ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ В ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Психика человека активна и существует как психическая деятельность. Одной из главных целевых функций психической деятельности является управление поведением и эмоциональным состоянием. Стало быть, она должна осуществляться как процесс управления и должна быть организована как система управления. В виде общей схемы система управления показана на рис. 9.
Система управления представляет собой совокупность двух элементов: объекта управления и управляющей системы. Объект управ‑
Рис. 9. Схема системы управления:
УС – управляющая система; ОУ – объект управления
ления имеет то или иное целевое назначение и может определенным образом изменяться под воздействием управляющей системы. Управляющая система имеет целевым назначением управление объектом. Процесс управления осуществляется как обмен информацией управляющей системы с объектом управления (прямая связь) и объекта управления с управляющей системой (обратная связь). По каналам прямой связи поступает команда для объекта управления. По каналам обратной связи – осведомительная для управляющей системы информация о результатах выполнения команд и о текущем состоянии объекта управления. Система управления и осуществляющийся в ней процесс могут испытывать то или иное влияние внешних условий (среда, другие системы).
Для осуществления процесса управления в системе должны быть следующие основные функциональные элементы: приема‑передачи информации, хранения информации (программы, правила, эталоны и результаты деятельности), сличения эталонов и результатов, оценки состояния и ситуации, принятия решения, выдачи команды на исполнение. В процессе обработки информации, на этапе приема осуществляются обнаружение сигнала, его опознание как такового, идентификация с реальным объектом (процессом). На этапе принятия решения оцениваются ситуация (решение о ситуации) и метод воздействия на ситуацию. На этапе реализации решения происходит выбор действия и его осуществление.
Психическая деятельность как процесс управления имеет природные основания в организации и деятельности нервной системы человека (см. рис. 10). Можно видеть, что системотехническим функциональным элементам соответствуют определенные анатомо‑физиологические функциональные элементы.
Однако при рассмотрении психической деятельности сразу же обнаруживаются серьезные ограничения применения как системотехнического, так и анатомо‑физиологического вариантов системного подхода. Причина прежде всего в том, что психический процесс принципиально не может быть сведен к нервному процессу. Применительно к осуществлению высших психических функций нет возможности соотнести их с какой‑то определенной анатомо‑физиоло ‑
Рис. 10. Схема нервной системы как процесса управления (Розенблатт)
гической целостностью как системой управления, а стало быть, с уверенностью говорить о физиологических коррелятах.
Вместе с тем идет накопление данных системной организации психической деятельности. Этому способствовало, в частности, становление инженерной психологии, где были проведены многочисленные исследования деятельности человека‑оператора как звена (элемента) системы управления. В области общей психологии и психофизиологии наиболее известны модели (блок‑схемы) систем управления произвольным движением – относительно простого акта психической деятельности. Они, конечно, не лишены некоторого эклектизма, но могут быть полезны для понимания психических феноменов.
Так, в «блок‑схеме аппарата управления движениями» Н. А. Бернштейна[14], как показано на рис.11, выделены основные блоки приема, переработки и выдачи информации, а также программно‑задающий блок. Управление предполагает достижение заданного программой результата произвольного движения. Это достигается минимизацией рассогласования между программным и реальным результатами. Рассогласование устанавливается блоком сличения информации, поступающей от программно‑задающего блока, и информации, поступающей по каналам обратной связи, как внутренней (кинестезическая информация), так и внешней (например, зрительная информация от объекта воздействия). В работах Н. А. Бернштейна проводится сопоставление рассмотренной блок‑схемы системы управления с анатомией и физиологией нервной системы. Одним из важных следует признать вывод автора о том, что в физиологической основе организации управления движением лежит рефлекторное кольцо (замкнутый через обратную связь контур), а не рефлекторная дуга.
Рис. 11. Простейшая блок‑схема аппарата управления движениями Н. А. Бернштейна:
Jw – действительные значения параметров движения; Sw – требуемые значения параметров движения; w – величина рассогласования
Е. И. Бойко[15]предлагает рассматривать произвольное движение в контексте целенаправленного поведения. Его «схема второсигнального управления поведением» имеет ряд отличий от логики построения процесса управления произвольным движением, представленной выше. К числу наиболее существенных из них следует отнести включение в управление второй сигнальной системы, обусловленной речевой функцией, и сенсорного синтеза, предполагающего анализ и интеграцию информации от всех рецепторов до осуществления сличения.
