1. Биологическое значение памяти.

2. Подходы к классификации памяти.

3. Физиологические механизмы памяти.

4. Механизм формирования энграммы памяти.

5. Роль различных структур мозга в формировании памяти.

6. Нарушения памяти.

2.5. Физиологические основы мышления и сознания

Мышление – высшая ступень человеческого познания, процесс отражения в мозге окружающего реального мира, основанный на двух принципиально различных психофизиологических механизмах: образования и непрерывного пополнения запаса понятий, представлений и вывода новых суждений и умозаключений. Мышление позволяет получить знания о таких объектах, свойствах и отношениях окружающего мира, которые не могут быть непосредственно восприняты при помощи органов чувств (первой сигнальной системы). Именно поэтому большое значение для результативности мыслительной деятельности имеет усвоение понятий, то есть, символически обобщенных представлений предметов, событий или людей, у которых есть общие характеристики (признаки).

Таким образом, мышление основано на приобретенных ранее знаниях, которые используются в форме психических представлений об окружающем мире и о собственном существовании в этом мире. Также необходимо отметить, что мышление не может существовать отдельно от других видов когнитивной деятельности мозга: восприятия, памяти, эмоций и речи.

Процесс мышления включает в себя решение задач, которые формулируются с учетом намеченной цели и текущей ситуации. Решение мыслительной задачи осуществляется ступенчато и включает в себя несколько этапов:

1. Изучение условий задачи.

2. Разработка общего плана ее решения.

3. Выбор тактики решения познавательной (мыслительной) задачи.

4. Сопоставление найденного решения с исходными данными.

Необходимо отметить, что ступенчатая переработка информации требует поэтапного вовлечения в этот процесс структурных образований мозга.

Нейрофизиологические основы мышления

Основой любого мыслительного процесса является сопоставление текущей сенсорной информации со следами памяти о прошлом сенсорном опыте и его эмоциональной оценкой. Это сопоставление происходит в результате взаимодействия проекционных областей коры, где и осуществляется переработка сенсорной информации, височной коры и гиппокампа и лимбической системы мозга, которые обеспечивают эмоциональную окрашенность переживаемых событий следов памяти об этих событиях, и ассоциативных областей коры, интегрирующих (объединяющих) эти процессы. Особая роль в процессе мышления принадлежит лобным областям коры, ответственным за сохранение в оперативной памяти мыслительных операций и прогнозирование их результата.

Образное мышление обеспечивается в первую очередь активностью правого полушария, создающего синтетическое представление об объектах окружающего мира и способствующего интуитивному принятию решений.

В абстрактном мышлении наряду с вышеназванными структурами большое значение приобретают речевые структуры левого полушария мозга, которые продуцируют речь и обеспечивают ее понимание. Именно левое полушарие обеспечивает смысловое восприятие речи и письма, а также арифметические операции. Оно сохраняет в виде энграмм памяти словарный запас, используемый по мере необходимости в ходе мыслительных операций, создании гипотез и интерпретации происходящих событий. Учеными установлено, что чем сложнее и необычнее мыслительная операция, тем сильнее активируется левое полушарие.

Интегративная деятельность мозга обеспечивается динамическим взаимодействием полушарий. При повреждении левого полушария у больного нарушается вербальное (речевое) мышление и снижается речевая активность. Возможно непроизвольное возникновение мыслей, не связанных с текущей мыслительной деятельностью и мешающих ей. Про правосторонних повреждениях нарушается конкретное образное мышление.

Роль второй сигнальной системы в обеспечении

мыслительной деятельности человека

Мыслительная деятельность неразрывно связана с аналитико-синтетической деятельностью, с практически непрекращающимися процессами анализа и синтеза тех непосредственно воспринимаемых сигналов, поступающих из внешнего мира, приходящих от зрительных, слуховых и других рецепторов организма и составляющих первую сигнальную систему. Первая сигнальная система присуща как человеку, так и животным.

Вместе с тем у человека в процессе активной трудовой деятельности и социокультурного развития появилась, развилась и усовершенствовалась вторая сигнальная система, связанная со словесными сигналами, то есть, с речью. Данная система сигнализации состоит в восприятии слов – слышимых, произносимых (как вслух, так и про себя) и видимых (при чтении). Способность понимать, а потом и произносить слова развивается у ребенка в результате ассоциации определенных звуков (слов) со зрительными, тактильными и другими впечатлениями о внешнем мире.

