Гнездо. Теория стигмергии

Нравы термитов способны зачаровать наблюдателя, так же как нравы муравьев. Мы рассмотрим только одно из самых по­разительных их созданий — гнезда. Убежден, что по совершен­ству и сложности своей архитектуры гнездо термитов оставляет далеко позади гнезда ос, пчел и муравьев. Бельгийский ученый доктор Дэнё всю свою жизнь посвятил изучению устройства гнезд африканских термитов; сделанные им зарисовки пленяют воображение. Никто не поверил бы, что все это не дело рук че­ловека: шары, кувшиноподобные и колоколообразные купола, стенки которых состоят из ряда восходящих по спирали коло­нок, сложная система галерей, переходящих одна в другую, по­ложенных одна под другой или скрещивающихся. И все без­упречно правильно, словно выточено...

Но суть не в этом'. Нас беспокоит все тот же вечный вопрос: как могут крошечные букашки, не имея плана, возводить свои огромные постройки?.. Мы уже видели у пчел, что проявления социальной жизни немыслимы без некоторого твердого минимума участников. Именно об этом я думал, когда выдвинул теорию взаимосвязи нервных систем отдельных особей, теорию, постро­енную почти целиком на аналогии с вычислительными маши­нами. <...>

Как бы то ни было, Грассе считает, что сама работа подсте­гивает работающего. Она обладает стигмергическими свойст­вами (от двух греческих слов, означающих «побуждаю к труду»); даже при очень быстрой смене рабочих воздвигаемая ими по­стройка своими размерами и формой, в которую она облекается, сама собой регулирует работу. Но все же кое-какие трудности остаются. Если, например, в данном участке вообще нет ника­кой постройки, то рабочий не успокаивается; он отправляется на поиски работы. Грассе наблюдал 2 стройки, значительно уда­ленные одна от другой, и соединенные туннелем; прямолиней­ность туннеля отчетливо свидетельствовала о том, что он дей­ствительно связывал эти участки. С другой стороны, Грассе, на­блюдая термитники Убанги, установил^ что строительным ма­териалом для них служит глина определенного сорта, место­рождение которой находится на 12 метров ниже гнезда. Значит, термитам приходилось проделывать туда и обратно очень дол­гий и сложный путь. Безусловно, они при этом проходят мимо многих строящихся гнезд, но не выказывают к ним никакого интереса. Они, следовательно, не пребывают в пассивном ожи­дании возбудителей. Нет, они ищут их активно, они стремятся к одной вполне определенной деятельности. Таково, впрочем, свой­ство всех живых организмов: не просто реагировать на раздражи­тели, а «искать» их. Возводимое сооружение, бесспорно, дейст­вует на рабочего как некий возбудитель; однако рабочий сам способен направляться к работе, требующей выполнения. <...>

Грассе, долго изучавший... термитов, описал очень сложно

74

устроенное гнездо Bellicositermes с огромными странными стол* бами у основания; можно подумать, что онн обточены на станке. Каждый нз этих столбов по своим относительным размерам ра­вен пирамиде Хеопса. Онн ничего не поддерживают, так как нижний, конец нх даже не соприкасается с землей. Царская ка­мера также отличается по устройству от остального гнезда. На­конец, и наружное покрытие термитника обладает совершенно особой структурой. Выходит, термиты, сооружая гнездо, дей­ствуют по-разному в зависимости от того, в какой части его они ведут строительство. Но действительно ли дело здесь в измене­нии реакции? Или, может быть, просто работа ведется разными группами строителей с различными нормами реагирования? В этом случае работа в процессе ее выполнения должна воздей­ствовать на них одинаковым образом.

Даже по отношению к гнездам, имеющим однородную струк­туру во всех своих частях, скажем к пчелиным гнездам, теория стигмергии, как показали некоторые наблюдения, полностью при-ложима лишь на первой фазе строительства. Пчелы, например, способны восстанавливать нарушенную параллельность сотов, не только наращивая края ячеек, но и перемещая дно, если оно ока­залось слишком близко к соседним сотам. Но разве можно при­ложить теорию стигмергин к действиям скульптора, который соз­дает статую из каменной глыбы, удаляя лишний материал? А ведь характер действий пчел именно таков... Действительно, если в маленьком улье, где пульс строительства не слишком на­пряжен, прилепить к потолку кусочки вощины самой различной формы, то можно убедиться, что все они окажутся как бы обре­занными по краям, причем некоторые из них вскоре бывают об­работаны в форме эллипсоида, дающего начало первому соту; с этого всегда начинают стронтельницы свою работу. Это то же, что сделал бы термит, если бы, оказавшись перед комом земли, принялся отбрасывать (а не добавлять) землю до тех пор, пока у него не получился бы столб.

Подобные примеры заставляют думать, что даже теория стиг­мергии не спасает нас от гипотезы, предполагающей наличие ка­кого-то предварительного плана, которому подчинены действия строителей.

Шовен Р. От пчелы до гориллы. М„ 1965, с 111 — 115; 143—166.

