- •1. Общие принципы строения и функционирования мозга
- •1.1. Ретикулярная формация
- •1.2. Таламус
- •1.3. Лимбическая система
- •1.4. Гипоталамус
- •1.5. Ассоциативная кора больших полушарий
- •1.6. Принципы функционирования головного мозга
- •2. Электрические ритмы мозга
- •2.1. Электроэнцефалограмма (ээг)
- •2.2. Сверхмедленные колебания электрических потенциалов мозга
- •2.3. Вызванные потенциалы
- •Характеристика сверхмедленных электрических волн мозга
- •3.1. Серотонинергическая система мозга
- •3.2. Норадренергическая система мозга
- •3.3. Дофаминергические системы
- •3.4. Системы аминокислотных медиаторов
- •3.5. Холинергические системы
- •3.6. Гистаминергические системы
- •3.7. Нейропептиды (нейромодуляторы)
- •4. Физиологические основы активации мозга
- •4.1. Бодрствование, внимание, пробуждение
- •4.2. Физиология сна
- •Стадии и фазы сна
- •Нейрофизиологические концепции и медиаторные механизмы сна
- •Гуморальные факторы сна
- •Биологическое значение сна
- •5. Сознание
- •5.1. Проблема сознания
- •5.2. Нейрофизиология сознания
- •6. Лимбическая система и гипоталамус: мотивации и эмоции
- •6.1. Мотивации
- •6.2. Эмоции
- •7. Память и научение
- •7.1. Неассоциативные формы научения
- •7.2. Классические условные рефлексы
- •7.3. Оперантные условные рефлексы
- •7.4. Механизмы памяти
- •8. Мышление и речь
- •8.1. Локализация мышления
- •8.2. Мышление и латерализация функций мозга
- •9. Системная организация психической деятельности и поведения
5. Сознание
5.1. Проблема сознания
Сознание является одним из ключевых понятий не только физиологии мозга, но и психологии, психиатрии, медицины в целом, философии, теологии, кибернетики. В этой связи существует несколько определений сознания, но все эти определения легко подвергаются критике. Создается впечатление, что сознание вообще невозможно свести к чему-либо более элементарному, т.е. это такая же первичная данность, как время и пространство (М.Ичас, 1994).
Невозможность сопоставить нейронную активность с психическими процессами составляет сущность психофизической проблемы, т.е. проблемы соотношения "духа и тела". Действительно, наблюдая разряды нейронов, даже очень многих, мы так и не увидим в этом нечто "духовное", хотя именно нервные импульсы и несут в себе "духовное".
В настоящее время наука о мозге имеет очень серьезного союзника в решении проблемы "духа и тела" - науку об искусственном интеллекте. Многие специалисты в области вычислительной техники не сомневаются в том, что мозг - это род компьютера. В этой связи возникает предположение о возможности существования "сознательных" вычислительных машин, которое, однако, еще ни разу не было подтверждено.
Психические процессы качественно отличны от процессов нервных, и поэтому нам невозможно связать между собой мозг и сознание как причину и следствие. В этой связи остается предположить, что сознание возникает как способ взаимодействия многих элементов одного порядка (нервных импульсов), которые на более высоком, психическом уровне порождают качественно новое явление (сознание).
Весьма популярно также представление о сознании как о некоем эпифеномене, т.е. как о побочном продукте работы мозга. Дело в том, что наши мысли (продукт сознания) практически не влияют на работу физической системы - самого мозга. Наши субъективно переживаемые эмоции, мысли, желания не могут изменить работы мозга.
Сознание дополняется понятиями подсознания и сверхсознания. Сознание оперирует знанием, которое может быть в доступной форме передано другому человеку. Для сознания необходимо участие речевых зон больших полушарий. К сфере подсознательного относится все то, что было осознаваемым или может им стать в определенных условиях. Это хорошо автоматизированные навыки или усвоенные социальные нормы. Подсознание защищает сознание от излишней работы и психических перегрузок. Деятельность сверхсознания (творческой интуиции) обнаруживается в виде первоначальных этапов творчества, которые не контролируются сознанием и волей.
5.2. Нейрофизиология сознания
Первое, что отмечает врач, подходя к больному, это его сознание, без которого невозможно оценить другие проявления психической деятельности. Человек обладает сознанием находясь в состоянии бодрствования, однако понятия бодрствования и сознания не идентичны. Бодрствование - это физиологическое состояние активации мозга, которое можно определить на ЭЭГ по характерным α- и β-волнам. Сознание во время бодрствования может отсутствовать, например, во время сомнамбулизма у психически здорового человека или при идиотизме. В то же время в отсутствие бодрствования сознание отсутствует всегда, например, у здорового человека - во время сна. Каждый раз после сна сознание само восстанавливается.
С точки зрения нейрофизиологии можно наметить некоторые условия для возникновения "сознательной" нервной системы:
1. Сознание возникает лишь тогда, когда сигнал проходит через определенные части мозга. Так, мы осознаем зрительный сигнал, когда он проходит по зрительному тракту. Если мы делаем что-то новое (например, учимся водить машину), то это действие очень информативно, так как выполняется впервые. Но стоит нам научиться, как действия становятся автоматическими и по существу являются рефлексами и не осознаются. Таким образом, сигналы, проходящие по одним путям, достигают сознания, а по другим - не достигают.
2. Система становится "сознательной", если наблюдает себя самое. Модель подобной системы уже существует.
Видеокамера "наблюдает" то, что находится в поле ее зрения, и передает изображение на телевизионный экран. Если видеокамера наблюдает этот же телевизионный экран, то это уже система самонаблюдения. Рисунок, который создается на экране подобной системой, носит следы упорядоченности. Аналогично мозг наблюдает сам себя и отдает отчет во всех текущих событиях.
