Взаимосвязь психики и мозга человека. 2

Взаимосвязь психики и мозга человека

введение

В IV в. до н. э. Алкмеон Кротонский сформулировал идею о том, что психические явления тесно связаны с работой мозга. Эту идею поддерживали многие античные ученые, например Гиппократ. Идея взаимосвязи мозга и психики развивалась на протяжении всей истории накопления психологических знаний, в результате чего появлялись все новые и новые ее варианты.

В начале XX в. из двух разных областей знаний – психологии и физиологии – сформировались две новые науки: физиология высшей нервной деятельности и психофизиология. Физиология высшей нервной деятельности изучает органические процессы, происходящие в головном мозге и вызывающие различные телесные реакции. Психофизиология, в свою очередь, исследует анатомо-физиологические основы психики.

Все воздействующие на человека объекты и условия  деятельности, вне зависимости от их значимости, воспринимаются человеком  в виде образа. Этот образ соотносится  с информацией, хранящейся в памяти, и мотивационными установками человека. Причем процесс сопоставления осуществляется, скорее всего, через сознание, что  приводит к возникновению решения  и плана поведения.

1.Основой  функционирования психики является  деятельность центральной нервной  системы. Было установлено, что  вся нервная система состоит  из самостоятельных единиц - нейронов, то есть нервных клеток с  отростками. Нейрон выполняет целый  ряд важнейших функций, в число  которых входят: воспринимающая, интегративная, мнестическая, проводниковая, передающая. Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга. Головной мозг состоит из мозгового ствола, мозжечка и двух полушарий, куда входят кора, подкорковые структуры.

Кора головного  мозга - самое позднее в эволюционном и высшее в функциональном отношении  образование нервной системы. Кора покрывает мозг со всех сторон, она имеет множество борозд и извилин, что позволяет ей занимать большую поверхность. На срезе она своим серым цветом отличается от белого вещества мозга, состоящего из нервных волокон. Серый цвет коре придают образующие ее нервные клетки. Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, височной, теменной и затылочной.

Кора осуществляет анализ и синтез сигналов, поступающих  из внешнего мира и внутренней среды  организма. В коре имеются проекционные и ассоциативные зоны. Проекционные зоны связаны с нейронами подкорковых  центров. Ассоциативные зоны не имеют  непосредственной связи с подкорковыми центрами, но связаны двусторонней временной связью с проекционными  центрами. Именно они играют важную роль в осуществлении высшей нервной  деятельности.

Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга, в котором  различают серое вещество, являющееся скоплением нервных клеток, и белое  вещество, представляющее собой пучки  нервных воло­кон, соединяющее одни клетки их группы с другими.

Головной  мозг человека устроен ассиметрично. Левое по-лушарие управляет правой частью тела человека, а правое – левой. У подавляющего большинства людей (у правшей) левое по-лушарие выполняет функции анализа, синтеза, сравнения, уста-новления взаимосвязей между предметами и явлениями, отдель-ными сторонами объективной действительности. Его деятельность связана, прежде всего, с работой второй сигнальной системы, речи человека, слова, понятийного, категориального аппарата человека. Это рациональное, логическое, мыслительное полушарие.

В спинном  мозгу серое вещество расположено  в глубине мозга и име­ет в разрезе форму, напоминающую бабочку. В задних «рогах» спинного мозга расположены клетки, получающие импульсы с периферии и передающие их в передние «рога» или кверху в головной мозг. Передние «рога» состоят из двигательных клеток, получающих импульсы из зад­них «рогов» или из вышележащих центров и передающих их на периферию. Серое вещество спинного мозга окружено белым веществом, или так называемыми столбами: передними, боковыми и задними, состоящими из пучков проводящих нервных волокон. По передним столбам нервное возбуждение идет от центра к периферии; по задним — от периферии к центру. В частности, если человеку, даже спящему, уколоть руку, он ее отдернет. Ход нервного импульса при этом будет от рецептора по афферентному нерву в спинной мозг, передача его — из задних «рогов» в передние и по афферентному нерву в мышцу. Мышца со спинным мозгом связана не только эфферентными, но и афферентными нерв­ными волокнами, по которым идет сигнал о сокращении или, напротив, расслаблении мышц.

