Информационная структура нервных процессов и психические образы

Как вы знаете, простейшим психическим процессом является ощущение. Ощу­щения — это та исходная область психических процессов, которая содержит в себе границу, разделяющую психические и допсихические явления. Ощущения возни­428

кают не сами по себе. Им предшествует ряд непсихических и допсихических про­цессов.

Рассматривая проблему ощущений, мы уже говорили о механизмах их возник­новения. Для возникновения ощущений необходимо воздействие со стороны объектов реального мира. Это воздействие по характеру своего происхождения может быть механическим, химическим, электромагнитным, акустическим и др., т. е. непсихическим. Человек обладает органами чувств, которые приспособлены к восприятию определенного воздействия природных объектов. В результате та­кого взаимодействия органа чувств и природного объекта происходит кодирова­ние информации о непсихическом воздействии в виде нервного возбуждения, т. е. в виде физиологического допсихического процесса, который, достигнув перцеп­тивных полей, превращается в ощущения. Что собой представляет физиологиче­ское возбуждение? На каких принципах основано кодирование нервного сигнала?

Физиология высшей нервной деятельности и нейрофизиология оперируют двумя основными понятиями — возбуждение и торможение, — которые обобщают представление о двух нервных процессах, существующих в коре головного мозга. Однако эмпирическая картина нейрофизиологической реальности не содержит показателей принципиальной разнородности электрофизиологического или фи­зико-химического субстрата возбуждения и торможения. Это говорит о том, что по своей сути нейрофизиологическая активность нейронов едина. П. П. Марков пи­шет: «Есть ли кроме внутриклеточного процесса возбуждения еще внутриклеточ­ный процесс торможения — вот в чем вопрос. Ведь импульсов торможения никто из нас никогда не видел, хотя все мы множество раз раздражениями блуждающего нерва останавливали бьющееся сердце». О единой природе процессов возбужде­ния и торможения говорил и И. М. Сеченов. Он писал: «Угнетение рефлексов есть продукт возбуждения, а не перевозбуждения каких-либо нервных механизмов». Аналогичной точки зрения на природу физиологических процессов придержива­лись А. А. Ухтомский и П. К. Анохин.

Итак, физиологические процессы едины по своей природе. Причем в настоя­щее время чаще всего встречается мнение о том, что физиологический процесс имеет физико-химическую природу, а нервный импульс является электрическим. Следовательно, воздействие физического объекта на орган чувств вызывает в по­следнем определенные физико-химические реакции, которые и порождают элект­рический импульс в нервных волокнах.

В современной нейрофизиологии принято выделять две основные, взаимосвя­занные, но одноранговые, равноправные и самостоятельные формы нервного воз­буждения, различающиеся по электрогенным характеристикам. Первая форма — это дискретное распространяющееся возбуждение, выраженное быстрыми потен­циалами или пиками. Вторая форма — непрерывное нераспространяющееся или локально распространяющееся возбуждение, выраженное медленными градуаль­ными потенциалами, преимущественно генерируемыми в рецепторах, синапсах и

центральных нейронах (рис. 17.4).

Первую форму возбуждения часто называют цифровым импульсом, посколь­ку его основным параметром электрической активности, который модулируется

Рис. 17.4. График дискретно-импульсивного возбуждения (А) и график вариантов градуального возбуждения (Б). Объяснения в тексте

изменяющимися характеристиками раздражителя, является частота импульса. Основным количественным параметром данной формы возбуждения является ко­личество импульсов за единицу времени, т. е. количество пиков за определенный отрезок времени, например за одну миллисекунду. Учитывая огромную скорость, с которой нервный импульс данного типа распространяется по нервным тканям (от 1 до 100 метров в секунду, в зависимости от диаметра нервных волокон), мож­но представить, насколько велик диапазон частот импульсов; за единицу времени. Поэтому данная форма возбуждения, скорее всего, используется организмом для кодирования информации об интенсивности воздействия и других характеристик, которые могут быть закодированы в цифровом виде.

Вторую форму нервного возбуждения часто называют аналоговой. Ее основ­ными электрофизическими параметрами являются амплитуда и длительность. Распространение данного типа возбуждения чаще всего связывают с движением раздражителя. Поэтому принято считать, что с помощью этой формы возбужде­ния происходит кодирование пространственно-временных характеристик раздра­жителя.

