Физиология высшей нервной деятельности.
Общие представления о ВНД.
Прежде, чем говорить о ВНД, обсудим условные рефлексы, лежащие в её основе, затем динамические стереотипы, являющиеся комбинацией условных рефлексов. Дальше обсудим виды ВНД и электроэнцефалографию как основной инструментальный способ исследования структур, обеспечивающих ВНД.
Условные и безусловные рефлексы.
Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение рецепторов с участием ЦНС. Одним из критериев классификации рефлексов является их природа, на основе которой они делятся на условные и безусловные. Между условными и безусловными рефлексами имеется целый ряд отличий:
Когда вырабатывается.
Безусловные рефлексы вырабатываются в процессе филогенеза (историческое развитие, эволюция вида/видов, т.е. в течение смены множества поколений). Условные рефлексы вырабатываются в процессе онтогенеза (индивидуальное развитие, т.е. в течение жизни одной особи, за пару недель, например).
Наследование и приобретаемость.
Безусловные рефлексы заложены генетически, они являются врождёнными и передаются по наследству – их нельзя приобрести и потерять. Условные рефлексы не заложены генетически и по наследству не передаются, их можно приобрести и потерять.
Структура рефлекса.
Структура безусловного рефлекса относительно простая и включает сам рефлекс. Структура условного рефлекса сложнее, она включает условный сигнал, временную связь и безусловное подкрепление.
Пластичность.
Набор безусловных рефлексов постоянен, а сами они не меняются. Условные же рефлексы могут создаваться и уничтожаться (за ненадобностью), они могут модифицироваться, объединяться, т.е. их пластичность значительно выше.
Биологическое значение.
Безусловные рефлексы, так как они сформированы в ходе эволюции, обеспечивают общевидовую приспособленность к наиболее существенным условиям окружающей среды. Условные рефлексы обеспечивают индивидуальную (лично для каждой отдельной особи) приспособленность к самым разнообразным условиям внешней среды.
Конечно, главным, самым показательным отличием между этими рефлексами является приобретаемость, из которой вытекает остальное. Условные = приобретённые; безусловные = врождённые. Так как условные рефлексы приобретаются в ходе онтогенеза, мы должны знать механизм их «приобретения».
Механизм развития условного рефлекса. Если говорить абстрактно, то при достаточно частом повторении условного сигнала перед безусловным подкреплением между ними формируется временная связь. Эта связь связывает два рефлекса в новый. Однако лучше это объяснить на примере. Собаке дают мясо, она его жуёт, рецепторы из жевательных мышц подают сигнал в пищевой центр, тот активирует секрецию желудочного сока. Так выглядит безусловный рефлекс, мясо в данном случае – это безусловное подкрепление (БП), так как оно по классическому пути активирует безусловный рефлекс желудочной секреции. Незадолго до подачи мяса собаке стали включать красную лампу, что вызывает другой рефлекс (в зрительном анализаторе), свет красной лампы будет являться условным сигналом (УС, чуть позже скажем, почему). Два этих рефлекса не связаны изначально. Однако в головном мозге такое обилие путей, что почти любая одна точка мозга может связаться с любой другой точкой мозга, вопрос лишь в проводимости этих путей. При достаточно частом повторении УС и БП с постоянным временным промежутком канал связи между зрительной корой и пищевым центром становится заметно более «проходимым» из-за того, что часто используется (спрос рождает предложение, грубо говоря), а пищевой центр внимательнее реагирует на сигнал от зрительной коры. Так формируется временная связь и условный рефлекс. Теперь появление красной лампы активирует зрительную кору, та активирует пищевой центр, а тот активирует желудочную секрецию, таким образом, собака приобрела новый рефлекс, а приобретённый рефлекс – это условный рефлекс. Свет лампы считается условным сигналом (УС), так как активирует секрецию желудочного сока по новому пути (сигнал в пищевой центр приходит к рецепторам, не относящихся к безусловному рефлексу), а мясо считается безусловным подкреплением, так как активирует секрецию желудочного сока по классическому пути (сигнал в пищевой центр приходит с рецепторов, относящихся к безусловному рефлексу). Для понятности изображу картинкой.
Красной точкой отмечен пищевой центр, а зелёной – зрительная кора, а между ними временная связь, которая создала условный рефлекс (новый), связав два уже существующих рефлекса. Безусловное подкрепление активирует желудочную секрецию через безусловный рефлекс, как видите, а условный сигнал – через условный рефлекс.
Исходя из описанного выше механизма, можно сформулировать условия формирования условных рефлексов:
Сочетание УС и БП.
УС предшествует БП.
Если УС будет после БП, то пищевому центру как-то безразличны будут сигналы от зрительной коры, так как информация уже не актуальна (это продолжая наш пример).
Многократное повторение комбинации УС и БП.
Это число повторов необходимо для формирования временной связи.
БП должно быть значимым.
А в обратном случае просто не будет нужды в формировании временной связи между УС и БП, если БП не имеет особого значения.
Отсутствие посторонних раздражителей.
Посторонние раздражители могут конкурировать с УС и не давать условному рефлексу формироваться.
Работоспособная ЦНС.
Если работоспособность ЦНС по каким-то причинам снижена, то она не сможет формировать временные связи для условных рефлексов (ей не до этого).
Для условных рефлексов существует множество классификаций, с основными из которых вам бы желательно ознакомиться:
Классификация по БП.
Выделяют условные рефлексы первого (БП является безусловным рефлексом) и второго (БП является другим условным рефлексом) порядка.
Классификация по УС.
Выделяют натуральные (УС поступает через первую сигнальную систему, т.е. через рецепторы) и искусственные (УС поступает через вторую сигнальную систему, т.е. через речь) условные рефлексы.
Классификация по структуре УС.
Возможны следующие рефлексы: простые (один УС), комплексные одновременные (несколько УС одновременно), комплексные последовательные (несколько УС идут по очереди, но частично накладываются друг на друга), цепные (несколько УС по идут по очереди, не накладываются).
По временному промежутку между УС и БП.
