Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М. Психофизиология ребенка: Психофизиологические основы детской валеологии

Подождите немного. Документ загружается.

Функциональное состояние мозга,

как любая характеристика его

активности, определяется процессами,

осуществляющимися на разных

уровнях. Понятие функционального

состояния может относиться как к

отдельным нейронам, нервным цен-

трам, структурам, так и к целостному

мозгу. Само слово «состояние»

отражает относительную длитель-

ность протекающих процессов - тони-

ческую составляющую активности.

Индикаторы

функционального

состояния

Существует два подхода к оценке

функционального состояния мозга.

Один из них основан на изучении

комплекса показателей, отражающих

центральную регуляцию вегетативных

функций. В основном используются

показатели регуляции гемодинамики:

ударный и минутный объем крови,

артериальное давление, регионарный

кровоток, сердечный ритм. Регуляция

гемодинамики осуществляется

посредством разнонаправленных

(симпатических и парасимпатических)

влияний вегетативной нервной

системы.

Симпатические влияния направ-

лены на мобилизацию к деятельности,

парасимпатические оказывают

противоположный эффект. Их со-

отношение характеризует вегетатив-

ное обеспечение функционального со-

стояния организма, информативным

показателем которого является индекс

напряжения по Баевскому.

Другой подход основан на непо-

средственной оценке активности мозга

с помощью регистрации ЭЭГ. Вы-

раженность разных ритмов ЭЭГ и их

соотношение отражают функци-

ональное состояние коры больших

полушарий, подкорковых структур

мозга и характер их взаимодействия.

Континуум

функциональных

состояний

С использованием электроэнцефа-

лографического метода была изучена

картина функционального состояния

мозга в континууме бодрствование - -

сон. В этом континууме выделяются

различающиеся по ЭЭГ-картине и

функциональному состоянию циклы -

состояние бодрствования и пять стадий

сна.

Стадии сна

Выделяются следующие стадии сна

(рис. 8).

I короткая (10-15 мин) стадия дре-

моты характеризуется уменьшением

альфа-активности и появлением низ-

коамплитудных тета- и дельта-волн. II

стадия занимает почти половину

времени сна. На этой стадии регист-

рируются вспышки веретенообразных

колебаний разной частоты. На III

стадии к ним добавляются высоко-

амплитудные дельта-волны, которые

становятся доминирующей формой

активности на IV стадии. III и IV ста-

дии объединяются общим названием

дельта-сон и представляют собой наи-

более глубокие стадии сна. V стадия

сна (парадоксальный сон) характе-

ризуется ЭЭГ, близкой к ЭЭГ-картине

бодрствования с наличием групп

альфа-ритма. Парадоксальный сон

занимает примерно 23 % всей про-

должительности сна.

Все пять стадий сна неоднократно

повторяются в течение ночи.

Все фазы сна, за исключением па-

радоксального, сопровождаются сни-

жением метаболизма, общим расслаб-

лением, что указывает на осуществле-

ние восстановительных процессов.

Долгое время сну приписывалась

только эта функция. Между тем спе-

циальные исследования показали, что

даже глубокий сон характери-

Активное

состояние

Покой

Дремотное

состояние

Глубокий сон

Парадоксальный

сон

при переходе от

зуется сновидениями, напоминающи-

ми мысли и рассуждения, что рассмат-

ривается как наличие определенных

психических процессов. Существует

гипотеза об особой функциональной

активности во время глубокого сна -

переходе следов из кратковременной в

долговременную память.

Парадоксальный сон, в отличие от

медленно-волнового, характеризуется

резким усилением вегетативных

реакций (вегетативные бури),

наличием быстрых движений глаз и

ярких, эмоционально окрашенных

сновидений. Физиологическая зна-

чимость парадоксального сна состоит

в том, что происходит своеобразная

«разрядка», освобождение коры

больших полушарий от информа-

ционной нагрузки, эмоционального

напряжения и создаются оптимальные

условия для предстоящей дея-

тельности.

