§2.Физиологическая природа ощущений.
Классическая физиология органов чувств XIX в. открыла большое число фундаментальных научных фактов и закономерностей. Вместе с тем, она развивала в учении об ощущениях теоретическую концепцию, которую принято называть рецепторной, противопоставляя ее рефлекторной концепции ощущений, опирающейся на воззрения И.М. Сеченова и И.П. Павлова.
Существуют разные взгляды на природу ощущений, построенные на рецепторной концепции:
с одной стороны, это трактовка ощущений субъективными идеалистами (Беркли, Юмом, Махом и др.) как единственной реальности в результате чего мир рассматривается ими лишь как совокупность ощущений;
с другой стороны, это концепция, для которой ощущения только условные знаки, символы внешних воздействий (Мюллер, Гельмгольц).
Эта концепция исходит из специализации рецепторов к определенным видам раздражителей и отдельных частных фактов свидетельствующих о том, что одни и те же раздражители, воздействуя на различные органы чувств, могут вызывать различные ощущения.
Например, сетчатка глаза дает световые ощущения при воздействии на нее как светом, так и электрическим током или давлением. В то же время механический раздражитель может вызвать ощущение давления, звука или света в зависимости от того, действует ли он на кожу, ухо или глаз.
Исходя из этого, характерное для рецепторной концепции положение состоит в том, что модальность ощущения (т.е. специфика ощущения) определяется свойствами самого рецептора и проводящих нервных путей. Это положение было сформулировано немецким физиологом Мюллером в качестве особого ПРИНЦИПА "СПЕЦИФИЧЕСКИХ ЭНЕРГИЙ ОРГАНОВ ЧУВСТВ".
В самом общем виде суть этого принципа довольно проста, т.к. согласно ему, все сводится к тому, что глаз, например, может давать только зрительные ощущения, ухо - только слуховые и т.д. В своем курсе "Физиология человека" Мюллер дает этот принцип в следующих тезисах: "Одна и та же внешняя причина вызывает разные ощущения в разных органах чувств в зависимости от их природы".
По Мюллеру, ощущение передает в сознание не качества или состояния внешних тел, а качества и состояния чувствительного нерва, которые определяются внешней причиной, и эти качества различны для разных чувствительных нервов.
Из этих тезисов Мюллер делал вполне определенный гносеологический вывод: ощущения не дают нам знание качеств воздействующих вещей, т.е. поступающая извне информация не отражается прямо, а переделывается, перекодируется каждым органом чувств на свой лад, в соответствии с его особенностями, или "специфическими энергиями", свойственными этому органу изначально. Таким образом, человек воспринимает якобы не внешний мир, а работу собственных органов чувств.
Хотя, на первый взгляд, такие выводы действительно вытекают из данного принципа "специфических энергий", более глубокие корни таких выводов лежат в общем исходном положении, которое характеризует рецепторную концепцию.
Первый постулат данной концепции гласит: для возникновения ощущения достаточно, чтобы возбуждение, вызванное в рецепторе той или иной внешней причиной, достигло мозга, где оно непосредственно преобразуется в субъективное явление. Другими словами, эта теория ОТРИЦАЕТ АКТИВНЫЙ ХАРАКТЕР ОЩУЩЕНИЙ. Согласно ей, ощущение есть чисто механический отпечаток внешнего воздействия в соответствующем органе (рецепторе); ощущение сугубо пассивно, оно не требует никакой деятельности организма.
Другой постулат состоит в том, что здесь отсутствует эволюционный подход к проблеме ощущений. Это механическая концепция. Представители этой теории рассматривали специализацию органов человеческих ощущений как данную изначально, извечно. Они не учитывали, что такая специализация есть продукт длительной эволюции органов чувств, которая в наибольшей мере способствовала оптимальному приспособлению человеческого организма к изменяющимся условиям окружающей среды.
В действительности же, хотя приведенные Мюллером факты правильны, они не имеют всеобщего значения.
