Нейрофизиологические механизмы мышления человека

 

Проявления нервной деятельности мозга, лежащие в основе того или иного мыслительного акта представляют собой специализированные интегративные процессы возникновения в структурах мозга сложнейших мозаик активности, которые были обозначены А.А. Ухтомским как «констелляции», а сейчас часто называются английским термином «паттерны».

Нарушения мышления при поражении мозга

 

Участие мозговых структур в мышлении определено при изучении нарушений мышления при поражении мозга. Заслуга в этих исследованиях принадлежит А.Р. Лурия.

Поражение левой височной области. При сохранности непосредственного понимания наглядно-образных и логических отношений нарушена способность выполнять последовательные дискурсивные вербальные операции, для осуществления которых необходима опора на речевые связи или их следы. Интеллектуальные дефекты возникают из-за нарушений модально-специфических факторов: слухоречевого гнозиса или слухоречевой памяти, что ведет к вторичным нарушениям и вербально-логических, семантических операций.

       Поражение теменно-затылочных отделов мозга. В первую очередь при этом страдают наглядно-образные формы мышления, требующие выполнения операций на пространственный анализ и синтез, а также понимание семантики «квазипространственных» отношений, составляющее сущность семантической афазии. При семантической афазии затрудняется понимание сложных синтаксических конструкций, выражающих причинно-следственные, временные и пространственные отношения, деепричастные и причастные обороты. Больные не понимают метафоры, пословицы, поговорки, крылатые слова, не обнаруживается в них переносный смысл.

При поражении теменно-затылочных отделов мозга первично страдает другой модально-специфический фактор - оптико-пространственный анализ и синтез, и, как следствие, нарушаются наглядно-образные, конструктивные формы мышления, а также вербально-логические операции, основанные на понимании «квазипространственных» отношений.

Поражение премоторных (ассоциативные зоны лобной коры) отделов левого полушария. Центральным дефектом интеллектуальной деятельности у больных с поражением премоторных отделов левого полушария являются нарушение динамики мышления, затруднения в свернутых «умственных действиях», патологическая инертность интеллектуальных актов. В то же время у них сохранны пространственные операции и понимание логико-грамматических конструкций, отражающих пространственные отношения (синдром динамической афазии) нарушения внутренней речи). Нарушается фактор временной, динамической организации интеллектуальной деятельности, вследствие чего появляются интеллектуальные персеверации, штампы, стереотипы; распадается автоматизированность речевых «умственных действий», нарушается и избирательность семантических связей как следствие нейродинамических нарушений следовой деятельности («уравнивания следов»).

       Поражение лобных префронтальные отделов мозга. При поражении лобных префронтальных отделов мозга нарушения мышления имеют сложный характер. Они возникают вследствие нарушений самой структуры интеллектуальной деятельности, а также из-за инертности, стереотипии раз возникших связей, снижение общей интеллектуальной активности, нарушений избирательности семантических связей (распад структуры интеллектуальной психической деятельности).страдают программирование и контроль за любой, в том числе и интеллектуальной, деятельностью при сохранности отдельных частных «умственных действий». в этих случаях в интеллектуальных нарушениях участвуют два фактора: фактор активации и фактор программирования и контроля.

 

Проявление нервной деятельности мозга в мышлении в контексте межполушарной асимметрии мозга и межполушарного взаимодействия

           

Левое или правое полушарие мозга не является исключительным «носителем» какой-то определенной формы мышления; можно говорить лишь об относительном преобладании участия одного из полушарий в том или ином виде интеллектуальной деятельности. При этом интеллектуальную деятельность нельзя рассматривать как некое единое целое – необходимо вычленять в ней отдельные компоненты (фазы, операции, аспекты и т. д.), соотнося их и с левым, и с правым полушариями мозга. Известно, что правое полушарие преимущественно участвует в выполнении задач, требующих сохранности топологических пространственных представлений, а левое — координатных. Различаются разные классы пространственных представлений – перцептивные и концептуальные, что связывается с работой правого (первый тип) и левого (второй тип) полушарий. Для поражения левого полушария в большей мере характерны динамические (регуляторные и временные) нарушения. У правополушарных больных динамические нарушения чаще наблюдаются в виде потери программ, временной дезориентации деятельности и появления случайных, неадекватных ответов. Структурные нарушения вербально-логической деятельности проявляются у левосторонних больных. У правосторонних больных проявляются в виде трудностей нахождения категорий, в сугубо конкретных критериях классификации, в нарушениях процессов обобщения; однако в целом эти нарушения менее выражены, чем у левосторонних больных. Отмечается преимущественное отношение левого полушария мозга к динамическим аспектам интеллектуальной деятельности

