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

Подождите немного. Документ загружается.

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 7. Психофизиология

внимания

Важнейшей характеристикой вни-

мания является его избирательность -

способность выделять значимые

объекты, задачи и тем самым ак-

тивировать только те функциональ-

ные системы, которые обеспечивают

преимущественное восприятие зна-

чимого объекта, операции, направ-

ленные только на достижение основ-

ной цели при игнорировании других

незначимых объектов, подавлении

других, может быть, сходных, но не

направленных на основную цель опе-

раций. Эта способность компенсирует

ограниченные ресурсы внимания и

небеспредельные возможности его

распределения.

Внимание как психический про-

цесс функционирует в условиях тес-

ного взаимодействия с потребност-

ной сферой и системой переработки и

оценки информации.

Внимание

и потребностная сфера

Потребностная сфера определяет

закономерности привлечения вни-

мания к объекту при действии как

внешних, так и внутренних факторов.

При появлении внешних стимулов

внимание может привлекаться вне

зависимости от целей и намерений

субъекта в данный момент, и тогда

оно является непроизвольным

вниманием. Для привлечения вни-

мания к стимулу в такой ситуации он

должен быть значимым в свете какой-

либо потребности организма.

Непременными возбудителями непро-

извольного внимания являются не-

ожиданные изменения окружающей

среды (громкие звуки, яркий свет,

резкий незнакомый запах). Внимание,

направленное на обнаружение и

оценку этих раздражителей, удовлет-

воряет потребность самосохранения и

выживания. Это одна из функций

ориентировочного рефлекса (ори-

ентировочной реакции), который И.П.

Павлов называл рефлексом «Что

такое?» и подчеркивал его защитную

функцию. Внимание голодного

животного непременно привлекается к

объектам, могущим иметь пищевое

значение, облегчает их анализ и

оценку с последующим удов-

летворением пищевой потребности

или их отверганием. Внимание не-

произвольно привлекается также к

широкому классу предметов и яв-

лений, которые отличаются новизной,

неопределенностью, сложностью

структуры, загадочностью, красотой.

Стремление их изучить, познать с

помощью внимания поддерживается

познавательной потребностью. До-

стижение результатов - опознание

стимула как опасного и осуществление

активно оборонительного или

пассивно оборонительного поведения,

решение об индифферентности

раздражителя и его игнорирование,

анализ, опознание объекта, пред-

ставляющего интерес и значимость, и

фиксация его в индивидуальном

опыте, решение сложной проблемы, то

есть устранение неопределенности и

удовлетворение потребности, при-

водят к угасанию ориентировочной

реакции и прекращению внимания.

Потребностная сфера может выс-

тупать и как первичный, внутренний

возбудитель внимания и тогда оно,

являясь произвольным вниманием,

направляется в соответствии с

намерениями и целями человека

(внутренняя команда) и облегчает

активный поиск, обработку и анализ

предметов, событий, задач, служа-

щих достижению целей, удовлет-

ворению потребностей. Внешними

возбудителями произвольного вни-

мания могут быть инструкция, рас-

поряжение, предложенное задание.

Структура потребностной сферы

определяет интересы человека и, тем

самым, направленность его внимания.

Внимание и восприятие

Взаимосвязь внимания с системой

восприятия проявляется в том, что, с

одной стороны, как было показано

выше, внимание облегчает все

протекающие в этой системе процес-

сы, служащие получению информа-

ции, необходимой для решения задач

и удовлетворения потребности. С

другой стороны, степень сложности и

тонкости различий признаков и их

комбинаций, вызывающая рас-

согласование, - определяют возник-

новение внимания. Поддержание

внимания также определяется спо-

собностью к глубокой и разносторон-

ней обработке информации о стимуле,

возможностью увидеть в нем или

предположить наличие скрытых, пока

не известных свойств, значимых для

познавательной деятельности.

