Самостійне опрацювання: Характеристика функціональних структур (блоків) мозку та їх значення в психічній діяльності людини.

 

Виходячи з методологічних принципів системно-діяльнісного аналізу, психічне і фізіологічне не є паралельними, не перебувають між собою у причиново-наслідковому зв'язку і не підпорядковуються принципу взаємодії. Хоча психіка є функцією мозку, а мозок — матеріальним носієм, органом психіки, детермінантою як психічних, так і фізіологічних явищ є навколишній світ, а точніше — діяльність істоти, що живе у ньому. І перші, і другі є її невід'ємними сторонами, бо у ній виникають, формуються, через неї виявляються.

При цьому психічне і фізіологічне — якісно відмінні явища, про що свідчить, наприклад, психофізіологічний парадокс, за яким характеристики відчуттів формулюються не в термінах стану суб'єкта — їх носія, а в термінах властивостей його джерела — об'єкта

На відміну від психічних фізіологічні явища, наприклад висока температура тіла, спричинена порушенням роботи якоїсь системи організму, безпосередньо пов'язані з цією роботою. Хоча вони й породжуються взаємо­дією організму з середовищем, проте відносяться не до світу, а до організ­му. Тому характерною ознакою фізіологічних явищ є їх локалізація в одному просторі з органом, що їх породжує. Тим часом орган психіки і його продукт — різно локалізовані явища.

До того ж психічне є багаторівневим явищем, яке на рівні організму виконує функцію випереджувального відображення дійсності. Воно виникає на ґрунті фізіологічного, але відноситься до світу, який відображає. Світ наповнює його своїм змістом, змінює його форми та механіз­ми функціонування. Якщо на цьому рівні життя психіка опосередковує біологічні процеси, то на рівні індивіда — соціальні, а на рівні особис­тості вплетена в процеси творення людиною самої себе. Тому на ниж­чих рівнях життя зв'язок психічного з фізіологічним є очевидним, тоді як на вищих приховується за активністю та власними закономірностями психіки.

Хоча фізіологічне й психічне — різні явища, в історії науки було чимало спроб знайти конкретні механізми переходу від першого до другого (Анохін; Бехтерєва, Бойко, Дельгадо, Дубровський, Іваницький, Лурія, Мілнер, Прібрам, Хамська, Чуприкова, Швирков. Інтенсивно досліджується в цьому зв'язку людський мозок.

За сучасними даними, він має складну будову і є наслідком еволюції нервової системи — сукупності центральних і периферичних утворень, що регулюють і контролюють усі функції організму. Якісно новим етапом її еволюції стала поява у хребетних головного мозку — системи нерво­вих апаратів, які дають змогу виробляти індивідуально мінливу поведін­ку. Розвиток у ссавців кори головного мозку, апарати якої здатні отри­мувати, обробляти та зберігати інформацію, що надходить із середовища, зумовив надзвичайну різноманітність форм поведінки. Кора та підкіркові структури мають близько 14 млрд нервових клітин — невронів. Кожен неврон може перебувати в шести якісно різних станах і має в середньому близько 5 тис. контактів з іншими невронами, що харак­теризує величезні можливості людського мозку.

Учені здавна прагнули визначити ділянки мозку, які відповідають за конкретні психічні явища. Зокрема, спостереження за хворими з фіксованими ураженнями мозку показали наявність зв'язку між локалізацією травми й такими явищами, як параліч кінцівок, втрата чутливості, сліпота. На ранніх етапах розвитку нейропсихології було виявлено центри понять, письма, лічби, читання, орієнтування в просторі тощо. Однак ґрунтовніші дослідження засвідчили, що досить чітку локалізацію в тих чи інших структурах мозку мають лише генетичне зумовлені психічні явища людини. Наприклад, електричним подразненням певних нервових центрів можна викликати у досліджуваного стан страху, тривоги, агресії, задоволення або незадоволеності. Щодо вищих психічних функцій (спостереження і запам'ятовування, мовлен ня і і мислення, читання і лічби), то вони базуються на спільній функції різнорівневих ділянок мозку, кожна з яких здійснює свій внесок в їх забезпе­чення. Отже, мозкове представництво цих функцій має динамічну і систем­ну локалізацію: воно є складно організованим цілим і має безліч високоди-ференційованих структур, що виконують специфічну роль.

