История развития представлений о мозге, мышлении, поведении

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

История развития представлений о мозге, мышлении, поведении

План

Введение

Глава I. Зарождение науки о мозге и мышлении

1.1 Древнейшие представления о мозге

1.2 Философы античности о психических функциях

1.3 Представления о мозге в Эпоху Возрождения

1.4 Новое время. Рождение нейрофизиологии: Декарт, Виллис, Майер и др

Глава II. Дальнейшее развитие представлений о мозге XIX - первая половина XX века

2.1 Психоморфологические представления в XIX - первой половине XX века

2.2 Теории И.М. Сеченова и И. П. Павлова

2.3 В.М. Бехтерев и его учение о мозге

Глава III. Современная наука и мозг

3.1 Современные методы исследований

3.2 Состояние науки о мозге в настоящее время и перспективы ее развития

Заключение

Литература

Введение

Мозг человека - это, должно быть, самый загадочный орган человеческого тела, ведь именно там локализуется нечто, делающее нас нами, нечто такое, что обеспечивает всё богатство нашего внутреннего мира, всё разнообразие нашего поведения. С одной стороны, это всего напросто килограмм-два студенистого вещества, часть которого -- и частью которого -- мы видим. С другой стороны, это невероятно сложный, практически самый сложный объект в нашем мире, с которым до сих пор не может сравниться ни один из современных компьютеров. Десятки миллиардов нейронов, про которые говорят, что каждый из них столь же неисчерпаем, как и мозг, -- и совсем уже невообразимо сложная сеть связей между ними. Согласно некоторым концепциям, именно связи определяют уровень работы мозга.

Однако всего этого человек не видит. Вообще, представление о том, что мы думаем именно мозгом, в истории познания возникло далеко не сразу. Главным кандидатом на роль вместилища души было, пожалуй, сердце -- орган куда более «симпатичный» и «романтичный»: более понятна была необходимость его для жизни, и удары в грудной клетке хорошо слышны, и на сильные чувства оно явно реагирует, в отличие от вышеупомянутого студня. Однако, в то же время с самой древности люди догадывались об огромном значении того, что находится в черепной коробке. А уже начиная с античности и до наших дней, проблеме изучения мозга и его функций посвятила свою жизнь не одна сотня, а может и тысяча ученых, среди которых были, конечно же, наиболее выдающиеся, чьи работы стали настоящими прорывами в науке. Цель же данной работы - проследить историю развития представлений о мозге, осветив наиболее важные ее события и периоды.

Глава I. Зарождение науки о мозге и мышлении

1.1 Древнейшие представления о мозге

На наш взгляд, самым первым свидетельством того, какую роль отводили и какое значение предавали мозгу древние люди, является трепанация черепа, известная по археологическим данным с XII тыс. до н.э. (мезолит), -- ее стал производить человек современного вида -- Homo sapiens. Анализ многочисленных трепанированных черепов человека на территории Перу показал, что в большинстве случаев (около 70%) трепанации заканчивались успешно.

Причина трепанации -- вопрос дискуссионный. Большинство ученых полагает, что чаще она производилась в ритуальных целях, либо, т.к. возникновение недуга понималось, как результат вселения в тело заболевшего человека духа умершего предка, было продиктовано стремлением изгнать дух болезни из тела больного.

В то же время существует и другая точка зрения, которая допускает, что трепанации в первобытную ару проводились главным образом после травматического повреждения мозгового черепа и связаны с удалением костных осколков. Однако в любом случае, само проведение трепанаций в таком большом количестве подтверждает то, что первобытные люди считали мозг очень значимым органом как в смысле психики, так и физического здоровья. Хотя, конечно же, о полном осознании роли и функций мозга тут говорить еще нельзя, можно лишь сказать, что они определенно начали зарождаться еще в первобытную эпоху.

1.2 Философы античности о психических функциях

Попытки найти материальный субстрат психических явлений впервые были предприняты на самых ранних этапах развития философии. Тогда они не опирались еще на какие-нибудь положительные знания. Постепенно от представлений о психике как «пневме» мыслители переходили к попыткам приурочить сложные психические функции к материальному субстрату мозга.

Первые обобщения, касающиеся сущности психики, можно найти в трудах древнегреческих и римских ученых (Демокрит, Платон, Аристотель, Эпикур). Уже среди них были материалисты, считавшие, что психика возникла из естественных начал (воды, огня, земли, воздуха), и идеалисты, выводившие психические явления из нематериальной субстанции, души.

Представители материалистического направления, в частности Демокрит, считали, что душа и тело едины, и не видели особых отличий между душой человека и душами животных. Напротив, представители идеалистического мировоззрения, Сократ и Платон, рассматривали душу как явление, не связанное с телом и имеющее божественное происхождение. Платон считал, что душа старше тела, что души человека и животных резко отличаются, что душа человека двойственна: высшего и низшего порядка. Первая бессмертна, она обладает чисто мыслительной силой и может переходить от одного организма к другому и даже существовать самостоятельно, независимо от тела. Вторая, низшего порядка, душа смертная. Для животных свойственна только низшая форма души -- побуждение, инстинкт.

Материалистические взгляды получили свое развитие в трактате «О душе» Аристотеля (384--322 гг. до н.э.), где он рассматривал единую основу психических явлений у человека и животных («общность души»), признавая, однако, учение Платона о бессмертии души. Отдельные мыслители того времени (Алкмеон Кротонский, Герофил, Эразистрат) высказывали догадки о связи психической деятельности с мозгом. Выдающийся древнегреческий врач Гиппократ (460--377 гг. до н.э.) и его последователи, тщательно изучая анатомию и физиологию, обобщая свой врачебный опыт, пытались выявить особенности и закономерности поведения людей в зависимости от их темперамента, хотя объяснения замеченных ими явлений часто были весьма наивными.

