Физиология промежуточного мозга. Психофизиология речи и мыслительной деятельности

Различают четыре степени интеграции слова. Первая степень - слово заменяет чувствительный образ определенного предмета ("ляля" - только конкретная кукла). Эта степень интеграции слова доступна детям конца первого - начала второго года жизни. Вторая степень - слово замещает несколько чувствительных образов однородных предметов ("ляля" - относится уже к нескольким одинаковым куклам). Этот уровень обобщения может быть достигнут к концу второго года.

Третья степень - слово замещает ряд чувствительных образов разнородных предметов ("игрушка" - это и кукла, и мяч, и кубики и т.п.), развивается не ранее третьего года. Четвертая степень - в слове сведен ряд обобщений предыдущих степеней ("вещь" - игрушка, одежда, еда и т.п.), развивается на пятом году жизни.

Развитие экспрессивной речи в значительной мере (с точки зрения сигнального значения) происходит параллельно. Фонетическое приближение лепета ребенка к звукам речи отчетливо выражено во втором полугодии. До этого дети всех национальностей гуляют совершенно одинаково. Возраст, в котором происходит формирование второй сигнальной системы, является также наиболее благоприятным для изучения иностранных языков. Ребенок овладевает тем языком, на котором говорят окружающие, вне зависимости от своей национальной принадлежности. Это первичный (материнский) способ изучения языка, и он базируется на первой сигнальной системе по очень простой схеме: чувственный образ > слово. Кроме того, существует вторичный способ, который основан на знании какого-то другого (родного) языка. Схема при этом усложняется: чувственный образ > слово на родном языке > слово на иностранном языке. Обучение, таким образом, не только взрослых, но и детей гораздо менее эффективно. На основании богатого клинического материала можно составить нейропсихологическую картину речи, ее нейрофизиологические механизмы. Анализ этих материалов показывает, что сенсорная речь связана с корковыми проекциями зрительного, слухового и кожного анализаторов (в случае азбуки для слепых), а также с описанным немецким психиатором и невропатологом К. Вернике центром, расположенным в задней трети верхней височной извилины слева (центр Вернике, или центр понимания речи).

Экспрессивная речь в решающей степени зависит от участка, описанного французским антропологом и хирургом П. Брока, который находится в задней трети нижней лобной извилина слева (центр Брока, или центр экспрессивной речи).

Функционирование этого центра детерминировано как информацией, полученной от принятого речевого сигнала, так и внутренними побудительными причинами, мотивацией.

Опять же клинический опыт свидетельствует, что для обеспечения речевых функций у правшей ведущую роль играет левое полушарие, однако такое соотношение формируется у ребенка после четырех лет. Это следует понимать как подтверждение того, что левополушарные структуры обеспечивают аналитическую, абстрактно-логическую составляющие речевой функции. От участия правого полушария зависит эмоционально-образный компонент речи.

В процессе онтогенеза (индивидуального развития человека) формирование мышления, интеллектуальных способностей происходит несколько фаз:

до двух лет - построение сенсомоторных схем, проявляющихся в целенаправленной двигательной активности, что обеспечивается главным образом таламокортикальными системами;

от трех до семи лет - мыслительная активация сенсомоторных схем, т.е. способность предсказывать, что получится в результате того или иного действия; это совпадает с развитием речи и формированием височной и моторной коры;

от восьми до десяти лет - способность к логическому рассуждению, активизация корково-корковых ассоциативных связей;

4) от одиннадцати до пятнадцати лет - способность к формальным операциям, абстракциям, оценке гипотез.

Исследование физиологических механизмов мышления - задача чрезвычайно трудная, которая еще далека до своего окончательного решения.

Как уже отмечалось, И.П. Павлов в основе механизмов мышления видел временную связь и вторую сигнальную систему. Клинический опыт, а в последнее время ряд современных методов исследования на здоровых людях (электроэнцефалография, позитронно-эмиссионная томография, использование ядерно-магнитного резонанса) позволили выделить мозговые структуры, имеющие непосредственное или опосредственное отношение к процессам мышления.

