Особенно развита у человека кора больших полушарий – орган высших психических функций.

Общая площадь коры мозга в среднем равна 0,25 м². Ее толщина – 3–4 мм. Кора состоит из 6 слоев. Нервные клетки каждого слоя имеют специфическое строение и выполняют различные функции.

В головном мозге выделяются два основных блока: 1) блок приема, переработки и хранения информации– отделы мозга, осуществляющие обработку информации, поступающей от различных рецепторов – зрительных, слуховых, кожных, двигательных и др.; все корковые зоны этого блока функционируют в иерархической взаимосвязи – первичные зоны осуществляют раздробление, первичный анализ поступающей сенсорной информации, вторичные зоны выполняют функцию синтеза – объединения, интегрирования поступающей информации одной и той же модальности; третичные зоны – объединение информации, поступающей от отдельных анализаторов;

2) блок программирования, регуляции и контроля деятельности–передние отделы мозга.

Существуют также различия в функциях правого и левого полушарий (функциональная асимметрия мозга). Функцией левого полушария является оперирование вербально-знаковой информацией (логические операции, чтение, счет). Функция правого полушария – оперирование наглядными образами, распознавание объектов, образное мышление. Оба полушария функционируют взаимосвязанно.

Различные нейроны коры имеют специфическую функцию. Одна группа нейронов выполняет функцию анализа (дробления, расчленения нервного импульса), другая – осуществляет синтез, объединяет импульсы, идущие от различных органов чувств и отделов мозга (ассоциативные нейроны). Существует система нейронов, удерживающая следы от прежних воздействий и сличающая новые воздействия с имеющимися следами.

Рис. 12. Функционально-системная организация головного мозга.

Рис. 13. Расположение некоторых функциональных зон в коре головного мозга человека:

1 – зона речевого образования (центр Брока), 2 – область двигательного анализатора, 3 – зона анализа устных словесных сигналов (центр Вернике), 4 – область слухового анализатора, 5 – анализ письменных словесных сигналов, 6 – область зрительного анализатора.

По особенностям микроскопического строения всю кору мозга делят на несколько десятков структурных единиц – полей (поля Бродмана). Различаются также четыре доли коры головного мозга: затылочная, височная, теменная и лобная и функциональные зоны.

Кора головного мозга человека – целостно работающий орган, хотя отдельные его части (области) функционально специализированы. Так, затылочная область коры осуществляет сложные зрительные функции, лобно-височная – речевые, височная – слуховые. Различные части тела имеют свое "представительство" в коре мозга. Все отделы коры мозга взаимосвязаны. Обширные специализированные зоны коры обеспечивают речевую деятельность человека (рис. 13).

Основными методами изучения работы головного мозга являются запись биотоков мозга – электроэнцефалограмма (ЭЭГ)* и метод анализа динамики условных рефлексов.     

Термин "рефлекс" был введен французским ученым Рене Декартом в XVII в. Но для объяснения психической деятельности он был применен основоположником русской материалистической физиологии И. М. Сеченовым. Развивая учение И. М. Сеченова, И. П. Павлов экспериментально исследовал особенности функционирования рефлексов и использовал условный рефлекс как метод изучения, высшей нервной деятельности.    

Все рефлексы были разделены им на две группы – безусловные и условные.                       

Безусловные рефлексы – врожденные реакции организма на жизненно важные раздражители (пищу, опасность и т. п.). Они не требуют каких-либо условий для своей выработки (например, выделение слюны при виде пищи). Безусловные рефлексы представляют собой природный запас готовых, стереотипных реакций организма. Они возникли в результате длительного эволюционного развития данного вида животных. Безусловные рефлексы одинаковы у всех особей одного вида. Они осуществляются с помощью спинного и низших отделов головного мозга. Сложные комплексы безусловных рефлексов проявляются в виде инстинктов.                               

