Нейрофизиологические корреляты сознания и речи

Министерство  образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное 

учреждение  высшего профессионального образования

«Владимирский государственный  университет 

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ) 

Кафедра психологии 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине: физиология ВНД и сенсорных систем

на тему: Нейрофизиологические корреляты сознания и речи 

Выполнил:

студентка группы ПЛ-111

Карпова Д. А.

 Проверил:

 ст. преподаватель:

 Акинина  Е. Б. 
 
 
 
 

Владимир 2011 г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

Глава I. Сознание………………………………………………………………..6

  1.1 Психофизиологический подход к определению сознания………………..6

  1.2 Сознание и уровни бодрствования…………………………………………6

Глава II. Речь………………………………………………………………….....9

  2.1 Первая сигнальная система………………………………………………....9

  2.2 Вторая сигнальная система………………………………………………….9

  2.3 Взаимодействие первой и второй сигнальных систем……………..……11

  2.4 Три уровня внутренней речи………………………………………………13

  2.5 Периферические системы обеспечения речи…………………………… ..14

Глава III. Нейрофизиологические корреляты сознания………………….16

  3.1 Внимание и сознание………………………………………………………16

3.2 Электрическая активность мозга человека….……………………………..17

Глава IV. Функциональные и структурные предпосылки сознания…...19

  4.1Структуры мозга, участвующие в процессе сознания……………………19

  4.2 Нейрофизиологические основы сознания…………………………….......21

  4.3 Функциональные предпосылки сознания……………………………….22

  4.4 Отличие функций полушарий……………………………………………..25

  4.5 Взаимосвязь полушарий………………………………………………….25

  4.6 Дисфункции полушарий мозга……………………………………………26

Глава V. Нейрофизиологические аспекты речи………………………….27

  5.1 Основные функции речи………………………………………………….27

  5.2 Латеризация речи…………………………………………………………..30

  5.3 Ценрты речи……………………………………………………………......36

  5.4 Модель речи Вернике – Гешвинда………………………………………..39 

Глава VI. Расстройства речи при сенсорной и моторной афазии………..44

Глава VII. Развитие речи в онтогенезе………………………………………47

Заключение…………………………………………………………………….52

Библиографический список………………………………………………….53

Приложения…………………………………………………………………….56 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     О том, что представляет собой сознание, высказывается большое разнообразие мнений. Можно определять сознание как субъективно переживаемую последовательность событий, противопоставляемых бессознательным  процессам. В нейрологии сознание сопоставляется с состоянием бодрствования. Согласно условнорефлекторной теории Павлова, сигналы осознаются в том случае, когда они приобретают характер элементов второй сигнальной системы, то есть выражаются словом. Слово непосредственно  связано с речью.

     Актуальность  темы моей работы заключается в том, что сознание включает в себя такие важные для человека формы психической деятельности, как ощущения, восприятия, представления, мышление, внимание, чувства и волю. Речь играет важную роль в жизни человека. Она тесно связана со всеми психическими функциями-процессами. Высшее абстрактно-понятийное мышление невозможно без речи.

     Обмениваясь друг с  другом разнообразной информацией, люди выделяют в сообщаемом главное. Так происходит абстрагирование, т.е. отвлечение от всего второстепенного, и сосредоточение сознания на самом существенном. Откладываясь в лексике, семантике в понятийной форме, это главное затем становится достоянием индивидуального сознания человека по мере того, как он усваивает язык и научается пользоваться им как средством общения и мышления. Обобщенное отражение действительности и составляет содержание индивидуального сознания. Вот почему мы говорим о том, что без языка и речи сознание человека немыслимо.

     Язык  и речь как бы формируют два  разных, но взаимосвязанных в своем  происхождении и функционировании пласта сознания: систему значений и систему смыслов слов. Значения слов называют то содержание, которое  вкладывается в них носителями языка.

     Смыслом слова в психологии называют ту часть его значения или то специфическое значение, которое слово приобретает в речи употребляющего его человека. Со смыслом слова, кроме ассоциированной с ним части значения, связано множество чувств, мыслей, ассоциаций и образов, которые данное слово вызывает в сознании конкретного человека.

Цель моей курсовой работы: изучить нейрофизиологические основы сознания и речи.