Первые экспериментальные исследования на животных связывают с именем римского врача Галена (129-- 201), по мнению которого душевная деятельность осуществляется мозгом и является его функцией. Гален испытывал действие различных лекарственных веществ на животных организмах, наблюдал их поведение после пере резки нервов, идущих от органов чувств к мозгу. Гален описал некоторые мозговые центры, управляющие движениями конечностей, мимикой лица, жеванием и глотанием. Он различал разные виды деятельности мозга и впервые выдвинул положения о врожденных и приобретенных формах поведения, о произвольных и непроизвольных мышечных реакциях. Однако из-за слабого развития экспериментальных наук на протяжении многих веков изучение психических процессов проходило без связи с морфологией и физиологией мозга.

Со временем первоначальные представления о мозговых желудочках как субстрате психических процессов постепенно дифференцировались и отдельным частям этих желудочков стали приписываться специальные функции.

Немезий (4-й в. н. э.) впервые высказал предположение, что «передний желудочек» мозга следует рассматривать как вместилище восприятия или воображения («cellula phantastica»), «средний» -- как вместилище мышления («cellula logistica»), а «задний»-- как вместилище памяти («cellula memorialis»). Это представление о «трех желудочках мозга» как о непосредственном субстрате основных психических способностей переходило без всяких изменений из века в век. Оно оставалось как общепринятое и в Средние века.

1.3 Представления о мозге в Эпоху Возрождения

Времена Средневековья характеризуются практически полным застоем в европейской науке, оказавшейся, по сути, в опале со стороны церкви, всеми силами старавшейся не допустить появления чего-либо нового, чего-либо, что могло хоть как-то пошатнуть ее позиции. Однако, Эпоха Возрождения, пришедшая на смену Темным Векам, как их иногда называют, знаменовала собой подъем как в искусстве, так и в науке. Не стоит думать, конечно, что для науки настали золотые времена - многие ученые, по-прежнему, подвергались гонениям церкви, но, все же, положение дел было уже не таким беспросветным как раньше.

Не избежал гонений и великий анатом Андреас Везалий, который посвятил изучению мозга немало времени и описал свои исследования в четвертой и седьмой книгах своего сочинения «О строении человеческого тела». В четвертой книге излагались сведения по анатомии периферических нервов и спинного мозга. Некоторая небрежность в рассуждениях свидетельствует о равнодушии автора к этому вопросу, потому он невольно повторил ошибки Галена. Описав 7 пар черепно-мозговых и 30 пар спинно-мозговых нервов, Везалий не учел седьмого шейного спинно-мозгового нерва. Очевидно, он не понимал различий между корешками спинномозговых нервов. В свою очередь, нервный ствол рассмотрен как сплошное образование, преимущественно как полая трубка, по которой циркулирует «животный дух».Экспериментальные сведения по анатомии периферических нервов, нервных сплетений, спинного мозга в книге изложены классически, но они не оригинальны и местами ошибочны. Все же периферические нервы туловища, верхней и нижней конечностей описаны правильно. Будучи человеком творческим, Везалий всегда уходил от стандартных описаний Галена, исправляя и дополняя их: «…если ты заметишь, что я порядочно уклонился от мнения Галена, не поленись, очень тебя прошу, проверить его описание». Несомненно, что каждый из крупных периферических нервов исследован лично на трупах. В седьмой книге сказано о головном мозге и органах чувств. Здесь собраны факты, казавшиеся автору достаточно спорными. При написании данного раздела Везалий располагал малочисленными сведениями относительно внутренней конструкции мозга. Из текста видно, насколько медик сомневался в этом вопросе и все же допустил много ошибок. Однако главные детали головного мозга описаны верно: ствол мозга, мозжечок, ножки мозга, четверохолмие, зрительные бугры, мозолистое тело, большие полушария, желудочки мозга, эпифиз и гипофиз. Данная книга отличалась четкой систематизацией всех известных сведений по анатомии мозга. Не доверяя предшественникам, Везалий лично проверял каждое суждение. Его изобретением стала техника рассечения мозга на срезы. Сильвий и сам Везалий прекрасно знали способы уплотнения мозга; срез зарисовывался, все крупные детали обозначались на рисунках. Таким образом, анатомы получили возможность изучать головной мозг по единой методике, а также представлять свои наблюдения графически. Значение головного мозга выражено следующей фразой: «… мозг построен ради главенства разума, а также чувствительности и движения, зависящего от нашей воли». По Везалию , мозг осуществляет назначенные функции с помощью некоего «животного духа», который вырабатывается в нем и в оболочках, а затем выходит на периферию по нервам: «…я нимало не опасаюсь приписать назначение в возникновении животного духа желудочкам». Соблюдая верность Галену, автор упомянул о влиянии мозга на жизненные отправления, но объяснить его был способен только с помощью таинственного «животного духа», якобы сообщающего «силу органам чувств, вызывающего движения мышц и являющегося импульсом для божественных актов царствующей души».

Не мог пройти мимо такой великой загадки природы, как человеческий мозг и Леонардо да Винчи. Во время анатомических исследований им сделаны множество набросков, однако в них Леонардо придерживается средневекового представления о сферических желудочках мозга, передний из которых он называет «камерой здравого смысла», где располагается душа.

