Физиологические основы психических функций человека

Основные вопросы: Понятие о психике и сознании. Аналитическая и синтетическая деятельность коры больших полушарий, динамический стереотип. Понятие о первой и второй сигнальной системах. Роль второй сигнальной системы в формировании личности. Речь как условный рефлекс высшего порядка. Типы ВНД человека и животных. Память: понятие, виды и основные механизмы. Характеристика основных процессов памяти: запоминание, сохранение, воспроизведение, забывание.

 

Высшей формой адаптации высокоорганизованного живого существа является целенаправленная поведенческая деятельность, координирующей и контролирующей основой которой являются психические процессы.

Психика – форма активного отображения субъектом объективной реальности, возникающая в процессе взаимодействия с внешним миром и осуществляющая регуляторную функцию в его поведении.

Основные функции психики – контроль и координация приспособительной поведенческой деятельности. Эти функции строятся на основе таких психических процессов как внимание, ощущения, восприятие, мышление и память, мотивации и эмоции, которые тесно связаны с обусловливающими их физиологическими функциями высокоорганизованного мозга, но не сводятся к ним полностью.

Сознание – это специфически человеческая форма субъективного отражения действительности, представленная таким знанием, которое с помощью слов, математических символов, образов или художественных произведений может быть передано другим людям и поколениям.

Основная функция сознания – оперативная оценка информации для организации наиболее адекватного взаимодействия с факторами внешней среды путем императивного управления поведенческой деятельностью. Благодаря способности передавать знания, каждое новое поколение людей живет, используя накопленный опыт предыдущих, чем принципиально отличается от мира животных, образ жизни которых не меняется тысячелетиями.

В основе сложной интегративной деятельности высокоорганизованного мозга человека, обеспечивающего высшие формы приспособительного поведения, лежат функции анализа и синтеза.

Анализ состоит в различении, дифференцировании и разделении поступающих в мозг сигналов с учетом их сенсорной модальности, а также биологической и социальной значимости. Специфическая для коры больших полушарий форма анализа состоит в дифференцировании раздражителей по их сигнальному значению.

Синтез сводится к связыванию, обобщению и объединению возбуждений, возникающих в различных участках мозга. Проявлением синтетической деятельности коры больших полушарий, в частности, является формирование системы временных связей, которые обеспечивают условнорефлекторное поведение.

Синтетическую деятельность больших полушарий, позволяющую объединить отдельные стимулы в целые комплексы, называют системной деятельностью коры головного мозга. Одним из проявлений системности в работе коры больших полушарий является динамический стереотип.

Динамический стереотип – это комплекс условных и безусловных рефлексов, разворачивающихся в определенной, зафиксированной в коре головного мозга, временной последовательности, в которой окончание каждого предыдущего рефлекса является пусковым фактором для последующего.

Реагируя на пусковой стимул, организм воспроизводит всю последовательность условных и безусловных рефлексов, составляющих динамический стереотип. Следующие друг за другом операции при этом осуществляются автоматически вследствие исключения необходимости контроля сознания за выполняемыми действиями. В результате, поведенческая деятельность (в том числе и трудовая у человека) становится более экономичной, менее утомительной, не требующей постоянной сосредоточенности внимания.

В случае изменения условий происходит перестройка временных связей и вырабатывается новый стереотип. После этого организм реагирует на прежний пусковой сигнал по новому динамическому стереотипу.

 

Разновидностью динамического стереотипа человека являются привычки – автоматизированные действия, выполнение которых в определенных условиях стало потребностью (например, делать зарядку по утрам, готовиться к занятиям и т.д.). Когда привычка выработана, человек поступает определенным образом, а не иначе потому, что у него выработался динамический стереотип.

 

Аналитическая и синтетическая деятельность высших отделов ЦНС обеспечивает формирование временных связей, которые объединяют различные нервные процессы в единую сигнальную систему. Различают первую и вторую сигнальные системы, выражающие различные способы психического отражения действительности. ВНД человека основана на согласованном функционировании обеих сигнальных систем, тогда как у животных имеется только первая.

Первая сигнальная система – это совокупность нервных процессов, которые возникают в высших отделах ЦНС в результате действия на органы чувств конкретных природных предметов и явлений.

