- •1 Предмет, задачи возрастной физиологии и ее связь с другими науками
- •2 Методы исследования в возрастной физиологии
- •2.1. Регистрация импульсной активности нервных клеток
- •2.2. Электроэнцефалография
- •2.3. Магнитоэнцелография
- •2.4. Позитронно-эмиссионная томография мозга
- •2.5. Окулография
- •2.6. Электромиография
- •2.7. Электрическая активность кожи
- •10 Мышление и речь Речь
- •Стволово-таламо-кортикальная система
- •11 Схема тела и система внутреннего представления
- •12 Зрительная система
- •Строение и функции оптического аппарата глаза
- •Аккомодация
- •Аномалии рефракции глаза
- •Зрачок и зрачковый рефлекс
- •4.2.5. Структура и функции сетчатки
- •Структура и функции слоев сетчатки
- •Нейроны сетчатки
- •Нервные пути и связи в зрительной системе
- •Электрическая активность центров зрительной системы
- •Световая чувствительность
- •Зрительная адаптация
- •Дифференциальная чувствительность зрения
- •Яркостной контраст
- •Слепящая яркость света
- •4.2.15. Инерция зрения, слитие мельканий, последовательные образы
- •Цветовое зрение
- •Восприятие пространства
- •13 Слуховая система
- •Структура и функции наружного и среднего уха
- •Структура и функции внутреннего уха
- •Анализ частоты звука (высоты тона)
- •Слуховые ощущения
- •14 Биологические мотивации как внутренние детерминанты поведения
- •Физиологические теории мотивации.
- •Нейрофизиология мотиваций.
- •15 Каудо-таламо-кортикальная (Стриополидарная) система
- •16 Психофизиология памяти
- •Временная организацияпамяти
- •Градиент ретроградной амнезии
- •Стадии фиксации памяти
- •Кратковременная и долговременная память
- •Состояния энграммы
- •Спонтанное восстановление памяти
- •Восстановление энграммы действием второго электрошока
- •Восстановление памяти методом напоминания
- •Восстановление памяти методом ознакомления
- •Ретроградная амнезия для реактивированных следов памяти
- •Основные положения теории активной памяти
- •Гипотеза о распределенности энграммы
- •Распределенность энграммы в опытах с локальными раздражениями мозга
- •Распределенность энграммы по множеству элементов мозга
- •Процедурная и декларативная память
- •Молекулярные механизмы памяти
- •Дискретность мнемических процессов
- •Константа Ливанова
- •Объем и быстродействие памяти
- •Диапазон ощущений
- •Нейронные коды памяти
- •17 Психофизиология внимания Что такое внимание
- •Теории фильтра
- •Проблема внимания в традиционной психофизиологии
- •Проблема внимания в системной психофизиологии
- •18 Психофизиология эмоций Эмоция как отражение актуальной потребности и вероятности ее удовлетворения
- •7.2. Структуры мозга, реализующие подкрепляющую, переключающую, компенсаторно-замещающую и коммуникативную функцию эмоций
- •Влияние двухстороннего разрушения миндалины на выработку условнорефлекторного переключения у крыс
- •7.3. Индивидуальные особенности взаимодействия структур мозга,реализующих функции эмоций как основу температментов
- •7.4. Влияние эмоций на деятельность и объективные методы контроля эмоционального состояния человека
- •19 Управление движениями
- •Общие сведения о нервно-мышечной системе
- •Протоприоцерция
- •Центральные аппараты управления движениями
- •Двигательные программы
- •Координация движений
- •Типы движений
- •Выработка двигательных навыков
- •Основные концепции сознания
- •«Светлое пятно»
- •Функция сознания
- •Три концепции - одно сознание
- •23 Определение функционального состояния
- •Роль и место функционального состояния в поведении
- •8.3. Модулирующая система мозга Базальная холинергическая система переднего мозга
- •Модулирующие нейроны
- •Оглавление
Три концепции - одно сознание
Три изложенные концепции сознания, как говорилось ранее, не противоречат друг другу, а, наоборот, взаимно дополняют одна другую. Осуществление высших психических функций требует оптимального уровня возбудимости мозговых структур. Хотя в обеспечении функций и участвует большое количество сонастроенных образований, вполне логично предположить, что одно из них выполняет наиболее важную, интегрирующую роль. К таким структурам, в частности, относятся описанные ранее фокусы взаимодействия. Можно предположить, что эти структуры должны, в первую очередь, находиться в состоянии оптимальной возбудимости, выполняя роль «светлого пятна».
Однако механизм, управляющий уровнем возбудимости корковых зон, касается, главным образом, условий возникновения психических переживаний, а не их непосредственного мозгового обеспечения. На этот вопрос в известной мере отвечает вторая из изложенных концепций — гипотеза повторного входа возбуждения и информационного синтеза. Этот механизм является, как можно предположить, основным в возникновении более простых психических феноменов. Однако осуществление более сложных форм психического требует обязательного участия лобных отделов коры, ответственных за абстракцию и речь. Ведущую роль при этом играет левый передний квадрант полушарий. В то же время в обеспечении субъективного переживания этих высших функций важная роль принадлежит, очевидно, тому же механизму кольцевого движения возбуждения и информационного синтеза.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что интенсивные исследования, проводимые в последние годы, в значительной мере приблизили нас к пониманию мозговых основ сознания. Но многое еще остается неизвестным, и исследователи находятся только на пути к разгадке главной тайны природы.