 

Роль ассоциативных отделов коры в мыслительной деятельности

 

Нейропсихологическими и психофизиологическими исследованиями выявлена специализированная роль передне - и заднеассоциативных отделов коры в мыслительной деятельности.

Показано, что теменно-затылочные отделы коры принимают участие в осуществлении зрительно-пространственной деятельности и мыслительного конструирования объекта по образцу из отдельных деталей. Выполнение вербально-логических операций (например, семантические задания, решение арифметических задач, доказательство теорем) вовлекает переднеассоциативные отделы, где, по-видимому, сосредоточен мозговой субстрат основных блоков функциональной системы аппарата афферентного синтеза, принятия решения, программирования, контроля (акцептор результатов действия). Больные с нарушенной функцией лобных долей не способны четко сформулировать цель и задачу, вычленить наиболее значимую информацию, сличить полученный результат с исходными условиями задачи и осознать бессмысленность полученного ими ответа.

       Взаимодействие корковых областей и системная организация процесса мышления четко выявляются в электрофизиологических исследованиях. При решении задач разного типа обнаружено, что организация межцентрального взаимодействия зависит от характера выполняемой мыслительной операции.

При мысленной вербальной деятельности усиление межцентрального взаимодействия наблюдается между переднеассоциативными и заднеассоциативными речевыми зонами левого полушария.

Решение арифметических задач сопровождается формированием функциональных объединений лобных областей с височными отделами левого полушария и теменными правого, что связано с активизацией речевой памяти (левая височная область) и пространственных синтезов при операциях с цифрами (правая теменная зона).

 

Вопросы

1. Кому принадлежит заслуга в определении участи мозговых структур при нарушении мышления?

2. Какие нарушения мышления возникают при поражении левой височной области?

3. Какие нарушения мышления возникают при поражении теменно-затылочных отделов мозга

4. Какие нарушения мышления возникают при поражении премоторных (ассоциативные зоны лобной коры) отделов левого полушария?

5. Какие нарушения мышления возникают при поражении лобных префронтальные отделов мозга?

6. В выполнении каких задач преимущественно участвует правое полушарие?

7. В выполнении каких задач преимущественно участвует левое полушарие?

8. Формированием каких функциональных объединений сопровождается решение арифметических задач?

 

Нейрофизиологические механизмы мотивации

 

Мотивация как фактор организации поведения. Термин «мотивация» означает «то, что вызывает движение», т.е. в широком смысле мотивацию можно рассматривать как фактор (механизм), детерминирующий поведение.

Потребность, перерастая в мотивацию, активирует ЦНС и другие системы организма. При этом она выступает как энергетический фактор («слепая сила» по И.П. Павлову), побуждающий организма к определенному поведению.          

Не следует отождествлять мотивации и потребности. Потребности далеко не всегда преобразуются в мотивационные возбуждения, в то же время без должного мотивационного возбуждения невозможно удовлетворение соответствующих потребностей. Во многих жизненных ситуациях имеющаяся потребность по тем или иным причинам не сопровождается мотивационным побуждением к действию. Образно говоря, потребность говорит о том, «что нужно организму», а мотивация мобилизует силы организма на достижение «нужного».

Мотивационное возбуждение можно рассматривать как особое, интегрированное состояние мозга, при котором на основе влияния подкорковых структур осуществляется вовлечение в деятельность коры больших полушарий. В результате живое существо начинает целенаправленно искать пути и объекты удовлетворения соответствующей потребности.

Суть этих процессов четко выразил А.Н.Леонтьев в словах: мотивация это опредмеченная потребность, или «само целенаправленное поведение».

