Физиологическим механизмом восприятия является комплексная аналитико-синтетическая деятельность анализаторов. Поскольку в процессе восприятия устанавливаются отношения между частями и свойствами предмета, то одним из физиологических механизмов восприятия является образование условных рефлексов на отношения. Если на анализатор постоянно воздействует система раздражителей, действующих в определенной последовательности, то ответная реакция начинает зависеть не от отдельного раздражителя, а от своеобразия связи раздражителей, их соотношений. Рефлекторную основу восприятия раскрыл И.П. Павлов. Он показал, что в основе восприятия лежат условные рефлексы, т. е. временные нервные связи, образующиеся в коре больших полушарий головного мозга при воздействии на рецепторы предметов или явлений окружающего мира. При этом последние выступают в качестве комплексных раздражителей, так как при обработке вызванного ими возбуждения в ядрах корковых отделов анализаторов протекают сложные процессы анализа и синтеза. С практической точки зрения главная функция восприятия заключается в обеспечении распознавания объектов, т. е. их отнесении к той или иной категории: это - машина, это - собака, это - ягоды и т. д. Аналогично происходит распознавание. Так что же такое распознавание и каковы его механизмы? Распознавая объекты, можно сделать выводы о множестве скрытых свойств объекта. Если это машина, то она сделана из железа и для того чтобы на ней ездить. Если это собака, то она может выполнять охранные функции. Следовательно, может наброситься на людей в случае неверных действий и т. д. Таким образом, распознавание - это то, что позволяет выйти за пределы чувственного отображения свойств предметов. Маклаков А.Г. - С. 205. В настоящее время принято выделять в процессе распознавания объектов несколько этапов, одни из которых предварительные , другие - завершающие. На предварительных этапах перцептивная система использует информацию с сетчатки глаза и описывает объект на языке элементарных составляющих, таких как линии, края и углы. На завершающих этапах система сравнивает это описание с описаниями форм разного рода объектов, хранящихся в зрительной памяти, и выбирает наилучшее ему соответствие. При распознавании большая часть обработки информации как на предварительных, так и на завершающих этапах распознавания недоступна сознанию. Итогом возникновения ощущения является некоторое чувство (например, ощущения яркости, громкости, соленого, высоты звука, равновесия и т.п.), в то время как в результате восприятия складывается образ, включающий комплекс различных взаимосвязанных ощущений, приписываемых человеческим сознанием предмету, явлению, процессу. Для того чтобы некоторый предмет был воспринят, необходимо совершить в отношении его какую-либо встречную активность, направленную на его исследование, построение и уточнение образа. Одним из основных физиологических механизмов восприятия является образование динамического стереотипа, а также установление условно-рефлекторных связей между анализаторами. Образ, складывающийся в результате процесса восприятия, предполагает взаимодействие, скоординированную работу сразу нескольких анализаторов. В зависимости от того, какой из них работает активнее, перерабатывает больше информации, получает наиболее значимые признаки, свидетельствующие о свойствах воспринимаемого объекта, различают и виды восприятия. Восприятие человека всегда связано с деятельностью второй сигнальной системы (речи). Человек не просто смотрит на предметы и пассивно реагирует на них. Выделяя и объединяя наиболее существенные из них, он всегда обозначает воспринимаемые предметы словом, тем самым глубже познавая их свойства. Благодаря слову воспринимаемые предметы приобретают смысл.
6.2. Нейрофизиологические механизмы внимания
Изучение физиологических механизмов внимания осуществляется на разных уровнях: нейронном, структурно-функциональном и системном. Каждый из этих уровней исследования формирует свои представления о физиологических основах внимания.
Нейроны новизны. Наиболее интересные факты, иллюстрирующие функции нейронов в механизмах внимания, связаны с обеспечением ориентировочной реакции. Еще в 60-е годы Г. Джаспер во время нейрохирургических операций выделил в таламусе человека особые нейроны – «детекторы» новизны или внимания, которые реагировали на первые предъявления стимулов.
Позднее в нейронных сетях были выделены нервные клетки, получившие название нейронов новизны и тождества (Соколов, 1995). Нейроны новизны позволяют выделять новые сигналы. Они отличаются от других характерной особенностью: их фоновая импульсация возрастает при действии новых стимулов разной модальности. С помощью множественных связей эти нейроны соединены с детекторами отдельных зон коры головного мозга, которые образуют на нейронах новизны пластичные возбуждающие синапсы. Таким образом, при действии новых стимулов импульсная активность нейронов новизны возрастает. По мере повторения стимула и в зависимости от силы возбуждения ответ нейрона новизны избирательно подавляется, так что дополнительная активация в нем исчезает и сохраняется лишь фоновая активность.