Учение о высшей нервной деятельности позволило раскрыть физиологические закономерности функционирования второй сигнальной системы. При этом учеными установлено, что основные законы функционирования являются общими для первой и второй сигнальных систем. У детей после образования условного рефлекса на какой-либо звуковой или световой сигнал слова «звонок» или «красный цвет» вызывает сразу, без предварительного сочетания с безусловным раздражителем условный рефлекс. Более того условнорефлекторный ответ возникает, если сам испытуемый произносит это слово вслух или мысленно.

Механизм подобных условнорефлекторных реакций связан с тем, что в процессе обучения речи возникают прочные связи между корковыми образованиями, воспринимающими сигналы от различных предметов, и центрами речи, воспринимающими словесные обозначения предметов. Таким образом, центры речи включаются в образование временных связей в коре мозга человека. Данное явление было названо элективной иррадиацией, заключающейся в том, что возбуждение из областей мозга, воспринимающих сигналы первой сигнальной системы, передаются в области, воспринимающие слова, и обратно. Элективная иррадиация является базовым физиологическим принципом, проявляющимся в деятельности второй сигнальной системы и характеризующим ее соотношение с первой.

Учеными установлено, что слово воспринимается человеком не просто как отдельный звук или сумма звуков (т.е. звуковой раздражитель), а как определенное понятие и таким образом усваивается его смысловое значение. Кроме того, доказано, что первая и вторая сигнальные системы неотделимы друг от друга. У человека все восприятия, представления, ощущения обозначаются словом. Из этого следует, что возбуждения первой сигнальной системы, вызываемые конкретными сигналами от предметов и явлений окружающей действительности, передаются во вторую сигнальную систему. Обособленное функционирование первой сигнальной системы без участия второй (за исключением патологии) возможно только у ребенка до овладения им речью.

Существуют различные способы отражения мыслящим мозгом окружающей действительности. Самым простым является конкретно-чувственное отражение, которое проявляется ощущениями, восприятиями, представлениями. Более сложной формой отражения является абстрактно-обобщенное отражение, проявляющееся в логическом мышлении – в понятиях, суждениях, умозаключениях, возникающих на основе абстрагирующей работы человеческого мозга. Способность мыслить путем абстрактных (отвлеченных) понятий, выражаемых словами, задуманными, произнесенными или написанными (за что и отвечает вторая сигнальная система), сделало возможным возникновение абстрактно-обобщенного отражения окружающего мира, которое дает человеку огромные преимущества в познании и использовании явлений природы и является основным отличием его психики от примитивной психики животных.

Значение различных зон коры мозга

в деятельности второй сигнальной системы

Функции речи осуществляются следующими структурами мозга (рис.12).

Двигательный центр речи. Обеспечивает устную речь. Известен как центр Брока. Расположен у основания нижней фронтальной извилины. При повреждении этого участка мозга наблюдаются расстройства двигательных реакций, обеспечивающих устную речь.

Акустический центр речи (центр Вернике). Находится в области задней трети верхней височной извилины и в прилегающей части – надкраевой извилине. Повреждение этих областей приводит к потере способности понимать смысл услышанных слов.

Оптический центр речи. Расположен в угловой извилине. Поражение этого участка мозга лишает возможности узнавать написанное.

Учеными установлено, что левое полушарие ответственно за развитие отвлеченного логического мышления, связанного с преимущественной обработкой информации на уровне второй сигнальной системы. Правое полушарие обеспечивает восприятие и переработку информации преимущественно на уровне первой сигнальной системы. Однако несмотря на указанную левополушарность локализации центров речи в структурах коры большого мозга, результаты клинических исследований показали, что нарушения функций второй сигнальной системы могут наблюдаться и при поражении других структур коры и подкорковых образований. Базируясь на данных клинических исследований, ученые пришли к выводу о том, что функционирование второй сигнальной системы определяется работой целостного мозга.

Рис. 12. Локализация центральных частей анализатора словесных сигналов в коре большого мозга человека:

1 – центр Брока; 2 – центр артикуляции речи; 3 – центра контроля движения руки при письме; 4 – центр анализа звуков речи; 5 – центр Вернике; 6 – центр письма словесных сигналов; 7 – центр зрительного анализатора

Среди наиболее распространенных нарушений функции второй сигнальной системы являются следующие.