Выделяют следующие рефлексы: наличные (небольшой временной промежуток), следовые (большой промежуток времени).
Ранее мы говорили, что условные рефлексы можно не только приобретать, но и терять, что довольно важно с биологической точки зрения. Существует корковое торможение условных рефлексов, которое разделяется на безусловное и условное. С ними тоже желательно ознакомиться, чтобы знать не только то, как условные рефлексы появляются, но и то, как они исчезают.
Виды безусловного коркового торможения:
Постоянный тормоз.
При прекращении условно-рефлекторной деятельности как таковой прекращаются любые условные рефлексы. Такое обычно происходит во сне, когда работают только безусловные рефлексы.
Гаснущий тормоз.
Если в ЦНС появляется новая доминанта, то она может временно прекратить условный рефлекс (так как он на тот момент менее значим).
Запредельный тормоз.
При утомлении отделов ЦНС, обеспечивающих условный рефлекс, тот временно прекращается.
Виды условного коркового торможения:
Угасающее торможение.
Если очень давно не было БП, временная связь (а с ней и условный рефлекс) разрушаются. Например, если мы светим лампочкой собаке, но уже месяц не даём мяса, мозг сообразит и перестанет включать желудок.
Условный тормоз.
Появление лишнего УС. Например, собака приучена реагировать на красную лампу, но если после красной дополнительно загорается зелёная, то собака в недоумении, а рефлекс не реализуется.
Дифференцированный тормоз.
Если мы подаём ложный УС, мозг это замечает и рефлекс не включает. Например, мы включили собаке не красный, а оранжевый сигнал (надеюсь, собаки не дальтоники, а то пример неудачный, но, если что, замените собаку на другое млекопитающее).
Запаздывающий тормоз.
Если временной промежуток между УС и БП становится слишком большим, то это тоже нарушает временную связь и условный рефлекс – мозг воспринимает УС и БП как два отдельных и несвязанных события.
Высшая нервная деятельность.
Высшая нервная деятельность (ВНД) – это деятельность высших отделов ЦНС, формирующая поведение человека и обеспечивающая наилучшее его приспособление к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Структурной основой ВНД являются кора больших полушарий и ближайшие подкорковые образования. Функциональной основной ВНД являются условные рефлексы. Почему именно они? Потому, что они могут появляться, модифицироваться и исчезать при необходимости, обеспечивая довольно быстрое приспособление человека к окружающей среде. Проявлениями ВНД являются мышление, память, речь, внимание, эмоции, воля, сознание и самосознание. В этом разделе мы разбираем общие моменты, связанные с ВНД, а её проявления разберём в следующем.
Динамический стереотип.
Мы уже сказали, что в основе ВНД лежат условные рефлексы, однако, помимо них, ВНД осуществляется также посредством динамических стереотипов. Динамический стереотип – это упорядоченная во времени последовательность условных рефлексов. Такая совокупность условных рефлексов формируется довольно долго (постройка такого количества временных связей требует немалого времени), зато сформировавшийся динамический стереотип отличается крайней устойчивостью.
Смысл динамического стереотипа заключается в переведении произвольной последовательности действий в автоматическую последовательность действий (доведение навыка до автоматизма, грубо говоря). У автоматизма есть два преимущества: он облегчает выполнение задачи (на автомате всё гораздо проще делается, потому что вам не нужно сосредотачиваться и вспоминать), также он снижает число ошибок при выполнении задачи (за счёт того, что не требуется напрягать внимание и память, ошибаться негде).
Динамический стереотип – очень полезная вещь в обучении. Если вы научились решать одни задачи на автомате, то для решения других задач у вас появляется больше времени, внимания и сил. Например, школьники по началу очень долго решают уравнения окислительно-восстановительных реакций, но со временем они доводят эту операцию практически до автоматизма – они действуют по до боли знакомому алгоритму, решая все уравнения довольно быстро, теперь у них появляется время, чтобы решать задачи, основанные на этих уравнениях. В общем динамический стереотип позволяет хорошо усвоить одну ступень учебной программы, чтобы приступить к следующей ступени. Речь идёт об обучении в принципе любому навыку, не только об учёбе в привычном смысле речь.
Возможна переделка динамических стереотипов, но для этого человек должен прекратить делать привычную последовательность действий автоматически и начать сознательно её контролировать, чтобы в нужном месте заменить одно действие на другое (новая модель стереотипа), затем ему придётся повторять новую последовательность действий, сознательно её контролируя (если он не будет её сознательно контролировать, то включится автоматическое воспроизведение стереотипа по старой модели, так как временные связи не успели переделаться). После многократного осознанно контролируемого повторения новой последовательности действий формируется новый динамический стереотип (переделанный), который теперь можно делать на автомате без сознательного контроля.
Приведу ещё один пример динамического стереотипа. Водить машину на механической коробке передач по началу крайне сложно: нужно одновременно работать двумя педалями, рукой переключать рычаг, а глазами смотреть на дорогу). По началу, пытаясь водить, человек прокручивает все эти действия и осознанно контролирует каждое из них. Одновременная концентрация внимания на нескольких задачах для мозга очень сложна – он устаёт и запросто может ошибиться. Однако со временем развивается динамический стереотип, и тогда для переключения передачи единственное сознательно контролируемое в мозге – это сама мысль о том, что настало время переключить передачу, а дальше руки и ноги работают автоматически, не отнимая у вас внимание от дороги. В общем динамический стереотип – это очень важный элемент, без которого ВНД не была бы возможна, но, так как стереотипы состоят из условных рефлексов, грамотно говорить, что основой ВНД являются условные рефлексы.
Типы ВНД и темперамент.
В принципе на данный момент между ВНД и психической деятельностью мы можем поставить знак равно. Во времена Гиппократа была известна психическая деятельность, а вот про роль ЦНС известно особо не было. Гиппократ решил выделить 4 типа темперамента. Темперамент – это тип личности (тип психической деятельности, выделенный на основе наиболее основных её черт). Различия темпераментов составлялись на основе некоторых черт поведения, причину этих различий Гиппократ видел в преобладании в человеке одного из четырёх типов жидкости.
