Проблема локализации высших психических функций.

Проблема соотношения психики и мозга принадлежит к числу важнейших проблем естествознания. Долгое время мозг считался своеобразным «черным ящиком», а в сознании большинства людей принципиальное различие между душой и телом было незыблемо. Но постепенно мозг стали рассматривать как материальный субстрат психики, имеющий сложную организацию. Первые попытки представить психические процессы как функции определенных участков мозга предпринимались еще в средние века, когда философы и натуралисты считали возможным поместить такие функции, как воображение, мышление и память, в три мозговых желудочка. Но истинное исследование проблемы взаимосвязи мозга и психических функций началось в XIX в., и в настоящее время можно выделить четыре основных подхода, сложившихся в науке, которые по-разному отвечали на главный вопрос: как же связаны психические функции с мозгом. Это узкий локализационизм (или психоморфологическая концепция), антилокализационизм (или концепция эквипотенциальности), эклектическая концепция и теория системной динамической локализации высших психических функций (ВПФ).

Появление узкого локализационизма связывают с именем известного австрийского анатома Фрэнсиса Галля (1758— 1828). Заметив, что отдельные заболевания связаны с повреждением тех или иных участков мозга, он предположил, что «сложные способности человека интимно связаны с отдельными, строго ограниченными участками мозга, которые, разрастаясь, образуют соответствующие выпуклости на черепе, позволяющие определять индивидуальные различия в способностях человека». Ф. Галль считал, что существуют определенные соотношения между особенностями психического склада людей и формой их черепа. Эту зависимость он объяснял различиями в интенсивности роста разных областей коры.

Сотрудник Галля Шпурцхейм распространял данные идеи под названием «френология» и добился их широкого признания. В первой четверти XIX в. френология была популярна не меньше, чем сто лет спустя — психоанализ. Увлекался этими идеями и А. С. Пушкин, анализируя по Галлю «милые черты» знакомых дам. И в 1825 г. предлагал в письме к Анне Керн бросить мужа и приехать к нему, поскольку у нее сильно развит «орган полета». Этот орган полета, любви к путешествиям значился в сочинении Галля под номером 13 и характеризовался двумя выпуклостями, расположенными от корня носа к середине лба. Людям, у которых выражены эти бугры, якобы свойственно стремление путешествовать или «летать».

По сути это была первая попытка привязать конкретную функцию к строго ограниченному участку мозга, но, к сожалению, теория не опиралась на серьезные исследования и подверглась обоснованной критике. Кроме того, Галль не располагал соответствующими методами оценки умственных способностей, и многие его заключения основывались на измерении черепа отдельных людей, которых он рассматривал как носителей каких-либо определенных черт, вроде «дружелюбия» или «скрытности». Разработанные Ф. Галлем френологические карты (1818) очень скоро были забыты. И в течение длительного периода идея связи отдельной функции с конкретным участком мозга считалась ошибочной.

Но коренной перелом в исследовании мозга наступил в 1861 г., когда французский анатом Поль Брока описал больного с грубым нарушением моторной речи (больной не мог произнести ни одного слова при полной сохранности движений губ, языка и гортани). Сделав после смерти больного вскрытие, Брока предположил, что этот дефект был вызван опухолью в задней трети нижней лобной извилины левого полушария. Таким образом впервые клинически была доказана связь психической функции с определенным участком мозга. Последовавшие затем годы вошли в историю науки под названием «блистательные 70-е» по тому количеству открытий, которые были сделаны в этот период. В 1873 г. немецкий психиатр Карл Вернике описал случай, когда поражение другого участка мозга (задней трети верхней височной извилины левого полушария) вызывало четкую картину нарушения понимания слышимой речи. В эти же годы были найдены «центр понятий», «центр письма», «центры ориентировки в пространстве». Узкий локализационизм стал наиболее популярным направлением в науке о мозге. Одна из наиболее серьезных попыток узкой локализации психических функций была предпринята немецким психиатром К. Клейстом в 1934 г. На материале черепно-мозговых ранений времен первой мировой войны он составил карту локализации психических функций.

Е. Д. Хомская выделяет основные положения узкого локализационизма:

— функция рассматривалась как неразложимая на компоненты психическая способность, которая соотносится с определенным участком мозга;

— мозг, в свою очередь, представляет собой совокупность различных «центров», каждый из которых целиком заведует определенной функцией;

— под локализацией понималось непосредственное наложение психического на морфологическое.