Но поведение высших животных и человека характеризуется не только врожденными, т. е. безусловными реакциями, но и такими реакциями, которые приобретены данным организмом в процессе индивидуальной жизнедеятельности, т. е., условными рефлексами. Биологический смысл условного рефлекса состоит в том, что многочисленные внешние раздражители, окружающие животное в естественных условиях и сами по себе не имеющие жизненно важного значения, предшествуя в опыте животного пище или опасности, удовлетворению других биологических потребностей, начинают выступать в ролисигналов, по которым животное ориентирует свое поведение (рис. 14).

* Мозг человека состоит из 20 млрд. клеток, каждая из которых в возбужденном состоянии создает электрический потенциал. Электрическая активность мозга впервые была зарегистрирована в виде электроэнцефалограммы Бергером в 1924 году. При низкой активности мозга масса клеток разряжается одновременно. На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) это записывается в видемедленных волн (волн низкой частоты и большой амплитуды). К медленным волнамотносятся альфа волны (8–12 циклов в секунду), тета-волны (4–7 Гц) идельта-волны (0,5–3 Гц). Все эти волны характерны для различных стадий сна. В период активной работы мозга каждая клетка разряжается в соответствии со своей специфической функцией – в результате электрическая активность мозга становитсяасинхронной, она регистрируется в виде волн высокой частоты и малой амплитуды. Этибыстрые волны называютсябета-волнами (13–26 Гц). Их амплитуда уменьшается по мере возрастания интенсивности мозговой деятельности, что и позволяет судить об уровне психической активности субъекта.

Рис. 14. Схема образовать условного рефлекса.

а – слюноотделение вызывается безусловным раздражителем – пищей; б – возбуждение от пищевого раздражителя связывается с предшествующим индифферентным раздражителем (светом лампочки);

в – свет лампочки стал сигналом возможного появления пищи: на него выработался условный рефлекс.

Итак, механизм наследственного приспособления – это безусловный рефлекс, а механизм индивидуального изменчивого приспособления – условный рефлекс, вырабатываемый при сочетании жизненно значимых явлений с сопутствующими сигналами.

Условный рефлекс вырабатывается на основе любой из безусловных реакций. Рефлексы на необычные сигналы, не встречающиеся в естественной обстановке, называются искусственными условными рефлексами. В лабораторных условиях можно выработать множество условных рефлексов на любой искусственный раздражитель.

С понятием условного рефлекса Павлов связывал принцип сигнальности высшей нервной деятельности, принцип синтеза внешних воздействий и внутренних состояний.

Открытие Павловым основного механизма высшей нервной деятельности – условного рефлекса – -стало одним из революционизирующих завоеваний естествознания, исторически поворотным пунктом в понимании связи физиологического и психического*.

* Наряду с условным рефлексом – основным механизмом поведенческого приспособления к условиям среды – существуют и другие психофизиологические механизмы адаптации организма к среде: привыкание, латентное научение, запечатление (импритинг) и др. Не имея возможности рассмотреть здесь все указанные адаптационные механизмы, поясним лишь явлениеимпритинга.

С познания динамики образования и изменения условных рефлексов началось раскрытие сложных механизмов деятельности человеческого мозга, выявление закономерностей высшей нервной деятельности.

С открытых И. П. Павловым принципов и законов высшей нервной деятельности мы и начинаем изучение нейрофизиологических основ психики.

§ 2. Принципы и законы высшей нервной деятельности

Деятельность коры головного мозга подчинена ряду принципов и законов. Основные из них впервые установлены И. П. Павловым. В настоящее время некоторые положения павловского учения уточнены и развиты, а отдельные из них пересмотрены. Однако для овладения основами современной нейрофизиологии

Введенный в науку известным этологом Конрадом Лоренцем в 1935 году термин "импритинг" (запечатление) означает внезапное устойчивое запечатление отдельных объектов в качестве побудителей определенных форм поведения. Так, импритинг у гусят, выращенных в инкубаторе, проявляется в том, что они неотступно следуют за первым движущимся предметом, увиденным ими сразу после рождения необходимо ознакомиться с фундаментальными положениями учения Павлова.