1.4 Новое время. Рождение нейрофизиологии: Декарт, Виллис, Вейсен, Майер и др

Дальнейшая история учения о мозговом субстрате психических процессов была связана с развитием психологии (долгое время продолжавшей оставаться ветвью философии), с одной стороны, и с начавшимся описанием субстрата мозга, с другой. Понимание психических функций начало освобождаться от первоначальной конкретности, а представления о строении мозгового вещества постепенно приобретали более четкий характер. Однако основной принцип прямого наложения нематериальных представлений психологии на материальную конструкцию мозга долгое время оставался без изменений. Вот почему первые ступени развития анатомической науки нового времени ознаменовались поисками его состоящего из плотной ткани «мозгового органа», который мог бы расцениваться как материальный субстрат психических процессов. Разные исследователи по-разному решали этот вопрос. Декарт считал возможным видеть такой орган в шишковидной железе, расположенной в самом центре мозга и в силу этого положения обладавшей, по его мнению, качествами, необходимыми для того, чтобы быть носителем психических функций. Виллис склонен был видеть этот орган о полосатом теле; Вейсен -- в основной массе больших полушарий -- белом веществе; Ланцизий-- в мозолистом теле -- связке, соединяющей оба полушария. Однако при всем разнообразии конкретных решений вопроса общим для всех исследователей на этом раннем этапе оставалось стремление непосредственно приурочить психические явления к одной из частей мозгового субстрата.

Попытки найти единый «мозговой орган» для психических процессов были, однако, лишь первым шагом в развитии учения о локализации функций. К этому времени психология перестала ограничиваться недифференцированным представлением о сознании как неделимом целом. Возникло психологическое учение, расчленявшее психические процессы на отдельные специальные «свойства» или «способности», и это поставило исследователей перед задачей найти материальный субстрат для таких «способностей» и понять мозг как агрегат многих «органов», каждый из которых являлся бы материальным носителем какой-нибудь «способности».

Исследователи того времени сопоставляли современные им представления «психологии способностей» с имевшимися тогда знаниями о строении мозгового вещества. Поэтому естественно, что первые попытки решить вопрос о мозговом субстрате психических «способностей» принадлежали крупным анатомам и носили в высокой степени умозрительный характер. Первым ученым, попытавшимся дифференцированно подойти к локализации «способностей» в веществе головного мозга, был немецкий анатом И. X. Майер, который в своем трактате об анатомии и физиологии мозга высказал предположение, что в коре головного мозга Локализована память, в белом веществе -- воображение и суждение, а в базальных областях мозга -- апперцепция и воля и что деятельность мозга по интеграции всех этих психических функций осуществляется мозолистым телом и мозжечком. Однако наиболее выраженную форму эта попытка локализовать отдельные психические функции в изолированных участках мозга получила у Ф. А. Галля, идеи которого нашли в свое время очень широкое распространение .

Галль был одним из крупнейших анатомов мозга своего времени. Он впервые оценил роль серого вещества больших полушарий и указал на его отношение к волокнам белого вещества. Однако в трактовке функций мозга он целиком исходил из позиций современной ему «психологии способностей». Именно он стал автором концепции, согласно которой каждая психическая способность опирается на определенную группу мозговых клеток и вся кора головного мозга (которую он впервые начал рассматривать как важнейшую часть больших полушарий, участвующую в осуществлении психических функций) представляет собой совокупность отдельных «органов», каждый из которых является субстратом определенной психической «способности».

Те «способности», которые Галль непосредственно приурочивал к отдельным участкам коры головного мозга, были, как уже сказано, в готовом виде взяты им из современной ему психологии. Поэтому наряду с такими относительно простыми функциями, как зрительная или слуховая память, ориентировка в пространстве или чувство времени, в наборе «способностей», локализуемых им в отдельных участках коры, фигурировали «инстинкт продолжения рода», «любовь к родителям», «общительность», «смелость», «честолюбие», «податливость воспитанию» и т. п.

Мы могли бы не приводить идей Галля в книге, посвященной со-временным представлениям о высших корковых функциях и функциональной организации коры головного мозга человека, ибо положения его «френологической» системы были настолько фантастичны, что сразу же после их публикации встретили резкую оппозицию. Однако мы останавливаемся на них по двум основаниям. С одной стороны, рассмотрение коры головного мозга как системы, различной по своим функциям, предложенное Галлем в столь фантастической до научной форме, было в известной мере прогрессивным, так как выдвинуло мысль о возможности дифференцированного подхода к кажущейся однородной массе мозга. С другой стороны, сформулированные Галлем идеи «мозговых центров», в которых локализуются сложные психические функции, в своих исходных принципиальных позициях оказались настолько прочными, что сохранились в виде психоморфологических представлений «узкого локализационизма» и в более поздний период, когда исследование мозговой организации психических процессов получило более реальную научную основу. Эти идеи определяли подход к проблеме локализации функций в коре головного мозга едва ли не на протяжении целого столетия.

Развитие идей «локализационализма» не протекало, однако, без существенного сопротивления. Представление о мозге как об агрегате-отдельных «органов», выдвинутое Майером и Галлем, встретило возражение у некоторых физиологов того времени, которые защищали обратную позицию, ставшую основой «антилокализационной» теории.

Еще во второй половине XVIII века Галлер, не отрицая того, что различные части мозга могут иметь отношение к разным функциям, высказал предположение, что мозг является единым органом, трансформирующим впечатления в психические процессы и что его следует рассматривать как «Sensoгium», части которого равнозначны. Доказательство этого положения он видел в том факте, что один очаг может вызвать нарушение разных «способностей» и что дефекты, причиненные этим очагом, могут в известной мере компенсироваться.