П. К. Анохиным[16]предложена «схема архитектуры поведенческого акта» как функциональной системы, действующей, однако, в рамках определенных центральных и периферических нервных структур. В развертывании управляющего процесса в функциональной системе выделяется несколько стадий информационных преобразований: афферентный синтез, принятие решения, реализация решения.
На стадии афферентного синтеза внутренняя организация информации должна достичь уровня, обеспечивающего возможность принятия решения. В этом комплексе должна быть представлена информация о той или иной потребности организма (представлена доминирующей мотивацией), об общей внешней ситуации (комплекс обстановочных афферентаций), о критичности информационного комплекса (пусковая афферентация), о прошлом опыте (память). Непрерывный активный подбор афферентаций и их сопоставление с доминирующей мотивацией и элементами прошлого опыта осуществляются как ориентировочно‑исследовательская деятельность (реакция). Пусковая афферентация достигает центральных механизмов афферентного синтеза через анализаторные системы (содержательная информация) и через ретикулярную формацию (активизирующая информация).
На стадии принятия решения осуществляется выбор конкретного поведенческого акта.
На стадии реализации решения формируются функциональные механизмы программы действия и акцептора действия. Программа действия выполняет организующие функции, акцептор действия – контрольные. Информация о результатах действия и параметрах действия по каналам обратной афферентаций поступает в акцептор действия, где эти результаты сравниваются (т. е. сличаются) с ожидаемыми (запрограммированными). При совпадении результатов поведенческий акт прекращается, если он завершен как логическая функциональная единица поведения. При этом происходит запоминание наиболее успешного варианта афферентного синтеза. При несовпадении результатов действие прекращается. Эта информация акцептора действия является пусковой для развертывания ориентировочной реакции (деятельности). Результаты ориентировочной деятельности обеспечивают перестройку афферентного синтеза.
Рассмотренные модели систем управления касаются выполнения единичного произвольного двигательного акта, после завершения которого может выполняться следующий. Однако реальная произвольная двигательная деятельность стремится к целостности, в которой отдельные акты существуют не как фрагменты, а как элементы системы. Это может быть показано на примере выполнения двух совмещенных во времени действий (типа реакции выбора), в которых собственно движения осуществляются каждой рукой самостоятельно (см. рис. 12).
На рис. 12,а приведены экспериментальные данные времени выполнения первого (1) и второго (2) действий в зависимости от временного интервала, разделяющего появление первого и второго сигналов. Не составляет труда убедиться, что при коротких интервалах имеет место существенная задержка выполнения как первого, так и второго действия. Время выполнения первого и второго действий становится равным и стабилизируется, когда временной интервал между сигналами превышает «нормальную» длительность времени первого действия. На рисунке для наглядности величина «нормального» времени первого действия отмечена стрелкой на оси межсигнальных интервалов.
Рис. 12.
Время от начала первого действия и до окончания второго составляет время операции. На рис. 12, 5 время выполнения операции при различных межсигнальных интервалах обозначено сплошной линией (1). Пунктирными линиями обозначено теоретическое время выполнения операции при условии, что: а) второе действие может начаться только после окончания первого (2); б) второе действие может начаться сразу же после поступления второго сигнала до окончания первого действия (3). Отрезок пунктирной линии (4) соответствует теоретическому времени выполнения операции, когда межсигнальный интервал превышает время выполнения первого действия. Нетрудно убедиться, что кривая реального времени выполнения операции (1) близка к теоретическому времени, когда второе действие начинается сразу же после поступления сигнала (3). Несколько большие значения реального времени свидетельствуют, очевидно, о затратах на формирование целостной деятельности.
Глава 4. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ
ВОСПРИЯТИЕ
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.
БОДРСТВОВАНИЕ. ВНИМАНИЕ
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.