И. П. Павлов

УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС

Условный рефлекс — это теперь отдельный физиологический термин, обозначающий определенное нервное явление, подроб­ное изучение которого повело к образованию нового отдела в физиологии животных — физиологии высшей нервной деятель­ности как первой главы физиологии высшего отдела централь­ной нервной системы. Уже давно накоплялись эмпирические и научные наблюдения, что механическое повреждение или забо­левание головного мозга и специально больших полушарий обус­ловливало нарушение высшего, сложнейшего поведения животных и человека, обыкновенно называемого психической деятельно­стью... Тогда возникнет неотступный фундаментальный вопрос: какая же связь между мозгом и высшей деятельностью живот­ных и нас самих и с чего и как начинать изучение этой деятель­ности? Казалось бы, что психическая деятельность есть результат физиологической деятельности определенной массы головного мозга, со стороны физиологии и должно было идти исследова­ние ее, подобно тому как сейчас с успехом изучается деятель­ность всех остальных частей организма. И однако, этого долго не происходило. Психическая деятельность давно уже (не одно тысячелетие) сделалась объектом изучения особой науки — пси­хологии. А физиология поразительно недавно, только с 70-го года прошлого столетия, получила прн помощи своего обычного метода искусственного раздражения первые точные факты относительно некоторой (именно двигательной) физиологической функции боль­ших полушарий; с помощью -же другого, тоже обычного, метода частичного разрушения были приобретены добавочные данные в отношении установления связи других частей полушарий с глав­нейшими рецепторами организма: глазом, ухом и другими. Это возбудило надежды как физиологов, так и психологов в отноше­ний тесной связи физиологии с психологией. Но скоро наступило разочарование в обоих лагерях. Физиология полушарий заметно остановилась на этих первых опытах н не двигалась существенно дальше. А между психологами после этого опять, как и раньше, оказалось немало решительных людей, стоящих на совершенной независимости психологического исследования от физиологическо-

76

го. Рядом с этим были и другие пробы связать торжествующее естествознание с пс-ихологией через метод численного измерения психических явлений. Одно время думали было образовать в фи­зиологии особый отдел психофизики благодаря счастливой наход­ке Вебером и Фехнером закона (называемого по их имени) опре­деленной численной связи между интенсивностью внешнего раз­дражения и силой ощущения. <...>

Однако чувствовался, воображался и намечался еще один путь для решения фундаментального вопроса. Нельзя ли найти такое элементарное психическое явление, которое целиком с пол­ным правом могло бы считаться вместе с тем и чистым физио­логическим явлением, и, начав с него — изучая строго объективно (как и все в физиологии) условия его возникновения, его разно­образных усложнений и его исчезновения, —сначала получить объ­ективную физиологическую картину всей высшей деятельности животных, т. е. нормальную работу высшего отдела головного мозга вместо раньше производившихся всяческих опытов его ис­кусственного раздражения и разрушения?.. Это явление и было тем, что теперь обозначает термин «условный рефлекс»... Поста­вим, сделаем два простых опыта, которые удадутся всем. Вольем в рот собаки умеренный раствор какой-нибудь кислоты. Он вы­зовет на себя обыкновенную оборонительную реакцию животного: энергичными движениями рта раствор будет выброшен вон, на­ружу и вместе с тем в рот (а потом наружу) обильно польется слюна, разбавляющая введенную кислоту и отмывающая ее от слизистой оболочки рта. Теперь другой опыт. Несколько раз лю­бым внешним агентом, например определенным звуком, подей­ствуем на собаку как раз перед тем, как ввести ей в рот тот же раствор. И что же? Достаточно будет повторить один лишь этот звук — и у собаки воспроизведется та же реакция: те же движе­ния рта и то же истечение слюны.

Оба эти факта одинаково точны и постоянны. И оба они долж­ны быть обозначены одним и тем же физиологическим термином «рефлекс». <...>

Всего естественнее представить себе дело так. В первом рефлексе существовало прямо проведение нервного тока, во вто­ром должно быть произведено предварительное образование пути для нервного тока... Таким образом в центральной нервной системе оказывается два разных центральных аппарата: прямого проведения нервного тока и аппарата его замыкания и размыкания. Было бы странно остановиться в каком-то недоумении перед таким заключением. Ведь нервная система на нашей планете есть невыразимо сложнейший и тончайший инструмент сношений, свя­зи многочисленных частей организма между собой и организма как сложнейшей системы с бесконечным числом внешних влия­ний... Животный организм как система существует среди окружа­ющей природы только благодаря непрерывному уравновешиванию этой системы с внешней средой, т. е. благодаря определенным реакциям живой системы на падающие на нее извне раздражения,

77

что у более высших животных осуществляется преимущественно при помощи нервной системы в виде рефлексов. Первое обеспе­чение уравновешивания, а следовательно, и целостности отдельно­го организма, как и его вида, составляют безусловные рефлексы как самые простые (например, кашель при попадании посторон­них тел в дыхательное горло), так и сложнейшие, обыкновенно называемые инстинктами, — пищевой, оборонительный, половой и др. Эти рефлексы возбуждаются как внутренними агентами, воз­никающими в самом организме, так и внешними, что и обуслов­ливает совершенство уравновешивания. Но достигаемое этимн рефлексами уравновешивание было бы совершенно только при абсолютном постоянстве внешней среды. А так как внешняя среда при своем чрезвычайном разнообразии вместе с тем находится в постоянном колебании, то безусловных связей как связей посто­янных недостаточно и необходимо дополнение их условными реф­лексами, временными связями. Например, животному мало забрать в рот только находящуюся перед ним пищу, тогда бы оно часто голодало и умирало от голодной смерти, а надо ее найти по разным случайным и временным признакам, а это и есть услов­ные (сигнальные) раздражители, возбуждающие движения жи­вотного по направлению к пище, которые кончаются введением ее в рот, т. е, в целом они вызывают условный пищевой рефлекс. То же относится и ко всему, что нужно для благосостояния орга­низма и вида как в положительном, так и в отрицательном смыс­ле, т, е. к тому, что надо взять из окружающей среды и от чего надо беречься. Не нужно большого воображения, чтобы сразу увидеть, какое прямо неисчислимое множество условных реф­лексов постоянно практикуется сложнейшей системой человека, поставленной в часто широчайшей не только общеприродной среде, но и в специально социальной среде, в крайнем ее мас­штабе до степени всего человечества... Итак, временная нервная связь есть универсальнейшее физиологическое явление в живот­ном мире и в нас самих. А вместе с тем оно же и психическое — то, что психологи называют ассоциацией; будет ли это образо­вание соединений из всевозможных действий, впечатлений или букв, слов и мыслей. Какое было бы основание как-нибудь раз­личать, отделять друг от друга то, что физиолог называет времен-нон связью, а психолог — ассоциацией? Здесь имеется полное слитие, полное поглощение одного другим, отождествление... Для физиологии условный рефлекс сделался центральным явлением, пользуясь которым можно было все полнее и точнее изучать как нормальную, так и патологическую деятельность больших полу­шарий. <...>

Условный рефлекс образуется на основе всех безусловных рефлексов и из всевозможных агентов внутренней и внешней среды как в элементарном виде, так и в сложнейших комплексах, но с одним ограничением: из всего, для восприятия чего есть рецепторные элементы в больших полушариях. Перед нами широ­чайший синтез, осуществляемый этой частью головного мозга.