Нейрон тождества также обладает фоновой активностью. К этим нейронам через пластичные синапсы поступают импульсы от детекторов разных модальностей. Но в отличие от нейронов новизны, в нейронах тождества их связь с детекторами осуществляется через тормозные синапсы. При действии нового раздражителя фоновая активность в нейронах тождества подавляется, а при действии привычных раздражителей, напротив, активизируется.
Итак, новый стимул возбуждает нейроны новизны и тормозит нейроны тождества, таким образом, новый раздражитель стимулирует активирующую систему мозга и подавляет синхронизирующую (тормозную) систему. Привычный стимул действует прямо противоположным образом – усиливая работу тормозной системы, не влияет на активирующую.
Особенности импульсной активности нейронов человека при выполнении психологических проб, требующих мобилизации произвольного внимания, описаны в работах Н.П. Бехтеревой и ее сотрудников. При этом в передних отделах таламуса и ряде других структур ближайшей подкорки были зафиксированы стремительные возникающие вспышки импульсной активности, по частоте в 2 – 3 раза превышающие уровень фона. Характерно, что описанные изменения в импульсной активности нейронов сохранялись на протяжении выполнения всего теста, и только по его завершении уровень активности этих нейронов возвращался к исходному.
В целом, в этих исследованиях установлено, что различные формы познавательной деятельности человека, сопровождающиеся мобилизацией произвольного внимания, характеризуются определенным типом активности нейронов, четко сопоставимым с динамикой произвольного внимания.
Структурно-функциональный уровень организации внимания. Одним из наиболее выдающихся достижений нейрофизиологии в XX веке явилось открытие и систематическое изучение функций неспецифической системы мозга, которое началось с появления в 1949 г. книги Г. Моруцци и Г.Мэгуна «Ретикулярная формация мозгового ствола и реакция активации в ЭЭГ».
Ретикулярная формация наряду с лимбической системой образуют блок модулирующих систем мозга, основной функцией которых является регуляция функциональных состояний организма (см. главу З.1.З.). Первоначально к неспецифической системе мозга относили в основном лишь сетевидные образования ствола мозга и их главной задачей считали диффузную генерализованную активацию коры больших полушарий. По современным представлениям, восходящая неспецифическая активирующая система простирается от продолговатого мозга до зрительного бугра (таламуса).
Таламус, входящий в состав промежуточного мозга, имеет ядерную структуру. Он состоит из специфических и неспецифических ядер. Специфические ядра обрабатывают всю поступающую в организм сенсорную информацию, поэтому таламус образно называют коллектором сенсорной информации. Специфические ядра таламуса связаны, главным образом, с первичными проекционными зонами анализаторов. Неспецифические ядра направляют свои восходящие пути в ассоциативные зоны коры больших полушарий.
В 1955 г. Г.Джаспером было сформулировано представление о диффузно-проекционной таламической системе. Опираясь на целый ряд фактов, он утверждал, что диффузная проекционная таламическая система (неспецифический таламус) в определенных пределах может управлять состоянием коры, оказывая на нее как возбуждающее, так и тормозное влияния. В экспериментах на животных было показано, что при раздражении неспецифического таламуса в коре головного мозга возникает реакция активации. Эту реакцию легко наблюдать при регистрации энцефалограммы, однако активация коры при раздражении неспецифического таламуса имеет рад отличий от активации, возникающей при раздражении ретикулярной формации ствола мозга (см. главу 3.2).
По современным представлениям, переключение активирующих влияний с уровня ретикулярной формации ствола мозга на уровень таламической системы означает переход от генерализованной активации коры к локальной:
1) первая отвечает за глобальные сдвиги общего уровня бодрствования;
2) вторая отвечает за избирательное сосредоточение внимания.
Ретикулярная формация ствола мозга и неспецифический таламус тесно связаны с корой больших полушарий. Особое место в системе этих связей занимают фронтальные зоны коры. Предполагается, что возбуждение ретикулярной формации ствола мозга и неспецифического таламуса по прямым восходящим путям распространяется на передние отделы коры, При достижении определенного уровня возбуждения фронтальных зон по нисходящим путям, идущим в ретикулярную формацию и таламус. осуществляется тормозное влияние. Фактически здесь имеет место контур саморегуляции: ретикулярная формация изначально активизирует фронтальную кору, а та в свою очередь тормозит (снижает) активность ретикулярной формации. Поскольку все эти влияния носят градуальный характер, т.е. изменяются постепенно, то с помощью двухсторонних связей фронтальные зоны коры могут обеспечивать именно тот уровень возбуждения, который требуется в каждом конкретном случае.
Таким образом, фронтальная кора – важнейший регулятор состояния бодрствования в целом и внимания как избирательного процесса. Она модулирует в нужном направлении активность стволовой и таламической систем. Благодаря этому, можно говорить о таком явлении как управляемая корковая активация (Дубровинская, 1985).
