Электронная онлайн библиотека

 
 Общая психология

4.1. Структура и функционирование центральной нервной системы человека


В течение длительной эволюции органического мира - от простейших одноклеточных животных к человеку - физиологические механизмы поведения постоянно усложнялись. В частности, в одноклеточного организма единственная клетка выполняет все функции жизнедеятельности. Это орган, который чувствует, движется, осуществляет пищеварения. Конечно же, его возможности очень ограничены. В более высокоорганизованных животных происходит специализация органов, связанная с появлением клеток, единственной функцией которых становится восприятие сигналов (это рецепторы). Другие клетки берут на себя мышечную работу или секрецию различных желез (это эффекторы) . Но специализация разделяет органы и функции, а целостная жизнедеятельность организма требует непрерывной связи между ними, чего достигают благодаря центральной нервной системе, которая работает как единое целое.

У всех позвоночных общий план строения нервной системы одинаковый. Основной элемент нервной системы - нервные клетки, или нейроны. Нейрон состоит из тела клетки и отростков, название которых дендриты (воспринимают возбуждения) и аксон (передает возбуждения). Контакт аксона с дендритами или телом другого нервной клетки называют синапсом. Синапса оказывают решающее значение в объяснении механизма установления новых связей в нервной системе.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из спинного і головного мозга. Разные ее части выполняют различные виды сложной нервной деятельности. Что выше расположена та или иная часть мозга, то сложнее ее функции. Самое низкое расположен спинной мозг - он регулирует работу отдельных мышечных групп и внутренних органов. Над ним размещен продолговатый мозг вместе с мозжечком, что координирует более сложные функции организма (они втягивают в совместную деятельность большие группы мышц и цели системы внутренних органов, осуществляющих функции дыхания, кровообращения, пищеварения и др.). Еще выше расположен отдел центральной нервной системы - средний мозг, он участвует в регуляции сложных движений и положение всего тела. Продолговатый и средний мозг вместе творят ствольную часть головного мозга.

Высшие отделы центральной нервной системы представлены большими полушариями головного мозга. В состав больших полушарий входят скопления нервных клеток, которые лежат в глубине, - так называемые подкорковые узлы. На самой поверхности полушарий расположен слой нервных клеток коры головного мозга. Она представляет собой как бы плащ или мантию, что покрывает большие полушария. Ее поверхность (около 2000 см2), как известно, собранная в ряде складок или борозд и извилин. Подкорковые узлы вместе с расположенными поблизости от них зрительными холмами называют підкіркою. Кора вместе с підкіркою осуществляет самые сложные формы рефлекторной деятельности.

Все части нервной системы работают в тесном взаимодействии, но роль каждой из них в различных реакциях организма не одинакова. Спинной мозг и ствольная часть головного мозга, что составляет его нижние отделы - продолговатый и средний мозг, представляют собой совокупность рефлекторных центров врожденных безусловных рефлексов. В спинном мозге есть центры простейших рефлексов (например, коленного рефлекса). Рядом с рефлекторными центрами, регулирующих работу костных мышц туловища и конечностей, в спинном мозге расположены центры, которые регулируют работу внутренних органов (защитные действия в обезглавленной лягушки, например).

Ствольная часть головного мозга является центральным аппаратом, который осуществляет ряд сложных и жизненно важных безусловно-рефлекторных актов, в частности сосательный рефлекс, жевания и глотания (во время раздражение ротовой полости пищевыми веществами). Рефлекторные центры, регулирующие все эти рефлексы, размещенные в продолговатом мозге. Там же расположены и нервные центры, которые регулируют некоторые защитные рефлексы: чихание, кашель, слезотечение.

В среднем мозга наряду с центрами, которые передают возбуждение из глаза и уши на двигательную сферу, является центр сужение зрачка, но этим не исчерпывается деятельность стволовой части головного мозга. Особое значение имеют нервные центры, что в продолговатом мозге. Они регулируют работу органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, а также других систем, которые поддерживают постоянство внутренней среды организма.

