Психофизиология ощущения. Восприятие.

Основные функции сенсорных систем, их возрастные особенности.

Восприятие или перцепция представляет собой совокупность процессов, посредством которых формируется идеальная модель (субъективный образ) объективно существующей реальной действительности.

Раздражимость – способность реагировать на те или иные внешние воздействия у примитивных одноклеточных организмов – первый шаг в развитии самых сложных форм восприятия.

Одно из главных мест в процессах восприятия занимает система кодирования информации. Каким образом импульсация, идущая от разных специализированных рецепторов органов чувств передает информацию разных типов? Наиболее простой ответ предполагает, что мозг узнает о типе воздействующего стимула на основании того, в какой конечный пункт назначения в коре больших полушарий приходит нервный импульс. Так, потенциалы действия, поступающие в зрительную кору, несут информацию о зрительных стимулах, поступающие в слуховые зоны – о звуках и т.д. Однако, каким образом мозг различает разные качества каждого стимула в пределах одной модальности, т.е. как мозг дифференцирует разные зрительные или звуковые раздражители? Такие тонкие различения осуществляются на основе особых форм организации импульсной активности нейронов, которые получили название кодов. С точки зрения Дж. Сомьена наиболее распространена в сенсорных системах передача информации с помощью частоты разрядов нейронов. Возможны и другие варианты: плотность импульсного потока, интервалы между импульсами, особенность организации импульсов в пачке (группе) импульсов – периодичность пачек, длительность, число импульсов в пачке и т.д.

Нейрон-детектор – это высокоспециализированная нервная клетка, способная избирательно реагировать на тот или иной признак сенсорного сигнала. Такие клетки выделяют в сложном раздражителе его отдельные признаки. Нейроны-детекторы были обнаружены в 60-е годы в сетчатке глаза, а затем в зрительной коре. Итак, нейроны – детекторы обладают избирательной чувствительностью по отношению к отдельным сенсорным параметрам, например, движущуюся тень от предмета, циклические взмахи крыльев и т.д. Итак, первичный анализ стимула происходит в рецепторе. Далее возбуждение передается в неокортекс, где аналогичные нейроны-детекторы его расшифровывают. Кроме того, возбуждение передается другим нейронам с возрастающей способностью к обобщению отдельных признаков объектов и полимодальные нейроны, т.е. нейроны, способные реагировать на стимулы разных сенсорных модальностей.

Несмотря на то, что имеющихся данных о механизмах детектирования явно недостаточно, тем не менее многие исследователи считают их универсальными для всех сенсорных систем.

Нарушения в системе кодирования, или дефекты восприятия в младенческом и детском возрасте, особенно зрительного и слухового, не только обедняют представления человека об окружающей действительности, но и исключают без специальных приемов развитие речи, мышления, интеллекта, катастрофически отражаются на развитии других психических процессов, делают человека глубоким инвалидом с ограниченной жизнеспособностью.

Совокупность процессов, обеспечивающих восприятие, развивается на морфологических структурах, обозначаемых как органы чувств, афферентные системы, сенсорные системы, анализаторы. Термин анализаторы впервые ввел И.М.Сеченов, а учение об анализаторах разработал И.П.Павлов. Между этими терминами есть различия, которые нами будут игнорироваться.

Сколько у человека анализаторов? Их меньше, чем видов ощущений, но их столько, сколько необходимо, чтобы человек воспринимал все многообразие биологически значимых на протяжении эволюции факторов внешней среды. За последние 100 – 150 лет появились факторы, безусловно биологически значимые для человека, например, радиоволны, ионизирующее излучение, но для их восприятия у человека нет соответствующих структур. Сенсорный компонент от их воздействия может возникать вторично в результате развивающихся в организме изменений.

По Павлову у человека 8 анализаторов: зрительный, слуховой, вестибулярный (стато-кинетический), вкусовой, обонятельный, кожный (обеспечивающий температурную и тактильную чувствительность), двигательный (проприоцептивный, обеспечивающий восприятие сигналов от опорно-двигательного аппарата) и висцеральный (интерорецептивный, воспринимающий информацию от внутренних органов).

Наличие и функционирование только 8 анализаторов обеспечивает трудноперечислимое множество ощущений. Взаимодействие анализаторов дает разнообразие ощущений.

Сенсорные сигналы несут в мозг внешнюю информацию, необходимую для ориентации во внешней среде, оценки состояния самого организма. Сенсорной системой называют часть нервной системы, воспринимающую внешнюю для мозга информацию, передающую ее в мозг и анализирующую ее.

