Общие принципы функционирования мозга человека

Психофизиологическая и психическая работа мозга как системы подчиняется определенным принципам и законам, требующим введения ряда специальных понятий и категорий. Реализуемые на разных уровнях функционирования центральной нервной системы (ЦНС), эти принципы и законы являются обязательными для анализа и интерпретации тех или иных нарушений, возникающих при локальных поражениях мозга.

Существенную роль в понимании последовательности фаз становления высших психических функций сыграла культурно-историческая теория развития функций, разработанная Выготским и развитая в трудах Лурия и Леонтьева.

Другим важным, уже педагогически прикладным аспектом, является вопрос о взаимоотношении развития и обучения. Рассматривая эту проблему, Выготский решительно отвергает их понимание как двух якобы независимых друг от друга процессов, равно как и другую крайность — их отождествление. По его мнению, обучение всегда идет и должно идти впереди развития. Существенное значение в связи с этим имеет выдвинутое Выготским понятие зоны ближайшего развития — зоны того, что ребенок может уже делать, но не самостоятельно, а лишь благодаря подражанию или с помощью взрослого. Это то, что в дальнейшем станет возможным и для самостоятельного выполнения, войдет тем самым в зону актуального развития. Наряду с выяснением зоны ближайшего развития необходимо учитывать и сенситивность того или иного периода развития по отношению к определенному обучению. Последнее только тогда наиболее плодотворно, если осуществляется в пределах сенситивного к нему периода, в оптимальные сроки обучения, когда ребенок наиболее восприимчив к информации именно данного качества.

Важнейшим понятием, которым оперируют большинство психологически и физиологически ориентированных наук, является понятие функциональной системы . Это динамическая саморегулирующаяся организация, все составные элементы которой взаимосодействуют получению полезного для организма приспособительного результата. Существенный вклад в разработку этой проблемы, сопровождаемую широкими философскими обобщениями, был внесен Анохиным.

Тема. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МОЗГА

1. Строение головного мозга.

2. Три основных функциональных блока мозга

СТРОЕНИЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Мозг как субстрат психических процессов представляет собой единую суперсистему, единое целое, состоящее, однако, из дифференцированных отделов (участков или зон), которые выполняют различную роль в реализации психических функций.

Рис. 1. Общее строение центральной нервной системы человека.

Вид в разрезе по продольной щели между двумя полушариями. Спинной мозг показан не полностью.

Это главное положение теории локализации высших психических функций человека опирается не только на сравнительно-анатомические, физиологические данные и результаты клинических наблюдений, но и на современные сведения об основных принципах строения мозга человека.

Все данные (и анатомические, и физиологические, и клинические) свидетельствуют о ведущей роли коры больших полушарий в мозговой организации психических процессов. Кора больших полушарий (и прежде всего, новая кора) является наиболее дифференцированным по строению и функциям отделом головного мозга.

В настоящее время общепризнанной стала точка зрения о важной и специфической роли не только корковых, но и подкорковых структур в психической деятельности при ведущем участии коры больших полушарий.

Таким образом, все высшие психические функции имеют и горизонтальную (корковую), и вертикальную (подкорковую) мозговую организацию.

Головной мозг (encephalon) — высший орган нервной системы — как анатомо-функциональное образование может быть условно подразделен на несколько уровней, каждый из которых осуществляет собственные функции.

I уровенькора головного мозга осуществляет высшее управление чувствительными и двигательными функциями, преимущественное управление сложными когнитивными процессами.

II уровень — базальные ядра полушарий большого мозга — осуществляет управление непроизвольными движениями и регуляцию мышечного тонуса.

III уровень — гиппокамп, гипофиз, гипоталамус, поясная извилина, миндалевидное ядро — осуществляет преимущественное управление эмоциональными реакциями и состояниями, а также эндокринную регуляцию.

IV уровень (низший) — ретикулярная формация и другие структуры ствола мозга осуществляет управление вегетативными процессами (, , 1996).

Рис. 2. Строение головного мозга человека.

На рисунке показаны доли коры и области, связанные с ощущениями.

Головной мозг подразделяется на ствол, мозжечок и большой мозг.

Как анатомическое образование большой мозг (cerebrum) состоит из двух полушарий — правого и левого в каждом из них объединяются три филогенетически и функционально различные системы:

1) обонятельный мозг

2) базальные ядра

3) кора большого мозга — конвекситальная, базальная, медиальная.

