I. 1. 2. Мозг и психика

Психика является свойством мозга. "Ощущение, мысль, сознание есть высший продукт особым образом организованной материи"1. Психическая деятельность организма осуществляется посредством множества специальных телесных устройств. Одни из них воспринимают воздействия, другие - преобразуют их в сигналы, строят план поведения и контролируют его, третьи - придают поведению энергию и стремительность, четвертые - приводят в действие мышцы и т. д. Вся эта сложнейшая работа обеспечивает активную ориентацию организма в среде и решение жизненных задач.

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

Строение нервной системы и психика

Одноклеточный организм, каковым является, например, амеба, не имеет никаких специализированных органов ни для восприятия пищи, ни для ее поиска, ни для ее переваривания. Одна и та же клетка должна быть и ощущающим органом, и двигательным, и пищеварительным. Вполне понятно, что жизненные возможности амебы - ее способность добывать пищу и избегать гибели - крайне ограниченны. У высших же животных специализация органов позволяет различать пищу, реагировать на опасности с большой быстротой и точностью. Специализация выражена в появлении клеток, единственной функцией которых становится восприятие сигналов. Эти клетки образуют так

называемые рецепторы (аппарат, воспринимающий воздействие внешней среды). Другие клетки берут на себя осуществление мышечной работы или секреции различных желез. Это эффекторы. Но специализация разделяет органы и функции, тогда как жизнь требует непрерывной связи между ними, согласования движений с потоками сигналов от окружающих предметов и самого организма. Это достигается благодаря главному "пульту управления" - центральной нервной системе, действующей как единое целое.

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

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

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

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

По современным научным представлениям, спинной мозг и мозговой ствол осуществляют главным образом те формы

рефлекторной деятельности, которые являются прирожденными (безусловные рефлексы), тогда как кора больших полушарий - это орган приобретаемых при жизни форм поведения, регулируемых психикой.

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

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

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

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

Современные исследования, проводимые как у нас в стране, так и за рубежом, показывают, что общие закономерности высшей нервной деятельности обнаруживаются в активном

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

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

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

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

Мозговые механизмы психических процессов человека имеют много общего с механизмами психики животных. Общий

характер строения и работы нервной системы у всех млекопитающих один и тот же. Поэтому изучение мозга животных чрезвычайно важно для развития не только физиологии, но и психологии. Но нельзя забывать и о том, что различия между психической деятельностью человека и животных носят не только количественный (он достаточно очевиден), но и качественный характер2. Эти различия возникли естественным путем под действием труда - могучего материального фактора, преобразившего все структуры и функции человеческого организма. Изменился и орган психики - головной мозг. Его качественные отличия от мозга животных ярко выступают при изучении механизмов высших познавательных процессов, и прежде всего мышления. Эти процессы не локализуются в определенных участках мозга подобно процессам ощущений и восприятий. Если у человека поражена затылочная часть коры, то утрата им зрительных ощущений неизбежна. Повреждение же участков мозга, связанных с высшими познавательными процессами, носит иной характер. В этом случае функции поврежденного участка может взять на себя другой. Большая пластичность, взаимозаменяемость свойственны нервной ткани, работа которой лежит в основе умственных и речевых актов.

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

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

Психическое и нервно-физиологическое в работе мозга

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

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

Исследование специфики психического существенно затруднялось из-за того, что в содержании и структуре психики нейрофизиологические процессы не были представлены и оставались неуловимыми. Психические явления при этом казались лишенными своего субстрата, "бестелесными", нематериальными, что усиленно использовали идеалисты для построения различных учений о существовании особой бестелесной души. Вот почему стремление сохранить последовательно материалистический подход к психическим явлениям приводило иногда к другой серьезной ошибке: к отождествлению психического с физиологическим и к попытке заменить психологию физиологией. Об ошибочности этой попытки свидетельствует рефлекторная теория психического, которая показывает реальную, активную, регулирующую роль психики в рефлекторном акте. Исследования последних лет, осуществляемые психологами, физиологами и кибернетиками, дают возможность, исходя из трактовки сигнала, принятой в кибернетике, глубже понять своеобразие психического по сравнению с нервным, функцией которого оно является.