Тип темперамента |
Преобладающая жидкость |
Характерные черты поведения |
Холерик |
Желчь |
Подвижный, порывистый, вспыльчивый, необузданный |
Сангвиник |
Кровь |
Энергичный, жизнерадостный, высоко приспособляемый |
Флегматик |
Слизь |
Спокойный, медлительный, уравновешенный |
Меланхолик |
Чёрная желчь |
Застенчивый, обидчивый, чувствительный, тревожный |
Во времена же Павлова уже было известно о ВНД, поэтому Павлов выделил 4 типа ВНД. Тип ВНД – это совокупность врождённых и приобретённых свойств высших отделов ЦНС, определяющих темперамент. К таким свойствам Павлов относил силу ВНД, её пластичность (способность быстро переключаться из одного режима в другой), уравновешенность между процессами торможения и возбуждения в высших отделах ЦНС. Т.е. различия между типами ВНД (ну и между темпераментами, соответственно) он обосновывал различиями функционирования ЦНС.
Темперамент и характеристики |
Сангвиник |
Флегматик |
Холерик |
Меланхолик |
Сила ВНД |
Сильный |
Сильный |
Сильный |
Слабый |
Уравновешенность |
Уравновеш. |
Уравновеш. |
Неуравнов. |
Неуравнов. |
Пластичность |
Пластичен |
Инертный |
Пластичен |
Инертный |
Электроэнцефалография.
Электроэнцефалография позволяет регистрировать электрическую активность мозга, что позволяет оценивать работу коры больших полушарий и подкорковых структур.
Какова природа электрической активности мозга? Как вы помните, нейроны проводят электрические импульсы. Уловить импульс от одного нейрона крайне сложно, однако на практике целые группы нейронов работают синхронно, тогда множество электрических импульсов для датчика ЭЭГ становятся заметны, как один. Чтобы датчики улавливали эти суммарные импульсы, нужно, чтобы отростки нейронов шли +/- перпендикулярно черепу.
Как же работает сам прибор ЭЭГ? На поверхность головы накладываются электроды, чья задача состоит в улавливании суммарных импульсов от головного мозга (а именно, от коры, так как от более глубоких отделов сигнал не доходит до датчика и тухнет). Кожу предварительно протирают спиртом (убрать сало, пот, омертвевшую кожу), а затем наносят специальный гель для лучшей электропроводимости (для более точных измерений). Обычно в науке и медицине используют 19 отводящих электродов (их расположение на голове международно регламентировано), 1 электрод сравнения (его цепляют на мочки ушей или на сосцевидные отростки), а также есть заземление. Все электроды подключаются к усилителям (они необходимы, так как сигнал, получаемый электродом довольно слаб). Электрическая активность всегда измеряется, как разность между двумя потенциалами. Выбор того, между какими потенциалами происходит сравнение, называется вариантом монтажа. Биполярный монтаж: фиксируется разница потенциалов между двумя соседними электродами. Референциальный монтаж: фиксируется разница потенциалов между выбранным электродом и электродом сравнения. Лапласовский монтаж: фиксируется разница между потенциалом выбранного электрода и усреднённым потенциалом между близлежащими электродами. Сигналы в ЭЭГ перед отображением на мониторе (или на ленте, если это без компьютера) проходят через фильтры, которые убирают волны со следующими частотами: 0,5-1 Гц (артефакты), 35-70 Гц (электрическая активность подкожных мышц), 50-60 Гц (волны от близлежащих проводов). Результат ЭЭГ отображается на мониторе в форме графика (волн, характеризующихся определённой частотой и амплитудой).
Что есть на самой энцефалограмме и как это трактовать? Как я и сказал, результаты из разных отведений изображаются в виде графиков, на которых видны волны, которые характеризуются определённой амплитудой и частотой. В ходе множества наблюдений было замечено, что частоты и группы можно разбить на 4 основных ритма, каждый из которых нам надо знать.
Дельта-ритм.
Данному ритму соответствует частота 0,5-3 Гц, амплитуда волн 250-300 мкВ (микровольт). Обычно отмечается во время медленного сна (3-я и 4-я стадии). Может появляться при бодрствовании при ряде патологий: очагово при очаговом повреждении подкорковых центров, диффузно при метаболической энцефалопатии, гидроцефалии и повреждении срединных структур мозга.
Тета-ритм.
Данному ритму соответствует частота 4-7 Гц, амплитуда 100-150 мкВ. В бодрствующем состоянии может встречаться у детей. Характерен и для детей, и для взрослых в медленный сон (1-я и 2-я стадия), также возможен при очень глубокой задумчивости и медитации взрослых.
Альфа-ритм.
Данному ритму соответствует частота 8-12 Гц, амплитуда 50 мкВ. Наблюдается в бодрствующем состоянии при закрытых глазах и при расслаблении, наиболее выражен в задних отделах коры больших полушарий. При умственном напряжении пропадает. Иногда диффузно возникает во время комы.
Бета-ритм.
Данному ритму соответствует частота 12-30 Гц, амплитуда 20-25 мкВ. Наблюдается в бодрствующем состоянии при открытых глазах, при действии раздражителей, при сильном возбуждении, при быстром сне, наиболее выражен в передних отделах коры больших полушарий. Данный ритм доминирует по многим отведениям, если человек испытывает тревогу или суету. Данный ритм резко ослаблен в участках повреждения коры больших полушарий.
Каково же практическое значение электроэнцефалографии? ЭЭГ используется в науке, неврологии и психиатрии. ЭЭГ отображает электрическую активность мозга, которая отражает активность работы коры и ряда подкорковых структур, которая может указать на структурные и функциональные повреждения этих отделов мозга. В науке смотрят, как изменяется активность при различных состояниях мозга, при выполнении им разной работы. В неврологии ищут функциональные и структурные изменения мозга. А как применяют ЭЭГ в психиатрии? Многие психические заболевания связаны с изменением обмена нейромедиаторов, что сопровождается увеличением или уменьшением активности отделов мозга, которые эти нейромедиаторы используют, следовательно, некоторые изменения на ЭЭГ могут указывать на изменение активности отделов мозга, сопровождающие психические заболевания.