Глава II. Дальнейшее развитие представлений о мозге XIX - первая половина XX века

2.1 Психоморфологические представления в XIX веке

Близкие к воззрениям Галлера положения выдвигались через полстолетия Флурансом, который обосновывал их данными физиологического эксперимента. Разрушая отдельные участки больших полушарий у птиц, он наблюдал, что через некоторое время поведение птиц восстанавливается, причем это восстановление идет относительно одинаково, независимо от того, какая часть больших полушарий была разрушена. Еще не зная того, что у низших позвоночных кора больших полушарий очень недифференцирована и их функции недостаточно кортикализованы, он сделал вывод, что если весь мозг и является сложным органом, то его кора действует как однородное целое, разрушение которого приводит к равномерному нарушению «чувствительности и интеллектуальных способностей». Таким образом, серое вещество больших полушарий, в целом является тем, о котором говорили греческие авторы. Эти предположения были подтверждены им известными опытами с перешиванием экстензорных и флексорных нервов крыла у петуха. Поскольку функция крыла восстанавливалась в ее первоначальном виде, Флуранс считал возможным решительно утверждать принцип однородности всего мозга как целого, заявив, что «масса мозговых полушарий - физиологически столь же равноценна и однородна, как масса какой-нибудь железы, например печени».

Эксперименты Флуранса были заметным прогрессом по сравнению с теоретическими рассуждениями Галля. Они поставили на место умозрительных домыслов научный эксперимент и обратили внимание на ту пластичность и взаимозамещаемость, которой отличаются функции больших полушарий головного мозга. Этим они предвосхитили те динамические концепции мозговой деятельности, к которым неоднократно, возвращалась позднейшая научная мысль.

Несмотря на то что представление о мозге как о едином динамическом целом было высказано физиологами, опиравшимися на, казалось бы, точный эксперимент, последующие десятилетия привели к накоплению материала, который снова склонил чашу весов на сторону «локали-зационных» представлений. Этот материал исходил из клинических наблюдений над больными с очаговыми поражениями мозга, с одной стороны, и из бурно развивавшихся анатомических и физиологических исследований, посвященных анализу структуры и функции мозга, с другой. Он повлек за собой новое изменение взглядов на локализацию функций в коре головного мозга.

Новая теория локализации была тесно связана со сформировавшимися за это время представлениями ассоциационизма, основы которого были заложены еще в XVIII веке.

В то самое время, когда Флуранс опубликовал свои наблюдения, дававшие ему основания высказаться против всяких положений о дифференцированном строении мозговой коры, Буйо, ставший затем главой парижской медицинской школы, в своем «Клиническом и физиологическом трактате о мозге» в результате наблюдений над больными пришел к выводу, что «если бы мозг не состоял из отдельных центров... было бы невозможно понять, каким образом поражение одной из частей мозга вызывает паралич одних мышц тела, не затрагивая другие». Буйо считал возможным распространить подобный локализационный принцип и на более сложные речевые функции. В 1825 г. он опубликовал доклад под названием «Клинические исследования, позволяющие показать, что потеря речи соответствует поражению передних долей мозга, и подтверждающие мнение Галля о локализации артикулируемой речи». В нем он подразделял речевую дятельность на интеллектуальную функцию, функцию употребления знаков и функцию артикуляции слов, указывая на их возможную диссоциацию, и приводил соображения, говорившие о связи артикулированной речи с передними отделами мозга. Таким образом, положению об однородности мозговой коры снова была противопоставлена мысль о ее дифференцированности, которая исходила из клинических наблюдений над человеком.

Эти соображения о локализации функций в коре головного мозга оставались неподтвержденными до тех пор, пока публикация М. Дакса, а затем получившая мировую известность находка Брока их не укрепили.

В апреле 1861 г. Брока демонстрировал в Парижском антропологическом обществе мозг своего первого больного, у которого при жизни наблюдались нарушения артикулированной речи. На вскрытии у больного было найдено поражение задней трети нижней лобной извилины левого полушария. В ноябре того же года он повторил аналогичную демонстрацию мозга второго такого больного. Это дало ему возможность высказать предположение, что артикулированная речь локализуется в четко ограниченном участке мозга и что указанная им область может рассматриваться как «центр моторных образов слов». На основании этих наблюдений Брока сделал смелое заключение, принципиально продолжавшее попытки непосредственно приурочить сложные психологические функции к ограниченным участкам мозга, а именно, что клетки данной области мозговой коры являются своего рода «депо» образов тех движений, которые составляют нашу артикулированную речь. Брока закончил свой доклад патетически звучащим положением: «С того момента, как будет показано, что интеллектуальная функция связана с ограниченным участком мозга, положение о том, что интеллектуальные функции относятся ко всему мозгу, будет отвергнуто и станет в высокой степени вероятным, что каждая извилина имеет свои частные функции».

Находка Брока была толчком для появления целого ряда клинических исследований, которые не только умножали найденные им факты, но и обогащали позицию «локализационистов» целой серией новых наблюдений. Через десятилетие после находки Брока Вернике описал случай, когда поражение задней трети верхней височной извилины левого полушария вызвало нарушение понимания речи. Вывод Вернике, что «сензорные образы слов» локализованы в описанной им зоне коры левого полушария, затем прочно вошел в литературу.

Описание двух совершенно изолированных участков мозга, поражение которых приводит к нарушению столь различных «функций», вызвало небывалую активность дальнейших «локализационных» исследований.