НАУЧЕНИЕ. ПАМЯТЬ
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. Обучение сложным психомоторным навыкам, которыми человек на протяжении своей жизни овладевает в большом объеме в зависимости от индивидуальных особенностей организации психомоторной активности, образа жизни, профессии и т. п., проходит через стадию когнитивной стратегии (выбор программы), ассоциативную (проверка и совершенствование этой программы) и автономную стадии, когда психомоторный навык переходит на уровень автоматизма с ослаблением или полным отсутствием контроля сознания. Инсайт (от англ. insight – прозрение, проникновение; во французском языке идентичный ему термин – интуиция) заключается в том, что информация, «разбросанная» в памяти, как бы объединяется и используется в новой интеграции. Человеку кажется, что решение приходит спонтанно, хотя на самом деле, конечно, это не так, а скорее всего результат подсознательной аналитико‑синтетической деятельности. Научение путем рассуждений – это научение посредством мыслительного процесса. Фундаментом для мышления служит перцептивное научение (опознание образа) и концептуальное научение (абстрагирование и обобщение).
Для отдельных форм научения в процессе развития существуют критические периоды, когда организм наиболее чувствителен к этим формам. Один из наиболее ярких примеров – первичное усвоение языка. Некоторые виды поведения, информация, усвоенные в каком‑то особом состоянии сознания, могут не проявляться в состоянии активного бодрствования, но проявляются вновь, когда организм возвращается в это специфическое состояние (например, сомнамбулизм, гипноз, под воздействием некоторых психотропных веществ). В процессе обучения могут развиваться различные формы взаимодействия с ранее усвоенными знаниями и навыками, в частности явление переноса – облегчение обучения на основе ранее приобретенных опыта и знаний и противоположное ему затруднение при перестройке, переделке ранее очень прочно усвоенных стереотипов.
Механизмы научения весьма разнообразны по характеру физиологических процессов и вовлекаемых структур нервной системы. На уровне нейрона это проявляется в изменении уровня поляризации мембран – длительная деполяризация или гиперполяризация. На уровне межнейронального взаимодействия – в изменении активности кальциевых каналов, что приводит к изменению медиаторной активности, росте синаптических терминалий, изменении состояния синаптических структур и происходящих в них процессов, особенно касающихся ацетилхолина и глутамата. Среди структур мозга, имеющих непосредственное отношение к процессам научения (скорость, объем, эффективность), в первую очередь следует выделить неспецифическую активирующую систему мозга, образования лимбической системы (гиппокамп, миндалины), лобно‑височные отделы мозга и другие ассоциативные зоны коры с учетом функциональной специализации правого и левого полушарий. У правшей усвоение абстрактно‑логической информации связано в большей степени с левым полушарием, а наглядно‑образная, эмоциональная окраска – с правым. Среди факторов, влияющих на научение человека, существенное значение имеют возраст, мотивация, состояние таких психических функций, как внимание, память, мышление и др., а также индивидуальные особенности (способности).
Таким образом, проблема научения является одной из фундаментальных в психологии вообще и психофизиологии в частности, поскольку она позволяет понять механизм психической адаптации человека к условиям существования, сколь бы они ни были необычными, своеобразными, чрезвычайными.
В непосредственной связи с научением находится проблема памяти. В поведенческой активности они, безусловно, составляют единое целое. Но вместе с тем отождествлять их нельзя, а в дидактическом отношении память тем более требует самостоятельного рассмотрения.
Память представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих восприятие, запечатление, хранение и воспроизведение (извлечение) информации. Поскольку последний компонент нередко выступает как критерий памяти, то к рассматриваемой совокупности следует отнести и забывание, под которым понимается либо безвозвратная утрата информации, либо невозможность ее извлечения при обычных условиях. Существует много подходов к классификации видов памяти. Для нас наиболее существенное значение представляет временная характеристика сохранения способности к воспроизведению запечатленной информации. С этой точки зрения различают следующие виды памяти.