Система внимания в мозге человека. Изложенная выше схема не исчерпывает всех представлений о мозговом обеспечении внимания. Она характеризует общие принципы нейрофизиологической организации внимания и адресуется, главным образом, к так называемому модально-неспецифическому вниманию. Более детальное изучение позволяет специализировать внимание, выделив его модально-специфические виды. Как относительно самостоятельные можно описать следующие виды внимания: сенсорное (зрительное, слуховое, тактильное), двигательное, эмоциональное и интеллектуальное. Клиника очаговых поражений показывает, что эти виды внимания могут страдать независимо друг от друга и в их обеспечении принимают участие разные отделы мозга. В поддержании модально-специфических видов внимания принимают активное участие зоны коры, непосредственно связанные с обеспечением соответствующих психических функций (Хомская, 1987).
Наряду с этим, с помощью метода регистрации локального мозгового кровотока установлено, что правая фронтальная область коры вносит больший вклад в обеспечение функций селективного внимания, чем левая. Этим же методом установлено, что при восприятии речевых стимулов возрастает активация преимущественно в височно-теменных отделах левого полушария, причем этот эффект не зависит от того, в какое ухо подается стимул. В то же время при прослушивании музыки кровоток усиливается в правом полушарии.
Позитронно-эмиссионная томография открыла прямой доступ к изучению топографических аспектов функционирования мозговой системы внимания. Показано, что при привлечении внимания к слуховым или зрительным стимулам радикально меняется паттерн возбуждения мозговых структур. Причем в зависимости от того, в какой сенсорной модальности активируется внимание, распределение по коре активированных участков оказывается разным. При зрительной направленности внимания возбуждение преимущественно сконцентрировано в экстрастриарной коре, а при внимании к слуховым стимулам возбуждены височные области, фронтальная кора и ряд подкорковых образований.
Исследования с помощью ПЭТ-томографии показали также, что вербальная стимуляция вызывает более выраженное потребление глюкозы в левом полушарии по сравнению с правым (у праворуких), а прослушивание музыкальных произведений активизирует преимущественно правое полушарие, особенно его переднефронтальные, теменные и передневисочные зоны.
Известный американский исследователь М. Познер (Posner, 1988) утверждает, что в мозге человека существует самостоятельная система внимания, которая анатомически изолирована от систем обработки поступающей информации. Внимание поддерживается за счет работы разных анатомических зон, образующих сетевую структуру, и эти зоны выполняют разные функции, которые можно описать в когнитивных терминах. Причем выделяется ряд функциональных подсистем внимания. Они обеспечивают три главные функции: ориентацию на сенсорные события, обнаружение сигнала для фокальной (сознательной обработки) и поддержание бдительности или бодрствующего состояния. В обеспечении первой функции существенную роль играет задняя теменная область и некоторые ядра таламуса, второй – латеральные и медиальные отделы фронтальной коры. Поддержание бдительности обеспечивается за счет деятельности правого полушария.
Помимо этого, немало клинических и экспериментальных данных свидетельствует о разном вкладе отдельных зон коры и полушарий в обеспечение не только восприятия, но и избирательного внимания. Они позволяют считать, что правое полушарие в основном обеспечивает общую мобилизационную готовность человека, поддерживает необходимый уровень бодрствования и сравнительно мало связано с особенностями конкретной деятельности. Левое в большей степени отвечает за специализированную организацию внимания в соответствии с особенностями задачи.
Физиологическим механизмом восприятия является комплексная аналитико-синтетическая деятельность анализаторов – образование комплексных условных рефлексов на комплексные раздражители.
В зрительном аппарате человека взаимодействуют две системы. Одна из них выделяет в объекте отдельные фрагменты, другая – составляет из установленных подобразов целостное изображение.
Возможная неполнота целостного образа заполняется хранящимися в памяти текстурами. (Поэтому мы видим контуры даже там, где они не прочерчены, а только возможны.)
Для опознания ситуации мозг хранит готовые обобщенные схемы (фреймы – "скелеты"). Первоначально схватывая ситуацию, мы стремимся затем заполнить ячейки актуализированного фрейма – и наши глаза ищут соответствующую детализацию.
В формировании перцептивного образа левое и правое полушария мозга осуществляют различные функции. Сенсорная сторона восприятия обслуживается правым, а категориальная, смысловая его сторона – левым полушарием мозга.
