Связь психики со строением и работой мозга

Еще в 1869 г. П. Брока, именем которого впоследствии был назван открытый им участок мозга, связанный с речевыми функциями, показал, что закон симметричного расположения наружных частей и органов тела неприменим к работе мозга, несмотря на то, что симметрично расположенные полушария мозга внешне воспринимаются как совершенно одинаковые. Было, в частности, установлено, что у пациентов с поврежденным левым полушарием мозга происходит замедление и затруднение речи, однако аналогичные (симметричные) повреждения правого полушария мозга таких нарушений не вызывают.

Позднее исследования, проведенные Р. Сперри и его коллегами (1968— 1974), привели к открытию новых фактов, подтверждающих наличие функциональной асимметрии мозга. Эти работы, удостоенные Нобелевской премии в 1981 г. и получившие название «исследования расщепленного мозга», проводились на пациентах с рассеченным мозолистым телом (частью головного мозга, связывающей правое и левое полушария мозга (рассечение мозолистого тела используется в некоторых особо тяжелых случаях эпилепсии для облегчения состояния больного).

Пациенты, повергнутые данной хирургической операции по расщеплению мозга, предоставили ученым редкую возможность изучить отдельно процессы обработки информации каждым полушарием мозга. Так, например, в одной из серий проводимых экспериментов испытуемому завязывали глаза и предлагали с завязанными глазами пощупать предмет правой рукой. Сенсорная информация, обнаруживаемая правой рукой, должна была поступать в левое полушарие мозга, управляющее речью.

В условиях, когда мозолистое тело пациента было рассечено, он мог назвать предмет, находящийся у него в правой руке. Однако если предмет находился во время эксперимента в левой руке, импульсы от которой обычно идут в правое полушарие мозга, где речь, как правило, не локализована, то пациент был не способен назвать ощупываемый им предмет.

Впоследствии было выяснено, что явление функциональной асимметрии больших полушарий мозга распространяется не только на речь, но и на ряд других психических функций. Левое полушарие в работе выступает как ведущее в осуществлении речевых и иных связанных с речью функций: чтение, письмо, счет, логическая память, словесно-логическое, или абстрактное, мышление, произвольная речевая регуляция других психических процессов и состояний человека. Правое полушарие, вероятнее всего, связано с осуществлением не опосредованных речью психических функций, обычно протекающих на чувственном уровне или в наглядно-действенном плане. В процессе индивидуального развития человека от рождения до зрелости происходит постепенное усиление специализации в работе левого и правого полушарий мозга. Затем, по мерс старения человека, эта специализация вновь ослабляется.

Особую роль в регуляции психических процессов, свойств и состояний человека играет ретикулярная формация. Она представляет собой совокупность разреженных, напоминающих тонкую сеть (отсюда название «ретикулярная»: от лат. «ретикула» — «сеть») нейронных структур, расположенный в спинном мозге, в продолговатом и заднем мозге (рис. 10.10).

Для нейронов ретикулярной формации характерны немногочисленные, мало разветвленные дендриты. Их аксоны отходят на большое расстояние от тел нервных клеток и образуют значительное число боковых ветвей — коллатералей. Они располагаются на пути аксонов более крупных нервных волокон, связанных с анализаторами. К ретикулярной формации идут колла;

Рис. 10.10.

терали волокон нейронов, входящих в состав сенсорных систем. С ней также связаны нервные волокна, идущие из коры головного мозга и из мозжечка. В свою очередь, волокна ретикулярной формации проводят нервные импульсы в нисходящем направлении, в мозжечок и в спинной мозг.

Ретикулярная формация связана со многими другими структурами головного мозга, включая кору головного мозга, подкорковые центры, таламус, мозжечок и спинной мозг. Она может оказывать активизирующее или тормозное влияние на соответствующие структуры мозга, обеспечивая, соответственно, активизацию или торможение психической деятельности человека, связанной с функционированием данных отделов центральной нервной системы. Ретикулярная формация также влияет на ритмические биологические процессы, происходящие в организме человека.

Установлено, что ретикулярная формация оказывает заметное влияние на электрическую активность головного мозга в целом, на функциональные состояния коры головного мозга, подкорковых центров, мозжечка и спинного мозга. Она же имеет непосредственное отношение к регуляции основных жизненных функций кровообращения, дыхания и др. Раздражение восходящей части ретикулярной формации вызывает характерную для состояния бодрствования организма реакцию изменения электрической активности коры головного мозга, называемую дссинхронизацией, которая характеризуется исчезновением медленных, ритмических колебаний электрической активности мозга.

Разрушение ретикулярной формации мозгового ствола, напротив, вызывает состояние длительного сна, сопровождается появлением в коре головного мозга волн низкой частоты и большой амплитуды. Восходящая часть ретикулярной формации связана с повышением или понижением чувствительности коры головного мозга. Она же играет важную роль в управлении сном и бодрствованием, научением и вниманием. Кора головного мозга через нисходящие нервные волокна способна оказывать воздействие на ретикулярную формацию, что, по-видимому, связано с сознательной саморегуляцией поведения человека (см. «ретикулярная формация» в словаре терминов).