Аналитико-синтетический принцип высшей нервной деятельности. Как установлено И. П. Павловым, основным фундаментальным принципом работы коры больших полушарий головного мозга является аналитико-синтетический принцип. Ориентация в окружающей среде связана с вычислением отдельных ее свойств, сторон, признаков (анализ) и объединением, связью этих признаков с тем, что полезно или вредно для организма (синтез). Синтез, как отмечал И. П. Павлов, есть замыкание связей, а анализ – все более тонкое отчленение одного раздражителя от другого.

Аналитико-синтетическая деятельность коры головного мозга осуществляется взаимодействием двух нервных процессов –возбуждения и торможения и подчинена следующим законам.

1. Закон образования временной нервной связи:

при многократном подкреплении нейтрального раздражителя безусловным (жизненно значимым) раздражителем между корковыми центрами этих воздействий образуется временная нервная связь.                               

2. Закон угасания временной нервной связи:

при многократном неподкреплении условного раздражителя безусловным временная нервная связь между ними угасает.

3. Закон иррадиации возбуждения:

очень сильные (как и очень слабые) раздражители при длительном воздействии на организм вызываютиррадиацию – распространение возбуждения по значительной части коры больших полушарий. (Так, наблюдая за спором двух людей, мы можем заметить внешнее проявление того, как возбуждение их речедвигательных зон постепенно все более и более захватывает и другие двигательные зоны. Люди нередко начинают усиленно жестикулировать, быстро передвигаться с места на место, а при недостатке воспитания и воли некоторые переходят и к более "энергичным" действиям.)

Иррадиация возбуждения вызывает значительное повышение тонуса коры мозга. В результате даже незначительные раздражители вызывают обостренную реакцию; нормальное течение мышления сменяется "скачкой мыслей".

Только оптимальные раздражители средней силы вызывают строго локализованные очаги возбуждения, что и является важнейшим условием успешной деятельности.

4. Закон взаимной индукции нервных процессов:

на периферии очага одного процесса всегда возникаетпроцесс с обратным знаком.

Если в одном участке коры сконцентрирован процесс возбуждения, то вокруг него индуктивно возникает процесс торможения. Чем интенсивнее очаг возбуждения, тем интенсивнее и более широко распространен вокруг него процесс торможения.

Наряду содновременной индукцией существуетпоследовательная индукция нервных процессов – последовательная смена нервных процессов в одних и тех же участках мозга.

Только оптимальное соотношение процессов возбуждения и торможения обеспечивает поведение, адекватное (соответствующее) окружающей среде. Нарушение баланса между этими процессами, преобладание одного из них вызывает значительные нарушения в психической регуляции поведения. Так, преобладание торможения, недостаточное взаимодействие его с возбуждением приводят к снижению активности организма (вплоть до сна наяву). Преобладание возбуждения может выразиться в беспорядочной деятельности, ненужной суетливости, снижающей результативность деятельности. Процесс торможения ограничивает и направляет в определенное русло процесс возбуждения, содействует сосредоточению, концентрации возбуждения.

Торможение бываетвнешним и внутренним. Если внезапно подействует какой-либо сильный раздражитель, то прежняя деятельность затормозится. Это – внешнее (безусловное) торможение. В данном случае возникновение очага возбуждения по закону отрицательной индукции вызывает торможение других участков коры.

Одним из видов внутреннего (условного) торможения являетсяугасание условного рефлекса, если он не подкрепляется безусловным раздражителем (угасательное торможение). Этот вид торможения вызывает прекращение ранее выработанных реакций, если они в новых условиях становятся бесполезными.

Торможение возникает и при чрезмерном перевозбуждении мозга. Оно защищает нервные клетки от истощения. Этот вид торможения называетсяохранительным. Торможение, которое лежит в основе анализа, уточняет действия и делает их более приспособленными к окружающей среде, называется дифференцировочным торможением.