Для того, чтобы понять мозговую организацию сложных психических процессов, необходимо четко представлять современные данные о функциональной организации человеческого мозга. Принципы такой организации были разработаны видным отечественным психологом
А.Р. Лурия. Согласно современным представлениям, основные принципы функциональной организации аппаратов головного мозга имеют особое значение для психологии. Они состоят в следующем.
Головной мозг человека, обеспечивающий прием и переработку информации, создание программ собственных действий и контроль за их успешным выполнением, всегда работает как единое целое. Однако это сложный и высокодифференцированный аппарат, состоящий из ряда частей, и нарушение нормального функционирования любой из них неизбежно сказывается на его работе. В головном мозгу человека обычно выделяют три основных блока, каждый из которых играет свою особую роль в обеспечении психической деятельности.
Первый из них поддерживает тонус коры, необходимый для того, чтобы как процессы получения и переработки информации, так и процессы формирования программ и контроля за их выполнением протекали успешно.
Второй блок обеспечивает сам процесс приема, переработки и хранения информации, доходящей до человека из внешнего мира (от аппаратов его собственного тела).
Третий блок вырабатывает программы поведения, обеспечивает и регулирует их реализацию и участвует в контроле за их успешным выполнением. Все три блока размещаются в отдельных аппаратах головного мозга, и лишь слаженная работа приводит к успешной организации сознательной деятельности человека.
Итак, кратко остановимся на характеристике каждого из перечисленных блоков.
I БЛОК - тонус коры, или энергетический блок мозга.
Для нормального осуществления процессов жизнедеятельности и саморегуляции поведения необходимо постоянное поддерживание оптимального тонуса коры. Только такой тонус может обеспечить успешный выбор существенных сигналов, сохранение их следов, выработку нужных программ поведения и постоянный контроль за их выполнением. Для осуществления этих процессов необходима оптимальная возбудимость коры. Одно из важных открытий, сделанных физиологами в ходе многочисленных наблюдений и экспериментов, заключается в том, что существенную роль в этом процессе играют образования верхних отделов ствола мозга, в частности гипоталамуса, зрительного бугра и системы сетевидных волокон («ретикулярной формации»), имеющих двустороннюю связь с корой головного мозга. Эти образования и входят как основные в состав первого блока.
Весь комплексный аппарат, входящий в состав блока, играет важную роль для нормальной работы мозговой коры, и заключается она в следующем. Постоянный тонус коры поддерживается в основном благодаря двум источникам. С одной стороны, для сохранения бодрствующего состояния коры нужен постоянный приток информации из внешнего мира: животное, лишенное такого притока внешних раздражений, засыпает; известно также, какой эффект вызывает «информационный голод» после длительного одиночного пребывания человека в темной и звуконепроницаемой камере (в этих случаях у человека легко начинают возникать галлюцинации, которые частично компенсируют недостаток в постоянном притоке внешних раздражений).
Таким образом, первым источником для бодрствующего состояния коры является 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 являются импульсы, доходящие до неё от внутренних обменных процессов организма, составляющих основу для биологических влечений. Известно, что состояние организма (например, уровень сахара в крови), являющееся показателем состояния голода, регулируется аппаратами верхнего ствола и гипоталамуса. Импульсы этих образований, передаваемые в кору посредством восходящей ретикулярной формации, и составляют второй источник для поддержания тонуса коры и ее бодрствующего состояния.
К аппаратам верхнего ствола ретикулярной формации, поддерживающим нормальный тонус коры, нужно присоединить и аппараты древней («лимбической») коры, расположенные во внутренних (медиальных) отделах больших полушарий и участвующих в работе «энергетического» блока мозга. Роль аппаратов первого блока в поддержании тонуса коры и состояния бодрствования обеспечивается его теснейшими связями с корой с помощью волокон активизирующей ретикулярной формации. Активизирующая ретикулярная формация имеет как восходящие, так и нисходящие волокна. Посредством первых («восходящая активизирующая ретикулярная формация») осуществляется возбуждение коры импульсами, приходящими из образований верхних отделов ствола мозга. Посредством вторых («нисходящая активизирующая ретикулярная формация») осуществляются те влияния, которые высшие отделы мозга, и в частности его кора, оказывают на нижележащие отделы мозгового ствола. Поэтому аппарат «нисходящей ретикулярной формации» играет существенную роль в придаче аффективной окраски и обеспечении тонуса для тех программ поведения, которые возникают в коре в результате получаемой информации, и для тех высших форм замыслов и потребностей, которые формируются у человека при участии речи. Этот аппарат обеспечивает третий источник поддержания бодрствования, который еще не был упомянут, но который связан со сложными замыслами и потребностями, возникающими у человека в результате его сознательной деятельности.