Задачи:

• рассмотреть понятия «сознание» и «речь»;
• изучить нейрофизиологические основы сознания и речи: определить функциональные и структурные предпосылки сознания, а также роль в этом процессе левого и правого полушарий;
• изучить нейрофизиологические аспекты речи (летерализацию речи, центры речи, модель речи Вернике – Гешвинда);
• описать расстройства речи при сенсорной и моторной афазии, а также развитие речи в онтогенезе.

Глава I. Сознание

Сознание  – это высший уровень определения психического отражения объективной реальности, а так же высший уровень саморегуляции, присущий человеку как социальному существу. ( А.Н. Леонтьев) [13]

Сознание – это процесс осознания, определения и изменения субъектом окружающего мира и тех отношений, в которые он вступает. (С.Л. Рубенштейн) [21]

1.1 Психофизиологический подход к определению сознания

Сознание  как организованную группу процессов  в нервной ткани, возникающих немедленно на предшествующие интрапсихические (вызванные внутренними причинами) или экстрапсихические (вызванные внешними причинами) процессы. Эта группа нервных процессов, т.е. сознание, воспринимает, классифицирует, трансформирует и координирует вызвавшие его процессы с целью начать действие на основе предвидения его последствий и в зависимости. от наличной информации.

1.2 Сознание и уровни бодрствования

При анализе  сознания как психофизиологического  феномена необходимо четко различать  два его аспекта. Во-первых, сознанию соответствует определенный диапазон в существующем континууме "сон-бодрствование". Известно, что при сильном снижении уровня бодрствования развивается состояние, которое определяется как кома ("без сознания"). Очевидно также, что при относительно низких уровнях бодрствования, например во сне, сознание в полном объеме своих функций не выявляется. Именно поэтому сон предлагается квалифицировать как измененное состояние сознания. Физиологическим условием проявления сознания служит состояние пассивного и активного бодрствования.

Во-вторых, в качестве самостоятельной характеристики предлагается выделять содержание сознания. Последнее непосредственно связано  с психическим отражением и выполняет  все функции. Очевидно, что обе стороны сознания тесно связаны между собой. Так, при пробуждении ото сна, по мере возрастания уровня бодрствования содержание сознания становится все более насыщенным. В то же время при очень сильном эмоциональном напряжении, когда уровень бодрствования достигает наиболее высоких значений, содержание сознания начинает страдать, происходит его своеобразное "сужение". Наконец, существует словосочетание "ясное сознание", т.е. такое состояние, когда человек свободно реализует все перечисленные выше функции сознания, и принятые им решения наиболее осознанны. Есть все основания полагать, что этому соответствует особый уровень возбуждения коры больших полушарий, который именуется оптимальным.

Итак, в  психофизиологии сознание понимается, в первую очередь, как особое состояние мозга, при котором только и возможна реализация высших психических функций. Другими словами сознание — это специфическое состояние мозга, позволяющее осуществлять определенные когнитивные операции. Выход из этого состояния приводит к выключению высших психических функций при сохранении механизмов жизнеобеспечения.[3]

Сознание  является содержанием жизненного опыта  в каждый момент времени. В этом смысле сознание обращено внутрь человека и  касается такой качественной стороны, как субъективные размеры жизненного опыта. Наряду с этим сознание является всегда персональным и требует от субъекта определенной точки зрения. Содержание сознания является стабильным на протяжении коротких периодов жизни, но, как правило, варьирует в течение  длительных интервалов. Сознание является центральной для человека величиной: продолжение человеческой жизни, когда  его сознание утрачивается необратимо, в клинической практике рассматривается как напрасное усилие.

 С  помощью сознания целенаправленно  регулируются формы контакта  человека с окружающим миром.  Соотнесение накопленных знаний  с реальной действительностью  и включение их в индивидуальный  опыт - есть процесс осознания  действительности.

Сознание  включает все формы психической  деятельности человека: ощущения, восприятия, представления, мышление, внимание, чувства  и волю. [8] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава II. Речь 

Речь - исторически сложившаяся форма  общения людей с помощью звуковых и зрительных знаков. Для различения высшей нервной деятельности животных и человека И.П. Павлов ввел понятия первой и второй сигнальных систем, выражающих различные способы психического отражения действительности. 