Проявления ВНД.
Психика и психические функции.
В предыдущей теме мы сказали, что ВНД является физиологической основой психики. Психика – это деятельность мозга, направленная на субъективное отражение объективной реальности и формирующая поведение. Объективная реальность – это реальность такая, какая она есть, а субъективная – это реальность, прошедшая через призму человеческого познания. Психика представлена психическими функциями, которые можно разделить на низшие и высшие.
Низшие психические функции происходят непроизвольно (без нашего сознательного контроля) и являются врождёнными, к ним относятся ощущения, восприятие, детское мышление (базовый уровень мышления) и непроизвольная память (базовый уровень памяти).
Высшие психические функции происходят произвольно (посредством нашего контроля, по нашим командам и желанию) и являются приобретаемыми, т.е. генетически мы имеем только основу для формирования эти функций, а развивать мы должны их сами, но не без помощи общества. Пунктик про общество является обязательным, так как без его помощи эти функции не развить (ребёнок, не контактировавший с людьми, говорить не научится). К этим функциям относятся: память, мышление, речь, внимание, воля, мотивация, сознание, эмоции.
Вопросы ощущения и восприятия мы уже обсуждали в теме «сенсорные системы», т.е. главное о низших психических функциях вы знаете, поэтому в этой теме мы будем обсуждать именно высшие психические функции.
Память.
Память – это процесс, фиксирующий, хранящий, воспроизводящий и удаляющий информацию, получаемую в ходе психической деятельности. В определении памяти очень важно помнить все 4 эти функции, так как все они имеют значение:
Фиксация информации.
Синоним «запоминанию». Эта функция позволяет занести информацию в память.
Хранение информации.
Подразумевает, что информация в закодированном виде находится в мозге и при необходимости может быть использована. Причём важно, что храниться она может без активного воспроизведения, т.е., например, в настоящий момент вы не думаете о строении нефрона, у вас нет этого образа в голове, но в памяти он есть.
Воспроизведение информации.
Синоним «вспоминанию». Информация, хранящаяся в памяти, при необходимости может воспроизводиться (на это может потребоваться время). Т.е. вас спросили про строение нефрона, и спустя 15 секунд у вас в голове появился его образ, информация о нём – в этом и заключается сущность «вспоминания» (перевод хранимой активно не используемой информации в активно используемую). Другими словами, «вспоминание» - это библиотекарь, который ищет среди полок нужную вам книгу. Хранение информации без возможности её воспроизведения не имеет смысла.
Удаление информации.
Синоним «забыванию». Мы привыкли жаловаться на этот процесс, но на деле он очень полезен, так как по ходу жизни мы получаем огромные объёмы информации, которые для нас неактуальны и лишь занимают место.
Я специально расписал эти 4 функции памяти, чтобы вы не думали, что память сводится к одному лишь хранению информации, это важно. Память можно классифицировать, приведу наиболее значимые классификации:
Физиологическая классификация.
Основана на механизмах, обеспечивающих память. Виды: кратковременная и долгосрочная – о них мы поговорим подробно чуть позже.
Функциональная классификация.
Несколько отличается от физиологической, перекликается с ней, основана на практическом значении памяти. Виды: мгновенная, кратковременная, буферная и долгосрочная. Мгновенная память хранит информацию считанные секунды, по факту даже не является памятью, так как сохранение информации обеспечивается не физиологическими механизмами памяти, а особенностью сенсорных систем. Кратковременная память соответствует таковой в физиологической классификации, хранит информацию минуты, десятки минут, реже больше. Долгосрочная память соответствует таковой в физиологической классификации, может хранить информацию от нескольких дней до нескольких десятилетий. Буферная память занимает особое место, её суть состоит в том, что она позволяет помнить информацию до тех пор, пока она нужна, физиологической основой буферной памяти служит долгосрочная, но в чём разница? При долгосрочной памяти то, что вы запомнили, хранится довольно долго, забывается тоже не быстро. При буферной памяти информация запоминается для какой-то конкретной цели (выучить билеты на зачёт по физике/математике), по достижению этой цели (сдача зачёта) вся информация забывается очень быстро и почти полностью. При обычной долгосрочной памяти информация не запоминается для какой-то разовой цели и не забывается так быстро – это довольно серьёзное функциональное отличие, позволившее выделить буферную память как отдельный вид.
Классификация по источнику запоминаемой информации.
В зависимости от того, какие сенсорные системы доминируют в получении информации, память классифицируют на зрительную, слуховую и письменную. Касательно письменной, надо сказать, что там работает несколько сенсорных систем и дополнительно вовлекается лобная кора, так как для написания чего-то порою приходится думать, как именно это написать.
Классификация по способу запоминания.
Выделяют механическую, логическую и личностную память. Механическая память – это прямое копирование информации без особого её анализа (флэшка, как любит говорить Продиус). У этого способа есть два минуса, во-первых, много информации так не запомнить – тяжело, во-вторых, информация запоминается целым блоком, воспроизводиться она тоже будет целым блоком – достать нужную часть информации и правильно её применить просто не получится, т.е. если вы что-то вызубрили, а преподаватель по-другому сформулировал вопрос, то вы не ответите. Однако этот вид памяти не лишён смысла, так как он, во-первых, является первой ступенью для других видов, а во-вторых, некоторую информацию можно запомнить только так (стихотворения, например). При логической памяти информация анализируется и разбивается на логические элементы и их связи. Плюсов несколько: во-первых, за счёт логических связей вы можете вспоминать информацию по логической цепочке с большим успехом, во-вторых, логически скомпонованную информацию вы можете применять гибко, т.е. на вопросы с изменённой формулировкой ответите без труда, в-третьих, за счёт логической обработки информация компонуется так, что запомнить можно гораздо больше и надолго. Есть и минусы: во-первых, этот способ требует времени и умственных усилий, во-вторых, не вся информация так может запоминаться. Теперь личностная память, её суть состоит в том, что запоминаемая информация в памяти связывается с каким-то ярким случаем в вашей жизни, например, преподаватель рассказывает о каком-то правиле, а затем рассказывает о том, как знание этого правило позволило его студенту-двоечнику на экзамене получить 5 (лично слышал такую историю от Монахова). Плюс в том, что при данном способе информация запоминается очень быстро и очень хорошо, а минус в том, что возможность связать запоминаемую информацию и какой-то яркий случай выдаётся далеко не всегда.