Агнозия (от греч. gnosis – знание). Расстройство узнавания. Зрительная агнозия связана чаще всего с поражением затылочных долей мозга. Человек при этом видит предметы, обходит их, не натыкаясь на них, но их не узнает.

Слуховая агнозия встречается при поражении височной доли мозга. Больной слышит звуки, но не связывает их с определенным звучащим предметом. При этом наблюдаются и расстройства восприятия речи.

Тактильная агнозия наблюдается при поражении верхней теменной доли и проявляется в неузнавании предмета при его ощупывании, несмотря на то, что прикосновения свои человек ощущает.

Апраксия (от греч. praxis – действие). Проявляется в нарушении целенаправленного действия. Человек при этом не может совершать даже элементарные движения, хотя он понимает, что должен сделать, какое движение совершить. При этом резко снижена инициативность движений, следствием чего бывает уменьшение произвольных движений.

Афазия – нарушение речи. Различают несколько видов афазии. При двигательной (лобной) афазии понимание речи может быть не нарушено, сама же речь крайне затруднена или полностью невозможна.

Аграфия – нарушение письма и утрата способности читать вслух (при этом способность понимать прочитанное сохраняется). Как правило, возникает одновременно с афазией. Очаг поражения расположен при этом, как правило, в нижней лобной извилине левого полушария, а также в участках теменной коры.

Еще одна форма расстройства речевой функции – чувствительная (височная афазия Вернике). Характеризуется расстройством восприятия речи. Человек не понимает речи, возникает избирательная глухота на слова. При этом способность к речевой деятельности не только сохраняется, но даже наблюдается повышенная говорливость. Слова при этом часто произносятся неправильно и речь непонятна окружающим. Чувствительной афазии как правило сопутствует алексия, т.е. нарушение способности читать про себя и вслух, а также амузия, т.е. расстройство музыкального восприятия.

Особой формой афазии является амнезия (теменная афазия). Она характеризуется забыванием отдельных слов (как правило, имен существительных). Больной амнезией знает, о чем он хочет сказать, но не может вспомнить необходимые ему слова.

Физиологические механизмы сознания

Сознание – это идеальное субъективное отражение реальной действительности с помощью мозга. Оно является высшей функцией мозга и отражает реальную действительность в различных формах психической деятельности человека, которыми являются: ощущение, восприятие, представление, мышление, внимание, эмоции (чувства) и воля.

Ученые выделяют следующие характеристики сознания:

1. Наиболее существенное изменение общего состояния, испытываемое нами в повседневной жизни (при пробуждении, а также при выходе из состояния наркоза, обморока наблюдается постепенный возврат сознания). По мнению ученых те или иные признаки осознанного поведения прослеживаются у высших позвоночных животных (птицы, млекопитающие), обладающих высокодифференцированной нервной системой.

2. Сознание – это продукт деятельности высокоорганизованной материи (мозга), но оно нематериально (идеально). Материя первична, а сознание вторично.

3. Человеческое сознание социально детерминировано. Оно по наследству не передается. Наследуется только лишь возможность появления сознания в онтогенезе. Данная возможность реализуется только в условиях человеческого общества, которое и формирует сознание. Оно является продуктом не только мозга, но и общественной жизни человека. Если ребенок в дошкольном возрасте лишен общения с людьми (дети, воспитанные животными), то у них наблюдается потеря способности развития человеческого сознания.

4. Специфическая способность человеческого сознания проявляется в том, что оно не только отражает действительность, но и дает возможность направить действия индивида и коллектива на производство предметов потребления и орудий труда, необходимых для жизнедеятельности.

5. Сознание обеспечивает формирование образов предметов и явлений, которые в данный момент не оказывают никакого воздействия на органы чувств. Такие образы отражают общее, существенное в явлениях и вещах (это уровень представлений).

6. Сознание выражается субъектом для других людей посредством языка (речь – устная или письменная, художественные произведения – живопись, скульптура и пр.). Для себя сознание обусловливает способность мыслительного диалога с самим собой, т.е. ведет к появлению самосознания, обеспечивающего оценку собственной деятельности.