Таким образом, сон - неоднород-

ный процесс высокой функциональной

значимости. От его продолжитель-

ности, выраженности и соотношения

24 Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Психофизиология

функциональных состояний

Глава 4. Психофизиология функциональных состояний

1 с

---------

<лл/V^^А

VЛл

NМ

М^^

Рис.8. Электроэнцефалограмма в континууме функциональных состояний организма

активного бодрствования к покою и сну. Отведение от затылочной области коры.

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 4. Психофизиология функциональных состояний

пр

отк

ры

ва

ни

гла

(ри

с.

9).

Ст

епе

нь

вы

лю

де

й.

но

р-

ме

по

вы

ра

же

нн

ост

ал

двух основных видов - медленного и

парадоксального сна - существенно

зависит функциональное состояние

человека, его работоспособность,

умственная деятельность и эмоцио-

нальный фон. При нарушениях сна

или его длительном отсутствии сни-

жается скорость реакций, нарушается

внимание, наступает быстрая утом-

ляемость при умственной работе,

нарастает раздражительность.

Состояние спокойного

бодрствования

Бодрствование является тем фун-

кциональном состоянием, на фоне

которого разворачивается любая

психическая деятельность. Значи-

Правая

Левая

ЛОБНАЯ

Правая

ПРЕЦЕНТРАЛЬНАЯ

Левая

Правая

ТЕМЕННАЯ

Лбвэя

ЛУ

ЧV^V>^Л«^V^

\\<Л№Ч^./%л\\»У'

^\^Л^^

~Щ}ЩЩф*/Ш**^~>—л^лМии^д

100мк[

Рис.9. Электроэнцефалограмма человека в состоянии покоя с закрытыми глазами. Одновременная реги-

страция активности 4-х симметричных зон коры обоих полушарий. Хорошо выраженный альфа-ритм ре-

гистрируется в затылочных и теменных областях. При открывании глаз отмечается блокада альфа-ритма.

выделяют несколько типов ЭЭГ, от-

ражающих индивидуальную органи-

зацию нервных процессов, большую

или меньшую активированность коры

больших полушарий и особенности ее

взаимодействия с подкорковыми

структурами.

Строгая ритмичность, стабильность

доминирующей частоты в состоянии

относительного покоя создают

оптимальный фон для сканирования

информации и ее квантования.

Функциональная роль альфа-ритма

обеспечивается не только четкой

ритмичностью, но и его пространст-

венно-временной организацией в коре

больших полушарий. Одним из

показателей такой организации яв-

ляется наличие устойчивых фазовых

сдвигов, наиболее значительных для

удаленных отделов коры, например,

так называемый лобно-затылочный

градиент. Фазовый сдвиг создает ус-

ловия оптимальной и дискретной

обработки информации в пределах

каждого альфа-цикла, осуществляемой

в разных областях коры больших

полушарий. В специальных ис-

следованиях показано, что прием

афферентной импульсации облегча-

ется на восходящей фазе альфа-волны

и затрудняется - на нисходящей.

Значение пространственной орга-

низации альфа-ритма для обеспечения

межцентрального взаимодействия

корковых структур выявляется при

анализе функции когерентности.

Установлено, что в состоянии спо-

койного бодрствования функция ко-

герентности основного среднечастот-

ного альфа-ритма (10 Гц) имеет

высокие значения практически для

всех пар отведений как внутри полу-

шарий, так и между симметричными

отделами полушарий, что свиде-

тельствует о высоком уровне межцен-

тральной интеграции в этом функ-

циональном состоянии.

Состояние активного

бодрствования

При состоянии активного бодр-

ствования в условиях мобилизации

организма происходит переход реаги-

рующей системы на более высокий

уровень активированности. При этом

основной ритм распадается (так на-

зываемая реакция десинхронизации

альфа-ритма), и в ЭЭГ регистрируются

колебания более высокой частоты,

включающие высокочастотный ком-

понент альфа-диапазона (11-13 Гц),

бета- и гамма-активность. Состояние

мобилизации обеспечивает эффек-

тивность реализации психических

процессов. На этом фоне при подго-

товке к определенному виду деятель-

ности наблюдаются локальные изме-

нения функционального состояния

отдельных нервных центров - тех,

которые будут вовлечены в ее реали-

зацию - локальная активация.