Но, к сожалению, представители данного подхода не могли объяснить хорошо известные клинические факты: почему при поражении отдельных участков мозга могли нарушаться одновременно несколько психических функций и почему одна и та же функция страдала при поражении разных участков.

В противовес локализационизму появился антилокализационизм (эквипотенциальная концепция). Наиболее яркими представителями данного направления были физиологи М. Флуранц, К. Гольдштейн, Гольц, К. Лешли и психологи Вюрцбургской школы. Мишель Флуранц утверждал, что мозг неразделим на отдельные части, кора однородна и равноценна, как любая железа, например, печень. И мозг продуцирует психику так же, как печень — желчь. Результаты, полученные Флуранцом, противоречили опытам френологов. Он обнаружил, что частичное разрушение коры не влияет на поведение и что надо удалить весь конечный мозг, чтобы нарушить такие высшие психические процессы, как восприятие и регуляция произвольных движений. Исследования М. Флуранца продолжил К. Лешли, английский невролог, доказавший своими знаменитыми экспериментами на крысах, что степень нарушения психических функций зависит не от локализации очага поражения, а от массы пораженного мозга. Или, другими словами, нарушение функции не зависит от места повреждения («закон эквипотенциальности»), но пропорционально величине повреждения («закон действия массы»). Опираясь на работы Е. Д. Хомской, можно обозначить основные методологические положения антилокализационистов:

— психическая функция есть неразложимая на компоненты психическая способность;

— локализация функции представляет собой непосредственное соотнесение психического и морфологического;

— мозг — это однородное целое, равноценное и равнозначное для всех психических функций во всех своих отделах;

— психическая функция равномерно связана со всем мозгом/.

Открытия тех или иных «мозговых центров» в 70-80-е годы XIX в. поставили под сомнение правомерность представлений о мозге как примитивной, недифференцированной нервной массе. Оппонентом как узких локализационистов, так и их противников стал английский невролог Дж. Хьюлингс Джексон, высказавший предположение, что к мозговой организации сложных форм психических процессов следует подходить с позиции уровня их построения, и предложивший иерархический подход к строению нервных центров. Эти положения были развиты позже (в первой половине XX в.) фон Монаковым (1914), Хэдом (1926) и Гольдштейном (1927). Они попытались объединить оба подхода, что привело к появлению эклектической концепции, согласно которой локализовать в определенных участках можно лишь относительно элементарные сенсорные или моторные функции. Однако высшие психические функции связаны со всем мозгом равномерно.

Кроме того, существовала и откровенно идеалистическая концепция, которой придерживались такие крупные физиологи, как Г. Гельмгольц, Ч. Шерингтон, Э. Эдриан, Дж. Эклз, отрицавшие саму возможность связать мозг и психику.

К сожалению, ни одно из рассмотренных направлений исследования не позволяло выявить подлинные механизмы психической деятельности человека. Для решения этой задачи необходимо было пересмотреть методологическую основу изучения взаимосвязи психических функций и мозга. Итогом стало появление теории системной динамической локализации психических функций А. Р. Лурия.

Данная концепция основана на понимании психических явлений как системных качеств физиологических функций. Основополагающим является принцип динамической организации психических функций, сформулированный И. П. Павловым и развитый А. Р. Лурия и Л. С. Выготским. И. П. Павлов выделил в коре больших полушарий «ядерные зоны анализаторов» и «рассеянную периферию» и совместно с А. А. Ухтомским сформулировал принцип динамической локализации функций как сложного взаимодействия возбудительного и тормозного процессов на различных элементах системы анализатора, благодаря чему создается ответная деятельность организма. Причем А. А. Ухтомский придавал большое значение временным показателям работы разных элементов, входящих в динамическую систему. Эти идеи нашли подтверждение в работах Н. П. Бехтеревой и ее коллег. Проведенные ими исследования показали, что любая сложная психическая деятельность обеспечивается работой сложных констелляций мозговых зон, составляющих звенья единой системы. Некоторые из этих звеньев являются «жесткими», т. е. принимают постоянное участие в реализации психических функций, другие — «гибкими», которые включаются в работу лишь при определенных условиях. «Гибкие» звенья системы составляют подвижный динамический аппарат, благодаря которому достигается изменчивость функций /10/.