Таким образом, первый блок мозга, в состав которого входят аппараты верхнего ствола, ретикулярной формации и древней коры, обеспечивает общий тонус (бодрствование) коры и возможность длительное время сохранять следы возбуждения. Работа этого блока не связана специально с теми или иными органами чувств и носит «модально-неспецифический» характер, обеспечивая общий тонус коры.
II БЛОК - приём, переработка и хранение информации.
Первый описанный блок сам еще не участвует ни в приеме и переработке информации, ни в выработке программ поведения, обеспечивая лишь тонус коры. Второй блок, о котором пойдет здесь речь, непосредственно связан с работой по анализу и синтезу сигналов, приносимых органами чувств из внешнего мира, иначе говоря, с приемом, переработкой и хранением получаемой человеком информации. Он состоит из аппаратов, расположенных в задних отделах коры головного мозга (теменной, височной и затылочной области) и, в отличие от первого блока, имеет модально-специфический характер. Образно говоря, этот блок является системой центральных приборов, которые воспринимают зрительную, слуховую и тактильную информацию, перерабатывают или «кодируют» ее и сохраняют в памяти следы полученного опыта. Аппараты этого блока могут рассматриваться как центральные (корковые) отделы воспринимающих систем (анализаторов). При этом, как мы уже отмечали, корковые отделы зрительного анализатора расположены в затылочной, слуховые — в височной, тактильно-кинестетические — в теменной области.
В этих отделах коры кончаются волокна, идущие от соответствующих воспринимающих (рецепторных) аппаратов; здесь выделяются и регистрируются отдельные признаки поступающей зрительной, слуховой и тактильной информации. В наиболее сложных отделах этих же зон они объединяются, синтезируются и комбинируются в более сложные структуры. Эти зоны коры имеют тонкое клеточное строение. Те зоны коры, куда непосредственно приходят волокна от периферических чувствующих органов, носят название первичных, или проекционных зон. Те зоны коры, которые примыкают к проекционным, называются вторичными, или проекционно-ассоциативными, зонами.
Принцип иерархического построения каждой зоны коры является одним из наиболее важных принципов строения коры головного мозга. Как показали исследования, информация, поступающая от зрительного, слухового и кожного рецепторов в первичные (или проекционные) зоны коры, дробится там на огромное число составляющих ее признаков благодаря тому, что в этих проекционных зонах коры заложены высокоспециализированные нейроны, реагирующие только на определенные частные признаки раздражений. Так, например, в проекционной зоне затылочной (зрительной) коры существуют нейроны, которые реагируют только на движение светящейся точки от центра к периферии или от периферии к центру, либо только на плавные изогнутые линии и т.п. Такие же клетки с величайшей специализацией существуют и в височной (слуховой) и тактильной (теменной) коре. Они позволяют дробить возбуждение на отдельные мельчайшие элементы и превращают их в функциональную мозаику раздражений, доступную для дальнейшей организации.
Над каждой первичной, или проекционной, зоной коры надстроены вторичные, или проекционно-ассоциативные, зоны коры. Волокна, поступающие сюда, не приходят, как правило, непосредственно от периферического рецептора, они либо несут обобщенные импульсы, либо приходят во вторичные зоны коры из первичных. Подавляющая часть нейронов, входящих в состав этих зон, не отличается такой тончайшей специализацией, как нейроны первичных (проекционных) зон. Они реагируют не на отдельные дробные признаки, а чаще всего на комплекс модально-специфических (зрительных, слуховых, тактильных) раздражителей, и некоторые из них имеют мультимодальный характер, реагируя на раздражения различных модальностей. Считается, что значение этих вторичных зон состоит в том, чтобы объединять раздражения, приходящие к ним от нижележащих подкорковых ядер или от первичных зон коры, и кодировать их в известные подвижные динамические структуры.
Как показали многочисленные исследования, первичные зоны чувствительной коры имеют функции выделения тех или иных модально-специфических (зрительных, слуховых, тактильных) признаков. Иначе говоря, они осуществляют функцию раздробления (анализа) поступающей информации на ее составные части, в то время как вторичные зоны этих же отделов коры несут функцию объединения (синтеза) или сложной переработки доходящей до субъекта информации.