Структурно-функциональная

организация внимания

Общий принцип структурно-функ-

циональной организации внимания

состоит в сложности и многокомпо-

нентности мозговой организации это-

го процесса. При внимании струк-

туры, ответственные за анализ и

обработку информации, испытывают

облегчающие влияния со стороны

модулирующей системы мозга, с ко-

торой они взаимодействуют. Важ-

нейшая закономерность организации

внимания - регуляция этого взаимо-

действия со стороны структур лобной

коры - высшего центра управления

активационными процессами. В

лобных отделах обработанная ин-

формация о стимуле, находящемся в

поле внимания, интегрируется с

информацией о состоянии мотиваци-

онно-эмоциональных структур, по-

ступающей от лимбической коры, и

активационными влияниями ствола и

таламуса. На основе этой интеграции

по системе избирательных

нисходящих связей к структурам,

вовлеченным в информационные,

мотивационные, активационные про-

цессы, осуществляется тонкая ре-

гуляция их активности. Избира-

тельности регуляции способствует

химическая гетерогенность этих

структур и возможность задействовать

локальные нейронные группировки в

их составе за счет включения

соответствующих медиаторных систем

мозга.

Внимание облегчает, «оптимизи-

рует» все этапы осуществления по-

знавательной деятельности: началь-

ный - ввод информации, основной

центральный - ее анализ и оценку

значимости и конечный результат -

фиксацию нового знания в индиви-

дуальном опыте, поведенческую ре-

акцию, необходимые двигательные

действия.

Ввод информации при непроиз-

вольном привлечении внимания и

высокой неопределенности обеспе-

чивается быстрым обнаружением

стимула, а ее эффективный прием-

модуляцией активности информаци-

онного канала. В обнаружении объ-

екта в пространстве важная роль

принадлежит двигательным компо-

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 7. Психофизиология внимания

нентам внимания, главным образом,

глазным движениям. Процессы, про-

исходящие на уровне среднего мозга

(четверохолмие), обеспечивают сак-

кадические движения глаз, помеща-

ющие объект в область наилучшего

видения на сетчатке. Реализация этого

механизма зависит от управляющих

влияний заднеассоциативной

теменной коры, которая получает

разномодальную информацию от сен-

сорных зон (информационная состав-

ляющая) и от коркового отдела лим-

бической системы (мотивационная

составляющая). Управление внима-

нием на стадии обнаружения объекта

становится опосредованным обеими

составляющими среды. Эффективно-

му приему информации способствует

задействованность вегетативной

нервной системы: при привлечении

внимания замедляются сердцебиение

и урежаются дыхательные движения,

что соответствует открыванию

сенсорных входов, повышается

чувствительность сенсорных систем

за счет активирующих влияний рети-

кулярной формации среднего мозга.

Генерализованная тоническая акти-

вация в коре, особенно выраженная на

начальных этапах обработки ин-

формации, возникает за счет активи-

рующих влияний ретикулярной фор-

мации среднего мозга, управляемых

активностью нейронного аппарата оп-

ределенного отдела лимбической сис-

темы (гиппокампа), высоко чувстви-

тельного к новизне (см.рис. 10).

Обработка информации о стимуле,

представляющем определенную

значимость для организма, требует

поддержания внимания и регуляции

активационных влияний. Управля-

ющий эффект (локальная активация)

достигается регулирующими влияни-

ями лобной коры, обеспечивающими

высокоспециализированные облегча-

ющие эффекты избирательного се-

лективного внимания, рализуемые

через ассоциативные ядра таламуса

(лобно-таламическая система внима-

ния). В механизмах локальной ак-

тивации значительная роль при-

надлежит структурам лимбической

системы (гиппокамп, гипоталамус,

миндалина, лимбическая кора) и их

связям с лобным неокортексом

(см.рис.11).

Модуляция исполнительных меха-

низмов, включающих моторные про-

граммы и программы врожденного и

приобретенного поведения, осуще-

ствляется с участием лобных отделов

и базальных ганглиев, находящихся

под двойным контролем - коры и

лимбического мозга.