Теперь же настало время поговорить о механизмах кратковременной и долгосрочной памяти.
Механизм кратковременной памяти. Хранит информацию минуты (редко до часа), причём информация обычно хранится до тех пор, пока она активно используется (воспроизводится). Основой такой памяти являются циркуляционные нейронные сети.
На этой картинке изображена циркуляционная нейронная сеть снизу. Особенность её в том, что на сеть поступает один импульс, а выходит их сети множество импульсов на протяжении долгого времени (относительного долгого). Так и функционирует кратковременная память: полученный визуальный образ, например, будет циркулировать в таких сетях. Однако постоянно хранить циркулирующее возбуждение очень затратно, поэтому тормозной нейрон через некоторое время выключает этот цикл и память стирается, потому-то она и краткосрочная.
Механизм долгосрочной памяти. Информация запоминается на очень долгие сроки (хоть на всю жизнь), до тех пор, пока не будет забыта. В отличии от краткосрочной памяти, долговременная позволяет длительно хранить информацию без её активного использования (вы можете целый год не вспоминать, как вы сдавали на водительские права, но при активном расспросе можете вспомнить). Механизм принципиально другой: за счёт нейрональной и синаптической пластичности происходит перестройка нейронной сети так, чтобы она в себе закодировала запоминаемую информацию. Эта нейронная сеть может храниться без активности, но если на неё придёт достаточное количество импульсов, то она запустится, а её активность позволит воспроизвести воспоминание. Т.е. принципиальное отличие двух видов памяти: в краткосрочной памяти возбуждение постоянно циркулирует по нейронной сети, что затратно, и память эта существует, пока возбуждение циркулирует, а при долгосрочной памяти возбуждение в нейронной сети появляется только тогда, когда требуется воспроизвести запомненную информацию, что очень экономично, а залогом самой памяти является не циркуляция возбуждения, а особенность конструкции нейронной сети.
Дополнительная информация. Важно понимать связь двух видов памяти. Любая информация сначала попадает в краткосрочную память, а затем (при необходимости) она попадает в долгосрочную, процесс такого перехода называется консолидацией. Почему запоминание происходит в таком порядке? Во-первых, фиксация информации краткосрочной памятью происходит довольно быстро (считанные секунды), так как надо просто запустить возбуждение в циркулярные сети, а вот фиксация информации в долгосрочной памяти занимает немалое время, так как нужно перестроить нейронную сеть. Следовательно, пока мы укладываем информацию в долгосрочную память, она должна где-то временно храниться, а именно, в краткосрочной памяти. Во-вторых, не всю информацию нам надо запоминать надолго, поэтому первым делом информация попадает в краткосрочную память, а уже потом она либо забывается, либо переходит в долгосрочную память.
Некоторые особенности памяти. Выше мы перечислили лишь основы памяти, на деле же вопрос памяти гораздо шире и сложнее. Конкретно для себя в вузе и в дальнейшей практике вы должны постараться следовать модели запоминания «усвоение и закрепление». В чём её суть? Для успешного запоминания информации с дальнейшей возможностью её успешного гибкого использования необходимо использовать логическую память, т.е. изучаемый вами материал важно не только запомнить, но и хорошо понять, ибо только понимание позволяет применять материал, а не просто воспроизводить. Однако одного лишь понимания мало – информация всё равно может забываться, поэтому необходимо её закрепление, суть которого состоит в повторном воспроизведении информации, а в случае с логической памятью не просто воспроизведение, но и применение. Периодическое закрепление информация многократно повышает выживаемость знаний. Например, вы ознакомились с новым методом диагностики, поняли его, но не применяете – через год вы вряд ли что вспомните, а вот если вы применяли этот способ несколько раз сразу после обучения, а затем хотя бы изредка в дальнейшей памяти, то вы запомните всё на много лет. Ещё одним плюсом закрепления информации является то, что в ходе него информация повторно обрабатывается, что может способствовать развитию динамического стереотипа (мощнейшее орудие в обучении).
Значение памяти. Значение памяти невероятно велико и передать его в двух словах сложно, но мы постараемся. Мы сказали, что психика позволяет нам субъективно отображать объективный мир, другими словами деятельность психики заключается в получении, создании и обороте информации, но вся эта информация обычно пригождается психике не единожды и не на две секунды, следовательно, эту информацию нужно сохранять на разные промежутки времени, чем и занимается память, т.е. память – это одна из ключевых высших психических функций, без которой функционирование психики вообще никак невозможно. Особо значима память для обучения, адаптации и для формирования сознания, но об этом чуть позже. Значение памяти можно описать следующим известным выражением: «Кто не знает историю, тот обречён на повторение её ошибок», - под историей здесь я (выражение не моё, конечно, а вот применение в конкретной ситуации моё) подразумеваю память, а под возможностью не совершать ошибки, пользуясь памятью, я подразумеваю обучение и адаптацию человека.
Потребности и мотивация.
Потребности и мотивации играют одну из ключевых ролей в формировании нашего поведения. Потребность – это недостаточность какого-либо фактора в организме, а мотивация – это осознанное стремление удовлетворить потребность, другими словами, потребность обозначает проблему, а мотивация побуждает нас к действиям, направленным на решение проблемы. Человек никогда ничего не делает без причины/мотива, исходя из этого мы и делаем вывод, что потребности и мотивации являются необходимым условием нашего поведения и любого рода деятельности. Порою мотив не очевиден, но он всегда есть, плюс имейте ввиду, что потребности существуют самые разнообразные (физиологические, экзистенциальные, духовные, потребности в признании).