Оно толкнуло на мысль, что и другие --даже самые сложные -- психические процессы могут быть локализованы в сравнительно ограниченных участках коры головного мозга и что мозговую кору действительно следует представлять как агрегат отдельных «центров», клеточные группы которых являются «депо» для самых различных психических «способностей». Вот почему все внимание неврологов того времени было направлено на то, чтобы описать случаи, при которых поражение ограниченных участков коры головного мозга вызывает преимущественное нарушение той или иной формы психической деятельности. Установив подобные факты и сверив клинические описания с анатомическими находками, эти авторы очень мало заботились о том, чтобы тщательно изучать наблюдаемые случаи. Они не анализировали комплекс симптомов, выходящий за пределы узкого нарушения одной функции, и не стремились точно квалифицировать выделяемое ими функциональное расстройство. Следуя Брока и Вернике, они сразу же делали из своих наблюдений заключение, что выделяемые ими участки мозга, поражение которых сопровождается определенным нарушением, являются «центрами» для соответствующих «функций», а клеточный состав этих участков-- «депо», хранящим высоко специализированные «образы памяти». Так, в течение двух десятилетий, следующих за открытиями Брока и Вернике, были описаны такие «центры», как «центры зрительной памяти», «центры письма», «центры понятий», или «центры идеации» и их связи. Поэтому очень скоро карта коры головного мозга человека заполнилась многочисленными схемами, которые проецировали на мозговой субстрат представления господствовавшей в то время ассоциативной психологии. Авторы считали эти схемы подлинным раскрытием,всех загадок, связанных с функциональной организацией коры, и составление подобных схем и карт заняло большой период в развитии клинических представлений о работе мозга.

Идея о возможности прямой локализации сложных психических процессов в ограниченных участках коры головного мозга не нашла бы столь большого распространения и не получила бы такого успеха, если бы не некоторые обстоятельства. Успех этой теории предопределили положения современной ей психологии, которая к тому времени превратилась в достаточно расчлененную область знания, детально описывавшую ассоциацию ощущений и представлений как основу душевной жизни человека.

Другим и не менее существенным фактом, без которого идеи «локализационистов» второй половины XIX веке не нашли бы столь широкого распространения, были успехи современной им анатомии и физиологии.

Именно в это время Вирхов высказал мысль, что организм следует представлять себе как «клеточное государство», состоящее из единиц, которые являются первичными носителями всех его свойств. Идеи Вирхова были подхвачены Мейнертом, который был первым исследователем, описавшим тонкое клеточное строение мозговой коры. Мейнерт, видя огромную сложность строения коры головного мозга человека, счел возможным перенести взгляды целлюлярной физиологии в новую область и стал рассматривать клетки коры в качестве носителей тех или иных психических процессов.

Время, о котором идет речь, было, однако, заполнено и большими, поистине решающими научными достижениями. В семидесятых годах XIX века были сделаны два близко связанных друг с другом научных открытия. В 1870 г. Фрич и Гитциг, раздражая кору головного мозга собаки электрическим током, впервые установили, что стимуляция некоторых ограниченных участков коры приводила к сокращению отдельных мышц. Этими экспериментами было установлено наличие в коре головного мозга изолированных «двигательных центров» -- факт, который в позднейших исследованиях был подтвержден в опытах на обезьянах, а затем и при исследовании человека. Почти одновременно с этим киевский анатом В. А. Бец обнаружил в коре передней центральной извилины гигантские пирамидные клетки, которые он связал с моторной функцией. Наличие этих клеток резко отличало строение коры двигательной области от строения постцентральной чувствительной коры.

Находки Фрича и Гитцига, с одной стороны, и Беца, с другой, подводившие фактическую базу под клинические наблюдения, вызвали целую серию физиологических экспериментов с экстирпацией отдельных участков коры головного мозга животных, сопровождавшихся последующим изучением измененного поведения. К тем же 80-м годам относятся и известные наблюдения Мунка, установившего, что при экстирпации затылочных отделов мозга собака продолжает видеть, но перестает зрительно узнавать предметы, а также наблюдения Гитцига, Феррьера, Бианки и др., описавшие грубые нарушения «внимания» и «интеллектуальной активности» у животных после экстирпации передних отделов мозга.

Открытие того, что кора головного мозга имеет высоко дифференцированное строение и что с отдельных ее участков можно вызывать строго дифференцированные эффекты, прочно вошло в науку как одно из ее больших достижений. Считая эти факты за доказательство существования в коре головного мозга отдельных «центров» для тех или иных двигательных или сензорных функций, исследователи со значительно большей уверенностью стали приурочивать к отдельным областям мозговой коры более сложные психические функции. На протяжении конца XIX и начала XX в. неврологическая литература была заполнена описаниями случаев поражения ограниченных участков мозговой коры, приводящих к нарушению сложных психических процессов. Авторы, наблюдавшие эти факты, не ограничивались описанием появляющихся симптомов, но делали выводы о том, что соответствующие участки мозговой коры следует понимать как «центры» определенных функций. Так возникло учение о «локализации» в коре головного мозга не только зрительного, слухового и тактильного восприятия, но и таких сложных психических процессов, как «понимание чисел», «счет», «чтение», «активная идеация», «волевое действие» и даже сложнейших и явно социальных по своему происхождению образований вроде «личного и общественного «Я» и т. п. Еще в совсем недавнее время эти попытки локализовать сложные психические процессы в ограниченных участках мозговой коры были положены в основу таких фундаментальных работ по психиатрии, как работы Клейста (1934), локализационная карта мозга которого (см. рис. 3) получила широкое распространение. Они получили свою опору в «топистическом» учении основателя современной цитоархитек-тоники О. Фогта (1951), высказавшего мысль, что весь мозг состоит из маленьких органов («Kleinorgane»), каждый из которых является носителем той или иной способности. Эти работы позднее прочно вошли в такие основные руководства по неврологии, как руководство Нильсена (1946) в США и др.

2.2 Теории И.М. Сеченова и И.П. Павлова

Большой вклад в понимание того, как связана работа мозга и организма человека с психологическими явлениями и поведением, внес И. М. Сеченов. Позднее его идеи развил в своей теории физиологических коррелятов психических явлений И. П. Павлов, открывший явление условнорефлекторного научения. В наши дни его идеи послужили основанием для создания новых, более современных психофизиологических теорий, объясняющих научение и поведение в целом (Н. А. Бернштейн, К. Халл, П. К. Анохин), а также механизмы условнорефлекторного приобретения опыта (Е. Н. Соколов).