Таким образом, произвольное се-

лективное внимание обеспечивается

целыми комплексами иерархически

организованных структур. В результа-

те активирующие влияния становятся

опосредованными результатами ана-

лиза ситуации и оценки значимости,

что способствует формированию сис-

темы активированных мозговых цен-

тров, адекватной требованиям задачи.

Элсытрофизиологичссмие

корреляты внимания

В ЭЭГ при генерализованной тони-

ческой активации в ответ на предъ-

явление нового стимула, вызвавшего

непроизвольное внимание, возникает

десинхронизация основного ритма -

снижение амплитуды среднечастот-

ного альфа-компонента, доминирую-

щего в состоянии покоя (рис.14), и

усиление представленности высоко-

частотных колебаний альфа-диапа-

зона, бета- и гамма-активности.

Значимость функциональных объ-

единений структур, адекватных для

данной деятельности, при селектив-

ном внимании на частоте альфа-ди-

апазона была продемонстрирована

при изучении мозговой организации

направленного внимания в ситуации

ожидания определенной перцептив-

ной задачи. Информация о модально-

сти стимула, подвергающегося бинар-

ной классификации, которую заранее

получал испытуемый, приводила к

формированию в левом полушарии

функциональных объединений опре-

деленных областей коры в период,

непосредственно предшествующий

перцептивной деятельности с центром

интеграции в области корковой

проекции соответствующей модаль-

ности - в височной при ожидании

слуховой задачи, центральной при

тактильной, затылочной при зри-

тельной. Существенно, что именно

такая организация предстимульного

внимания способствовала правиль-

ному решению задачи (рис.15). Ак-

тивность правого полушария в этой

ситуации не связана с обеспечением

правильного ответа при ожидании

задачи.

При анализе ВП и ССП были

обнаружены кратковременные ди-

4^N

тм^

№№^^ —-~^-.^^~л»~гч-~~~~~-^^

^^лА!^^^

^1Д(1г

к1

/|/|

лл\/\/Лч^

^Г^Т^^МА]^^

50 мс| 1 с

1Л

^^\

^А\Д^ Р

/{^Ы^^Щ^^^

ЧСС ^

/ЧЧ/^Ч

Ч^^^^^^

КГР

Рис.14. Блокада альфа-ритма - реакция десинхронизацни в коре больших полушарий при нервом

предъявлении нового стимула - топа (отмечено па верхней линии). Отведения обозначены слева от кри вых

(здесь и па последующих рисунках нечетные цифры - левое, четные правое полушарие). ЭКГ -

электрокардиограмма, КГР - кожно-гальваничеекая реакция. Испытуемый Г.С., 9 лет 6 мес.

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 8. Психофизиология памяти

намичные эффекты

внимания, модулирующие

отдельные операции

зрительного восприятия в

разных отделах коры, что

проявляется в избирательном

облегчении отдельных

компонентов вызванных

ответов, отражающих

специализированное участие

корковых зон в информационных

процессах.

Многоуровневая распределенная

многокомпонентная мозговая система

внимания избирательно в простран-

стве и во времени модулирует как об-

щий уровень активации ЦНС, так

Проверь себя

1. Что такое внимание?

2. Каковы основные свойства внимания и их

роль в повышении эффективности деятель-

ности?

3. В чем разница между непроизвольным и

произвольным вниманием?

Слуховая задача ЛП

/^Г^^х ПП

и развертывание отдельных перцеп-

тивных и когнитивных операций.

Таким образом, нейрофизиологи-

ческой основой эффектов внимания

являются общие и специфические

изменения функционального состо-

яния коры и ее отдельных областей,

проявляющиеся как в переходе на

более интенсивный и оперативный

режим работы, так и в создании на

этом фоне избирательных функцио-

нальных констелляций активиро-

ванных структур, специфичных для

осуществляемой деятельности.

4. Какова роль потребностной сферы в

привлечении внимания?

