Некоторые модели основного свойства нервной системы: силы — слабости

Вдифференциальной психофизиологии принято представление И. П. Павлова о свойстве силы — слабости нервной системы, как о ее работоспособности, функциональной выносливости и предельных возможностях, а свойство силы нервной системы рассматривается в качестве ведущего в структуре нейро-динамических характеристик человека.

Изучение свойства силы нервной системы происходило с помощью разных методических приемов, которые характеризовали силу нервной системы с какой-либо одной стороны, что давало основание некоторым авторам иногда ставить под сомнение, исследуется ли свойство силы нервной системы, а не что-либо другое.

Можно выделить три группы методических приемов по изучению силы нервной системы в дифференциальной психофизиологии.

1. Определение выносливости — способности нервной системы выдерживать длительно действующее, достаточно сильно или часто повторяющееся возбуждение. Эта особенность нервной системы больше всего соответствует павловскому пониманию свойства силы нервной системы.

Основными методиками здесь служили: многократное повторение через короткие интервалы времени условного рефлекса с подкреплением (методика «угашение с подкреплением» — В. И. Рождественская (1955), В. Д. Небылицын (1961), В. С. Мерлин и Э. И. Маствилискер (1971), рефлексометрическая методика (В. С. Мерлин, Э. И. Маствилискер, 1971), кривая работоспособности по теппинг-тесту Е. П. Ильина (1972), теппинг-тест (количество точек, сделанных в течение 5 с в каждом из шести квадратов) А. Л. Вайнштейна и В. П. Жура (1973).

2. Определение особенности концентрации или иррадиации процесса возбуждения. Экспериментальным приемом служили разные варианты так называемой индукционной методики: сравнение величины абсолютного порога зрения для точечного раздражителя при пустом темном поле зрения и при наличии дополнительного точечного раздражителя разной силы; утомление зрительного анализатора путем многократного определения порога (В. И. Рождественская, 1959; Б. М. Теплов, В. Д. Небылицын, 1963). Вероятно, последний прием можно отнести и к первой группе методических приемов определения силы нервной системы.

3. Определение нижнего абсолютного порога раздражителя. На основе гипотезы Б. М. Теплова о зависимости между силой нервной системы и ее чувствительностью к слабым интенсивностям раздражителей. Чувствительность (зрительная и слуховая) оказалась в обратном отношении к силе нервной системы: слабая нервная система характеризуется большей сенсорной чувствительностью (меньшими абсолютными порогами), чем сильная нервная система, высокой реактивностью, легкостью возбудимости на слабые раздражители. В. Д. Небылицын положил это в основу двигательной методики определения силы нервной системы по наклону кривой времени реакции на стимулы возрастающей интенсивности.

Разрабатывая и обосновывая двигательную методику, В. Д. Небылицын показал, что разная степень наклона кривой ВР у лиц с сильной и слабой нервной системой определяется различиями ВР на слабые стимулы, на которые быстрее реагирует в силу высокой чувствительности слабая нервная система, чем сильная. Эта методика дает основание говорить о величине (эффективности) реакций на разные по интенсивности стимулы, то есть о реактивности нервной системы. Но некоторые исследователи (В. С. Мерлин, 1973: Н. Г. Зырянова, 1968 и др.) считают, что методом ВР измеряется не сила нервной системы, а ее чувствительность и активированность.

Для характеристики одного и того же свойства силы — слабости нервной системы в психологической литературе авторами в настоящее время используются разные понятия, часто не соотнесенные друг с другом: возбуждение (его сила, интенсивность), чувствительность, реактивность, понятия о нижнем (минимальная величина стимулов, вызывающих реакцию) и верхнем порогах (максимальная величина стимула, при которой достигается предел реакции), что дало основания многим авторам для построения моделей реагирования сильной и слабой нервной системы на неодинаковые по интенсивности раздражители. Однако эти модели различаются у разных авторов, а представления о физиологической природе и сущности этого основного свойства нервной системы часто теоретически противоречивы и не соответствуют имеющимся фактам.