Установлено, что принятие решения связано с височной и лобной корой, а выработка стратегии реализации решения принадлежит теменно-затылочной коре. Несомненная значимость ретикулярной формации стволовой части мозга, анализаторов, лимбической системы. На примере речевой и мыслительной функции мозга особенно отчетливо выступает функциональная асимметрия мозга. Основные различия в работе полушарий мозга человека впервые обнаружил американский ученый лауреат Нобелевской премии Р. Сперри, который однажды в лечебных целях рискнул рассечь межполушарные связи у больных эпилепсией и с изумлением обнаружил, что два полушария доселе, казалось бы, единого мозга ведут себя как два совершенно различных мозга и даже не всегда до конца понимают друг друга. С тех пор накоплено по этой проблеме очень много интереснейших фактов. В клинических условиях с лечебной целью была разработана методика временного (на 1-2 ч) отключения одного из полушарий, и человек в этих условиях работал только с одним из них.

Оказалось, что у левополушарного человека речь сохранена, в беседе он захватывает инициативу. Словарный запас становится богаче и разнообразнее, ответы более развернутыми и детализированными. Излишне многословен и даже болтлив. Однако речь теряет интонационную выразительность, она монотонная, бесцветная, тусклая. Голос гнусавый, либо лающий. Утрачена способность улавливать интонации. Образное восприятие нарушено, абстрактное - облегчено. Память главным образом теоретического оттенка. Настроение улучшается, становится мягче, приветливее, веселее, оптимистичнее. Страдает образное мышление, сохранено или даже усилено - логическое.

У правополушарного человека речевые возможности резко ограничены. С трудом вспоминает названия предметов, хотя их узнает и может объяснить назначение. Немногословен, охотнее отвечает мимикой и жестами. Ухудшается словесное и улучшается образное восприятие. Нарушается словесно-логическая память. В эмоциональной сфере - сдвиг в сторону отрицательных эмоций.

Правое и левое полушарие у здорового человека находятся в постоянном взаимодействии. Между ними имеются мощные ассоциативные связи (мозолистое тело).

Вот поэтому и восприятие, речь и мышление всегда результат их совместной деятельности.

На сегодняшний день наши представления о физиологических механизмах мышления достаточно ограничены. Можно совершенно определенно говорить, что элементарной функциональной единицей этого процесса, равно как и других психических процессов, является нейрональная активность, т.е. генерация комплекса разрядов, что непосредственно наблюдали при проведении соответствующих тестов во время нейрохирургических операций. Однако в настоящее время даже с помощью самых совершенных методических приемов невозможно одновременно зарегистрировать и проанализировать многомиллиардные комплексы нейрональных объектов. Представляется достаточно очевидным участие в мыслительных операциях нейрохимических процессов и следовой активности. Весьма наглядными являются изменения на электроэнцефалограмме, спонтанной и вызванной, однако они не имеют смысловой специфичности, поэтому по ним прочитать мысли человека нельзя.

Процесс мышления в зависимости от его напряженности, психоэмоционального фона имеет весьма разнообразное вегетативное сопровождение. Это выражается в том, что перераспределяется мозговой кровоток, хотя в целом кровоснабжение меняется слабо, отмечаются локальные сдвиги интенсивности метаболизма и энергетики в мозговых структурах, изменяются частота сердечных сокращений, артериальное давление крови, частота и форма дыхательных движений, уровень обмена энергии в целом, кожно-гальваническая реакция, секреция гормонов и ряд других показателей. Именно они при синхронной регистрации используются в так называемых детекторах лжи. Следует хорошо понимать, что получаемые при этом данные являются лишь косвенными показателями, отражающими больше эмоциональное переживание обсуждаемых ситуаций.

И хотя современная наука не может дать ответ, как нейрональная активность превращается в мысль, тем не менее, нет никаких оснований искать другой субстракт мышления.

6. Современный анализ механизма мышления

До сих пор существовал огромный разрыв между теориями мышления и практикой решения проблем. Без психологических теорий, на основе эмпирического опыта практиков решения проблем, возникли специальные методы, помогающие еще лучше решать проблемы, чем это происходит стихийно: реинжиниринг и синектика, функционально-стоимостный и морфологический анализ, алгоритмическая методика изобретательства Альтшуллера.

Началом революционного пересмотра механизмов мышления стали работы в области искусственного интеллекта. До этого основным объектом внимания психологов были осознаваемые рассуждения, мышление в форме процессов, умственных действий, операций типа сложения многозначных чисел, размышления над такими поэтапными задачами, решение которых объективно состояло из рассуждений. Реально же у человека решение проблем протекает в форме одномоментной генерации интуитивно-очевидных готовых идей. Но психологии, ориентированной только на самоотчеты испытуемых, разобраться с этим было невозможно. И она исследовала то, что было легко доступно.