Благодаря первой сигнальной системе достигается конкретно-чувственное отражение окружающего мира и состояния самого организма, которые базируются исключительно на непосредственном восприятии действительности и реакции на натуральные условные раздражители.

Вторая сигнальная система – это совокупность нервных процессов, которые происходят в высших отделах ЦНС в результате сигнализации речевыми обозначениями природных предметов и явлений.

Вторая сигнальная система обеспечивает построение субъективной модели действительности с помощью обобщающих, абстрагирующих понятий, выражаемых словами. Человек с его развитой второй сигнальной системой оперирует не только конкретными образами, но и связанными с ними словами, что позволяет ему осуществлять переход от непосредственного чувственного восприятия, к абстрактной (воображаемой) действительности. Это дает ему огромное преимущество в познании, а также использовании природных феноменов и является основным отличием его психики от психики животных.

Формирование второй сигнальной системы является необходимым условием для полноценной познавательной деятельности, обучения и воспитания личности, а также для повышения эффективности адаптации человека к быстро меняющимся условиям существования. Она неразрывно связана с социальной жизнью человека и является результатом сложных взаимоотношений индивидуума с другими людьми.

Ведущее значение в формировании второй сигнальной системы имеет речь - способ символической передачи информации, базирующийся на комплексе условных рефлексов высшего порядка, с помощью которых человек может передать представления об окружающем мире другим субъектам в абстрактно-обобщенной форме.

Передача информации от одного человека к другому осуществляется посредством специальных кодирующих знаковых систем, которые называются языковыми. Речь, которая в качестве кодовой системы использует слова, называется вербальной. Она может быть устной - произносимой или воспринимаемой на слух и письменной, которая реализуется в форме текста, доступного для зрительного восприятия.

 

Языковые знания не передаются по наследству, у человека имеются лишь генетические детерминированные предпосылки к развитию речи. Существует критический период для освоения языка, который составляет от полутора до трех лет. После 10 лет способность к организации нейрональных сетей, необходимых для формирования центров речи, полностью утрачивается.

 

Функция речи контролируется двигательными и акустическими центрами коры головного мозга. Двигательный центр речи, обеспечивающий устную речь, известный как центр Брока, расположен у основания нижней фронтальной извилины. При повреждении этого участка мозга наблюдаются расстройства двигательных реакций, обеспечивающих устную речь. Акустический (сенсорный) центр речи - центр Вернике, находится в задней трети верхней височной извилины. Повреждение этой области приводит к потере способности понимать смысл услышанных слов.

Психика каждого индивидуума уникальна. Эта неповторимость связана как с биологическими, так и с социальными условиями развития личности. К биологически обусловленным особенностям психики относится темперамент - совокупность индивидуальных свойств психики и особенностей поведения, которые однотипно проявляются в разнообразных видах деятельности независимо от ее содержания.

 

Создатель учения о темпераментах древнегреческий врач Гиппократ (V век до н.э.) утверждал, что люди различаются по соотношению четырех основных «соков» организма – крови, флегмы, едкой желчи и черной желчи. Исходя из этого учения античный врач – Клавдий Гален (II век до н.э.) разработал первую классификацию темпераментов. В соответствии с гипотезой Галена тип темперамента зависит от преобладания в организме одного из «соков».

 

По классификации Гиппократа-Галена выделяют четыре типа темперамента:

1) сангвиник,

2) флегматик,

3) холерик,

4) меланхолик.

Для сангвиника (лат. sanguis –кровь) характерны довольно высокая психическая, эмоциональная активность, богатая жестикуляция. Он подвижен, впечатлителен, быстро отзывается на окружающие события, сравнительно легко переживает неудачи и неприятности.

Флегматика (греч. phlegma – слизь) отличает вялая поведенческая активность. Он медлителен, спокоен, хладнокровен. Ему трудно переключаться с одной деятельности на другую. Этот тип темперамента характеризуется постоянством чувств и настроений.

Поведение холерика (греч. chole – желчь) отличает высокий уровень активности, энергичность действий и стремительность движений на фоне повышенной вспыльчивости и раздражительности.