Регуляция функционального

состояния

В изменении функционального со-

стояния мозга важнейшая роль при-

надлежит модулирующей системе,

регулирующей активационные про-

цессы в цикле бодрствование - сон и

на разных уровнях бодрствования.

Модулирующая система включает

в себя структуры разного уровня:

ретикулярную формацию ствола и

таламуса, неспецифические талами-

ческие ядра, лимбическую систему.

Ретикулярная (сетчатая) формация

представляет собой сеть нейро-

Правая

ЗАТЫЛОЧНАЯ

1 с

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

нов, воспринимающих всю афферен-

тную импульсацию. На уровне сетча-

той формации импульсные потоки,

теряя свою специфичность, направ-

ляются в кору больших полушарий по

широкой системе восходящих связей,

минующих специфические

переключательные ядра таламуса,

вызывая генерализованное и тони-

ческое повышение уровня ее актива-

ции (рис. 10).

Таламус играет более сложную

роль в модуляции функционального

состояния коры больших полушарий,

оказывая как активирующие, так и

тормозные воздействия на различные

нервные центры, обеспечивая этим

возможность локальной активации.

В механизмах регуляции функци-

онального состояния коры и обеспече-

ния локальной активации существен-

ная роль принадлежит структурам

лимбической системы - гипоталамусу

и гипокампу. Их связи с таламусом и

высшими отделами коры больших

Кора больших полушарий

Таламус

Афферентный вход

Рис. 11. Система регулируемой активации

полушарий создают возможность мо-

дуляции активирующих воздействий в

соответствии с состоянием потреб-

ностно-эмоциональной сферы, с одной

стороны, анализом и оценкой всей

ситуации в коре больших полушарий,

- с другой. Таким образов, создается

замкнутый контур регуляции

функционального состояния мозга

(рис. 11).

Проверь себя

1. Что такое функциональное состояние?

2. Каковы современные представления о

процессе сна? В чем состоит значение мед-

ленно-волнового и парадоксального сна для

организма?

3. Состояние спокойного бодрствования и

его ЭЭГ-характеристика. В чем состоит фун-

кциональная значимость основного ритма

ЭЭГ покоя - альфа-ритма?

4. Опишите ЭЭГ-характеристики активно-

го бодрствования.

5. Охарактеризуйте систему регуляции

функционального состояния мозга, ее струк-

турную организацию и значение.

Функциональное состояние и, соот-

ветственно, осуществление психичес-

кой деятельности и поведения опреде-

ляется потребностно-эмоциональной

сферой, включающей потребности,

мотивации и эмоции. Эти три состав-

ляющие, тесно между собой связан-

ные, играют различную роль в орга-

низации поведения.

Потребности являются внутренним

источником активного взаимо-

действия организма с внешней средой

и рассматриваются как основная

детерминанта поведения, направ-

ленного на достижение определенной

цели. И.П. Павлов ввел понятие

«рефлекса цели» как выражения

стремления живого организма к

обладанию чем-либо - пищей, раз-

личными предметами. Сфера потреб-

ностей человека очень широка. Она

включает как биологические, так со-

циальные и духовные потребности.

Биологические потребности

Этот класс потребностей связан с

необходимостью осуществления

жизненно важных функций, прежде

всего для поддержания постоянства

внутренней среды организма

(гомеостаза). Отклонение параметров

внутренней среды от определенного

оптимального уровня побуждает

организм к активным действиям,

которые прекращаются при дости-

жении полезного результата - вос-

становлении гомеостаза, удовлетво-

рении потребности. На сохранение

гомеостаза направлена потребность в

пище и воде, кислороде.

К биологическим потребностям от-

носится и потребность в сохранении

вида и продолжении рода, проявляю-

щаяся в оборонительном и половом

поведении. Биологические потребно-

сти связаны с активностью нервных

центров гипоталамуса. В экспери-

ментах на животных с электродами,

вживленными в различные ядра ги-

поталамуса, в состоянии голода от-

мечено резкое возрастание электри-

ческой активности в определенных

участках этой структуры, которое

прекращалось при насыщении. Их

раздражение вызывало пищевое по-

исковое поведение. При раздражении

других ядер наблюдались отказ от

пищи, половое возбуждение, аг-

рессивно-оборонительное поведение.