Специалисты по искусственному интеллекту в содружестве с лингвистами начинали с моделирования простых ответов на простые вопросы. Но эти простые модели показали, как возникают ответы на любые вопросы, а следовательно и то, как возникают любые интуитивные идеи! Сущность мышления оказалась скрытой не в хитрых алгоритмах рассуждений, эвристиках, как это предполагали ранее психологи, а в структуре знаний. При восприятии от условий и от требований задачи по индивидуально-оригинальной структуре знаний автоматически распространяется активация. Встречаясь, эти активационные процессы приводят к ответу. Современные экспертные системы искусственного интеллекта прекрасно воспроизводят мышление врачей и геологов, химиков и инженеров. Однако работа экспертных систем основана на комбинировании тех знаний, которые в них заложили разработчики. Следовательно, экспертные системы, в принципе, не могут предложить идей, которых не было у их создателей. Они полезны малоопытным специалистам или в случае необходимости быстрого принятия сложного решения, но открытий они не сделают.

Зато теория искусственного интеллекта проложила дорогу к теории человеческой интуиции, рождающей любые открытия. Отличие человека от компьютера в том, что знания у каждого человека, особенно в области его постоянной деятельности, индивидуально оригинальны. А о первичных источниках части этих знаний, собираемых в течение всей жизни, человек и сам давно забыл. Поэтому, иногда, авторы оригинальных идей и сами не могут объяснить, откуда они пришли. Хотя, в большинстве случаев, автор идеи прекрасно понимает, на основе каких его индивидуально-оригинальных знаний эти идеи возникли. Таким образом теория искусственного интеллекта, объясняющая как одномоментно возникают готовые идеи, если ее применять для объяснения работы генерации идей на основе индивидуально-оригинальных знаний, по сути, является теорией интуиции.

Интуитивно-очевидные идеи далеко не всегда являются высоко эффективными. Если структура знаний шаблонна, то "озаряют" не эффективные, решающие проблему, идеи, а идеи шаблонные, инерционные. Как же находить эффективные решения, если структура высоковероятных для данного человека знаний шаблонна? Ответ на это дали различные, упомянутые выше, специальные методы поиска новых идей -- различные методики изобретательства, реинжиниринг.

Однако, под всеми этими методами не было теоретической базы, они возникли стихийно, на основе эмпирического опыта. Разработка же теории позволила объединить все знания о методах решении проблем в единый комплекс. Такая теория, названная структурно-активационной теорией мышления, разрабатывалась с 1982 года и в настоящее время подробно изложена в книге Н.Ф. Овчинникова "Новый взгляд на мышление", а кратко -- в "Новый взгляд на мышление" "Тренинге инновационного мышления". Суть этой теории состоит в следующем. В отличие от обычных теорий структур знаний, используемых в работах по искусственному интеллекту и предполагающих относительно однородные структуры, вводится представление о наличии маловероятных областей знаний, связанных с исходно понимаемыми условиями проблемы слабыми или многоступенчатыми, отдаленными связями. При решении задач методом одномоментной генерации интуитивно-очевидных идей используются только наиболее сильные, высоковероятные структуры, фреймы. Остальные, менее вероятные структуры, более или менее связанные с задачей, активируются до подпорогового уровня и не осознаются. При последующих осознанных рассуждениях, размышлениях они могут, получив дополнительную активацию, стать осознанными и привести к новым, альтернативным идеям. Таким образом, даже при структуре знаний мало адекватной проблеме и генерирующей стихийно, в виде интуитивных идей не эффективные решения, возможен выход на альтернативные и эффективные идеи.

Как же надо рассуждать, чтобы выходить на эффективные решения? Парадокс состоит в том, что необходимые для этого размышления часто элементарно просты. Ответ дают методы поиска новых идей -- реинжиниринг, методики изобретательства. Большинство из них являются вариантами системно-логического анализа. Например, морфологический анализ -- это форма элементарной логической операции классификации. Суть в том, что простые схемы размышлений запускают активационные процессы на структурах знаний, которые у каждого оригинальны и имеют огромный объем. Поэтому один и тот же вопрос у разных людей часто порождает разные ответы.