Темперамент меланхолика (греч. melas chole – черная желчь) отличается низким уровнем нервно-психической активности, высокой эмоциональной реактивностью, ранимостью. Меланхолик замкнут, склонен к тяжелым внутренним переживаниям при отсутствии серьезных причин.

Типы темперамента зависят от особенностей ВНД. И.П. Павловым выделено три принципа, лежащих в основе классификации типов ВНД, общих для человека и животных:

1) сила нервных процессов возбуждения и торможения,

2) уравновешенность нервных процессов,

3) подвижность нервных процессов.

Сила возбуждения отражает работоспособность нервной системы и проявляется в быстроте и прочности выработки условных рефлексов. Сила торможения характеризуется функциональной работоспособностью нервной системы при реализации торможения и проявляется в способности к быстрой выработке дифференцировки. Уравновешенность характеризует соотношение силы процессов возбуждения и торможения в высших отделах ЦНС. Подвижность характеризует быстроту перехода от возбуждения к торможению и наоборот. Она проявляется различной способностью к переучиванию.

На основании этих принципов И.П. Павлов выделил четыре типа ВНД, которые по основным характеристикам соответствуют классическим темпераментам:

1) живой тип – сильный, уравновешенный, подвижный (сангвиник),

2) спокойный тип – сильный, уравновешенный, инертный (флегматик),

3) безудержный тип – сильный, неуравновешенный с преобладанием возбуждения (холерик),

4) «оранжерейный» тип – слабый (меланхолик).

В отличие от животных ВНД человека характеризуется согласованным взаимодействием первой и второй сигнальной систем. На этом основании И.П. Павловым были выделены три основных специфических для человека типа ВНД:

1) художественный,

2) мыслительный,

3) смешанный.

Художественный тип характеризуется преобладанием первой сигнальной системы (чувственно-образное мышление). Люди этого типа в процессе мышления широко пользуются чувственными образами, охватывая действительность целиком, не дробя ее на части. Мыслительный тип характеризуется преобладанием второй сигнальной системы (абстрактно-логическое мышление). У людей мыслительного типа резко выражена способность отвлечения от действительности, основанная на стремлении к анализу. Смешанный тип характеризуется уравновешенностью функционирования первой и второй сигнальных систем.

 

Принадлежность к тому или иному типу ВНД не означает оценку степени биологической приспособленности и социальной полноценности, т.к. все типы ВНД успешно выдержали проверку в процессе эволюционного отбора. Знание физиологических причин индивидуальных особенностей психики пациента помогает врачу правильно организовать лечение и повышает его эффективность.

 

В осуществлении большинства высших психических функций мозга важное значение имеет нейробиологическая память.

Память – это способность мозга воспринимать и хранить информацию в закодированном виде, а также воспроизводить ее без искажения для реализации адекватной целенаправленной поведенческой деятельности.

По длительности хранения информации память подразделяется на сенсорную, кратковременную (первичную) и долговременную (вторичную). Данные виды памяти являются различными этапами в единой цепи последовательных процессов, которые обеспечивают восприятие, сохранение и воспроизведение информации, поступающей в головной мозг.

Первый этап – сенсорная (перцептивная) память. В зависимости от сенсорного канала поступления информации, перцептивная память может быть зрительной, слуховой, обонятельной, вкусовой и осязательной. Наиболее важное значение у человека имеют два вида перцептивной памяти - зрительный (иконическая память) и слуховой (эхоическая память) сенсорные отпечатки.

Сенсорный отпечаток – это непосредственный электрофизиологический след от всякого воздействия на нервную систему, продолжающийся при отсутствии реального раздражителя. Он удерживает точную и полную картину действительности, которая воспринимается рецепторами. Механизм сохранения отпечатка связан с кратковременным следовым последействием в периферических, проводниковых и центральных звеньях анализаторов.

Емкость сенсорной памяти ограничена только объемом информации, поступающей от рецепторов. Однако наибольшая часть этой информации не может быть воспроизведена, что связано с кратковременностью сохранения сенсорного отпечатка. Длительность сохранения зрительных сенсорных отпечатков - 0, 1-0, 5 с, слуховых – до 2 с.