Польский психолог Я. Стреляу (1982), занимающийся изучением индивидуальных различий людей, предложил свое понимание силы нервной системы, ее чувствительности, реактивности, возбуждения и их взаимосвязи. Он исходит из положения В. Д. Небылицына, что эффективность одного и того же стимула для слабой (высокочувствительной) нервной системы является выше, чем для сильной (низкочувствительной), и считает, что процесс возбуждения будет тем сильнее, чем слабее, то есть чувствительнее, данная нервная система, хотя вместе с тем он указывает, что сила процесса возбуждения зависит от трех факторов: 1) от силы разражителя; 2) от текущего состояния коры мозга, то есть от ее тонуса и уровня активации; 3) от свойств нервной системы, определяющих индивидуальные различия в интенсивности процесса возбуждения, вызванного раздражителем одинаковой силы и на фоне равного тонуса коры мозга. Этот последний фактор, по мнению Я. Стреляу, соответствует тому, что И. П. Павлов назвал силой нервной системы по отношению к возбуждению.

Наиболее глубоко теоретически и экспериментально Я. Стреляу и его сотрудниками изучены два свойства энергетического уровня как одного из параметров темперамента — реактивность и активность. Реактивность, которую он трактует как очень близкую к понятию силы процесса возбуждения, характеризуется интенсивностью индивидуальных реакций на стимулы определенной величины и является относительно постоянным и специфическим свойством данного индивида. Реактивность индивида тем сильнее, чем выше возбудимость и чем слабее раздражитель, вызывающий реакцию определенной силы. Высокореактивные индивиды являются сильно возбудимыми, но обладают низкой работоспособностью или выносливостью, то есть низкой способностью адекватно реагировать на сильные или часто повторяющиеся раздражители*.

* Заметим здесь, что В. Д. Небылицын отдавал предпочтение понятиям чувствительности и возбудимости, так как характеристика по реактивности, по его мнению, не совпадает с характеристикой по чувствительности и возбудимости, и может оказаться, что менее чувствительная нервная система будет более реактивной, чем более чувствительная (1966).

 

Я. Стреляу дал модельное представление характеристик интенсивностей реакций у индивидов, различающихся уровнем реактивности (а следовательно, и возбудимости), на раздражители возрастающей силы. Этим автором показано, что чем более реактивен (и более возбудим) индивид, тем он менее работоспобен (вынослив). У высокореактивных индивидов адекватная реакция нарушается раньше (раздражитель S₃), чем у среднереактивных (раздражитель S₄), при сохранении еще адекватной реакции у низкореактивных индивидов.

 

 

Нам представляется, что предложенная Я. Стреляу модель не соответствует имеющимся экспериментальным фактам по следующим основаниям:

1) модель постулирует одинаковую чувствительность (одинаковая пороговая величина) у индивидов с разной реактивностью, что, как известно, не соответствует известным данным:

2) модель демонстрирует больший рост возбуждения от «слабых» к «сильным» (предельным) раздражителям у высокореактивных по сравнению со средне- и низкореактивными индивидами. Но это противоречит как данным В. Д. Небылицына по ВР, так и результатам наших исследований (Т. А. Ратанова, 1975,1983). Противоречит этот факт и экспериментальным данным Я. Стреляу, полученным при изучении активности. Это, по нашему мнению, наиболее слабое место модели;

3) отсутствует представление о том, на каком именно уровне возбуждение достигает предела у разных индивидов. Имеется много данных, что в изучаемом обычно диапазоне сигналов (например, при звуках от 40 до 120 дБ) «усилителя», то есть лица с более крутым ростом возбуждения, развивают более сильные реакции в области высоких интенсивностей (Н. И. Чуприкова, Т. А. Ратанова, 1983). Такие показатели, как ВР, КГР и субъективные оценки громкости, по-видимому, вообще не обнаруживают какого-либо нарушения «закона силы» в этом диапазоне (ВР — очень редко, субъективные оценки — никогда). Нарушение «закона силы» обнаруживается только по показателям вызванных потенциалов (ВП). Таким образом, представленные в модели соотношения между уровнем возбуждения, вызываемого сильными сигналами, и пределом реакции являются пока чисто гипотетическими.