Во-первых, не все раздражители являются такими универсальными как электрический ток или механический раздражитель. Звуки, запахи и другие раздражители, действуя на, глаз не вызовут зрительных ощущений. Аналогично свет и запах не могут вызвать слуховых ощущений. Значит, такие относительно универсальные раздражители, как электрический ток, и механический раздражитель, представляют собой редкие исключения.
Во-вторых, ощущения, вызываемые различными раздражителями, воздействующими на один и тот же рецептор, не одинаковы по качеству. Так, механический удар или электрический ток, воздействуя на ухо, вызывает грубое слуховое ощущение, которое нельзя сравнить с богатством слуховых ощущений, вызванных воздушными колебаниями.
Следует различать раздражители, адекватные для данного органа чувств и не адекватные для него. Сам этот факт свидетельствует о тонкой специализации органов чувств к отражению того или иного вида энергии, определенных свойств предметов и явлений действительности. Специализация органов чувств - продукт длительной эволюции, а сами органы чувств - продукт приспособления к воздействиям внешней среды и поэтому по своей структуре и свойствам адекватны воздействиям.
У человека тонкая дифференцировка в области ощущений связана с историческим развитием человеческого общества, с общественно-трудовой практикой. Обслуживая процессы приспособления организма к среде, органы чувств могут успешно выполнять свою функцию лишь при условии верного отражения ее объективных свойств.
Таким образом, здесь действует принцип не "специфических энергий органов чувств", а "органов специфических энергий".
Иначе говоря, не специфичность органов чувств порождает специфичность ощущений, а специфические качества внешнего мира породили специфичность органов чувств. Ощущения не являются символами, иероглифами, а отражают действительные свойства предметов и явлений материального мира, воздействующих на органы чувств субъекта, но существующих независимо от него.
В противовес этой теории была разработана РЕФЛЕКТОРНАЯ ТЕОРИЯ ОЩУЩЕНИЙ, основанная на воззрениях Сеченова и Павлова. Согласно этой теории, для возникновения ощущений требуется не только внешнее воздействие на рецептор, но и ОТВЕТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМА.
Поэтому ощущение - это не только простейшая форма психического отражения, но и результат особой работы по получению (и отбору) информации; система ОСОБЫХ ПЕРЦЕПТИВНЫХ ДЕЙСТВИЙ по "ощупыванию" мира, образ которого как раз и создается в ходе АКТИВНОЙ ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
Эксперименты показывают, что неподвижные органы чувств, лишенные перцептивных действий, не ведут к возникновению соответствующих ощущений. Например, фиксация изображения объекта относительно сетчатки глаза (т.е. как бы снятие микродвижений глаза) приводит через 1-2 сек. к исчезновению зрительного восприятия.
Однако активность ощущений и перцептивных действий не следует абсолютизировать. ВСЕ ПСИХИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НИ ЧИСТО ПАССИВНЫ, НИ ЧИСТО АКТИВНЫ, А РЕФЛЕКТОРНЫ (рефлекс - отражение). Как и всякий психический процесс, ощущение есть свойство мозга, свойство (и следствие) той или иной нервной деятельности.
Критерием истинности ощущений (как и всякого иного отражения действительности) служит практика, деятельность субъекта. Итак, ощущение возникает как реакция нервной системы на тот или иной раздражитель и имеет рефлекторный характер.
АНАЛИЗАТОР. Ощущение возникает как реакция нервной системы на тот или иной раздражитель и имеет рефлекторный характер. Физиологической основой ощущения является нервный процесс, возникающий при действии раздражителя на адекватный ему анализатор.
По определению И.П. Павлова, анализатором называется анатомо-физиологический аппарат, специализированный для приема воздействий определенных раздражителей из внешней или внутренней среды и переработки их в ощущения.
Анализатор состоит из трех частей:
- периферического отдела (рецептора) являющегося специальным трансформатором внешней энергии в нервный процесс (их называют органами чувств);
- афферентных (или центростремительных) нервов - проводящих путей, соединяющих периферический отдел анализатора с центральным (мозговым);
центральный отдел (мозговой конец) - корковых и подкорковых органов анализатора, где происходит переработка нервных импульсов, приходящих из периферических отделов (См. рис.1).