Пути проведения нервных импульсов, порождающих ощущения, различны. Существует по крайней мере два пути проведения нервного возбуждения: специфический и неспецифический. Специфический путь связан с нервными структурами, относящимися к тому или иному анализатору. Неспецифический путь идет непосредственно через ретикулярную формацию. В отличие от импульсов, передаваемых по специфическому пути проведения нервного возбуждения, нервные импульсы, поступающие в ретикулярную формацию, несут в себе сведения, связанные не с тонким различением свойств воспринимаемого предмета или явления, а регулируют возбудимость корковых клеток и заканчиваются в коре головного мозга синапсами нсспецифичсских волокон.

Этот путь передачи импульсов выходит на все слои коры головного мозга и служит для оказания на нее тонизирующих влияний. Проведение возбуждения по несиецифическому пути характеризуется изменением фоновой ритмики (активности) коры, которое наступает с некоторым опозданием после ответа коры на специфическое возбуждение. Стволовая часть ретикулярной формации оказывает влияние на кору головного мозга, вызывая широко распространяемую десинхронизацию медленных электромагнитных волн. В отличие от нее ретикулярная система таламуса оказывает избирательное воздействие, причем одни ее отделы преимущественно влияют на передние сенсорные, другие — на задние области коры головного мозга, связанные с переработкой зрительно-слуховой информации.

В состоянии сна блокируется передача в кору головного мозга активизирующих влияний, которые порождают возбуждение ретикулярной формации. Только совместная работа специфической и неспецифической ретикулярных систем обеспечивает полноценное восприятие и использование раздражителей в процессе регуляции поведения человека.

Анализатор, таким образом, выступает как сложная афферентноэфферентная система, активность которой тесным образом связана с работой ретикулярной формации, причем периферические рецепторы в анализаторе являются не только приборами, воспринимающими раздражители, но также эффекторами, реагирующими на них повышением или понижением своей чувствительности через механизм обратных нервных связей. Данные связи анатомически представлены тонкими нервными волокнами, проводящими возбуждения из центральной нервной системы к периферии тела. Обратные нервные связи имеются в системах как специфического, так и неспецифического путей проведения возбуждения.

Активизирующее влияние обратной связи, относящееся к ретикулярной системе, проявляется в снижении порога возбудимости рецептора и возрастании его лабильности — откликаемости на раздражители. Обратные нервные связи между ретикулярной формацией и корой головного мозга играют важную роль в поддержании необходимого уровня возбуждения коры головного мозга. Они способствуют саморегуляции анализатора в зависимости от характера воздействующего на него раздражителя. Система обратных связей выступает в качестве существенного механизма отбора и переработки сигналов, поступающих от рецепторных окончаний при воздействии на них раздражителей (см. «обратная связь» в словаре терминов).

Говоря об анализаторе, следует иметь в виду, что это название, предложенное И. II. Павловым еще в начале XX в., в настоящее время представляется уже не вполне адекватным, так как соответствующее анатомо-физиологическое устройство организма не только анализирует, но также и синтезирует поступающую информацию. В современной психологии и физиологии более соответствующим реальному положению дел представляется рассмотренное ранее понятие функциональной системы, предложенное П. К. Анохиным. Оно полностью заменяет устаревшее представление об анализаторе, основанное, в свою очередь, на концепции рефлекторной дуги.

В эволюционном развитии мозга и связанных с ним психических функций можно выделить три этапа. Первый из них касается оформления так называемого «гипоталамического мозга», в котором структуры гипоталамуса играют ведущую роль. Такой мозг уже содержит в себе нейронные структуры и механизмы, достаточные для автоматического управления жизнедеятельностью организма. В нем находятся ядра нейронов, управляющие основными органическими потребностями: пищевой и половой. Здесь же сосредоточены центры примитивных первичных эмоций типа приятного или неприятного (центры эмоционального подкрепления процесса удовлетворения органических потребностей). На уровне гипоталамического мозга осуществляются мобилизационные реакции вегетативного и эндокринного типов, обеспечивающие постоянство внутренней среды организма, ее биологического равновесия — гомеостаза. Такой мозг вполне достаточен для обеспечения существования и развития организма.

Второй этап развития мозга — становление так называемого «лимбического мозга». Он обеспечивает успешное приспособление не только внутренней среды организма к внешним условиям, но более гибкое и разнообразное поведение организма во внешней среде. Если «гипоталамический мозг» осуществляет множество автоматических реакций, то «лимбический мозг» выполняет роль анализатора внешних условий и формирует команды, но оптимальному управлению работой организма в этих условиях.