3. Возможным коррелятом сознания являются ритмы бодрствующего мозга. В частности, считается, что α-ритм является ритмом самосканирования мозга. Все нарушения ритма, вызванные его десинхронизацией в связи с приемом информации, отражают процессы восприятия, памяти, эмоции.
Поиски т.н. "центра сознания" пока безрезультатны. И. П. Павлов считал, что сознание - это участок оптимального возбуждения определенного участка коры больших полушарий. Напротив, У.Пэнфилд (W.Penfield) приводил существенные факты в пользу того, что сознание зарождается в подкорковых и даже стволовых структурах мозга (мезенце-фалическая ретикулярная формация). Это очень необычно, так как сознание помещается в самую недифференцированную область мозга - в ретикулярную формацию. Представления У.Пэнфилда известны как "центрэнцефалон" или "центрэнцефалическая система".
4. Одним из ключевых моментов в понимании физиологии сознания является разделенность на сферы внешнего и внутреннего мира - "Я" и "не-Я". Поиски нейрофизиологиче ского "гомункулюса" - подобия человечка внутри мозга, от вечающего за наше "Я", - совершенно бесплодны (Ф.Крик, 1982). Наше "Я" - это информационная динамическая система, и поэтому бесполезно искать ее точную локализацию. Однако достаточно "прикоснуться" к коре мозга сенсорным сигналом, и "Я" в виде памяти о прошлых событиях само придет на встречу с этим сигналом, обнаруживая тем самым себя.
Такая точка зрения практически совпадает с нейрофизиологическими исследованиями В.Маунткастла (V.Mount-castle). Согласно его исследованиям, нейроны коры собраны в функциональные объединения - вертикальные колонки и модули (см. рис. 4), которые могут получать прямую информацию от органов чувств, а также повторную, внутреннюю информацию от подкорковых центров. Сознание, таким образом, это распределенная по всей коре система нейронов, которая непрерывно производит сравнение текущей информации о внешнем мире с информацией внутренней, извлеченной из памяти. Подобная распределенность имеет очень важное значение, поскольку даже обширное повреждение коры не способно разрушить все связи, и у больного может сохраниться сознание и интеллект.
Сигнал внешней среды, даже если он дошел до сенсорной коры, пока еще не создает ощущения. Образ сигнала из сенсорной коры отправляется в структуры, отвечающие за память, где происходит сравнение пришедшего стимула с аналогами, которые хранятся в памяти. В этот момент и создается субъективный образ стимула (ощущение). Далее центр интеграции перемещается в лобные области коры, где возникает опознание стимула и отнесение его к определенной категории. Важную роль в процессе сознания играет межполу -шарное взаимодействие и участие речевых зон коры.
Сенсорный приток необходим для нормальной психической деятельности и сознания (события, новая информация). Исследование Д.Хэбба (D.Habb) показало, что полное лишение ощущений может привести к нарушению сознания. В его исследовании студентам предлагалось провести в по стели (тепловой комфорт) несколько часов при полном отсутствии звуков и света. Выяснилось, что у большинства студентов уже через несколько часов появились галлюцинации. В исследовании Дж.Спрага (J.Sprague) у животных с перерезанными лемнисковыми путями усиливалась двигательная активность (для поиска информации). Это свидетельствует о том, что сознание поддерживается притоком информации.
В настоящее время предпринимаются попытки создания теории сознания и психических функций в целом на основе аналогии с иммунными реакциями (А.М.Иваницкий и др., 1984). Иммунная система способна различать "свои" и "чужие" белки, оберегая постоянство химической среды организма. Аналогично система сознания должна быть в состоянии различать "Я" и "не-Я" для сохранения относительного постоянства личностных характеристик. Это постоянство должно иметь устойчивое мозговое обеспечение. Связь нашего "Я" с памятью, с прошлым опытом обусловливает распределенностъ сознания по всем структурам мозга. Наше "Я" закреплено в миллионах синапсов, индивидуальной ней-рохимии мозга и его ритмах.
Согласно современным представлениям, у новорожденного сознания нет, хотя психическая деятельность безусловно есть. То, что ребенок кричит, двигается, осуществляет простейшие рефлексы, говорит не о сознании, а о бодрствующем состоянии мозга. Наблюдения за анэнцефалами, у которых имеется врожденное отсутствие больших полушарий, показало, что они могут прожить до нескольких месяцев, нормально питаться, обладают хватательным рефлексом, стволовыми рефлексами. Отличие заключается в том, что у анэнцефалов реакции не меняются со временем, тогда как у нормального ребенка характер двигательной и психической деятельности постепенно усложняется и существенно упоря дочивается. Таким образом, у новорожденного есть генетически обусловленная возможность формирования сознания, которое должно появиться под действием сенсорной информации. Именно богатая сенсорная среда формирует индивидуальные связи между нейронами мозга. Подробную дискуссию о значении врожденных факторов и жизненного (сенсорного) опыта в формировании сознания у ребенка можно найти в книге Х.Дельгадо "Мозг и сознание" (1971).
Сознание и его нарушения имеют важное клиническое значение. Нарушения сознания в виде его постепенного выключения выстраиваются в следующий континуум: ясное сознание - ступор (оглушение) - сопор (бесчувственность при сохранении болевых, зрачковых и корнеальных рефлексов) -кома (отсутствие всех рефлексов). Временным отключением сознания является также обморок вследствие нарушения кровоснабжения мозга. Нарушения сознания могут также протекать в виде его помрачения - аменция, делирий, онейроид и т.д.