А. Р. Лурия и Л. С. Выготский пересмотрели такие понятия, как «функция», «локализация» и «симптом». Центральное для нейропсихологии понятие «высшие психические функции» было введено Л. С. Выготским, а затем подробно разработано А. Р. Лурия. «Под высшими психическими функциями (ВПФ) понимаются сложные формы сознательной психической деятельности, осуществляемые на основе соответствующих мотивов, регулируемые соответствующими целями и программами и подчиняющиеся всем закономерностям психической деятельности».

Благодаря этому подходу психическую функцию стали рассматривать не как простую способность, не как отправление той или иной ткани мозга, а как психологическую систему, обладающую сложным психологическим строением и включающую много психологических компонентов. Такое понимание функции как функциональной системы основывается, во-первых, на представлении о подвижности входящих в ее состав частей (наличие постоянной задачи, осуществляемой с помощью меняющихся средств) и во-вторых, на том, что сложный состав функциональной системы всегда включает целый набор афферентных (настраивающих) и эфферентных (осуществляющих) компонентов.

С этой точки зрения локализация ВПФ представляет собой системный процесс на основе многокомпонентного состава функциональной системы. ВПФ, как сложные функциональные системы, должны охватывать сложные системы совместно работающих зон мозга, каждая из которых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов. Системное представление о локализации ВПФ отличается следующими особенностями:

— ВПФ имеют опосредованный характер (опираются на исторически сложившиеся вспомогательные внешние средства, которые оказываются существенными факторами установления функциональной связи между отдельными участками мозга, объединяющимися в единую функциональную систему);

— локализация ВПФ не является устойчивой, меняясь как в процессе развития ребенка, так и на последовательных этапах упражнения.

Опираясь на пересмотренные понятия «функция» и «локализация», А. Р. Лурия и Л. С. Выготский сформулировали концепцию системной динамической локализации ВПФ, согласно которой любая психическая деятельность человека является сложной функциональной системой, обеспечиваемой целым комплексом совместно работающих аппаратов мозга. Эти функциональные системы формируются в онтогенезе и могут динамически перестраиваться в зависимости от конкретной задачи. Они имеют двойной принцип строения — вертикальный и горизонтальный. Таким образом психическая функция любой степени сложности осуществляется при участии целого ряда корковых зон, подкорки, активизирующей системы мозга и, следовательно, не может быть локализована в каком-то одном участке коры. Один и тот же аппарат может перестраиваться для обеспечения разных видов деятельности. ВПФ обеспечиваются мозгом как целым, но это целое состоит из высокодифференцированных разделов, систем, каждая из которых вносит свой вклад в реализацию функции.

Пересмотр понятия «симптом» позволил А. Р. Лурия разработать основной метод нейропсихологии — метод синдромного анализа. Под симптомом традиционно понимали признак нарушения функции. Узкие локализационисты полагали, что нарушение функции, наступающее в результате разрушения определенного участка мозга, является прямым доказательством того, что данная функция локализована в разрушенном участке мозга. Если же рассматривать функцию как сложную функциональную систему, в организации которой принимают участие разные отделы мозга, то поражение любого из них приводит к нарушению функции в целом. Следовательно, «симптом» еще ничего не говорит о ее локализации. Поэтому А. Р. Лурия счел возможным перейти от симптомного анализа к синдромному. Под синдромом (от греч. syndrome — скопление, стечение) понимают совокупность симптомов или симптомокопмлекс. Синдромный анализ предполагает с одной стороны, сопоставление всех симптомов, возникших в результате одного, строго ограниченного очага поражения мозга, а с другой — тщательный анализ нарушений данной функциональной системы при различных по локализации очагах поражения. При разработке синдромного анализа А. Р. Лурия опирался на принцип двойной диссоциации Тэйбера, согласно которому любой ограниченный корковый очаг поражения нарушает протекание одних психических процессов, оставляя в сохранности другие. Тщательный нейропсихологический анализ синдрома и двойной диссоциации, возникающих при локальных поражениях мозга, позволяет приблизиться к структурному анализу самих психических процессов.

