Мозг и нервная система

это может вам помочь Ванная комната - место релаксации Ванная комната - место релаксации

Мозг и нервная система

Исследование физиологических основ психической деятельности является одной из важнейших областей психологии, причем в этой области, по-видимому, наиболее активно используются идеи и методы, заимствованные из других научных дисциплин, в том числе столь далеких друг от друга, как нейропсихология и философия. Чтобы понять природу процессов, изучаемых биопсихологией, необходимо иметь представление об анатомии нервной системы и о ее деятельности.



Нейроны



Отдельные нервные клетки называются нейронами. Несмотря на различия в размерах (длина нейрона может составлять от нескольких сантиметров до долей миллиметра), большинство нейронов состоят примерно из одинаковых компонентов. Нейрон состоит из тела клетки (содержащего генетическую информацию о клетке и механизмы ее жизнеобеспечения) и ветвеобразных отростков. Существуют два типа отростков: отростки первого типа, которые называются дендритами, получают информацию от других нейронов, а отростки второго типа - аксоны - передают сигналы другим нейронам.

Нейроны можно разделить на две категории - возбуждающие и тормозящие. В период своей активности возбуждающие нейроны посылают сигнал другим связанным с ними нейронам, активируя их. Нейроны образуют цепи, и при активации первого нейрона цепи все нейроны, составляющие цепь, по очереди "включаются"; таким образом нервный импульс передается по цепи. Тормозящие нейроны, как понятно из их названия, выполняют противоположные функции. Тормозящие нейроны передают соседним нейронам сигналы о прекращении активности.

Механизм, посредством которого нейрон посылает сигнал (возбуждающий или тормозящий), называется синапсом. Хотя было сказано, что нейроны "соединены" друг с другом, на самом деле между концом аксона и поверхностью соседнего нейрона существует микроскопический просвет - синаптическая щель. Связь между нейронами осуществляется следующим образом: сигнал передается по аксону, и когда он достигает конца аксона, последний "выбрасывает" в синаптическую щель определенные химические вещества, попадающие на поверхность соседнего нейрона. Тот в свою очередь активируется или прекращает активность (в зависимости от того, какой нейрон послал ему сигнал - возбуждающий или тормозящий).

Хотя связь между нейронами осуществляется химическим способом, сигнал, проходящий через нейрон, является электрическим импульсом. Его можно сравнить с импульсом электрического тока, протекающим по проводам электрической цепи, хотя ни в коем случае не следует понимать эту аналогию слишком буквально. Нервные пути, проходящие по всему организму, представляют собой цепочки, составленные из соединенных между собой нейронов. Чтобы передать сигнал по цепи, необходимо активировать первый ее нейрон, в результате чего все остальные нейроны, составляющие цепь, будут активироваться один за другим. Например, если человек наступит на канцелярскую кнопку, то активируются болевые рецепторы (которые также являются нейронами специального типа), находящиеся на ступне в месте укола. Это приводит к активации соседних нейронов, которые в свою очередь передают сигнал следующим нейронам цепи, и т. д. Сообщение передается по нейронной цепи, восходящей от ступни к мозгу, где оно будет проинтерпретировано.

Обнаружены данные, свидетельствующие о том, что чем дальше от мозга находится та или иная часть тела, тем больше времени проходит с момента прикосновения к этой части тела до того момента, когда человек ощущает это прикосновение. Поэтому прикосновение к руке мы ощущаем быстрее, чем прикосновение к стопе. Чтобы "сообщить" мозгу об обнаружении сигнала, нервной системе необходимо определенное время (хотя и чрезвычайно короткое), следовательно, то, что мы считаем "настоящим моментом", на самом деле произошло несколько миллисекунд назад - мы не можем осознавать события текущего момента абсолютно синхронно.

В традиционной психологии обычно не уделяется большого внимания рассмотрению деятельности нейронов, поэтому вполне естественно, что читателям может быть непонятно, зачем вообще обсуждать эту тему. Дело в том, что, хотя в психологических теориях обычно не рассматривается деятельность нейронов, базовые представления о ней необходимы для понимания некоторых авторитетных моделей психического функционирования. Одна из этих моделей - коннекционизм - будет упомянута далее в этой главе. Однако сначала надо сообщить читателям более общие сведения об анатомии нервной системы.



Общие сведения из анатомии центральной нервной системы



Нервная система состоит из нейронов (отвечающих за передачу нервных импульсов) и клеток, относящихся к нескольким другим типам (следует выделить глиальные клетки), основное назначение которых состоит в обеспечении нейронов питательными веществами и выполнении ряда вспомогательных функций. Достаточно ограничиться обсуждением роли нейронов. Нервную систему традиционно подразделяют на два отдела - центральную нервную систему и периферическую нервную систему.

