Текст книги "Невропатология"

6.2. Основные типы нейрофизиологических механизмов психической деятельности

Внимание – одна из важнейших психических функций нервной системы, обязательное условие выполнения любой деятельности человека. Оно направленно на объект или на предмет и сосредоточивается на нем, чтобы он становился отчетливым.

Выделяют два типа внимания – непроизвольное (пассивное), возникающее при неожиданных изменениях во внешней среде, и произвольное (активное), направленное на сознательно выбранную цель.

Внимание обладает устойчивостью, умением распределять и переключаться, а также объемом. Объём внимания характеризуется числом распознаваемых одновременно объектов, в среднем это 7–9 единиц.

Устойчивость внимания определяется единицей времени концентрации на объекте и противостояния отвлекаемости. Распределение внимания характеризуется возможностью выполнять одновременно несколько дел. Переключение внимания – это возможность перехода от одной деятельности к другой. Оно должно быть достаточным и проходить в период завершения одной деятельности и перехода к другой, в противном случаи не переключение внимания может выглядеть как излишняя задержка на отработанной деятельности или слишком легкое переключение может мешать правильному выполнению дела.

Внимание обладает избирательностью – это позволяет выделять более важное (задачи, объекты), активировать необходимые функциональные системы для достижения основной цели, при этом игнорировать второстепенные, менее значимые.

Внимание связано с восприятием и проявляется в возможности удерживания его для глубокой и разносторонней обработки информации об объекте при выполнении определенной задачи.

Внимание непроизвольное (пассивное) возникает или включается в работу при появлении внешних стимулов окружающей среды (запахи, яркий свет резкий звук и т. д.). Оно направлено на изучение внешних раздражающих факторов и позволяет организму обороняться и выживать, а также при необходимости удовлетворять свои потребности. Непроизвольное внимание привлекается ко всему новому, неопределенному, загадочному или красивому. Это позволяет человеку познавать окружающий его мир.

При изучении окружающего мира действует произвольное внимание, которое самостоятельно включается при необходимости выполнения задания, обучения или выполнения деятельности для обеспечения своих потребностей.

Произвольное внимание созревает к дошкольному возрасту, формируется социальной и культурной средой. Происходит это под влиянием контакта ребенка со взрослыми. Как психологическое явление произвольное внимание возникает, когда ребенок может ставить перед собой сознательные цели (то есть связывает деятельность не с предметом, а с целью). Это требует усилия воли – поддержания определенной сосредоточености вопреки посторонним воздействиям. Возможность удерживать длительно внимание на каком-то объекте, явлении или ситуации называется бдительностью. По данным физиологов, произвольное внимание в норме окончательно формируются к 12–15 годам.

Внимание характеризуется устойчивостью – возможностью длительного сохранения интенсивности и концентрированности; быстротой переключения – переходом от одной деятельности к другой и распределенностью, характеризуемой успешно выполняемых одновременно двух или более дел. К содержательным характеристикам внимания относится его предметность (направленность на реальный или воображаемый предмет или явление) и ограниченность (конечное число элементов, одномоментно вовлеченое в психический процесс).

Нейрофизиологические механизмы внимания весьма сложные. Структуры головного мозга, участвующие в организации внимания, являются многоуровневыми и расположены на подкорковом уровне, в разных центрах коры больших полушарий головного мозга. Регулирующая структура, позволяющая концентрировать внимание на определенной деятельности или на стимуле, располагается в центре лобной коры в так называемой зоне программирования. Центры, определяющие работу при выполнении деятельности, могут располагаться в коре разных долей полушарий головного мозга в зависимости от выполняемой работы. В работе по обеспечению внимания участвуют подкорковые структуры, такие как ретикулярная формация, пластина четверохолмия, таламус, гипоталамус и другие структуры лимбической системы.

Память – это способность мозга воспринимать, сохранять и при необходимости воспроизводить информацию или приобретенные навыки.

Различают врожденную и приобретенную память как результат обучения, накопления опыта и образования условных рефлексов.

Память может быть детской (эйдетической) и зрелой, в которой различают вербальную, образную и эмоциональную.

Изучение памяти представляет собой сложный процесс. Так М.И. Сеченовым был предложен условно-рефлекторный метод изучения памяти. Более продуктивным методом считается когнитивный (лат. cognition – знание), который рассматривает память как кибернетическую систему.

По длительности хранения информации различают память сенсорную, кратковременную, промежуточную и долгосрочную.

Сенсорная (иконическая) память удерживает информацию доли секунд. Она представляет собой след после возбуждения в сенсорной системе, затем осуществляет первичный анализ и дальнейшую обработку полученной информации. Объемность этого вида памяти составляет до 20 единиц. Некоторая информация остается незакрепленной, а часть ее переходит в кратковременную память.

