3. Эволюция головного мозга и развитие психики
Головной мозг человека (как и другие органы) является продуктом эволюции, длившейся почти двести миллионов лет. В процессе становления человечества выживали (адаптировались к условиям среды обитания) те группы представителей гоминидов, которые продвигались по пути усложнения и увеличения массы головного мозга, а значит, и усовершенствования нервной системы.
В среднем мозг взрослого человека имеет массу ~ 1,5 кг. Составляя всего около 2% от массы индивида, он потребляет 20% кислорода, поступающего в организм. Мозг погибает через 5-6 минут после прекращения его поступления. Ритмичная деятельность мозга (a, b, g, t — ритмы) связана, главным образом, с выработкой биотоков в разные периоды функционирования мозга (сна, бодрствования, интенсивной работы, стресса и т. д. ).
Мозг состоит из двух полушарий, соединенных между собой. Причем правое и левое полушария контролируют разные процессы. Правое полушарие «отвечает» за образное мышление, эмоциональное восприятие, интуитивные процессы, левое — обрабатывает поступающую в мозг информацию с позиций логики, «отвечает» за рациональное мышление. У большинства людей функционально более развитым оказывается одно из полушарий, поэтому у некоторых из них больше развито математическое, а у других — гуманитарное мышление. В этом проявляется функциональная асимметрия мозга. Однако известны случаи, когда при нарушении деятельности одного из полушарий, его функции берет на себя второе.
Полушария покрыты тонким слоем (3-5мм) серого вещества (кора больших полушарий). Серое вещество — это скопление нервных клеток — нейронов. В коре мозга человека насчитывается около 15 млрд. нейронов разной степени сложности. Они уложены в шесть различных слоев. С помощью отростков (дендритов и аксонов) и синаптической связи нейроны взаимодействуют друг с другом. По современным представлениям каждый нейрон в зависимости от его функций может иметь от нескольких до шести тысяч таких отростков. Белое вещество мозга, которое занимает большую часть объема — скопление, главным образом, нервных волокон.
Мозг — это сложнейшая электромагнитная биофизическая система, которая управляет всеми остальными органами с помощью вырабатываемых ею электрических импульсов. Основу ее функционирования составляют биохимические процессы.
Активное изучение мозга, механизмов его деятельности началось в XIX веке. Эти работы связаны с именами И. М. Сеченова (1829-1905), И. П. Павлова (1849-1936), В. М. Бехтерева (1857-1927) и других выдающихся нейрофизиологов.
Несмотря на грандиозные достижения физико-химических, электрофизиологических и других методов исследования человек не познал и тридцати процентов о механизмах деятельности мозга, а использует всего около 10% его возможностей.
Мозг получает огромное количество сигналов, как из окружающей среды, так и из самого организма. Эти сигналы можно разделить на две большие группы:
1. Разнообразные зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые и осязательные раздражители включают в работу первую сигнальную систему. Она присуща и животным и человеку, работает на уровне инстинкта, безусловного рефлекса.
2. Но человек, единственный вид, у которого в процессе социализации сформировалась речь. Речевой раздражитель включает в действие вторую сигнальную систему. При этом человек обращает главное внимание не на звуковую, а на смысловую оболочку слова, выраженную интонацией, экспрессией. Организм реагирует на внешний раздражитель. Быстрота реакции и уровень ответных действий зависит от управленческих возможностей мозга.
Управляя деятельностью организма, того или иного его органа, мозг действует по определенному алгоритму. При этом нейроны периодически находятся в состоянии возбуждения и торможения (одна фаза сменяет другую), что и обуславливает периодичность работы органов. Возникает сложная цепочка поведенческих реакций всего организма, которая обеспечивает саморегуляцию и самоуправление в процессе правильного приспособления к окружающей среде. Этот процесс можно представить в виде схемы (Рис. 17).
I2¢
I I1 I2 органы или I3
анализаторы
мозг
двигательные
мышцы
I4 — обратная связь
Рис. 17 Упрощенная схема действия обратных связей в организме человека
Управленческая деятельность мозга организует целенаправленное функционирование организма и направлена против случайных отклонений, дезорганизации и разрушений. Всякий раз, анализируя работу органа, мозг сталкивается с проблемой выбора команды (т. е. периодически находится в точке бифуркации).
I — сигнал, поступающий из окружающей среды.
I1 — сигнал, поступающий от анализатора (глаз, ухо, вкусовые бугорки) в мозг по центростремительному нерву; I2 — сигнал, поступающий от мозга к управляемому органу по центробежному нерву. Коррекция деятельности осуществляется за счет обратных связей I4, I2¢.
Аналогичным образом может быть представлена реакция организма на звуковой сигнал. Звуковые колебания, попадая на барабанную перепонку, вызывают ее колебания, которые через посредство молоточка, наковальни и стремечка передаются во внутреннее ухо к основной мембране, в Кортиев орган, состоящий из клеток, к которым подходят окончания слухового нерва. Внешние звуковые колебания приводят в колебание основную мембрану. Возникающие при этом нервные электрические сигналы определенной частоты (т. е. происходит преобразование сигнала) и амплитуды передаются в кору головного мозга в височные доли. В мозге формируются восприятия и представления. Преобразованный в мозге сигнал переключается на соответствующий двигательный нерв и передает команду рабочему органу. Возбуждение в теле описывает рефлекторное кольцо. Коррекция работы мышц осуществляется через систему вторичных сигналов от рабочего органа в мозг и обратно. Эти сигналы информируют мозг об изменениях в деятельности органа.
В процессе эволюции мозга и коры его больших полушарий совершенствуется способность живого вещества отражать окружающий мир (то есть психика). В эволюционном развитии жизни кора больших полушарий впервые появляется у пресмыкающихся и птиц, интенсивно развивается у млекопитающих и достигает совершенства у человека за счет увеличения поверхности коры, образования многочисленных борозд и извилин, а главное, увеличения количества и качества нейронов. Благодаря этому человек оказался единственным живым существом, способным к осознанному познанию окружающего мира и самого себя, как его части.
С эволюцией мозга тесно связана и эволюция психики человека, совершенствование поведенческих реакций, мыслительной деятельности, усложнения форм и способов общения, формирования речевого аппарата.
Развитие речи и абстрактного мышления на основе второй сигнальной системы привело к формированию у человека высшей ступени развития психики, свойственной только человеку — сознания и самосознания, которые формировались в процессе совместного труда, речевого общения, творчества. Изменение мозга и человеческого сознания происходило синхронно в результате культурно-исторического развития человечества.
Использование идей синергетики в изучении процессов мышления, построение новых психологических систем уже сейчас позволяет искать новые подходы к разгадке тайны мозга, тайны способностей и сверхспособностей человека.