Таким образом, можно предположить, что принцип кодирования информации о воздействии объектов физического мира па биологический объект основывается на сочетании двух форм нервного возбуждения, имеющего физико-химическую, т. е. электрогенную природу. Следовательно, органы чувств живого организма являются тем «входным блоком» управляющего контура, в котором происходит кодирование непсихической информации в форму допсихических процессов, с по­мощью которых она доставляется в нервно-мозговые структуры, где и происхо­дит ее трансформация в психические процессы. Вполне естественно, что транс­формация допсихических процессов в психические должна осуществляться на основе декодирования зашифрованной в нервных импульсах информации. Как это происходит с точки зрения психофизики?

Поставив перед собой такой вопрос, мы подошли вплотную к той проблеме, которую решить пока не удается. В настоящее время нет объяснений тому, как

Ланге Николай Николаевич (1858-1921) — русский пси­холог, один из основателей экспериментальной психологии в России. Занимался проблемами восприятия, внимания, па­мяти, мышления. Сформулировал концепцию фазовости восприятия, предполагающую смену фаз от более общего характера к частному. Им также была разработана мотор­ная теория внимания, согласно которой движение рассмат­ривалось как условие не только сопровождающее, но и улуч­шающее восприятие.

По мнению Н. Н. Ланге, основная функция психики — «круговая реакция», включающая центростремительный ток, сообщающий организму о достигнутом, и центробеж­ную реакцию (ответ на это сообщение).

физические процессы превращаются в психические образы. Мы можем высказать лишь предположения о том, как это происходит.

Так, мы знаем, что определенные органы чувств, способные воспринимать энергию определенного типа, связаны с определенными сенсорными полями. Ве­роятно, нервный импульс, достигая соответствующего участка коры, декодирует­ся в виде соответствующей сенсорной информации. Для зрительных сенсорных полей это свет, для слуховых зон — звук и т. д. Подтверждением такого предполо­жения являются опыты по электростимуляции различных участков коры голов­ного мозга. Например, электростимуляция зрительных полей коры головного моз­га вызывает у испытуемых образы света, а стимуляция слуховых полей — звуко­вые образы.

Как вы знаете, кроме модальности ощущения характеризуются пространствен­но-временными параметрами и интенсивностью. К числу пространственных ха­рактеристик относится локализация объекта, а к временным характеристикам — длительность воздействия раздражителя. Можно предположить, что для получе­ния подобной информации в сенсорных полях коры головного мозга при декоди­ровании поступающего сигнала учитывается не только характер нервного импуль­са, но и координаты нервного окончания, с которого поступил данный сигнал. Более того, при формировании информации о пространственных характеристи­ках раздражителя, вероятно, учитываются не только координаты нервных окон­чаний, но и интенсивность воздействия раздражителя на каждое из этих оконча­ний.

Еще более сложны механизмы формирования целостного перцептивного об­раза. Одним из первых исследований, посвященных процессу формирования пер­цептивного образа, была работа Н. Н. Ланге «Закон перцепции» (1894). В ходе экспериментальных исследований ему удалось установить, что от момента вос­приятия неопределенной структуры до полного адекватного отображения кон­кретной формы предмета объективно существует ряд фаз.

Истинность данного утверждения была доказана экспериментальными иссле­дованиями перцептогенеза, проводимыми сотрудниками В. М. Бехтерева, а затем

Рис. 17.5. Динамика становления зрительного образа при снятии внутренних помех. Приведены типичные для каждого ранга рисунки испытуемых (Из: Веккер Л. М; 1974)

продолженными Б. Г. Ананьевым и М. Д. Александровой. Данные всех этих работ были подвергнуты многосторонней проверке Б. Ф. Ломовым. В результате была получена последовательность развертывания различных пространственных ком­понентов образа отдельного тест-объекта. Всего было выделено пять фаз:

1. Различение положения предмета и грубая оценка его общих пропорций.

2. Мерцание формы.

3. Различение резких перепадов кривизны.

4. Глобально-адекватное восприятие, в котором форма представлена без раз­личения ее деталей (в частности, величин углов).