Низшие, стволовые  отделы головного мозга — продолговатый  и сред­ний мозг — по своему строению и функции близки к спинному мозгу и являются центральным аппаратом, осуществляющим ряд сложнейших и жизненно важных рефлексов. Так, в продолговатом мозгу замыкаются дуги сосательного рефлекса, имеющегося у человека с первого дня рождения, слюноотделительного рефлекса, проявляющегося при раз­дражении пищей полости рта, чихательного — при раздражении слизис­той оболочки носа, кашлевого — гортани и слезоотделительного — гла­за. В среднем мозгу замыкаются рефлексы сужения зрачка в ответ на освещение глаза. Эти рефлексы имеют биологически целесообразное значение и называются защитными.

Выше и  в стороны от среднего мозга лежат  скопления нервных клеток, получившие название подкорковых узлов больших  полушарий головного мозга. Они  осуществляют координацию импульсов, идущих от всех органов чувств, и  играют весьма большую роль в возникновении  простейших эмоций. Подкорковые узлы обеспечивают координацию сложных  двигательных актов. Так, например, голубь, у которого со­хранены подкорковые узлы, но удалены вышележащие участки головно­го мозга, может летать, выполняя в полете сложные эволюции.

Следует отметить, однако, что у здорового бодрствующего  человека в случаях описанных  выше спинномозговых рефлексов нервный  им­пульс не локализуется только в  спинном мозгу, а поднимается в голов­ной мозг. Поэтому человек, уколов свою руку, не только непроизвольно ее отдернет, но и ощутит укол, эмоционально оценит его: рассердится или рассмеется и т. д. Это относится и к рефлексам, замыкающимся на более высоком уровне. Все они имеют свое, как принято говорить, корковое представительство, то есть определенные участки коры голов­ного мозга, связанные с теми нижележащими центрами, в которых замыкаются рефлексы.

У клеток коры головного мозга есть особенность, очень важная для психической  деятельности и отличающая их от всех других клеток организма. Все другие клетки человеческого организма  в процессе жиз­ни размножаются и отмирают. Отчетливее всего это заметно в поверх­ностном слое кожи, клетки которого живут только несколько дней; клетки крови живут около месяца. Клетки же коры мозга в раннем детском возрасте перестают размножаться и только в старческом возрас­те начинают отмирать. На месте ранения мозга новые клетки не восста­навливаются. Зато ни одним клеткам человеческого организма не свой­ственна такая взаимозаменяемость, как клеткам коры головного мозга.

Люди с  более развитым и определяющим своеобразие  их психической жизни левым полушарием головного мозга по срав-нению с правым (мыслительный тип) успешнее осуществляют деятельность, связанную с наукой, конструированием технических устройств, деятельностью в области политики, военно-оперативного искусства, юриспруденции, руководства. Они вро-жденные материалисты и атеисты, у таких людей абстрактно-логическое мышление преобладает над чувственным пониманием жизни.

Люди, у которых  более развито и играет ведущую  роль в жизнедеятельности правое полушарие (художественный тип) бо-лее успешной является деятельность в области различных ис-кусств. Они опираются на чувства. О человеке судят по делам, а не по красивым словам. Восприятие мира изначально строится на эмоциональном уровне, в его системном и целостном виде, а уж потом оно осмысливается. «Правополушарные» люди более под-вержены сомнениям, колебаниям, мукам совести, этическим пе-реживаниям. У них богатая интуиция и способность на неосозна-ваемом уровне чувствовать проявляющийся дискомфорт среды. Правополушарные дети плохо учатся, труднее поддаются про-граммированию, принятию социальных норм, правил. «Левопо-лушарные» - легко подчиняются дисциплине, быстро усваивают правила поведения.

Большинство людей имеют смешанный тип  высшей нервной деятельности: у них  функционально деятельность обоих  по-лушарий находится в своеобразном равновесном состоянии. При этом в разных ситуациях доминирующую роль может играть лю-бое из полушарий.