Особый вопрос заключается в том, каков механизм перерастания потребности в мотивацию. В отношении некоторых биологических потребностей (голод, жажда) этот механизм связан с принципом гомеостаза. Согласно этому принципу внутренняя среда организма должна всегда оставаться постоянной, что определяется наличием ряда неизменных параметров (жестких констант), отклонение от которых влечет резкие нарушения жизнедеятельности. Примерами таких констант служат: уровень глюкозы в крови, содержание кислорода, осмотическое давление и т.д.

Их отклонение от требуемого уровня приводит к включению механизмов саморегуляции, которые обеспечивают возвращение констант к исходному уровню, В каких-то пределах эти отклонения могут быть компенсированы за счет внутренних ресурсов. Однако внутренние возможности ограничены. В таком случае в организме активизируются процессы, направленные на получение необходимых веществ извне. Именно этот момент, характеризующий, например, изменение важной константы в крови, можно рассматривать как возникновение потребности. По мере истощения внутренних ресурсов происходит постепенное нарастание потребности. По достижении некоторого порогового значения потребность приводит к развитию мотивационного возбуждения, которое должно привести к удовлетворению потребности за счет внешних источников.

В отношении других потребностей картина не столь очевидна. Тем не менее есть основания полагать, что и здесь действует принцип «порогового значения». Потребность перестает в мотивацию лишь по достижении некоторого уровня, при превышении этого условного порога человек, как правило, не может игнорировать нарастающую потребность и подчиненную ей мотивацию.

Виды мотиваций. В любой мотивации необходимо различать две составляющие: энергетическую и направляющую. Первая отражает меру напряжения потребности, вторая – специфику или семантическое содержание потребности. Таким образом, мотивации различаются по силе и по содержанию. В первом случае они варьируют в диапазоне от слабой до сильной. Во втором – прямо связаны с потребностью, на удовлетворение которой направлены. Соответственно так же, как и потребности, мотивации принято разделять на низшие (первичные, простые, биологические) и высшие (вторичные, сложные, социальные). Примерами биологических мотиваций могут служить голод, жажда, страх, агрессия, половое влечение, забота о потомстве. Биологические и социальные мотивации определяют подавляющее большинство форм целенаправленной деятельности живых существ.

Доминирующее мотивационное возбуждение. В силу многообразия разные потребности нередко сосуществуют одновременно, побуждая индивида к различным иногда взаимоисключающим стилям поведения. Например, могут остро конкурировать потребность безопасности (страх) и потребность защитить свое дитя (материнский инстинкт). Именно поэтому нередко происходит своеобразная «борьба» мотиваций и выстраивание их иерархии.

В формировании мотиваций и их иерархической смене ведущую роль играет принцип доминанты, сформулированный А.А.Ухтомским в 1925. Согласно этому принципу в каждый момент времени доминирует та мотивация, в основе которой лежит наиболее важная биологическая потребность. Сила потребности, т.е. величина отклонения физиологических констант или концентрации соответствующих гормональных факторов, получает свое отражение в величине мотивационного возбуждения структур лимбической системы и определяет его доминантный характер.

Доминирующее мотивационное возбуждение, побуждающее к определенному целенаправленному поведению, сохраняется до тех пор, пока не будет удовлетворена вызвавшая его потребность. При этом все посторонние раздражители только усиливают мотивацию, а одновременно с этим все другие виды деятельности подавляются. Однако в экстремальных ситуациях доминирующая мотивация обладает способностью трансформировать свою направленность, а, следовательно, и реорганизовывать целостный поведенческий акт, благодаря чему организм оказывается способным достигать новых, неадекватных исходной потребности результатов целенаправленной деятельности. Например, доминанта, созданная страхом, в исключительных случаях может превратиться в свою противоположность – доминанту ярости.

Нейронные механизмы мотивации. Возбуждение мотивационных подкорковых центров осуществляется по механизму триггера: возникая, оно как бы накапливается до критического уровня, когда нервные клетки начинают посылать определенные разряды и сохраняют такую активность до удовлетворения потребности.

Мотивационное возбуждение усиливает работу нейронов, степень разброса их активности, что проявляется в нерегулярном характере импульсной активности нейронов разных уровней мозга. Удовлетворение потребности, напротив, уменьшает степень разброса в активности нейронов, переводя нерегулярную активность нейронов различных уровней мозга – в регулярную.

