В становление
психофизиологии как науки определяющий
вклад внесли русские ученые.
В середине XIX — начале XX столетия наряду
с аналитической физиологией, традиционным
предметом которой было изучение рефлекторной
природы тех или иных функций и рассмотрение
рефлекса как чуть ли не единственного
механизма (и принципа) организации поведенческих
актов, активно стала развиваться и синтетическая
физиология целостного организма, пытающаяся
выявить психофизиологическую основу
регуляции поведения как совокупность
внутренних и внешних детерминант. Трудами
И. М. Сеченова, И. П. Павлова, В. М. Бехтерева,
А. А. Ухтомского были заложены основные
представления о движущих факторах поведения,
которое стало пониматься как диалектическое
единство внутреннего и внешнего, субъективного
и объективного. Углубление знаний о нервно-психических
механизмах организации сложных форм
поведения способствовало изменению представлений
о его детерминантах. Внедрение системного
подхода в рассмотрение мотивационных
детерминант жизнедеятельности человека
обусловило появление целостных учений
о человеке и обществе, базирующихся на
естественно-научных представлениях о
природе психики и поведения. Определяющую
роль в этом сыграли идеи А. А. Ухтомского,
ставшего своеобразным «аккумулятором»
лучших традиций русской физиологической
мысли. Ухтомский стоял у истоков создания
целостной концепции поведения, объединяющей
его объективные и субъективные стороны,
материальное и идеальное как главные
и неразрывные составляющие единого психофизиологического
процесса.
Разработка
адекватных методов физиологического
исследования поведения открывала
дорогу экспериментальному изучению механизмов
психической деятельности человека. Многие
идеи-предвидения нашли блестящее воплощение
в работах целого ряда ведущих отечественных
ученых — П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна,
А. Р. Лурия, И. С. Бериташвили, Л. В. Крушинского,
М. Н. Ливанова, В. С. Русинова, Е. Н. Соколова,
П. В. Симонова, А. С. Батуева и др., в которых
ярко отразились современные тенденции
развития психофизиологического знания.
1.2. Предмет
и задачи психофизиологии
Мы должны
изучать не отдельные вырванные
из единства физиологические и психические
процессы, которые при этом становятся
совершенно непонятными для нас; мы должны
брать целый процесс, который характеризуется
со стороны субъективной и объективной
одновременно.
Л. С. Выготский
Предмет
психофизиологии — структура психофизиологических
факторов (биологических и социальных)
и особенности их влияния на процесс исторического
и индивидуального развития человека.
Цель
психофизиологии состоит в том,
чтобы показать человека по
всей совокупности его биологических,
психических и социальных проявлений.
Для
формирования целостного представления
о биосоциальной природе человека
требуется:
сформировать
представление о подчиненности
деятельности организма и его
систем работе головного мозга
и, с другой стороны, показать зависимость
психической деятельности, понимаемой
как синтез сознательного и бессознательного,
от функционального состояния головного
мозга и физиологических систем организма;
раскрыть
механизмы программирующей деятельности
мозга человека в процессе подготовки
к выполнению различных форм активности;
выявить
роль системообразующих факторов,
определяющих на сознательном
и бессознательном уровнях психики
характер нервно-психического статуса
человека и особенности его
деятельности;
сформировать
основные представления о физиологических
предпосылках формирования индивидуальной
психической деятельности человека,
показать роль социальной среды
в воспитании основных черт
характера, формировании личности.
Отсюда
основными задачами психофизиологии
являются:
исследование
физиологических механизмов психических
процессов и состояний на системном,
нейронном, синаптическом и молекулярном
уровнях;
изучение нейрофизиологических
механизмов организации высших
психических функций человека.
1.3. Связь психофизиологии с системой
естественнонаучных и гуманитарных
знаний
В рамках
современного этапа развития
научного знания все большую
актуальность приобретают проблемы,
связанные с выявлением специфики
природы человека. Сегодня правомерной
становится точка зрения, согласно которой
человек представляет собой прежде всего
системное биосоциальное целое и только
в этой целостности проявляется уникальность
природы человека. Отсюда человеческий
индивид надо рассматривать не абстрактно
и изолированно, не с точки зрения искусственно
выделенных биологических констант, а
в контексте его реальной жизнедеятельности,
пронизанной социальностью.
Становится
очевидным, что полноценное развитие
науки о человеке во всей
интегральной совокупности его
составляющих, начиная от биологии и кончая
высшими формами социальных взаимодействий,
возможно лишь при условии формирования
методологии междисциплинарных связей,
выработки перспективных контактов как
между биологическими и общественными
дисциплинами, так и внутри всей системы
естественно-научных знаний, их общем
и непосредственном участии в развитии
концепции человека. Именно сегодня нужна
уже практическая интеграция, которая
сможет как взаимообогатить различные
области знаний новыми подходами и проблемами,
так и создать поистине свободное творческое
мировоззрение на природу человека.