2.Важным  является вопрос о функциональной  локализации в коре больших  полушарий. В настоящее время известны такие проекционные центры, как центры общей чувствительности, кинестетической чувствительности, слуховой, зрительной, вкусовой, обонятельной, вестибулярной чувствительности и др. К ассоциативным центрам относятся акустический центр речи, двигательный центр речи, центр зрительного анализа письменной речи, двигательный центр письменной речи и др. Проблему локализации нельзя понимать слишком упрощенно, будто найденные области сами по себе ответственны за то или иное психическое явление, сами, без участия других отделов ЦНС, выполняют эту функцию.

В коре головного  мозга выделяют:

- лобные  доли, поля головного мозга. В  них находятся дви-гательные центры, речевой центр, осуществляется аналитическая деятельность мозга, моторика речи;

- височные  доли, поля головного мозга. Здесь  находятся цен-тры слуха, вкуса, обоняния, понимания речи. В понимании речи принимают участие и лобные доли. В этой же части головного мозга, в его медиальной (внутренней) поверхности находятся центры радости, горя, удовольствия, страха, безопасности, сексу-ального влечения;

- теменные  поля обоих полушарий отвечают  за боль, тепло, холод, острое, тактильное. Здесь же находится  центр музыкаль-ного понимания;

- затылочные  поля, доли осуществляют анализ  зрительной информации (свет, цвет).

Нервная система  человека функционирует как единое целое. Это относится и к ее ведущему элементу – головному мозгу.

Основным  механизмом высшей нервной деятельности, ко-торый обеспечивает правильную реакцию и установление равно-весия между организмом и средой, является рефлекс как ответная деятельность организма или органа на воздействие внешней или внутренней среды при участии центральной нервной системы. Рефлексы делятся на условные и безусловные. Безусловные реф-лексы природообусловлены и действуют постоянно, обеспечивают ритм дыхания и сердцебиения, терморегуляцию тела, сужение и расширение зрачка глаза, кровенаполнение сосудов. Условные рефлексы формируются как ответ на те или иные особенности жизнедеятельности человека, обеспечивающие его приспособле-ние к изменяющейся среде. Условные рефлексы – это физиологи-ческая основа знаний человека.

Наиболее  развитая часть головного мозга  — его большие полушария. Большие полушария — парное образование, состоящее из правой и левой половин, соединенных между собой так называемым мозолистым телом. Снаружи большие полушария покрыты тонким слоем серого мозгового вещества толщиной 3—4 мм. Этот слой серого вещества называется корой больших полушарий. Остальная часть полушарий представляет собой белое мозговое вещество и состоит из нервных волокон, которые соединяют отдельные участки полушарий (ассоциативные волокна) и одно полушарие с другим (спаечные волокна)

В коре насчитывается  около 15 миллиардов нейронов (т. е. в 4 раза больше, чем людей на Земле) различного размера, формы и строения. Они  очень плотно и экономно «упакованы» (в 1 мм3 — 30000 нейронов) и составляют 6 слоев, различающихся по своим функциям. Благодаря своим отросткам и  синапсам клетки коры вступают в многочисленные контакты друг с другом. Число подобных связей в коре выражается астрономическими числами, если учесть, что клеток 15 миллиардов, а число контактов одной клетки и ее отростков с другими клетками и их отростками может доходить до 6000. Поэтому кора представляет собой единое, слаженно действующее целое. Нервные клетки коры не могут делиться, т. е. размножаться. У новорожденного ребенка то же количество нервных клеток, что и у взрослого. Развитие идет по пути усложнения строения клеток и увеличения количества контактов между ними.

Кора —  непосредственная материальная основа психических процессов у животных, мышления и сознания у человека. В процессе эволюционного развития кора впервые появляется у пресмыкающихся и птиц, а интенсивно развиваться  начинает лишь у млекопитающих. У  высших животных — человекообразных обезьян — кора уже значительно  развита. Но лишь у человека кора головного  мозга достигает наивысшей степени  совершенства — в ней гораздо  больше клеток (в коре человекообразных обезьян от 2 до 5 миллиардов нервных  клеток), они значительно сложнее  устроены, неизмеримо больше и количество связей между ними.