5. Адекватное отражение формы во всей полноте деталей ее контура. Последовательность данных фаз была выявлена при применении четырех не­зависимых методик (изменения дистанции, положения объекта в поле зрения, освещенности и времени экспозиции). Аналогичные результаты были получены Л. М. Веккером при анализе формирования перцептивного образа при улучше­нии условий восприятия, т. е. при снятии внутренних помех (рис. 17.5).

Следует отметить, что при возникновении адекватного перцептивного образа предмета отражаются не только его очертания. В перцептивном образе реального объекта одновременно отражаются все его пространственно-временные характе­ристики. Как вы знаете, ощущения отражают лишь отдельные признаки и характе­ристики объекта реального мира, такие как цвет, форма и др. Для возникновения целостного перцептивного образа необходимо, чтобы все признаки и характери­432

стики предмета воспринимались одновременно или в строгой последовательно­сти. Можно предположить, что сенсорный уровень в первую очередь отражает от­дельные пространственные характеристики предмета. В отличие от сенсорного, перцептивный уровень обеспечивает адекватное отражение временных характе­ристик за счет симультанного охвата разных элементов внутренней метрики дан­ного объекта.

По крайней мере об этом говорят клинические факты, относящиеся к области

восприятия. Так, описывая картину перцептивных нарушений у больных со зри­тельной агнозией (нарушена деятельность интегративных зон коры головного мозга при относительной сохранности сенсорных полей), Б. Г. Ананьев указывает на тот факт, что пространство воспринималось ими как сплошной световой поток, раздражающий глаза, либо как туман с пробивающимся лучом света. При этом предметы выделялись из этого сплошного потока как нечто аморфное. А. Р. Лурия, обобщая большой клинический материал о перцептивных расстройствах, от­мечает, что основной дефект заключается в нарушении объединения сенсорных признаков в симультанно воспринимаемые группы. Такой распад одновременной представленности внутренней структуры воспринимаемого объекта был им про­иллюстрирован рисунками больных (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Рисунки больных оптической агнозией (по А. Р. Лурии)

Таким образом, у нас есть все основания предполагать, что сенсорно-перцеп­тивная система, с точки зрения кибернетики, является блоком расшифровки, или декодирования, поступающей информации. Ее функции заключаются в осуществ­лении перекодировки нервного импульса в психический образ и в обеспечении изоморфизма на уровне перцептивного образа. При этом вполне вероятно, что пространственные характеристики извлекаются при достижении нервного воз­буждения сенсорных полей, а временные характеристики декодируются на уров­не интегративных полей.

Следовательно, приведенный выше материал предоставляет нам доказатель­ство того, что так называемые контуры управления, рассматриваемые в киберне­тике, имеют место и в живых объектах. В живых организмах можно выделить опре­деленные структуры, выполняющие управленческие функции аналогично слож­ным техническим системам. Среди этих структур можно выделить блоки приема и преобразования информации, сличения результатов действия и др. С подобной системой управления мы познакомимся более подробно в последующих главах при изучении работ Н. А. Бернштейна, посвященных психофизиологическим ме­ханизмам организации движений и формирования двигательных навыков.

Однако вряд ли можно объяснить регуляцию мотивированного поведения че­ловека лишь существованием контуров управления. Дело в том, что в поведении человека есть факты, которые не могут быть подведены под унифицированный контур управления. Например, почему в одних и тех же условиях разные люди совершают не только разные, но даже противоположные по содержанию поступки. Вероятно, с позиции кибернетической науки это можно объяснить существовани­ем различных «жизненных программ», отражающих ценности того или иного че­ловека. Тогда возникает вопрос о том, как происходит формирование этих про­грамм.

Предприняв попытку поиска ответа на данный вопрос, мы можем столкнуться с крайне противоположными точками зрения. С одной стороны, мы можем столк­нуться с позицией бихевиоризма, которая объясняет поступки человека системой воздействий и ответных реакций. Но мы знаем, что психика человека активна по своей природе. Поэтому объяснение с позиции бихевиоризма вряд ли нас удов­летворит.