Я. Стреляу вьщеляет активность в качестве второго параметра энергетического уровня поведения и считает его индивидуальным свойством, отличающим данного индивида со стороны интенсивности, продолжительности и частоты выполняемых действий или деятельности любого рода. К физиологической и психологической трактовке реактивности и активности автором привлекается понятие оптимума возбуждения или оптимума стимуляции, введенное Д. Хеббом и X. Лейбом. Согласно этим авторам, индивид увеличивает число воспринимаемых раздражителей (стимулов) до тех пор, пока не достигнет оптимального уровня возбуждения. Индивид же, достигший чрезмерного возбуждения, предпринимает действия для снижения этого возбуждения до оптимального уровня. Поддержание оптимального уровня возбуждения становится определенной потребностью. Я. Стреляу считает оптимальным с физиологической точки зрения такой уровень возбуждения, при котором индивид, выполняющий данные действия, несет наименьшие энергетические затраты, а с психологической точки зрения — при котором достигается наибольшая успешность действия.

Я. Стреляу показывает, что для низкореактивных характерен выбор ситуаций с высоким уровнем стимуляции (усиление стимуляции) в связи с потребностью сохранять высокий уровень возбуждения. Высокореактивные предпочитают ситуации с низким уровнем стимуляции (с малым физическим или социальным риском), то есть для них характерна стратегия снижения возбуждения за счет подавления стимуляции. Таким образом, оптимальным уровнем для высокореактивных является низкий уровень возбуждения, а для низкореактивных — высокий уровень возбуждения, что не соответствует предложенной автором модели, по которой высокореактивные характеризуются большим уровнем и ростом возбуждения, а низкореактивные — меньшим уровнем и ростом возбуждения.

Е. П. Ильин в качестве общего фактора, лежащего в основе проявлений свойства силы, определяемого различными методиками, рассматривает исходный функциональный уровень активации. Он выдвинул предположение, что уровень активированности в состоянии физиологического покоя у индивидов со слабой нервной системой выше, чем у субъектов с сильной нервной системой, и что именно этим обстоятельством и обусловлены различия в проявлении силы нервной системы. Физиологические и биохимические исследования интенсивности газообмена, уровня энерготрат на килограмм веса тела, содержания молочной кислоты в крови в состоянии покоя, действительно, подтвердили, что чем слабее нервная система, тем выше интенсивность энерготрат, газообмена в покое (объем вентиляции, потребление кислорода, дыхательный коэффициент), содержание в крови молочной кислоты. Более высокая активиро-ванность в покое лиц со слабой нервной системой выявлена в лаборатории Е. П. Ильина также и по другим вегетативным показателям, например по кожно-гальванической реакции (1979а, б).

Е. П. Ильин предложил свою модель (рис. 7) зависимости различных проявлений силы нервной системы по возбуждению от уровня активации в покое и от интенсивности и длительности раздражителя.

 

 

В модели показано, что нижний порог силы раздражения для слабой нервной системы меньше (абсолютная чувствительность выше), чем для сильной нервной системы (r₁ < r₂). Уровень активированности в покое выше у лиц со слабой нервной системой (а₁), чем у лиц с сильной нервной системой (а₂), поэтому уровень функционирования у «слабых» ближе к пороговой зоне, чем у «сильных» (h₁ < h₂) и для достижения порогового уровня реагирования слабой нервной системе требуется меньшая дополнительная внешняя активация, чем сильной нервной системе.

При увеличении интенсивности раздражителей, справедливо говорит Е. П. Ильин, уровень рабочей активности в нервной системе (активации в покое + активации на стимул), то есть возбуждения, повышается, и это повышение первоначально (только на слабые стимулы) больше выражено у лиц со слабой нервной системой, чем у лиц с сильной нервной системой. Дальнейшее увеличение силы раздражителя гипотетически приведет к снижению величины реагирования, причем сначала у лиц со слабой нервной системой, в то время как у лиц с сильной нервной системой она еще будет увеличиваться. Это нарушение линейности реакции показано перегибом кривой в точке А₁, которое раньше наступает у лиц со слабой нервной системой, чем у лиц с сильной нервной системой (в точке А₂).