Физиологические теории мотиваций. Первые представления основывались на том, что мотивации возникают в результате стремления организма избежать неприятных ощущений, сопровождающих различные побуждения. Например, животное утоляет жажду, чтобы избавиться от сухости в полости рта и глотки, поедает пищу, чтобы избавиться от мышечных сокращений пустого желудка и т.д.

       Были выдвинуты теории, в которых основное внимание уделялось гуморальным факторам мотиваций. Так голод связывался с возникновением так называемой «голодной крови», т.е. крови с существенным отклонением от обычной разницы в концентрации глюкозы. Предполагалось, что недостаток глюкозы в крови приводит к «голодным» сокращениям желудка. Мотивация жажды также оценивалась как следствие изменения осмотического давления плазмы крови или снижения внеклеточной воды в тканях. Половое влечение ставилось в прямую зависимость от уровня половых гормонов в крови.

Действительно в глубоких структурах мозга существуют хеморецепторы, специализированные на восприятии колебаний в содержании определенных химических веществ в крови. Основным центром, содержащим такие рецепторы, является гипоталамус. На этой основе была выдвинута гипоталамическая теория мотиваций, в соответствии с которой гипоталамус выполняет роль центра мотивационных состояний. Экспериментальным путем, например, было установлено, что в латеральном гипоталамусе располагается центр голода, побуждающий организм к поискам и приему пищи, а в медиальном гипоталамусе – центр насыщения, ограничивающий прием пищи. Двухстороннее разрушение латеральных ядер у подопытных животных приводит к отказу от пищи, а их стимуляция через вживленные электроды – к усиленному потреблению пищи. Разрушение некоторых участков медиального гипоталамуса влечет за собой ожирение и повышенное потребление пищи.

Однако гипоталамические структуры не могут рассматриваться в качестве единственных центров, регулирующих мотивационное возбуждение. Первая инстанция, куда адресуется возбуждение любого мотивационного центра гипоталамуса, – лимбическая система мозга. При усилении гипоталамического возбуждения оно начинает широко распространяться, охватывая кору больших полушарий и ретикулярную формацию. Последняя оказывает на кору головного мозга генерализованное активирующее влияние. Фронтальная (лобная) кора выполняет функции построения программ поведения, направленные на удовлетворение потребностей. Именно эти влияния и составляют энергетическую основу формирования целенаправленного поведения для удовлетворения насущных потребностей.

Теория редукции драйва, предложенная К. Халлом в 1943, утверждала, что динамика поведения при наличии мотивационного состояния (драйва) непосредственно обусловлена стремлением к минимальному уровню активации, которое обеспечивает организму снятие напряжения и ощущение покоя. Согласно этой теории, организм стремится уменьшить избыточное напряжение, вызванное мотивационным драйвом.

Однако, как показали дальнейшие исследования, стремление к редукции драйва – не единственный фактор, детерминирующий поведение. Редукция драйва не может объяснить все виды поведения, направленные на поиск новой дополнительной стимуляции. По-видимому, во всех жизненных ситуациях организм стремится не к покою, а к некоторому оптимальному уровню активации, который позволяет ему функционировать наиболее эффективным образом. В тех случаях, когда напряжение слишком сильно, это будет поведение, направленное на снятие избыточного напряжения, в других, когда уровень активации очень низок, поведение будет направлено на поиск дополнительной стимуляции, обеспечивающей потребный уровень активации. Субъективное ощущение человека при оптимальном уровне активации, видимо, более всего соответствует состоянию «оперативного покоя».

Вышесказанное хорошо согласуется с представлениями Г. Айзенка, согласно которым индивидуальные различия по такой черте личности как экстраверсия – интроверсия зависят от особенностей функционирования восходящей ретикулярной активирующей системы. Эта структура контролирует уровень активации коры больших полушарий. Предполагается, что: 1) умеренная степень кортикальной активации переживается как состояние удовольствия, в то время как очень высокий или очень низкий уровни ее переживаются как неприятное состояние; 2) ретикулярная формация у интровертов и экстравертов обеспечивает разные уровни активации кортикальных структур, причем у интровертов уровень активации существенно выше, чем у экстравертов.