Левое полушарие Правое полушарие

Рис. 3. Большие полушария человеческого мозга. Вид сзади и сверху

В каждом полушарии имеется пять долей:

5) островковая, островок.

Как известно, у человека по сравнению с другими представителями животного мира существенно больше развиты филогенетически новые отделы мозга, и прежде всего кора больших полушарий. Кора большого мозга — наиболее высокодифференцированный раздел нервной системы — подразделяется на следующие структурные элементы:

♦ среднюю, или промежуточную (mesocortex);

У человека новая кора — наиболее сложная по строению — по протяженности составляет 96 % от всей поверхности полушарий.

Установлено, что головной мозг человека обладает значительной изменчивостью.

Различают этническую, половую, возрастную и индивидуальную изменчивость.

Этнические различия, сохраняющиеся от поколения к поколению, относятся к общему весу (массе) головного мозга, его размерам, организации борозд и извилин. Считается, однако, что средний вес мозга, свойственный одной этнической группе, — весьма условный показатель, так как индивидуальная изменчивость может перекрывать средние величины. Масса мозга коррелирует с весом тела и формой черепа.

Читайте также:  Как делают кт головного мозга сколько по времени

Установлены различия между мужским и женским мозгом: 1375 г для мужчин и 1245 г для женщин — средние показатели веса мозга европейца. С возрастом масса мозга и морфологическое строение отдельных структур и проводящих волокон (мозолистого тела, передних комиссур и др.) изменяются, причем у женщин эти изменения менее заметны, чем у мужчин. С момента рождения головной мозг постепенно увеличивается и достигает максимальной массы к 20 годам; после 50 лет происходит постепенное уменьшение массы мозга (примерно на 30 г каждые 10 лет жизни).

Описана значительная индивидуальная морфологическая изменчивость мозга. Это относится и к массе мозга, и к другим его характеристикам. Современная нейроанатомия признает существование пороговых

значений веса мозга: по одним данным, минимальная масса мозга равна 900 г; по другим — 750-800 г (С. В.

Савельев, 1996).При объеме мозга 246-622 см (микроцефалия) наблюдается явное снижение умственных способностей.

Максимальная масса мозга здорового человека равна 2200-2300 г. Еще большая масса, как правило,

является следствием патологического процесса (гидроцефалии и др.).

Помимо веса индивидуальные морфологические различия относятся и к организации мозга. Существует

высокая изменчивость в строении поверхности полушарий переднего мозга, что отражается в изменчивости

строения его борозд и извилин.

Достаточно велика индивидуальная изменчивость и подкорковых образований, что не связано ни с объемом мозга, ни с полом, ни с национальной принадлежностью. Так, объем подкорковых ядер (скорлупа, хвостатое ядро и др.) у разных людей может различаться в 2-3 раза.

Таким образом, современные нейропсихологические представления о мозге как субстрате психических процессов должны учитывать не только общие характеристики его строения, но и фактор большой изменчивости, вариативности его морфологических показателей.

ТРИ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКА МОЗГА

(блок регуляции уровня активности мозга, блок регуляции уровня сна и бодрствования)

Состоит из подкорковых структур и медиальных отделов лобных и височных долей.

Функция блока – обеспечение 2 видов активности мозга:

1) Общие генерализованные изменения в активности работы всего мозга человека. Эти изменения лежат в основе смены состояний сна и бодрствования, изменения функциональных состояний.

2) Селективные, избирательные изменения активности отдельных структур мозга (возбуждение одних отделов и торможение других.

Например, отключиться от звуков вокруг, чтобы эффективно читать – торможение слуховой коры, зрительный и моторный отделы активны).

Необходимы для осуществления ВПФ.

Этот блок обеспечивает такие психологические функции как внимание, сознание, память, мотив и эмоциональные процессы и состояния, особенно базальные (страх, гнев, удовольствие).

У детей незрелость структур головного мозга (удержание внимания 10-15 минут).

Неспецифические структуры первого блока по принципу своего действия подразделяются на:

Ø восходящие (проводящие возбуждение от периферии к центру)

Ø нисходящие (направляющие возбуждение от центра к периферии).

Восходящие и нисходящие отделы неспецифической системы включают активационные и тормозные пути.

Одно из функциональных назначений первого блока – регуляция процессов активации, обеспечение общего активационного фона, на котором разыгрываются все психические функции, поддержание общего тонуса ЦНС, необходимого для любой психической деятельности.

