Нейрофизиологические механизмы элементарной рассудочной деятельности

5. Нейрофизиологические механизмы элементарной рассудочной деятельности

Первое положение. Большой объём мозга создаёт больше возможностей для упорядоченности его функций.

По сути - это общий принцип системной организации, полагающий, что в системах с большим количеством элементов создаётся больше предпосылок для качественного наращивания организации. В приложении к биологии он был впервые сформулирован физиком Э. Шредингером. Им было - высказано предположение, что при восприятии мозгом физической организации внешней среды процессы, происходящие в мозге и регистрирующие «внешний порядок», также должны обладать чертами упорядоченности. По этой причине - чем большее число нейронов включается в осуществление происходящего в мозге процесса отражения мира, тем больше вероятность упорядоченного течения процесса. Биологически адекватное адаптивное поведение животного, которое обусловлено наиболее полным улавливанием закономерностей, связывающим предметы и явления окружающей среды, становится тем более продвинутым и гибким, чем выше упорядоченность работы мозга. Чем сложнее структура решаемых животным задач, тем большее число дискретных единиц, нейронов, должно быть вовлечено в ее решение. Наиболее полное и точное улавливание многообразных закономерностей окружающего мира может быть осуществлено мозгом, состоящим из большего числа нейронов, а значит, и большего объема.

Второе положение. Для более детального восприятия среды, которое необходимо для решения логических задач, необходимо чтобы отдельные нейроны объединялись в множество функциональных констелляций. Морфологическим аппаратом объединения нейронов являются известные нам синапсы.

Сравнительные морфологические исследования, выполненные различными исследователями на разных группах животных, показали, что существует вполне ясная зависимость между степенью ветвления дендритов в нейронах головного мозга, количеством синапсов (шипиков) на этих дендритах и способностью этих животных к решению экстраполяционных задач. В общем виде, очевидно, можно говорить, чем многочисленнее синаптические контакты нейронов, тем большая вероятность, что животное обладает более развитой рассудочной деятельностью

Третье положение. В сером веществе коры мозга, в так называемых «экранных» его структурах, любые операции выполняются «дробно», локально.

Это обусловлено тем, что нейронные ансамбли коры головного мозга и мозжечка структурно оформлены в особого рода вертикальные колонки, пронизывающие всю толщу коры и называемые в настоящее время функциональными «модулями» головного мозга. По некоторым подсчетам, только в неокортексе человека содержится около 600 миллионов «микроколонок» которые объединяются в более крупные рабочие комплексы, насчитывающие 1-3 миллиона нейронов. Колонки чувствительны к воздействию сигналов только определенного типа (здесь есть входное тестирующее устройство), они умножают распознанные сигналы, а затем распределяют их через систему горизонтальных нейронов лишь к вполне определенным, близким или далеким модулям-соседям. По мнению нейробиологов, модули являются функциональными единицами анализатора признаков. Еще в 1970 году физиолог Спинелли составил компьютерную программу (названную «Оккам»), моделирующую работу анализатора признаков и распознающую, реагирующую на волны определенной формы. Такие модули способны анализировать такие свойства раздражителя, как положение в пространстве, направление перемещения, степень его новизны и периодичность действия (появление и исчезновение). Конфигурации ансамблей модулей могут быть более жестко детерминированы генетически, чем конфигурации нейронных ансамблей (а тем более синаптических). Благодаря такому явлению и стало возможным анатомо-топографическое картирование коры мозга и выделение в коре у человека (и у животных) функциональных зон, различающихся по функциям. Зоны эти в значительной степени видоспецифичны.

В сущности, центры речи человека, расположенные в доминантном (обычно в левом) полушарии, являются врожденно-детерминированными упорядоченными скоплениями нейронов, образующих ансамбли модулей, без которых невозможно обучение и оперирование речевыми сигналами

Построение коры из множества локальных и, в определенном смысле, автономных функциональных модулей, вероятно и создает предпосылки для формирования «отраженной» дискретной картины действительности, то есть возможности для выделения неких свойств действительности, ее «признаков». Вместе с этим, появляются и предпосылки к произвольным операциям с дискретными «элементами» такого мира (например, к экстраполяции и сопоставлению). Поскольку принцип дискретности проекции мира распространяется и на проекцию в мозге некоторых собственных органов (моторные зоны), то возникает возможность к произвольной деятельности животного. Дискретная картина действительности, запомненная животным, позволяет легко ее декодировать, когда будет необходимо решить задачу с привлечением прошлого опыта.

Четвертое положение. Связано с формированием двух новых, по-видимому, взаимосвязанных свойств мозга, которые делают его по-настоящему способным не только к анализу, но и к синтезу:

1) Появлением особого механизма «сознания», механизма, который способствует оперативному отбору тех констелляций нейронов, которые необходимы для решения «логических» задач, имеющих биологическую значимость.

2) Способности к оценке значимости решаемой задачи, осуществляемой эмоциями.

Под сознанием нейрофизиологи подразумевают функцию восприятия мозгом текущих событий окружающей действительности, на основе которой происходит синтез всего пережитого индивидуального опыта (Этим достигается осознание окружающей действительности). Это есть то сознание, которое теряет человек и животное, например, во время наркоза и которое возвращается после его прекращения.

Таким образом, основы эволюции структур мозга, которые связаны с рассудочной деятельностью, определялись становлением трёх его морфо-функциональных комплексов:

а) комплекса «ствол мозга - передний отдел головного мозга». Видимо, это самый древний функциональный комплекс, и его характер весьма сходен у многих животных, а развитие выражено главным образом количественно;

б) конечного мозга. Развитие его у позвоночных животных шло разными путями. Но, кроме упоминавшихся новоприобретений мозга за счёт этой зоны, а именно - увеличения объёма мозга и усложнения системы синаптических контактов, увеличивается площадь так называемых ассоциативных зон, или зон взаимного перекрывания специализированных областей сенсорных центров в коре. Относительное прогрессивное увеличение ассоциативных зон, к которым относится лобная область, по отношению к специализированным отделам коры (обонятельной, зрительной, слуховой и других) отчётливо видно в сравнительном ряду мозга млекопитающих;

в) лимбической системы. Её филогенез находился в тесной связи с развитием новой коры. Старая кора (архикортекс), первоначально функционально связанная с дистальной (обонятельной) рецепцией, оказалась у млекопитающих оттеснённой на медиальную сторону и вошла в состав лимбической системы. У высших млекопитающих лимбическая система достигает наивысшей дифференциации. А у человека и шимпанзе задняя лимбическая система фактически неотличима от других структур новой коры и, по-видимому, входит в её состав. Некоторые исследователи находят, что такая прогрессивная структура новой коры, как префронтальная область, может быть отнесена к структурам лимбической системы.