Г. Айзенк утверждает, что в покое (например, при работе в библиотеке) экстраверты, у которых в норме структуры коры не слишком высоко активированы, могут испытывать неприятные ощущения, поскольку их уровень кортикальной активации оказывается значительно ниже той точки, при возбуждении которой переживается чувство психического комфорта. Поэтому у них возникает потребность что-то сделать (разговаривать с другими, слушать музыку в наушниках, делать перерывы). Поскольку интроверты, напротив, высоко активированы, любое дальнейшее увеличение уровня активации для них неприятно. Другими словами, экстраверты нуждаются в постоянном средовом «шуме», чтобы довести уровень возбуждения коры до состояния, приносящего удовлетворение. В то же время интроверты такой потребности не испытывают, и действительно будут считать такую стимуляцию сверхвозбуждающей и потому неприятной. Таким образом, теория Айзенка свидетельствует в пользу того, что поведение выступает как инструмент, модулирующий уровень активации, увеличивая или уменьшая последний, в зависимости от нужд человека.

 

Вопросы

1. В заключается различие между мотивацией и потребностью?

2. Назовите виды мотиваций?

3. Какую роль играет принцип доминанты в формировании мотивации?

4. Какое воздействие оказывает мотивационное возбуждение на работу нейронов?

5. В чем заключается гипоталамическая теория мотиваций?

6. Какую функцию выполняет фронтальная (лобная) кора в мотивационном поведении?

7. В чем заключается теория редукции драйва?

 

Приложение А

Способы определения моторных и сенсорных асимметрий человека

из книги: Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. – М.: Медицина, 1988. – 240 с.

Морфологические показатели рук

1. У доминирующей руки ширина ногтевого ложа больших паль­цев больше.

2. Доминирующая рука длиннее более, чем на 2 см.. Измеряется длина каждой вытянутой вдоль туловища руки от акромального отростка лопатки до конца 3-й фаланги среднего пальца.

Моторная асимметрия.

Опрос или наблюдение. Устанавливается какой рукой испытуемый: 1) пишет; 2) точнее бросает мяч; держит ракетку при игре в теннис; 3) зажи­гает спичку; 4) режет ножницами; 5) вдевает нитку в иголку (или наоборот); 6) метет веником; роет лопатой; 7) держит зубную щетку; 8) отвинчивает (или открывает) крышку банки; 9) заводит будильник (неведущая держит часы); 10) какая рука более активна в жестах.

Тестовые задания для рук

1. Переплетение пальцев рук. Большой палец доминирующей руки находится сверху.

2. Поза Наполеона. Кисть ведущей руки лежит на плече неведу­щей.

3. Тест на аплодирование. Более активна и подвижна ведущая рука. Она совершает ударные движения о ладонь неведущей руки.

4. Динамометрия.

4а. Наблюдают, какой рукой вначале испытуемый берет динамо­метр и нажимает его. Положить динамометр перед испытуемым на стол и сказать: №Возьмите динамометр и нажмите сначала одной рукой, затем – другой».

4б. На каждую руку проводят измерения 3 раза. Разница в силе рук более 2 кг выявляет ведущую руку, менее 2 кг – амбидекстрия.

4в. Показатели силы ведущей рука при трехразовом измерении ока­зываются более устойчивыми.

5. Пробы на скорость движения рук.

5а. Завинчивание и отвинчивание болтов правой и левой руками.

5б. Нажимание на ключ (можно теппинг-тест, или набивание точек карандашом) как можно быстрее правой и левой руками в течение опреде­ленного времени (10 сек).

5в. Разложить максимально быстро левой и правой руками пред­меты в течение определенного времени.

5г. Начертить максимально быстро в течение определенного вре­мени вертикальные линии определенного размера на бумаге.

6. Пробы на одновременные движения рук.

6а. С закрытыми глазами нарисовать одновременно правой рукой круг, левой квадрат и наоборот. Ведущая рука чертит точнее.

6б. Проба Черначека. Сначала обрисовать одновременно обеими руками левую и правую фигуры в пробах А и В, а затем дорисовать до полного круга и квадрата. Ведущая рука делает меньше ошибок.