78

Но этого мало. Условная временная связь вместе с тем специа­лизируется до величайшей сложности и до мельчайшей дробности как условных раздражителей, так и некоторых деятельностей организма, специально скелетно- и словесно-двигательной. Перед нами тончайший анализ как продукт тех же больших полушарий. Отсюда огромная широта и глубина приспособленности, уравно­вешивания организма с окружающей средой. Синтез есть, очевид­но, явление нервного замыкания. Что есть как нервное явление анализ? Здесь несколько отдельных физиологических явлений* Первое основание анализу дают периферические окончания всех афферентных нервных проводников организма, из которых каж­дое устроено специально для трансформирования определенного вида энергии (как вне, так и внутри организма) в процессе нерв­ного раздражения, который проводится затем как в специальные, более скудные в числе, клетки низших отделов центральной нерв­ной системы, так и в многочисленнейшие специальные клетки больших полушарий. Здесь, однако, пришедший процесс нервного раздражения обыкновенно разливается, иррадиируется по разным клеткам на большее или меньшее расстояние. Вот почему, когда мы выработали, положим, условный рефлекс на один какой-нибудь определенный тон, то не только другие тоны, но и многие другие звуки вызывают ту же условную реакцию. Это в физиологии выс­шей нервной деятельности называется генерализацией условных рефлексов. Следовательно, здесь одновременно встречаются явле­ния замыкания и иррадиации. Но затем иррадиация постепенно все более и более ограничивается; раздражительный процесс сос­редоточивается в мельчайшем нервном пункте полушарий, вероят­но, в группе соответственных специальных клеток. Ограничение наиболее скоро происходит при посредстве другого основного нервного процесса, который называется торможением. <...>

Из этого надо заключить, что тормозной процесс так же нрра-диирует, как и раздражительный. Но чем чаще повторяются не-подкрепляемые тоны, тем иррадиация торможения становится меньше, тормозной процесс все более и более концентрируется н во времени, и в пространстве. Следовательно, анализ начина­ется со специальной работы периферических аппаратов афферент­ных проводников и завершается в больших полушариях при посредстве тормозного процесса. Описанный случай торможе­ния называется дифференцировочным торможением. Приведем Другие случаи торможения. Обычно, чтобы иметь определенную, более или менее постоянную величину условного эффекта, дей­ствие условного раздражителя продолжают определенное время и затем присоединяют к нему безусловный раздражитель, под­крепляют. Тогда первые секунды или минуты раздражения, смот­ря по продолжительности изолированного применения условного раздражителя, не имеют действия, потому что как преждевремен­ные, в качестве сигналов безусловного раздражителя, затор­маживаются. Это анализ разных моментов продолжающегося Радражителя. Данное торможение называется торможением за-

79

паздывающего рефлекса. Но условный раздражитель как сиг­нальный корригируется торможением и сам по себе, делаясь постепенно нулевым, если в определенный период времени не сопровождается подкреплением. Это угасательное торможение. Это торможение держится некоторое время и затем само собой -исчезает. Восстановление угасшего условного значения раздражи­теля ускоряется подкреплением. Таким образом, мы имеем поло­жительные условные раздражители, т. е. вызывающие в коре полушарий раздражительный процесс, и отрицательные, вызыва­ющие тормозной процесс. В приведенных случаях мы имеем -специальное торможение больших полушарий, корковое торможе­ние. Оно возникает при определенных условиях там, где его рань­ше не было, оно упражняется в размере, оно исчезает при других условиях, и этим оно отличается от более и менее постоянного и стойкого торможения низших отделов центральной нервной систе­мы и потому названо в отличие от последнего (внешнего) внут­ренним. Правильнее было бы название; выработанное, условное торможение. В работе больших полушарий торможение участвует так же беспрестанно, сложно и тонко, как и раздражительный процесс. <...>

Между условиями, определяющими наступление и ход ирра-диирования и концентрирования процессов, надо считать на пер­вом месте силу этих обоих процессов. Собранный доселе мате­риал позволяет заключить, что при слабом раздражительном процессе происходит иррадиация, при среднем — концентра­ция, при очень сильном — опять иррадиация. Совершенно то же при тормозном процессе. Случаи иррадиации при очень сильных процессах встречались реже, и поэтому исследованы меньше, особенно при торможении. Иррадиация раздражительного процесса при слабом его напряжении... устраняет тормозное со­стояние других пунктов коры. Это явление называется расторма-живанием, когда иррадиационная волна постороннего слабого раздражителя превращает действие определенного наличного отрицательного условного раздражителя в противоположное, по­ложительное. При среднем напряжении раздражительного про­цесса он концентрируется, сосредоточиваясь в определенном ограниченном пункте, выражаясь в определенной работе. Ирра­диация при очень сильном раздражении обусловливает высший тонус коры, когда на фоне этого раздражения и все другие сменяющиеся раздражения дают максимальный эффект. Ирра­диация тормозного процесса при слабом его напряжении есть то, что называется гипнозом, и при пищевых условных рефлек­сах характерно обнаруживается в обоих компонентах — секре­торном и двигательном. Когда при вышеуказанных условиях возникает торможение (дифференцировочное и другие), обыкно­веннейший факт — наступление особенных состояний больших полушарий. Сначала, против правила более или менее парал­лельного в норме изменения величины слюнного эффекта услов­ных пищевых рефлексов соответственно физической интенсивности