Наиболее детализирована алгоритмическая методика изобретательства Г.С. Альтшуллера /АРИЗ/. Она предполагает осознанные формулировки ответов на следующие вопросы: как можно понимать иерархию целей задачи во все более общем виде, как можно понимать условия, систему задачи в более общем виде, каковы причинно-следственные взаимосвязи в задаче, какие элементы абсолютно необходимы, а какие можно менять и т.д. В отличие от стихийного мышления, автоматически опирающегося на исходно заданные условия, АРИЗ предлагает проанализировать задачу с конца, от идеально понимаемого представления о желаемом конечном результате. То есть это путь от идеальной фантазии. Дети любят фантазировать потому, что они мало знают. Взрослые знают все, у них почти на любой вопрос сразу возникает интуитивно-очевидный ответ. В большинстве случаев такие идеи действительно верны, полезны, эффективны. И взрослые разучились фантазировать, разучились смотреть на мир полиальтернативно, многогранно. В АРИЗ взрослого человека насильно возвращают в детство, заставляя посмотреть на проблему многогранно, идеально.

К сожалению, развитие алгоритмической методики изобретательства постепенно пошло по тупиковому пути. Если вначале Альтшуллер говорил, что его алгоритм -- это на самом деле не жесткий алгоритм "вычисления изобретений", а система переформулировок, ведущая к многогранному пониманию задачи, то позже он стал сводить все именно к жестким схемам "вычисления изобретений", названным потом Теорией Решения Изобретательских Задач /ТРИЗ/. Структурно-активационная теория, показав механизмы мышления, позволяет вернуть методике изобретательства Альтшуллера ее первозданную эффективность.

Системный подход, системный анализ декларируется сейчас чуть ли не везде. Но, без понимания механизмов его эффективности, он не сможет давать максимум пользы. В своей наиболее распространенной форме системный анализ сосредоточен на математических вычислениях и не подразумевает расширенного качественного анализа множества вариантов. Модель проблемы при этом рассматривается не многогранно, полиальтернативно, а так, как она понимается разработчиками интуитивно. Во многих случаях это соответствует реальности и эффективно. Но тогда, когда проблему не удается решить, исходя из интуитивно понимаемой модели ситуации, необходим ее пересмотр, полиальтернативное видение. А полиальтернативное видение надо специально тренировать! В книге об этом говорится в специальном приложении "Системно-реорганизационный полиальтернативный анализ проблем".

Практика преподавания алгоритмической методики изобретательства Альтшуллера показала, что простая формулировка ее элементов, хотя и помогает многограннее видеть задачу, но часто недостаточна. Первичная интуитивная, часто шаблонная идея решения очень прочно сидит в голове и мешает осознанию альтернативных подходов. В методике изобретательства разрушение опоры на инерционное мышление достигается за счет решения множества задач с оригинальными, не стандартными решениями, которые достигаются именно благодаря методике. В результате такого обучения формируется новый стиль мышления, когда обучаемые, благодаря богатому опыту эффективного решения задач с помощью осознанного системного пересмотра понимания проблемы, научаются автоматическому переходу от мгновенной генерации шаблонных идей к детальному системно-логическому анализу.

При решении проблем высококвалифицированными специалистами они обычно видят ситуацию наилучшим образом. В этих случаях главным является не столько опора на имеющиеся знания /они используются и так оптимально/, сколько детализация модели проблемы по информации извне. Однако, и в этом случае полезен полиальтернативный системно-логический подход, если проблему не удается решить сразу интуитивно. Детальный системно-логический анализ альтернатив помогает шире подходить к выбору путей сбора информации извне, планированию экспериментов, генерации познавательных гипотез. Тренинг полиальтернативного системно-логического мышления полезен и при интерпретации информации, полученной извне.

Из структурно-активационной теории мышления следуют и выводы о перспективах дальнейшего развития систем искусственного интеллекта. Ввести в компьютер все индивидуально-оригинальные знания, накапливаемые каждым специалистом в течение жизни, не реально. Поэтому наиболее перспективна организация такого диалога человека с компьютером, при котором, как на сеансе психотерапевта, из подсознания специалиста будут извлекаться оригинальнейшие решения, основанные на комбинаторике огромных индивидуально-оригинальных знаний. Как это организовать и показано в книге /1/ на 50 примерах генерации оригинальных идей, каждый из которых проиллюстрирован схемой подсознательных механизмов мышления.

Заключение

Виды влияний нервной системы и механизмы их реализации. Существует два вида влияний нервной системы на органы: пусковое и модулирующее (корригирующее).