Этот аспект работы первого блока имеет непосредственное отношение к процессам внимания – общего, избирательного и селективного, а также сознания в целом.

Первый блок мозга непосредственно связан с процессами памяти, с запечатлением, хранением и переработкой разномодальной информации.

Первый блок мозга является непосредственным мозговым субстратом различных мотивационных и эмоциональных процессов и состояний (наряду с другими мозговыми образованиями).

1. регулирующие тонус коры при переходе от сна к бодрствованию;

2. регулирующие активность нервных центров, поддерживающих постоянство внутренней среды;

3. регулирующие активность нервных центров, осуществляющих биологически значимые формы поведения;

4. обеспечивающие повышение уровня активации коры головного мозга при неожиданных изменениях во внешней среде (ориентировочный рефлекс);

5. обеспечивающие повышение уровня активации коры головного мозга при произвольных формах деятельности.

! Таким образом, первый блок мозга на различных ролях участвует в осуществлении любой психической деятельности и особенно в процессах, связанных с вниманием, памятью, эмоциональными состояниями и сознанием в целом.

II. Блок приема, переработки и хранения экстероцептивной информации

(т. е. исходящей из внешней среды)

Включает в себя основные анализаторные системы:

Ø корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий.

Работа этого блока обеспечивает:

· Модально-специфические процессы. Модально-специфические пути проведения возбуждения имеют иную, чем неспецифические пути, нейронную организацию и четкую избирательность в реагировании лишь на определенный тип раздражителей.

· Сложные интегративные формы переработки экстероцептивной информации, необходимые для осуществления высших психических функций.

Все три анализаторные системы (зрительная, слуховая, кожно-кинестетическая) организованы по общему принципу, состоят из:

1. периферическая часть (рецепторы и проводящие пути);

2. центральная часть (корковые зоны, отвечающие за зрение, слух, тактильное восприятие).

В целом, анализаторы – это аппараты, подготавливающие ответ организма на внешние раздражители. Анализаторные системы характеризуются иерархическим принципом строения, причем нейронная организация различных уровней анализаторных систем различна.

Рис. 4. Вид мозга человека сбоку.

На рисунке показаны важнейшие сенсорные и двигательные зоны к. г.м. Информация от всех органов чувств, так же, как и текущая информация, связанная с программами движений, объединяется лобной корой, которая представляет собой высший уровень мозговой регуляции психики и поведения.

Читайте также:  Отмирание клеток головного мозга у пожилых сколько живут

Корковое представительство состоит из 3-х уровней:

1) первичные (ядерные) поля;

2) вторичные (гностические, ассоциативно-проекционные) поля;

3)третичные (ассоциативные) поля.

Функции первичных полей:

1. максимально точное отображение в кору гол. мозга той инф-ции, кот. попала на рецепторы. Благодаря соматотопическому принципу. Инфо связана с физическими параметрами символа (не яблоко, а круглое, красное, блестящее);

2. отображение физических параметров стимула (яркость, длительность, форма, пространственная локализация);

3. формирование ощущений.

Функции вторичных полей:

1. формирование целостного перцептивного образа соотв. Модальности;

2. осуществление процесса восприятия

Функции третичных полей:

1. соединение разномодальных ощущений в целостный разномодальный образ;

2. обеспечение мышления.

! Вторичные поля вместе с первичными составляют центральную часть анализатора или его ядро. Взаимодействие первичных и вторичных зон носит сложный характер, в условиях нормальной деятельности они обусловливают соответствующую соорганизацию возбудительных и тормозных процессов в первичных полях. Это и обеспечивает динамические свойства локализации высших психических функций.

III. Блок программирования, контроля и регуляции сложных форм психической деятельности.

Человек не только пассивно реагирует на доходящие до него сигналы. Он создает замыслы, формирует планы и программы своих действий, следит за их выполнением, реализует свое поведение, приводя его в соответствие с планами и программами. Он контролирует свою сознательную деятельность, сличая эффект действий с исходными намерениями и корригируя допущенные ошибки.

Блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности включает:

Ø префронтальные отделы коры лобных долей мозга.

Лобные доли характеризуются большой сложностью строения и большим числом двусторонних связей со многими корковыми и подкорковыми структурами. К третьему блоку мозга относится конвекситальная лобная кора со всеми ее корковыми и подкорковыми связями.