В результате появляется внешне целесообразное поведение, представляющее собой реакцию организма на возникшую ситуацию, и такое поведение меняется в зависимости от изменений, происходящих в ситуации. Структуры гинокампа, включенные в «лимбический мозг», обеспечивают более сложную эмоционально-мотивационную регуляцию поведения организма, результаты которой запоминаются и используются в дальнейшем поведении. Появляется пока еще слабо развитая возможность испытывать приятные или неприятные переживания в связи не только с актуальными событиями, но и с теми, которые имели место в прошлом или могут произойти в будущем (научение и прогнозирование).

Такие компоненты лимбической системы, как гипокапм и миндалина, функционально связаны не только с потребностями и эмоциями, но также и с волей человека (см. «миндалина» в словаре терминов).

Под нейрофизиологическим субстратом воли Д. В. Колесов, чьи идеи о развитии мозга и связи этого развития с совершенствованием психики и поведения мы только что рассмотрели, считает, что нейрофизиологическим субстратом воли может выступать устойчивое сочетание нервных связей между различными отделами лимбической системы и лобной корой головного мозга. Оно обеспечивает управление тонко дифференцированными процессами возбуждения и торможения на уровне лимбической системы со стороны коры головного мозга.

Гипокапм способствует функционированию памяти во времени, фиксируя вместе со следами прошедших событий также и время их наступления, связывая с этими событиями определенную гедонистическую, эмоциональную реакцию типа удовольствия или неудовольствия^[1]. Все это — события, время их наступления и эмоциональная реакция — одновременно фиксируется в памяти на уровне «лимбического мозга». В результате память хранит дату наступления события и его эмоциональную оценку.

Возбуждения, связанные с удовлетворением органических потребностей, центры которых находятся в гипоталамусе, и информация о ситуации, поступающая туда же, передаются в гипокамп и вызывают в нем воспоминания об аналогичных ситуациях и переживаниях, имевших место в прошлом. На основе сопоставления памяти о прошлом с актуальным мотивационным состоянием и воспринятой ситуацией формируется новое, целесообразное приспособительное поведение, направленное на удовлетворение соответствующей потребности в сложившейся ситуации.

Третий этап развития мозга можно условно обозначить как этап «зрелого мозга». Он включает кроме гипоталамической и лимбической структур также и развитую новую кору головного мозга. Такой мозг позволяет осуществлять внеситуативное поведение и способен к программированию — составлению планов и программ будущего поведения на основе прогнозирования возможных изменений ситуации. Это осуществляется благодаря мышлению.

Завершение описанных выше трех этапов развития мозга приводит, по мнению Д. В. Колесова, к оформлению пяти основных блоков мозга, играющих различную роль в регуляции поведения: побуждающего, информационного, оценивающего, исполнительского и энергетического (последний обеспечивает нормальное функционирование четырех предыдущих блоков). Сформированные в процессе эволюции мозга структуры гипоталамуса, лимбической системы и новой коры головного мозга играют главную роль в регуляции процессов удовлетворения естественных потребностей организма.

На рис. 10.11 в обобщенной форме представлены важнейшие структуры мозга, участие которых в регуляции психических процессов и состояний человека экспериментально доказано.

Этот рисунок показывает, что с психикой связаны практически все известные анатомические образования головного мозга. Если же принять во внимание то, что для многих психических явлений «отвечающие» за них нервные структуры до сих пор не известны, то не будет большой ошибкой утверждать, что практически весь мозг принимает то или иное участие в психической регуляции поведения человека.

Рис. 10.11.

Из сказанного выше можно сделать следующие выводы.

• 1. Нет сомнений в том, что мозг действительно выступает как «орган психики». Это утверждение, однако, надо понимать не буквально, а функционально: мозг своей работой не порождает психические явления, а обеспечивает их протекание (функционирование).
• 2. Чем выше в головном мозге расположена та или иная нервная структура, тем сложнее она устроена и тем более сложные психические явления (процессы и состояния) она обеспечивает.
• 3. Наиболее сложные психические явления анатомо-физиологически представлены на уровне коры головного мозга.
• 4. Общая физиологическая регуляция работы организма и обеспечение его приспособления к внешней среде (без участия высших психических функций) осуществляются с помощью структур, расположенных под корой головного мозга на нижележащих его уровнях.
• 5. Известна и достаточно хорошо исследована специализация отдельных частей мозга, в частности участков коры головного мозга, его правого и левого полушарий, некоторых подкорковых структур: таламуса, лимбической системы, ретикулярной формации и других) относительно отдельных групп психических явлений.
• 6. Вместе с тем, анатомо-физиологические основы наиболее сложных психических явлений, связанных, например, с мышлением, сознанием, волей, личностными свойствами человека, до сих пор твердо не установлены. Отсюда следует, что даже современная анатомия и физиология центральной нервной системы (мозга) еще полностью не обеспечивает психологию в естественно-научном плане.

• [1] Гедонизм — учение, в котором утверждается, что главыми мотивами поведения человекаявляются стремление к получению удовольствий и избеганию неудовольствий.