2.1 Первая сигнальная  система

Первая  сигнальная система - система конкретных, чувственно непосредственных образов действительности, фиксируемых мозгом человека и животных, единственная сигнальная система у животных и первая у человека обеспечивают отражение действительности в виде непосредственных чувственных образов. Это “то, что мы имеем в себе как впечатление, ощущение и представление от окружающей внешней среды, как общеприродной, так и нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое”[18]. Специфические особенности высшей нервной деятельности человека представлены второй сигнальной системой, присущей только человеку системой обобщенного отражения действительности в виде понятий, содержание которых фиксируется в словах, образах, художественных произведениях, которая возникла в результате развития речи как средство общения между людьми в процессе труда. “Слово сделало нас людьми”, - писал И.П. Павлов. Развитие речи привело к появлению языка как новой системы отображения мира.

2.2 Вторая сигнальная  система

Вторая  сигнальная система представляет новый принцип сигнализации. Она сделала возможным отвлечение и обобщение огромного количества сигналов первой сигнальной системы, оперирует знаковыми образованиями (“сигналами сигналов”). Вторая сигнальная система действительность в обобщенном и символьном виде. Центральное место во второй сигнальной системе занимает речевая деятельность, или речемыслительные процессы. Слово, обозначающее предмет, не является результатом простой ассоциации по типу “слово - предмет”. Связи слова с предметом качественно отличаются от первосигнальных связей. Слово, хотя и является реальным физическим раздражителем (слуховым, зрительным, кинестетическим), принципиально отличается от них тем, что в нем отражаются не конкретные, а наиболее существенные свойства предметов и явлений. Поэтому оно и обеспечивает возможность обобщенного и отвлеченного отражения действительности. Эта функция слова со всей очевидностью обнаруживает себя при исследовании глухонемоты. А.Р. Лурия считает, что глухонемой, который не обучен речи, не способен абстрагировать качество или действие от реального предмета. Он не может формировать отвлеченные понятия и систематизировать явления внешнего мира по отвлеченным признакам. Вторая сигнальная система охватывает все виды символизации. Она использует не только речевые знаки, но и самые различные средства, включая музыкальные звуки, рисунки, математические символы, художественные образы, а также производные от речи и тесно с ней связанные реакции человека, например, мимико-жестикуляционные и эмоциональные голосовые реакции, обобщенные образы, возникающие на основе абстрактных понятий, и т.п.

Таким образом, с помощью понятия второй сигнальной системы И.П. Павлов обозначил  специальные особенности ВНД  человека, существенно отличающие его  от животных. Этим понятием охватывается совокупность условно-рефлекторных процессов, связанных со словом. Слово при  этом понимается как «сигнал сигналов»  и является таким же реальным условным раздражителем, как и все другие. Работа второй сигнальной системы заключается  прежде всего в анализе и синтезе  обобщенных речевых сигналов.

     Развитие  этих представлений нашло свое отражение  в трудах М.М.Кольцовой, Т.Н.Ушаковой, Н.И.Чуприковой.

     Обе сигнальные системы находятся в  постоянном взаимодействии. Если сигналы  второй сигнальной системы (слова) не имеют  опоры в первой сигнальной системе (не отражают того, что было получено через нее), то они становятся непонятными. Так, слово на иностранном языке, которого мы не знаем, ничего нам не говорит, так как за этим словом нет для нас конкретного содержания. Но и одни первые сигналы не дают глубоких и полных знаний о мире. Лишь при посредстве второй сигнальной системы (речи) человек научился расширять свои сведения, обобщая отдельные факты, устанавливая важные для себя закономерности. Благодаря второй сигнальной системе люди углубляют и сохраняют свои знания. 

2.3 Взаимодействие первой и второй сигнальных систем

Взаимодействие  двух сигнальных систем выражается в  явлении элективной (избирательной) иррадиации нервных процессов между двумя системами. Оно обусловлено наличием связей между структурами, воспринимающими стимулы и обозначающими их словами. Элективная иррадиация процесса возбуждения из первой сигнальной системы во вторую впервые была получена О. П. Капустник в лаборатории И.П. Павлова в 1927 г. У детей при пищевом подкреплении вырабатывали условный двигательный рефлекс на звонок. Затем условный раздражитель заменяли словами. Оказалось, что произнесение слов “звонок”, “звонит”, а также показ карточки со словом “звонок” вызывали у ребенка условную двигательную реакцию, выработанную на реальный звонок. Элективная иррадиация возбуждения была отмечена и после выработки условного сосудистого рефлекса на оборонительном подкреплении. Замена звонка - условного раздражителя - на фразу “даю звонок” вызывала такую же сосудистую оборонительную реакцию (сужение сосудов руки и головы), как и сам звонок. Замена на другие слова была неэффективной. У детей переход возбуждения из первой сигнальной системы во вторую выражен лучше, чем у взрослых. По вегетативным реакциям ее выявить легче, чем по двигательным. Избирательная иррадиация возбуждения происходит и в обратном направлении: из второй сигнальной системы в первую.