С другой стороны, «жизненная программа» человека может рассматриваться как его судьба, как его жизненное предначертание, которое дается высшими сила­ми. Значительная часть религиозных учений рассматривает человека именно с этой точки зрения, как пассивного созерцателя, от которого ничего не зависит. В то же время другие религиозные учения признают за человеком право выбора, т. е. частично соглашаются с его активной природой и автономий. Следовательно, формирование жизненных программ, с их точки зрения, обеспечивается самим че­ловеком.

Современная отечественная психологическая наука, отвечая на данный вопрос, считает что источник формирования программ деятельности человека необходи­мо искать в системе его отношений, в его «Я-концепции», в его сознании. Поэтому человек — это не какая-то биокибернетическая самоуправляемая система, а, преж­де всего, саморазвивающаяся система, способная самостоятельно формировать свои жизненные программы. «Блок саморазвития», или «блок формирования

стратегических программ», не входит в структуру контура управления и не рас­сматривается с позиции кибернетики. В лучшем случае в технической системе или организме животного имеют место блоки корректировки выполняемых программ. Причем в отношении животных данные программы имеют биологическую обуслов­ленность, а у человека мотивированное поведение в первую очередь опосредовано социальными факторами, которые не имеют прямой генетической обусловлен­ности.

Чаще всего «блок саморазвития» воспринимается нами как личность человека

с его мотивами и ценностями, с его характером и направленностью. Все происхо­дящие события отражаются в сознании человека, преломляясь в призме его цен­ностей и жизненных установок. Поэтому неслучайно личностный принцип регу­ляции состояний человеческого организма является общепризнанным в физиоло­гии. Но что такое личность? Как и с помощью чего происходит ее формирование? На эти вопросы мы дадим ответ в следующих главах.

Контрольные вопросы

1. Что такое кибернетика?

2. Расскажите о понятиях «система управления» и «объект управления».

3. Что вы знаете о проблеме исследования механизмов саморегуляции орга­низма?

4. Что вы знаете о понятии «управляющий контур»? Охарактеризуйте основные

виды управляющего контура.

5. Что вы знаете об источнике» и носителе информации?

6. Что такое изоморфизм? Охарактеризуйте данное понятие.

7. Объясните природу нервного возбуждения. Что такое электрогенез?

8. Раскройте основные формы нервного возбуждения и их параметры.

9. Раскройте общие принципы кодирования и декодирования информации нерв­ной системой человека.

10. Расскажите о перцептивных нарушениях с точки зрения кибернетики.

Рекомендуемая литература

1. Ананьев Б. Г.,ВеккерЛ.М.,ЛомовБ. Ф., Ярмоленко А. В. Осязание в процессах позна­ния и труда. — М.,1959.

2. Ананьев Б. Г. Психология чувственного познания. — М.: АПН РСФСР, 1960.

3. Бардин К. В. Проблемы порогов чувствительности и психофизические методы / К. В. Бардин; АН СССР, Ин-т психологии. - М.: Наука, 1976.

4. Веккер Л. М. Психические процессы: В 3-х т. Т. 1. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1974.

5. Величковский Б. М., Зинченко В. П., Лурия А. Р. Психология восприятия. — М.: Изд-во МГУ, 1973.

6. Винер Н. Кибернетика и общество / Пер. с англ. под общей ред. Э. Я. Кольмана. —

М.: Изд. иностр. лит., 1958.

 

7. ГибсонДж. Экологический подход к зрительному восприятию / Пер. с англ. под общ. ред. А. Д. Логвяненко. — М.: Прогресс, 1988.

8. Грегори Р. Л. Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия / Пер. с англ. — М.:

Прогресс, 1970.

9. Забродин Ю. М., Лебедев А. Н, Психофизиология и психофизика. — М.: Наука, 1977.

10. Лурия А. Р. Высшие корковые функции. — М„ 1962.

11. Ломов Б. Ф. Человек и техника: Очерки инж. психологии. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Сов. радио, 1966.

12. Мельников В. М., Ямпольский Л. Т. Введение в экспериментальную психологию лич­ности: Учеб. пособие для слушат. ИПК, препод. пед. дисциплин ун-тов и пед. ин-тов. — М.: Просвещение, 1985.

13. Психология: Учебник / Под ред. А. А. Крылова. — М.: Проспект, 1999.

 

Часть 3