6в. Написать свою фамилию одновременно левой и правой руками. Левши часто пишут с центральной части листа зеркально.

7.   Пробы на направления движений. Нарисовать круги на бумаге ле­вой и правой руками. Левши обычно рисуют по часовой стрелке, правши – против.

8. Пробы на точность движений. Попадание в цель: необходимо по­пасть в точку на бумаге с закрытыми глазами. Вначале делаются 3-4 пробы с открытыми глазами, затем 10 проб с закрытыми. Карандаш держать вер­тикально, локоть поднят, руку каждый раз необходимо разгибать полно­стью. 

Сенсорная асимметрия рук (осязание).

1. Испытуемому с закрытыми глазами предлагают ощупать левой и правой руками контрольный образец плоской фигуры. Затем ему необхо­димо распознать его этой рукой среди множества других.

2. Распознавание букв или цифр, рисуемых на тыльной стороне ла­дони. На ведущей руке распознается их меньший размер.

3. Испытуемому с закрытыми глазами предлагают ощупать левой и правой руками контрольный размер шарика. Затем ему необходимо распо­знать его этой рукой среди множества других шариков.

4. Испытуемому с закрытыми глазами правым и левым пальца прида­ется определенное положение. Ему необходимо на другой руке соз­дать из пальцев такое же положение. На ведущей руке положение распозна­ется точнее.

5. Распознавание монет достоинством 1, 2 3 и 5 копеек левой и пра­вой руками.

6. Испытуемому с закрытыми глазами предлагают ощупать левой и правой руками фигурки различной конфигурации и вставить их в свои пазы на доске.

Моторная асимметрия ног.

Испытуемый становится у начала 5-10-метровой линии, затем за­крывает глаза и пытается пройти по ней. Ведущая нога делает более широ­кий шаг и испытуемый смещается в противоположную сторону.

Асимметрия тела и лица

1. Повороты туловища. При произвольных поворотах испытуе­мый двигает ведущее плечо вперед (правши поворачиваются налево против часовой стрелки.

2. Мимика ведущей половины лица более активна.

3. Синтезированные фотографии. Соединяются половины лица на фото с его зеркальным отражением и сравниваются между собой. Более похоже на натуральное лицо фото, синтезированное из ведущей половины лица.

Сенсорная и моторная асимметрия зрительного анализатора

1. Острота зрения. Лучше видит ведущий глаз (по таблицам на ост­роту зрения).

2. Проба на мигание одним глазом. Лучше мигает неведущий глаз.

3. Проба на рассматривание в подзорную трубу (микроскоп).

4. Проба Розенбаха. Держать вертикально в вытянутой руке каран­даш и, глядя двумя глазами, совместить его с определенной точкой, предметом или линией, затем поочередно закрывать левый и правый глаза, чтобы выяснить кокой глаз осуществил совмещение. Совмещение осущест­вляет ведущий глаз.

4а. Вариант Г.А.Литинского. Закрыть пальцем вытянутой рука пламя свечи. Тень падает на ведущий глаз.

4б. Вместо карандаша используется «карта с дырой» с отверстием Д10мм. 

5. Проба с цветным стеклом Розенбаха. Перед двумя глазами ста­вятся стекла разного цвета. Пространство спереди воспринимается окра­шенным в цвет стекла, расположенного перед ведущим глазом.

6. Особенности мышц глаза. Зафиксировать зрение на кончике пальца, который продвигается к переносице. Неведущий глаз утомляется быстрее и первым начинает отклоняться от слежения за кончиком пальца.

7. Пробы с тахистоскопом. Взгляд зафиксировать на центральной точке перед глазами. Справа и слева с нарастающей экспозицией подаются разные сигналы до полного их распознавания. Ведущий глаз начинает рас­познавать раньше.

8. Дихотомическое рассматривание слайдов. В стереоскоп вставля­ются различные слайды на каждый глаз. При кратковременном за­жигании света воспринимается слайд ведущего глаза.

Измеряются горизонтальные и вертикальные поля зрения пра­вого и левого глаза по периметру Ферстера. У ведущего глаза поля зрения больше.