Биологические потребности че-

ловека отличаются от животных. Их

реализация не носит непосред-

ственного характера и в значительной

мере определяется социальными и

культурными факторами. Это сви-

детельствует о том, что даже биоло-

гические потребности у человека

находятся под контролем регулиру-

ющих структур коры больших полу-

шарий.

Психофизиология

потребностно-эмоциональной сферы

Кора больших полушарий

Теменная Лобная

область область

Таламус

С Лимбическая 1

система

Лимбическая

система

Ретикулярная

формация

Афферентный

вход

Рис. 10. Неспецифическая активирующая система

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 5. Психофизиология потребностно-эмоциональной сферы

Социальные и духовные

потребности

Социальные потребности как у жи-

вотных, так и у человека, направлены

на обеспечение взаимодействия с

особями того же вида. Выделяется

потребность принадлежности к опре-

деленной группе, занятия там опре-

деленного места и следования приня-

тым в группе или обществе образцам

поведения.

Важнейший класс потребностей

составляют духовные потребности,

представляющие основу саморазви-

тия. К их числу относится потреб-

ность в новизне, в информации и по-

требность преодоления.

Потребность в новизне лежит в ос-

нове ориентировочно-исследовательс-

кой деятельности. Она определяет раз-

витие познавательной потребности от

стремления к ощущениям и впечат-

лениям к приобретению знаний. При

определенных свойствах личности и

условиях развития в познавательной

сфере может доминировать не

стремление к знаниям, а поиск острых

ощущений, что приводит нередко к

асоциальному поведению. По-

требность в информации проявляется

в необходимости постоянного притока

афферентации, поддерживающей

оптимальный уровень активации. При

дефиците информации (сенсорный

голод) активационный уровень может

восстанавливаться путем стимуляции

творческих возможностей.

Творческий человек в условиях

сенсорной изоляции часто начинает

писать стихи, рисовать,

конструировать, используя инфор-

мацию, имеющуюся в индивидуаль-

ном опыте. Полное отсутствие сен-

сорной информации может привести

к возникновению галлюцинаций и

психических расстройств.

К духовным потребностям человека

относится и потребность преодоления.

У животных она проявляется как

рефлекс свободы и возникает при

наличии реальных препятствий. У

человека понятие препятствия

значительно расширяется и прояв-

ляется в стремлении преодолеть как

реальные физические препятствия, так

и «препятствия» в осуществлении

интеллектуальной и творческой

деятельности.

Мотивации

Мотивация - это активное состо-

яние, направленное на удовлетворение

потребности путем организации

определенного целенаправленного

поведения. Для его осуществления

необходимо как повышение уровня

активации мозговых структур (не-

специфический компонент), так и

формирование адекватной удовлет-

воряемой потребности функциональ-

ной организации мозга. Мотивация

выступает как пусковой механизм

формирования функциональной сис-

темы, активизируя структуры, вклю-

чающиеся в афферентный синтез,

аппарат принятия решения, выработку

программы и ее коррекцию на основе

результатов действия.

Таким образом, мотивация опре-

деляет и поддерживает осуществление

целостных поведенческих актов от

начала действия до результата,

удовлетворяющего актуализирован-

ную потребность.

В живом организме одновременно

могут возникать разные потребности,

которые для своего удовлетворения

требуют организации разных, даже

иногда взаимоисключающих

типов поведения. Наиболее важная и

значимая на данный момент акту-

ализированная потребность приобре-

тает свойства доминанты. По теории

доминанты А.А. Ухтомского, она как

бы подчиняет себе деятельность орга-

низма, обеспечивая приоритетность

данного поведенческого акта и подав-

ляя другие виды деятельности.

Эксперименты с созданием искус-

ственной доминанты показали, что на

ее фоне повышается чувствительность

нейронных систем, скорость нервных

процессов и конвергентные

способности.