Мозок складається також зі структур — функціональних блоків, які взаємодіють і надбудовуються один над одним. Це блок тонусу кори, блок прийому, переробки і збереження інформації, блок програмування, регуляції і контролю діяльності.

Блок тонусу кори є енергетичною станцією мозку, що забезпечує необхідну для здійснення будь-якої дії збудливість його основних струк­тур. Головним апаратом цього блоку є сітчастий утвір — особливе нервове утворення стовбурових відділів головного мозку, що акумулює різноманітні джерела активізації кори (процеси обміну, зовнішні подраз­нення, власний енергетичний потенціал) і регулює рівень її збудливості (Мегун; Смирнов та ін.). Це досягається завдяки ве­ликій кількості її аферентних (від лат. affero — приношу, доставляю) і еферентних (від лат. efferens — той, що виносить) зв'язків з різними відділами головного і спинного мозку. Порушення їх спричинює патологічну сонливість, зниження тонусу м'язів, вегетативні розлади тощо.

До блоку прийому, переробки і збереження інформації надходять збудження від органів чуття. Його апарати розташовані в задніх відділах півкуль і складаються із зорових (потиличних), слухових (скроневих) і загальночутливих (тім'яних) відділів кори та відповідних підкіркових структур. Основою цього блоку є первинні (проекційні) зони, неврони яких мають високу спеціалізацію. Наприклад, окремі неврони потилич­них структур реагують лише на суворо визначені властивості подраз­ників: відтінки кольору, конфігурацію, напрямок руху тощо (Блінков, Мілнер). Над первинними надбудовуються вторинні (гно­стичні) зони кори, неврони яких об'єднують і комбінують збудження від подразників. Основою третинних зон (зон перекриття) є нервові утво­рення нижньотім'яної ділянки мозку. В них інтегруються збудження, що проходять через первинні і вторинні зони. Тут же відбувається їх перекодування у форму, придатну для організації процесів мислення та пам'яті.

Блок програмування, регуляції і контролю відповідає за виникнення намірів, програм внутрішніх і зовнішніх дій. Він міститься у передніх лобових частках великих півкуль, входом до яких слугує рухова зона кори, безпосередньо пов'язана з м'язами кінцівок людини, обличчя, губ, язика. Первинну зону цього блоку становлять верхні шари кори — неврони і спеціальні клітини, що підтримують їх роботу. Над нею міститься вторинна зона — лобові частки кори. Електричне подразнення цих ділянок викликає цілі комплекси рухів (повороти очей, голови, всього тіла, хапання тощо), що вказує на їх інтегративну роль. Третинною, найважливішою зоною блоку є передлобові (префронтальні) відділи мозку, які мають вирішальне значення в регуляції найскладніших форм поведінки людини. Вони пов'язані не тільки з розташованими нижче зонами цього блоку, а й з апаратами інших блоків, насамперед з сітчас­тим утвором. Завдяки цьому у префронтальних відділах відбуваються переробка імпульсів, що йдуть від усіх структур мозку, а також організа­ція низхідних впливів на ці структури. Функція префронтальних відділів здійснюється за участю мови, за допомогою якої людина створює усвідом­лені програми поведінки. В цілому лобові частки регулюють вищі психічні функції.

Будь-яке психічне явище є результатом спільної і водночас спеціалізованої функції всіх блоків. Так, під час сприймання перший блок забезпе­чує потрібний тонус кори, другий здійснює аналіз і синтез одержуваної інформації, третій визначає пошукові рухи, зумовлює активний характер цього явища. Остання обставина є свідченням того, що у виникненні психічного образу поряд з суто мозковими явищами виняткове значення мають м'язові рухи. Рухи є начебто посередниками між мозком і психікою: з одного боку, регулюються мозком, з іншого, є інтим­ним механізмом функціонування психіки.