Кратковременная память удерживает сведения в течение несколько минут. Объем ее составляет примерно от 5 до 9 единиц. Время хранения информации – около 5-15 мин. Какая-то часть информации, находящаяся в кратковременной памяти, не сохраняется, другая из кратковременной переходит в промежуточную память.

Промежуточная память – переход информации из кратковременной памяти в долговременную. Промежуточная память длится несколько часов, затем информация попадает в долговременную память. В этот период происходит биохимическая реакция в нервных клетках. Этот вид памяти недостаточно изучен.

Долговременная память позволяет человеку накапливать информацию, жизненный опыт и навыки. Длительность ее может исчисляться днями, месяцами или сохраняться на протяжении всей жизни при повторении информации. Ее объем практически неограничен. Долговременная память отличается от кратковременной и промежуточной памяти. Механизм ее формирования достаточно сложен и до конца не ясен. Вероятно, он проходит в несколько этапов и во время быстрого сна. Память обеспечивается функционированием многоуровневой системы мозговых структур головного мозга. В нее включены сенсорные зоны коры, в которых хранится информация и ассоциативные связи. Важную роль здесь играют синаптические процессы. Для длительного хранения информации образуются новые синапсы, вырабатываются медиаторы. Разные медиаторы могут по разному влиять на усвоение и хранение информации. Серотонин, например, ускоряет обучение и удлиняет время сохранения наработанных навыков. Предполагается, что в результате непрерывного поступления к нейрону сигнальной информации в протоплазме нейрона усиливается синтез специфических белков-антигенов (гликопротеинов памяти), характерных для данного нейрона (П.П. Ашмарин, 1975).

В процессе перехода информации из кратковременной в долговременную память активное участие принимает гиппокамп. При его поражении у человека нарушается память на текущие события, но долговременная память при этом сохраняется.

Эмоциональная память формируется несколько иначе: в ее формировании принимает участие миндалина, которая обеспечивает быстрое и прочное запечатление эмоционально значимых событий.

Важную роль в формировании долговременной памяти играют нейропептиды (нейробелки), которые вырабатываются в нейронах, расположенных во вторичных полях чувствительной коры головного мозга. Нейроны образуют функциональные группы, поддерживают количество нейропептидов (Г. А. Вартанян, A.A. Пирогов, 1991; А. Мокрушин, М. Самойлов, 1999).

Установлено, что нейробелки в механизмах памяти взаимодействуют в синапсах с медиаторами. Улучшают память эндогенные опиатные пептиды – эндорфины и энкефалины.

Гипотеза о белковом происхождении долговременной памяти подтверждается многими экспериментами (X. Хиден, П.К. Анохин, И.П. Ашмарин и др.).

Считается, что образование следов памяти сопровождается изменением структуры рибонуклеиновой кислоты (РНК) с последующим образованием новых нейробелков. Показано, что РНК участвует в передачи специфического кода, а в качестве хранилища информации выступает дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Молекулярные механизмы памяти являются перспективными в дальнейшем исследовании. Формирование долговременной памяти идет и на системном уровне. Нейроны коры головного мозга при формировании долговременной памяти вырабатывают разные виды нейробелка и образуют «ансамбли» нейрональных и глиальных элементов, объединенных синаптическими механизмами. Образуются так называемые «энграммы» (следы) действующих раздражителей, позволяющие формировать и закреплять память (A.C. Батуев). Энграмма – это ансамбль нейронных и глиальных элементов, объединенных синаптическими механизмами.

Мышление – высшая форма психической деятельности человека. В основе его лежат такие процессы, как анализ информации, синтез, сравнение, обобщение, классификация признаков. Мышление – это процесс познания, накопление опыта, знаний, которые с помощью памяти сохраняются в нейронах коры головного мозга. Результатом его являются понятия и умозаключения. Нейрофизиологические механизмы мышления очень сложны. Так, его физиологической основой является вторая сигнальная система, которая позволяет на высоком уровне сопоставлять не только прошлое и настоящее, но и предстоящее. Мышление подразделяется на предметно-образное (конкретное), абстрактное и словесно-логическое (вербальное).

Предметно-образное мышление – это форма отражения действительности, проявляющаяся в адекватном поведении человека. Физиологическую его основу составляет первая сигнальная система. Абстрактное мышление – отвлеченно-понятийная форма, она развивается на основе второй сигнальной системы. Абстрактное мышление присуще только человеку. Осуществляется этот вид мышления через образование связей между нейронами коры головного мозга. Руководит процессом ассоциативное поле лобной доли. Эта зона связана с подкорковыми структурами, подзаряжающими нейроны коры энергией. При возникновении мыслительного процесса разные зоны коры головного мозга начинают анализировать полученную информацию, сравнивать ее с хранящейся в памяти, затем переходят к этапу принятия решения, происходит процесс синтеза. Мыслительная деятельность осуществляется с участием многих структур мозга – не только зонами его коры, но и подкорковыми структурами. Результатом является умозаключение.