Сенсорная (иконическая, следовая) память, которая обеспечивает сохранение воспринятого образа на протяжении долей секунды. Кратковременная (первичная) память позволяет удерживать воспринятую информацию на протяжении около 20 с. Долговременная (вторичная) память простирается на очень большой временной диапазон, начиная от 20 с и простираясь на минуты, часы, дни, месяцы, годы. По всей видимости, это понятие включает несколько существенно различных видов памяти. Так, в частности, во вторичной памяти выделяют оперативную память, т. е., по существу, пролонгированную кратковременную память. Суть ее заключается в том, что под влиянием внутренней мотивации или каких‑либо внешних обстоятельств способность к воспроизведению продлевается на промежуток времени более 20 с.
Выделяют еще так называемую «вечную», или третичную, память, когда способность воспроизводить когда‑то запечатленную информацию сохраняется на протяжении всей оставшейся жизни (например, имена свое и ближайших родственников и т. п.). И только в патопсихологических ситуациях разрушается и этот вид памяти.
Каждую из перечисленных форм памяти характеризуют также по объему запечатлеваемой информации. По этому показателю колебания оказываются очень существенными. Так, для сенсорной памяти этот объем весьма велик и ограничивается, по существу, информационной емкостью самого воспринимаемого объекта. Однако лишь только небольшая часть переходит в память кратковременную. Для большинства людей объем кратковременной памяти составляет 7 ± 2 блока информации, а вот объем блока может существенно колебаться в зависимости от индивидуальных особенностей человека и главным образом от уже хранящейся у него информации в долговременной памяти. Чем больше человек знает, тем крупнее у него эти блоки. Таким образом, оказывается весьма различным объем кратковременной памяти, измеряемой в тех или иных элементарных единицах. Для долговременной памяти характерен практически не ограниченный ее потенциальный объем, заполнение которого до предела просто невозможно на протяжении реальной жизни человека. Таким образом, возможности запечатления новой информации у человека безграничны.
Различные виды памяти имеют весьма отличные физиологические механизмы. Так, в частности, сенсорная (следовая) память может быть, по существу, идентифицирована с последовательными образами, развитие которых характерно практически для всех сенсорных систем. Наиболее отчетливо они проявляются в зрительном анализаторе, поэтому они хорошо известны практически всем людям. Длительность такого образа зависит от интенсивности раздражителя и степени контраста и сохраняется порой на несколько секунд. Существование последовательных образов обусловлено постепенно затухающими следовыми процессами в изменении уровня поляризации мембран рецепторно‑нейрональных структур анализатора. Если условия складываются таким образом, что информация не переходит в регистры кратковременной или долговременной памяти, то эти следовые процессы безвозвратно исчезают, особенно когда воздействует новый сигнал. Основой долговременной памяти является формирование энграмм – структурно‑функциональных комплексов запечатления информации. Для образования таких энграмм непременным условием является достаточно длительная реверберация сигналов, связанных с информацией, находящейся в регистре первичной (кратковременной) памяти. Пролонгации реверберации способствуют следующие факторы: во‑первых, это неоднократное повторение воспринимаемой информации; во‑вторых, осмысливание этой информации, установление ее логической структуры или связи с уже хранящейся в долговременной памяти информацией, что резко сокращает количество необходимых повторений; в‑третьих, установка на длительное запоминание; в‑четвертых, высокий интерес к запоминаемому материалу, что даже без повторного восприятия значительно увеличивает длительность реверберации.
Кроме того, существенное значение имеет функциональное состояние организма, степень утомления. Всем известно, что «на свежую голову» запоминать легче, однако для образования энграмм необходим сон, особенно быстрый сон. На процессы закрепления информации в долговременной памяти существенное влияние оказывает эмоциональный фон, связанный с этой информацией. Гораздо лучше запоминаются факты, имеющие положительную эмоциональную окраску, хуже – отрицательную и еще хуже – не имеющие никакой эмоциональной окраски. Имеются некоторые достижения в улучшении памяти фармакологическими средствами, которые, однако, используются только в медицинской практике, но не в повседневной жизни.