Психика и информация3

В ходе развития науки возникла необходимость по четким показателям различать те формы сигнальной деятельности, которые были уже открыты и отражены в рефлекторной теории. Чем отличается ощущение как "первый сигнал" от нервного импульса или сигнала? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было раскрыть природу всякого сигнала. Только на этой основе могла быть объяснена искомая специфика его различных форм.

Таков общий путь развития научного знания: специфика явлений становится научно объясненной во всей ее сути только тогда, когда ее удается представить как конкретную форму действия общих закономерностей.

Так, особенности движения планет, установленные и описанные Кеплером, получили свое исчерпывающее объяснение лишь на основе общих законов механики Ньютона. Специфика конкретной социально-экономической формации может быть научно понята тогда, когда мы выведем ее из общих законов социально-исторического развития.

Знание об общих принципах сигнальной деятельности было получено сравнительно недавно, в результате синтеза различных направлений и областей науки. Итогом синтеза явилось создание общей теории сигналов. Согласно этой теории, всякий сигнал есть структурная единица и форма передачи информации. Информация всегда выражает определенное отношение между ее источником и ее носителем. Источником информации служит какой-либо объект, воздействующий на систему, являющуюся ее носителем. Таким источником может быть, например, лицо диктора в телестудии. Носителем же информации будет канал телевизионной связи с его конечным звеном в виде экрана приемной трубки телевизора. Лицо диктора в качестве источника информации представляет совокупность или множество точек с различным распределением освещенности. Соответственно этому в телевизионном канале как носителе информации мы имеем дело с совокупностью или множеством изменяющихся состояний электрического напряжения. Точно так же произносимая речь представляет совокупность или множество изменяющихся состояний звукового давления. Это множество и есть носитель информации. В слуховом аппарате как носителе информации мы имеем дело с совокупностью или множеством нервных импульсов, преобразуемых в слуховое восприятие. Таким образом, и сама информация есть не что иное, как, взаимная упорядоченность двух множеств состояний, одно из которых представлено в источнике, а другое - в носителе.

Общая теория сигналов содержит учение как о мере этой взаимной упорядоченности, так и о ее формах. Мера дает количественную, а форма - структурную характеристику информации. Что касается меры, то она получила выражение в специальных математических формулах и единицах измерения, на которых мы останавливаться не будем. Структурной же характеристики (или формы упорядоченности сигналов) необходимо коснуться из-за ее исключительно важного значения для психологии.

Общей формой взаимной упорядоченности двух множеств является изоморфизм. Каждое множество состоит из элементов (ими могут быть и состояния системы, как в приведенных выше примерах передачи информации). Элементы этого множества

находятся между собой в определенных отношениях. Два множества изоморфны, если некоторой совокупности элементов одного множества соответствует определенный элемент другого множества и каждому отношению между совокупностями элементов в одном множестве соответствует определенное отношение между совокупностями элементов в другом множестве. Таким образом, изоморфизм представляет собой однозначное соответствие элементов и отношений двух множеств. Так, между множеством состояний звукового давления и множеством состояний намагничивания на магнитной ленте существует отношение изоморфизма. Первое множество (записываемый звук) есть источник информации. Второе множество (магнитная запись звука) есть сигнал этого источника. В отношениях изоморфизма с тем же источником информации находится также и множество нервных импульсов в слуховом аппарате человека, воспринимающего звук. Это множество нервных импульсов также служит сигналом (нервным сигналом) указанного источника. Сигнал представляет собой множество состояний своего носителя, изоморфное множеству состояний источника.

Сигналы от одного и того же объекта-источника могут передаваться с помощью различных материальных средств (магнитная запись звука, запись в виде звуковой дорожки патефонной пластинки, запись в виде нервных импульсов). Отношения сигнала к своему источнику могут быть различными с точки зрения полноты воспроизведения этого источника. Временная последовательность изменяющихся состояний электронного луча в телевизоре сама по себе не копирует особенности источника (его форму, размеры и т. д.). Чтобы получить воспроизведение этих свойств, нужно преобразовать сигнал в другую его форму - оптическое изображение на экране. В тех случаях, когда сигнал выступает в своей самой общей форме, не копирующей особенности источника, он является сигналом-кодом соответствующего объекта. Такова магнитная запись звука.