Мотивация реализуется при непос-

редственном участии гипоталамуса и

других отделов лимбической системы,

где наряду с основными центрами,

связанными с биологическими по-

требностями, расположены структуры,

участвующие в оценке и регуляции

этапов поведения, направленных на

удовлетворение потребности. В об-

щую многоуровневую систему реа-

лизации мотивации вовлекается и кора

больших полушарий, организующая

активное поисковое целенаправленное

поведение.

Э.поции

В тесной связи с мотивационно-по-

требностной сферой находятся эмоции.

Эмоции рассматриваются как

психический процесс, активно вклю-

чающийся в модуляцию функцио-

нального состояния мозга и органи-

зацию поведения, направленного на

удовлетворение актуальных потреб-

ностей. При этом эмоции отражают

субъективное отношение к внешнему

миру, окружающим людям, самому .

себе, собственной деятельности и ее

результату.

Выделяют два типа эмоциональных

проявлений: длительные состояния

(общий эмоциональный фон) и

кратковременное реагирование, свя-

занное с определенными ситуациями и

осуществляющейся деятельностью

(эмоциональные реакции).

По знаку различают положитель-

ные эмоции (чувство удовлетворения,

радость) и отрицательные (неудовлет-

воренность, горе, гнев, страх). Орга-

низм стремится к поддержанию по-

ложительных и устранению отрица-

тельных эмоций и эмоциональных

состояний.

К числу эмоциональных состояний

прежде всего относится настроение.

Настроение возникает как результат

комплексного воздействия целого ряда

событий как реальных, так и

воображаемых, и извлекаемых из

памяти.

На настроение влияют также

гормональные факторы. Настроение

как осознаваемое, так и неосознава-

емое, воздействует на когнитивные

процессы и поведение в целом.

Эмоции, включающиеся в струк-

туру поведения, выполняют связую-

щую роль между актуализированной

потребностью и поведением - побуж-

дают к определенной деятельности и

модулируют этапы ее протекания,

определяя стратегию и тактику дос-

тижения цели и оценивая результат.

Для осуществления этой важной

роли должно сформироваться адек-

ватное представление о путях и спо-

собах достижения цели и их соотне-

сение с реальными возможностями

организма, т.е. анализ необходимой

информации, которая называется

прагматической информацией. За-

кономерности возникновения и про-

текания эмоций в зависимости от

32 Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 5. Психофизиология потребностно-эмоциональной сферы

внутренних факторов (потребности и

субъективные характеристики лич-

ности) и внешних факторов (прагма-

тическая информация) исследованы

П.В. Симоновым и нашли отражение

в его «информационной теории эмо-

ций» . Эта зависимость получила вы-

ражение в формуле

Э = МП(Ин-Ис)},

где: Э - эмоция, П — потребность, а И -

информация о средствах достижения

цели, необходимая, по мнению

субъекта, для удовлетворения

возникшей потребности (н) и та, кото-

рая существует в данный момент (с).

Соотношение этих двух видов инфор-

мации отражает вероятность (воз-

можность) удовлетворения потребно-

сти и является ключевым моментом,

определяющим знак эмоции. Оценка

такого соотношения требует доста-

точно высокой мозговой организации

операций анализа информации и

прежде всего функции прогнози-

рования. При наличии соответст-

вующей прогнозу информации эмо-

циональное состояние получает

позитивную окраску и активирует

процессы формирования функцио-

нальной системы реагирования. При •

дефиците требующейся информации

возникают отрицательные эмоции.

Важно подчеркнуть, что осуществ-

ляющаяся оценка носит субъективный

характер и может не совпадать с

объективной реальностью. Выра-

женная зависимость от субъективного

фактора обнаруживается и в том, какое

поведение складывается при

возникновении отрицательных эмоций.

Активная/пассивная позиция субъекта,

сформированные установки

определяют два типа поведения. Одно

направлено на поиск недоста-

ющей информации путем активного

исследования среды и в случае успеха

ведет к постепенному преобладанию

положительных эмоций. Второе -

отказ от поиска, который может

привести либо к сохранению отрица-

тельного эмоционального тона, либо к

положительному эмоциональному

состоянию (чувство облегчения).