Мотивация может быть разной, приведём основные её классификации:
Классификация по природе.
Мотивация может быть биологической, если она порождается биологическими (они же физиологические) потребностями, и социальной, если она порождается соответствующими потребностями.
Классификация по источнику.
Мотивация может быть внутренней («хочу») и внешней («надо», вынужденная). Внутренняя мотивация исходит из прямых потребностей человека и является добровольной, например, человек хочет отдохнуть вечером и посмотреть фильм, что мотивирует его отложить дела и расслабиться. Внешняя мотивация является принуждением, т.е. человек не желает что-то делать, но понимает, что это сделать необходимо, например, у того же человека завтра третья попытка сдачи экзамена, что мотивирует его не идти смотреть фильм, а заниматься учёбой (ну или проверкой работы микронаушника).
Теперь обсудим механизм развития мотиваций. Природой любой мотивацией являются потребности, который грубо можно разделить на биологические (физиологические) и социальные. Социальные потребности детектируются корой больших полушарий и лимбической системой, биологические потребности детектируются гипоталамусом, сигнал о любых потребностях поступает в мотивационные центры гипоталамуса, тот посылает сигналы в лимбическую систему и кору больших полушарий, изменяя поведение человека так, чтобы оно было направлено на удовлетворение потребности, вызвавшей мотивацию.
Так потребности и мотивации определяют наше поведение, однако мотивация так же работает и у животных, но их поведение отлично от нашего, причина тому – больший спектр потребностей человека и возможность существования различных приоритетов в этих потребностях (одна потребность может конкурировать с другой: я хочу есть, но воровать я не стану, так как хочу следовать своему морально-этическому кодексу я хочу больше).
Эмоции.
Эмоция – это субъективное состояние человека, возникающее в ответ на действие внешних/внутренних раздражителей. Существует большое количество эмоций, их принято классифицировать по окраске: положительные (радость), нейтральные (удивление, интерес), отрицательные (тревога, гнев, зависть). Эмоции выполняют две чрезвычайно важные функции:
Оценочная функция.
Психика человека собирает/создаёт информацию об окружающем мире для того, чтобы сформировать поведение человека для правильной адаптации к этому миру, однако прежде, чем формировать поведение в ответ на полученную информацию, психика должна оценить эту информацию (обязательно), оценкой занимаются эмоции. Если вы видите, что на вас бежит большой пёс, но у вас нет чувства страха и/или опасности, то вы вряд ли убежите, что может быть чревато последствиями (о своих шансах выжить в схватке с большим псом судите сами), т.е. без эмоциональной оценки человеку сложно принять решение.
Мотивационная функция.
Эмоции являются одной из главных мотиваций, так как все действия человека так или иначе сводятся к тому, чтобы ему было хорошо и/или не было плохо (даже если вы бескорыстно кому-то помогаете, то это всё равно частично связано с тем, что если вы ему не поможете, то вам будет плохо, только не принимайте это за пропаганду эгоизма, я просто к тому, что эмоции всегда так или иначе причастны).
Таким образом, эмоции на ряду с потребностями и мотивациями составляют основу нашего поведения. На психику в целом эмоции тоже влияют, так как мы сказали, что эмоции характеризуют общее состояние (речь преимущественно о состоянии психики).
Роль эмоций в формировании поведения и общем состоянии психики можно показать на примере депрессий. При длительном и/или глубоком переживании отрицательных эмоций (по типу грусти, безысходности, разочарования, но не паники и страха) те могут стать хроническими (за счёт сниженного синтеза норадреналина и дофамина в некоторых структурах головного мозга, ответственных за ряд положительных эмоций, работоспособность, психомоторику, память и внимание). Поскольку люди в депрессии практически не могут испытывать положительных эмоций, они теряют интерес к жизни, как к таковой, и снижают умственную и физическую деятельность (нарушение мотивационной функции), окружающий мир видят в негативных и враждебных тонах (нарушение оценочной функции), память, работоспособность, внимание снижаются, появляется утомляемость (общее негативное влияние на психику). Разумеется, я рассмотрел данную группу заболеваний именно с позиции примера нарушения основных функций эмоций и их общего влияния на психику, все подробности и механизмы этих болезней вы изучите на других кафедрах.
У эмоций принято выделять два компонента: соматический и вегетативный. Под соматическим компонентом понимается способность эмоций влиять на функции, находящиеся под произвольным контролем (мышечная дрожь и напряжение, нервный тик, потливость, голос). Под вегетативным компонентом эмоций понимают их способность влиять на функции, находящиеся под непроизвольным контролем (повышение ЧСС, АД, ЧДД и температуры тела, покраснение лица), такие влияния опосредуются через гипоталамус.
Также вам необходимо ознакомиться с теориями эмоций:
Периферическая теория.
Согласно ей, источником эмоций является изменение работы внутренних органов.
Центральная таламическая теория.
Согласно ей, эмоции формируются в гипоталамусе.
Центральная лимбическая теория.
Согласно ей, эмоции формируются в лобной и височной извилине, а также в миндалевидном теле.
Активационная теория.
Согласно ей, ретикулярная формация повышает поток импульсов, поступающих в кору больших полушарий, таламус и гипоталамус, позволяя им формировать эмоции.
Биологическая теория.
Она говорит не о происхождении эмоций, а об их значении. Эмоции оценивают потребности и успешность их удовлетворения.
Потребностно-информационная теория.
Она похожа на биологическую теорию, только заходит с другого конца, согласно ей, эмоции являются следствием достаточности или недостаточности средств к удовлетворению потребностей.
Мышление.