Следует признать важным постановку Е. П. Ильиным вопроса, одинаков или различен у сильной и слабой нервной системы пороговый и предельный уровень активации. Он прямо пишет, что экспериментальные данные фактически по этому вопросу отсутствуют, и поэтому в своей модели пока принимает их одинаковыми, как и одинаковым принимается рост возбуждения от нижнего до верхнего порога.

Не проясняет, а скорее вносит путаницу в вопрос о характеристике слабой и сильной нервной системы по возбуждению Д. Грей (1968), определяя слабую нервную систему как систему более высокого уровня реакции активации, чем сильная нервная система, при воздействии на них одинаковых стимулов, подчеркивая, что ключевое понятие павловской теории, взятое тепловской группой, — интенсивность возбудительного процесса (которое в большинстве случаев тем выше, чем слабее нервная система) — обнаруживает значительное подобие с понятием активации, Характеристика Д. Греем интенсивности возбудительного процесса в слабой и сильной нервной системе противоречит пониманию этого вопроса И. П. Павловым, который на «Павловских средах» (1949, т. II, с. 27) говорил: «Если физиологически подойти к этому вопросу, то клетка с малым запасом функционального вещества будет слабая клетка и соответственно слабый нервный тип, а с большим запасом (функционального вещества — сильная. Это, конечно, очень законное основание: вы сильного отличаете от слабого так же, как вы различаете физически сильных и физически слабых».

Точка зрения И. М. Палея (1969) на обсуждаемые особенности возбуждения у лиц с разной силой нервной системы состоит в том, что индивиды «возбудимые» (можно считать, «легковозбудимые») являются более высокоактивированными, чем «трудновозбудимые», хотя при этом не оговаривается, при какой интенсивности стимуляции идет речь об активированности индивидов.

Э. А. Голубева и ее сотрудники, изучавшие биоэлектрические показатели индивидуального уровня активации (свойства активированности) и свойства силы — слабости нервной системы (1976, 1980), нашли, что свойство активированности коррелирует со свойством силы — слабости нервной системы. Они считают, что высокий уровень активации является благоприятным условием успешного осуществления достаточно широкого круга действий, особенно в тех случаях, когда необходимы их высокий темп, скоростное реагирование, сравнительно большие энергетические затраты. А для успешного осуществления деятельности в условиях, требующих систематичности и организованности, более благоприятной основой является низкий уровень активированности в сочетании с развитым комплексом тормозно-регуляторных механизмов.

Э. А. Голубева на основании экспериментальных результатов пришла к выводу, что «свойство активированности как устойчивая, развернутая во времени характеристика индивида, возможно, имеет несколько большую выраженность у обладателей более сильной нервной системы, но порог активации ниже у обладателей более слабой нервной системы, что ведет к более раннему включению и тормозных обратных связей» [1976. С. 26].

Исходя из результатов и выводов Э. А. Голубевой, можно предполагать, что при действии слабых стимулов возбуждение будет более сильное в слабой нервной системе, а при действии достаточно сильных стимулов большее возбуждение (большая активация в фоне + активация на стимулы) будет развиваться в сильной, чем в слабой, нервной системе.

Обосновывая положение о взаимосвязи между силой нервной системы, ее абсолютной чувствительностью и методом измерения времени простой двигательной реакции на стимулы (звуковые или световые) возрастающей интенсивности, В. Д. Небылицын (1966) сформулировал несколько следствий, касающихся особенностей реакции нервных систем различного уровня силы на сенсорные воздействия возрастающей интенсивности.