У межах такого «горизонтального» принципу роботи мозку виявлено наявність жорстких і гнучких систем забезпечення психічних процесів. Так, дитина народжується зі значною кількістю жорст­ких мозкових систем, які обслуговують життєво важливі процеси, пере­дусім рух і емоції. В онтогенезі на їх підставі формуються гнучкі систе­ми, які забезпечують утворення нових форм поведінки. Чим складніше психічне явище, тим істотнішу роль відіграють гнучкі системи. Функція всіх систем мозку проявляється у вигляді біоелектричної активності мозку — характеристик збудження окремих невронів та їх.

Відомо, що надходження якоїсь інформації з зовнішнього світу викликає дві фази такої активності: 1) біоелектричну відповідь проекційних зон кори на аферентні сигнали, що несуть переважно фізичні параметри інформації; 2) активність кіркових і підкіркових структур та сітчастого утвору, яка відповідає за оцінку значення тієї чи іншої інфор­мації для організму. Синтез цих параметрів дає власне психічне явище — відчуття.

Шляхом аналізу динаміки імпульсної активності невронів прагнуть та­кож розшифрувати нейрофізіологічні коди (від фр. code — зведення за­конів) психічних явищ — значення процесів, на підставі яких ці явища відбуваються (Бехтерєва та ін.). Зокрема, виявлено, що коду­вання словесних сигналів характеризується перебудуванням частоти розря­дів цієї активності, певним групуванням і формою електричних розрядів невронів, а також зміною типу взаємодії між групами невронів у різних відділах мозку. Наприклад, частота характерним чином змінюється на різних стадіях узагальнення смислу двох запропонованих досліджувано­му слів. Вона істотно зростає перед початком відповіді на друге слово, що вважають нейрофізіологічним проявом операції узагальнення. Окреме ж слово має два коди: слуховий і керівний. Перший — це показники актив­ності мозкових структур, за допомогою яких чується, а другий — за допо­могою яких вимовляється слово. Було також виявлено групи невронів, перебудування частоти яких залежало від інформації, що зчитувалася з пам'яті.

Нейрофізіологічні коди — це мови, якими «розмовляє» мозок, тому спроби розшифрування їх є перспективним кроком у напрямку подальшого вивчення фізіологічних основ психіки.

Поряд з «горизонтальним» діє «вертикальний» принцип функції головного мозку. Йдеться про явище функціональної асиметрії (від гр. осстиицєтріа — невідповідність) — спеціалізованої активності півкуль. Вона має широкий спектр проявів: починається з рухової і закінчується психіч­ною асиметрією — розподілом психічних функцій між правою і лівою півкулями. Так, ліва півкуля здебільшого оперує інформацією, яка існує у словесній або знаковій формі, й забезпечує читання й лічбу, права — наочною інформацією й забезпечує орієнтацію людини у прос­торі, розрізнення музичних тонів, мелодій, розпізнавання складних об'єктів, продукування сновидінь, емоційне ставлення до оточення.

Проте головні відмінності між півкулями полягають у характері переробки інформації. Ліва півкуля здійснює аналіз даних сприймання та словесно-логічної пам'яті і формує образ світу, ознаки якого можна передати словом. Права півкуля забезпечує миттєве й цілісне оперуван­ня інформацією різного, не завжди усвідомлюваного, змісту, що робить образ багатим, різноплановим і різнорівневим явищем.

Психічна асиметрія тісно пов'язана з руховою. При цьому складніші психічні процеси потребують більшої участі лівої півкулі, а простіші — правої. Наприклад, у разі довільного оперування словами збуджуються рухові центри у лівій півкулі мозку, а при їх автоматичному викорис­танні— у правій (Джексон). Вертикальний принцип роботи мозку діє на рівні вторинних і третинних зон кори. Саме тому їх будова у правій і лівій півкулях відрізняється, а їх ушкодження викликає різні симптоми. Загалом обидві півкулі діють як єдине ціле, що дає підста­ву говорити про білатеральну (від лат. bis — двічі і lateralis — бічний) регуляцію як цілісний механізм функціонування мозку.