Механизм самих энграмм понят не до конца. В настоящее время можно говорить о перестройках на уровне синапса, включая все звенья химической передачи, т. е. и синтез медиатора, и участие модуляторов, и свойства постсинаптической мембраны, особенно расположенных на ней фармакологических рецепторов. Представляется безусловной значимость нуклеиновых кислот (ДНК – дезоксирибо‑нуклеиновой кислоты, РНК – рибонуклеиновой кислоты), которые обладают неисчерпаемыми возможностями химического кодирования как генетически закрепленной, так и приобретаемой в процессе индивидуальной жизнедеятельности информации. Не исключена возможность и некоторых структурных изменений, в частности разрастание пресинаптических терминалей или активизация «латентных» (недействующих) синапсов. Нет полной определенности относительно конкретного местонахождения энграмм. В настоящее время наиболее распространенной является точка зрения, что «хранилища» долговременной памяти представляют собой в морфофункциональном отношении свойство всей ассоциативной коры.
Медицинская практика показывает, что нет таких ограниченных участков высших отделов мозга, поражение которых приводило бы к катастрофическим расстройствам памяти, в то время как диффузные поражения значительной массы мозга по достижении определенной степени (как это нередко встречается у весьма пожилых людей) приводят к ослаблению сначала кратковременной, затем оперативной, долговременной и даже вечной памяти.
Процесс забывания следует рассматривать в двух аспектах. Во‑первых, забывание может быть по своей природе интерпретировано как «стирание» следов ранее хранимой информации. Для первичной памяти – это главным образом интерференция, получение новой информации. Для вторичной и третичной памяти, которые характеризуются наличием энграмм, такого рода забывание обусловлено их разрушением в результате тех или иных воздействий. Во‑вторых, забывание может быть связано с затруднением, а иногда и полной неспособностью к воспроизведению при сохранных энграммах. И только специальными способами (например, гипноз, некоторые фармакологические средства, электрическое раздражение при нейрохирургических операциях и т. п.) можно убедиться, что полностью информация не утрачена.
ЭМОЦИИ
Практически непременным компонентом всех видов психических процессов и состояний, всех видов человеческой активности являются эмоции (от лат. emovere – возбуждать, волновать). Различные науки о человеке (психология, физиология, медицина и др.) дают толкование этого термина с присущей им естественной ограниченностью. Для понимания целостной сущности этого феномена представляется целесообразным объединение всех этих подходов. С такой точки зрения эмоции являются интегральными реакциями организма на воздействия факторов внешней и внутренней среды, а также результаты собственной деятельности, проявляющиеся в субъективных переживаниях той или иной модальности и интенсивности (типа ярости, страха, радости и др.), специфическими двигательными реакциями (мимика и жесты) и неспецифическими сдвигами в деятельности внутренних органов.
При всем многообразии проявлений эмоций в них можно выделить три основных компонента – субъективные переживания, двигательные проявления и изменения в деятельности внутренних органов. Субъективные переживания – компонент, объективная оценка которого наиболее затруднительна, но очень существенна для человека. Это ведь стержневая основа описываемого явления. Будучи но своему генезу первичным или вторичным звеном, причиной или следствием, субъективные переживания представляют собой высший уровень комплексной реакции человека. Вместе с тем этот компонент без специального обучения плохо поддается внутреннему контролю и управлению.
Двигательный компонент проявляется в весьма специфических по форме мимике, жестах, плаче, смехе, других элементах двигательного поведения. Эти реакции настолько информативны, что рассматриваются как один из каналов коммуникативной функции, который не утратил своей значимости и для человека, обладающего вербальной коммуникацией. Вместе с тем данные проявления в наибольшей степени подвержены произвольному контролю. Для большинства людей не представляет больших трудностей подавить (или, наоборот, имитировать) те или иные двигательные проявления эмоций. С гораздо большим трудом поддается контролю и коррекции речевой компонент (тембр, громкость, скорость и тем более смысловая составляющая).
Чрезвычайным разнообразием с маловыразительной спецификой и очень низкой управляемостью характеризуются изменения в деятельности внутренних органов. Это связано с тем, что развитие эмоций в зависимости не столько от их модальности, сколько от силы меняет тонус симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и происходят выраженные изменения в деятельности эндокринной системы – передней доли гипофиза, надпочечников (как коркового, так и мозгового вещества), половых желез, вилочковой железы и др. Все это вызывает выраженные изменения в деятельности внутренних органов, касающиеся состава крови, кровообращения, дыхания, пищеварения, терморегуляции, выделения и др. Эти изменения вторично влияют на состояние психики. (Отсюда известный неразрешимый вопрос: я плачу, потому что мне грустно, или мне грустно, потому что я плачу?)