Подводя итог, можно выделить основные положения теории системной динамической локализации высших психических функций:

— каждая психическая функция представляет собой сложную функциональную систему и обеспечивается мозгом как единым целым. При этом различные мозговые структуры вносят свой специфический вклад в реализацию этой функции;

— различные элементы функциональной системы могут находиться в достаточно удаленных друг от друга участках мозга и при необходимости замещают друг друга;

— при повреждении определенного участка мозга возникает «первичный» дефект — нарушение определенного физиологического принципа работы, свойственного данной мозговой структуре;

— как результат поражения общего звена, входящего в разные функциональные системы, могут возникать «вторичные» дефекты.

В настоящее время теория системной динамической локализации высших психических функций является основной теорией, объясняющей взаимосвязь психики и мозга.

Три источника знаний о функциональной организации мозга

Для изучения функциональной организации мозга животных и человека используют три метода. Метод сравнительно-анатомических данных, метод физиологического раздражения отдельных участков мозга и метод разрушения ограниченных участков мозга. В последнем методе при изучении мозга человека используют клинические наблюдения над изменениями поведения больного с локальными поражениями мозга.

Для изучения функциональной организации мозга животных и человека используют три метода. Метод сравнительно-анатомических данных, метод физиологического раздражения отдельных участков мозга и метод разрушения ограниченных участков мозга. В последнем методе при изучении мозга человека используют клинические наблюдения над изменениями поведения больного с локальными поражениями мозга.

1. Сравнительно-анатомические данные.

Используется для исследования основных принципов организации деятельности животных, и при рассмотрении мозга как органа психики.

Основные принципы эволюции и строения мозга как органа психики.

Основной принцип этой эволюции заключается в том, что на разных ее ступенях, взаимодействие организма животного со средой и его поведение регулировались различными аппаратами нервной системы. Из этого следует, что мозг человека- результат длительного исторического развития. Сначала, на самых элементарных уровнях развития, организация движений и прием сигналов, осуществлялись диффузной, или сетевидной системой, т.е. возбуждение определялось доминирующем очагом, который возникал в том или ином нервном аппарате животного. А единый центр, который перерабатывал бы информацию, отсутствовал. Далее в процессе эволюции эта система уступила место новым образованиям, таким как передний ганглий, который перерабатывает получаемую информацию из передних отделов головного мозга животного и направляет по эфферентным путям к двигательному аппарату животного. Но нервные аппараты этого переднего ганглия не могут обеспечить приспособления к резко меняющимся условиям среды. Поэтому при переходе к наземному существованию у позвоночных появляется головной мозг. В дальнейшем у млекопитающих появляется кора головного мозга, которая лежит в основе разнообразия форм индивидуально-изменчевого поведения. По мере эволюции, на этапе человека, аппараты коры достигают такого уровня развития, что появляется уникальная система кодов - язык. Постепенно в процессе эволюции удельный вес коры растет. Большие полушария головного мозга и его кора становятся главным аппаратом, регулирующим поведение. Однако, несмотря на то, что кора головного мозга приобретает ведущую роль, все нервные образования, сформировавшиеся на более низких этапах эволюции, от работы не отстраняются. Они обеспечивают фон поведения, регулируют состояния организма, передают функции получения, переработки, хранения информации. Участвуют в создании новых программ поведения и регуляции и контроля сознательной деятельности аппаратами коры головного мозга.

Из этого следует, что сложные формы поведения и сложные рефлекторные процессы могут, осуществляется разными уровнями нервной системы.

Структурная и функциональная организация коры головного мозга.

Кора по своему строению неоднородна. В 1863 году, киевский анатом В.А.Бец обнаружил значительные различия между передней (моторной) и задней (сенсорной) корой головного мозга. Позднее установили, что эти различия не только морфологические, но и функциональные. Кора головного мозга состоит из шести слоев клеток. Нижние слои являются аппаратами, непосредственно связывающими мозговую кору с органами чувств и мышцами, т. е. периферией. В коре выделяют общечувствительную (теменную), зрительную (затылочную) и слуховую (височную) области. Выделяют волокна, несущие двигательные импульсы к мышцам и составляющие двигательный или пирамидный путь головного мозга.