00

раздражителей, все раздражители уравниваются в эффекте (уравнительная фаза). Далее слабые раздражители дают боль­ше слюны, чем сильные (парадоксальная фаза). И наконец, получается извращение эффектов; условный положительный раздражитель остается совсем без эффекта, а отрицательный вызывает слюнотечение (ультрапарадоксальная фаза). То же выступает и на двигательной реакции; так, когда собаке пред­лагается еда (т. е. действуют натуральные условные раздражи­тели), она отворачивается от нее, а когда еда отводится, уносится прочь — тянется к ней. Кроме того, в гипнозе иногда можно прямо видеть в случае пищевых условных рефлексов постепенное рас­пространение торможения по двигательной области коры. Прежде всего парализуется язык и жевательные мышцы, затем присоеди­няется торможение шейных мышц, а наконец, и всех туловищных. При дальнейшем распространении торможения вниз по мозгу иногда можно заметить каталептическое состояние и, наконец, наступает полный сон...

При усилении тормозного процесса, он концентрируется. Это служит к разграничению пункта коры с состоянием раздражения от пунктов с тормозным состоянием. А так как в коре масса разнообразнейших пунктов, раздражительных и тормозных, относящихся как к внешнему миру (зрительных, слуховых и др.), так и к внутреннему (двигательных и др.), то кора представляет грандиозную мозаику с перемежающимися пунктами разных качеств и разных степеней напряжения раздражительного и тормозного состояний. Таким образом, бодрое рабочее состоя­ние животного и человека есть подвижное и вместе локализо­ванное, то более крупное, то мельчайшее дробление раздражи­тельного и тормозного состояния коры, контрастирующее с сонным состоянием, когда торможение на высоте его интенсив­ности и экстенсивности равномерно разливается по всей массе полушарий и в глубину, вниз на известное расстояние. Однако н теперь могут иногда оставаться в коре отдельные раздражи­тельные пункты — сторожевые, дежурные. Следовательно, оба процесса в бодром состоянии находятся в постоянном подвижном уравновешивании, как бы в борьбе. Если сразу отпадает масса раздражений внешних или внутренних, то в коре берет резкий перевес торможение над раздражением. Некоторые собаки с раз­рушенными периферически главными внешними рецепторами,., спят в сутки 23 часа.

Рядом с законом иррадиации и концентрации нервных про­цессов также постоянно действует и другой основной закон — за­кон взаимной индукции, состоящий в том, что эффект положи­тельного условного раздражителя делается больше, когда последний применяется сейчас же или скоро после концентри­рованного тормозного, так же как и эффект тормозного оказы­вается более точным и глубоким после концентрированного положительного. Взаимная индукция обнаруживается как в окружности пункта раздражения или торможения одновременно

6 Заказ 5162

81

с их действием, так и на самом пункте по прекращении процес­сов. Ясно, что закон иррадиации и концентрации и закон вза­имной индукции тесно связаны друг с другом, взаимно ограни­чивая, уравновешивая и укрепляя друг друга и таким образом обусловливая точное соотношение деятельности организма с условиями внешней среды. Оба эти закона обнаруживаются во всех отделах центральной нервной системы... Кроме этих двух различных случаев торможения, в больших полушариях имеется и третий. Когда условные раздражители физически очень сильны, то правило прямой связи величины эффекта этих раздражителей и физической интенсивности их нарушается; эффект их делается не больше, а меньше эффекта раздражителей умеренной силы — так называемое запредельное торможение. Запредельное тормо­жение выступает как при одном очень сильном условном раздра­жителе, так и в случае суммации не очень сильных в отдельности раздражителей. <...>

Вся установка и распределение по коре полушария раздра­жительных и тормозных состояний, происшедших в определен­ный период под влиянием внешних и внутренних раздражений, при однообразной, повторяющейся обстановке, все более фикси­руются, совершаясь все легче и автоматичнее. Таким образом получается в коре динамический стереотип (системность), под­держка которого составляет все меньший и меньший нервный труд; стереотип же становится косным, часто трудно изменя­емым, трудно преодолеваемым новой обстановкой, новыми раз­дражениями. Всякая первоначальная установка стереотипа есть в зависимости от сложности системы раздражений значительный и часто чрезвычайный труд. <...>

Все изложенное, очевидно, представляет бесспорный физио­логический материал, т. е. объективно воспроизведенную нор­мальную физиологическую работу высшего отдела центральной нервной системы; с изучением нормальной работы и надо начи­нать, и действительно обычно начинается физиологическое изуче­ние каждой части животного организма. Это, однако, не мешает некоторым физиологам до сих пор считать сообщенные факты, не относящимися к физиологии. Не редкий случай рутины в науке!

Нетрудно описанную физиологическую работу высшего отде­ла головного мозга животного привести в естественную и непо­средственную связь с явлениями нашего субъективного мира на многих его пунктах. <...>

Кто отделил бы в безусловных сложнейших рефлексах (инстинктах) физиологическое соматическое от психического, т. е. от переживаний могучих эмоций голода, полового влечения, гнева _{и т} д.?! Наши чувства приятного, неприятного, легкости, трудности, радости, мучения, торжества, отчаяния и т. д. связа­ны то с переходом сильнейших инстинктов и их раздражителей в соответствующие эффекторные акты, то с их задержанием, со всеми вариациями либо легкого, либо затруднительного про­текания нервных процессов, происходящих в больших полуша-

82

риях... Наши контрастные переживания есть, конечно, явления взаимной индукции. При иррадиировавшем возбуждении мы го­ворим и делаем то, чего в спокойном состоянии не допустили бы. Очевидно, волна возбуждения превратила торможение некоторых пунктов в положительный процесс. Сильное падение памяти нас­тоящего— обычное явление при нормальной старости — есть воз­растное понижение подвижности специально раздражительного процесса, его инертность. И г, д. и т. д.. <...>