Психічна асиметрія притаманна лише людині, а передумови її становлення передаються генетичне. Проте характер цієї асиметрії (домінуван­ня лівої чи правої півкулі при функціонуванні психічних процесів) фор­мується протягом раннього онтогенезу.

Якщо психіка людини, особливо її вищі прояви, залежить від спеціалізованої і водночас інтегрованої роботи головного мозку, то її поведінка, як і будь-якої живої істоти, передбачає мобілізацію структур не лише центральної, а й периферичної нервової системи. Таке широке об'єднання різно локалізованих, різнорівневих нервових структур і процесів дістало назву функціональної системи організму і стало предметом теорії функ­ціональних систем. Згідно з цією теорією, деякі системи мають вроджений характер (наприклад, система дихання, травлення), інші формуються протягом онтогенезу й відрізняються високою гнучкістю і складністю механізмів. Найважливішими з них є аферентний синтез, прий­няття рішення й акцептор результатів дії.

Аферентний синтез — об'єднання різноманітної інформації, необхід­ної для прийняття рішення залежно від того, який результат потрібен у певний момент пристосувальної дії. Для цього залучаються відомості з пам'яті, актуалізується певна потреба, відбувається зворотна аферентація — враховуються відомості про навколишнє середовище. Все це є відповіддю на пусковий стимул — подразник, що пристосовує аферент­ний синтез до умов, найпринятніших для успіху виконуваної дії. Важли­во, що аферентний синтез здійснюється вже на рівні окремих невронів у будь-якій, а не лише у центральній частині нервової системи. Він охоплює також соматичні (від rp. ссаца — тіло) компоненти та обмінні, біохімічні процеси організму (Уриваєв).

Прийняття рішення — переведення аферентного синтезу до програми дій, унаслідок чого з великої кількості варіантів пристосувального акту обирається той, що дає змогу організмові досягти найбільшої ефек­тивності. Це ключовий механізм функціональної системи, в якому особ­ливу роль відіграють лобові частки. Принаймні експериментальне вида­лення їх у собаки робить для нього неможливим вибір певного варіанта поведінки. Цей процес охоплює також невронний рівень. Прийняття рішен­ня зумовлює різноманітні функції організму, від вегетативних реакцій примітивної тварини і до процесів морального вибору, що його здійснює людина.

Акцептор (від лат. acceptor — одержувач) результатів дії — апарат прогнозування й оцінки властивостей (фізичних, хімічних, біологічних) результату дії функціональної системи. Він формується раніше, ніж відбувається дія, і має всі ознаки майбутнього результату. Тобто цей механізм виконує функцію випереджувального відображення дійсності. Він викорис­товує попередній досвід й існує у вигляді схеми майбутньої дії, яка порів­нюється з параметрами реального результату завдяки інформації, що над­ходить шляхом зворотної аферентації. Якщо ці параметри не збігаються, до програми дій вводяться корективи або функціональна система фор­мується заново. У цьому разі спочатку виникає орієнтувальна реакція, яка супроводжується електричною активністю кори і підкірки (Шуміліна, Журавльов).

З позицій теорії функціональних систем організму психічні явища вплетені в згадані механізми. Так, сприймання, пам'ять є компонентами аферентного синтезу; мислення, воля стосуються прийняття рішен­ня; увага — акцептора результатів дії. У разі невідповідності пара­метрів виконаної дії акцептора дії продукуються негативні емоції, які спонукають до продовження дії за скоригованою програмою доти, доки не буде отриманий очікуваний результат. Якщо збігу було досягнуто з пер­шої спроби, виникають позитивні емоції і виконувану дію припиняють. До того ж емоції пронизують і аферентний синтез, і етапи прийняття рішення. Наприклад, відомо, що за дефіциту інформації ступінь негатив­них емоцій обернено пропорційний оцінюваній імовірності досягнення результату. Якщо ж у процесі прийняття рішення прогнозується безпе­речна можливість досягнення корисного результату, емоції не виникають, а поведінка набуває автоматизованого вигляду.

