Глава 4. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ

Восприятие, или перцепция, представляет собой совокупность процессов, посредством которых формируется идеальная модель (субъективный образ) объективно существующей реальной действительности.

Этот комплекс представлен следующими процессами: 1) количественная трансформация сигнала вспомогательными структурами; 2) рецепция; 3) кодирование информации о свойствах (параметрах) раздражителя; 4) передача этой информации по структурам анализатора с параллельной аналитико-синтетической обработкой; 5) развитие ощущения; 6) формирование образа и 7) опознание образа.

Вспомогательные структуры представляют собой такие анатомические образования, которые, во-первых, отфильтровывают виды энергии, не являющейся адекватной для соответствующего рецептора, и, во-вторых, проводят некоторые количественные преобразования (усиление, ослабление) воздействующего сигнала.

Рецепция (от лат. recipio – брать, принимать) заключается в трансформации специфической энергии адекватного раздражителя в неспецифический процесс нервного возбуждения. Понятие «адекватный» в данном случае обозначает модальность, вид энергии, для восприятия которой эволюционно приспособлен конкретный рецептор.

По модальности энергии адекватного раздражителя различают фоторецепторы (зрительный анализатор) – осуществляют восприятие световой энергии; механорецепторы (слуховой, вестибулярный, кожный, двигательный анализаторы, имеются они также и в интероцептивном анализаторе) – восприятие механической энергии (давление, движение, деформация, растяжение и т. д.); хеморецепторы (вкусовой, обонятельный, интероцептивный) – реагируют на химический состав растворимых или летучих веществ; терморецепторы (кожа, некоторые внутренние органы) – являются абсолютными датчиками температуры.

Кодирование информации о свойствах (параметрах) раздражителя предполагает первоначальное разделение комплекса параметров, которых достаточно много даже у самых простых предметов и явлений внешнего мира, на элементарные, т. е. характеризующиеся очень узким участком из всего диапазона модальности раздражителя, информация о котором передается по принципу «меченой линии», т. е. по цепочке нейронов от рецептора до первичной проекционной зоны коры. В пределах такой «меченой линии» кодируется и передается информация о модальности, интенсивности, дискретности и длительности воспринимаемого параметра. Информация о модальности обеспечивается очень высокой степенью рецептивной специализации этой нервной цепочки. Кодирование информации об интенсивности начинается с логарифмического преобразования сигнала на уровне рецептора. Это достигается тем, что амплитуда рецепторного потенциала пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя, что, естественно, очень значительно увеличивает диапазон воспринимаемых интенсивностей.

Ощущение представляет собой субъективный эквивалент элементарного раздражителя. Например, длина волны электромагнитного излучения – ощущение цвета, частота колебаний давления воздуха – ощущение звукового тона и т. д. С такой точки зрения, количество ощущений – трудноперечислимое множество.

Формирование образа. По своей сути, этот процесс представляет слияние (конвергенцию) во вторичной проекционной зоне коры больших полушарий информации обо всех элементарных признаках воспринимаемого предмета или явления. Это, конечно, не означает, что в данной структуре формируется в прямом смысле изображение объекта, хотя в некоторых случаях (например, при зрительном или тактильном восприятии) такая ситуация может иметь место. Если у человека нарушены последующие процессы перцепции (при поражениях некоторых структур головного мозга), то такой больной может называть отдельные элементы, детали объекта и даже все их перечислить, но опознать и назвать предмет в целом он не может. Нейрофизиологической основой формирования образа является широкая гетеромодальность ассоциативных ядер зрительного бугра и еще более широкая – вторичных проекционных зон. Сигналы от различных «меченых линий» по нервным ответвлениям стекаются в указанные структуры и формируют таким образом целостный образ.

Опознание образа – завершающий этап восприятия, который заключается в отнесении этого образа к известному конкретному человеку кругу предметов и явлений. Критериями опознания являются способность вербализовать этот образ (обозначить словом) или адекватное на него реагирование в поведенческих актах.

Опознание образов по своим нейрофизиологическим механизмам – явление чрезвычайно сложное. В настоящее время можно говорить только о части из них.

Во-первых, обнаружены так называемые врожденные детекторы признаков, которые обладают избирательной чувствительностью к какому-то сугубо определенному признаку, и ни на что другое они не реагируют. По всей видимости, таких детекторов признаков очень ограниченное количество, они не способны обеспечить опознание образа в целом, но и без них оно невозможно, потому что речь идет о немногих, но ключевых признаках.

Во-вторых, показано формирование в процессе индивидуальной жизнедеятельности приобретенных детекторов различной степени сложности, т. е. их специфическое реагирование охватывает весьма широкий диапазон от отдельных признаков до целостных образов. Формирование таких детекторов обозначают как сенсорное обучение, следовательно, оно самым тесным образом связано с мнестическими процессами. Если в памяти или представлениях человека не хранится информация о каком-либо образе, то и опознание его оказывается невозможным.