Очень сложные функции выполняет мозжечок: организм только тогда может сохранять устойчивое равновесие во время ходьбы, бега, прыжков и т.п., когда осуществляется чрезвычайно тонкое регулирование состояния всех мышц тела. Настройка деятельности всей скелетно-мышечной системы зависит от мозжечка. Рефлекторная деятельность спинного мозга и стволовой части головного мозга охватывает относительно узкий круг соответствующих реакций организма. Формы рефлекторной деятельности высокоорганизованных животных значительно разнообразнее, для них характерны более сложные рефлекторные процессы.

Подкорка (зрительные бугры и подкорковые узлы больших полушарий) обеспечивает самую сложную безусловно-рефлекторную деятельность. Отметим сразу, что название зрительные бугры не соответствует их настоящий функции: на самом деле зрительные бугры является підкірковим чувственным центром. А подкорковые узлы является двигательным аппаратом подкорки и регулируют, в частности, ходьбу.

Орган сознательной деятельности человека - кора больших полушарий, поэтому главным является вопрос о взаимосвязь психики человека и коры больших полушарий, которое конкретизированы в науке как вопрос о функциональной локализацию или локализации психических функций в коре. Вопрос о том, какое соотношение психических процессов и мозга и принципы работы мозга как материального субстрата психической деятельности, в разные периоды развития науки решали по-разному. Способ решения этих вопросов во многом зависел от того, как понимали психические процессы человека и каким был подход к их мозговых основ.

Всю поверхность больших полушарий можно разделить на несколько больших частей, которая имеют неодинаковое функциональное значение. Их называют долях головного мозга. Задняя часть полушарий - затылочная доля, которая спереди переходит в теменную і височную доли. Передняя, самая большая по размерам часть полушарий, - лобная доля, наиболее развитая в человека. При этом анализ и синтез зрительных раздражителей происходят в затылочной доле коры (зрительная зона коры); анализ и синтез слуховых раздражителей - в верхних отделах височной доли (слуховая зона коры); анализ и синтез осязательных прыщей и раздражений, возникающие в м'язово-суставном аппарате, - в передней части теменных отделов и т.д.

Чтобы понять мозговую организацию сложных психических процессов, необходимо четко представить современные сведения о функциональную организацию человеческого мозга. Принципы такой организации разработал выдающийся психолог А.Р. Лурия. Согласно современным представлениям, основные принципы функциональной организации аппаратов головного мозга имеют особое значение для психології. их суть такова.

Головной мозг человека, который обеспечивает получение и переработку информации, создание программ собственных действий и контроль за их успешным выполнением, всегда работает как единое целое. Однако это сложный и высокодифференцированный механизм, который имеет несколько отделов. Поэтому нарушение нормального функционирования каждой из них неизбежно сказывается на его работе. В головном мозге человека обычно выделяют три основные блоки, каждый из которых играет свою особую роль в обеспечении психической деятельности.

Первый поддерживает тонус коры, необходимый для того, чтобы и процессы получения и переработки информации, и процессы формирования программ и контроля за их выполнением проходили успешно.

Второй блок обеспечивает сам процесс приемки, переработки и хранения информации, которая доходит до человека из внешнего мира (от аппаратов ее собственного тела).

Третий блок производит программы поведения, обеспечивает и регулирует их реализацию, принимает участие в контроле за их успешным выполнением. Все три блока расположены в отдельных отделах головного мозга, и только слаженная работа предопределяет успешную организацию сознательной деятельности человека.

Итак, кратко охарактеризуем каждый из перечисленных блоков.

Блок тонуса коры, или энергетический блок мозга. Для нормального осуществления процессов жизнедеятельности и саморегуляции поведения необходимо постоянное поддержание оптимального тонуса коры. Только такой тонус может обеспечить успешный выбор существенных сигналов, сохранения их следов, выработки нужных программ поведения и постоянный контроль за их выполнением. Для осуществления этих процессов необходима оптимальная возбудимость коры. Суть одного из важных открытий, которые физиологи сделали во время многочисленных наблюдений и экспериментов, в том, что существенную роль в этом процессе играют образования верхних отделов ствола мозга, в частности гипоталамуса, зрительного бугра и системы сіткоподібних волокон («ретикулярной формации»), что имеют двустороннюю связь с корой головного мозга. Эти образования входят как основные в состав первого блока.

