Физиологические механизмы познавательных процессов

     Модель  сознания Крика построена на анализе  работы зрения. С его точки зрения, зрительная кора – наиболее удобный  объект для изучения сознания.

     Различные отделы зрительной коры отвечают на разные признаками зрительных объектов. Нейроны- детекторы первичной первой зрительной коры ( 4) реагируют на простые характеристики стимулов, например на определенным образом ориентированную полоску. Нейроны кортикальных областей более высокого порядка отвечают на более сложные признака( на определенные черты лица). Нейроны области V5 реагируют главным образом на движение зрительного стимула и не отвечают на цвет и форму. В области V4 находят нейроны отвечающие на цвет и форму предметов, нейроны области 7а - на положение стимула в пространстве относительно головы и тела. Но как возникает целостные зрительные образы, сцены, которые мы видим перед собой? Отвечая на этот вопрос, Ф.Крик предположил, что в любой момент определенные нейроны, расположенные в разных картикальных зонах, могут кооперироваться, чтобы сформировать некоторый вид глобальной активности. Ее появление и соответствует зрительному осознанию.

     Согласно  теории Крика, нейронные процессы, попадающие под луч прожектора внимания, определяют содержание нашего сознания, в то время как нейронные процессы вне света прожекторы образуют подсознание.

     По  Крику, сознание критически зависит  от некоторых форм памяти и внимания. Он предлагает выделять следующие главные  черты концепции сознания:

     - информация, получаемая о целостном объеме, распределена по мозгу;

     - формирование целостного образа объекта предполагает участие быстрого механизма внимания;

     - целостный образ является результатом объединения нейронов в единую систему с помощью осциллятора 40 Гц, создающего синхронизацию разрядов по частоте и фазе;

     - выделяются две формы текущей памяти (сенсорная и рабочая), каждая из них выполняет свою функцию по отношению к сознанию./Данилова Н.Н. Психофизиология, М.,2002г.,с.311/

     Особое  место среди различных теория сознания занимает концепция К. Прибрама.

     Суть  его голографической теории состоит в том, что информация о входных сигналах распределена по нейронной системе точно так же , как она распределена по всему узору физической голограммы. Распространение свойств голограммы на функции мозга означают, что в мозге информация о каждой точке объекта распределена по голографическому экрану мозга, что делает ее регистрацию устойчивой к разрушению. При том любая малая часть голограммы содержит информацию обо всем объеме и, следовательно, может восстановить ее. С уменьшение куска голограммы, с которой восстанавливается информация происходит снижение ее разрушающей способности. Голограмма одновременно может хранить множество различных изображение.

     Развивая  свою теорию отражения мира, К. Прибрам связывает память, которая сохраняет и воспроизводит информацию по голографическому принципу, с гиппокампальной формацией. Таким образом информация о внешнем пространстве записывается через систему параллельных каналов на множество пирамидных клеток гиппокампа. Разные группы нейронов, воспроизводя образ внешнего пространства, подчеркивает од их ее аспектов. Считывание информации со всех каналов делает картину внешнего мира более точной и совершенной . Если принять гипотезу, что одной из функций гиппокампа является актуализация из долговременной памяти заведомо избыточной информации для последующего отбора наиболее полезной, то в процедуру считывания информации должны вовлекаться все параллельно работающие каналы, кодирующие не совсем совпадающие аспекты внешнего мира./Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности. М, 1997 г. с.92/. 

2.2 Сознание и мозг 

     Обработка информации осуществляется в дискретных нейронных сетях. Не все процессы обработки в таких сетях осознаются. Те процессы, которые обеспечивают осведомленность человека о когнитивных операциях, а точнее об их результатах, образуют особую субсистему сознания, ее высший уровень. Это свойство осведомленности обеспечивается включение в ее состав механизма, регулирующего генерализованные и локальные активации мозга.

     Процессы  активации, а также особая операция в виде повторного входа возбуждения  непрерывно поддерживают высокий уровень  активности нейронных сетей высшей субсистемы сознания. Последняя находится  под иерархическим контролем, выполняемым  в соответствии с правилам сверху вниз. Командные сигналы из префронтальной коры достигают идей и концептов, в закодированной коре, извлекают необходимую и переводят ее в рабочую память для контроля за исполнением поведения.