Кора лобных долей мозга занимает 24% поверхности больших полушарий.

1. формирование программы поведения, сложных форм психической деятельности;

2. контроль за исполнением программы;

3. регуляция деятельности (продолжение, прекращение, начало заново)

Рис. 5. Схема соматотопической проекции общей чувствительности и двигательных функций в коре головного мозга (по У. Пенфилду):

А — корковая проекция общей чувствительности;

Б — корковая проекция двигательной системы.

Относительные размеры органов отражают ту площадь коры головного мозга, соответствующие ощущения и движения с которой могут быть вызваны

! Таким образом, многочисленные корково-корковые и корково-подкорковые связи конвекситальной коры лобных долей мозга обеспечивают возможности переработки и интеграции самой различной афферентации, возможности осуществления различного рода регуляторных влияний. Анатомическое строение третьего блока мозга обусловливает его ведущую роль в программировании, контроле за протеканием психических функций, в формировании замыслов и целей психической деятельности, в регуляции и контроле за результатами отдельных действий, деятельности и поведения в целом.

С работой третьего блока мозга связана стадия формирования целей, программ, стадия контроля за реализацией программы. Операционная стадия деятельности осуществляется преимущественно с помощью второго блока мозга. Поражение любого из трех блоков (или поражение каких-либо отделов) отражается на любой психической деятельности, так как приводит к нарушению соответствующей стадии ее реализации.

Ни одна психическая функция не возможна без работы всех трех блоков одновременно.

Структурно-функциональные принципы работы мозга.

Еще в начале XIX в. Ф. Галль обнаружил, что головной мозг неоднороден и состоит из серого (клетки коры и подкорки) и белого (проводящие волокна) вещества, но не уделил должного внимания этому факту. Лишь в 1863 г. киевский физиолог Бец выделил гигантские пирамидные клетки, связанные с мышцами, и мелкозернистые клетки, связанные с органами чувств. Было показано, что клетки мозга имеют разное строение и выполняют разные функции.

Кора головного мозга представляет собой поверхностный слой, покрывающий полушария головного мозга и образованный преимущественно вертикально ориентированными нервными клетками, их отростками, пучками афферентных и эфферентных нервных волокон и клеток нейроглии. Постепенно было выяснено основное строение новой коры больших полушарий, состоящей из шести слоев клеток (по некоторым данным семи) /22, 25, 38, 41/, различающихся по ширине, плотности расположения, форме, размерам составляющих их нервных клеток.

Шестой слой (афферентный) состоит из мелкозернистых клеток, связан с органами чувств. Пятый слой (эфферентный) включает в себя гигантские пирамидные клетки, генерирующие импульсы к мышцам. В четвертый слой коры приходят волокна, несущие импульсы, возникающие в периферических рецепторах. Эти три слоя образуют первичные или проекционные зоны коры. Поверхность полушарий изрезана глубокими щелями и бороздами, которые разделяют ее на доли: лобную, теменную, затылочную, височную. Соответственно выделяют теменную (общечувствительную), затылочную (зрительную), височную (слуховую) первичные зоны коры. Их основная функция — прием и анализ возбуждения, поступающего от периферических рецепторов. Нормальный доношенный ребенок рождается с уже сформированными первичными зонами коры больших полушарий.

Над каждой первичной зоной коры надстраивается система вторичных зон, в которых преобладают более сложные по своему строению второй и третий слои коры. Они состоят из клеток с короткими аксонами, поэтому возбуждение не выходит за их пределы, а циркулирует внутри слоя, обеспечивая таким образом ассоциативные функции, т. е. способность к установлению ассоциаций (синтезу возбуждения). Третий слой состоит из мелкозернистых клеток с короткими аксонами, а второй — из пирамидных клеток с короткими аксонами. Вторичные или проекционно-ассоциативные зоны коры обеспечивают функцию синтеза возбуждения. Выделяют вторичные теменные (общечувствительные), затылочные (зрительные) и височные (слуховые) зоны коры. Вторичные зоны созревают к 2-3 годам /22, 41/.