Самым ярким доказательством того, что изучение условных рефлексов поставило на правильный путь исследование высшего отдела головного мозга и что при этом, наконец, объединились, отождествились функции этого отдела и явления нашего субъек­тивного мира, служат дальнейшие опыты с условными рефлек­сами на животных, при которых воспроизводятся патологические состояния нервной системы человека — неврозы и некоторые отдельные психопатические симптомы, причем во многих случаях достигается и рациональный нарочитый возврат к норме, изле­чение, т. е. истинное научное овладение предметом. Норма нерв­ной деятельности есть равновесие всех описанных процессов, участвующих в этой деятельности. Нарушение этого равновесия есть патологическое состояние, болезнь, причем часто в самой так называемой норме; следовательно, точнее говоря, в относи­тельной норме имеется уже известное неравновесие. Отсюда вероятность нервного заболевания отчетливо связывается с типом нервной системы. Под действием трудных экспериментальных условий из наших собак нервно заболевают скоро и легко живот­ные, принадлежащие к крайним типам: возбудимому и слабому. Конечно, чрезвычайно сильными, исключительными мерами мож­но сломать равновесие и у сильных уравновешенных типов, Трудные условия, нарушающие хронически нервное равновесие,— это перенапряжение раздражительного процесса, перенапряже­ние тормозного процесса и непосредственное столкновение обоих противоположных процессов, иначе говоря, перенапряжение под­вижности этих процессов.

Павлов И, П. Полн. собр. соч. 2-е

изд., доп., т. Ш, кн. 2. М.—Л., 1951,

с. 320—326.

А. Р. Лурия

МОЗГ И ПСИХИКА

История изучения мозга человека прошла длинный и драма­тичный путь, полный смелых попыток и горьких разочарова­ний... Путь, на котором складывалась наука изучения моз­га— подлинного средства для познания механизмов психических процессов человека, был долгим и тернистым. Философы, веками

6*

83

пытавшиеся сформулировать сущность психических процессов человека, на протяжении длительного времени понимали сознание человека как совокупность отдельных способностей.

Человек воспринимает внешний мир и отражает его образы — это «способность восприятия»; он разбирается в этих образах, выделяет в них существенное, укладывает их в нужные концеп­ции— это «способность интеллекта»; он на долгое время удер­живает представления и идеи в своем внутреннем мире — это «способность памяти». Какие же органы тела являются носителя­ми этих «способностей»?

Если в античности на этот счет были колебания и носителями «способностей» считались сердце и «внутренности», то в средние века выбор был уже сделан, и философия твердо пришла к убеж­дению, что органы «способностей» не следует искать за преде­лами мозга. Плотная ткань мозга казалась, однако, мало подхо­дящей для того, чтобы быть носителем духовных способностей; считалось, что этой задаче больше отвечают три «желудочка» мозга, один из которых является носителем «способности воспри­нимать», второй — «способности мыслить» и третий — «способ­ности запоминать». Такие представления не требовали исследо­ваний и доказательств, они хорошо соответствовали представле­ниям, сложившимся в ту эпоху, и без проверки держались несколько столетий, чтобы затем занять свое место в музее за­блуждений.

Должны были пройти века, чтобы философы и естествоиспы­татели стали привыкать к мысли, что эфемерные и нематериаль­ные психические процессы вовсе не обязательно должны «поме­щаться» в пустотах желудочков или заполняющей их жидкости, что их субстратом может быть плотная и материальная ткань мозга. Но если эта мысль стала приемлемой уже два столетия назад, то еще сохранялись старые взгляды на психические про­цессы как на совокупность «способностей» или «свойств духа». И исследователи продолжали поиск тех «органов» или «мозго­вых центров», которые должны были, по их мнению, являться носителями этих «способностей». А в самом начале XIX в. Ф. А. Галль впервые описал серое и белое вещество больших полушарий, нужна была лишь известная доля воображения, что­бы увидеть в отдельных участках мозга органы самых слож­ных — и столь же фантастических — «способностей». «Френоло­гии» Галля повезло меньше, чем средневековым представлениям о «трех желудочках», она не получила общего признания и не удержалась на сколько-нибудь длительный срок. Ее метод — умозрительного поиска мозговых «центров» отдельных «способ­ностей»— был решительно отброшен, и ее путь в кунсткамеру заблуждений оказался гораздо короче. Дальнейшая история по­пыток найти в исследовании мозга способ анализа механизмов поведения была полна блестящих открытий и драматических конфликтов.

XIX век привел К решительному отказу от спекуляции, как

84

способа решения научных проблем; естественнонаучные методы сменили построение умозрительных гипотез, при изучении мозга стали использовать данные, получаемые от сравнительно-анато­мических исследований и точных физиологических опытов — искусственного разрушения тех или иных участков мозга живот­ного, раздражения их электрическим током и регистрации соб­ственной электрической активности мозга. Мощным потоком стала притекать информация, говорящая об изменениях в пове­дении человека в результате кровоизлияний, ранений и опухолей, разрушающих отдельные участки мозга. Исследование мозга от­крыло блестящие перспективы для объяснения механизмов пове­дения человека.

Нужен был коренной пересмотр как основных представлений о природе и строении «психических функций», так и основных представлений о формах работы человеческого мозга. Такой пересмотр был сделан благодаря успехам современной психоло­гии, с одной стороны, и современной нейрофизиологии — с дру­гой.-

Современная наука пришла к выводу, что мозг, как сложней­шая саморегулирующая система, состоит по крайней мере из трех основных устройств, или блоков. Один из них, включающий системы верхних отделов мозгового ствола, сетевидиой, или ре­тикулярной, формации, а также образования древней (медиаль­ной и базальной) коры, дает возможность сохранить известное напряжение (тонус), необходимое для нормальной работы выс­ших отделов коры головного мозга; второй (включающий задние отделы обоих полушарий, теменные, височные и затылочные от­делы коры) — сложнейшее устройство — обеспечивает получение, переработку и хранение информации, поступающей через осяза­тельные, слуховые и зрительные приборы. Наконец, третий блок, занимающий передние отделы полушарий и в первую оче­редь лобные доли мозга, обеспечивает программирование дви­жений и действий, регуляцию протекающих активных процессов и сличение эффекта действий с исходными намерениями. Все эти блоки принимают участие в психической деятельности чело­века и в регуляции его поведения, однако тот вклад, который вносит каждый из этих блоков в поведение человека, глубоко различен, и поражения, нарушающие работу каждого из этих блоков, приводят к совершенно неодинаковым нарушениям пси­хической деятельности.