5. В чем состоит связь внимания и воспри-

ятия?

6. Как система регуляции активационных

процессов мозга обеспечивает организацию

внимания?

7. Опишите ЭЭГ-корреляты внимания.

Память является общим свойством

живой материи, которое проявляется в

запечатлевании, хранении и исполь-

зовании информации. С появлением

нервной системы память включается в

обеспечение адаптивного поведения.

Выделяют врожденную память и па-

мять как результат обучения, обеспе-

чивающую приобретение и использо-

вание индивидуального опыта.

Многогранность индивидуального

опыта определяет запечатлевание

разных характеристик воздействую-

щей на организм среды. Выделяют

образную, словесно-логическую и

эмоциональную память.

Образная память является резуль-

татом восприятия сенсорной инфор-

мации и может проявляться в виде

хранения зрительных, слуховых,

обонятельных и прочих ощущений

или в виде сложных синтетических

образов, включающих комплекс раз-

личных сенсорных характеристик.

Словесно-логическая память фик-

сирует словесную информацию и

понятийные обозначения внешних

объектов и действий.

Эмоциональная память связана с

запоминанием и воспроизведением

эмоциональных переживаний, кото-

рые непроизвольно фиксируются и

носят устойчивый характер.

Временная организация

памяти

На основе временной последова-

тельности осуществляемых операций

и длительности хранения следов

различных событий выделяют сенсор-

ную (перцептивную), кратковремен-

ную и долговременную память. Сен-

сорная память представляет собой след

возбуждения в сенсорной системе от

непосредственно действующего

стимула и служит первичному анализу

и дальнейшей обработке сенсорной

информации. Ее особенностью являет-

ся значительная емкость, до 20 эле-

ментов (бит). Длительность сохранения

следов в перцептивной памяти не

превышает 1 с. Воспроизведение сле-

дов в системе нейронных сетей (цир-

куляция возбуждений) обеспечивает

кратковременное хранение информа-

ции уже ограниченной емкости (7 ± 2

бита) - кратковременную память.

Предполагается, что за время ревербе-

рации импульсов по замкнутым ней-

ронным контурам, которое может про-

должаться от нескольких секунд до

нескольких минут, происходит перевод

импульсного кода в структурные

изменения в синаптическом аппарате и

в теле нейрона.

Долговременная память - это нео-

пределенно долгое хранение информа-

ции, составляющее индивидуальный

опыт. В отличие от кратковременной

памяти, которая рассматривается как

процесс, долговременная память

базируется на определенной фикси-

рованной структуре биохимических и

молекулярных изменений в нейронах,

что обеспечивает ее устойчивость и

длительность хранения информации.

Выделение различных видов па-

мяти на основе временного парамет-

Психофизиология памяти

РОСТ КОГЕРЕНТНОСТИ АЛЬФА-КОЛЕБАНИЙ В СИТУАЦИИ

ПРЕДСТИМУЛЬНОГО ВНИМАНИЯ

Тактильная задача

ЛП /<~~^~>\ ПП

Перед предъявлением

сигналов левому

полушарию

Рис.15. Специфика функциональной организации структур левого и правого полушарий в ситуации

предстимульного селективного внимания. На схемах обозначены отведения. Линиями соединены области

коры, в активности которых наблюдается достоверный рост значений Ког альфа-ритма перед правильным

ответом по сравнению с неправильным. ЛП - левое. ПП - правое полушарие.

-Р Р

ТРО'

-ТРО

О. .О

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 9. Психофизиология речи и мышления

ра относительно. На самом деле про-

цессы памяти более сложно развер-

тываются во времени и взаимодей-

ствуют при реальной деятельности.

Рабочая память

Рабочая или оперативная память -

это актуализированная система сле-

довых процессов, активно использу-

ющихся во время организации и

выполнения различных видов дея-

тельности и целенаправленного

поведения. Рабочая память пред-

ставляет собой один из компонентов

афферентного синтеза в функцио-

нальной системе. Извлеченные следы

взаимодействуют с обстановочной и

пусковой афферентацией для

принятия решения и формирования

программы действия.

