути не только от детекторных сетей, но и от

нейронов памяти.

Управление двигательными и вегетативными реакциями осуществляется

комбинациями возбуждений, генерируемыми командными нейронами, которые

действуют независимо друг от друга, хотя, по-видимому, некоторые

стандартные паттерны их возбуждений появляются более часто, чем другие.

Мышление и речь

Вторая сигнальная система

Поведение животных и человека настолько сильно отличается, что у

человека, по-видимому, должны существовать дополнительные

нейрофизиологические механизмы, которые и определяют особенности его

поведения.

Для различения высшей нервной деятельности животных и человека И.П.

Павлов ввел понятия первой и второй сигнальных систем, выражающих различные

способы психического отражения действительности.

Единственная сигнальная система у животных и первая у человека

обеспечивают отражение действительности в виде непосредственных чувственных

образов.

Специфические особенности высшей нервной деятельности века представлены

второй сигнальной системой, которая возникла в результате развития речи как

средства общения между людьми в процессе труда.

Слово, обозначающее предмет, не является результатом простой ассоциации

по типу «слово-предмет». Связи слова с предметом качественно отличаются от

первосигнальных связей. Слово, хотя и является реальным физическим

раздражителем (слуховым, зрительным, кинестетическим), принципиально

отличается от них тем, что в нем отражаются не конкретные, а наиболее

существенные свойства предметов и явлений. Поэтому оно и обеспечивает

возможность обобщенного и отвлеченного отражения действительности. Эта

функция слова со всей очевидностью обнаруживает себя при исследовании

глухонемоты.

Вторая сигнальная система охватывает все виды символизации. Она

использует не только речевые знаки, но и самые различные средства, включая

музыкальные звуки, рисунки, математические символы, художественные образы,

а также производные от речи и тесно с ней связанные реакции человека,

например мимико-жестикуляционные и эмоциональные голосовые реакции,

обобщенные образы, возникающие на основе абстрактных понятий, и т.п.

Взаимодействие первой и второй сигнальных систем

Взаимодействие двух сигнальных систем выражается в явлении элективной

(избирательной) иррадиации нервных процессов между двумя системами. Оно

обусловлено наличием связей между струкурами, воспринимающими стимулы и

обозначающими их словами.

Между двумя сигнальными системами существует также иррадиация

торможения. Выработка дифференцировки к первосигнальному стимулу может быть

воспроизведена и при замене дифференцировочного раздражителя его словесным

обозначением. Обычно элективная иррадиация между двумя сигнальными

системами — это кратковременное явление, наблюдаемое после выработки

условного рефлекса.

Развитие речи

Слово становится «сигналом сигналов» не сразу. У ребенка раньше всего

формируются условные пищевые рефлексы на вкусовые цзапаховые раздражители,

затем на вестибулярные (покачивание) и позже на звуковые и зрительные.

Условные рефлексы на словесные раздражители появляются лишь во второй

половине первого года жизни. Общаясь с ребенком, взрослые обычно произносят

слова, сочетая их с другими непосредственными раздражителями. В результате

слово становится одним из компонентов комплекса. Например, на слова «Где

мама?» ребенок поворачивает голову в сторону матери только в комплексе с

другими раздражениями: кинестетическими (от положения тела), зрительными

(привычная обстановка, лицо человека, задающего вопрос), звуковыми (голос,

интонация). Стоит изменить один из компонентов комплекса, и реакция на

слово исчезает. Лишь постепенно слово начинает приобретать ведущее

значение, вытесняя другие компоненты комплекса. Сначала выпадает

кинестетический компонент, затем теряют свое значение зрительные и звуковые

раздражители. И уже само слово вызывает реакцию.