В центральном (корковом) отделе каждого анализатора находится ядро, т.е. центральная часть, где сконцентрирована основная масса рецепторных клеток, и периферия, состоящая из рассеянных клеточных элементов, которые в том или ином количестве расположены в различных областях коры. Рецепторные клетки ядерной части анализатора находятся в той области коры головного мозга, куда входят центростремительные нервы от рецептора. Рассеянные (периферические) элементы данного анализатора входят в области, смежные с ядрами других анализаторов. Тем самым обеспечивается участие в отдельном акте, ощущения значительной доли коры головного мозга.
Ядро анализатора выполняет функцию тонкого анализа и синтеза, например, дифференцирует звуки по высоте. Рассеянные элементы связаны с функцией грубого анализа, например, различение музыкальных звуков и шумов.
Определенным клеткам периферических отделов анализатора соответствуют определенные участки корковых клеток. Так, пространственно разными точками в коре представлены, например, разные точки сетчатки; пространственно разным расположением клеток представлен в коре и орган слуха. То же самое относится и к другим органам чувств.
Многочисленные опыты проведенные методами искусственного раздражения, позволяют в настоящее время довольно определенно установить локализацию в коре тех или иных видов чувствительности.
Так, представительство зрительной чувствительности сосредоточено главным образом в затылочных долях коры головного мозга. Слуховая чувствительность локализуется в средней части верхней височной извилины. Осязательно-двигательная чувствительность представлена в задней центральной извилине и т.д.
Для возникновения ощущения необходима работа всего анализатора как целого. Воздействие раздражителя на рецептор вызывает появление раздражения. Начало этого раздражения выражается в превращении внешней энергии в нервный процесс, который производится рецептором. От рецептора этот процесс по центростремительному нерву достигает ядерной части анализатора. Когда возбуждение достигает корковых клеток анализатора, возникает ответ организма на раздражение. Мы ощущаем свет, звук, вкус или другие качества раздражителей. Анализатор составляет исходную и важнейшую часть всего пути нервных процессов, или рефлекторной дуги. Рефлекторное КОЛЬЦО состоит из рецептора проводящих путей центральной части и эффектора.
Взаимосвязь элементов рефлекторного кольца обеспечивает основу ориентировки сложного организма в окружающем мире, деятельность организма в зависимости от условий его существования.
Отбор полезной информации в ощущениях. Процесс зрительного ощущения не только начинается в глазу, но и завершается в нем. То же самое характерно и для других анализаторов. Между рецептором и мозгом существует не только прямая (центростремительная), но и обратная (центробежная) связь.
Принцип обратной связи открытый И.М. Сеченовым, требует признания того, что орган чувств является попеременно рецептором и эффектором. Применяя к анализатору термин, получивший широкое распространение в кибернетике, можно сказать, что он работает как система с обратной связью изменяя функциональное состояние рецептора под влиянием сигналов, поступающих из вышестоящих отделов головного мозга. Эти обратные связи имеются на разных уровнях анализатора. Элементарной формой такой обратной связи являются волокна, возвращающиеся к нервной клетке назад от основного пути передачи возбуждения.
Следовательно, ощущение не есть результат только центростремительного процесса, в его основе лежит полный и притом сложный рефлекторный акт, подчиняющийся в своем формировании и протекании общим законам рефлекторной деятельности.
Динамика процессов, происходящих в рефлекторном кольце есть своеобразное уподобление свойствам внешнего воздействия. Например, осязание является именно таким процессом, в котором движения рук повторяют очертания данного объекта, как бы уподобляясь его форме. Глаз действует по такому же принципу благодаря сочетанию деятельности своего оптического "прибора" с глазодвигательными реакциями. Движения голосовых связок также воспроизводят объективную звуковысотную природу. При выключении вокально-моторного звена в экспериментах неизбежно возникало явление своеобразной звуковысотной глухоты.
Важнейшим выводом относительно анализатора как афферентно-эфферентной системы является положение об участии в деятельности анализатора систем обратных связей, включающихся на разных уровнях анализаторного прибора и осуществляющих функцию саморегуляции анализатора в зависимости от характера действующего на него раздражителя.