Триста лет назад английский философ Джон Локк в своем трактате "Опыт о человеческом разуме" утверждал: "Человеческий мозг от рождения – чистая доска; на ней чертит свои узоры мир, который мы воспринимаем своими органами чувств. Наш учитель – опыт. Нет ничего выше опыта и ничего, что могло бы его заменить". Но уже современник Локка немецкий философ и математик Готфрид Лейбниц возразил Локку: "Да, верно, все доставлено разуму органами чувств... за исключением самого разума". Нуждается ли наше зрение в связи с другими органами чувств, в опытном научении посредством осязания? Уже новорожденные цыплята, не имеющие никакого жизненного опыта, клюют все, что похоже на зерно (например, шарики) и игнорируют предметы, непохожие на зерна (например, пирамиды и треугольники). Однодневные цыплята хорошо отличают ястреба от других птиц. Наряду с этим в многочисленных экспериментах показано, что длительная депривация зрительного анализатора сразу после рождения животного вызывает у него значительные поведенческие аномалии. А когда немецкий врач Макс фон Зендем удалил катаракту нескольким слепорожденным детям, то оказалось, что долгое время для этих детей видимый мир не имел смысла – привычные предметы они узнавали исключительно на ощупь. Только в повседневной зрительной практике развиваются природные возможности зрительного анализатора и он становится основным информационным каналом человеческого мозга, во многих случаях являясь "учителем" других органов чувств. (Сделайте так называемый "японский замок": скрестив руки, наложите ладонь правой руки на ладонь левой так, чтобы большие пальцы рук оказались внизу, и выверните эту "конструкцию" вовнутрь–так, чтобы большие пальцы рук оказались сверху. В этом непривычном положении рук вы не сразу пошевелите пальцем правой (или левой) руки: вам захочется зрительно определить, где ваша соответствующая рука.)
Роль зрения велика. Какова же его природная первооснова? Уже после нескольких часов от рождения младенцы охотнее рассматривают пестрые объекты, чем однотонные; изгибы линий в контурах предметов вызывают у них большее внимание. Четырехдневный малыш отдает предпочтение овалу с контурами человеческого лица. Это свидетельствует о том, что работа человеческого мозга организуется не только посредством слова, но и посредством эмоционально значимых зрительных образов.
Как же формируются зрительные образы?
Прежде всего зрительная система обнаруживает определенный зрительный сигнал – стимул. Затем этот сигнал опознается как определенный зрительный объект – сенсорный комплекс относится к определенному классу объектов (это – стол, это – стул). Это опознание производится по наиболее информативным частям контура объекта. Можно ли изобразить кошку с помощью одних прямых линий? Можно, если эти линии соединяют наиболее информативные изгибы линий, характерные для образа кошки.
На заключительной стадии осуществляется более тонкая дифференциация: различаются индивидуальные особенности объекта – и мы видим конкретного знакомого нам человека, узнаем свою вещь. В зрительной и моторной памяти (в глазодвигательном мышечном анализаторе) формируется комплекс опознавательных признаков. Сенсорные данные плоскостного изображения (картины, схемы) мозг переводит в реальный трехмерный образ.
Движения глаза исследуют объект восприятия, задерживаясь более продолжительно на самых информативных его точках. Причем эти информативные точки, пункты в одном и том же объекте могут быть разными в зависимости от включенности объекта в ту или иную деятельность субъекта восприятия. Рассматривая лицо человека, мы задерживаем основное внимание на глазах, носе, рте. А рассматривая картину Репина "Не ждали", мы будем преимущественно фиксировать взором то, что помогает нам найти ответ на разные вопросы. Как писал Гете: "Мир каждый видит в облике ином, и каждый прав – так много смысла в нем".
При первом знакомстве с объектом осуществляется первичное планирование его зрительного исследования – зрительная система прокладывает себе путь для дальнейшего детального анализа.
Наши глаза постоянно совершают микродвижения – высокочастотный тремор (100 герц) и саккадические (крупные) скачки. При этом глаз может видеть даже очень тонкую линию – меньше диаметра одного фоторецептора (она будет переходить с одного фоторецептора на другой, а их в одном квадратном миллиметре сетчатки около 50 тыс.).
На пути зрительного сигнала от сетчатки к затылочным областям коры мозга находится промежуточная база его переработки – наружные коленчатые тела (НКТ). Благодаря им отсеивается все то, что препятствует формированию зрительного образа (например, высокочастотные перепады яркости). Таким образом, в мозг передается не картинка, сфокусированная на сетчатке, а информация для его аналитико-синтетической деятельности.
Когда в 1959 году сотрудники Гарвардского медицинского института физиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визел ввели микроэлектрод в затылочную область мозга кошки, то они с удивлением обнаружили, что на один нейрон мозга сходятся возбуждения от нескольких тысяч фоторецепторов глаза.
Визел и Хьюбел обнаружили также, что различные поля зрительной коры ответственны за детекцию отдельных элементов зрительного стимула – прямых линий, дуг, углов, пространственной ориентации линий. Миллионы зрительных полей с узкой специализацией! В дальнейшем было установлено, что от каждого поля-детектора в глубь мозга простираются столбообразные образования с сотнями тысяч нервных клеток и каждый фоторецептор соединен не с одним, а с тысячами мозговых нейронов. Дискретные сигналы от сетчатки преобразуются в сложных мозговых структурах в нейронные ансамбли, адекватные отображаемому объекту. Насколько велик мир, настолько велико и множество мозговых структур и подструктур, обеспечивающих его отражение.