     Высший  уровень сознания не может существовать без участия моделирующей системы мозга. Генерализованные и локальные влияния из неспецифической системы ствола и таламуса сходятся на клетках нейрональных сетей коры, создавая условия, необходимые для обработки информации. Прерывание связей нейрональных сетей, обрабатывающих информацию, с системой активации, которая моделирует их операции, вызывает нарушение сознания.

     Зависимость сознания от моделирующей системы мозга  дает основание связывать сознание с определенным состояние мозга, а не с содержание информационных процессов. С этих позиций «…сознание- это специфическое состояние, при котором только и возможна реализация высших психических функций./Корнилова Т.В., Экспериментальная психология. Теория и методы., М.,2002г. с.153/.

     Выход из этого специфического состояния приводит к выключению высших психических функций при сохранении механизмов жизнедеятельности. Существуют разные формы отключения сознания: медленно- волновой сон, обморок, наркоз, эпилептический припадок, травма мозга, отравление. Общим элементом для всех форм потери сознания является выключение, или дезорганизация, различных механизмов моделирующей системы мозга.

     Различают глобальное и локальное прерывание сознания. Потеря сознания при нокауте –пример глобального отключения сознания, когда удар приходится на ретикулярную формацию ствола мозга. При локализации эпилептического очага в диэнцефальных структурах мозга припадок начинается с внезапной и глобальной потери сознания. Этот эффект отсутствует, если эпилептический очаг находится вне структур моделирующей системы мозга. Если же он возникает в коре, припадку предшествует появление специфических ощущений, зависящих от функций области его локализации /Симонов П.В. Созидающий мозг., М., 1993 г. с. 292/.

     Одним из примеров локального отключения сознания является зрительное игнорирование, возникающее при поражении неспецифического таламуса. Обычно оно бывает односторонним. Несмотря на сохранность специфической системы, человек не обрабатывает внимание на сигнал. Зрительное игнорирование подобно состоянию невнимания.

     Предполагают, что причина клинических случает  зрительного информирования лежит в нарушениях либо самой системы активации, либо механизмов, контролирующих локальную активацию.

     Различные дефекты зрения помогают многое понять в механизмах сознания. Новые открытия связаны с изучением поражения зрения, известного как «слепой взгляд». Анализ природы этой патологии зрения показал, что осознанное восприятие требуют объединения информации от системы «Где» и «Что» /Данилова Н.Н. Психофизиология., М.,2002 г., с.313/.

     Процесс осознания зрительного объекта  предполагает взаимодействие двух независимых  субсистем зрительного анализатора «Что» и «Где». Первая опознает объект, его физические качества, вторая – его локализацию в зрительном поле. Субсистема «Что», использующая вентральный зрительный путь, осуществляет анализ различных признаков сигналов в области V_1, V_2, V_3, V _4, V₅ интеграции в нижневисочной коре на ее контрастном экране признаков. Система «Где» (дорзальный зрительный путь) представлена ретинотопической проекции в зоне V₁ (поле 17), которая затем трансформируется в констатный экран локализации стимулов. Это достигается в результате объединения ретинальных и проприоцептиных сигналов от движения глаз на нейронах париетальной коры. Оба потока информации от систем «ЧТО» и «Где» с помощью механизма локальной активации объединяются в рабочей памяти (префронтальной коре), что и порождает субъективный образ объекта./ Спиркин А.Г. Сознание и самосознание., М.,1972 г. с.326/.  

2.3 Физиология мышления  

     Мышление  – это работа мозга, в результате которой может при помощи слов и образов представить и выразить саамы различные состояния своего организма и свое отношение к реально существующим и мнимым предметам и явлениям действительности. Уже из общего определения следует , что существенную роль в этой главнейшей функции мозга человека играют слова и образы, т.е временные связи, сформированные в результате сочетаний непосредственных и словесных раздражений с самыми различными деятельности организма. Временные связи при этом являются физиологическим аппаратом мышления, его аналитико-синтетическим механизмом. В результате анализа и синтеза раздражений и ответной деятельности организма на них, временные связи не только накапливаются , но извлекаются из памяти и служат материалом для создания новых связей как из них же самих, так и из постоянно образующихся связей.