Таким образом, благодаря сочетанию сенсорных и моторных компонентов сенсорный (анализаторный) аппарат воспроизводит объективные свойства воздействующих на рецептор раздражителей и уподобляется их природе.
Органы чувств представляют собой по сути дела, фильтры энергии, через которые проходят соответствующие изменения среды.
По какому принципу осуществляется отбор полезной информации в ощущениях?
Было сформулировано несколько гипотез.
Согласно первой гипотезе существуют механизмы для обнаружения и пропускания ограниченных классов сигналов, причем сообщения не соответствующие этим классам, отвергаются. Это можно уподобить обычной редакторской правке: одно периодическое издание публикует, например, только информацию о спорте и спортсменах, тогда как другое отвергает все, кроме оригинальных научных статей. Задачу такой селекции выполняют механизмы сличения.
Например, у насекомых эти механизмы включены в решение нелегкой задачи - отыскание партнера своего вида. Перемигивания светлячков "ритуальные танцы" бабочек и т.п. - все это генетически закрепленные цепи рефлексов, следующих один за другим. Каждый этап такой цепи последовательно решается насекомым в двоичной системе: "да" - "нет", Не то движение самки, не там цветовое пятно, не тот узор на крыльях, не так она ответила в танце - значит, самка чужая, другого вида.
Этапы образуют иерархическую последовательность: начало нового этапа возможно только после того, как на предыдущий вопрос отвечено "да".
Вторая гипотеза предполагает, что принятие или непринятие сообщений может регулироваться на основе специальных критериев, которые, в частности, представляют собой потребности живого существа. Все животные обычно окружены морем стимулов, к которым они чувствительны. Однако большинство живых организмов реагирует только на те стимулы, которые непосредственно связаны с потребностями организма. Голод, жажда, готовность к спариванию или какое-либо другое внутреннее влечение могут быть теми регуляторами, критериями, по которым осуществляется селекция стимульной энергии.
Согласно третьей гипотезы, отбор информации в ощущениях происходит на основе критерия новизны. Действительно, в работе всех органов чувств наблюдается ориентировка на изменение раздражителей. При действии постоянного раздражителя чувствительность как бы притупляется, и сигналы от рецепторов перестают поступать в центральный нервный аппарат. Так, ощущение прикосновения имеет тенденцию к угасанию. Оно может совершенно исчезнуть, если раздражитель вдруг перестанет двигаться по коже.
Чувствительные нервные окончания сигнализируют мозгу о наличии раздражения только тогда, когда изменяется сила раздражения, даже если время, в течение которого он сильнее или слабее давит на кожу очень непродолжительно.
Подобным образом дело обстоит и со слухом. Было обнаружено, что певцу для управления собственным голосом и для поддержания его на нужной высоте совершенно необходимо вибрато - небольшое колебание высоты тона. Без стимулирования этих нарочитых вариаций мозг певца не замечает постепенных изменений высоты звука.
Для зрительного анализатора также характерно угасание ориентировочной реакции на постоянный раздражитель. Если в поле зрения лягушки нет движущегося предмета, глаза ее не посылают мозгу существенной информации. Должно быть зрительный мир лягушки обычно так же пуст, как чистая классная доска. Однако любое движущееся насекомое обязательно выделяется на фоне этой пустоты.
Факты, свидетельствующие об угасании ориентировочной реакции на постоянный раздражитель, были получены в опытах Е.Н. Соколова. Нервная система тонко моделирует свойства внешних объектов, действующих на органы чувств, создавая их нервные модели. Эти модели выполняют функцию избирательно действующего фильтра. При несовпадении воздействующего на рецептор раздражителя в данный момент со сложившейся ранее нервной моделью появляются импульсы рассогласования, вызывающие ориентировочную реакцию. И наоборот, ориентировочная реакция угасает на тот раздражитель, который ранее применялся в опытах.
Следовательно, процесс ощущения осуществляется как система сенсорных действий направленных на селекцию и преобразование специфической энергии внешнего воздействия и обеспечивающих адекватное отражение окружающего мира.