Процессу восприятия принадлежит важнейшая роль в обеспечении контактов с внешней средой и в формировании познавательной деятельности.
Восприятие - сложный активный процесс, включающий анализ и синтез поступающей информации.
В осуществлении процесса восприятия принимают участие различные области коры, каждая из которых специализированно участвует в операциях приема, анализа, переработки и оценки поступающей информации.
В первичных проекционных корковых зонах (корковый конец анализатора, по И. П. Павлову) происходит прием и анализ отдельных признаков сигнала .
Во вторичных проекционных зонахинформация , поступающая из определенных анализаторов, синтезируется в сложные сенсорные комплексы .
В зонах перекрытия анализаторов - осуществляется комплексная оценка поступающей информации, принимается решение о ее характере.
Постепенность и неодновременность созревания областей коры в процессе онтогенеза определяют существенные особенности процесса восприятия в различные возрастные периоды .
Определенная степень зрелости первичных проекционных корковых зон к моменту рождения ребенка создает условие для осуществления на уровне коры больших полушарий приема информации и элементарного анализа качественных признаков сигнала уже в период новорожденности . Установлено, что новорожденные способны выделять предметы из окружающего фона. Они задерживают взор на одном из элементов предъявляемого изображения .
В течение первых месяцев жизни усложняется анализ сенсорных стимулов в проекционной коре .
К 2-3 месяцам резко увеличивается разрешающая способность зрительного анализатора.
В раннем детском возрасте до 3-4 лет включительно ассоциативные зоны дублируют функцию проекционной коры . Их вызванные ответы по форме, временным параметрам, реактивности соответствуют ответам проекционной зоны.
Качественный скачок в формировании системы восприятия отмечен к 5-6 годам.В этом возрасте существенно облегчается опознание сложных, ранее незнакомых предметов, сличение их с эталоном. Это дает основание рассматривать дошкольный возраст как сенситивный (особо чувствительный) период развития зрительного восприятия .
В школьном возрасте система зрительного восприятия продолжает усложняться и совершенствоваться за счет включения переднеассоциативных областей . Эти области, ответственные за принятие решения, оценку значимости поступающей информации и организацию адекватного реагирования, обеспечивают формирование произвольного избирательного восприятия.
Существенные изменения избирательного реагирования с учетом значимости стимула отмечены к 10-11 годам . Недостаточность этого процесса в начальных классах обусловливает затруднение в выделении основной значимой информации и отвлечение несущественными деталями.
Структурно-функциональное созревание лобных областей продолжается в подростковом возрасте и определяет совершенствование системной организации процесса восприятия . Заключительный этап развития воспринимающей системы обеспечивает оптимальные условия для адекватного реагирования на внешние воздействия.
Нейрофизиологические механизмы внимания и их формирование с возрастом.
Внимание является одной из важнейших психофизиологических функций, обеспечивающих оптимизацию процессов воспитания и обучения. Так же как восприятие, внимание - сложный системный акт, в котором принимают участие различные структуры мозга. Внимание повышает уровень активации коры больших полушарий . К системе структур, участвующих в этом процессе, относятся структуры, вызывающие генерализованную активацию коры больших полушарий - ретикулярная формация среднего мозга , локальную активацию - лимбическая система и высшие корковые центры регуляции и контроля - лобные области коры больших полушарий .
Существует тесная двухсторонняя связь процессов внимания и восприятия:
1. С одной стороны, внимание, активируя определенный области коры больших полушарий, оптимизирует восприятие, создает условия для избирательного включения различных областей коры в этот процесс.
2. С другой стороны, внимание осуществляется на основе анализа и обработки всей поступающей информации. Поэтому формирование процесса внимания с возрастом связано как со структурно-функциональным созреванием активирующей системы мозга, так и с созреванием корковых структур, участвующих в анализе и обработке информации.
Признаки непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденности в виде элементарной ориентировочной реакции на экстренное применение раздражителя. Эта реакция еще лишена характерного исследовательского компонента, но она уже проявляется в определенных изменениях электрической активности мозга, вегетативных реакциях (изменение дыхания, частоты сердцебиения).
Критическим периодом в формировании непроизвольного внимания является 2-3-месячный возраст - ориентировочная реакция приобретает черты исследовательского характера. В грудном, так же как и в младшем дошкольном возрасте корковая генерализованная активация представлена усилением тета-ритма, отражающего повышенную активность структур, связанных с эмоциями. Особенности активационных процессов определяют специфику произвольного внимания в этом возрасте - внимание маленького ребенка привлекают в основном эмоциональные раздражители. По мере формирования системы восприятия речи формируется социальная форма внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим на новые привлекательные раздражители.