Информация не только несет сведения об объекте. Она выполняет жизненно важную функцию в поведении сложных систем - как технических, так и живых. Нормальная работа системы требует приспособления ее действий к условиям среды. Такое приспособление означает приведение действий в соответствие с объектами, на которые они направлены. Чтобы достигнуть этого, система должна быть информирована как о свойствах объектов, так и о характере выполнения самих действий. Например, автоматическое управление космическим кораблем требует непрерывной информированности об условиях полета; в тех случаях, когда происходит отклонение от трассы, в управляющую систему поступают сигналы, позволяющие восстановить намеченный курс.

Сходным образом при выполнении нами двигательных актов нервная система, управляющая ими, должна получать

информацию не только от внешних объектов (прямая связь), но и о том, как осуществляется само движение (обратная связь), насколько оно соответствует решаемой задаче. Процесс управления совершается на основе сигналов прямой и обратной связи.

Итак, информация осуществляет две взаимосвязанные функции: с одной стороны, она осведомляет систему о свойствах среды, с другой - организует действия системы соответственно меняющимся условиям. Первая функция информации - осведомительная, вторая - управляющая. Как было показано, управление возможно только на основе осведомления, и чем полнее осведомление, тем эффективнее управление. Между тем общая форма сигналов, а именно сигналы-коды, не дает полного воспроизведения объектов, их качественных особенностей и пространственно-временной структуры. Вспомним, например, что сигналы, передаваемые электронным лучом (до их преобразования в изображение), не заключают в себе прямого воспроизведения формы, размеров и других характеристик своего источника. Для того чтобы сигнал-код мог быть использован в целях управления, неполнота содержащихся в нем сведений должна каким-то образом компенсироваться. Она может быть компенсирована, например, тем, что программа операций, выполняемых системой, фиксируется в конструкции ее рабочих органов. Так и обстоит дело в большинстве современных технических систем, которые по необходимости носят специализированный характер.

Как же использовать учение об информации, охватывающее все формы сигналов и все виды управления, для ответа на поставленный выше вопрос о различиях между "первыми сигналами" и нервными сигналами? Современные исследования показали, Что нервное возбуждение как сигнал представляет собой типичную разновидность кода. Поэтому оно достаточно для регулирования тех жизненных процессов, программа осуществления которых фиксирована в организме, в конструкции его внутренних органов. Так, в нормальных условиях регуляция кровяного давления, обмена веществ и т. д. происходит только на основе сигналов нервного возбуждения без участия психики. В области же поведения, т. е. сложного взаимодействия живых существ с окружающей средой, его конкретная программа не может быть жестко фиксирована, ибо это исключило бы возможность гибкого приспособления организма к непрерывно изменяющейся среде. В этом случае неполнота заключенной в нервном коде информации должна быть компенсирована преобразованием самого сигнала, с тем чтобы в этом сигнале получила возможно более содержательное отображение конкретная характеристика объекта - как качественная, так и пространственно-временная.

Такую форму сигналов и представляют собой сигналы-образы Свойственные этим сигналам-образам экспериментально выявленные особенности относительно полно копируют индивидуальные признаки конкретного объекта. В структуре

сигнала-образа воплощается свойственная психике специфическая представленность в ней внешнего мира, о которой говорилось выше. С этим же связана и другая специфическая особенность психики - ее активность, получающая выражение в регулировании действия посредством предметного образа. Тем самым раскрывается искомое различие между психической формой сигнала, например ощущением, и нервным возбуждением как сигналом.

--------------------------------------------------------------------------------

1 Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. - Полн. собр. соч. Изд. 5-е, т. 18, с. 50.

2 Подробно об этом см. в гл. 3 настоящей книги.

3 Раздел написан при участии проф. Л. М. Веккера.

Дата добавления: 2015-07-20