3. Общая структурно-функциональная модель работы мозга как субстрата психической деятельности.

В нейропсихологии на основе анализа клинических данных (т. е. изучения нарушений психических процессов при различных локальных поражениях мозга) была разработана общая структурно-функциональная модель работы мозга как субстрата психической деятельности (А. Р. Лурия, 1970, 1973). Она характеризует наиболее общие закономерности работы мозга как единого целого и является основой для объяснения его интегративной деятельности.

Согласно данной модели, весь мозг может быть подразделен на три основных структурно-функциональных блока:

I— энергетический блок, или блок регуляции уровня активности мозга и (сегодня мы уже можем добавить) коодаптации;

II — блок приема, переработки и хранения экстероцептивной(т. е. исходящей извне) информации;

III — блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности. Каждая высшая психическая функция (или сложная форма сознательной психической деятельности) осуществляется при участии всех трех блоков мозга, вносящих свой вклад в ее реализацию.

А) I блок — регуляции общей и избирательной неспецифической активации мозга, — включающий ретикулярные структуры ствола, среднего мозга и диэнцефальных отделов, а также лимбическую систему и медиобазальные отделы коры лобных и височных долей мозга:

1 — мозолистое тело,

2 — средний мозг,

3 — теменно-затылочная борозда,

4— мозжечок,

5 — ретикулярная формация ствола,

6 — крючок,

7 — гипоталамус,

8 — таламус.

Именно здесь происходит закладка несущей вертикальной оси неросоматической организации человека - интегративных подкорко-корковых, спинально- подкорко-корковых петель и сетей.

Здесь же располагается центр интеграции нервно-соеденительнотканной энергоинформационной актуализации человека.

1 ФБМ формирует, контролирует (активизируя, тормозя, катализируя) моделирует все соматические, когнитивные, эмоционально-потребностные процессы в их взаимодействии. Он опосредует оптимальный статус и иерархию в первую очередь регуляторных (непроизволного и произвольного) уровней поведения человека, их сонастроенный, сбалансированный ансамбль в условиях постоянно меняющейся внутренней и внешней информации. Активизировать и реализовать такую программу возможно только в условиях формирования постоянного сенсомоторного контроля, которая обеспечивает фиксацию систем обратной связи.

Это уровень непроизвольной саморегуляции, который включает наиболее жесткие, генетически заложенные (архаичные) инстиктивные формы психической актуализации, опосредуемые витальными, безусловными, филогенетически обусловленными потребностями и базальными аффектами человека.

С ними ассоциируются базовые механизмы развитития: инпритинг, ритмология, ансамбль пейсмекерных пусковых механизмов поведения.

Помимо общих неспецифических активационных функций, первый блок мозга непосредственно связан с процессами памяти(в их модально-неспецифической форме), с запечатлением, хранением и переработкой разномодальной информации. Решающее значение этого блока в мнестической деятельности подтверждено многочисленными наблюдениями за больными с поражением срединных неспецифических структур мозга, причем высшие уровни этих структур связаны преимущественно с произвольными формами мнестической деятельности (А. Р. Лурия, 1974а, 1976; Я. К. Киященко и др., 1975; Ю. В. Микадзе, 1979 и др.).

Первый блокмозга является непосредственным мозговым субстратом различных мотивационных и эмоциональных процессов и состояний(наряду с другими мозговыми образованиями). Лимбические структуры мозга, входящие в этот блок (область гиппокампа, поясной извилины, миндалевидного ядра и др.), имеющие тесные связи с орбитальной и медиальной корой лобных и височных долей мозга, являются полифункциональными образованиями. Они участвуют в регуляции различных эмоциональных состояний, прежде всего, сравнительно элементарных (базальных) эмоций (страха, удовольствия, гнева и др.), а также мотивационных процессов, связанных с различными потребностями организма. В сложной мозговой организации эмоциональных и мотивационных состояний и процессов лимбические отделы мозга занимают одно из центральных мест.

Этот блок мозга воспринимает и перерабатывает разную интероцептивную информацию о состояниях внутренней среды организма и регулирует эти состояния с помощью нейрогуморальных, биохимических механизмов.

Таким образом, первый блок мозга участвует в осуществлении любой психической деятельности, особенно в процессах внимания, памяти, регуляции эмоциональных состояний и сознания в целом.

Б) II блок — приема, переработки и хранения экстероцептивной информации, — включающий основные анализаторные системы (зрительную, кожно-кинестетическую, слуховую), корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий:

1 — премоторная область,

2 — прецентральная извилина,

3 — центральная извилина,

4 — моторная область,

5 — префронтальная область.

Это операциональный уровень заложенных и приобретенных в течении жизни навыков и автоматизмов в любой сфере человеческого бытия: письма, речи, сонсомоторныхпатернов (от сосания соски до игры на фортепиано), памяти, алгоритмов мышления.

2 ФБМ собственно активно актуализирует и активизирует поведение во всех его проявлениях, в то время как 1 и 3 ФБМ обеспечивает главным образом его инициацию, пластичность протекания и регуляцию во всех проявлениях.

Это пласт психики, который позволяет актуализироваться в любой ситуации без привлечения дополнительных средств осознавания.

Работа этого блока обеспечивает модально-специфические процессы, а также сложные интегративные формы переработки экстероцептивной информации, необходимой для осуществления высших психических функций.

Все основные анализаторные системы организованы по общему принципу: они состоят из периферического (рецепторного) и центрального отделов.

Периферические отделыанализаторов осуществляют анализ и дискриминацию стимулов по их физическим качествам (интенсивности, частоте, длительности и т. п.).

Центральные отделыанализаторов включают несколько уровней, последний из которых — кора больших полушарий.

Кора задних отделов больших полушарий обладает рядом общих черт, позволяющих объединить ее в единый блок мозга. В ней выделяют «ядерные зоны» анализаторов и «периферию» (по терминологии И. П.Павлова), или первичные, вторичные и третичные поля (по терминологии А. В. Кэмпбелла).

К ядерным зонам анализаторов относят первичные и вторичные поля, к периферии — третичные поля.

Первичные поля корыпо своей цитоархитектонике принадлежат к коникортикальному, или пылевидному, типу, который характеризуется широким IV слоем с многочисленными мелкими зерновидными клетками.

Все первичные корковые поля характеризуются топическим принципом организации(«точка в точку»), согласно которому каждому участку рецепторной поверхности (сетчатки, кожи, кортиевого органа) соответствует определенный участок в первичной коре, что и дало основание называть ее проекционной.

Величина зоны представительства того или иного рецепторного участка в первичной коре зависит от функциональной значимости этого участка.

Функции первичной коры состоят в максимально тонком анализе различных физических параметров стимулов определенной модальности, причем клетки-детекторы первичных полей реагируют на соответствующий стимул по специфическому типу (не проявляя признаков угасания реакции по мере повторения стимула).

Вторичные корковые поляпо своей цитоархитектонике характеризуются большим развитием клеток, переключающих афферентные импульсы IV слоя на пирамидные клетки III слоя, откуда берут свое начало ассоциативные связи коры.

Вторичные корковые поля функционально объединяют разные анализаторные зоны, осуществляя синтез раздражений и принимая непосредственное участие в обеспечении различных гностических видов психической деятельности.

Третичные поля коры многофункциональны. С их участием осуществляются сложные надмодальностные виды психической деятельности — символической, речевой, интеллектуальной.

Системы связей первичных, вторичных и третичных полей коры (по Г. И. Полякову):

I — первичные (центральные) поля;

II — вторичные (периферические) поля;

III — третичные поля (зоны перекрытия анализаторов). Сплошной линией выделены системы проекционных (корково-подкорковых) проекционно-ассоциативных и ассоциативных связей коры; пунктиром — другие связи.

1 — рецептор; 2 — эффектор; 3 — нейрон чувствительного узла; 4 — двигательный нейрон; 5, 6 — переключательные нейроны спинного мозга и ствола; 7-10 — переключательные нейроны подкорковых образований; 11, 14 — афферентные волокна из подкорки; 13 — пирамида V слоя; 16 — пирамида подслоя III; 18 — пирамиды подслоев III₂ и III; 12, 15, 17 — звездчатые клетки коры

В) III блок — программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности, — включающий:

4 – моторные,

1 – премоторные,

5 – префронтальные отделы мозга с их двухсторонними связями.

Данный блок мозга регулирует два типа процессов активации:

♦ общие генерализованные изменения активации, являющиеся основой различных функциональных состояний;

♦ локальные избирательные изменения активации, необходимые для осуществления высших психических функций.

Это уровень произвольной саморегуляции, самостоятельного активного программирования человеком протекалия любого психического процесса и поведения на ближайшие 10 минут и более отдаленный срок. Он осуществляет:

- построение перспективных планов, целей, задач;

- выбор способов и условий его реализации;

- упорядочивание и ранжирование этапов;

- контроль за их протеканием и реализацией;

- лперативное реагирование;

- детекция ошибок и их своевременная коррекция;

- сопоставление желаемого результата с полученным с вытекающими из этого последствиями: удовлетворение продуктом, дебют следующей программы; неудовлетворенность продуктом и воспроизведение программы со всеми наблежащими мерами коррекции и реабилитации.

Схема соматотопической проекции общей чувствительности и двигательных функций в коре головного мозга (по У. Пенфилду):

А — корковая проекция общей чувствительности;

Б — корковая проекция двигательной системы.

Относительные размеры органов отражают ту площадь коры головного мозга, соответствующие ощущения и движенияс которой могут быть вызваны

Как видно из рис. 11, Б, «двигательный» человечек имеет непропорционально большие губы, рот, руки, но маленькие туловище и ноги — в соответствии со степенью управляемости теми или иными группами мышц и их общим функциональным значением. «Чувствительный» человечек в целом повторяет строение «двигательного» (рис. 11, А).

Поражения аппаратов первогоблока (стволовых отделов мозга, аппаратов медиальной коры или лимбической области) приводит к модально-неспецифическому снижению тонуса коры и делает избирательное, селективное протекание психической деятельности невозможным или очень трудным.

Поражение аппаратов второго блока (вторичных отделов левой височной или теменно-затылочной области) существенно нарушает условия, необходимые для приема и переработки информации, причем каждое из этих поражений приводит к отчетливым модально-специфическим (зрительным, слуховым, пространственно-кинестетическим) нарушениям, а поражения этих аппаратов левого полушария коренным образом ограничивают возможность переработки соответствующей информации при помощи языка.

♦ завершается психическая деятельность фазой сличения полученных результатов с исходным «образом результата». В случае несоответствия этих данных психическая деятельность продолжается до получения нужного результата.

Наконец, поражение аппаратов третьего блока (лобных отделов мозга), не изменяя общего тонуса коры и не затрагивая основных условий процесса приема информации, существенно нарушает процесс ее активной переработки, затрудняя процесс возникновения намерений, программирования действий, препятствует стойкой регуляции и контролю за их протеканием.

Легко видеть, что каждая из этих форм поражений мозга устраняет то или иное условие, необходимое для нормального протекания сознательной деятельности, и приводит к ее дезинтеграции, к распаду организованно работающих функциональных мозговых систем.

Едва ли наиболее существенным является, однако, тот факт, что каждое из таких поражений нарушает сознательную деятельность особым, специфическим образом, так что распады функциональных систем, возникающие в результате снижения тонуса коры, в результате нарушения модально-специфических форм обработки информации или в результате нарушения регулярной деятельности, резко отличаются друг от друга.

Лекция 4.

Тема: Проблема межполушарной асимметрии мозга и межполушарного взаимодействия

Вопросы:

1. Введение в тему. Проблема: отсутствие теории межполушарной асимметрии мозга и межполушарного взаимодействия.

2. Анатомические, физиологические данные и материалы наблюдения за больными, свидетельствующие о межполушарной ассиметрии.

   1. Анатомические данные.

   2. Физиологические исследования межполушарной ассиметрии.

   3. Клинические наблюдения за больными с локальными поражениями левого и правого полушарий мозга.

3. Этапы развития теории межполушарной асимметрии мозга.

4. Основные современные положения межполушарной асимметрии мозга.

5. Два основных направления в изучении проблемы межполушарной асимметрии мозга современной нейропсихологии.

6. Изучение процессов межполушарного взаимодействия как основы осуществления разных, прежде всего высших психических функций.

7. Закономерности формирования парной работы полушарий в онтогенезе.

Заключение

Проблема межполушарной асимметрии и межполушарного взаимодействия — одна из наиболее актуальных в современном естествознании. В настоящее время она разрабатывается разными нейронауками: нейроанатомией, нейрофизиологией, нейробиологиейи др.

Весьма продуктивно она изучается и нейропсихологией. Локальные поражения мозга в качестве основной модели для нейропсихологических исследований открывают уникальные возможности изучения данной проблемы на человеке. Все возрастающее число публикаций, посвященных оценке функций левого и правого полушарий мозга у человека, их роли в различных видах психической деятельности, свидетельствует о широком научном интересе к этому направлению исследований.

Межполушарная асимметрия представляет собой одну из фундаментальных закономерностей работы мозга не только человека, но и животных (В. Л. Бианки, 1975, 1989; О. С. Адрианов, 1979; С. Спрингер, Г. Дейч, 1983 и мн. др.).

Однако, несмотря на сравнительно длительную историю изучения данной проблемы (ее начало можно отнести к 1861 году, когда П. Брока открыл «центр» речевой моторики в левом полушарии головного мозга) и огромное количество современных публикаций по различным ее аспектам (биологическим, морфологическим, физиологическим, экспериментально-психологическим, клиническим, лингвистическим и др.), сколько-нибудь законченной теории, объясняющей функциональную асимметрию больших полушарий и учитывающей действие как генетических, так и социокультурных факторов в ее формировании, пока не существует.

Фактические данные, полученные на разном клиническом и экспериментальном материале, многочисленны и нередко противоречивы. Накопление фактического материала по данной проблеме явно опережает его теоретическое осмысление.