Центральная нервная система (или ЦНС) состоит из головного мозга и спинного мозга. Главными задачами ЦНС являются получение информации от органов чувств, интерпретация этой информации и реагирование на нее посредством передачи сигналов различным частям организма. Информация поступает в ЦНС и посылается из нее через нейроны, входящие в периферическую нервную систему (ПНС). Главное различие между нейронами центральной и периферической нервных систем состоит в том, что поврежденные нейроны ПНС могут восстанавливаться, в то время как поврежденные нейроны ЦНС не восстанавливаются.



Периферическая нервная система



В различных частях организма расположено неодинаковое количество нервов ПНС. Например, руки и лицо человека обслуживает гораздо большее количество нервов, чем, скажем, спину. Причина этого вполне очевидна - человеку часто приходится ощупывать различные предметы и пробовать их на вкус, а спина в этом не участвует, поэтому большая часть нейронов находится там, где они нужнее. По той же причине, хотя мы получаем относительно надежную информацию от кожи и скелетных мышц, для сознательного анализа доступно гораздо меньше информации, исходящей от кишечника и других внутренних органов. Например, деятельность кишечника заключается в переваривании пищи и проталкивании ее по длинному кишечному тракту для выделения экскрементов, а мы этого, к счастью, не осознаем. Желчный пузырь и поджелудочная железа также работают в автономном режиме. Вполне возможно, это обусловлено тем, что концентрировать внимание на мышлении и движении достаточно трудно, даже если вас не отвлекают мысли о судьбе вашего вчерашнего обеда.

Расположение некоторых нервов периферической нервной системы кажется нелогичным. Например, интуитивно можно предположить, что предплечье должно быть представлено одним нервом, а кисть руки - другим. Однако на самом деле нервы предплечья и кисти руки устроены таким образом, что один нерв обслуживает мизинец, безымянный палец и наружную часть предплечья, а другой - большой, указательный и средний пальцы и внутреннюю часть предплечья. Эту анатомическую особенность можно использовать в диагностике. Если пациент жалуется на онемение всей кисти руки, но с предплечьем у него все в порядке (такой синдром называется перчаточной анестезией), то врачу ясно, что проблема пациента имеет, по-видимому, психологическую, а не соматическую причину. В силу вышеописанной особенности анатомии нервов руки онемение только кисти руки весьма маловероятно (в отличие от длительного онемения, временное онемение кисти руки может быть вызвано различными причинами - например, если "отлежать" руку). Если пациент жалуется на перчаточную анестезию, то причина нарушения чувствительности, вероятно, воображаемая.



Центральная нервная система



С точки зрения психологии спинной мозг как таковой устроен довольно просто, но он выполняет жизненно важную функцию - это канал, по которому головной мозг посылает сигналы различным частям организма и получает от них информацию. Большинство нервных путей, соединяющих головной мозг с нижней частью тела, проходят внутри позвоночника почти до самого его "конца", в то время как нервы, ведущие к частям тела, расположенным выше, заключены внутри позвоночника на более коротком участке. Таким образом, в случае серьезной травмы позвоночника может быть нарушено множество связей между головным мозгом и телом, и чем выше расположено место повреждения позвоночника, тем обширнее область, над которой теряется контроль.

Поскольку поврежденные нейроны ЦНС не могут восстанавливаться, травмы позвоночника влекут за собой необратимую утрату контроля. Однако не все нервные связи между головным мозгом и телом осуществляются через спинной мозг. Например, двенадцать весьма важных нервов, носящих общее название черепно-мозговые нервы, непосредственно связывают головной мозг с лицом, глазами и прочими органами и не проходят через спинной мозг. Благодаря этому пациенты даже с очень серьезными повреждениями спинного мозга сохраняют зрение, речь и пр.

Спинной мозг соединен с головным мозгом, или, точнее, с той его частью, которая называется стволом мозга. Многие люди, не являющиеся специалистами в области наук о нервной деятельности, считают, что головной мозг - это однородное скопление "серого вещества", однако на самом деле он состоит из четко разграниченных, хотя и взаимосвязанных структур.

По анатомическим и функциональным признакам мозг часто подразделяют на несколько основных отдела. Первый из них - это ствол мозга. Cтвол мозга не принимает активного участия в "интеллектуальной" обработке информации. Его основной задачей является координация работы механизмов "жизнеобеспечения" организма, например контроль над артериальным давлением, пищеварением, дыханием и т. п. Он также получает информацию от некоторых органов чувств и передает ее в другие отделы мозга. Мозжечок осуществляет контроль над равновесием и двигательными функциями и получает сигналы от различных органов, в том числе от мышц и от полукружных каналов внутреннего уха.