Первым источником для бодрого состояния коры есть постоянный приток раздражений с периферии, важнейшую роль в обеспечении которого играют аппараты верхнего ствола мозга и восходящей ретикулярной формации.

Вторым, не менее важным источником поддержания постоянного тонуса коры, есть импульсы, которые поступают к ней от внутренних обменных процессов организма, которые составляют основу для биологических влечений.

Итак, первый блок мозга, в состав которого входят аппараты верхнего ствола, ретикулярной формации и древней коры, обеспечивает общий тонус коры (ее бодрость) и возможность длительное время сохранять следы раздражения. Работа этого блока не связана специально с теми или другими органами чувств и имеет «модально-неспецифический» характер, обеспечивая общий тонус коры.

Блок приема, переработки и хранения информации. Первый описан блок сам еще не принимает участия ни в приеме и обработке информации, ни в выработке программ поведения, обеспечивая лишь тонус коры. Второй блок, о котором пойдет речь, непосредственно связан с работой по анализа и синтеза сигналов, привнесенных органами чувств из внешнего мира, иначе говоря, с приемом, обработкой и сохранением получаемой человеком информации. Он состоит из аппаратов, расположенных в задних отделах коры головного мозга (височной и теменной, затылочной долей) и, в отличие от первого блока, имеет модально-специфический характер.

Образно говоря, этот блок является системой центральных приборов, что воспринимают зрительную, слуховую и тактильную информацию, перерабатывают или «кодируют» ее и хранят в памяти следы полученного опыта. Аппараты этого блока можно рассматривать как центральные (корковые) отделы систем восприятия (анализаторов). При этом, как мы уже отмечали, корковые отделы зрительного анализатора расположены в затылочной, слуховые - в височной, тактильно-кінестетичні - в теменной доле.

В этих отделах коры заканчиваются волокна, идущие от соответствующих аппаратов восприятия (рецепторных); здесь выделяют и регистрируют отдельные признаки зрительной, слуховой и тактильной информации, которая поступает. В самых сложных отделах этих зон они сочетаются, синтезируются и комбинируются в более сложные структуры. Эти зоны коры имеют тонкую клеточное строение. Те зоны коры, в которых непосредственно поступают волокна от периферических органов, называют первичными, или проекционными зонами; те зоны, примыкающие к проекционных, называют вторичными, или проекционно-ассоциативными зонами.

Принцип иерархического построения каждой зоны коры является одним из важнейших принципов строения коры головного мозга.

Над каждой первичной или проекционной зоны коры надстроен вторичные, или проекционно-ассоциативные зоны коры. Волокна, которые поступают сюда не идут, как правило, непосредственно от периферического рецептора, они или содержат обобщенные импульсы, или приходят в вторичные зоны коры из первичных.

Как показали многочисленные исследования, первичные зоны чувственной коры имеют функции выделения тех или иных модально-специфических (зрительных, слуховых, тактильных) признаков. Иначе говоря, они осуществляют функцию раздробления (анализа) информации, поступающей на составляющие, в то время как вторичные зоны тех самых отделов коры имеют функцию объединения (синтеза) или сложной обработки информации, которая попадает к субъекта.

Первичные и вторичные зоны коры не исчерпываются кірковими аппаратами анализируемого блока. Над ними надстроены аппараты третичных зон коры (или «зон перекрытия корковых концов отдельных анализаторов»), которые имеют важное значение для обеспечения наиболее комплексных форм работы этого блока. Третичные зоны коры головного мозга является в значительной мере специфически человеческими образованиями. Третичные зоны коры созревают очень поздно в онтогенезе, а их основная функция - в объединении информации, которая поступает в кору головного мозга от различных анализаторов.

Все это свидетельствует, что третичные зоны коры является важным аппаратом, необходимым для сложных форм обработки и кодирования получаемой информации.