Структуры о -

функциональная

организация памяти

Память обеспечивается функцио-

нированием многоуровневой системы

мозговых структур. В нее включаются

сенсорные корковые зоны, где

формируется первичный след

сенсорной информации, ассоциатив-

ные области, где синтезируется ма-

териал для образной и словесно-ло-

гической памяти.

В процессе перевода информации

из кратковременной памяти в долго-

временное хранение принимает уча-

стие гиппокамп. При его поражении

теряется память на текущие события

при сохранении долговременной па-

мяти. Это так называемый Корсаков-

ский синдром.

В формировании эмоциональной

памяти ведущая роль принадлежит

миндалине, которая обеспечивает

быстрое и прочное запечатление эмо-

ционально значимых событий даже

после их одноразового появления.

Гиппокамп и миндалина тесно

связаны с височной корой, которая

рассматривается как «хранилище»

долговременной памяти.

В отборе информации для хранения

и в актуализации следов, необходимых

для организации целенаправленного

поведения, ведущая роль принадлежит

лобным отделам коры, имеющим

двусторонние связи со структурами

лимбической и ретикулярной системы.

Лобные отделы, принимающие

участие в оценке значимости инфор-

мации, на ее основе обеспечивают

создание оптимального уровня акти-

вации для фиксации следов и их вос-

произведения.

Мо. 7 еку. гярн ые

механизмы памяти

Началом изучения специфического

носителя памяти послужили работы X.

Хидена, показавшего, что образование

следов памяти сопровождается

изменением структуры РНК с

последующим образованием новых

белков. В дальнейшем было показано,

что РНК участвует в передаче спе-

цифического кода, а в качестве храни-

лища информации выступает ДНК.

Исследования молекулярных ме-

ханизмов памяти рассматривается как

перспективное направление. Однако в

основе долговременной памяти лежат

не только преобразования на уровне

отдельных клеток, но и на системном

уровне. Эти преобразования

обеспечиваются медиаторными систе-

мами мозга, объединяющими разные

структуры, участвующие в операциях

запечатления и воспроизведения сле-

довых процессов, в распределенную

динамическую систему памяти.

Речь - специфически человеческая

функция, возникшая в процессе

эволюции. Для ее обозначения и под-

черкивания различий физиологи-

ческих механизмов речи как формы

общения с внешним миром от форм,

имеющихся у животных, И.П. Павлов

ввел понятие второй сигнальной

системы, в отличие от первой сиг-

нальной системы (восприятие непо-

средственных признаков внешних

стимулов), свойственной животным.

Слово, хотя тоже является раздра-

жителем, воспринимающимся через

сенсорные системы, отличается тем,

что в нем отражаются наиболее

существенные свойства внешних

объектов. Оно обеспечивает возмож-

ность обобщенного и отвлеченного

отражения действительности.

Функции речи

Выделяются коммуникативная,

регулирующая и программирующая

функции речи. Речь обеспечивает об-

щение между людьми, служит для

обмена информацией и побуждения к

действию. Посредством слов че-

Проверь себя

1. Дайте определение памяти.

2. Опишите основные виды памяти и их

роль в формировании индивидуального

опыта.

3. Какова структурная основа памяти?

ловек познает предметы и явления

внешнего мира без непосредственного

контакта с ними, устанавливает связи

и отношения. Речь является основой

процесса мышления. Среда, в которой

развивается ребенок, определяет

формирование родного языка. У

человека имеются видоспеци-

фические предпосылки языкового

общения, они заложены в структуре

мозга и артикуляционного речевого

аппарата.