Существенные изменения корковой активации, лежащей в основе внимания, отмечены в 6-7-летнем возрасте . Обнаруживается зрелая форма корковой активации в виде генерализованной блокады альфа-ритма. Существенно возрастает роль речевой инструкции в формировании произвольного внимания . Вместе с тем в этом возрасте еще велико значение эмоционального фактора. Качественные сдвиги в формировании нейрофизиологических механизмов внимания отмечены в 9-10 лет . Структурно-функциональное созревание лобных областей коры обеспечивает организацию процессов локальной регулируемой активации в соответствии с принятием решения на основе проанализированной информации или словесной инструкции. В результате этого в деятельность избирательно включаются определенные структуры мозга, активность других затормаживается и создаются условия для наиболее экономичного и адаптивного реагирования.
В начале подросткового периода (12-13 лет) нейроэндокринные сдвиги, связанные с началом полового созревания, приводят к изменению корково-подкоркового взаимодействия, ослаблению корковых регулирующих влияний на активационные процессы - ослабляется внимание, нарушаются механизмы произвольной регуляции функции. К концу подросткового периода с завершением полового созревания нейрофизиологические механизмы внимания соответствуют таковым взрослого.
Физиологические механизмы памяти.
Важнейшим свойством нервной системы является способность накапливать, хранить и воспроизводить поступающую информацию. Накопление информации происходит в несколько этапов. В соответствии с этапами запоминания принято выделять кратковременную и долговременную память. Если информация, хранящаяся в кратковременной памяти (например, номер телефона только что прочитанный или услышанный), не передается в долговременную память, то она быстро стирается. В долговременной памяти информация хранится длительно в доступном для извлечения виде. Следы памяти, или энграммы, упрочняются каждый раз по мере извлечения. Процесс упрочения энграмм по мере их воспроизведения называется консолидацией следов памяти. Предполагается, что механизмы кратковременной и долговременной памяти различны. Кратковременная, или оперативная, память связывается с обработкой информации в нейронных сетях; предполагается, что ее механизмом может быть циркуляция импульсных потоков по замкнутым нейронным цепям. Долговременная память, очевидно, связана со сложными процессами синтеза белка в нейронах высших отделов ЦНС. Запоминание, хранение и извлечение наиболее актуальной в данный момент информации из памяти является результатом сложного динамического взаимодействия различных структур мозга.
В операциях по запечатлеванию и извлечению следов памяти принимают участие нейроны различных областей коры, лимбической системы и таламуса. Клинические наблюдения показали, что при поражении одного из основных отделов лимбической системы - гиппокампа утрачивается память на недавние события, но сохраняется память на давно прошедшее.
Деятельность нейронов заднеассоциативных отделов коры тесно связана с хранением и извлечением следов памяти. При раздражении височной доли во время операции возникают четкие картины прошлого, в точности воспроизводящие обстановку вспоминаемого события.
Качественной особенностью памяти человека, отличающей ее от памяти животных, даже высших приматов, является то, что человек способен запоминать не столько все подробности информации, сколько общие положения. В прочитанном тексте взрослый человек запоминает не словесную формулировку, а содержание. Это свойственная человеку словесно-логическая абстрактная память.
Механизмы памяти претерпевают значительные изменения с возрастом . В младшем школьном возрасте объем памяти достоверно возрастает, а скорость запоминания уменьшается, увеличиваясь затем к подростковому возрасту . Созревание высших корковых формаций с возрастом определяет постепенность развития и совершенствования словесно-логической абстрактной памяти.
Мотивации и эмоции, их значение в целенаправленном поведении.
Мотивация - активные состояния мозговых структур, побуждающие совершать действия (акты поведения), направленные на удовлетворение своих потребностей. Мотивации создают необходимые предпосылки поведения. Мотивации могут создаваться как биологическими потребностями (например, пищевая мотивация), так и высшими познавательными потребностями. С мотивациями неразрывно связаны эмоции. Достижение цели и удовлетворение потребности вызывает положительные эмоции. Недостижение целей приводит к отрицательным эмоциям.
В формировании мотиваций и эмоций важная роль принадлежит лимбической системе мозга, включающей структуры разных отделов головного мозга. Деятельность лимбических структур регулируется лобными отделами коры больших полушарий, с функцией которых связаны формирование высших познавательных потребностей и регуляция эмоционального состояния на основе проанализированной в коре больших полушарий информации, оценки ее значимости.