Словесно-логическое (вербальное) мышление появляется после формирования речевой деятельности примерно к 3 годам. Вначале ребенок владеет абстрактным и словесно-логическим (вербальным) мышлением. Постепенно по мере взросления у ребенка начинает преобладать вербальное мышление. Считается, что у взрослого человека вербальное мышление составляет до 70 %. Этот вид мыслительной деятельности происходит на основе второй сигнальной системы и сопровождается внутренней речью.

Нейрофизиологический механизм словесно-логического мышления сложен, он начинается с замысла, обдумывания определенной мысли. Затем наступает период внутренней речи, который осуществляется по механизму речевой деятельности – экспрессивной речи (речи как процесса высказывания). В определенной зоне лобной коры нейроны, связываясь с нейронами в височной коре, подбирают из словарного запаса, слова по смысловому значению и выстраивают фразы внутренней речи. Таким образом проговариваются мысли и образуются понятия и умозаключения.

6.3. Особенности компенсации утраченных функций

Компенсация утраченных функций возникает в организме при нарушениях, вызванных органическими заболеваниями нервной системы.

Компенсаторные процессы – важный тип адаптационных реакций организма на повреждение, выражающихся в том, что органы и не пострадавшие системы берут на себя функцию поврежденных структур путем заместительной гиперфункции или качественно измененной функции.

Компенсаторные процессы могут реализовываться на клеточном, органном, системном и межсистемном уровнях. Их можно разделить на прямые и косвенные, или системные и межсистемные.

Прямая системная компенсация заключается в том, что восстановление утраченной функции происходит внутри системы, за счет структур, входящих в нее. Например, при утрате одного из парных органов – глаза, нагрузку утраченного органа берет на себя парный орган. Зрение у человека будет сохранено. Оставшийся глаз будет вынужден работать с повышенной нагрузкой и компенсировать работу утраченного органа будет полноценно.

Косвенная межсистемная компенсация возникает, если утраченная функция в организме не может быть восстановлена внутри системы, по разным причинам: отсутствие парного органа или поражение обоих парных органов. В этом случае для компенсации утраченной функции организм через свою центральную нервную систему включает компенсаторные механизмы, которые находят пути компенсации за счет других органов и систем. Такая компенсация будет неполноценной, т. к. не сможет полностью восстановить утраченные функции, но сможет приспособить организм к жизни. Компенсации, за счет других систем называется косвенной или межсистемной. Например, при утрате зрения на оба глаза компенсация будет организована за счет других видов чувствительности: слуха, тактильности. Это позволит человеку приспособиться к жизни, но полноценно восстановить утраченную функцию невозможно, т. к. слух или тактильная чувствительность не могут передать ослепшему красоту заката, окраски осеннего леса и т. д.

Все пути компенсации реализуются параллельно, но участие каждого из них на разных этапах развития патологии различно. На начальных этапах она осуществляется за счет внутрисистемных процессов, при значительной патологии подключается межсистемная компенсация.

Отмечается зависимость компенсации утраченных функций от возраста человека. Чем младше человек, тем лучше осуществляется компенсация, это связано с большей пластичностью молодого мозга и с менее выраженной дифференцировкой его нейронов. Такая особенность нейронов раннего детского возраста дает возможность нервным клеткам перестроиться и научиться выполнять не свойственную им функцию. Повреждение головного мозга, особенно его коры, происходящее в раннем возрасте, вызывает последствия обычно менее серьезные, чем при аналогичном нарушении у взрослых.

Значительно сложнее идет компенсация утраченных функций в пожилом возрасте. В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией, предложенной В.В. Фролькисом (1970), при старении происходит не только угасание обмена и функций, но и возникновение важных приспособительных механизмов. Ослабление компенсаторных процессов с возрастом ограничивает способность пожилого человека адаптироваться к изменениям окружающей среды; повышается уязвимость организма, легче развиваются патологические процессы.

Компенсаторные процессы при повреждении нервной системы наиболее совершенны. Важную роль в их развитии при повреждении нервной системы играют два фактора:

– многолинейность и многосторонность анатомических связей между различными отделами нервной системы. При нарушении одного из путей связи функцию нарушенного пути берут на себя другие нервные клетки. Эту способность нервной системы, создающую широкие возможности для компенсации ее повреждений, И.П. Павлов назвал «механическим иммунитетом»;

– пластичность нервных центров под влиянием новой по своему составу афферентной сигнализации, после повреждения происходит как бы переучивание нейронов на выполнение не свойственных им функций: они меняют темп и ритм своей деятельности. В результате меняется и эфферентная сигнализация, благодаря чему нервные центры могут в процессе компенсации принимать на себя новые, не свойственные им ранее функции.