Кратковременная память формируется за счет отбора и преобразования приоритетной информации сенсорного отпечатка. Ее объем - минимальное число предъявленных элементов, которые можно безошибочно припомнить, составляет 7±2. Элементами передачи информации, воспринимаемой человеком могут быть цифры, буквы, слова, предложения, формулы, идеи. После однократного предъявления человек способен сохранить в кратковременной памяти 8 цифр, 7 букв или 6 не связанных смыслом слов. Наиболее эффективно сохранение информации в виде идей и фундаментальных понятий. Длительность хранения информации в кратковременной памяти 10-30 секунд. Доступ к считыванию и воспроизведению информации очень быстрый. Механизм кратковременной памяти связан с циркуляцией (реверберацией) возбуждения в нейронных ловушках.

Долговременная память формируется путем отбора наиболее важных сигнаов из кратковременной памяти. Она удерживает в течение длительного периода времени (может всю жизнь) огромный объем информации. Доступ к информации, хранящейся в долговременной памяти, может быть как быстрым, так и медленным, в зависимости от частоты ее использования.

Процесс перехода информации из кратковременной памяти в долговременную, называется консолидацией памяти. Консолидация обусловлена синтезом макромолекул и структурными изменениями, которые обеспечивают улучшение проводимости синапсов. Следствием консолидации памяти является формирование энграммы – структурно-функционального объединения нейронов различных участков головного мозга, обеспечивающих запечатление объекта или явления и сохранение информации о субъективном отношении к ней индивидуума.

Способность воспринимать, сохранять и воспроизводить информацию является результатом согласованной работы всех отделов головного мозга. Практически во всех структурах мозга имеются элементы, прямо или косвенно участвующие в организации основных процессов памяти, к которым относятся запоминание (получение, восприятие), сохранение, воспроизведение (извлечение, считывание) и забывание (утрата) информации.

Запоминание – это процесс, связанный с восприятием, а также кодированием и преобразованием поступающей информации в такие формы, которые наиболее благоприятны для ее сохранения и последующего воспроизведения.

По приемам запоминания различают логическую и механическую память. Логическая память предполагает осмысленное заучивание материала при раскрытии логических, причинно-следственных связей в нем, выделении главного и второстепенного. Если материал не подвергается смысловой обработке, то заучивание будет механическим.

Более эффективно осмысленное запоминание. Основными условиями продуктивности произвольного осмысленного запоминания являются:

1) составление плана запоминаемого материала,

2) сопоставление вновь поступающей информации с уже имеющимися в памяти знаниями,

3) систематизация материала,

4) повторение материала.

Физиологическая основа запоминания – процессы консолидации памяти. Следствием консолидации является формирование структурной энграммы, которая обеспечивает долговременное сохранение – удержание в памяти информации, поступившей в процессе заучивания. О сохранении заученного материала можно судить по способности к воспроизведению информации.

Воспроизведение – это процесс, который обеспечивает доступ к энграмме и считывание с нее информации (актуализацию следа памяти).

Физиологической основой воспроизведения является реактивация (актуализация) нервных связей, образовавшихся ранее при восприятии информации. Актуализация следа памяти связана с активацией гиппокампа, который обеспечивает синхронизацию импульсной активности нейронов, составляющих распределенную по всему мозгу энграмму, в диапазоне t-ритма (4-8 Гц).

Хранящийся в долговременной памяти материал может обновляться под влиянием вновь поступающей информации или забываться при длительном неиспользовании.

Забывание – это уменьшение объема хранящейся в памяти информации, обусловленное частичной или полной утратой доступа к энграмме.

Скорость забывания прямо пропорциональна объему материала и степени трудности его усвоения. Забывание протекает быстрее, если материал недостаточно понят или неинтересен человеку, не связан с его потребностями. С течением времени количество забытого материала возрастает. Процесс забывания характеризуется кривой Эббингауза, которая имеет вид гиперболы. Через полчаса после заучивания не связанных по смыслу слов сохраняется около 55% заученной информации, через 1 час – 45%, через сутки – 35%, через трое суток – 25%, через 30 суток – около 20%.