Эмоции изменяют состояние всего организма. Отрицательные эмоции плохо влияют на здоровье, угнетают человека: он становится вялым, рассеянным, апатичным. Резкое выражение отрицательных эмоций - плач. Положительные эмоции, выражением которых является улыбка, смех, увеличивают интенсивность энергетических процессов. Соответственно возрастают потенциальные возможности организма . Более тонко работает интеллектуальная сфера, особенно четко воспринимаются воздействия внешней среды, облегчается память. Роль эмоций особенно велика в детском возрасте, когда доминируют процессы корковой эмоциональной активации. У детей очень велика потребность в новизне . Удовлетворение потребностей в новизне способствует положительным эмоциям, и те, в свою очередь, стимулируют деятельность ЦНС. Воспитание способно существенно влиять даже на биологические, врожденные потребности, изменять степень и формы их проявления. Еще более велика роль воспитания в формировании социально обусловленных, в том числе и познавательных, потребностей. Расширение сферы потребности с помощью целенаправленных воспитательных мероприятий, тесно связанных с эмоциями на этапе развития, который характеризуется повышенной эмоциональной активацией, будет способствовать расширению диапазона внешних воздействий, привлекающих внимание, и тем самым приведет к совершенствованию познавательных процессов и целенаправленной деятельности ребенка.
Созревание высших отделов ЦНС в младшем школьном возрасте расширяет возможность формирования познавательных потребностей и способствует совершенствованию регуляции эмоций.
Эмоции детей из-за слабости контроля со стороны высших отделов ЦНС неустойчивы, их внешние проявления несдержанны. Ребенок легко и быстро плачет и так же быстро от плача может перейти к смеху. От радости ребенок громко смеется, кричит, машет руками. С возрастом сдержанность эмоциональных проявлений возрастает. В этом немалую роль играют воспитательные воздействия, направленные на совершенствование внутреннего торможения. Сдержанности ребенок учится у взрослых, и здесь так важно, чтобы взрослые являли образец в этом отношении.
В организации учебно-воспитательного процесса следует учитывать, что положительные эмоции повышают общий уровень функционирования нервных структур в обеспечении их мобилизационной готовности к восприятию информации из внешнего мира .
Опытным учителям известно, что эмоциональное изложение материала обостряет внимание учеников и повышает интерес к учебе.
Отличия условных рефлексов от безусловных:
Безусловные рефлексы – врожденные реакции организма, они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству.
Условные рефлексы возникают, закрепляются, угасают в течение жизни и являются индивидуальными.
Безусловные рефлексы обязательно возникают, если на определенные рецепторы подействуют адекватные раздражители.
Условные рефлексы для своего образования требуют специальных условий, они могут образовываться на любые раздражители (оптимальной силы и длительности) с любого рецептивного поля.
Безусловные рефлексы относительно постоянны, стойки, неизменны и сохраняются в течение всей жизни.
Условные рефлексы изменчивы и более подвижны.
Безусловные рефлексы могут осуществляться на уровне спинного мозга и ствола мозга.
Условные рефлексы являются функцией коры больших полушарий, реализуемой с участием подкорковых структур.
Безусловные рефлексы могут обеспечить существование организма только на самом раннем этапе жизни.
Приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды обеспечивается вырабатывающимися в течение всей жизни условными рефлексами.
Условные рефлексы изменчивы. В процессе жизни одни условные рефлексы, утрачивая свое значение, угасают, другие вырабатываются.
Биологическое значение безусловных рефлексов
Организм рождается с определенным набором безусловных рефлексов. Они обеспечивают поддержание жизнедеятельности организма в относительно постоянных условиях существования. К ним относятся безусловные рефлексы:
пищевые – жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.,
оборонительные – отдергивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание при попадании струи воздуха в глаз и др.,
половые рефлексы – осуществление полового акта, выкармливание и уход за потомством,
терморегуляционные ,
дыхательные ,
сердечно-сосудистые ,
поддерживающие постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) и др.
Биологическое значение условных рефлексов
Условные рефлексы обеспечивают более совершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни. Они способствуют нахождению пищи по запаху, своевременному уходу от опасности, ориентировке во времени и пространстве.
Человек воспринимает окружающий мир при помощи специализированных сенсорных систем - анализаторов.
Восприятие - это сложный активный процесс, включающий анализ и синтез поступающей информации. Внимание является одной из важнейших психофизиологических функций, обеспечивающих оптимизацию процессов воспитания и обучения.
Интенсивное изучение нейрофизиологических механизмов восприятия стало возможным в связи с возникновением методов регистрации потенциалов мозга, т.е. активности отдельных нейронов и суммарной биоэлектрической активности мозга. Возможно поэтому, исследования механизмов восприятия многочисленны и включают несколько уровней анализа: от единичного нейрона до целого мозга.
Так же как восприятие, внимание - сложный системный акт, в котором принимают участие различные структуры мозга. Внимание повышает уровень активации коры больших полушарий. К системе структур, участвующих в этом процессе, относятся структуры, вызывающие активацию коры больших полушарий - ретикулярная формация среднего мозга, локальную активацию - лимбическая система и высшие корковые центры регуляции и контроля - лобные области коры больших полушарий.