Эволюция  коры идет по пути увеличения ее поверхности. У высших животных и особенно у человека это достигается за счет возрастания количества и глубины борозд — при одном и том же объеме большая поверхность достигается при складчатом ее строении. Поэтому, как это видно на рис. 5 или 6, поверхность больших полушарий не гладкая, а имеет складчатый вид, изрезана большим количеством борозд и извилин, наличие которых значительно увеличивает площадь коры. 

В коре обоих  полушарий головного мозга различают  четыре части: лобную, затылочную, теменную и височную (рис. 5). Лобные доли —  высшие отделы человеческого мозга. Они последними появились в процессе эволюции и достигают своего полного  развития лишь у человека. У человека они занимают 29 процентов поверхности  коры, в то время как у человекообразной обезьяны -16, у собаки — 7, у кошки  — 3 процента. Лобные доли , играют важнейшую роль в организации целенаправленной деятельности, подчинении ее стойким намерениям, побудительным причинам (мотивам). При поражении лобных долей целенаправленное осмысленное поведение становится невозможным, любое случайное отвлекающее обстоятельство побуждает к неоправданному поведению. Такой больной не может сосредоточиться на цели, он ведет себя как автомат: увидел лестницу — идет по ней, увидел проходящего мимо человека — непроизвольно пошел за ним, увидел звонок — позвонил; он может зайти, как в дверь, в открытые дверцы шкафа, а потом долго беспомощно стоять там. Он не может решить простейшей арифметической задачи, хотя примеры на сложение и вычитание решает, не может активно писать при сохранности техники письма и т. д.

Остальные доли ведают приемом, переработкой и хранением  информации, поступающей от органов  чувств (рис. 6). В затылочной доле находятся центры зрения, в височной — центры слуха и обоняния, в теменной — центры кожных ощущений (тепла, холода, давления).

Область передней центральной извилины — моторная (или двигательная) область коры, причем верхняя ее часть управляет  движением ног, середина — движениями рук, нижняя — движениями лица. Клетки премоторной зоны, лежащие перед передней центральной извилиной, обеспечивают объединение отдельных движений в плавный поток. При поражении клеток этой зоны движения теряют плавность, производятся рывками и толчками. При поражении более глубоких слоев этой зоны человек оказывается не в состоянии прекратить раз начавшееся монотонное движение и продолжает его, часто вплоть до полного изнеможения. Например, начав писать цифру «3», он не может остановиться и чертит бесконечное количество кружочков, сам удивляясь невозможности прекратить движение. Другой больной, начав строгать доску, оказался не в состоянии закончить работу, острогал доску до конца и принялся строгать верстак'

Правое и  левое полушария головного мозга  в отношении осуществляемых функций  не являются симметричными. Они «ведают» противоположными половинами тела (левое  полушарие — правой половиной  тела, и наоборот). Центры речи расположены  в левом полушарии (правое полушарие  в этом смысле «немое» и «глухое»). Речь — настолько сложная функция, что существуют три области коры, работа которых обеспечивает речевую деятельность, или, иначе говоря, три центра речи (см. рис. 6): речедвигателъный центр Брока, обеспечивающий возможность говорить (при поражении наступает потеря разговор ной речи, хотя человек может произносить звуки), слухоречевой центр Вернике, обеспечивающий возможность слышать и пони мать чужую речь (при поражении центра человек не понимает чужой речи), и зрительноречевой центр, или центр чтения и понимания письменной речи (при поражении наблюдается потеря (способности читать, хотя зрение не нарушается). Разумеется, у животных (даже высших) речевых центров нет.

Итак, локализация  функции в коре головного мозга  человека не дает оснований считать, что отдельные области коры функционируют  изолированно друг от друга. Кора больших  полушарий объединяет деятельность отдельных центров в одно целое.

