3. Нейроанатомия высшей нервной деятельности
3.1 Феномены высшей нервной деятельности: сознание, память, обучение
В начале двадцатого века была выдвинута программа научных исследований психической деятельности головного мозга методами естественных наук. Предметом исследования в тот период были условные рефлексы, как элемент психической деятельности головного мозга. В мировой науке в настоящее время сформировалась целая область исследований, получившая название нейронауки высших функций головного мозга. На первое место можно поставить полное понимание физико–химических процессов, составляющих основу возбуждения и его проведения по нервным волокнам, а также процесс торможения в нейронах. Полное описание процессов возбуждения и торможения в нейронах привело к тому, что эта область знаний избавилась от всякой мистики. Другим важнейшим открытием было исследование процессов синоптического проведения, то есть передачи сигналов от нейрона к нейронам или другим клеткам организма. Возникло полное убеждение в том, что в основе обучения (замыкания временной связи, по И.П. Павлову [3]), памяти и многих других процессов, связанных с высшей нервной деятельностью, лежат синоптические процессы. В отдельных типах клеток при синоптической активации происходит экспрессия ранних генов, которые через соответствующие промоторы включают работу поздних генов, происходит синтез белка, который встраивается в постсинаптическую мембрану. От постсинаптического нейрона может проходить информационный сигнал (например, молекулы оксида азота или арахидоновой кислоты) на пресиноптический нейрон.
И.П. Павлов [3] первый выделил у человека два типа высшей нервной деятельности - мыслительный и художественный. Новорождённый появляется на свет примерно с одной четвёртой веса головного мозга взрослого человека, но с полным набором нейронов. Затем начинается длинный путь до полного созревания, в течении которого приобретаются знания, необходимые для дальнейшей жизни. В основе этого процесса лежит обучение. Например, предметное зрение у человека формируется до пятнадцати лет его жизни. Оказалось, что если в этот период у человека было нарушено зрение вследствие катаракты, то после восстановления зрения в более позднем возрасте уже не формируется предметное зрение. Речь формируется в период до четырёх лет. Отсутствие речевой практики, например у тугоухих детей, приводит к «эффекту Маугли». К числу глобальных проблем физиологии высшей нервной деятельности, которые были сформулированы ещё И.П. Павловым [3], относится физиология второй сигнальной системы. В основании этой функции лежит ассиметрия полушарий головного мозга. На это непосредственно указывают открытия в прошлом столетии моторного и сенсорного центров речи в левом полушарии у правшей. (П. Брока, К. Верникс). Шимпанзе можно научить языку глухонемых или другим способам сигнализации. Но все эти языки не идут ни в какое сравнение с языком человека. Возможно, это связано с тем, что только у человека существуют «врождённые грамматики» по Н. Хомскому, то есть врождённая способность усваивать язык. Одним из главных свойств языка прежде всего является способность удвоения окружающего мира – левое полушарие осуществляет логическую копию, а правое образную. Вторым свойством языка является овладение памятью, не только текущей, но и исторической. Под исторической памятью понимают накопление человечеством гигантской информации. Именно благодаря этому появилась наша цивилизация, которая продолжает стремительно накапливать знания.
Сознание – очень сложный объект для научных исследований. Прежде всего трудно определить, что такое сознание и его непросто наблюдать. Сознание субъективно, поэтому полно мистики. П.В. Симонов [6] полагает, что «сознание определяется как знание, которое с помощью слов, математических символов и обобщающих образов художественных произведений может быть передано, может стать достоянием других членов общества. Осознать – сообщить, передать знания другому, в том числе другим положением в виде памятников культуры…». Другими словами сознанием обладает только человек. Однако довольно сложный семантический анализ может проходить без участия сознания. Например, анализ информации, направленной только в правое полушарие, не вербализуется, субъект ничего не может сказать и внешним наблюдателем это может оцениваться, как факт, что эта информация не осознаётся. Однако этот же человек, при предъявлении в правое полушарие изображения предмета, может выбрать его левой рукой. Это значит, что семантический анализ не требует сознания в приведённом смысле слова. Более того известно, что ассоциативное (павловское) обучение может происходить также помимо сознания субъекта. В качестве ещё одного примера можно привести феномен «слепозрячих» больных. Это люди, получившие обширные мозговые травмы в области корковой проекции зрения. Сами они характеризуют себя как «слепых», но они способны скопировать рисунок, но не способны понять «что нарисовано?». Согласно концепции А.М. Иваницкого[9] для акта ощущения как психического феномена, необходим синтез сенсорной информации со следами памяти. Активация следов памяти происходит по механизму условного рефлекса. Сопоставление сенсорной и несенсорной информации обеспечивается механизмом возврата возбуждения из подкорковых центров эмоций и мотиваций, а также других отделов коры, включая ассоциативные зоны, в область первичной проекции этого анализатора. В случае «слепозрячих», из–за отсутствия зоны первичной проекции такое наложение невозможно, и осознания зрительного образа не происходит. Сознание и другие психические феномены являются самым высоким уровнем деятельности мозга, а также являются результатом нейробиологических процессов мозга. Как же детально объяснить в этом случае работу мозга? Вероятно, мы заблуждаемся, считая, что нейроны и синапсы являются единицами сознания. Это результат кооперативной деятельности ряда мозговых систем, а для человека – и «речевого» полушария. Итак, мозг человека имеет особенности, которые резко выделяют его из ряда других млекопитающих. Перечислим основные из них. Увеличение размеров (по индексу цефализации) головного мозга, особенно значительно увеличивается площадь коры больших полушарий за счёт гигантского разрастания ассоциативных областей. Выраженная ассиметрия полушарий, каждое из которых создаёт свой мир, и, возможно имеет своё собственное сознание. Эмоции стали системой мотиваций, заменив в этом смысле биологическое подкрепление. Всё это благодаря развитию лимбической системы структур головного мозга. Очень длительное детство. Увеличение веса мозга ребёнка до веса мозга взрослого человека за счёт образования связей нейронов между собой. Именно в этот период формируется цивилизованный человек. Экстракортикальная локализация психических функций. Это означает, что мы вступили в век ноосферы (знаний). Основой этого является экстракортикальное (по Выготскому[4]) строение языковой функции, составляющей основу второй сигнальной системы. Именно благодаря этому свойству, цивилизация накапливает знания. Благодаря уникальным свойствам второй сигнальной системы, человек непрерывно изобретает всё новые и новые информационные технологии – начиная с изобретения письменности и кончая в наше время созданием «всемирной паутины» - Интернета.
Список использованных источников
1. Сапина М.П. Анатомия человека. Медицина, 1990
2. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. Учебник для вузов. Москва: Высшая школа, 1991
3. Павлов И.П. Ответ физиолога психологам. Полн. собр. соч. Т.3, кн. 2. М-Л: Изд-во АН СССР, 1952. С.161.
4. Выготский Л.С. Мышление и речь. М: Лабиринт, 1999
5. Крушинский Л.В. Биологические основы рассудочной деятельности. М: МГУ, 1977
6. Симонов П.В. Лекции о работе головного мозга. М: ИП РАН, 1998
7. Воронин Л.Г. Курс лекций по высшей нервной деятельности. М: Высшая школа, 1975
8. Вернадский В.И. Биогеохимическая эволюция Земли и переход биосферы в ноосферу (философские мысли натуралиста). М: Наука, 1988
9. Иваницкий А.М. Синтез информации в ключевых отделах коры, как основа субъективных переживаний. Журн. Высш. нервн. деят., Т. 47. №2, С.209-226, 1997
0 комментариев