По мысли И. М. Сеченова психические явления входят как обязательный компонент в любой поведенческий акт и сами представляют собой своеобразные сложные рефлексы. Психическое, считал Сеченов, столь же объяснимо естественнонаучным путем, как и физиологическое, так как оно имеет ту же самую рефлекторную природу.

Своеобразную эволюцию со времени первого своего появления с начала XX в. до наших дней претерпели идеи И. П. Павлова, связанные с понятием условного рефлекса. Поначалу на это понятие возлагали большие надежды в объяснении психических процессов и научения. Однако эти надежды полностью не оправдались. Условный рефлекс оказался слишком простым физиологическим явлением, чтобы на его основе можно было понять и к нему свести все сложные формы поведения, тем более психические феномены, связанные с сознанием и волей.

Вскоре после открытия условнорефлекторного научения были обнаружены и описаны иные пути приобретения живыми существами жизненного опыта - импринтинг, оперантное обусловливание, викарное научение, - которые существенно расширили и дополнили знания о механизмах научения, свойственных человеку. Но, тем не менее, идея условного рефлекса как одного из способов приобретения организмом нового опыта осталась и получила дальнейшую разработку в работах психофизиологов, в частности Е. Н. Соколова и Ч. А. Измайлова.

2.3 В.М. Бехтерев и его учение о мозге

Владимир Михайлович Бехтерев -- выдающийся русский медик-психиатр, невропатолог, физиолог, психолог, основоположник рефлексологии и патопсихологического направления в России, академик.

В 1907 основал в Санкт-Петербурге психоневрологический институт, ныне носящий имя Бехтерева.

Родился в семье мелкого государственного служащего в селе Сорали, Елабужского уезда, Вятской губернии предположительно 20 января 1857. Образование получил в вятской гимназии и Санкт-Петербургской медико-хирургической академии. По окончании курса, Бехтерев посвятил себя изучению душевных и нервных болезней и для этой цели работал при клинике проф. И. П. Мержеевского.

В 1879 году Бехтерев был принят в действительные члены Петербургского общества психиатров. А в 1884 г. был командирован за границу, где занимался у Дюбуа-Раймона, Вундта, Мейнерт, Шарко и др. По защите докторской диссертации утверждён приват-доцентом Петербургской медико-хирургической академии, а с 1885 г. состоял профессором Казанского университета и заведующим психиатрической клиникой окружной казанской лечебницы. Во время работы в Казанском университете создал психофизиологическую лабораторию и основал Казанское общество невропатологов и психиатров. В 1893 г. возглавил кафедру нервных и душевных болезней Медико-хирургической академии. В том же году основал журнал «Неврологический вестник». В 1894 году Владимир Михайлович был назначен членом медицинского совета министерства внутренних дел, а в 1895 году -- членом военно-медицинского ученого совета при военном министре и тогда же членом совета дома призрения душевнобольных. С 1897 преподавал также в Женском медицинском институте.

Организовал в Петербурге Общество психоневрологов и Общество нормальной и экспериментальной психологии и научной организации труда. Редактировал журналы «Обозрение психиатрии, неврологии и экспериментальной психологии», «Изучение и воспитание личности», «Вопросы изучения труда» и другие.

В ноябре 1900 года двухтомник Бехтерева «Проводящие пути спинного и головного мозга» был выдвинут Российской академией наук на премию имени академика К. М. Бэра. В 1900 Бехтерев был избран председателем Русского общества нормальной и патологической психологии.

После завершения работы над семью томами «Основы учения о функциях мозга» особое внимание Бехтерева как ученого стали привлекать проблемы психологии. Исходя из того, что психическая деятельность возникает в результате работы мозга, он считал возможным опираться главным образом на достижения физиологии, и, прежде всего, на учение о сочетательных (условных) рефлексах. В 1907--1910 годах Бехтерев опубликовал три тома книги «Объективная психология». Ученый утверждал, что все психические процессы сопровождаются рефлекторными двигательными и вегетативными реакциями, которые доступны наблюдению и регистрации.

В 1908 г. в Петербурге начинает работу основанный Бехтеревым Психоневрологический институт. В мае 1918 году Бехтерев обратился в Совнарком с ходатайством об организации Института по изучению мозга и психической деятельности. Вскоре Институт открылся, и его директором до самой смерти являлся Владимир Михайлович Бехтерев.

Умер внезапно 24 декабря 1927 года в Москве. Существует версия, что смерть Бехтерева связана с консультацией, которую он незадолго до гибели дал Сталину. Но прямых свидетельств, что одно событие связано с другим, нет. После своей смерти В. М. Бехтерев оставил собственную школу и сотни учеников, в том числе 70 профессоров.

Бехтерев исследовал большой ряд психиатрических, неврологических, физиологических, морфологических и психологических проблем. В своём подходе он всегда ориентировался на комплексное изучение проблем мозга и человека. Осуществляя реформацию современной психологии, разработал собственное учение, которое последовательно обозначал как объективную психологию, затем как психорефлексологию и как рефлексологию. Уделял особое внимание разработке рефлексологии как комплексной науки о человеке и обществе, призванной заменить психологию.

Широко использовал понятие «нервный рефлекс». Ввел в оборот понятие «сочетательно-двигательный рефлекс» и разработал концепцию этого рефлекса. Открыл и изучил проводящие пути спинного и головного мозга человека, описал некоторые мозговые образования. Установил и выделил ряд рефлексов, синдромов и симптомов. Физиологические рефлексы Бехтерева позволяют определить состояние соответствующих рефлекторных дуг, а патологические отражают поражение пирамидных путей.

