Связь мозга и нервной системы

Психика является свойством мозга. Психическая деятельность организма осуществляется посредством множества специальных телесных устройств. Одни из них воспринимают воздействия, другие — преобразуют их в сигналы, строят план поведения и контролируют его, третьи — придают поведению энергию и стремительность, четвертые — приводят в действие мышцы и т. д. Вся эта сложнейшая работа обеспечивает активную ориентацию организма в среде и решение жизненных задач.

На протяжении длительной эволюции органического мира — от амебы до человека — физиологические механизмы поведения непрерывно усложнялись, дифференцировались, становясь благодаря этому все более гибкими и оперативными.

Строение и психика нервной системы

Одноклеточный организм, каковым является, например, амеба, не имеет никаких специализированных органов ни для восприятия пищи, ни для ее поиска, ни для ее переваривания. Одна и та же клетка должна быть и ощущающим органом, и двигательным, и пищеварительным. Вполне понятно, что жизненные возможности амебы — ее способность добывать пищу и избегать гибели — крайне ограничены. У высших же животных специализация органов позволяет различать пищу, реагировать на опасности с большой быстротой и точностью. Специализация выражена в появлении клеток, единственной функцией которых становится восприятие сигналов. Эти клетки образуют гак называемые рецепторы (аппарат, воспринимающий воздействие внешней среды). Другие клетки берут на себя осуществление мышечной работы или секреции различных желез. Это эффекторы. Но специализация разделяет органы и функции, тогда как жизнь требует непрерывной связи между ними, согласования движений с потоками сигналов от окружающих предметов и самого организма. Это достигается благодаря главному «пульту управления» — центральной нервной системе, действующей как единое целое.

Общий план строения нервной системы у всех позвоночных один и тот же. Ее основными элементами являются нервные клетки, или нейроны, функция которых заключается в том, чтобы проводить возбуждение. Нейрон состоит из тела клетки, дендритов — ветвящихся волокон этого тела, воспринимающих возбуждение, и аксона — волокна, передающего возбуждение другим нейронам. Пункт контакта аксона с дендритами или телом клетки других нейронов называется синапсам. В этом пункте осуществляется функциональная связь между нейронами. Синапсу придается решающее значение при объяснении механизма установления новых связей в нервной системе. Предполагается, что при выработке этих связей благодаря изменениям (химическим или структурным) в синапсах обеспечивается избирательное проведение импульсов возбуждения в определенном направлении. Синапс — это своего рода барьер, который должен преодолеть возбуждение. Некоторые барьеры легко преодолимы, другие — труднее, иногда же возникает ситуация выбора одного из путей.

Часть нейронов проводит возбуждение от рецепторов к центральной нервной системе, другая часть — от нее к эффекторам, но подавляющее большинство нейронов осуществляет связи между различными пунктами самой центральной нервной системы, состоящей из двух главных отделов — головного мозга и спинного мозга.

Верхнюю часть головного мозга образуют большие полушария, покрытые шестислойной массой нейронов (около 10 миллиардов), носящей название коры. Кора — важнейший (но не единственный) орган психической деятельности. Ниже полушарий, в затылочной части, находится мозжечок, функции которого еще недостаточно выяснены. Известно, что он играет существенную роль в координации мышечных движений. К большим полушариям примыкает мозговой ствол, верхняя часть которого — таламус служит «промежуточной станцией» для всех нервных путей, идущих из спинного мозга в большие полушария. Его нижняя часть — гипоталамус содержит центры, регулирующие водный обмен, потребность в пище и другие функции организма.

Все названные части центральной нервной системы имеют исключительно сложное строение, изучением и описанием которого занимается анатомия и гистология.

По современным научным представлениям, спинной мозг и мозговой ствол осуществляют главным образом те формы рефлекторной деятельности, которые являются прирожденными (безусловные рефлексы), тогда как кора больших полушарий — это орган приобретаемых при жизни форм поведения, регулируемых психикой.

Каждая чувствующая поверхность (кожа, сетчатая оболочка глаза и т. д.) и каждый орган движения имеют в мозгу свое собственное представительство. Специализация, свойственная не только рецепторам и эффекторам, но и тем мозговым клеткам, в которых проецируется то, что совершается на периферии, детально изучена благодаря современной хирургической технике и методам электрического раздражения коры (путем введения в нее очень тонких электродов).