3.В центральной  нервной системе ожидаемый итог  действий представлен в виде  своеобразной нервной модели, названной  Анохиным акцептором результата  действия. Акцептор результата действия  – это цель, на которую направлено  действие. При наличии акцептора  действия и программы действия, сформулированной сознанием, начинается  непосредственное исполнение действия. При этом включается воля, а  также процесс получения информации  о выполнении поставленной цели. Информация о результатах действия  имеет характер обратной связи  (обратной афферентации) и направлена па формирование установки но отношению к выполняемому действию. Поскольку информация проходит через эмоциональную сферу, она вызывает определенные эмоции, влияющие на характер установки. Если эмоции носят положительный характер, то действие прекращается. Если эмоции негативны, то в выполнение действия вносятся коррективы.

Функциональная  система П.К. Анохина

Нервная система  предназначена для работы с внешними и внутренними информационными  потоками. «Внешними» потоками информации организм обменивается с окружающей средой, а «внутренними» – со своими отдельными частями.

1 этап. Принятие  внешней информации (трансдукция)

«Принятие»  информации означает преобразование «внешней»  информации во «внутреннюю». Это означает, что происходит перекодирование  информации, которую несет раздражитель, в систему внутренних кодов, т.е. в нервные импульсы.

Принятие  информации – это трансформация  раздражения в возбуждение (трансдукция). Этот процесс осуществляют рецепторы.

Итак, приемниками  для внешней информации в организме  являются специализированные образования  – сенсорные рецепторы (например, палочки, колбочки, волосковые клетки, специализированные нервные окончания  и т.д.). На их мембране обычно находятся  молекулярные рецепторы.  

2 этап. Кодирование  принятой информации

Кодирование – это перевод определенных параметров раздражителя, которые умеет снимать  рецептор, в пропорциональное электрохимическое  возбуждение, а затем в поток  нервных импульсов определенной частоты и пространственно-временной  организации.

Соблюдается топический принцип - это соответствие между характеристиками раздражения  и характеристиками возбуждения.

Таким образом, параметры раздражителя  передаются параметрами потока электрохимической  импульсации, идущей от рецепторов. И если вдруг процесс кодирования будет нарушен, то может получиться сенсорный образ, заметно отличающийся от оригинала. Поясняющий пример представлен на картинке слева... 

3 этап. Доставка  информации к нервным центрам  - проведение возбуждения по нервам

 От рецепторов  рождённое в них возбуждение  переходит на чувствительные (афферентные,  приносящие) нейроны. Их обычно  бывает 1-2 слоя. В последнем слое  аксоны чувствительных нейронов  собираются в чувствительный  нерв, например, зрительный в зрительной  системе или слуховой в слуховой  системе. Нерв разделяется на  несколько ветвей. У млекопитающих  основная масса нервных волокон  несет сенсорное возбуждение  в коленчатые тела таламуса (это  структура промежуточного мозга)  на релейные (переключающие) ядра. Но часть волокон идёт не  в промежуточный, а в средний  мозг. Так, зрительные волокна  идут к верхним холмам четверохолмия,  а слуховые – к нижним холмам. Средний мозг обеспечивает осуществление  ориентировочного рефлекса и  «серверные» (обслуживающие) рефлексы, настраивающие сами органы чувств  на лучшее восприятие раздражения.  В зрительной системе часть  нервных волокон от сетчатки  идёт дополнительно ещё и в  гипоталамус. Это нужно для  регуляции суточных ритмов.

Таким образом, возбуждение от сенсорного органа попадает  в центральную нервную систему  не по одному нервному пути, а по нескольким путям к разным нервным структурам. 

4 этап. Перекодирование  информации в низших нервных  центрах - промежуточных ядрах

 Перекодирование  — это изменение характеристик  первоначального потока сенсорного  возбуждения, идущего от сенсорного  органа (от рецепторов). Именнно перекодированием и занимаются нервные центры.

Работа низших нервных центров:

1. Трансформация  (преобразование) входящего потока  сенсорного возбуждения в другой  поток - выходящий. Выходящий поток  может сильно отличаться от  входящего, например, если он должен  управлять мышцами, а не строить  нервную модель раздражения в  виде сенсорного образа.

2. Разделение  входящего потока сенсорного  возбуждения на несколько разных  выходящих потоков, которые направляются  в различные нервные структуры.