Выявленные достаточно сложные

закономерности вовлечения эмоций в

поведение и их зависимость от ха-

рактеристик информации указывают

на связь эмоций с когнитивной

сферой, а их возникновения - с осо-

бенностями когнитивных процессов.

Наряду с выполнением основной

функции - модуляции процессов орга-

низации поведения, эмоции имеют

разнообразные частные функции -•

побуждающую, оценочную, замеща-

ющую, подкрепляющую, переклю-

чательную.

Побуждающая функция, состоящая

в инициации адаптивного целе-

направленного поведения, включается

при достижении мотивационным

возбуждением определенного уровня,

при котором оно приобретает эмоци-

ональную окраску.

При неожиданных изменениях в

окружающей среде, на которые

организм реагирует, удовлетворяя

потребность самосохранения или по-

знавательную потребность, эмоции

выполняют оценочную функцию, ко-

торая состоит в быстром общем опре-

делении полезности/вредности или

значимости воздействия на неосоз-

нанном чувственном уровне.

На начальных этапах формирова-

ния целенаправленного поведения,

когда еще нет исчерпывающего ана-

лиза информации, может возникать

избыточная мобилизация ресурсов

организма и генерализованное обоб-

щенное реагирование на внешние

воздействия. Таким образом реализу-

ется замещающая функция эмоций,

компенсирующая дефицит информа-

ции в данный момент времени. Такой

эффект часто наблюдается в споре,

когда при нехватке аргументов при-

бегают к выраженным эмоциональным

реакциям - интонационным,

жестовым, мимическим.

Подкрепляющая функция эмоций

проявляется в том, что значимые со-

бытия, вызывающие эмоциональные

реакции, быстрее фиксируются в па-

мяти. У животных при искусственном

раздражении лимбических структур,

вызывающем специфические безус-

ловные реакции без эмоционального

компонента и его подкрепляющей

функции, не удавалось выработать

условные рефлексы. Подкрепляющая

функция эмоций определяет их

важную роль в процессе обучения.

Переключательная функция эмоций

выражается в способности на основе

эмоционального переживания

успеха/неуспеха включаться в

определение выбора определенного

мотива среди нескольких конкури-

рующих и соответствующего поведе-

ния. Непосредственный выбор, как

правило, основывается на ощущении

успеха. Однако в ситуации конфликта

мотиваций человек может преодолеть

это естественное стремление и

переориентировать поведение на

преодоление неуспеха или отрица-

тельных переживаний ради дости-

жения более значимых в социальном

или идеальном плане целей. Этот

момент имеет важное воспитательное

значение. Одним из часто прео-

долеваемых конфликтов является

конфликт между чувством страха и

чувством долга, непосредственным

предпочтением и чувством долга. Его

разрешение зависит от личностных

установок субъекта, определяемых

структурой его потребностной сферы.

Осуществление эмоционально ок-

рашенного поведения придает эмо-

циям коммуникативную функцию

передачи информации невербальными

средствами. С помощью мимики,

позы, жестов, интонации человек

может сообщать другим о своих пере-

живаниях и об отношении к тому или

иному событию или предмету. Невер-

бальные коммуникативные свойства

эмоций генетически запрограммиро-

ваны, проявляются у всех живых

организмов и, по-видимому, представ-

ляют собой наиболее древнюю форму

выражения базовых эмоций.

Структурная основа

эмоции

Мозговая организация эмоций

исследовалась в экспериментах на

животных с разрушением и раз-

дражением различных подкорковых

структур и в клинике локальных по-

ражений мозга у человека. Наиболее

яркие эффекты были получены при

раздражении определенных ядер ги-

поталамуса, вызывающем эмоцио-

нальные эффекты разного знака.

Стимуляция зон латерального гипо-

таламуса приводила к стремлению

животных (крыс) к продлению этого

состояния путем самораздражения.

Раздражение других центров гипота-

ламуса вызывало реакцию избегания.

Области мозга, раздражение которых

вело к подкреплению и избеганию,

получили название центров

удовольствия и неудовольствия

соответственно с позитивной и не-