7. «Ранимость» сознания. Заключается в том, что длительный избыточный прием ряда веществ (кофеина, содержащегося в кофе, алкоголя, являющегося наиболее распространенным наркотическим средством, сильнодействующих глюциногенов) с лечебной (для снятия сильных болевых ощущений) или с другой целью приводит к разрушению сознания и деградации личности.

Учеными выделены и нейрофизиологические механизмы сознания:

1. Подключение сознания обычно достигается активацией достаточно большого количества структур, где ведущее значение имеет кора большого мозга с ближайшими подкорковыми структурами, лимбическая система. Особое значение для возникновения сознания имеет взаимодействие данных структур мозга. Важнейшую роль оказывают восходящие активирующие влияния ретикулярной формации.

2. Для сознания необходим некий промежуточный уровень активности центральной нервной системы. Низкая нейронная активность (например, при наркозе) с сознанием несовместима. В то же время сознание невозможно и при чрезмерной активности нейронов (в частности, при эпилептических припадках, в состоянии аффекта и пр.).

3. Минимальный период времени активации мозговых структур для осознанного восприятия сигнала составляет 100 – 300 микросекунд.

4. Клинические наблюдения за действиями и мышлением людей с расщепленным мозгом свидетельствуют о том, что левое полушарие является базовой основой для логического мышления, а правое – для образного (конкретного) мышления.

5. Ученые также полагают, что лобные доли имеют ведущее значение для проявления высших психических функций. Поражение лобных долей у человека сопровождается неустойчивостью, эйфорией, раздражительностью. Отмечается отсутствие четких планов деятельности, основанных на прогнозировании. Часто возникают настойчивые повторяемые действия, конфликты с окружающими.

Осознаваемая и подсознательная деятельность мозга

Высшая нервная деятельность человека протекает на двух уровнях – подсознания и сознания.

На уровне подсознания протекают следующие виды деятельности мозга:

• переработка ранее поступившей информации, устранение несущественной информации, выбор существенной информации и сохранение ее в памяти;

• восприятие подпороговых внешних раздражителей. Как показали исследования Г.В.Гершунина, на уровне подсознания возможно выработать некоторые условные рефлексы, базирующиеся на зоне подпороговых раздражителей (т.е. раздражителей, которые не осознаются человеком);

• переработка импульсов от внутренних органов. При чрезмерном возрастании импульсной активности от внутренних органов у человека могут возникнуть неопределенные чувства, причина которых ему самому непонятна до тех пор, пока их интенсивность не достигнет сознания. Тогда они будут осознаваться в виде сигналов, указывающих на неблагополучие в соответствующей области организма (ощущения боли);

• на уровне подсознания протекают хорошо отработанная автоматизированная деятельность, глубоко усвоенные формы поведения, различные двигательные проявления;

• деятельность мозга во сне, направленная на переработку дневной информации, и ее запоминание;

• интуиция (сверхсознание), связанная с процессами творчества, которые сознанием не контролируются. Интуиция является источником гипотез, открытий, возможных благодаря трансформации и рекомбинации следов памяти (энграмм).

Осознаваемая деятельность мозга – это наиболее сложная форма психической деятельности человека. К данной деятельности можно отнести следующие ее виды:

• все виды психической деятельности (ощущения, восприятие, мышление, внимание и пр.), связанные с абстрактным мышлением;

• неавтоматизированная физическая деятельность, особенно требующая научения;

• восприятие отклонений констант внутренней среды организма, вызывающих ощущение и мотивацию к деятельности, направленной на устранение этих отклонений. Подобные ощущения возникают, например, при увеличении осмотического давления внутренней среды организма (жажда), при недостатке питательных веществ (чувство голода) и пр.;

• восприятие избыточной информации от внутренних органов, связанных с нарушением их деятельности (патологией).

Процессы, лежащие в основе сознания и подсознания, находятся в определенном динамическом соотношении (хотя, как показали клинические исследования, сдвиги могут быть в обе стороны).

Вопросы для самоконтроля:

1. Общая характеристика мышления как психического познавательного процесса.

2. Нейрофизиологические основы мышления.

3. Общая характеристика второй сигнальной системы.

4. Роль второй сигнальной системы в мыслительной деятельности человека.

5. Роль различных зон коры мозга в деятельности второй сигнальной системы.

6. Нарушения функционирования второй сигнальной системы.

7. Общая характеристика сознания.

8. Физиологические механизмы сознания.

9. Осознаваемая и подсознательная деятельность мозга.