Основные функции сенсорных систем: обнаружение сигналов во внешней среде, их различие, передача, преобразование и кодирование, а также определение признаков сенсорного образа и его опознание. Обнаружение и первичное различение сигналов осуществляется рецепторами, а их детектирование и опознание – нейронами корковых уровней сенсорной системы. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех уровней системы.

Сенсорные системы или анализаторы по И.П.Павлову состоят из периферического отдела (рецепторы), проводникового отдела и коркового отдела.

Рецептором называют специализированную клетку, эволюционно приспособленную к восприятию из внешней или внутренней среды определенного раздражителя.

При действии стимула в рецепторе происходит преобразование энергии внешнего раздражения в рецепторный сигнал. Этот процесс включает в себя три этапа: 1) взаимодействие стимула с рецепторной белковой молекулой, которая находится в мембране рецептора 2) усиление и передачу стимула в пределах рецепторной клетки 3) деполяризация клеточной мембраны рецепторной клетки (рецепторный потенциал).

Различают рецепторы зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные, терморецепторы, проприо- и вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве).

Кроме того рецепторы разделяют на внешние – экстерорецепторы (зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные) и внутренние – интерорецепторы (вестибуло- и проприорецепторы).

По характеру контакта со внешней средой: дистантные (получающие информацию на расстоянии от источника раздражения) – зрительные, слуховые, обонятельные; контактные (возбуждающиеся при непосредственном контакте с раздражителем) – вкусовые и тактильные.

В зависимости от природы раздражителя: фоторецепторы, хеморецепторы, механорецепторы, терморецепторы, болевые – ноцицепторы.

Ощущение представляет собой субъективный эквивалент элементарного раздражителя. Например, длина волны электромагнитного излучения – ощущение цвета, частота колебаний давления воздуха – ощущение звука.

Чувствительность рецепторных элементов к адекватным раздражителям, к восприятию которых они приспособлены в процессе эволюции, высока. Так, обонятельный рецептор может возбудиться при действии одиночной молекулы пахучего вещества, фоторецептор – при действии одного кванта света.

От момента воздействия раздражителя на рецепторы до прихода нервных импульсов в первичную проекционную зону и развития там соответствующих процессов, в результате которых возникает ощущение, проходит определенный промежуток времени миллисекундного диапазона. Кроме того, ощущение сохраняется еще некоторый промежуток времени после прекращения действия раздражителя, что обусловливает инертность наших ощущений. Вот почему мелькание света с частотой около 50 Гц или более воспринимается нами как непрерывный свет.

Развитие ощущений связано с функционированием путей по которым в первичную проекционную кору анализатора поступают строго мономодальные сигналы, т.е. связанные с элементарными признаками. Развивающийся нейродинамический процесс детерминирован именно такого рода сигналами, а поэтому выражение его в субъективном эквиваленте – ощущение, столь же узкомодально и недостаточно для восприятия образа или явления внешнего мира. Например просто ощущение красного цвета еще не означает что находится перед нами – предмет одежды, книга, картина или что-то другое. Но эти процессы являются первым этапом, позволяющим обеспечить более сложный процесс – формирование образа.

Формирование образа по своей сути – это слияние (конвергенция) во вторичной проекционной зоне коры больших полушарий информации о всех элементарных признаках воспринимаемого предмета или явления. Это не означает, что в данной структуре формируется в прямом смысле изображение объекта, хотя в некоторых случаях, например, при зрительном или тактильном восприятии. Такая ситуация может иметь место.

Если у ребенка нарушены последующие процессы перцепции (при некоторых поражениях структур головного мозга), то он может назвать отдельные элементы, детали, объекты, все их перечислить, но опознать или назвать этот предмет он не может. Нейрофизиологической основой формирования образа является широкая гетеромодальность ассоциативных ядер зрительного бугра и еще более широкая вторичных проекционных зон коры. Сигналы от первичных зон стекаются в указанные структуры и формируют целостный образ.

Опознание образа – завершающий этап восприятия, который заключается в отнесении этого образа к известному конкретному кругу предметов и явлений. Критерием опознания является способность вербализовать этот образ (обозначить словом) или адекватное реагирование. Иначе говоря понимание ощущения, способность обозначить его словом – это восприятие.

В поведенческих актах, процессы, обеспечивающие этот этап не имеют столь строгой локализации, они протекают в обширных ассоциативных зонах коры, и особенно в височной коре. Поражение относительно небольших участков ассоциативной коры заметно не обнаруживается в поведении и психических способностях человека. И только при достаточно массивных повреждениях изменения психики, в том числе и в опознании образов, весьма выражены.

Опознание образов по своим нейрофизиологическим механизмам явление чрезвычайно сложное. В настоящее время можно говорить только о части из них.