Первичные и вторичные зоны коры не исчерпывают корковых аппаратов 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 являются в значительной степени специфически человеческими образованиями. Третичные зоны коры созревают очень поздно в онтогенезе, а их основная функция заключается в объединении информации, приходящей в кору головного мозга от различных анализаторов. Значение этих отделов коры для объединения информации, поступающей от отдельных анализаторов, можно оценить, наблюдая за поведением больных с поражением этих отделов мозговой коры. Как правило, у таких больных возникают трудности в наиболее сложной переработке получаемой информации, прежде всего в объединении доходящих до мозга последовательных раздражений в одновременные пространственные схемы. Различая зрительно воспринимаемые предметы и звуки, больные начинают испытывать затруднения при ориентировке в пространстве, путают направления, не могут различать правую и левую стороны, испытывают серьезные трудности в понимании сложных грамматических структур и в логических операциях, включающих сложные отношения.
Все это свидетельствует, что третичные зоны коры являются важным аппаратом, необходимым для наиболее сложных форм переработки и кодирования получаемой информации.
III БЛОК - программирование, регуляция и контроль 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 нём занимают лобные отделы головного мозга.
Сознательная деятельность человека только начинается с получения и переработки информации, а кончается она формированием намерений, выработкой соответствующей программы действий и выполнением этих программ во внешних (двигательных) или внутренних (умственных) актах. Для этого требуется специальный аппарат, который мог бы создавать и удерживать нужные намерения, вырабатывать соответствующие программы действий, осуществлять их в нужных актах и, что очень важно, постоянно следить за протекающими действиями, сличая эффект выполняемого действия с исходными намерениями.
Все эти функции осуществляются передними отделами мозга и их лобными долями. Как и задние отделы мозга, передние имеют теснейшие связи с нижележащими образованиями ретикулярной формации, причем, что важно, здесь особенно мощно представлены как восходящие, так и нисходящие волокна ретикулярной формации, которые проводят импульсы, сформированные в лобных долях коры и тем самым регулируют общее состояние активности организма, изменяя ее в соответствии со сформированными в коре намерениями.
Первичной, или проекционной, зоной передних отделов мозга является передняя центральная извилина, или моторная область коры: над ней надстроено вторичное, премоторное поле (в поле Бродмана); еще выше расположены образования коры собственно лобной или префронтальной области (поля 9, 10, 11, 46 Бродмана).
Значение лобных отделов мозговой коры для организации поведения очень велико, хотя долгое время оно не поддавалось четкому научному определению, поскольку функции лобных долей мозга нельзя было выразить в классических понятиях рефлекторной дуги: поражение лобных долей мозга не приводило ни к каким нарушениям элементарных движений, не вызывало ни параличей, ни расстройств чувствительности, ни нарушений речи. Многим исследователям это давало основание расценивать лобные доли коры головного мозга как «немую зону» и считать, что они не имеют каких-либо специальных функций. Эти взгляды существенно изменились, когда исследователи стали подходить к мозгу как к сложнейшей саморегулирующей системе, которая создает сложные программы поведения, регулирует протекание двигательных актов и осуществляет контроль над ними. В свете этих представлений функцию лобных долей мозга удалось определить гораздо отчетливее.
Лобные доли мозга, обладающие мощными связями с восходящей и нисходящей ретикулярной формацией, оказались прежде всего аппаратом, обладающим мощной активизирующей ролью. Так, напряженная интеллектуальная работа, требующая повышенного тонуса коры, вызывает в лобных долях повышенное число синхронно возбуждающихся совместно работающих пунктов. Эти синхронно работающие пункты сохраняются во время сложной интеллектуальной работы и исчезают после ее прекращения. Поддерживая тонус коры, необходимый для выполнения поставленной задачи, лобные отделы мозга играют решающую роль в создании намерений и формировании программы действий, которые осуществляют эти намерения.
Наблюдения А.Р. Лурия и его учеников показали, что двустороннее поражение лобных долей мозга приводит к тому, что больные оказываются не в состоянии прочно удерживать намерения, сохранять сложные программы действий, тормозить не соответствующие программам импульсы и регулировать деятельность, подчиненную этим программам. Они не могут устойчиво концентрировать свое внимание на поставленной перед ними задаче и легко отвлекаются от ее выполнения.
Особенно важен тот факт, что лобные доли мозга играют существенную роль в проведении постоянного контроля над протекающей деятельностью. Больные с поражением лобных долей мозга не могут сличить результаты своих действий с исходным намерением, теряют критическое отношение к своим действиям, лишены возможности осознавать собственные ошибки и исправлять их. Это дает основание считать, что лобные доли мозга человека входят существенной составной частью в тот механизм, который играет важнейшую роль в обеспечении саморегулирующейся деятельности человека.
Мы кратко остановились на характеристике трех основных блоков, обеспечивающих деятельность головного мозга, описали принципы работы мозга. Однако, чтобы понять, какие конкретные механизмы обеспечивают работу мозга, остановимся на характеристике современных представлений о физиологических механизмах, лежащих в основе психической деятельности человека.