Читайте также:  Единичные мелкоочаговые изменения вещества мозга дистрофического характера

На границах между корковыми представительствами отдельных чувствительных зон коры больших полушарий расположены клетки первого слоя (клетки с короткими аксонами). Этот слой образует третичные или ассоциативные зоны коры, основной функцией которых является вторичный синтез возбуждения. В коре головного мозга можно выделить две группы третичных зон: задняя или височно-теменно-затылочная (расположена на стыке затылочной, височной и теменной зон) и передняя (находится кпереди от двигательной зоны коры и надстраивается над двигательными отделами коры головного мозга). Третичные зоны коры обеспечивают совместную работу корковых звеньев отдельных анализаторов — наиболее сложные интегративные функции коры головного мозга. Задние третичные зоны созревают, как правило, к 6-7 годам, а передние — к 14-15 годам.

Все эти системы мозга работают в тесном взаимодействии друг с другом. А. Р. Лурия подчеркивает, что отдельные слои коры неравномерно распределены в топографически различных участках коры головного мозга /22/. Число исходных типов нервных клеток невелико, однако характер объединения нейронов, их связи друг с другом, их расположение позволяет формировать бесчисленное количество вариантов связей /38/.

Любая концепция раскрывается через ряд принципов (от лат. principium — основание), в том числе и концепция взаимосвязи мозга и психики. В работах А. Р. Лурия, Е. Д. Хомской, О. С. Адрианова, Л. С. Цветковой, Н. П. Бехтеревой и других суммируются основные принципы строения и работы мозга. Благодаря этим исследователям в мозговой организации можно выявить как общие принципы строения и функционирования, характерные для всех макросистем, так и динамически изменяющиеся индивидуальные особенности этих систем.

А. Р. Лурия выделяет следующие принципы эволюции и строения мозга как органа психики /22/:

— принцип эволюционного развития, заключающийся в том, что на различных этапах эволюции отношения организма со средой и его поведение регулировались различными аппаратами нервной системы и, следовательно, мозг человека представляет собой продукт длительного эволюционного развития;

— принцип сохранности древних структур, предполагающий, что прежние аппараты мозга сохраняются, уступая ведущее место новым образованиям и приобретая новую роль. Они все больше становятся аппаратами, обеспечивающими фон поведения;

— принцип вертикального строения функциональных систем мозга, означающий, что каждая форма поведения обеспечивается совместной работой разных уровней нервного аппарата, связанных между собой как восходящими, так и нисходящими связями, превращающими мозг в саморегулирующуюся систему;

— принцип иерархического взаимодействия разных систем мозга, согласно которому возбуждение, возникающее в периферических органах чувств, сначала приходит в первичные (проекционные) зоны, затем распространяется на вторичные зоны коры, которые играют интегрирующую роль, объединяя соматотопические проекции возникших на периферии возбуждений в сложные функциональные системы. Данный принцип по сути обеспечивает интегративную деятельность мозга;

— принцип соматотопической организации первичных зон мозговой коры, по которому каждому участку тела соответствуют строго определенные пункты коры больших полушарий (точка в точку);

— принцип функциональной организации коры, отражающий взаимосвязь роли функции и ее проекции в коре больших полушарий мозга: чем большее значение имеет та или иная функциональная система, тем большую площадь занимает ее проекция в первичных отделах коры головного мозга. Иллюстрацией данного принципа являются известные схемы Пенфилда;

— принцип прогрессивной кортиколизации, суть которого в том, что чем выше на эволюционной лестнице стоит животное, тем в большей степени его поведение регулируется корой и тем больше возрастает дифференцированный характер этих регуляций. Кроме того, А. Р. Лурия указывал, что и формирование психической деятельности человека идет от более простых к более сложным, опосредованным формам /22/.

О. С. Адрианов /1/, дополняя и развивая науку о мозге, сформулировал два принципа:

— принцип многоуровневого взаимодействия вертикально организованных путей проведения возбуждения, что дает возможности для различных типов переработки афферентных сигналов;

— принцип иерархического соподчинения различных систем мозга, благодаря которому уменьшается число степеней свободы каждой системы и становится возможным управление одного уровня иерархии другим.

Е. Д. Хомская, опираясь на современные представления об основных принципах организации мозга как субстрата психики, обосновывает два основных принципа теории локализации высших психических функций /41/:

— принцип системной локализации функций (каждая психическая функция опирается на сложные взаимосвязанные структурно-функциональные системы мозга);

— принцип динамической локализации функций (каждая психическая функция имеет динамическую, изменчивую мозговую организацию, различную у разных людей и в разные возрасты их жизни).

Выделенные выше главные принципы структурно-функциональной организации мозга сформулированы на основе анализа нейроанатомических данных.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы

Читайте также:
Adblock
detector