4. 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 (, , , - 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 в основном 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.
I2
I I1 I2 органы или I3
анализаторы
мозг
двигательные
мышцы
I4 - обратная связь
Рис. 13. Упрощенная схема действия обратных связей
в организме человека
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. 13).
Здесь 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.