Последние десятилетия развития
науки о мозге и поведении
знаменуются ярко выраженной
тенденцией к интеграции знаний.
Необходимость системного подхода
к анализу закономерностей формирования
поведения и психики человека со всей
очевидностью ставит задачу совместной
работы специалистов разного профиля.
При этом главным условием плодотворности
научных исканий является выработка общего
языка, единой методологической платформы
в понимании основ психической деятельности,
которая отнюдь не снимает специфики решения
проблем в конкретных областях знания.
Широкое использование генетического,
онтогенетического и филогенетического
подходов в изучении становления сложных
форм поведения позволит решить проблему
различных уровней биосоциальной детерминации
поведения. Дальнейший прогресс психофизиологии
зависит от выявления этих ведущих детерминант
деятельности организма и закономерностей
их взаимодействия в целостном процессе
жизни. Круг проблем, встающих перед учеными,
постоянно расширяется. Это требует новых
исследований и подходов, направленных
на решение главной задачи психофизиологии
— поиск естественно-научных основ психического,
обоснование диалектического единства
материального и идеального, объективного
и субъективного в природе человека.
1.4. Основные методы психофизиологического
исследования
Психофизиология — экспериментальная
наука, поэтому важное значение
имеет применение адекватных методов
исследования. К основным методам психофизиологического
исследования относятся следующие:
Электроэнцефалография (ЭЭГ)
— метод неинвазивной регистрации
и анализа суммарной биоэлектрической
активности, отводимой как с поверхности
черепа, так и из глубоких структур мозга.
ЭЭГ-сигнал представляет собой изменяющуюся
во времени разность потенциалов между
находящимися на скальпе электродами.
Важнейший вклад в этот процесс вносят
градуально изменяющиеся постсинаптические
потенциалы нейронов III–V слоев коры головного
мозга. Мощные синхронные колебания, генерируемые
в глубоких структурах мозга (таламус,
ствол мозга), также могут оказывать существенное
влияние на общую картину ЭЭГ-активности,
регистрируемую с поверхностных электродов.
Важным приемом, обеспечивающим комплексную
оценку активности мозга, является многоканальность
регистрации, т. е. одномоментная запись
с многих пар электродов.
Магнитоэнцефалография (МЭГ)
— метод регистрации и анализа
параметров магнитных полей организма
человека и животных. Магнитные поля создаются
слабыми электрическими токами как результатом
активности нервных клеток. Данный метод
дополняет информацию об особенностях
функционирования мозга, получаемую с
помощью ЭЭГ. Общность нейрофизиологических
процессов, регистрируемых ЭЭГ и МЭГ, отражается
в одинаковых характеристиках временного
разрешения. Оба метода позволяют наблюдать
события, происходящие в диапазоне сотен
миллисекунд. В то же время МЭГ имеет более
точное пространственное разрешение порядка
миллиметров, так как магнитная активность
нейронов не зависит от электропроводящих
свойств окружающих тканей (мозговых оболочек,
спинномозговой жидкости, костей черепа
и т. д.) и регистрируется неискаженной,
в отличие от ЭЭГ, характер которой на
поверхности черепа может существенно
отличаться от электрокортикограммы,
соответствующей локализации за счет
проведения сигналов от дальних областей
мозга.
Метод вызванных потенциалов
(ВП) — метод регистрации и
анализа биоэлектрических колебаний,
возникающих в нервных структурах в ответ
на внешнее раздражение и находящихся
в определенной временной связи с началом
его действия. Наряду с ЭЭГ ВП является
ведущим методом изучения мозговых механизмов
психической деятельности. ВП имеют низкую
амплитуду (несколько микровольт) и длительность
порядка нескольких сотен миллисекунд,
поэтому при однократной записи в ответ
на единичное предъявление сигнала не
распознаются на фоне спонтанной ритмики
ЭЭГ-активности. Для анализа ВП используется
предварительное выделение «полезного
сигнала» (колебаний, непосредственно
связанных с внешним воздействием) из
«шума» (фоновой ЭЭГ). Наиболее распространенной
является процедура усреднения, когда
несколько отрезков ЭЭГ-активности, синхронных
с повторяющимся предъявлением стимула,
суммируются. При этом колебания, связанные
с рассматриваемым событием увеличиваются
по амплитуде.
Электроокулография (ЭОГ) —
метод регистрации и анализа
движений глаз, основанный на
измерении разности потенциалов
роговицы и сетчатки глаза.
Используемый в комплексе с регистрацией
ЭЭГ, метод позволяет выделить в картине
биоэлектрической активности мозга артефакты
(искажения), вносимые движениями глаз.