3. Контрастирование границ в пространстве. Обычно достигается с помощью латерального (бокового) торможения. Оно усиливает возбуждение по контуру раздражителя и ослабляет возбуждение в центральной области.

4. Контрастирование границ во времени. Происходит за счёт преобразования тонического (постоянного) возбуждения в фазическое (отмечает начало и конец действия раздражителя).

5. Детекция. Выделяет раздражители с определёнными характеристиками за счёт срабатывания специальных нейронов-детекторов с соответствующими рецептивными полями.

Перекодирование происходит в ядрах различных  отделов центральной нервной  системы: в среднем мозге, таламусе. Поток нервных импульсов после  прохождения переключающих ядер изменяется.

Что, например, происходит с потоком сенсорного возбуждения в таламусе?

Во-первых, он раздваивается на два потока: один идет к проекционной зоне коры головного  мозга, а другой через систему  неспецифических ядер подается на обширные зоны коры в виде диффузного рассеянного  потока возбуждения.

Во-вторых, уменьшается  частота импульсации и общее количество импульсов. Частый ритм становится более редким.

В-третьих, длительные серии импульсов перекодируются в короткие пачки. Тоническое возбуждение  преобразуется в фазическое, т. е. пачки импульсов отмечают только начало и конец действия раздражителя, а не весь период его действия. Длительность возбуждения и разрядов нейрона уже не соответствуют длительности исходного стимула. Таким способом релейные образования (низшие нервные центры) делают работу нервной системы более экономной.

Можно сказать, что в низших нервных центрах  за счёт перекодирования происходит удаление избыточной информации. Релейные ядра производят фильтрацию поступающей  информации и ее перекодировку.

5 этап. Доставка  информации в высший нервный  центр

Высшим нервным  центром для каждой сенсорной  системы является центральный отдел  анализатора - проекционная зона коры. Полное название звучит довольно длинно, но зато внушительно. Например, ЗППЗКБПГМ  — зрительная первичная проекционная зона коры больших полушарий головного  мозга (поле № 17 по Бродману), или СППЗКБПГМ — слуховая первичная проекционная зона коры больших полушарий головного мозга (поле № 41 по Бродману).

В проекционных зонах коры происходит перцепция - построение сенсорного образа раздражителя. Это  уже как бы "вторичное" восприятие по сравнению с "первичным" восприятием, которое осуществляют сенсорные  рецепторы и которое называется трансдукцией.

Информация (сенсорное возбуждение) доставляется в эти проекционные зоны коры тремя  путями:

Прямой специфический  путь.

Диффузный неспецифический  путь.

Опосредованный  путь через корковые связи от других зон коры. Это помогает сличать  поступивший сигнал с памятью.

6 этап. Анализ  поступившей информации

Первичные проекционные зоны коры имеют в своём составе  сложные нейроны-детекторы со сложными рецептивными полями, которые выделяют отдельные параметры раздражителя. Сенсорная кора имеет колончатое строение, каждая колонка работает как нейронный ансамбль из взаимосвязанных  нейронов. Разные колонки проводят анализ разных параметров приходящего  возбуждения и, следовательно, разных параметров исходного раздражения. В первичных проекционных сенсорных  зонах коры больших полушарий  головного мозга строится первичный  сенсорный образ раздражителя в  виде нервной модели из возбуждённых нейронов. Этот образ стоит ближе всего к реальности. Он существует несколько мгновений, а затем сменяется вторичным сенсорным образом, уже более субъективным.

7 этап. Синтез  отдельных параметров раздражителя  в единый образ

Возбуждение от нейронов первичной проекционной коры передается во вторичные и в  ассоциативные зоны коры, которые  интегрируют его в сложный  синтетический образ, включающий в  себя разные сенсорные модальности. Например, визуально-аудиальный образ, в котором совмещается зрительная и слуховая информация.

Заключение

Таким образом, своеобразие психической жизни  человека определяется субъективным восприятием  действительности, на-ходящимся в зависимости от функционирования всей нервной системы, от преобладания того или иного полушария головного мозга, что обуславливает своеобразие индивидуальности человека, его опыта и всей психической жизни в целом.