Дослідження роботи функціональних систем організму в зв'язку з оволодінням людиною знаками — мовленням, письмом, грою на музичних інструментах, професійною діяльністю тощо — показало, що при цьому вони трансформуються у психічні (знакові) функціональні системи. Наприклад, застосування у процесі експериментального навчання зовнішніх опор пізнавальної діяльності сприяє збагаченню акцептора результа­ту дії та аферентному синтезу. Отже, використання знаків виводить функціональні системи за природні обмеження; знаки стають чинниками, що керують цими системами ззовні. Характерно, що серед психічних функціональних систем передусім страждають менш опосередковані знаками — сприймання і короткочасна пам'ять, тоді як мислення, особливо словесно-логічне, за умови інтенсивної роботи інтелекту, може навіть поліпшуватись.

Ця теорія доповнює інші спроби фізіологічного пояснення поведінки. Зокрема, вона продовжує вчення про вищу нервову діяльність І. П. Павлова, насамперед у плані застосування її до аналізу процесів виник­нення, збереження і відтворення досвіду. Якщо остання акцентує увагу на нервових зв'язках між стимулами та їх кірковими представництвами, то теорія функціональних систем відносить ці зв'язки до механізмів цілісної організації поведінки. Вона також уточнює вчення про домінанту О. О Ухтомського, за якою нервова система діє за принципом домінанти (від лат. dominans — панівний) — збудження певних нервових структур, що виникають під впливом зовнішніх і внутрішніх чинників і визначають спрямованість поведінки у певний момент часу. Ця теорія доводить, що домінуючою в роботі організму є функціональна система, адже вона забезпечує пристосування організму до середовища. Загалом теорія є внеском у розуміння психіки, підґрунтя якого заклало рефлекторне вчення Сєченова.

Таким чином, фізіологічні дослідження з'ясовують ті процеси організ­му, які є основою функціонування психіки. Однак вони не дають можли­вості зрозуміти конкретні шляхи переходу від фізіологічного до психіч­ного і однозначно розв'язати психофізіологічну проблему. Звичайно, можна сподіватися, що поступальний рух науки зробить у цьому напрям­ку значний крок уперед. Проте слід пам'ятати, що фізіологічне і психіч­не — різнорідні явища, тому без урахування цієї обставини сам по собі конкретно-науковий підхід до психофізіологічної проблеми навряд чи дасть бажані результати.

Більше підстав для розуміння їх реальних взаємовідношень дає рефлекторне вчення І. М. Сєченова, в світлі якого фізіологічне і психічне є ланками однієї і тієї самої рефлекторної (відображальної) діяльності жи­вої істоти, яка здійснюється фізіологічними механізмами і регулюється психікою. У межах цієї активності вони пов'язані між собою, але не прямо, а опосередковано — через рух організму. В процесі рухової актив­ності формується і ускладнюється нервова система, багаторівневе функціо­нування якої забезпечує життя організму, виникає психіка, яка, спираю­чись на роботу мозку, своєю функцією відображення зумовлює присто­сувальний ефект поведінки.

На цьому рівні життя (рівні організму) зв'язок психічного і фізіологічного має функціональний характер: він детермінується поведінкою як ланцюгом рухових актів. Тому мозок слід розглядати як орган не стільки психіки, скільки поведінки (що й наголошує теорія функціональних сис­тем організму), умовою і компонентом якої є психіка. Психіка, опосеред­ковуючи поведінку психічним образом та пов'язуючи організм із середо­вищем, відноситься не лише до організму, а й передусім до зовнішнього світу, зміст якого несе в собі.

На рівні індивіда психіка ускладнюється, набуває нових рис і властивостей. У цьому разі її характеристика не вичерпується аналізом відношення «мозок — психіка». Остання тепер має розглядатись у межах відношення іншого порядку — відношення «буття — свідомість», що є змістом психогностичної проблеми.