23 Определение функционального состояния
Наиболее часто функциональное состояние (ФС) определяют как фоновую активность нервных центров, при которой и реализуется та или иная конкретная деятельность человека. В классической физиологии такое представление о функциональном состоянии выразилось в том, что оно соотносилось с одной или несколькими характеристиками нервной ткани. Так, И. П. Павлов связывал ФС с тонусом коры больших полушарий или ее возбудимостью. Продолжая эти исследования, П. С. Купалов показал, что ФС отражается не только в изменении возбудимости головного мозга, но и в уровне его реактивности и лабильности. В работах А. М. Зимкиной ФС оценивается по совокупности средних значений возбудимости, реактивности и лабильности нервной системы.
Современное представление о ретикулярной формации (РФ) с ее активирующими и инактивирующими отделами и лимбической системе, определяющей мотивационное возбуждение, а также изучение нейронных механизмов регуляции ФС дают основание рассматривать его как особый класс функциональных систем, связанных с так называемой модулирующей системой мозга.
Роль и место функционального состояния в поведении
Функциональные состояния, регулируемые модулирующей системой мозга, — необходимая составляющая любого вида деятельности и поведения. Хорошо изучены отношения между уровнем активации мозга и эффективностью выполнения различных действий, операций, навыков, а также обучения. Они обычно описываются куполообразной кривой, показывающей, что наиболее высокие результаты деятельности достигаются не при самой высокой, а при более низкой активации нервной системы, получившей название оптимального функционального состояния.
Манипуляция фармакологическими веществами и электрической стимуляцией ретикулярной формации показала, что с изменением уровня активации нервной системы эффективность исполнения и обучения смещается по куполообразной кривой. По данным Р. Кардо, инъекции хлорпромазина снижают уровень активации в мозге и ухудшают выполнение инструментальных условных рефлексов избегания у крыс. На этом фоне дополнительное введение амфетамина оказывает на нервную систему активирующий эффект. Малые дозы инъекций улучшают условно-рефлекторную деятельность, а большие — тормозят ее. В опытах Д. Берлайна эффект амфетамина суммировался с действием сенсорных раздражителей (шумом). Меняя оба фактора по интенсивности, можно было создать при разных их комбинациях оптимальные условия для обучения крыс инструментальным условным рефлексам. Сверхвозбуждение, создаваемое шумом или фармакологическим воздействием или их комбинацией, вело к ухудшению деятельности. Исследование влияния интенсивности электрической стимуляции ретикулярной формации на время реакции выбора у обезьян и простой двигательной реакции у кошки показало, что увеличение интенсивности электрического тока до известных пределов сопровождается сокращением времени реакций. После достижения некоторого уровня электрическая стимуляция не сокращает, а увеличивает время двигательной реакции.
В экспериментах, проведенных в группе М. Франкенхойзер, испытуемые сами регулировали уровень своей активации, работая на эргометре с разным напряжением. Мерой ее интенсивности служила частота сердцебиений. Как установлено, время реакции выбора на зрительные стимулы было наименьшим при средних значениях физической нагрузки, соответствующей частоте сердечных сокращений около 120 ударов в минуту.
Кроме того, многочисленные данные также свидетельствуют о зависимости обучения от функционального состояния. В работах В. Зингера (Singer, 1982) отображена зависимость изменения свойств нейронов — детекторов зрительной коры котят в сенситивный период — от сохранности стволовой и таламической активирующих систем мозга. Закрытие одного глаза во время сенситивного периода или изменение положения его в орбите (искусственное косоглазие) приводило к потере бинокулярных свойств у нейронов зрительной коры. Однако одностороннее разрушение медиального таламуса — активирующей системы — делало формирование этих аномальных связей невозможным только в полушарии, противоположном разрушенному таламусу. В то же время совмещение зрительной стимуляции с электрическим раздражением РФ среднего мозга или таламуса, проецирующегося к исследуемой коре, позволяет изменить свойства нейронов у парализованного животного.
В опытах Б. И. Котляра [1989] по формированию условных связей у нейронов гиппокампа кролика при сочетании звука с электрокожным раздражением была выявлена особая форма условного рефлекса — ассоциативный тонический ответ (в виде увеличения фоновой активности у обучающегося нейрона в межстимуль-ные интервалы времени). Было показано, что успешность выработки условного рефлекса зависит от присутствия этой тонической активности. «Ошибки» нейрона приходились на периоды с неожиданным ее снижением. Таким образом, изменение функционального состояния нейрона, стимулируемое уже самой процедурой обучения, является непременным условием успешности обучения.
Возможность оптимизировать обучение детей за счет управления их состоянием была исследована К. Мангиной [Mangina, 1989]. Он показал, что успевающие дети работают в определенном — оптимальном — коридоре функциональных состояний. Проводя контроль электрической активности кожи (см. гл. 2) и изменяя ФС, он ускорил у детей с задержкой развития формирование ряда когнитивных навыков и повысил их успеваемость в школе. Данные, свидетельствующие о зависимости обучения от модулирующих влияний, позволяют говорить о трех факторах, которые необходимы для ассоциативного обучения: наличии условного сигнала, подкрепления и активирующих модулирующих влияний.