     Эти механизмы обладают свойствами саморегуляции  и постоянной активности, в результате и происходит извлечение из памяти хранящихся там временных связей, образование новых связей и систем из них, комбинация их с постоянно формирующимися ассоциациями.

     В современной физиологии эти механизмы представляются рефлекторными, что не исключает наличия в пределах рефлекторности циркуляторных процессов лежащих в основе саморегуляции./Воронин Л.Г. Физиология высшей нервной деятельности.,М.,1972 г.с.142/.

     К другому механизму саморегуляции  относится механизм поддержания порой собственного тонуса через ретикулярную формацию. Случаи, когда под влиянием коры возбуждаются эмоциональные структуры, в вследствие этого повышается собственный тонус коры , относятся к явлению кортикальной саморегуляции, которые осуществляются через лимбико-кортикальные двусторонние и внутри кортикальные связи. К механизмам мозговой саморегуляции относятся также акцептор действия и нервная модель стимула.

     Таким образом, временные связи это  как бы строительный материал, из которого аналитико - синтетические механизмы мозга формируют высшую нервную деятельность.

     Временные связи у человека, несмотря на общие  закономерности их образования, качественно  отличаются от временных связей животных. Вследствие этого и мышление человека и животных качественно отличаются. И.П. Павлов «мышление» у собаки называет конкретным, являющимся результатом  анализирования и синтезирования падающих на ее органы чувств раздражений. Человеку же принадлежит «высшее мышление», основанное на отвлечении от действительности, благодаря наличию у него механизма сигнала сигналов – второй сигнальной системы. Обучение, мысль, мышление, знание- процесс образования временных связей, а пользование ими – понимание. И.П. Павлов полагал, что физиологическая сущность понимания – это не что иное, как использование ранее сформированных временных связей, ассоциаций. /Соколов Е.Н., Теоретическая психофизиология., М.,1986г.,с.141/.

     Разгадка  внутренних механизмов ума, разума, интеллекта, представляющих в свете знаний как саморегуляторные механизмы приема и переработки информации, остается главнейшей задачей науки о мозге.

     Итак, образное и абстрактное мышление у человека есть результаты аналитико- синтетической деятельности мозга и ее механизмов - сигнальных систем. Образное и абстрактное мышление человека органически связаны, как и их механизмы – первая и вторая сигнальные системы. 

     2.4 Рефлекторная теория свойств памяти  

     С мышление неразрывно связана память. Изучение памяти долгое время принадлежало, главным образом, психологии. Вначале- эмпирически, а затем и путем эксперимента психологи установили ряд общих понятий, которыми теперь широко пользуются в обыденной жизни и науке. Известно, что память основана на следующих тесно связанных процессах: запоминание, сохранении, воспроизведении и узнавании.

     Противоположным запоминанию является забывание. Существует два вида памяти- краткосрочная и несколько типов: эмоциональная- запоминание пережитых чувств

     Вдохновения, радости, печали, ужаса и подобных состояний, двигательная, выражающаяся, в запоминании различного рода движений, образная, или зрительная, слуховая, вкусовая и подобные виды памяти, характеризующиеся запечатлением образов предметов, воспринимаемых через различные органы чувств; и наконец, словесно-логическая память - запечатление и сохранение мысли, обозначенной словами. Установлено, что у разных людей может в какой-то степени преобладать тот или иной тип памяти. Однако при этом у любого человека словесно-логическая память занимает ведущее положение.

     О физиологических механизмов памяти и ее процесса можно было создать  общее представление только после того, как И.П. Павловым был открыт феномен условного рефлекса и сформулированы закономерности, по которым он вырабатывается. Доказано, что запоминание любых образов, представление, впечатлений есть сохранение временных нервных связей. При этом, временным связям, как общему механизму условных рефлексов, придается широкое значение. Считается, что они могут образовываться не только в результате непосредственного взаимодействия элементов внешней и внутренней среды , являющихся физиологическим механизмом этих психических явлений(образа, представления, впечатления), но и благодаря опосредованию из через слова.