Существует тесная двухсторонняя связь процессов внимания и восприятия. С одной стороны, внимание, активируя определенные области коры больших полушарий, оптимизирует восприятие, создает условия для избирательного включения различных областей коры в этот процесс. С другой стороны, внимание осуществляется на основе анализа и обработки всей поступающей информации. Поэтому формирование процесса внимания с возрастом связано как со структурно-функциональным созреванием активирующей системы мозга, так и с созреванием корковых структур, участвующих в анализе и обработке информации.
Признаки непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденности в виде элементарной ориентировочной реакции на экстренное применение раздражителя. Эта реакция еще лишена характерного исследовательского компонента, но она уже проявляется в определенных изменениях электрической активности мозга, вегетативных реакциях (изменение дыхания, частоты сердцебиения).
Критическим периодом в формировании непроизвольного внимания является 2-3-месячный возраст - ориентировочная реакция приобретает черты исследовательского характера.
В грудном, так же как и в младшем дошкольном возрасте активация корковых структур повышена, что связано с эмоциями. Особенности активационных процессов определяют специфику произвольного внимания в этом возрасте - внимание маленького ребенка привлекают в основном эмоциональные раздражители. По мере формирования системы восприятия речи формируется социальная форма внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим на новые привлекательные раздражители.
Существенные изменения корковой активации, лежащей в основе внимания, отмечены в 6-7-летнем возрасте. Существенно возрастает роль речевой инструкции в формировании произвольного внимания. Вместе с тем в этом возрасте еще велико значение эмоционального фактора. Качественные сдвиги в формировании нейрофизиологических механизмов внимания отмечены в 9-10 лет. Структурно-функциональное созревание лобных областей коры обеспечивает организацию процессов локальной регулируемой активации в соответствии с принятием решения на основе проанализированной информации или словесной инструкции. В результате этого в деятельность избирательно включаются определенные структуры мозга, активность других затормаживается и создаются условия для наиболее экономичного и адаптивного реагирования.
В начале подросткового периода (12-13 лет) нейроэндокринные сдвиги, связанные с началом полового созревания, приводят к изменению корково-подкоркового взаимодействия, ослаблению корковых регулирующих влияний на активационные процессы - ослабляется внимание, нарушаются механизмы произвольной регуляции функции. К концу подросткового периода с завершением полового созревания нейрофизиологические механизмы внимания соответствуют таковым взрослого.
Ощущения и восприятия являются необходимым начальным этапом наших знаний о самом себе и о внешнем мире.
Ощущение - это процесс отражения в ЦНС отдельных свойств предметов и явлений объективной реальности, непосредственно воздействующей на органы чувств. Всякое ощущение имеет качество, силу, длительность. Качественные особенности тех или иных ощущений называются их модальностью. Ощущения дают материал для более сложных форм отражения действительности в сознании (восприятия, мышления), т.е. являются источником всех знаний об окружающей нас действительности.
Ощущения и восприятия человека носят сознательный, осмысленный характер. Важную роль в этом играют мышление и речь. Мышление позволяет получить знания о таких объектах, свойствах и отношениях реального мира, которые не могут быть непосредственно чувственно восприняты.
Мышление - процесс опосредованного, обобщенного отражения действительности с ее связями, отношениями и закономерностями. С помощью мышления познается содержание и смысл воспринимаемого, а также внутренние особенности предметов и явлений. С помощью мышления человек может понять настоящее, будущее, прошедшее, строить гипотезы и обеспечивать их проверку. Наиболее высокая форма обобщения - понятие.
В понятии отражено то, что не может быть непосредственно воспринято при помощи органов чувств, оно отражает в предмете лишь существенное
Отличительной особенностью человеческого мышления является его неразрывная связь с речью, языком.
Источником активности животного и человека являются потребности. Мотивации - это побуждения к деятельности, связанные с удовлетворением определенных потребностей. Их делят на три основные группы:
Биологические мотивации, которые свойственны человеку и животным;
Социальные мотивации, свойственные человеку и частично животным;
Духовные - свойственные только человеку и связанные с интеллектуальными потребностями.
Основной причиной возникновения биологических мотиваций является отклонение основных констант внутренней среды организма, т.е. биологические мотивации формируются на основе биологических потребностей - голода, жажды, полового чувства и др.
Так, например, при снижении в крови уровня питательных веществ, возбуждаются хеморецепторы, информация от которых поступает в латеральные ядра гипоталамуса (центр голода). Эти ядра могут раздражаться и непосредственно кровью, в которой снижено содержание питательных веществ. Возбуждение от них передается в кору головного мозга - возникает чувство голода. Возбуждение постепенно захватывает все большие и большие участки коры, что обеспечивает формирование пищевого поведения.
Валентность