Множество опытов такого рода поставлено на животных. На здоровых людях такие эксперименты не производятся. Лишь при некоторых операциях нейрохирурги имели возможность обследовать мозг с помощью электродов. Так как в мозгу нет болевых точек, то больной не испытывает при этом никаких неприятных ощущений. Вместе с тем, находясь в сознании, он может сообщить врачу о том, что он чувствует при раздражении. С помощью этого метода было установлено, что раздражение одних участков вызывает мышечные сокращения, других — зрительные, слуховые, кожные ощущения. Выяснилось, что «конечные станции» чувствительных и двигательных нервов расположены в определенном порядке, причем не все части организма представлены в мозгу одинаково.

Значительную часть коры больших полушарий человека занимают клетки, связанные с деятельностью кисти рук, в особенности ее большого пальца, который у человека противопоставлен всем остальным пальцам, а также клетки, связанные с функциями мышц органов речи — губ и языка. Таким образом, в коре больших полушарий человека наиболее широко представлены те органы движений, которым принадлежит основная функция в труде и в общении.

Общие законы работы больших полушарий были установлены И.П. Павловым. В классических опытах Павлова у собак вырабатывали условные рефлексы на самые разнообразные сигналы, начинавшие вызывать такую же физиологическую реакцию (например, выделение слюны), которую прежде могло пробудить только прямое воздействие соответствующим безусловным раздражителем (например, пищей). Неправильно, однако, было бы ограничивать учение И. П. Павлова этой схемой. В реальной (не в лабораторной) обстановке животное не ждет, когда ему попадет в рот пища, а устремляется на ее поиски, производит действия, проверяет их эффективность, активно ориентируется в среде.

Современные исследования показывают, что общие закономерности высшей нервной деятельности обнаруживаются в активном поведении животных.

Например, если голубя поместить в экспериментальный ящик, где имеется кнопка, клюнув которую птица может открыть кормушку с зерном, то через некоторое время голубь справляется с этим заданием. Условным раздражителем для него становится кнопка, и реакции клюза на этот сигнал совершаются с такой же принудительной необходимостью, что и реакции слюнной железы на звонок или свет у головной собаки в опытах и. П. Павлова.

Вопрос о физиологических механизмах психической деятельности получил за последние годы новое освещение благодаря успехам в изучении функций мозгового ствола с помощью методики непосредственного раздражения нервной ткани мозга вживленными под черепную крышку микроэлектродами. Выяснилось, в частности, что ряд отделов мозгового ствола служит источником энергии для вышележащих отделов мозга.

Наряду с электрическим раздражением мозгового ствола применяются методы записи биотоков, которые возникают в нем непроизвольно, без вмешательства со стороны экспериментатора. Эти опыты показали, что электрическая активность мозга не однородна. По характеру записей биотоков можно судить об изменениях в психическом состоянии человека. Возникающие в мозгу волны представляют собой электромагнитные колебания различной частоты. Наиболее медленные из них наблюдаются тогда, когда человек находится в состоянии покоя, сидит с закрытыми глазами, не напряжен и внимание его расслаблено. Но стоит человеку, находящемуся в таком состоянии, дать какое-нибудь задание (например, решать арифметическую задачу), как кривая его биотоков немедленно меняется, и на ней появляются следы значительно более частых волн.

Открытие в мозгу возникающих электрических токов, которые можно записать с помощью усилителей в виде электроэнцефалограммы, имело важное значение как для физиологов и врачей, так и для психологов. Электроэнцефалограммы позволяют проследить, как изменяется активность мозга, сопоставить эти изменения с психическими процессами. И хотя запись биотоков свидетельствует только об общей биофизической и биохимической активности мозга, но не о содержании его работы, тем не менее, эти исследования очень важны. Несомненно, что они и впредь дадут много нового и интересного науке о мозге и психике. Не случайно поэтому тщательно изучаются биотоки мозга у людей, находящихся в различных условиях деятельности, в частности в таких сложных условиях, как космический полет. Запись биотоков мозга космонавта служит показателем изменений, происходящих в его центральной нервной системе. По характеру записи биотоков можно судить о сне и бодрствовании человека, об уровнях активности его сознания.