Блок программирования, регуляции и контроля деятельности. Третий блок головного мозга человека осуществляет программирование, регуляцию и контроль активной человеческой деятельности. В него входят аппараты, расположенные в передних отделах больших полушарий, ведущее место в нем принадлежит лобным долям головного мозга.

Сознательная деятельность человека только начинается с получения и обработки информации, а заканчивается она формированием намерений, выработкой соответствующей программы действий и выполнением этих программ во внешних (двигательных) или внутренних (умственных) актах.

Для этого нужен специальный аппарат, который мог бы создавать и удерживать нужны намерения, вырабатывать соответствующие программы действий, осуществлять их в нужных актах и, что очень важно постоянно следить за действиями, происходящими, сверяя эффект выполняемого действия с выходными намерениями.

Все эти функции осуществляют передние отделы мозга и их лобные доли. Как и задние отделы мозга, передние имеют тесные связи с расположенными ниже образованиями ретикулярной формации, кроме того, что немаловажно, здесь особенно мощно представлены и восходящие и нисходящие волокна ретикулярной формации, которые предопределяют импульсы, сформированные в лобных долях коры, и тем самым регулируют общее состояние активности организма, изменяя его в соответствии с сформированных в коре намерений.

Первичной или проекционной зоной передних отделов мозга является передняя центральная извилина, или моторная часть коры: над ней надстроен вторичное, премоторне поле (поле Бродмана); еще выше расположено образования коры собственно лобовой или передфронтальної доли.

Лобные доли мозга, которые обладают мощными связями с восходящей и нисходящей ретикулярной формацией, выполняют значительную активирующий роль. В частности, напряженная интеллектуальная работа, которая требует повышенного тонуса коры, вызывает в лобных долях повышенное количество синхронно збуджуваних участков, которые совместно работают. Эти пункты хранятся во время сложной интеллектуальной работы и исчезают после ее прекращения. Поддерживая тонус коры, необходимый для выполнения поставленной задачи, лобные доли мозга играют решающую роль в создании намерений и формировании программы действий, которые осуществляют эти намерения.

Общие представления об основных физиологические механизмы функционирования мозга. Как известно, все, даже самые сложные формы работы мозга, которые есть в основе психической деятельности, построенные по типу рефлексов. Все рефлексы разделяют на две большие группы: безусловные и условные.

Безусловными рефлексами называют врожденные и более-менее неизменные рефлексы, которые их осуществляют отделы нервной системы, расположенные ниже от коры головного мозга. Благодаря безусловным рефлексам приспособления организма к внешнему миру достигают лишь в узких пределах, потому что эти рефлексы возникают в ответ на сравнительно незначительное количество раздражителей и имеют обычно стандартный характер. Поэтому за помощью безусловных рефлексов осуществляется только по сравнению несовершенное приспособления организма к меняющимся условиям среды. Поскольку условия среды очень изменчивы, нужны другие формы ответов, которые меняются вместе с ними.

Новыми меняющимися формами реагирования, которые формируются в течение жизни организма (с накоплением жизненного опыта) и которые осуществляются в высших животных корой головного мозга, является условные рефлексы. Во время образования условных рефлексов раздражитель, который ранее был безразличен для организма, становится сигналом другого раздражителя, что имеет для организма прямое жизненное значение. Равнодушен к этому (индифферентный) раздражитель приобретает тем самым новую сигнальную функцию.

Раздражители, которые вызывают безусловные рефлексы, называют безусловными. Раздражители, которые вызывают условные рефлексы и имеют сигнальное значение, называют условными. Образования условных рефлексов - это формирование в мозгу новых временных связей. Эти связи в высших животных и у человека формируются в коре больших полушарий, которые являются главным субстратом психики.

Образования условных рефлексов, иначе говоря - замыкания временных связей, является основной работой коры больших полушарий. Поэтому деятельность коры головного мозга называют замикальною деятельностью.

Известно, что раздражитель, который действует на органы чувств, вызывает раздражение определенного участка коры головного мозга. Это раздражение не остается на месте, а распространяется, или иррадиирует по коре, захватывая также ближайшую подкорку. Существенным является тот факт, что иррадиация раздражения не происходит равномерно во всех направлениях.