Мышление – это обобщённый и опосредованный способ познания окружающего мира. Как мы говорили, задачей психики является получение/создание информации об объективном мире для формирования правильной модели поведения человека в этом мире. Получение и создание информации от окружающем мире можно приравнять к «познанию», познание занимает особое место в психической деятельности человека. Существует два основных типа познания: чувственное и рациональное. Чувственное познание имеет следующие уровни: ощущение, восприятие и представление. Ощущение и восприятие обеспечивается анализаторами, для формирования представления дополнительно требуется память и воображение. Чувственное познание позволяет отражать внешние черты предметов окружающего мира. рациональное познание осуществляется посредством мышления и позволяет отражать внутренние черты предметов окружающего мира и их логические связи, что позволяет человеку не просто лучше адаптироваться к происходящей ситуации, а позволяет прогнозировать грядущие раздражители и способы адаптации к ним.
Рациональное познание (мышление) имеет следующие уровни: понятие, суждение и умозаключение. Коротко разберём их:
Понятие.
Понятие – это слово, объединяющее наиболее основные и существенные черты предмета. Оперировать понятиями гораздо проще, чем образами, так как сами сравните «берёза» и «большое, белое с чёрным, продолговатое с перпендикулярными отхождениями, листьями и т.д.». понятия за счёт своей ёмкости многократно облегчают информационный обмен. В общении и мышлении мы преимущественно пользуемся понятиями. Важно заметить, что не всякое слово является понятием, так как если слово вам незнакомо, то, соответственно, для вас это бессмысленный набор звуков, а не понятие.
Суждение.
Суждение – это логическая связь двух понятий. Например, берёза имеет ствол. Берёза и ствол – это понятия, а «имеет» - это логическая связка.
Умозаключение.
Умозаключение – это новое суждение, созданное на основе минимум двух известных суждений. Например, все деревья имеют ствол, берёза имеет ствол, значит, берёза – это дерево.
Главное, что надо запомнить и понять о мышлении, это то, что мышление – это опосредованное обобщение информации, позволяющее увидеть внутренние качества предметов и логические связи между ними. Мышление опосредованно потому, что оно не собирает готовую информацию, а создаёт её, исходя из информации, полученных от анализаторов. Мышление работает по принципу обобщения потому, что оно соотносит информацию (понятие – это обобщённые свойства предмета, полученные анализаторами; суждение – это обобщённые понятия; умозаключение – это обобщённые суждения). Мышление позволяет увидеть внутренние свойства предметов, т.е. такие свойства, которые нельзя получить только анализаторами (например, анализаторы не могут позволить вам понять, что в шарике гелий, но включив мышление, посмотрев на то, что шарик летает, и то, что от его содержимого голос высокий, вы поймёте, что это гелий). Мышление помогает увидеть логические связи между свойствами предметов с помощью суждений – элементарных логических единиц.
Сознание.
Сознание – это высшая психическая функция, объединяющая все остальные и позволяющая особым образом познавать и преобразовывать мир. Сознание обеспечивает особое познание мира потому, что в ходе мышления мы опираемся на личный опыт, а у всех он отличается, отсюда и особенность. Под возможностью преобразовывать мир подразумевается творческая способность человека, основа которой лежит преимущественно в мышлении, ведь именно оно позволяет нам прогнозировать грядущие события и заранее формировать поведение, направленное на изменения будущего. Сознание объединяет все психические функции, но ведущая роль принадлежит мышлению (сознание во многом базируется на познании мира, которое у нас преимущественно рациональное, т.е. завязано на мышлении) и памяти (именно пережитые нами события, личный опыт формируют личность и сознание). А вообще вопрос сознания довольно непростой для понимания, вам главное понять, что это процесс, объединяющий все психические функции.
Сознание – это то, что делает человека человеком (сознание и мораль, если быть точным), однако вы должны понимать, что оно развилось не с нуля. Ряд основных черт поведения (как личных, так и групповых) уже множество раз были установлены в экспериментах на млекопитающих, они могут практически всё, что и человек, но что же тогда нас разделило и дало нашему сознанию развиться, а их – нет? Всего один палец, точнее два больших пальца и сопутствующие условия эволюции. Они дали способность человеку творить, творчество – обязательный и, пожалуй, отличительный компонент сознания, причём я имею ввиду именно то творчество, которое позволяет преобразовывать мир.
Воля.
Воля – это способность человека осознанно регулировать своё поведение, сопротивляясь возникающим при этом трудностям. Вторая часть определения очень важна, так как функция регулировки поведения есть у всех (психически здоровых) людей, однако делать это, преодолевая сопротивление не у всех получается. В разделе мотивации мы говорили, что человека от животного отличает более широкий спектр потребностей и иной их приоритет. Потребность порождает мотив, мотив побуждает деятельность, деятельность удовлетворяет потребность. Однако возможно возникновение конкурирующих потребностей, вопрос о том, какую из них удовлетворить, принимает сознание, опираясь на мышление, в результате выбирается одна из двух потребностей, однако поведение, направленное на удовлетворение одной потребности, может осложняться конкурентным влиянием второй потребности, которая формирует соответствующий мотив, который может изменить поведение – вот это и есть та самая трудность, которую должна помогать преодолевать воля. В основе воли обычно лежат сознание, мышление и часто моторная кора. Наше отличие от животных, как я уже говорил, состоит в том, что из конкурирующих биологических и социальных потребностей мы можем выбрать социальные, но для этого требуется воля, следовательно, воля помогает человеку быть человеком, поэтому это чрезвычайно важная психическая функция, она помогает принимать тяжёлые, но правильные решения. Для справки надо отметить, что конкурировать могут не только социальные и биологические потребности, но и социальные между собой, а биологические между собой.
Речь.
В нашем организме существует две сигнальные системы, с помощью которых мы воспринимаем окружающий мир. Первичная сигнальная система получает прямую информацию об окружающем мире посредством анализаторов, вторичная сигнальная система получает не прямую информацию, а слова. Способность человека к «словообороту» называется речью. Чем отличается обычная информация, поступающая в анализаторы и слова? Слова – это закодированная информация, представленная понятиями, а мы уже с вами говорили, что понятия гораздо более ёмкие и лёгкие, они же являются единицей человеческого мышления, без которого невозможно сознание. Таким образом, можно заключить, что речь является важнейшей основой мышления и сознания. Перечислим функции речи:
Коммуникативная.