Между двумя сигнальными системами  существует также иррадиация торможения. Выработка дифференцировки к первосигнальному стимулу может быть воспроизведена и при замене дифференцировочного раздражителя его словесным обозначением. Обычно элективная иррадиация между двумя сигнальными системами - это кратковременное явление, наблюдаемое после выработки условного рефлекса. [18]

   Четыре  типа взаимоотношений  первой и второй сигнальных систем.

   А.Г. Иванов-Смоленский, ученик И.П. Павлова, исследовал индивидуальные различия в  зависимости от особенностей передачи процессов возбуждения и торможения из одной сигнальной системы в  другую. По этому параметру им выделено четыре типа взаимоотношений первой и второй сигнальных систем. Первый тип характеризуется легкостью передачи нервных процессов из первой во вторую, и наоборот; второй тип отличает затрудненная передача в обоих направлениях; для третьего типа характерна затрудненность передачи процессов только из первой во вторую; у четвертого типа затруднения передачи возникают при переходе из второй сигнальной системы в первую.

   Семантические связи могут быть изучены с  помощью ориентировочного рефлекса. Словесный раздражитель включает два  компонента: сенсорный (акустический, зрительный) и смысловой, или семантический, через который он связан со словами, близкими ему по значению. Сначала  угашают ориентировочный рефлекс, как на сенсорный, так и на смысловой  компонент, предъявляя слова, входящие в одну смысловую группу (например, названия деревьев или минералов), но отличающиеся друг от друга по акустическим характеристикам. После такой процедуры предъявляют слово, близкое по звучанию к ранее угашенному, но сильно отличающееся от него по смыслу (т.е. из другой семантической группы). Появление ориентировочной реакции на это слово указывает, что оно относится к другой семантической группе. Тот набор словесных стимулов, на который распространился эффект угасания, представляет единую семантическую структуру. Как показали исследования, отключение словесных стимулов от ориентировочной реакции осуществляется группами в соответствии с теми связями, которыми они объединены у данного человека. Сходным образом, т.е. группами, происходит и подключение словесных раздражителей к реакциям.

2.4 Три уровня внутренней речи

     Л.С.Выготский  в своей знаменитой дискуссии  с Ж.Пиаже выделяет в процессе развития ребенка речь эгоцентрическую, шепотную и, наконец, 1 интаризацию –  возникновение внутренней речи. Под  ее влиянием меняется поведение ребенка  от условно-рефлекторного к так  называемому произвольному. [19]

     Первый  уровень внутренней речи связан с  механизмами действия и владения отдельными словами, обозначающие события  и явления внешнего мира. Этот уровень  реализует так называемую номинативную функцию языка речи и служит в  онтогенезе основой для дальнейшего  развития механизмов внутренней речи. Установлено, что следы словесных  сигналов в коре мозга ребенка  вместе с образами воспринимаемых предметов  образуют специализированные комплексы  временных связей, которые можно  рассматривать как базовые элементы внутренней речи.

     Второй  уровень соотносится с образованием множественных связей между базовыми элементами и материализованной  лексикой языка, так называемой «вербальной  сетью». В многочисленных электроэнцифалографических экспериментах было показано, что  объективной языковой связанности слов соответствует связанность их следов в нервной системе. Эти связи и есть «вербальные сети» или «семантические поля». Показано, что при активации узла «вербальной сети» затухающее возбуждение распространяется на близлежащие узлы этой сети. Подобные связи «вербальной сети» оказываются стабильными и сохраняются на протяжении всей жизни. Т.Н.Ушакова предполагает, что в структуре «вербальной сети» материализуется языковой опыт человечества, а сама «вербальная сеть» составляет статистическую основу речевого общения людей, позволяя им передавать и воспринимать речевую информацию. [29]

     Поскольку речь человека всегда динамична и  индивидуальна, то «вербальная сеть»  в силу своих особенностей, таких  как статичность и стандартность, может составлять лишь предпосылку  и возможность речевого процесса. Поэтому в механизме внутренней речи существует третий динамический уровень, соответствующий по своим  временным и содержательным характеристикам  продуцируемой внешней речи. Этот уровень состоит из быстро сменяющихся  активаций отдельных узлов «вербальной  сети», так что каждому произносимому  человеком слову предшествует активация  соответствующей структуры внутренней речи, переходящая путем перекодирования  в команды артикуляционным органам.