Регулирующая функция речи

проявляется в сознательных формах

психической деятельности. Речи при-

надлежит важная роль в развитии

произвольного волевого поведения. От

внешней регуляции поведения,

обеспечиваемой коммуникативной

функцией речи, ребенок в процессе

развития приобретает возможность

преобразовывать внешние речевые

сигналы - приказы во внутреннюю

речь (процесс интериоризации). С

помощью внутренней речи человек

сам может регулировать свое поведе-

ние. Она же является и средством

мышления.

Программирующая функция речи

состоит в формулировании программ

Психофизиология речи и

мышления

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 9. Психофизиология речи и мышления

различных действии и поведения на

основе внутренней речи. В собственно

речевой (вербальной) деятельности

это проявляется в программировании

и грамматическом построении

развернутого речевого высказывания.

Мозговая

организация речи

Выделение центров речи привело к

представлению об узком локальном

представительстве речевой функции.

Вербальную деятельность представ-

ляли как взаимосвязь центров вос-

приятия речи (Вернике) и ее воспро-

изводства (Брока) и локализовали у

правшей исключительно в левом по-

лушарии (рис.16).

Важный вклад в понимание функ-

циональной организации структур

мозга при осуществлении речевой

функции внесли нейропсихологи-

ческие исследования А.Р. Лурия и

других авторов. Было показано, что

при различных по локализации моз-

говых поражениях нарушается слож-

Дополнительная моторная

область

ная структура речевой деятельности.

Характер нарушений зависит от того,

какая структура мозга повреждена.

Важную роль в восприятии слыши-

мой речи играют вторичные отделы

слуховой коры левого полушария,

которые воспринимают элементарные

коды слов - фонемы. Например: люк,

лак, лук или бар - пар. Различение

фонем (фонематический слух)

страдает при поражении этих струк-

тур, понимание точного значения слов

становится невозможным. Фонемы -

это звуки речи, замещение которых

изменяет смысл слова и отвечает за

специфический для вербальной

функции фонематических слух.

Нарушения в этой области делает

невозможным понимание точного и

конкретного значения слов. Такую же

роль в зрительном восприятии слов

играют вторичные зрительные зоны.

Понимание смысла слов, особенно

в зависимости от контекста (в пред-

ложении), и целостного речевого

высказывания (семантический ана-

лиз) страдает при поражении глубоких

отделов левой височной доли,

ответственной за слухо-речевую па-

мять и заднеассоциативных областей,

включая центр Вернике, где

интегрируются элементы речевой

структуры в смысловую схему.

При сохранности этих структур и

нарушении лобных отделов, с ко-

торыми связано программирование

действий, становится невозможным

активный поиск информации, анализ

наиболее существенных элементов

содержания сложных развернутых

высказываний, их понимание.

Сложноорганизованной является и

система называния предметов и ус-

тной речи. Непосредственная реали-

зация устной речи происходит с уча-

стием нижних отделов премоторной

области левого полушария, где лока-

лизован центр Брока. Нарушения в

этой области приводят к застреванию

на каком-нибудь слоге, перестановке

букв, многократном повторении

предыдущей артикуляции. Вместе с

тем реализация устной речи

происходит с участием и других

структур мозга.

Называние предмета требует

перекодировки зрительного образа в

его звуковой эквивалент. Эта операция

связана с теменно-затылочны-ми

отделами мозга. Другим важным

условием адекватного называния

предмета является сохранность аку-

стической структуры слова, что яв-

ляется функцией левой височной об-

ласти. Нарушение называния может

быть связано и с более сложными

мозговыми процессами - необходи-

мость единственно правильного на-

зывания предмета требует торможения

всех побочных вариантов -операции,

осуществляемой с участием лобной

коры, управляющей всей

активирующей системой мозга.

Задняя

речевая зона коры

■ (Вернике)

Зрительная кора

Рис.16. Центры речи (области Вернике и Брока) н леном полушарии (а) и на горизонтальном сре.че мозга(б).

МТ мозолистое тело. ДП диагональный пучок, связывающий речевые центры. Стрелками показан путь

передачи информации при зрительном восприятии слон и речевом ответе.

Передняя

речевая зона коры

(Брока)