Если болезненный процесс (опухоль или кровоизлияние) вы­ведет из нормальной работы образования верхних отделов ство­ла мозга (стенки мозговых желудочков) и тесно связанные с ни­ми образования ретикулярной формации или внутренних меди­альных отделов больших полушарий, у больного не возникает ни нарушения зрительного и слухового восприятия, ни каких-либо дефектов чувствительной и двигательной сферы, речь его остается прежней, и он продолжает владеть имеющимися у него зна­ниями. Однако заболевание приводит в этом случае к снижению

85

тонуса коры головного мозга, а это проявляется н очень свое­образной картине нарушений: внимание больного становится неустойчивым, он проявляет патологически повышенную исто-щаемость, быстро впадает в сон... его аффективная жизнь изме­няется, и он может стать либо безразличным, либо патологиче­ски встревоженным, страдает его способность запечатлевать и удерживать впечатления, организованное течение мыслей нару­шается и теряет тот избирательный характер, который оно имеет в норме; нарушение нормальной работы стволовых образований, не меняя аппаратов восприятия или движения, может привести к глубокой патологии сознания человека. <...>.

Нарушение нормальной работы второго блока проявляется в совсем иных чертах... Существенной для поражения этих отде­лов мозга является высокая специфичность вызываемых нару­шений; если поражение ограничено теменными отделами коры, у больного наступает нарушение кожной и глубокой (проприо-цептивной) чувствительности: он затрудняется узнать на ощупь предмет, нарушается нормальное ощущение положений тела и рук, а поэтому теряется четкость его движений; если поражение ограничивается пределами височной доли мозга, может сущест­венно пострадать слух; если оно располагается в пределах заты­лочной области или прилежащих участков мозговой коры, стра­дает процесс получения и переработки зрительной информации, в то время как осязательная и слуховая информация продолжает восприниматься без всяких изменений. Высокая дифференциро-ванность (или, как говорят неврологи, модальная специфич­ность) остается существенной чертой как работы, так и патоло­гии мозговых систем, входящих в состав этого второго блока головного мозга.

Нарушения, возникающие при поражении третьего блока, в состав которого входят все отделы больших полушарий, распо­ложенные впереди от передней центральной извилины, приводят к дефектам поведения, резко отличающимся от тех, которые мы описали выше. Ограниченные поражения этих отделов мозга не вызывают ни нарушений бодрствования, ни дефектов притока информации; у такого больного может сохраниться и речь. Су­щественные нарушения проявляются в этих случаях в сфере движений, действий и организованной по известной программе деятельности больного... Сознательное, целесообразное поведе­ние, направленное на выполнение определенной задачи и подчи­ненное определенной программе, заменяется либо импульсивны­ми реакциями на отдельные впечатления, либо же инертными стереотипами, в которых целесообразное действие подменяется бессмысленным повторением движений, переставших направлять­ся заданной целью. Следует отметить, что лобные доли моз­га несут, по-видимому, еще одну функцию: они обеспечивают сличение эффекта действия с исходным намерением. Вот почему при их поражении этот механизм страдает, и больной перестает критически относиться к результатам своего действия, выправ*

86

лять допущенные им ошибки и контролировать правильность протекания своих актов. Виден основной принцип функциональной организации человеческого мозга: ни одно из его образований не обеспечивает целиком какую-либо сложную форму человече­ской деятельности, но вносит свой высокоспецифический вклад в организацию поведения человека. <...>

Попытаемся сейчас посмотреть, что именно вносит та или иная зона мозга в протекание сложных психических процессов и что именно нарушается в их нормальной организации при ограничен­ных поражениях мозговой коры...

Мы выберем для анализа лишь две зоны коры головного мозга, функция которых известна нам более остальных, и на этих двух примерах попытаемся показать путь, который проделывает нейропсихология в изучении мозговых основ некоторых психиче­ских процессов.

Височные отделы коры головного мозга (точнее, те их обла­сти, которые выходят на наружную поверхность) с полным осно­ванием рассматриваются как центральный аппарат анализа и синтеза слуховых раздражений... В неврологической литературе было хорошо известно, что двустороннее поражение этой зоны приводит к «центральной глухоте», а в самое последнее время исследованиями выдающегося советского физиолога Г. В. Гер-шуни, так же как и работами, проведенными в нашей лаборато­рии, было показано, что эти поражения делают невозможным восприятие коротких звуков и резко повышают пороги чувстви­тельности к ним.

Однако процесс усвоения слуховой информации только начи­нается в этих наиболее простых отделах височной коры. Сигна­лы, дошедшие по волокнам слухового пути, возбуждают здесь миллионы специфических нервных клеток, которые, по-видимому, избирательно реагируют на различное качество слухового раз­дражения. Дальнейшая переработка этой звуковой информации протекает при ближайшем участии вторичных отделов звуковой коры, расположенных на внешней поверхности височной доли... Эта тончайшая работа не осуществляется корой обеих височных долей одинаково. Височная доля левого полушария мозга (у прав­шей) включается в большой аппарат, регулирующий движения ведущей правой руки и протекание речевых процессов, а задняя треть верхней височной извилины, связанная с зонами, участвую­щими в регуляции речевых артикуляций, становится аппаратом, позволяющим анализировать и синтезировать речевые звуки, вы­делять характерные для них признаки и синтезировать их в такие звуковые единицы (фонемы), которые составляют основу для зву­ковой речи... Нарушение фонематического слуха — основной симп­том поражения височных отделов левой височной доли, но это нарушение неизбежно сказывается и на целом ряде психических процессов, для нормального протекания которых необходима со­хранность фонематического слуха. Больные с таким нарушением, как правило, не могут хорошо понимать обращенную к ним речь:

87

слова теряют свое отчетливое звучание; восприятие звуковых приз­наков, различающих смысл слов, теряется, слова легко превра­щаются в нечленораздельные шумы, значение которых больной безуспешно пытается понять. Серьезные затруднения испытывают эти больные и при повторении слов: разве можно успешно повто­рить слово, звуковые элементы которого становятся размытыми? По тем же причинам они оказываются не в состоянии с нужной легкостью находить название предметов и, что очень интересно, не могут и писать: нарушение фонематического слуха препятст­вует успешному выделению звуков, и больной, пытающийся запи­сать слово, нагромождает большое число ошибок, которые отра­жают всю глубину того расстройства анализа звукового состава речи, которое вызвано поражением.

Существен, однако, тот факт, что расстройства, вызванные этим ограниченным очагом поражения, вовсе не носят разлитой, глобальный характер.

Автор не может забыть случая, когда бухгалтер, испытавший кровоизлияние в левую височную долю и лишившийся способно­сти четко воспринимать речь и писать, смог, однако, сдать годо­вой отчет: операции числами, как показали факты, требуют совершенно иных психологических условий и не включают в свой состав фактора фонематического слуха.

Совершенно иная картина возникает при локальном пораже­нии систем теменно-затылочной (или нижнетеменной) области левого полушария. Эти образования коры формируются в разви­тии ребенка позднее всех остальных зон, они располагаются на границе корковых отделов зрительного, вестибулярного, тактиль­ного и слухового анализаторов, преобладающее место в них за­нимают нервные клетки второго и третьего (ассоциативного) слоя, позволяющего объединять и кодировать возбуждения, при­ходящие из этих столь различных анализаторов. Поражение этих отделов коры, как это отмечали еще великие неврологи Хэд, Гольдштейн, приводит к тому, что больной оказывается не в со­стоянии совместить доходящие до него сигналы в едином целом, обеспечить ту возможность сразу воспринимать единые прост­ранственные структуры, которую исследователи предложили на­звать «симультанным синтезом». Именно в силу такого дефекта эти больные оказываются не в состоянии ориентироваться в пространстве, «отличать» правую сторону от левой. Четкое вос­приятие положения стрелок на часах, умение ориентироваться в географической карте становится для них недоступной задачей.

Этот основной физиологический акт приводит к нарушению ряда психических процессов, которые включают симультанный пространственный синтез как основную, необходимую, составную часть. Именно для этих больных, которые полностью сохра­няют понимание отдельных слов и возможность письма, стано­вится недоступным процесс счета, ведь чтобы произвести слож­ные операции сложения и вычитания, не говоря уже об опера­циях умножения и деления, необходимо сохранить внутреннюю

88

матрицу, на основе которой производятся эти операции. Харак­терно, что эти же больные оказываются не в состоянии непосред­ственно охватывать ряд грамматических отношений и речевых конструкций. Например, «брат отца» или «отец брата», «весна перед летом» или «лето перед осенью» становятся для них труд­но различимыми, тогда как другие речевые конструкции, напри­мер «собака испугала ребенка» или «мальчик пошел в кино», по-прежнему ие вызывают у иих сколько-нибудь заметных затруд­нений.

Та или иная форма психической деятельности может нару­шаться при различных по локализации поражениях мозга, при­чем каждый раз она нарушается вследствие устранения то одного, то другого фактора, иначе говоря, нарушается по-разному. Это означает, что, прослеживая шаг за шагом, как именно стра­дает та или иная форма поведения при различных по локализа­ции поражениях мозга, мы можем более полно описать, какие именно физиологические условия входят в ее состав и какую внутреннюю структуру она имеет. Можно привести много при­меров, показывающих значение нейропсихологического исследо­вания для анализа внутреннего состава таких психологических процессов, как восприятие и действие, речь и интеллектуальная деятельность.

Приведем пример, выбрав для этой цели иейропсихологиче-ский анализ процесса письма. <...>

Проследим в самых беглых чертах, какие компоненты входят в состав акта письма и как письмо нарушается при различных по локализации поражениях левого (ведущего) полушария мозга.

Чтобы написать услышанное или внутренне задуманное сло­во, необходимо расчленить звуковой поток иа составляющие его речевые звуки и выделить подлежащие записи элементы звуков речи — фонемы: именно они и будут обозначаться отдельными буквами. Чтобы провести эту работу, необходимо участие обра­зований коры левой височной области. Мы уже видели, какое значение имеют эти центральные отделы слухового анализатора для выделения значащих элементов звуковой речи. Поэтому нас ие удивит, что поражение этих отделов головного мозга неизбеж­но приводит к невозможности выделять звуки речи и изобра­жать их буквами. Поражение левой височной области мозга у правшей вызывает поэтому тяжелые расстройства письма. Это относится к европейцам, а также к туркам, индийцам, вьетнам­цам, но не имеет места у китайцев, у которых иероглифическое письмо изображает условными знаками не звуки речи, а поня­тия и у которых механизмы письма не вовлекают височных от­делов коры!

Однако для выделения звуковых элементов речи — фонем — одного слухового анализа недостаточно. Вспомним, что для уточ­нения состава слышимого слова (особенно если это слово ино­странного языка) полезно слышать его звучание в записи, Арти-

89

куляция незнакомого слова дает при этом новые —на этот раз кинестетические — опоры для его лучшего усвоения. Значит, в анализе звукового состава слова существенную роль играет и кинестетический аппарат. Это особенно ясно видно на первых этапах обучения письму. Когда одна из сотрудниц автора, наблю­давшая процесс письма у детей первого и второго года обу­чения, исключила их артикуляцию, предложив писать с широко открытым ртом или зажатым языком, процесс анализа звукового состава слова ухудшился и число ошибок в письме повысилось в 6 раз! Все это делает понятным, почему поражение нижних отделов пост-центральной (кинестетической) области коры при­водит к нарушению процесса письма, которое на этот раз носит иной характер: больной с таким поражением теряет четкую ар­тикуляцию и начинает смешивать в письме различные по звуча­нию, но близкие по артикуляции звуки, записывая слово «халат» как «хадат», а «стол» как «слот». Нужны ли лучшие доказатель­ства того, что артикуляция входит как интимная составная часть в процесс письма?