     Вербальные  сети фактически представляют собой  морфофункциональный субстрат второй сигнальной системы. [25]

2.5 Периферические системы обеспечения речи

К периферическим органам речи относятся:

1. Энергетическая система дыхательных органов, необходимая для возникновения звука (легкие и главная дыхательная 2мышца – диафрагма);
2. Генераторная система – звуковые вибраторы, при колебании которых образуются звуковые волны (голосовые связки гортани – тоновый вибратор; щели и затворы, получающиеся во рту при артикуляции);
3. Резонаторная система (носоглотка, череп, гортань и грудная клетка).

     Речь  образуется в результате изменения  формы и объема надставной трубки, состоящей из полости рта, носа и  глотки. В резонаторной системе, отвечающей за тембр голоса, образуются определенные форманты, специфические для данного  языка. Резонанс возникает в результате изменения формы и объема надставной трубки.

     Артикуляция – это совместная работа органов  речи, необходимая для произнесения звуков речи. Артикуляция регулируется речевыми зонами коры и подкорковыми образованиями. Для правильной артикуляции  необходима определенная система движений органов речи, формирующаяся под  влиянием слухового и кинестезического анализаторов.

     Процесс речи можно рассматривать как  результат работы периферических органов, основанный на генерации дифференцированных акустических последовательностей (звуков) и являющийся высоко координированной произвольной моторной активностью  фонационного и артикуляционного аппаратов. Все характеристики речи, такие, как  скорость, сила звука, тембр, окончательно складываются у мужчин после так  называемой «ломки голоса», а у женщин по достижении старшего подросткового  возраста и представляют собой устойчивую функциональную систему, которая остается практически неизменной вплоть до глубокой старости. Именно поэтому мы легко  узнаем знакомого человека по голосу и особенностям речи. [30] 
 
 
 

Глава III. Нейрофизиологические корреляты сознания

Любым произвольным (субъективным, осознанным) действиям человека соответствует  определенный паттерн нейронной  активности в различных областях мозга. Сознательный жизненный опыт является результатом взаимодействия значительного количества распределенных областей мозга, которые вовлечены  в процессы внимания, восприятия, памяти и целенаправленного действия. Поэтому  под нервными коррелятами сознания понимают совпадение паттернов активности (электрической или метаболической) между разделенными и расположенными на расстоянии друг от друга полями коры головного мозга при различных состояниях сознания. Например, сознание тесно коррелирует с состоянием сна и бодрствования, зрительным осознанием (синоним осведомленность) человека, а также вниманием, восприятием, памятью и мыслительными функциями мозга. Совпадение паттернов активности (электрической или метаболической) между распределенными полями коры головного мозга коррелирует с состоянием сознания и обуславливает индивидуальную форму отражения действительности (сознание) и способность осознавать психическую деятельность (самосознание).[35] (Приложение 1)

3.1 Внимание и сознание

Внимание  имеет общее значение для человека. Так, педагог обращается к своим  студентам с фразой «будьте внимательными», когда он просит их сконцентрироваться, чтобы выслушать его учебное  задание. Эта общая форма внимания зависит от состояния бодрствования  и бдительности человека, когда зрение и слух «настраиваются» на лучшее восприятие, а умственная деятельность ориентируется на выполнение задания. При выполнении какого-либо задания  на внимание абстрактное знание начинает управлять вниманием человека. Это  называется произвольно контролируемым вниманием. При этой форме внимания оно направляется в определенную точку пространства и поэтому обозначается как фокусное внимание.

Фокусное  внимание является часовым на ворогах  осознанного восприятия. Фокусное внимание, ориентированное на характерные  особенности объекта, всегда является активным, т. е. произвольным. Наиболее важным нервным коррелятом произвольного  внимания является изменение нейронной  активности в специфических областях коры головного мозга при движении объекта к фокусу зрительного  внимания и от него. Этот процесс  называется нейронной экспрессией внимания и в определенной степени отржает нейронное «сопровождение» сознания. Активность веретенообразной (восприятие лица) и гиппокампальной (восприятие объектов) областей коры головного мозга человека с высокой достоверностью изменяется при переключении внимания с лиц на виды при их одновременной демонстрации испытуемым. Феномен нейронной экспрессии внимания выражен в наибольшей степени, если человек осведомлен о содержании воспринимаемого зрительного стимула.