Во-первых, обнаружены так называемые врожденные детекторы признаков, которые обладают избирательной чувствительностью к какому-то строго определенному признаку и ни на что другое не реагируют. По всей видимости таких детекторов-признаков ограниченное количество, они не способны обеспечит опознание образа в целом, однако и без них оно невозможно, потому что речь идет о немногих ключевых признаках.

Во-вторых, показано формирование в процессе индивидуальной жизнедеятельности приобретенных детекторов различной степени сложности, т.е. их специфическое реагирование охватывает широкий диапазон от отдельных признаков до целостных образов. Формирование таких детекторов обозначают как сенсорное обучение, и следовательно оно тесно связано с мнестическими процессами. Если в памяти или представлениях человека не хранится информация о каком-либо образе, то опознание его оказывается невозможным (рис. Стр.46).

Как следует из этого рисунка, образ характеризуется набором элементарных признаков, в данном случае – двумя наклонными и одной горизонтальной линиями (1). Детекторы признаков (2), получая информацию обо всем образе, реагируют по принципу «да» - «нет». Детекторы образов (3), получая информацию от всех детекторов предыдущего этапа, дифференцированно реагируют на количество идентичных признаков. И на заключительном этапе детектор принятия решения (4), сравнивая информацию от детекторов предыдущего этапа, выявляет, какой из них имеет наибольшее количество идентичных признаков, что является основанием для отнесения его к тому или иному образу.

В-третьих, в процессе опознания немаловажную роль играет творческий мыслительный процесс, порой добавляя недостающие признаки или оценивая вероятность того или иного образа. Какая фигура изображена на рис.4 (стр. 48)? Большинство людей отвечают «треугольник», хотя всякий согласится, что здесь представлены три по-разному ориентированных одинаковых угла. В жизни таких ситуаций громадное множество. Опознание образов характеризуется инвариантностью, т.е. учитываются наиболее важные признаки, отражающие существо этого образа, игнорируются некоторые, чисто формальные. На рис.5 (стр. 48) представлены совершенно разные по форме и размерам изображения, однако, всякий грамотный человек их опознает как одну и ту же букву. А человек, не знакомый с кириллицей и латиницей, ребенок еще не умеющий читать или просто неграмотный человек будут воспринимать их как разные фигуры.

При определенных ситуациях процессы перцепции могут быть нарушены, что в общем виде проявляется в том, что субъективный образ не адекватен объективной реальности (иллюзии), а в некоторых случаях бывает чисто эндогенного происхождения (галлюцинации, фантомное восприятие).

Взаимодействие сенсорных систем осуществляется на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровнях. Особенно широка интеграция сигналов в ретикулярной формации. В коре происходит интеграция сигналов высшего порядка. В результате множественных связей с другими сенсорными и неспецифическими системами многие корковые нейроны приобретают способность отвечать на сложные комбинации сигналов разной модальности. В особенности это свойственно нейронам ассоциативных областей. Такая пластичность обеспечивает перестройку свойств нейронов при опознании новых раздражителей. Межсенсорное взаимодействие на корковом уровне создает условия для формирования схемы мира и увязки с ней собственной схемы тела.

Проблема участия различных отделов мозга, в первую очередь, коры в процессах восприятия изучалась экспериментально. Одна из основных топографических концепций – А.Р.Лурии о трех функциональных блоках головного мозга. Первый блок (ствол мозга) обеспечивает регуляцию тонуса и бодрствования; второй (задние отделы коры) – получение, переработку и хранение информации, поступающей из внешнего мира; третий (передние отделы коры) – программирование, регуляцию, контроль психической деятельности. Функциональное обеспечение восприятия связано с деятельностью второго блока. Кроме того, правое и левое полушария мозга отличаются особенностями восприятия.

К моменту рождения все сенсорные системы не достаточно сформированы. Это связано с общей незрелостью коры больших полушарий. Основная закономерность в характере созревания мозга как многоуровневой иерархической системы проявляется в том, что эволюционно более древние структуры развиваются раньше. Для развития каждого последующего уровня необходимо полное созревание предыдущего. Так, для созревания проекционной коры необходимо формирование структур, через который поступает сенсорная специфическая информация.

В первые дни и месяцы жизни ребенка наиболее зрелыми являются обонятельный, вкусовой и кожный анализатор, хотя их уровень зрелости еще далек от окончательного. Полное формирование сенсорных систем и их способность к функциональному взаимодействию заканчивается к концу периода полового созревания. К старости чувствительность всех анализаторов снижается.

Дата добавления: 2015-07-20