В формировании эмоций принимают участие весьма разнообразные физиологические механизмы в их очень сложном взаимодействии. На примере эмоции ярко проявляются психосоматическое единство и взаимодействие, взаимные влияния и интеграция нервных и гуморальных механизмов. В общем виде можно сказать, что субъективное выражение эмоций связано с функционированием неспецифической активирующей системы мозга, гипоталамусом, лимбической системой, базальными ганглиями и передними и височными отделами новой коры. В настоящее время имеющиеся данные позволяют считать, что отражательно‑оценочная функция эмоций связана с лобно‑височной корой, подкрепляющая – с гиппокампом, переключающая – с миндалевидным комплексом, активационно‑интегративная – с гипоталамусом. Имеется определенная зависимость между модальностью эмоций и нейрохимическими процессами в мозговых структурах. Так, в частности, депрессия связана с дефицитом моноаминэргических путей (норэпинефрин и серотонин). Чувство страха, панические атаки, генерализированную тревогу связывают с повышением уровня норэпинефрина, а также дефицитом гамма‑аминомасляной кислоты и серотонина в миндалевидном комплексе. Агрессия наблюдается при избытке ацетилхолина в латеральном гипоталамусе и недостатке серотонина в лимбической системе. К развитию чувства удовольствия причастны базальные ганглии с участием дофамина, а также такие биологически активные вещества, как арэнтерин и эндорфины, отмечаются при дефиците гамма‑аминомасляной кислоты и серотонина. Однако один и тот же гормон (медиатор) в зависимости от обстановки может вызывать различные переживания. В частности, и гнев, и эйфория связаны с адреналином.
Было бы очень большим упрощением связывать определенный вид эмоций с каким‑либо конкретным медиатором, гормоном или другими биологически активными веществами. По всей видимости, специфичность структур в сочетании с нейрохимической специфичностью, разнообразной афферентацией, мнестическими и эвристическими процессами и порождают невероятное множество чувств, переживаний, настроений и других проявлений эмоций.
РЕЧЬ. МЫШЛЕНИЕ
Речь относится к числу психических функций, принципиально отличающих человека от других представителей животного мира. Речь обычно определяют через ее коммуникативную способность, т. е. как исторически сложившуюся форму общения людей с помощью звуковых и зрительных знаков, благодаря чему возникла возможность передавать информацию не только непосредственно от человека к человеку, но и на гигантские расстояния, а также получать ее из прошлого и передавать в будущее. Вместе с тем, помимо коммуникативной функции, речь имеет отношение и к другим явлениям. Совершенно очевидна мнестическая функция речи, поскольку перевод информации в регистры первичной и вторичной памяти происходит при непременной ее вербализации. Речь имеет непосредственное отношение к сознательным формам психической и произвольной деятельности (регулирующая функция). В настоящее время установлена непосредственная связь речи и мышления (мыслительная функция).
До настоящего времени существует очень много сложных вопросов относительно природы речи. И, наверное, самой конструктивной оказалась позиция выдающегося исследователя физиологии психической деятельности И. П. Павлова, который в 1932 г. сформулировал концепцию о сигнальных системах действительности. Под первой сигнальной системой он понимал условно‑рефлекторное реагирование через непосредственное восприятие энергии условных раздражителей. Вторая сигнальная система обеспечивает реагирование на сигнальное значение при замене конкретного раздражителя словом, обозначающим его. Например, формирование речи у ребенка возможно только при пребывании его в человеческой языковой среде в начальном периоде развития – до 10 лет. Это оптимальный возраст, после превышения которого способность усвоения языка первичным (материнским) способом резко падает. Естественно, что при этом столь же резко страдают и другие психические функции, связанные с речью.