Место крупнейшего в этот момент раздражения в коре головного мозга называют доминантой - устойчивым очагом раздражение. Если в коре головного мозга возникает устойчивая доминанта, то всякое раздражение, что его вызывает любое относительно слабый раздражитель, привлекается к этому очага, распространяется в его направлении. Учение о доминанту как господствующий очаг возбуждения в мозге сформировал выдающийся русский физиолог А.А. Ухтомский.

Существенным для образования условных рефлексов является отсутствие каких-либо сильных посторонних раздражителей. Если во время выработки условного рефлекса действует любой сильный посторонний раздражитель (например, резкий шум, что создает стойкий очаг раздражения), то другие участки коры приобретают тормозного состояния и образования условного рефлекса затрудняется.

И, наконец, для образования условных рефлексов достаточно важный деятельное состояние коры головного мозга. В русле современных физиологических представлений речь идет о общий фон бодрости организма. Сегодня психофизиология имеет в своем распоряжении анатомические, физиологические и клинические сведения, свидетельствующие о непосредственную причастность к явлений общей активизации мозга различных структур неспецифической системы мозга, главным образом ретикулярной формации. Ее основная функция в том, что она участвует в организации перехода организма от состояния торможения (сна) в состояние возбуждения (бодрости).

Замыкания временных связей является основной синтезирующей деятельностью коры мозга. В то же время образование условного рефлекса всегда связано с выделением того раздражителя, на который образуется рефлекс. Эта сложная аналітико-синтетическая деятельность коры мозга, что является в основе образования условных рефлексов, позволяет достичь необходимого приспособления организма к условиям жизни.

И последнее, что мы рассмотрим, - то, как происходит движение нервных процессов в коре больших полушарий. Нервные процессы в коре больших полушарий, начинаясь в определенном месте, всегда распространяются в других участках нервной системы. Это явление, как уже было отмечено, называют иррадиацией. Процессом, противоположным иррадиации, є концентрация нервных процессов, то есть сосредоточение их в более ограниченном месте. Іррадіюють и концентрируются оба нервные процессы возбуждения и торможения. Это основная форма движения нервных процессов в коре больших полушарий. Иррадиация и концентрация, возбуждения и торможения зависят от ряда условий, прежде всего от силы раздражителей и нервных процессов, которые они вызывают.

Важное значение в деятельности нервной системы имеет закон взаимной индукции нервных процессов, согласно которому каждый из нервных процессов - возбуждения и торможения - вызывает или усиливает противоположный процесс. Раздражение, что возникает в определенном участке коры головного мозга, вызывает в расположенных вокруг нее участках процесс торможения (отрицательная индукция). Когда в определенном пункте возникло торможения, оно вызывает в окружающих участках обратный процесс возбуждения (положительная индукция).

В естественных условиях жизни раздражители не существуют изолированно. Как правило, они возникают одновременно или последовательно. Любой предмет - это одновременный комплекс раздражителей. Чтобы приспособиться к среде, мозг должен выработать возможность реагировать на цели системы раздражителей, тонко различая одну систему от другой. Синтетическую деятельность больших полушарий, которая позволяет совмещать отдельные раздражители в целые комплексы, называют системной деятельностью коры головного мозга.

Системный принцип в работе коры больших полушарий проявляется и в возможности образования условного рефлекса не на отдельный раздражитель, а на совокупность раздражителей (дифференцированная реакция).

Важнейшим проявлением системности в работе коры является образование динамического стереотипа или целой системы реакций на определенные комплексы раздражителей. Принцип системности играет огромную роль в работе коры больших полушарий и имеет решающее значение для понимания физиологических механизмов психической деятельности, что представляет собой сложную систему психических процессов.

Системная работа коры головного мозга дает возможность не только осуществлять сложные формы деятельности, но и одновременно достигать наибольшей экономии в образовании и сохранении нервных связей. В случае наличия определенной системы связей человек способен воспроизвести поэлементно всю систему в целом, и это в значительной степени упрощает механизм закрепления навыков и знаний.



Назад