Мозговые механизмы психических процессов человека имеют много общего с механизмами психики животных. Общий характер строения и работы нервной системы у всех млекопитающих один и тот же. Поэтому изучение мозга животных чрезвычайно важно для развития не только физиологии, но и психологии. Но нельзя забывать и о том, что различия между психической деятельностью человека и животных носят не только количественный (он достаточно очевиден), но и качественный характер. Эти различия возникли естественным путем под действием труда — могучего материального фактора, преобразившего все структуры и функции человеческого организма. Изменился и орган психики — головной мозг. Его качественные отличия от мозга животных ярко выступают при изучении механизмов высших познавательных процессов, и прежде всего мышления. Эти процессы не локализуются в определенных участках мозга подобно процессам ощущений и восприятий. Если у человека поражена затылочная часть коры, то утрата им зрительных ощущений неизбежна. Повреждение же участков мозга, связанных с высшими познавательными процессами, носит иной характер. В этом случае функции поврежденного участка может взять на себя другой. Большая пластичность, взаимозаменяемость свойственны нервной ткани, работа которой лежит в основе умственных и речевых актов.

В психической жизни человека особая роль принадлежит лобным долям, занимающим тридцать процентов поверхности коры больших полушарий. Поражение лобных долей (в результате заболевания, ранения и т. д.) сказывается не на элементарных, а на высших формах поведения. Например, больные с пораженными лобными долями при сохранении зрения, речи, письма, решая арифметическую задачу, не пытаются проанализировать ее условия. При составлении плана решения у них выпадает конечный вопрос. Полученный ответ они не сличают с исходными данными, не замечают своих ошибок и т. д. Многочисленные клинические факты показывают, что поражение лобных долей мозга, наряду со снижением умственных способностей, влечет за собой ряд нарушений в личностной сфере человека, в его характере. Больные, которые до заболевания отличались тактичностью, уравновешенностью, становятся невыдержанными, вспыльчивыми, грубыми.

Установлено, что психические функции определенным образом распределены между левым и правым полушариями. Оба полушария способны получать и перерабатывать информацию как в виде образов, так и слов, но существует функциональная асимметрия головного мозга — различная степень выраженности тех или иных функций в левом и правом полушариях. Функцией левого полушария является чтение и счет, вообще преимущественное оперирование знаковой информацией (словами, символами, цифрами и т. д.). Левое полушарие обеспечивает возможность логических построений, без которых невозможно последовательное аналитическое мышление. Расстройство деятельности левого «полушария, как правило, ведет к нарушению речи (появлению афазий), блокирует возможность нормального общения, при глубоком поражении нервной ткани — к серьезным дефектам мыслительной деятельности. Правое полушарие оперирует образной информацией, обеспечивает ориентацию в пространстве, восприятие музыки, эмоциональное отношение к воспринимаемым и понимаемым объектам. Оба полушария функционируют во взаимосвязи. Функциональная асимметрия присуща только человеку, формируясь в процессе общения, в котором может сложиться относительное преобладание у личности функционирования левого или правого полушария, что сказывается на его индивидуально-психологических характеристиках.

Головной мозг является органом или, вернее, сложной системой органов, деятельность которых обусловливает психику высших животных и человека. Содержание психики определяется внешним миром, с которым взаимодействует живое существо. Для человеческого мозга внешний мир — это не просто биологическая среда (как для мозга животного), а мир явлений и предметов, созданных людьми в ходе их общественной истории. В глубинах исторически складывающейся культуры лежат корни психического развития каждого отдельного человека с первых шагов его жизни.

Психическое и нервно-физиологическое в работе мозга

Вопрос о взаимоотношениях психических и нервно-физиологических процессов представляет значительную сложность. В ходе рассмотрения могут быть прояснены некоторые существенно важные характеристики специфики психического в отличие от нервно-физиологического. Если бы подобной специфики не существовало, то психология не имела бы прав на то, чтобы быть самостоятельной областью знания. Ее пришлось бы отождествить с физиологией нервной системы.

Трудности выяснения специфики психического связаны с тем, что хотя психические свойства и предполагают нервно-физиологическую деятельность, являясь ее результатом, однако эти нервно-физиологические процессы оказываются, по существу, не представленными в психическом явлении или как-то «замаскированными» в нем. Психические процессы содержат в себе характеристики внешних объектов (форму, величину, взаимодействие предметов), а не внутренних, физиологических, процессов, при помощи которых эта специфическая черта психического, т. е. отраженность, представленность внешнего мира в состояниях телесной системы, возникает и обнаруживается.