В-третьих, в процессе опознания немаловажную роль играет творческий мыслительный процесс, порой «добавляя» недостающие признаки или оценивая вероятность существования того или иного образа.

Нередко в кругу вопросов, связанных с перцепцией, рассматривают и проблему боли. Однако следует заметить, что это явление более сложного уровня. В настоящее время принято считать, что боль представляет собой специфическое комплексное психофизиологическое состояние, содержащее сенсорный, психоэмоциональный и рефлекторный компоненты. И только сенсорный компонент в известной степени связан с восприятием, хотя в соответствии с классификацией анализаторов или сенсорных систем такого специфического анализатора нет.

Каждый человек в условиях повседневной жизнедеятельности имеет возможность наблюдать изменения уровня своей активности, бодрствования. При этом всем хорошо известна периодика таких состояний: цикл бодрствование – сон, но изменения уровня бодрствования могут быть обусловлены не только суточной (циркадианной) динамикой, но и другими причинами, в том числе и патологическими.

Среди физиологических механизмов, определяющих уровень бодрствования, решающая роль принадлежит влияниям ретикулярной формации (РФ) стволовой части мозга, которая простирается от верхних шейных сегментов до промежуточного мозга.

В значительной степени с функционированием ретикулярной формации связано и такое специфическое состояние, каковым является сон. Для человека сон является абсолютной жизненной необходимостью. Через 60–80 ч бодрствования у человека возникает непреодолимое желание заснуть, и только интенсивные болевые раздражители могут продлить бодрствование, но при этом уже развиваются существенные нарушения психических функций, которые лишают самоконтроля и самосознания. Естественная продолжительность сна у здорового человека молодого и среднего возраста подвержена индивидуальным колебаниям, составляя в среднем около 8 ч, однако описаны многочисленные примеры резких отклонений в ту или другую сторону. У детей продолжительность сна больше, у пожилых людей он становится полифазным.

Состояние сна можно разделить на три функциональных вида. Во-первых, засыпание, или дремота; она характеризуется своеобразным реагированием на раздражители, что позволяет относить сон к измененным состояниям сознания, о которых речь пойдет ниже. Во-вторых, медленный сон – это сон легкий, средней глубины и глубокий (так его называют потому, что на ЭЭГ превалируют медленные волны). Эти стадии сна характеризуются снижением мышечного тонуса, уровня активности, деятельности внутренних органов. В-третьих, парадоксальный, или быстрый, сон. На ЭЭГ – быстрые волны, десинхронизация. Очень специфический признак – появление нистагмоидных движений глаз, отсюда название БДГ-сон, или REM-сон^[17], эрекция полового члена, сновидения, движения в связи с сюжетом сновидений, активация вегетативных функций.

Хотя совершенно однозначным является мнение, что сон представляет абсолютную жизненную необходимость, вместе с тем весьма разноречивы представления о его конкретной физиологической значимости. Прежде всего следует отметить, что сон – не пассивное состояние мозга, а видоизмененная его деятельность. Во время сна кровоснабжение и энергетика головного мозга не уменьшаются. Принято считать, что медленный сон, эволюционно более древний, весьма существен для отдыха и восстановления соматических функций, а быстрый сон – эволюционно более молодой. Эту стадию сна связывают с восстановлением мозгового метаболизма, переработкой информации, полученной в период бодрствования, закреплением ее в долговременной памяти, стимуляцией нервного роста и развития. Лишение человека парадоксального сна неблагоприятно отражается на его психическом состоянии.

Внимание характеризуется определенными четкими физиологическими сдвигами в организме человека. Происходит изменение сердечной деятельности и дыхания, отмечаются сосудистые реакции, кожно-гальваническая реакция. На электроэнцефалограмме наблюдается депрессия альфа-ритма, появление так называемой «волны ожидания». Все эти явления носят генерализованный характер. Объективным индикатором интенсивности внимания может служить амплитуда вызванных потенциалов. При отвлечении внимания амплитуда снижается, а привлечение внимания к сигналу вызывает возрастание амплитуды, особенно поздних компонентов.

При поражении лобных долей головного мозга происходит нарушение сложных, вызываемых с помощью речи форм активации, составляющих психофизиологическую основу произвольного внимания. Этот отдел мозга и особенно его медиально-базальные отделы являются корковым аппаратом, регулирующим состояние активности. Они играют решающую роль в обеспечении одного из важнейших условий сознательной деятельности человека – создания необходимого тонуса коры, модифицируют состояние бодрствования в соответствии с задачами, которые ставятся перед индивидуумом.