При развитии речевой функции у человека необходимо различать развитие сенсорной речи (т. е. понимание) и развитие экспрессивной речи (т. е. способность говорить). Способность понимать речь проявляется у ребенка уже во втором полугодии жизни. Первоначально слово воспринимается только в комплексе раздражителей (личность говорящего, жесты, интонация и т. п.) и, как правило, является сигналом двигательной реакции. Затем слово само по себе начинает приобретать сигнальное значение, происходит обобщение его как сигнала, т. е. интеграция.
Различают четыре степени интеграции слова. Первая степень – слово заменяет чувственный образ определенного предмета («ляля» – только конкретная кукла). Эта степень интеграции слова доступна детям конца первого – начала второго года жизни. Вторая степень – слово замещает несколько чувственных образов однородных предметов («ляля» относится уже к нескольким одинаковым куклам). Этот уровень обобщения может быть достигнут к концу второго года. Третья степень – слово замещает ряд чувственных образов разнородных предметов («игрушка» – это и кукла, и мяч, и кубики и т. п.) – развивается не ранее третьего года. Четвертая степень – в слове сведен ряд обобщений предыдущих степеней («вещь» – игрушка, одежда, еда и т. п.) – развивается на пятом году жизни.
Развитие экспрессивной речи в значительной мере (с точки зрения сигнального значения) происходит параллельно. Фонетическое приближение лепета ребенка к звукам речи отчетливо выражено во втором полугодии первого года жизни. До этого дети всех национальностей гулят совершенно одинаково. Возраст, в котором происходит формирование второй сигнальной системы, является также наиболее благоприятным для изучения иностранных языков. Ребенок овладевает тем языком, на котором говорят окружающие, вне зависимости от своей национальной принадлежности. Это первичный (материнский) способ изучения языка, и он базируется на первой сигнальной системе по очень простой схеме: чувственный образ – слово. Кроме того, существует вторичный способ, который основан на знании какого‑то другого (родного) языка. Схема при этом усложняется: чувственный образ – слово на родном языке – слово на иностранном языке. Обучение таким способом не только взрослых, но и детей гораздо менее эффективно.
На основании богатого клинического материала можно составить нейропсихологическую картину речи, ее нейрофизиологические механизмы. Анализ этих материалов показывает, что сенсорная речь связана с корковыми проекциями зрительного, слухового и кожного анализаторов (в случае азбуки для слепых), а также с описанным немецким психиатром и невропатологом К. Вернике центром, расположенным в задней трети верхней височной извилины слева (центр Вернике, или центр понимания речи).
Экспрессивная речь в решающей степени зависит от участка, описанного французским антропологом и хирургом П. Брока, который находится в задней трети нижней лобной извилины слева (центр Брока, или центр экспрессивной речи). Функционирование этого центра детерминировано как информацией, полученной от принятого речевого сигнала, так и внутренними побудительными причинами, мотивацией.
Опять же клинический опыт свидетельствует, что для обеспечения речевых функций у правшей ведущую роль играет левое полушарие, однако такое соотношение формируется у ребенка после четырех лет. Это следует понимать как подтверждение того, что левополушарные структуры обеспечивают аналитическую, абстрактно‑логическую составляющие речевой функции. От участия правого полушария зависит эмоционально‑образный компонент речи.
В процессе онтогенеза (индивидуального развития человека) формирование мышления, интеллектуальных способностей проходит несколько фаз: 1) до двух лет – построение сенсомоторных схем, проявляющихся в целенаправленной двигательной активности, что обеспечивается главным образом таламокортикальными системами; 2) от трех до семи лет – мысленная активация сенсомоторных схем, т. е. способность предсказывать, что получится в результате того или иного действия; это совпадает с развитием речи и формированием височной и моторной коры; 3) от восьми до десяти лет – способность к логическому рассуждению, активация корково‑корковых ассоциативных связей; 4) от одиннадцати до пятнадцати лет – способность к формальным операциям, абстракциям, оценке гипотез.
Исследование физиологических механизмов мышления – задача чрезвычайно трудная, которая еще далека от своего окончательного решения.
Как уже отмечалось, И. П. Павлов в основе механизмов мышления видел временную связь и вторую сигнальную систему.