Показ предмета и его называние постепенно приводят к формированию их

ассоциации, затем слово начинает заменять обозначаемый им предмет. Это

происходит к концу первого года жизни и началу второго. Однако слово

сначала замещает лишь конкретный предмет, например данную куклу, а не куклу

вообще. На этом этапе развития слово выступает как интегратор первого

порядка. Превращение слова в интегратор второго порядка, или в «сиг-Нал

сигналов», происходит в конце второго года жизни. Для этого необходимо,

чтобы на него был выработан пучок связей (не менее 15 ассоциаций). Ребенок

должен научиться оперировать различными предметами, обозначаемыми одним

словом. Если число выработанных связей меньше, то слово остается символом,

который замещает лишь конкретный предмет.

Между третьим и четвертым годами жизни формируются понятия —

интеграторы третьего порядка. Ребенок уже понимает такие слова, как

«игрушка», «цветы», «животные». К пятому году жизни понятия усложняются.

Так, ребенок пользуется словом вещь», относя его к игрушкам, посуде, мебели

и т.д.

В процессе онтогенеза взаимодействие двух сигнальных сие проходит через

несколько стадий. Первоначально условные рефлексы ребенка реализуются на

уровне первой сигнальной систек непосредственный раздражитель вступает в

связь с непосредственными вегетативными и двигательными реакциями. Во

втором полугодии ребенок начинает реагировать на словесные раздражители

непосредственными вегетативными и соматическими реак циями, следовательно,

добавляются условные связи «словесный раздражитель — непосредственная

реакция». К концу первого года жизни (после 8 мес.) ребенок уже начинает

подражать речи взрослого так, как это делают приматы, используя отдельные

звуки для обозначения предметов, происходящих событий, а также своего

состояния. Позже ребенок начинает произносить отдельные слова. Сначала они

не связаны с каким-либо предметом. В возрасте 1,5—2 лет часто одним словом

обозначается не только предмет, но и действия и связанные с ним

переживания. Лишь позже происходит дифференциация слов на категории,

обозначающие предметы, действия, чувства. Появляется новый тип связей Н—С

(непосредственный раздражитель — словесная реакция). На втором году жизни

словарный запас ребенка увеличивается до 200 слов и более. Он уже может

объединять слова в простейшие речевые цепи и строить предложения. К концу

третьего года словарный запас достигает 500—700 слов. Словесные реакции

вызываются не только непосредственными раздражителями, но и словами.

Появляется новый тип связей С—С (словесный раздражитель — словесная

реакция), и ребенок научается говорить.

С развитием речи у ребенка в возрасте 2-3 лет усложняется интегративная

деятельность мозга: появляются условные рефлексы на отношения величин,

весов, расстояний, окраски предметов. В возрасте 3—4 лет вырабатываются

различные двигательные и некоторые речевые стереотипы.

Функции речи

Исследователи выделяют три основные функции речи: коммуникативную,

регулирующую и программирующую.

Коммуникативная функция обеспечивает общение между людьми с помощью

языка. Языковые знания не передаются по наследству. Однако у человека

имеются генетические предпосылки к общению с помощь речи и усвоению языка.

Они заложены в особенностях как цецт ральной нервной системы, так и

речедвигательного аппарата, гортани.

Регулирующая функция речи реализует себя в высших психических функциях

— сознательных формах психической деятельности.

Предполагают, что речи принадлежит важная роль в развитии

произвольного, волевого поведения. Первоначально высшая психическая функция

как бы разделена между двумя людьми. Один человек регулирует поведение

другого с помощью специальных раздражителей («знаков»), среди которых

наибольшую роль играет речь. Научаясь применять по отношению к собственному

поведению стимулы, которые первоначально использовались для регуляции

поведения других людей, человек приходит к овладению собственным

поведением. В результате процесса интериоризации — преобразования внешней

речевой деятельности во внутреннюю речь, последняя становится тем

механизмом, с помощью которого человек овладевает собственными

произвольными действиями.

Программирующая функция речи выражается в построении смысловых схем

речевого высказывания, грамматических структур предложений, в переходе от

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9