Образования древней коры, лимбической области (гиппокамп, миндалины) и связанные с ним структуры хвостатого ядра обладают нейронами, производящими как бы сличение старых и новых раздражителей и обеспечивающими реакцию на новые сигналы с угасанием реакций на старые. Поэтому гиппокамп, обеспечивающий торможение посторонних раздражителей и привыкание к длительно повторяющимся, считают основным фильтрующим аппаратом, который необходим для избирательных реакций на специфические раздражители, входящих в систему врожденных ориентировочных рефлексов и инстинктивного поведения. Таким образом, внимание – не только индикатор уровня бодрствования, но и отражение аналитико-синтетических процессов интегративной деятельности головного мозга человека.

Одним из биологических аспектов психики является выработка новых форм реагирования на воздействия, семантическая значимость которых меняется или с которыми человек вообще раньше не сталкивался. Эту способность принято обозначать как научение, которое можно определить как совокупность процессов, обеспечивающих выработку и закрепление форм реагирования, адекватных физиологическим, биологическим и социальным потребностям. Следует иметь в виду, что это термин комплексный, объединяющий два понятия: обучение, где присутствуют обучающий и формы обучения, а также учение – обучаемый и условия обучения. С точки зрения психофизиологии, т. е. процессов и механизмов, обеспечивающих научение, это также явление комплексное, включающее потребность к научению, т. е. мотивационно-эмоциональную сферу; внимание как непроизвольное, так и произвольное; восприятие; память; мышление; соотношение сознательного и бессознательного; автоматизацию навыков и некоторые другие.

Принято различать три группы способов (механизмов) научения по степени участия в них организма как целого: 1) реактивное поведение; 2) оперантное поведение (или научение в результате оперантного обусловливания) и 3) когнитивное научение.

Реактивное поведение проявляется в том, что организм реагирует пассивно, но при этом трансформируются нейронные цепи и формируются новые следы памяти. Среди разновидностей реактивного поведения различают: а) привыкание; б) сенсибилизацию; в) импринтинг и г) условные рефлексы. Привыкание (или габитуация) заключается в том, что организм в результате изменений на уровне рецепторов или ретикулярной формации «научается» игнорировать какой-то повторный или постоянно действующий раздражитель, «убедившись», что он не имеет особого значения для той деятельности, которая в данный момент осуществляется. Сенсибилизация представляет собой процесс противоположный. Повторение стимула ведет к более сильной активации организма, который становится все более и более чувствительным к данному стимулу. Импринтинг (запечатление) – наследственно запрограммированное и необратимое формирование определенной специфической формы реагирования, например привязанность новорожденных животных к первому движущемуся объекту, который попадет в его поле зрения в первые часы жизни. Условные рефлексы, или классическое обусловливание, ассоциативное обусловливание, по И. П. Павлову, – основной механизм индивидуального приспособления организма.

Артифициальные стабильные функциональные связи (АСФС) представляют собой закрепление в долговременной памяти связи между фармакологическим и физическим (фотостимуляция) эффектами после одноразового их сочетания.

Оперантное поведение, или научение в результате оперантного обусловливания, представляет собой закрепление тех действий, последствия которых для организма желательны, и отказ от действий, приводящих к нежелательным последствиям. Различают три разновидности этого типа научения: а) метод проб и ошибок; б) формирование автоматизированных реакций и в) подражание. Научение методом проб и ошибок заключается в том, что, перебирая способы достижения цели (преодоления препятствий), человек отказывается от неэффективных и в конце концов находит решение задачи. Формирование автоматизированных реакций – это создание очень сложных поведенческих реакций поэтапно. Каждый этап при этом подкрепляется (положительное и отрицательное подкрепление, угасание, дифференцировка, генерализация). На этой основе была выдвинута концепция программированного обучения, первоначальное увлечение которой сменилось разочарованием ввиду низкой эффективности этого метода обучения. Подражание представляет собой научение путем наблюдения и воспроизведения действий модели, причем их значение не всегда понимается. Оно свойственно в основном приматам. Различают две формы подражания: чистое подражание и викарное научение, т. е. научение с пониманием.

Когнитивное научение в эволюционном отношении наиболее поздний и наиболее эффективный тип научения. В полном объеме такое научение присуще только людям, хотя какие-то его эволюционные предшественники или отдельные элементы мы можем выделить и у высших животных. Различают следующие формы когнитивного научения: а) латентное научение; б) обучение сложным психомоторным навыкам; в) инсайт и г) научение путем рассуждений. Латентное научение – аналитическая обработка поступающей информации, а также уже имеющейся (хранящейся) в памяти и на этой основе выбор адекватной реакции.