Процесс письма не заканчивается анализом звукового состава слова, которое нужно написать. Скорее это лишь начало требуе­мого пути. Когда звуки выделены из речевого потока и стали достаточно определенными, нужно перекодировать звуки на бук­вы, или, применяя принятые термины, фонемы на графемы. Одна­ко этот процесс связан с иными физиологическими операциями и требует участия иных — затылочных и теменно-затылочных — отделов коры. Поэтому в случаях, когда поражение охватывает височно-затылочные отделы мозга, четкая координация фонем и графических образов исчезает, и больной начинает бесплодно искать нужную букву (оптическая аграфия). А когда поражаются теменно-затылочные отделы коры левого полушария и распада­ются пространственные схемы, о которых мы говорили выше, написание найденной буквы распадается из-за пространственных расстройств.

Этот процесс перекодирования звуков в буквы не заканчивает акта письма. Ведь при нем нам нужно не только найти нужный звук и перекодировать его в букву, нужно еще и разместить звуки слова (а теперь и буквы) в нужной последовательности, иногда задерживая написание сильно звучащей фонемы и пере­двигая на начальный план запись предшествующих ей, хотя и более слабых звуков; нужно, наконец, обеспечить плавную сис­тему тончайших меняющихся движений, в которой состоит дви­гательный акт письма. Все эти процессы обеспечиваются, однако, иной мозговой системой последовательного, двигательного или артикулярного синтеза, который, как показали данные, включает нижние отделы премоторной зоны коры. Это становится особенно ясным из наблюдений, показавших, что поражение отделов, кото­рые иногда обозначаются как передние отделы речевой зоны, сохраняет возможность выделять отдельные звуки и обозначать их буквами, но приводит к существенному нарушению возможное -

90

ги синтезировать их последовательность. В результате такого поражения правильная позиция букв в слове теряется, раз возник­ший стереотип продолжает инертно повторяться, и больной запи­сывает слово «окно» как «коно», повторяя такой стереотип и при записи иных слов.

Многочисленными опытами над животными и клиническими наблюдениями на человеке было показано, что разрушение лоб­ных долей мозга приводит к прекращению программирования действия намерением и выполнение двигательного акта замеща­ется инертными стереотипами, нацело потерявшими свой соот­несенный с целью осмысленный характер. Если присоединить к этому факт, что после массивного поражения лобных долей как животные, так и люди лишаются возможности сличить эффект действия с исходным намерением и у них страдает тот аппарат «акцептора действия», который, по мнению ряда физиологов, яв­ляется важнейшим звеном интегративной деятельности, тот урон, который наносится поведению разрушением этого аппарата, становится совершенно очевидным. Автор не может забыть пись­ма, которое писала знаменитому советскому нейрохирургу Н. Н. Бурденко одна больная с поражением лобных долей мозга. «Дорогой профессор, — начиналось это письмо, — я хочу вам сказать, что я хочу вам сказать, что я хочу вам сказать...» и 4 листка писчей бумаги были заполнены инертным повторением этого стереотипа.

Легко видеть, какая сложная картина выступает при нейро-психологнческом анализе письма и насколько отчетливо начинает вырисовываться сложный характер этого действия, включающий анализ звукового потока, уточнение звуков речи с помощью артикуляции, перекодирование фонем в графемы, сохранение системы пространственных координат при написании буквы, включение механизмов анализа последовательности элементов и торможения побочных движений и, наконец, длительного удер­жания направляющей роли исходной программы с корригирую­щим влиянием сличения с этой программой выполняемого дей­ствия. <...>

Анализ мозговой деятельности человека, и в частности анализ тех изменений, которые наступают в психических процессах после локальных поражений мозга, дает возможность подойти к реше­нию еще одной задачи, ответ на которую всегда представляется очень трудным. Как относятся одни психические процессы к дру­гим? Какие из них связаны общими факторами, какие же имеют между собой лишь очень мало общего? <...>

Применяя тщательный нейропсихологический анализ ло­кальных мозговых поражений, мы получаем новые возможности обнаружения глубоких различий в, казалось бы, очень близких процессах и интимную близость в процессах, которые с первого взгляда кажутся не имеющими ничего общего...

Нейропсихологический анализ может решить этот вопрос од­нозначно. Мы не можем забыть одного выдающегося русского

91

композитора, который 3 года был под нашим наблюдением: пе­режив кровоизлияние в левую височную область, он потерял чет-кий фонематический слух, не полностью различал близкие рече­вые звуки, плохо понимал обращенную к нему речь и испытывал большие затруднения в письме. Однако в течение тех лет, когда у него были эти дефекты, он успешно продолжал свою компози­торскую деятельность и написал большой цикл выдающихся музыкальных произведений.

Молено ли привести более убедительный пример, показываю­щий, насколько глубоко различие физиологических механизмов и нервных аппаратов, лежащих в основе этих обоих видов слуха?

Нейропсихологический анализ позволяет получить и обрат­ные факты, установить внутреннюю близость, казалось бы, глу­боко различных форм психологической деятельности <...>

Нейропсихологическое исследование позволяет проникнуть во внутреннее строение психических процессов гораздо глубже, чем простое феноменологическое описание, и именно поэтому нейро-психологические и психофизиологические исследования начинают все больше и больше привлекать интерес, приходя на смену ис­черпывающему свои возможности внешнему описанию поведения...

Природа, 1970, № 2, с. 20—29.