Глава девятая
9. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ МЫСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Изучение мыслительной деятельности в психофизиологии имеет свою специфику. В теоретическом плане проблема физиологических основ мыслительной деятельности мало разработана. До сих пор не существует широко принятых концепций (как это имеет место приме-нительно к восприятию, памяти), которые объясняли бы, каким обра-зом ЦНС обеспечивает процесс мышления. В то же время имеется не-мало эмпирических исследований, которые посвящены изучению этой проблемы. Они образуют два относительно независимых подхода.
В основе первого лежит регистрация физиологических показате-лей в ходе умственной деятельности. Фактически он направлен на выявление динамики физиологических показателей в процессе реше-ния задач разного типа. Варьируя содержание заданий и анализируя сопутствующие изменения физиологических показателей, исследовате-ли получают физиологические корреляты выполняемой деятельности. На этой основе делаются выводы относительно особенностей физиоло-гического обеспечения решения задач разного типа.
Второй подход исходит из того, что присущие человеку способы познавательной деятельности находят закономерное отражение в фи-зиологических показателях, в результате те приобретают устойчи-вые индивидуальные особенности. По этой логике главное - найти те показатели, которые статистически достоверно связаны с успешнос-тью познавательной деятельности, например, коэффициентом интел-лекта, причем физиологические показатели в этом случае получают независимо от психометрических.
Первый подход позволяет изучать процессуальную сторону, т.е. проследить, каким образом перестраивается физиологическая актив-ность по ходу решения задачи, и как результат отражается в дина-мике этой активности. Моделирование умственных задач позволяет выделять новые варианты изменения физиологических показателей и делать обобщения относительно соответствующих физиологических ме-ханизмов. Сложность заключается в том, чтобы, во-первых, разрабо-тать информативные модели мыслительной деятельности (задания), и, во-вторых, подобрать адекватные методы и показатели, позволяющие в полном объеме охарактеризовать деятельность физиологических систем - потенциальных “кандидатов” на участие в обеспечении про-цесса решения задачи. При этом, строго говоря, выводы распростра-няются только на тот класс мыслительных задач, которые являются предметом изучения. Очевидно, что моделирование не может охва-тить все сферы мыслительной деятельности человека, и в этом зак-лючается ограниченность первого подхода.
При втором походе такого ограничения нет, поскольку во главу угла ставится сопоставление индивидуально-специфических устойчи-вых физиологических и психологических показателей. Предполагает-ся, что индивидуальный опыт мыслительной деятельности отражается в тех и других. Однако эта логика не позволяет исследовать психо-физиологию процесса решения задач, хотя по результатам сопостав-ления и выдвигаются некоторые предположения относительно того, что способствует его успешной организации.
9.1. Электрофизиологические корреляты мышления
В подавляющем большинстве случае основными в этих исследова-ниях служат показатели работы головного мозга в диапазоне от ней-ронной активности до суммарной биоэлектрической. Дополнительно в качестве контроля используют регистрацию миограммы, электричес-кой активности кожи и глазных движений (см.главу 2). При выборе мыслительных задач нередко опираются на эмпирическое правило: за-дания должны быть адресованы топографически разнесенным областям мозга, в первую очередь, коры больших полушарий. Типичным приме-ром служит сочетание задач вербально-логических и зрительно-прос-транственных.
9.1.1. Нейронные корреляты мышления
Исследованиям нейронных коррелятов мышления придается в нас-тоящее время особое значение. Причина в том, что среди разных электрофизиологических явлений импульсная активность нейронов наиболее сопоставима с процессами мышления по своим временным па-раметрам.
Предполагается, что должно существовать соответствие между временем переработки информации в мозге и временем реализации мыслительных процессов. Если, например, принятие решения зани-мает 100 мс, то и соответствующие электрофизиологические процес-сы ему должны иметь временные параметры в пределах 100 мс. По этому признаку наиболее подходящим объектом изучения является им-пульсная активность нейронов. Длительность импульса (потенциала действия) нейрона равна 1 мс, а межимпульсные интервалы состав-ляют 30-60мс. Количество нейронов в мозге оценивается числом де-сять в десятой степени, а число связей, возникающих между нейро-нами, практически бесконечно. Таким образом за счет временных па-раметров функционирования и множественности связей нейроны обла-дают потенциально неограниченными возможностями к функционально-му объединению в целях обеспечения мыслительной деятельности. Принято считать, что сложные функции мозга и, в первую очередь, мышление обеспечивается системами функционально объединенных ней-ронов.
НЕЙРОННЫЕ КОДЫ. Проблема кодов, т.е. “языка”, который ис-пользует мозг человека на разных этапах решения задач, является первоочередной. Фактически эта проблема определения предмета ис-следования: как только станет ясно, в каких формах физиологичес-кой активности нейронов отражается (кодируется) мыслительная дея-тельность человека, можно будет вплотную подойти к пониманию ее нейрофизиологических механизмов.
До недавних пор основным носителем информации в мозге счита-лась средняя частота последовательности импульсов, т.е. средняя частота импульсной активности нейрона за короткий промежуток вре-мени, сопоставимый с реализацией того или иного умственного дей-ствия. Мозг сравнивали с информационно-управляющим устройством, языком которого является частота. Однако есть основания полагать, что это не единственный вид кода, и возможно существуют и дру-гие, учитывающие не только временные факторы, но пространствен-ные, обусловленные взаимодействием нейрональных групп, располо-женных в топографически разнесенных отделах мозга.
Весомый вклад в решение этой фундаментальной проблемы внесли исследования Н.П. Бехтеревой и ее сотрудников.
НЕЙРОННЫЕ КОРРЕЛЯТЫ МЫСЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ. Изучение им-пульсной активности нейронов глубоких структур и отдельных зон коры мозга человека в процессе мыслительной деятельности проводи-лось при помощи метода хронически вживленных электродов. Первые данные, свидетельствующие о наличии закономерных перестроек час-тотных характеристик импульсной активности (паттернов) нейронов были получены при восприятии, запоминании и воспроизведении от-дельных вербальных стимулов.
Дальнейшие исследования в этом направлении позволили выявить специфические особенности процессов ассоциативно-логической обра-ботки человеком вербальной информации вплоть до различных смысло-вых оттенков понятий. В частности было установлено, что смысло-вая значимость стимула может кодироваться частотой разряда нейро-нов, т.е. паттерны текущей частоты активности нейронов некоторых структур мозга способны отражать общие смысловые характеристики слов.
Оказалось также, что паттерн текущей частоты разрядов фун-кционально объединенной группы нейронов можно рассматривать как структуру или последовательность, включающую несколько компонен-тов. Эти компоненты, представленные всплесками (или падениями) частоты разрядов, возникают на определенных стадиях решения зада-чи и, по-видимому, отражают включение или переключение работы нейронов на новый этап решения задачи.
Таким образом при изучении динамики импульсной активности нейронов в определенных областях головного мозга были выявлены устойчивые пространственно-временные картины (паттерны) этой ак-тивности, связанные с конкретным видом мыслительной деятельности человека. После выделения таких паттернов можно достаточно точно определять, где и когда в мозге человека будут развиваться опре-деленные изменения активности нейронных объединений в процессе решения задач определенного типа. При этом закономерности форми-рования паттернов импульсной активности нейронов по ходу выполне-ния испытуемым различных психологических тестов иногда позволяли предсказывать результат выполнения конкретной ассоциативно-логи-ческой операции.