1. Испытуемые со слабой нервной системой проявляют тенденцию к более быстрому реагированию на стимулы малой физической интенсивности, чем испытуемые с сильной нервной системой. Кривые зависимости времени реакции от интенсивности раздражителя у индивидов с сильной нервной системой характеризовались в целом большей крутизной падения от минимальных раздражителей к максимальным по сравнению с кривыми у лиц со слабой нервной системой. Более короткое время реакции на малые по интенсивности стимулы у «слабых» индивидов, по предположению, обусловливалось их более высокой чувствительностью, более низкими порогами ощущения. Делается вывод, что если слабая нервная система имеет более низкий абсолютный порог, чем сильная, то тогда раздражитель, пороговый для сильной нервной системы, будет заметно сверхпороговым для слабой и вызовет более сильную реакцию.

2. Из-за наличия разности в уровне порогов слабая нервная система при дальнейшем увеличении физической энергии стимула будет опережать сильную в своем эффекте, и чем больше будет исходная разность порогов, тем это опережение должно быть больше.

3. Поскольку предел функции у слабой нервной системы ниже, чем у сильной, при некотором значении физической интенсивности стимула различие между сильной и слабой системами в конечном эффекте начнет сокращаться и затем постепенно исчезнет, так как слабая нервная система достигнет своего предела. При этом может оказаться, что разность эффектов возникнет снова, так как слабая нервная система, достигнув предела, начнет снижать свой эффект.

Легкая возбудимость слабой нервной системы на слабые раздражители является тем ее свойством, которое позволяет ей максимально реагировать уже при тех интенсивностях, которые для сильной нервной системы являются еще малоэффективными. Таким образом, стимуляция слабой нервной системы имеет больший физиологический и сенсорный эффект, чем та же по интенсивности стимуляция менее чувствительной сильной нервной системы, и может в слабой нервной системе вызвать реакцию более близкую к функциональному пределу.

Эта система положений В. Д. Небылицына была подвергнута им экспериментальной лроверке в опытах с применением раздражителей, пропорциональных индивидуальному порогу (1969, 1966), то есть когда элиминировалось различие сильных и слабых испытуемых по уровню их реактивности и чувствительности. В этом случае, если основываться на трех вышеприведенных положениях, каждая ступень шкалы интенсивностей должна обладать уже одним и тем же физиологическим эффектом для всех испытуемых, независимо от величины их индивидуального порога и свойства силы — слабости нервной системы. Поэтому кривые времени реакции, получаемые в таком эксперименте при изменении интенсивности раздражителя, должны иметь приблизительно одинаковый вид как у «сильных», так и у «слабых» испытуемых, то есть обладать примерно одной и той же степенью наклона, независимо от индивидуальных различий в уровне абсолютной чувствительности.

Результаты проведенных экспериментов со звуковыми стимулами, по мнению В. Д. Небылицына, показали, что, несмотря на довольно значительный разброс индивидуальных показателей внутри каждой из групп, в целом «сильные» и «слабые» испытуемые практически одинаково реагируют на возрастания стимуляции в том случае, когда раздражители берутся в единицах порога испытуемого и являются, таким образом, на каждой ступени физиологически равными для всех испытуемых.

В исследовании В. Д. Небылицына производилось сопоставление кривых времени реакции на звуковые стимулы у «сильных» и «слабых», индивидов, сила нервной системы которых определялась не по показателю наклона кривой ВР, а методом угашения с подкреплением условного фотохимического рефлекса.

Эти данные В. Д. Небылицына представляются нам недостаточно удовлетворительными и требуют дополнительной проверки по следующим причинам.

1. Кривые времени реакции строились по данным последнего из 2—4 опытов, проведенных с каждым испытуемым, тогда как известно, что показательным в отношении силы нервной системы является только первый опыт с временем реакции (А. Е. Ольшанникова, Н. И. Александрова, 1969).

2. Исследование было проведено на малочисленной выборке — 13 испытуемых (6 — сильного и 7 — слабого типа нервной системы).

3. В работе отсутствуют данные об абсолютном времени реакции на стимулы разной интенсивности и приводятся только отношения времени реакции на применявшиеся стимулы к времени реакции на максимальную интенсивность у испытуемых сильного и слабого типа нервной системы (t/t _min ).