Пусковое влияние вызывает деятельность органа, находящегося в покое, а также прекращение импульсации, вызвавшей деятельность, ведет к возвращению органа в исходное состояние. Примером такого влияния могут служить: запуск секреции пищеварительных желез на фоне их функционального покоя; инициация сокращений покоящейся скелетной мышцы при поступлении к ней импульсов от мотонейронов спинного мозга или от мотонейронов ствола мозга по эфферентным нервным волокнам. После прекращения импульсации в нервных волокнах, в частности в соматических волокнах, сокращение мышцы также прекращается, мышца расслабляется.

Модулирующее (корригирующее) влияние ведет к изменению интенсивности деятельности органа, деятельность которых без нервных влияний невозможна. Так и на органы, которые могут работать без пускового влияния нервной системы. Примером модулирующего влияния на уже работающий орган могут быть усиление ил угнетение секреции пищеварительных желез, усиление или ослабление сокращения скелетных мышц. Модулирующее влияние осуществляется:

1) посредством изменения характера электрических процессов в органе;

2) с помощью изменения интенсивности обмена веществ в органе, т.е. биохимических процессов;

3) за счет изменения кровоснабжения органа (сосудодвигательный эффект). Пусковое влияние реализуется посредством инициации процессов возбуждения в органе.

Рефлекторный принцип нервной регуляции. Рефлекс - реакция организма на раздражение сенсорных рецепторов, осуществляемая с помощью нервной системы. Каждый рефлекс осуществляется посредством рефлекторной дуги. Рефлекторная дуга - это совокупность структур, с помощью которых осуществляется рефлекс. У рефлекторной реакции может быть гормональное звено, что характерно для регуляции функций внутренних органов, т.е. вегетативных функций. Если включается гормональное звено, то это осуществляется за счет дополнительной выработки биологически активных веществ.

Единство регуляторных механизмов заключается в их взаимодействии. Например, увеличение содержания углекислого газа в крови возбуждает хеморецепторы аортальной и синокаротидной рефлексогенных зон, при этом увеличивается поток импульсов по соответствующим нервам в ЦНС, а оттуда - к дыхательной мускулатуре, что ведет к учащению и углублению дыхания. Углекислый газ действует на дыхательный центр и непосредственно, что также вызывает усиление дыхания.

Поддержание показателей внутренней среды организма осуществляется с помощью регуляции деятельности различных органов и физиологических систем, объединяемых в единую функциональную систему. Таким образом, нервная система и промежуточный мозг, как её составная часть, является структурой, обеспечивающей взаимодействие организма с внешним миром и поддержание в нормальном состоянии внутренней среды организма.

Литература

Анатомия, физиология, психология человека: Ил. крат. слов. / Под ред. А.С. Батуева. СПб.: Лань, 1998. 268 с.

Бшич Г.Л., Назарова Л.В. Основы валеологии. СПб.: Водолей, 1998. 368 с.

Брин В.Б. Физиология человека в схемах и таблицах. Ростов н/Д: Феникс

Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности. М.:Учеб. лит., 1997.338 с.

Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология. М.: Изд-во Моск.

Основы психофизиологии / Под ред. Ю. И. Александрова. М.: ИНФРА-М

Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека. М.: Медицина, 1998

Сапин М.Р., Сивоглазоь Р.И. Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма. М.: Академия, 2000. 365 с.

Смирнов В.М. Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков. М.: Академия, 2000. 325 с.

Судаков К. В. Нормальная физиология. М.: Медицина, 1999. 331 с.

Физиология человека / Н.А. Агаджанян, Л.З. Тель, В.И Циркин, С.А. Чеснокова. - СПб. : Сотис, 1998. 385 с.

Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека: В 2 т. М.: Мир, 1996. 625 с.

Шостак В.И., Лытаее С.А. Физиология психической деятельности человека. СПб.: Деан, 1999. 3 16 с.

Шульговский В.В. Физиология центральной нервной системы. М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1997. 283 с.

Овчинников Н.Ф. Новый взгляд на мышление. Р. н/Д., РостИздат, 2008. Электронная версия: http://www.koob.ru/ovchinnikov/.

Овчинников Н.Ф. Тренинг инновационного мышления. // Вестник ЦДО. Электронный журнал. http://de.dstu.edu.ru/CDOMessenger/pedagogy/trening/trening.htm

Размещено на Allbest.ru