Расположенный несколько выше средний мозг состоит из нескольких частей, функции которых имеют более близкое отношение к психологии. Одна из этих частей, таламус, координирует и передает сенсорную информацию и контролирует моторные движения. При повреждении этой зоны возникает паркинсонизм. Гипоталамус управляет физиологическими потребностями организма, регулируя аппетит, сексуальное влечение, гнев и т. п. По сравнению с другими зонами мозга гиппокамп сформировался на самых ранних этапах его эволюции. Он участвует в управлении эмоциями, но психологов больше всего интересует его роль в процессах памяти. Некоторые несчастные люди, у которых поражена эта часть мозга (в результате болезни или несчастного случая), способны сохранять в своей памяти новую информацию не дольше чем в течение двух минут. Поэтому гиппокамп каким-то образом принимает участие в процессах передачи информации на хранение в долговременную память.

За выполнение большинства высших мыслительных функций отвечает кора. Она разделена на два полушария. Граница между полушариями проходит по средней линии головы от лба к затылку. Полушария соединены в нескольких местах пучками волокон, из которых важнейшим является мозолистое тело. У большинства людей правое полушарие контролирует зрительно-пространственные навыки, а левое - вербальные навыки.

Кору можно также подразделить на несколько долей, каждая из которых выполняет свои особые психологические функции. Лобные доли расположены в передней части черепа (грубо говоря, они находятся позади лба и оканчиваются у висков). Они играют важную роль в планировании и управлении действиями, такими как совершение последовательных движений, выстраивание слов и букв в правильном порядке в процессе речевой деятельности и чтения и выбор социально приемлемого поведения. Лобные доли также имеют отношение к памяти - они принимают участие главным образом в установлении того, какие из хранящихся в памяти событий произошли недавно, а какие - в отдаленном прошлом.

Мозг и нервная система

Височные доли расположены (как следует из названия) в области правого и левого висков. Одной из их главных функций является интерпретация информации. В особенности важную роль играет левая височная доля, которая отвечает за понимание речи и чтение. Височные доли также связаны с памятью, в особенности с долговременным сохранением информации. Поскольку функции левого и правого полушарий специализированы, левая височная доля участвует в сохранении вербальных воспоминаний, а правая височная доля - в сохранении пространственной информации.

Затылочные доли находятся в задней части черепа. Они участвуют в чтении, но их главной функцией является зрение. Почти вся обработка зрительной информации происходит в затылочных долях. Теменные доли находятся в верхней центральной части мозга. Они в какой-то степени отвечают за осознание человеком состояния собственного организма и положения тела. Что касается их интеллектуальных функций, то они участвуют в интерпретации символов и в распознавании объектов и чтении.

Читателя, естественно, заинтересует, откуда мы знаем о функциях различных зон мозга, если мы не можем заглянуть внутрь мозга и "увидеть", как работают нейроны? Точно так же мы не можем проанализировать собственные мысли и спросить самих себя о том, какие участки мозга принимают участие в выполнении тех или иных задач, поскольку на такой вопрос просто невозможно ответить посредством самонаблюдения. Как ни странно, мозг не обладает тактильной чувствительностью. Если дотронуться до обнаженного человеческого мозга, то человек этого не почувствует. Поэтому когда человек ощущает головную боль, то "болит" не мозг, и чаще всего боль обусловлена сокращением мышц головы, которые сдавливают ее поверхность.

На самом деле сведения о функциях мозга получены из других источников. Это главным образом результаты исследования больных с поражениями мозга. Повреждение мозга может быть обусловлено различными причинами: например, травмами головы в результате автокатастроф или пулевых ранений, кровоизлияниями в мозг или опухолями мозга. Следует подчеркнуть, что многие больные с черепно-мозговыми травмами полностью выздоравливают (поскольку другие нейроны мозга начинают выполнять функции поврежденных нейронов - некоторые ресурсы мозга дублируются - или рассасывается кровоизлияние, которое привело к повышению давления на нейроны и снижению их работоспособности). Однако довольно часто исход бывает менее благоприятным, и поражение мозга имеет тяжелые последствия. Например, после перенесенного инсульта у многих пациентов происходит нарушение двигательных функций некоторых частей тела вплоть до их полной потери. Это интересно с психологической точки зрения, так как ясно показывает: поскольку в результате поражения мозга происходит потеря контроля над телом, значит, мозг участвует в управлении движениями и другими функциями организма.

Я. Стюарт-Гамильтон