Создал ряд лекарственных препаратов. «Микстура Бехтерева» широко использовалась в качестве успокаивающего средства. Многие годы исследовал проблемы гипноза и внушения, в том числе при алкоголизме.

Многократно критиковал психоанализ (учения Зигмунда Фрейда, Альфреда Адлера и др.). Но вместе с тем способствовал проведению теоретических, экспериментальных и психотерапевтических работ по психоанализу, которые осуществлялись в возглавляемом им Институте по изучению мозга и психической деятельности.

Кроме того, Бехтерев разрабатывал и изучал связь между нервными и психическими болезнями, психопатии и циркулярный психоз, клинику и патогенез галлюцинаций, описал ряд форм навязчивых состояний, различные проявления психического автоматизма. Для лечения нервно-психических заболеваний ввел сочетательно-рефлекторную терапию неврозов и алкоголизма, психотерапию методом отвлечения, коллективную психотерапию.

Кроме диссертации «Опыт клинического исследования температуры тела при некоторых формах душевных заболеваний», Бехтереву принадлежат многочисленные работы по нормальной анатомии нервной системы, патологической анатомии центральной нервной системы, физиологии центральной нервной системы, по клинике душевных и нервных болезней, по психологии. В этих работах Бехтерев занимался изучением и исследованием хода отдельных пучков в центральной нервной системе, состава белого вещества спинного мозга и хода волокон в сером веществе и вместе с тем, на основании произведённых опытов, выяснением физиологического значения отдельных частей центральной нервной системы (зрительных бугров, преддверной ветви слухового нерва, нижних и верхних олив, четверохолмия и пр.).

Бехтереву удалось также добыть некоторые новые данные по вопросу о локализации различных центров в мозговой коре (напр. по локализации кожных -- осязательных и болевых -- ощущений и мышечного сознания на поверхности мозговых полушарий, «Врач», 1883) и также по физиологии двигательных центров мозговой коры («Врач», 1886). Много работ Бехтерева посвящено описанию малоисследованных патологических процессов нервной системы и отдельным случаям нервных заболеваний.

Глава III. Современная наука и мозг

3.1 Современные методы исследований

Благодаря современным методам исследования, ученые получили возможность изучить мозг как никогда глубоко. Для современной физиологии нервной системы характерен комплексный методический подход, т. е. исследование закономерностей деятельности мозга с помощью различных взаимодополняющих методов. Широко применяются кибернетические, нейрофармакологические, электроэнцефалографические, электрофизиологические, биохимические, гистохимические и многие другие методы исследования. Особое место в исследовании нервной деятельности имеют электрофизиологические методы, получившие широкое развитие лишь в последние десятилетия. Этим методам, как полагают многие ведущие нейрофизиологи мира, принадлежит большое будущее в изучении нейрофизиологических и психических реакций человека. Рассмотрим сущность этих методов.

Как уже указывалось, деятельность каждой нервной клетки, как и любой клетки нашего тела, сопровождается образованием электрического тока, называемого биотоком клетки. Этот электрический ток нейрона ничтожно мал и составляет миллионную долю от величины электрического тока, освещающего наши дома. Тем не менее его можно измерить и записать с помощью современной усилительной электронной аппаратуры и специальных микроэлектродов. С помощью более крупных электродов можно отводить биотоки от нейронных групп (нейронные ансамбли) . В мозг человека можно вживлять десятки таких электродов. Естественно, что в данном случае это делается не ради научного интереса, а как последний шанс в борьбе за здоровье и жизнь человека.

Подобные приемы позволяют электрофизиологам раздражать электрическим током, вполне соизмеримым с величиной естественных биотоков, различные структуры головного мозга с целью «пробудить их дремлющие функции или ослабить их чрезмерную активность». Электрическое раздражение наносят с помощью специальных приборов -- электростимуляторов, а введение электродов в заранее заданные точки мозга осуществляют стереотаксическим прибором, определяющим «широту» и «долготу» пораженного мозгового образования. Использование подобного лечения оказалось эффективным при различных заболеваниях: злокачественных опухолях головного мозга, шизофрении и других психических нарушениях. Этот метод совершенно безопасен и уже был использован для лечения тысяч больных.

Более широко исследования функций мозга проводят на животных, здесь к настоящему моменту уже накоплен громадный научный материал, имеющий большое теоретическое и практическое значение. Электрическую активность мозга можно записать и с поверхности черепа человека и животных. В данном случае изучение биоэлектрической активности коры больших полушарий у взрослого и ребенка проводят без хирургического вмешательства. С помощью специальных приспособлений электроды прижимают к поверхности кожи головы, после чего на электроэнцефалографе осуществляют запись энцефалограмм. Анализ этих энцефалограмм свидетельствует о том, что биотоки мозга не только отражают возрастные особенности функциональной деятельности мозга, но и позволяют судить о процессах, проходящих в нем в каждый момент времени. Еще более информативным является метод энцефалоскопии, в этом случае бумажная лента -- энцефалограмма заменена телеэкраном, на котором динамика корковых процессов возбуждения проявляется в виде вспыхивающих и гаснущих точек.

В последние годы стал развиваться новый, электрофизиологический метод исследования головного мозга -- метод регистрации медленных электрических потенциалов (МЭП), позволяющий определять электрические колебания, протекающие в мозге в течение секунд, минут и даже часов. В этом отличие метода регистрации МЭП от электроэнцефалографии и энцефалоскопи, регистрирующих биоэлектрические ритмы мозга, природа колебания которых измеряется долями секунды (0,01 -- 1 с). По мнению некоторых ученых, именно МЭП отражает состояние тех нервных структур головного мозга, которые регистрируют общую активность человека в физической и психической деятельности и обеспечивают необходимый уровень вегетативных функций.