Клинический опыт, а в последнее время ряд современных методов исследования на здоровых людях (электроэнцефалография, позитронно‑эмиссионная томография, использование ядерно‑магнитного резонанса) позволили выделить мозговые структуры, имеющие непосредственное или опосредствованное отношение к процессам мышления. Установлено, что принятие решения связано с височной и лобной корой, а выработка стратегии реализации решения принадлежит теменно‑затылочной коре. Несомненна значимость ретикулярной формации стволовой части мозга, анализаторов, лимбической системы.
На примере речевой и мыслительной функции мозга особенно отчетливо выступает функциональная асимметрия мозга. Основные различия в работе полушарий мозга человека впервые обнаружил американский ученый, лауреат Нобелевской премии Р. Сперри, который однажды в лечебных целях рискнул рассечь межполушарные связи у больных эпилепсией и с изумлением обнаружил, что два полушария доселе, казалось бы, единого мозга ведут себя как два совершенно различных мозга и даже не всегда до конца понимают друг друга. С тех пор по этой проблеме накоплено очень много интереснейших фактов. В клинических условиях с лечебной целью была разработана методика временного (на 1–2 ч) отключения одного из полушарий, и человек в этих условиях работал только одним полушарием.
Оказалось, что у левополушарного человека речь сохранена, в беседе он захватывает инициативу. Словарный запас становится богаче и разнообразнее, ответы более развернутыми и детализированными. Излишне многословен и даже болтлив. Однако речь теряет интонационную выразительность, она монотонная, бесцветная, тусклая. Голос гнусавый либо лающий. Утрачена способность улавливать интонации. Образное восприятие нарушено, абстрактное – облегчено. Память главным образом теоретического оттенка. Настроение улучшается, человек становится мягче, приветливее, веселее, оптимистичнее. Страдает образное мышление, сохранено или даже усилено – логическое.
У правополушарного человека речевые возможности резко ограничены. С трудом вспоминает названия предметов, хотя узнает их и может объяснить назначение. Немногословен, охотнее отвечает мимикой и жестами. Ухудшается словесное и улучшается образное восприятие. Нарушается словесно‑логическая память. В эмоциональной сфере – сдвиг в сторону отрицательных эмоций.
Правое и левое полушарие у здорового человека находятся в постоянном взаимодействии. Между ними имеются мощные ассоциативные связи (мозолистое тело). Поэтому восприятие, речь и мышление всегда есть результат их совместной деятельности.
На сегодняшний день наши представления о физиологических механизмах мышления достаточно ограничены. Можно совершенно определенно говорить, что элементарной функциональной единицей этого процесса, равно как и других психических процессов, является нейрональная активность, т. е. генерация комплекса разрядов, что непосредственно наблюдали при проведении соответствующих тестов во время нейрохирургических операций. Однако в настоящее время даже с помощью самых совершенных методических приемов невозможно одновременно зарегистрировать и проанализировать многомиллиардные комплексы нейрональных объектов. Представляется достаточно очевидным участие в мыслительных операциях нейрохимических процессов и следовой активности. Весьма наглядными являются изменения на электроэнцефалограмме, спонтанной и вызванной, однако они не имеют смысловой специфичности, поэтому по ним прочитать мысли человека нельзя.
Процесс мышления в зависимости от его напряженности, психоэмоционального фона имеет весьма разнообразное вегетативное сопровождение. Это выражается в том, что перераспределяется мозговой кровоток, хотя в целом кровоснабжение меняется слабо, отмечаются локальные сдвиги интенсивности метаболизма и энергетики в мозговых структурах, изменяются частота сердечных сокращений, артериальное давление крови, частота и форма дыхательных движений, уровень обмена энергии организма в целом, кожно‑гальваническая реакция, секреция гормонов и ряд других показателей. Именно они при синхронной регистрации используются в так называемых детекторах лжи. Следует хорошо понимать, что получаемые при этом данные являются лишь косвенными показателями, отражающими больше эмоциональное переживание обсуждаемых ситуаций.
И хотя современная наука не может дать ответ, как нейрональная активность превращается в мысль, тем не менее нет никаких оснований искать другой субстрат мышления.