Речь позволяет осуществлять между людьми обмен огромным количеством информации. Насколько огромным? В период с рождения и до, скажем, 18-ти лет вы получаете основную информацию, которое человечество собрало за свою историю. За полчаса вы можете с помощью речи передать собеседнику информацию, накопленную вами за день. Тот факт, что речь за короткое время может передавать огромное количество информации, позволяет людям довольно быстро адаптироваться и обучаться (животным такие скорости и не снились, хотя они тоже учат своё потомство).
Понятийная.
Как мы уже сказали, единицей мышления является понятие, которое объединяет наиболее общие и существенные черты предмета, а любое понятие является словом. Понятия за счёт своей ёмкости, лёгкости и структуры позволяют, во-первых, быстро и в больших объёмах осуществлять информационный обмен, во-вторых, обобщать друг друга в процессе мышления.
Регуляторная.
Наше поведение контролируется сознанием, которое основано на мышлении, которое работает на понятиях, которые являются словами.
Перед тем, как обсуждать физиологические основы речи, нужно сказать, что она классифицируется на 3 типа в зависимости от её источника:
Аускультативная.
Слова воспринимаются речеслуховой сенсорной системой (это слуховой анализатор плюс соответствующий центр речи).
Оптическая.
Слова воспринимаются речезрительной сенсорной системой (это зрительный анализатор плюс соответствующий центр речи).
Кинезическая.
Слова воспринимаются речедвигательной сенсорной системы (её рецепторы в губах, языке, гортани, диафрагме, а центр речевой). Если вы что-то говорите про себя без звука, то всё равно часть структур, формирующих голос, работают так, как если бы они проговаривали слова – сенсорная система это видит и регистрирует, так мы можем слышать то, что говорим про себя, даже если не вслух.
Физиологические основы речи. Мы уже озвучили несколько сенсорных систем, их центральные отделы представлены 2-й и 3-й извилиной (этот центр не только воспринимает речь, но и формирует, т.е. позволяет говорить) и верхневисочной областью левого полушария. В чём специфика речевых сенсорных систем и центров? Звук, свет, движения и прочая информация может обрабатываться и обычными сенсорными системами, задачей же речевых центров является шифровка и дешифровка речи (мозгу нужно ещё понять, что «лампочка» - это не просто набор звуков, а слово).
Адаптационная роль психических функций человека.
Для каждой психической функции мы уже указывали её значение, а сейчас постараемся их суммировать:
Позволяют узнать не только внешние признаки предметов, но и внутренние с их логическими связями, что позволяет человеку лучше оценить ситуацию для формирования поведения, позволяющего лучше адаптироваться к ситуации.
Позволяют прогнозировать грядущие ситуации и готовиться к ним – это ещё более совершенная адаптация.
Позволяют целенаправленно изменять мир для избегания или коррекции грядущих ситуаций – это практически идеальная адаптация (человек не адаптируется под ситуацию, а адаптирует ситуацию под себя).
Позволяют человеку обучаться с невероятной скоростью, что умножает три перечисленных до этого пункта.
Физиология сна.
Сон – это общее физиологическое состояние организма, характеризующееся снижением мышечного тонуса, изменения работы сенсорных систем и активности мозга, сопровождающееся обработкой информации, полученной за день, и восстановлением работоспособности. Такое длинное определение у сна неспроста – сон является особой формой деятельности, так как состояние организма при нём отличается от состояний при всех других формах деятельности, плюс во время сна совершаются специфические функции. Для справки, сон не является психической функцией, но он связан с ВНД, поэтому мы разбираем его в этой теме.
Давайте же разберёмся, как протекает эта особая форма деятельности. Сон протекает циклично, каждый цикл состоит из двух фаз – медленного и быстрого сна.
Медленный сон.
В целом характеризуется сниженными активностью мозга, метаболизмом, температурой тела, мышечным тонусом, глазные яблоки не двигаются. Состоит из четырёх стадий, в течение которых сон становится глубже, а активность мозга ниже. Каждая стадия длится 5-15 минут. В первую стадию на ЭЭГ наблюдается альфа-ритм, проснуться очень легко. Во вторую стадию на ЭЭГ наблюдаются «сонные веретёна» (особы ритм), пробуждение незатруднительно. В третью стадию на ЭЭГ наблюдается тета-ритм, пробуждение затруднительно. В четвёртую стадию на ЭЭГ наблюдается дельта-ритм, сон глубокий, пробуждение крайне затруднительно. Во время медленного сна происходит восстановление работоспособности.
Быстрый сон.
Следует после 4-й стадии медленного сна, длится 10-15 минут. Активность мозга очень высокая – бета-ритм на ЭЭГ, при этом повышаются метаболизм, температура тела, появляются движения глазных яблок, иногда возможны движения, но, несмотря на такую общую активность, сон всё равно глубокий и пробуждение затруднено, оно обычно происходит по окончание этой фазы и начала следующей. Данная фаза сна сопровождается самыми яркими сновидениями, во время неё происходит обработка информации, полученной за день.
Касательно механизма реализации сна существует множество теорий:
Гуморальная теория.
В мозге вырабатываются такие вещества, как мелатонин, дельта-пептид, аденозин, они соединяются с рецепторами разных отделов ЦНС и изменяют их активность образом, соответствующим сну.
Нейрогенная специфическая теория.
Согласно ей, в мозге существует всего один отдел, запускающий переход мозга в режим сна.
Нейрогенная неспецифическая теория.
Согласно ей, множество отделов мозга ответственны за его переход в режим сна.
Нейрогенная корковая теория.
Согласно ей, сон обусловлен торможением коры больших полушарий.
Нейрогенная подкорковая теория.
Согласно ей, развитие сна связано с ограничением поступающих в кору импульсов от ретикулярной формации.
Вопросы физиологии сна в настоящий момент не изучены до конца, а вы же были ознакомлены с их азами, чтобы получить общее представление.
На этом «Фезо для Волчары» заканчивается, надеюсь, вам всё было понятно и интересно. Удачи на сессии и в будущей практике!