С морфологической точки зрения кора состоит из первичной зоны (4 и 5 слои клеток) над которой надстраивается вторичная зона (более сложные по строению 2 и 3 слои клеток). В процессе эволюции удельный вес этих слоев непрерывно возрастал, следовательно, усложнение психических процессов связанно с развитием этих высших слоев мозговой коры. Также в коре головного мозга выделяют третичные зоны. Они лежат между корковыми представительствами отдельных чувствительных зон коры. Из них выделяют две группы: заднюю (между затылочной и теменной), переднюю (спереди от двигательной зоны коры). Передняя связана остальными отделами коры и участвует в построении сложных программ поведения человека.

Существует прямая связь между эволюцией головного мозга с усложнением кодирования и переработки информации, и с усложнением программ поведения. На это указывает последовательность развития отдельных областей больших полушарий. Первыми развиваются нижнетеменные области, затем нижнелобные, затем предлобные области.

2.Физиологические данные: метод раздражения.

Раздражение различных участков мозга непосредственным и косвенным путем.

Опыты с непосредственным раздражением коры (раздражение отдельных участков коры у животных и человека) показали, что чем большее значение имеет функциональная система, тем более широкую территорию занимает ее представительство в первичных отделах коры головного мозга.

Опыты с непрямой стимуляцией (естественное раздражение и электрическим током) показали, что активная психическая деятельность вызывает обширные процессы в коре головного мозга с участием сложных систем корковых зон.

Опыты с анализом функций отдельных нейронов (изучение отдельных нейронов) показали, что все нейроны имеют свою специализацию, а те, что не реагируют на специальные раздражители, реагируют на смену этих раздражителей или на изменения их свойств.

Из всего этого можно сделать вывод о том, что психические процессы осуществляются при помощи совместной работы зон мозговой коры и нервными нижележащими образованиями.

3.Физиологические данные: метод разрушения.

Этот метод заключается в том, что исследователи разрушают определенные зоны мозга животного. А затем прослеживают изменения его поведения. На человеке этот метод применяется в качестве наблюдения над больными, у которых вследствие болезни или ранения разрушены определенные участки мозга.

Исследования показали, что повреждение ограниченных зон головного мозга на разных ступенях эволюции, вызывает неодинаковые последствия. На более низких этапах развития (например, у низших млекопитающих) они менее выражены, чем на высоких ступенях развития (например, у приматов). Это объясняется тем, что на низших ступенях развития еще едва различимы различные разные по строению поля, недостаточно разделены сенсорные и двигательные зоны коры, вторичные и третичные поля практически не оформлены. На высших же ступенях эволюции, напротив, очень высокое разграничение полей, с преобладанием вторичных и третичных полей. Повреждение коры на различных ступенях эволюции приводит к различным результатам: на более низких, где кора едва намечена - к незначительным нарушениям поведения, а на высших ступенях - к стойким нарушениям психических процессов. Из этого следует, что на последовательных ступенях эволюции, поведение животного зависит от высших отделов мозга, и от коры в частности. Это один из основных законов мозговой организации получил название – «прогрессивная кортикализация».

Метод хирургического разрушения отдельных участков мозга является не самым лучшим. После него остаются рубцы и происходят обширные нарушения мозговой ткани. Все это мешает изучению роли разрушенного участка коры в построении соответствующей функции.

Поэтому последнее время стали применять другие методы выключения определенных участков мозга, такие как: смазывание отдельных зон мозга алюминиевой пастой, воздействие на участки мозга постоянным током, которое нарушает их нормальное функционирование. Последствия таких воздействий носят временный характер и позволяют, в отличие от метода разрушения, проследить процесс обратного включения участков коры в действующие мозговые системы.

Применение всех вышеперечисленных методов позволяет сделать вывод о том, что по мере эволюции функциональная организация наиболее высоких структур мозговой коры становится все более дифференцировать, и каждая система большого мозга приобретает иерархическую организацию. Каждая из действующих систем головного мозга имеет вертикальную организацию и состоит из групп надстроенных друг над другом корковых зон. В основе каждой такой системы лежат первичные зоны коры, над ними надстраиваются вторичные, а над всем этим – третичные зоны коры, которые в процессе эволюции выделяются самыми последними и занимают важное место в коре головного мозга человека. Эти зоны имеют особо сложное строение и имеют много ассоциативных нейронов верхних слоев коры.

Изучение этих структур показало, насколько важную роль играют они в функциональной организации мозга, образуя основу для получения целостной картины мира и формируя, контролируя, регулируя человеческую деятельность.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: