Розділ 4.Психофізіологія мислення Тема 1.Рівні аналітико-синтетичної діяльності мозку

Мислення – процес організації індивідуального ментального досвіду, узагальненого і опосередкованого (недоступного безпосередньому чуттєвому сприйняттю) відображення дійсності за обов'язкової участі мови. Елементами мислення є уявні образи та поняття, пов'язані системою причинно-наслідкових зв'язків у загальну уявну модель світу. Існують два аспекти мислення. Структурно-функціональний аспект пов'язаний із стійкими якісними особливостями обробки та репрезентації інформації. У цьому аспекті "інтелект", "розумові здібності", "мислення" є синонімами. Процесуально-динамічний аспект пояснює принципи та особливості неавтоматизованих операцій (прийняття рішень, постановка і вирішення різних завдань), які є основою мислення як елемента поведінки. У даному аспекті мислення розглядається як контрольована діяльність, яка має мотив, мету, план, структуру і результат. Ознаками мислення як форми поведінки є: цілеспрямованість, планування, обумовленість мотивами, наявність власної структури, а провідною характеристикою – активність (продуктивність).

Мислення є проявом інтегративної функції мозку, яка розвивається і вдосконалюється в онтогенезі та філогенезі. Хоча реліктові форми аналітико-синтетичної діяльності проявляються у всіх хребетних, її найбільш розвинена форма притаманна небагатьом видам, серед яких перше місце належить людині. У хребетних тварин виділяють три рівня організації інтегративної діяльності мозку.

Перший рівень забезпечує виявлення однозначної відповідності між подразненням і пристосовною реакцією. Синтез і аналіз проявляються на цьому рівні вже під час формування класичних умовних рефлексів. Подальше ускладнення інтегративних процесів дає можливість виробляти комплексні умовні рефлекси на послідовності стимулів. У цьому випадку умовним подразником виступає комплекс подразнень, причому найбільше сигнальне значення мають перший і останній сигнали. На стадії генералізації умовно-рефлекторну реакцію можуть викликати і окремі компоненти комплексу. На стадії спеціалізації та при диференціюванні завдяки синтетичній діяльності мозку вони втрачають власне сигнальне значення. Комплексні рефлекси є передумовою розвитку умовно-рефлекторного перемикання.

Другий рівень полягає у здатності до формування багатьох варіантів досягнення мети залежно від умов оточення. Прикладом служить умовно-рефлекторне перемикання, при якому один і той же подразник може викликати різні умовні рефлекси. Фізіологічною основою цієї форми аналітико-синтетич-ної діяльності є за-лежність активності нейронів від модулю-ючих впливів. Умов-но-рефлекторні реак-ції також ускладню-ються – у відповідь на зовнішній стереотип (послідовність подраз-ників) формується ди-намічний стереотип (послідовна зміна про-цесів збудження і галь-мування в певних структурах мозку) (рис. 4.1). На відміну від комплексного ре-флексу, цей тип реак-ції реалізується вже при дії першого стимулу. Його фіксація настільки міцна, що переробка може викликати невроз.

Третій рівень дає можливість виявляти складні закономірності дії зовнішніх чинників і корегувати відповідно до них алгоритм досягнення мети. Найпростішим проявом інтегративної діяльності на цьому рівні є каузальні рефлекси, найскладнішим – опосередковане мовою абстрактне мислення людини. До цього рівня належить первинна форма мислення – елементарна розсудлива діяльність тварин, яка полягає в здатності вловлювати найпростіші емпіричні закони, пов'язувати предмети і явища навколишнього середовища, в можливості оперувати цими законами при побудові програм поведінки в нових ситуаціях та при формуванні уявлень – цілісних образних відображень предметів або явищ з їх складною просторово-часовою структурою. Стимулом для запуску поведінкового акту стає не об'єкт, а його образ, субстратом якого є система асоціативних зв’язків, що встановлюються між зірчастими клітинами кори при їх послідовному або одночасному збудженні (рис. 4.2). На відміну від класичних умовних рефлексів, такий образ формується вже після першої реалізації поведінкового акту, і все життя може зберігатися без повторного відтворення.

Інший прояв розсудливої діяльності тварин – імовірнісне прогнозування (здатність визначати ймовірність появи знайомого стимулу в нових умовах, передбачення подій) та випереджувальне відображення (формування моделі об’єкту до його остаточного сприйняття), які забезпечують складні, але не підкріплені довгим навчанням рухові с тереотипи і контролюються фронтальними долями кори. Імовірнісне прогнозування має різні форми: 1) прогнозування незалежних від суб'єкта подій; 2) прогнозування відповідних дій з урахуванням частоти їх застосування в минулому досвіді й енергетичних витрат; 3) прогнозування р езультату власних дій; 4) вико-ристання гіпотез про найбільш ймовірні дії своїх активних парт-нерів. Елементарним проявом ро-зумової діяльності та імовірнісно-го прогнозування є здатність шимпанзе і дельфінів до форму-вання уявлень про кількісні та просторові відносини на зразок "більше-менше", "ліворуч-право-руч", а також здатність тварин до екстраполяції напрямку руху подразника (рис. 4.3) (наприклад, годівниці з їжею, яка більшу час-тину шляху залишається невидимою). У людини імовірнісне прогнозування виражається у здатності до складного прогнозу, передбачення результатів своїх дій у майбутньому і є однією з фізіологічних передумов творчої діяльності та інсайт-навчання (від англ. insight learning – проникливість, розуміння, інтуїція).

Слід зауважити, що у філогенезі та онтогенезі складні форми аналітико-синтетичної діяльності, вдосконалюючись, беруть на себе функцію контролю і корекції її реліктових, архаїчних форм. Так, у людини окрім умовно-безумовних формуються і умовно-умовні рефлекси аж до 20 порядку, які виробляються на основі довільних рухових реакцій усвідомлено і з активною участю мовно-рухової системи.

На основі елементарної розсудливої діяльності розвивається мислення, яке окрім імовірнісного прогнозування набуває ще дві функції – алгоритмічну та пізнавальну. Алгоритмічна (технологічна, проектувальна) функція – планування, створення схем і моделей практичної і теоретико-пізнавальної діяльності, розробка правил, норм, стандартів. Основними формами реалізації даної функції є асиміляція і акомодація схем дій. Асиміляція – включення нової проблемної ситуації до складу тих, з якими можна впоратися без зміни готових схем дії. Акомодація – зміна схем дій. У процесі пристосування до нової проблемної ситуації асиміляція і акомодація забезпечують адаптацію. Коли людина засвоює лише обмежену кількість способів вирішення різних за складністю завдань говорять про ригідність – ускладнення перемикання алгоритму дій на нові правила, "в'язкість мислення" аж до повної нездатності змінити вироблену раніше програму діяльності. Залежно від походження розрізняють когнітивну (пізнавальну), афективну (емоційну) і мотиваційну ригідність. Висока ригідність може бути причиною використання консервативних і нераціональних схем для розв'язання задач.

Пізнавальна (інформаційна) функція – формування картини світу, інтерпретація, рефлексія, самоаналіз. Ця функція виконується за рахунок інтелектуальних операцій, до яких відносять: 1) аналіз (від грец. ἀνάλυσις [аnalysis] – розкладання, розчленування) – процедура уявного розкладання єдиного явища, процесу, властивості на частини, уявне виділення з цілого його сторін, дій, ознак, відносин; 2) синтез (від грец. σύνθεσις [synthesis] –поєднання, складання, зв'язування) – об'єднання частин, властивостей, дій, відносин в одне ціле; аналіз і синтез – дві взаємозалежні логічні операції; 3) порівняння – встановлення подібності та відмінності предметів і явищ, засноване на аналізі; може бути одностороннім (з використанням одного або декількох зовнішніх ознак) і багатостороннім; 4) абстрагування (від лат. abstractio – відволікання) – процес уявного відвернення від деяких ознак конкретного об'єкта, виділення якої-небудь ознаки та її вивчення ізольовано від інших ознак; 5) конкретизація – процес, зворотній абстрагуванню – повернення від загального до конкретного об'єкта. Операціями більш високого рівня є узагальнення, класифікація, виняток зайвого – виділення в предметах і явищах загального, яке виражається у вигляді поняття, закону, правила, формули тощо. За рахунок інтелектуальних операцій реалізуються форми мислення – судження, висновок, поняття. Судження забезпечує відображення об'єктів дійсності в їх зв'язках і відносинах. Послідовний логічний зв'язок декількох суджень називають міркуванням. Висновок – узагальнення з декількох суджень, яке дає нове знання про предмети і явища об'єктивного світу. Висновки поділяють на індуктивні (від часткового до загального), дедуктивні (виведення окремого випадку із загального положення) і за аналогією (на підставі подібності двох предметів у деяких відносинах робиться висновок про подібність цих предметів і в інших відносинах). Поняття – одиниця мислення, яка у вербальній формі відображає загальні та найбільш істотні ознаки предметів і явищ дійсності.

Допонятійне мислення (практичне) спрямоване на вирішення конкретних завдань і пов'язане з діяльністю I сигнальної системи, яка є системою рефлекторних реакцій на конкретні подразнення. Субстратом практичного мислення вважають праву велику півкулю, якій притаманний аналоговий спосіб обробки інформації. Відображення дійсності в даному випадку є чуттєвим – відбувається за допомогою найпростіших асоціацій, у формі відчуттів, сприймань і уявлень. Наочно-дієве мислення має допонятійний рівень, пов'язане з розвитком скроневої та моторної кори і у людини домінує у 2–7 років (так звана перша фаза мислення людини). Його основними елементами є сенсомоторні схеми – організовані послідовності дій, які складають певну форму поведінки (ходьба, їжа, мова тощо), сформовані до 2 років таламо-кортикальними системами головного мозку. Семантичним апаратом наочно-дієвого мислення є первинна мова, яка оперує відчуттями та уявленнями і не має граматичної структури. Її елементи (рухи, міміка, звуки, запахи тощо) властиві майже всім тваринам.

Подальший розвиток мислення пов'язаний з формуванням більш складних елементів – спеціалізованих комплексів тимчасових зв'язків між слідами вербальних сигналів та модально-специфічними елементами пам'яті та сприйняття (сенсорними відчуттями). Утворення і зберігання зв'язків між базовими елементами мислення і символами, знаками, тобто опосередкування сприйняття, забезпечується переважно фронтальною долею великих півкуль (рис. 4.4; 4.5: В, Е). Антропоїди опановують наочно-образне мислення, яке полягає у здатності до логічних міркувань і формування конкретних понять. Цей тип мислення забезпечується активацією корково-коркових асоціативних зв'язків і у людини домінує у 7–10 років (так звана друга фаза мислення людини). Цьому рівню організації аналітико-синтетичних процесів відповідає вторинна мова, яка оперує абстракціями і поняттями, але як і первинна, не має граматичної структури і не опосеред-кована словами, тому вважається проявом довербального рівня мислення. Важливим компонентом первинної і вторинної мови є інтонаційний (просодичний), який дає можливість о бмежити надлишко-вість інформаційного потоку.

Розвиток людської культури підвищує по-требу індивіда в аналізі сутності та причинно-сті явищ, гальмуванні безпосереднього реагу-вання і розвитку меха-нізмів внутрішньої ре-гуляції. Людина має можливість отримувати уявлення про зовнішній світ, не маючи з ним безпосереднього кон-такту, про минуле і вірогідне майбутнє. Ці функції виконує поня-тійне мислення (теоре-тичне, абстрактне, зна-кове), спрямоване на формальні операції, формування абстракцій, побудову і оцінку гипотез, виявлення загальних закономірностей (так звана третя фаза мислення людини). Його формування супроводжується розвитком програмного блоку функціональної системи мозку (див. рис. 1.1, В), зокрема фронтальних, асоціативних і мовних зон кори переважно лівої великої півкулі (рис. 4.5), які використовують дискретний, аналітичний принцип кодування інформації. Ускладнення їх внутрішньої інтеграції в онтогенезі починається після трьох років і, як вважають, найбільш виражене у 11–15 років. Паралельно відбувається формування зв’язків лобної кори з іншими відділами мозку, в першу чергу зі скроневим і тім'яним.

Цей рівень мислення обумовлений формуванням II сигнальної системи – системи узагальненого, абстрактно-символічного відображення дійсності, оперує поняттями, судженнями, висновками і пов'язаний з використанням різних символічних (малюнки, іконографічні знаки, ієрогліфи, піктограми, ідеограми тощо) і знакових систем (лічба, ноти, математичні символи, мова жестів, звукова і письмова мова тощо).

Мова людини має граматичну структуру, її елементами є слова – символи, які заміняють не тільки прості подразники, але і їх складні комбінації та зв'язки. Фізичні (акустичні) та змістовні (семантичні) ознаки символів, слів або їх поєднань кодуються специфічними паттернами нейронної активності, які мають стабільні просторові та часові характеристики. Об'єктивні відносини між символами і знаками кодуються з в'язками між слідами у нервовій системі. Системи цих зв'язків – стабільні "се-мантичні поля" або "вер-бальні мережі" – формують інформаційний тезарус, який зберігається протягом життя. Його активний вплив обумовлює неоднозначну інтерпретацію інформації залежно від функціонально-го стану та індивідуального досвіду людини, неоднозна-чні зв'язки між знаком і відповідним явищем (пред-метом). Як наслідок, лінгві-стичні елементи мислення (поняття) набувають імовір-нісний, неточний, "розми-тий" характер, що дозволяє людині раціонально мірку-вати в умовах інформа-ційної невизначеності. Ця властивість основана на здатності оперувати неточ-ними кількісними даними, на "розмитій" імовірнісній логіці на відміну від фор-мальної логіки класичної математики, яка оперує точ-ними, однозначними при-чинно-наслідковими відно-синами. Саме "розмита" логіка мислення людини обумовлює можливість "евристичного⁸" вирішення протиріч, які неможливо ви-рішити алгоритмічними ме-тодами.

В організації понятій-ного мислення відіграють важливу роль мовні центри. Аферентний центр мови (центр Верніке), розташований в корі задньої третини верхньої скроневої звивини лівої півкулі (див. рис. 4.4, А), відповідає за розуміння логіко-граматичних конструкцій і відносин, які відображають просторові відношення предметів. Його ушкодження викликає чутливу афазію – втрату здатності розуміти усну і письмову мову, а також акустично-мнестичну і оптико-мнестичну афазії, в основі яких лежить пошкодження пам'яті. Моторний центр мови – центр Брока – розташований поблизу центрів лицевої мускулатури – у корі заднього відділу нижньої лобної звивини, в більшості випадків (95 %) у лівій півкулі (див. рис. 4.5, Р). Його руйнування призводить до моторної афазії і аграфії – втрати здатності до мовлення і написання слів, а також труднощів у програмуванні та динамічній організації мови.

У якості комплексного показника продуктивності мислення в реальній поведінці у реальному середовищі є IQ– коефіцієнт інтелекту (від англ. intellect quantity – кількість інтелекту). Його компонентами вважаються первинні розумові здібності: просторове мислення, перцептивні, вербальні, обчислювальні, мнемічні, логічні здібності, побіжність мови. У свою чергу мислення лежить в основі інших здібностей (сприйняття, пам'яті, уяви) і визначає успішність будь-якої діяльності.