Электромиография (МЭГ) — метод
регистрации и анализа суммарных
колебаний потенциалов, возникающих
в области нервно-мышечных окончаний и
мышечных волокнах при поступлении к ним
импульсов от мотонейронов спинного и
головного мозга. Метод позволяет регистрировать
изменения в тонусе мышц в ситуациях, не
сопровождающихся внешне наблюдаемыми
движениями. МЭГ наиболее информативна
в комплексе с другими методами психофизиологического
исследования.
Позитронно-эмиссионная томография
(ПЭТ) — метод исследования, в
котором используются ультракороткоживущие
позитронизлучающие изотопы —
«красители», входящие в состав
естественных метаболитов мозга, которые
вводятся в организм внутривенно или через
дыхательные пути. Накапливаясь в активных
участках мозга, они дают возможность
построить «картину» мозга на основе данных
о метаболической активности его структур.
ПЭТ представляет возможность наблюдать
мозг объемно, включая локальные взаимодействия
нейронов и нейронных популяций при выполнении
экспериментальных задач за счет регистрации
пространственного распределения и концентрации
радиактивно меченных веществ, участвующих
в обменных процессах, синаптической передаче,
нейрохимической рецепции. Временная
разрешающая способность ПЭТ зависит
от используемого изотопа и составляет
порядок десятков минут.
Ядерная магнитная резонансная
интроскопия (ЯМРИ) — метод исследования,
основанный на определении в мозговом
веществе распределения плотности ядер
водорода (протонов) и на регистрации некоторых
их характеристик при помощи мощных электромагнитов,
расположенных вокруг тела человека. ЯМРИ
позволяет получить информацию об анатомической
и физико-химической организации изучаемых
структур головного мозга. Пространственное
разрешение ЯРМИ составляет десятки микрон,
при этом не происходит его снижение в
зависимости от глубины расположения
ткани. Важным свойством данного метода
является неионизирующий характер внешнего
воздействия, т. е. отсутствие повреждающего
воздействия на ткань. Следует отметить,
что опосредованный характер регистрируемой
нервной активности снижает временную
разрешающую способность данного метода.
Достижение пика магнитного сигнала после
стимула занимает несколько секунд.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ МОЗГА
ПО ЛУРИЯ
Функциональные блоки мозга. На
основе изучения нарушений психических
процессов при различных локальных
поражениях центральной нервной
системы Лурия разработал общую структурно-функциональную
модель мозга как субстрата психики. Согласно
этой модели весь мозг может быть разделен
на три основных блока, характеризующихся
определенными особенностями строения
и ролью в исполнении психических функций.
1-й
блок - энергетический - включает ретикулярную
формацию ствола мозга, неспецифические
структуры среднего мозга, диэнцефальные
отделы, лимбическую систему, медиобазальные
отделы коры лобных и височных долей (рис.
16).
Блок регулирует общие изменения
активации мозга (тонус мозга, необходимый
для выполнения любой психической деятельности,
уровень бодрствования) и локальные избирательные
активационные изменения, необходимые
для осуществления ВПФ. При этом за первый
класс активаций несет ответственность
преимущественно ретикулярная формация
ствола мозга, а за второй - более высоко
расположенные отделы - неспецифические
образования диэнцефального мозга, а также
лимбические и корковые медиобазальные
структуры.
Ретикулярная формация (РФ) обнаружена
в 1946 г. в результате исследований
американского нейрофизиолога Мегоуна,
который показал, что эта клеточная функциональная
система имеет отношение к регуляции вегетативной
и соматической рефлекторной деятельности.
Позднее совместными работами с итальянским
нейрофизиологом Моруцци было продемонстрировано,
что раздражение ретикулярной формации
эффективно влияет и на функции высших
структур мозга, в частности коры больших
полушарий, определяя ее переход в активное,
бодрствующее или в сонное состояние.
Исследования показали, что РФ занимает
особое место среди других нервных аппаратов,
в значительной мере определяя общий уровень
их активности. В первые годы после этих
открытий было широко распространено
представление, что отдельные нейроны
РФ тесно связаны друг с другом и образуют
однородную структуру, в которой возбуждение
распространяется диффузно. Однако позднее
выяснилось, что даже близко расположенные
клетки РФ могут обладать совершенно различными
функциональными характеристиками. РФ
расположена на всем протяжении ствола
- от промежуточного мозга до верхних шейных
спинальных сегментов. Она представляет
собой сложное скопление нервных клеток,
характеризующихся обширно разветвленным
дендритным деревом и длинными аксонами,
часть которых имеет нисходящее направление
и образует ретикулоспинальные пути, а
часть - восходящие. РФ взаимодействует
с большим количеством волокон, поступающим
в нее из других мозговых структур - коллатералями
проходящих через ствол мозга сенсорных
восходящих систем и нисходящими путями,
идущими из передних отделов мозга (в том
числе из двигательных зон). И те и другие
вступают с РФ в синаптические связи. Кроме
того, многочисленные волокна поступают
к нейронам РФ из мозжечка.