В наибольшей степени пластичность присуща коре больших полушарий головного мозга, которая играет решающую роль в компенсации при значительных повреждениях нервной системы. Исследования Э.А. Асратяна (1938–1956 гг.) с сотрудниками позволили установить, что кора больших полушарий головного мозга играет ведущую роль в компенсации двигательных нарушений.

Роль коры больших полушарий головного мозга в компенсаторных процессах при повреждении нижележащих отделов нервной системы определяется тем, что корковые анализаторы чутко реагируют на всякое изменение взаимоотношений организма с окружающей средой. Вслед за тонким анализом новых афферентаций, которые поступают в кору головного мозга после повреждения, в ней на основе условнорефлекторного синтеза формируются новые, по выражению И.П. Павлова, «функционально-комбинационные центры», обеспечивающие более интенсивное, а нередко и качественно новое использование уцелевших при повреждении эфферентных аппаратов.

Э.А. Асратян выделяет три вида влияния коры больших полушарий головного мозга, способствующие компенсаторной перестройке нижележащих отделов центральной нервной системы:

– нисходящее влияние коры головного мозга, определяющее возбудимость, лабильность, тонус и работоспособность подкорковых центров;

– безусловнорефлекторная деятельность коры, обеспечивающая совершенство осуществления безусловных рефлексов;

– условнорефлекторная деятельность коры головного мозга, ее способность образовывать новые условные рефлексы, с помощью которых достигается наиболее совершенная компенсация.

Значение компенсаторных механизмов в жизни человека играют важную роль, т. к. позволяют организму приспособиться к жизни после различных повреждений.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите виды психической деятельности.

2. Дайте определение памяти, восприятия, мышления.

3. Перечислите виды внимания и его нейрофизиологические механизмы.

4. Перичеслите виды памяти. Охарактеризуйте каждый из них.

5. Какую роль играет речь в формировании мышления?

6. Опишите общий принцип мозговой организации процесса мышления.

7. Охарактеризуйте роль различных структур мозга в мыслительной деятельности.

8. Перечислите виды мышления.

9. Перечислите виды компенсации.

Глава 7
Основные законы деятельности нервной системы

7.1 Основные законы деятельности нервной системы: принципы структурности, детерминизма, анализ и синтез

Деятельность нервной системы является одной из наиболее развивающихся областей изучения мозга. Знание механизмов деятельности нервной системы, а особенно ее центральной части, позволяет понимать закономерности функционирования всех систем организма. Основные положения принципа деятельности центральной нервной системы разрабатывались длительное время. В 60-е годы XIX века русским физиологом И.М. Сеченовым впервые была сделана попытка представить деятельность полушарий головного мозга как рефлекторную, утверждая единство душевных и телесных явлений. При изучении рефлекторной деятельности нервной системы И.М. Сеченов обосновал приспособительный характер изменчивости рефлекса, открыл их торможение (центральное торможение – 1863 г., суммацию возбуждения в центральной нервной системе – 1868 г.). Большой вклад в изучение физиологии центральной нервной системы был внесен И.П. Павловым. Он продолжил изучение рефлекторной деятельности нервной системы, открыл условные рефлексы и использовал их как объективный метод изучения высшей нервной деятельности. П.П. Павловым было сформировано три принципа рефлекторной теории: структурности, детерминизма и единства процессов анализа и синтеза.

Принцип структурности основан на том, что любая рефлекторная реакция осуществлялась с помощью разных структур нервной системы. Чем больше ее структур участвуют в образовании рефлекторной дуги, тем более она совершенна.

Все процессы, происходящие в головном мозгу, состоят из рефлекторных связей различных структур.

Принцип детерминизма состоит в том, что любая рефлекторная реакция вызвана какой-то причиной. Любое действие организма осуществляется при помощи нервной системы в ответ на раздражение из внешнего мира или внутренней среды организма. Целесообразность реакции определяется специфичностью раздражителя, чувствительностью организма к ним.

Принцип единства процессов анализа и синтеза основан на том, что работа всей нервной системы осуществляется через рефлексы. Любая рефлекторная дуга состоит из аффекторной и эффекторной частей. По аффекторной части в центр, расположенный в коре головного мозга, поступает информация, которая в коре головного мозга подвергается анализу. На основе этого анализа в других центрах головного мозга формируется целостная ответная реакция, т. е. синтез. В головном мозгу постоянно во время бодрствования происходит анализ и синтез поступающих раздражений от внешнего мира и от внутренней среды организма. В результате мозг извлекает из внешней среды полезную информацию, перерабатывает, фиксирует ее в памяти и формирует ответные действия в соответствии с обстоятельствами и потребностями.