4. На наш взгляд, данные отношений ВР на применявшиеся раздражители к ВР на максимальный раздражитель и соответствующие кривые, построенные по ним у двух групп испытуемых, свидетельствуют не о равенстве отношений и одинаковости кривых у испытуемых с сильной и слабой нервной системой, а о большем наклоне кривой, большем росте возбуждения у испытуемых со слабой нервной системой.

Предложенное В. Д. Небылицыным обоснование диагностического смысла двигательной методики измерения ВР, как уже говорилось, состояло в том, что различия кривых обусловлены разной чувствительностью лиц с сильной и слабой нервной системой и как следствие этого — разницей в исходном уровне ВР на слабые стимулы. Он склонен был считать, что в области сильных сигналов различия в скорости реакций на сильные и слабые сигналы сглаживаются и перестают зависеть от силы нервной системы, а если и имеются, то скорее зависят (один из факторов) от скорости проведения возбуждения по участвующим в реакции нервным волокнам, которая и определяет наличие индивидуальных вариаций по этому качеству работы нервной системы. Определяя силу нервной системы при помощи метода угашения с подкреплением условных фотохимических реакций, выработанных на звуковой или световой раздражитель, и на основе ЭЭГ варианта угашения с подкреплением, В. Д. Небылицын сделал вывод об отсутствии связи между силой нервной системы и временем реакции на сильные раздражители и показал, что в точках, соответствующих максимальным интенсивностям раздражителя, наблюдается близкое ВР слабой и средней групп, либо «слабые» индивиды имеют большее ВР на максимальные интенсивности, чем «сильные».

Большее время реакции на максимальные интенсивности у «слабых» индивидов получается особенно часто (если не всегда) в тех случаях, когда деление на «сильных» и «слабых» производится по двигательной методике. Ход кривых ВР у лиц со слабой нервной системой показывает, что нет никаких оснований говорить о нелинейности (пределе) функции. О пределе функции можно говорить только тогда, когда у испытуемых наблюдается падение ВР на стимулы меньшей интенсивности, а затем подъем его на стимулы большей интенсивности. Такие факты имеют место в экспериментальных работах с двигательной методикой, но очень редко.

Во всех случаях, когда деление на сильных и слабых производится по показателю двигательной методики- исходная разница ВР на стимулы низкой интенсивности является, по-видимому, лишь одним из двух факторов, обусловливающих индивидуальные различия в степени изменения ВР. Другой фактор состоит в том, что с некоторого момента «сильные» индивиды начинают развивать более сильное возбуждение, чем «слабые». Так, например, в выборках спортсменов высшей квалификации, характеризующихся довольно близкими значениями ВР на звуки 40 дБ, ВР на звуки 120 дБ заметно короче у лиц с сильной нервной системой, чем со слабой (О. К. Сиротин, 1973; И. В. Соколова, 1974). Максимальные величины предстартового возбуждения также выше у «сильных» (Н. К. Волков, 1976; В. С. Горожанин, 1977). По нашим данным (Т. А. Ратанова, 1975,1983), у «сильных» по двигательной методике В. Д. Небылицына амплитуда КГР на звуки 120 дБ больше, чем у «слабых»; и хотя при интенсивности звука 40, 60, 80 дБ картина обратная, максимальная амплитуда КГР «слабых» всегда остается меньше, чем у «сильных». Кроме этого, по нашим данным, более пологие шкалы громкости у лиц со слабой нервной системой по двигательной методике обусловлены, во-первых, более высокими балльными оценками громкости звуков 40 и 60 дБ по отношению к громкости эталона 80 дБ и, во-вторых, более низкими оценками громкости звуков 100 и особенно 120 дБ. Отсюда также можно сделать вывод, что сигналы низкой и средней интенсивности вызывают более сильное возбуждение у «слабых», а сигналы высокой интенсивности — у «сильных». Первое, с нашей точки зрения, связано с большей чувствительностью у «слабых», а второе — с большей способностью «сильных» увеличивать возбуждение, следуя за усилением стимуляции в зоне сигналов высокой интенсивности.