Фізіологічна основа психічної діяльності

Лурия А.Р. МОЗГ И ПСИХИКА

Лурия А.Р. Мозг и психика // Природа. – 1970. - №2. – С.20-29

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 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. Её 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 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.

Однако использование новых естественнонаучных методов исследования мозга для анализа механизмов психических процессов встретило серьезные препятствия. Веками складывались ложные представления, будто психические процессы являются относительно простыми способностями, которые могут найти свою прямую локализацию в органических участках коры. Вот почему, усвоив новые приемы исследования, ученые продолжали сохранять старые традиционные методы подхода к проблеме. <...> 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.

Сложные формы психической деятельности перестали понимать как данные от природы и далее неразложимые «способности»; вместо старого представления об основных «психических функциях», свойственных человеку и не претерпевающих существенных изменений в процессе развития человека, было выдвинуто положение, согласно которому все виды сознательной деятельности человека — это сложные функциональные системы, многие из которых социальны по своему происхождению, опосредствованы по своему строению и саморегулирующиеся по своим функциональным особенностям. <...>

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, сетевидной, или ретикулярной формации, а также образования древней (медиальной ибазальной) 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 восприятий, 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 тонуса коры головного мозга, а єто проявляется в очень своеобразной картине нарушений: внимание больного становится неустойчивым, он проявляет патологически повышенную истощаемость, быстро впадает в сон..., его эффективная 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 (проприоцептивной) 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 дифферепцированность (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, выправлять 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 вих нормальной организации при ограниченных поражениях мозговой коры... Мы выберем дляанализа 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. Гершуни, 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: 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 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 не вызывают у них сколько-нибудь заметных затруднений.

Легко видеть, что наблюдения над изменениями, наступающими у больных с локальными поражениями мозговой коры, создают исключительные условия не только для анализа внутреннего состава тех психических процессов, которые при обычном исследовании дают возможность лишь внешне описать их протекание, но и открывают пути для выделения лежащих в их основе факторов. <...>

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 нейропсихологический 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 на 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 не 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. Артикуляция 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 отделыпремоторной зоны коры. Это становится особенно ясным изнаблюдений, показавших, что поражение отделов, которые иногдаобозначаются как передние отделы речевой зоны,сохраняет возможность выделять отдельные звуки и обозначать их буквами, но приводит к существенному нарушению возможности синтезировать их последовательность. В реезультате 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.

Анализ психофизиологических основ процесса письма нельзя считать законченным без упоминания фактора, имеющего особенно важное значение. <...> 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-сихологическом 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 психически»процессы к другим? Какие из них связаны общими факторами, какие же имеют между собой лишь очень мало общего? <...>

Применяя тщательный иейропсихологический 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 решитьэтот вопрос однозначно. Мы не можем забыть одного выдающееся русского композитора, который 3 года был под нашим наблюдением: пережив кровоизлияние в левую височную область, он потерял четкий 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.

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

Иейропсихологический 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 нейропсихологические и психофизиологические исследования начинают все больше и больше привлекать интерес, приходя на смену исчерпывающему свои возможности внешнему описанию поведения. <...>