Методы электрораздражения, дополненные записями биотоков отдельных нейронов, электроэнцефалографией и энцефалоскопией, являются мощным инструментом познания «тайн» физиологических механизмов психической деятельности человека. Еще более расширились границы этих методов в связи с использованием ЭВМ для анализа и расшифровки нейрограмм и энцефалограмм.

Важное место в изучении высшей нервной деятельности имеет также фармакологический метод, связанный с введением в организм различных препаратов, влияющих на нейрофизиологические и психические процессы. Влияние фармакологических веществ на функции центральной нервной системы объясняется их способностью изменять функциональное состояние нервных структур и характер протекания основных нервных процессов: возбуждения и торможения. В настоящее время стали возможными локальные инъекции микродоз лекарственных препаратов в нейронные образования головного мозга. Этот метод дает ценную информацию о механизмах нервных процессов, роли отдельных структур мозга в регуляции низшей и высшей нервной деятельности и используется с лечебной целью.

Наконец, в последние годы для изучения функциональной деятельности мозга стали использовать приемы моделирования и математического описания деятельности отдельных нейронов, их ансамблей и целостного мозга. Это так называемый кибернетический метод, подаривший ученым не только массу ценных сведений, но и новый раздел физиологии нервной системы -- нейрокибернетику.

3.2 Состояние науки о мозге в настоящее время и перспективы ее развития

Как уже говорилось, к концу XIX века учёным предстала очень сложная картина строения мозга. Мир с 14 миллиардами клеточного населения, пестрит многообразием «ландшафтов». Учёные достоверно распознали участки головного мозга, отвечающие за ту или иную функцию организма. Причём у каждого отдела мозга, несущего определённую функцию, своё клеточное строение.

Современные нейрофизиологи выяснили, что основой передачи информации в нервной системе является нервный импульс, волна возбуждения, которая распространяется по нервному волокну и служит для передачи информации от периферии, рецепторных (чувствительных) окончаний к нервным центрам, внутри центральной нервной системы и от неё к исполнительным органам -- мышцам и железам. Прохождение нервного импульса сопровождается переходными электрическими процессами, которые можно зарегистрировать как внеклеточными, так и внутриклеточными электродами. Генерацию, передачу и переработку нервного импульса осуществляет нервная система. Различают два класса нервных волокон: мякотные (миелинизированные) и безмякотные. У мякотных волокон имеется миелиновая оболочка, образованная специальной мембраной, которая подобно изоляции накручивается на аксон. Протяжённость участков сплошной миелиновой оболочки составляет от 200 мкм до 1 мм, они прерываются так называемыми перехватами Ранвье шириной 1 мкм. Миелиновая оболочка играет роль изоляции; нервное волокно на этих участках пассивно, электрически активна только мембрана в перехватах Ранвье. Безмякотные волокна не имеют изолированных участков; их структура однородна по всей длине, а мембрана обладает электрической активностью по всей поверхности. Нервные волокна заканчиваются на телах или дендритах других нейронов, но отделены от них промежутком шириной ~ 10 нм. Эта область контакта двух клеток называется синапсом. Входящая в синапс мембрана аксона называется пресинаптической, а соответствующая мембрана дендритов или мышцы -- постсинаптической. В нормальных условиях по нервному волокну постоянно бегут серии нервных импульсов, возникающих на дендритах или теле клетки и распространяющихся по аксону в направлении от тела клетки (аксон может проводить нервные импульсы в обоих направлениях). Частота этих периодических разрядов несёт информацию о силе вызвавшего их раздражения; например, при умеренной активности частота ~ 50-100 импульсов/с. Существуют клетки, которые разряжаются с частотой ~ 1500 импульсов/с. Скорость распространения нервных импульсов v зависит от типа нервного волокна и его диаметра d, в волокнах нервной системы человека v ~ 1 м/с, а в толстых волокнах v ~ 100-120 м/с.

Каждый нервный импульс возникает в результате раздражения тела нервной клетки, дендритов или нервного волокна и всегда имеет одни и те же характеристики (форму и скорость) независимо от силы раздражения. При подпороговом раздражении нейрона нервный импульс в аксоне не возникает совсем, а при надпороговом - имеет полную амплитуду. После возбуждения наступает рефракторный период, в течение которого возбудимость нервного волокна снижена. Различают абсолютный рефракторный период, когда волокно нельзя возбудить никакими раздражителями, и относительный, рефракторный период, когда возбуждение возможно, но его порог оказывается выше нормы. Абсолютный рефракторный период ограничивает сверху частоту передачи нервных импульсов. Нервное волокно обладает свойством аккомодации, то есть привыкает к постоянно действующему раздражению, что выражается в постепенном повышении порога возбудимости. Это приводит к снижению частоты нервных импульсов и даже к их полному исчезновению. Если сила раздражения нарастает медленно, то возбуждения может не произойти даже после достижения порога. Когда нервный импульс достигает пресинаптического окончания, в синаптическую щель выделяется активное химическое вещество -- медиатор. Медиатор диффундирует через синаптическую щель и меняет проницаемость постсинаптической мембраны, в результате чего на ней возникает потенциал, вновь генерирующий распространяющийся импульс. Так действует химический синапс. Встречается также электрический синапс, когда нейрон возбуждается электрически.

Теперь мы представляем, где в мозге расположены центры чувств, движений, эмоций, знаем, как передаётся информация в нём, остаётся ответить на главные вопросы: как происходит мышление, как работает наш мыслительный аппарат. Отчасти, ответы на данные вопросы найдены, картина мышления понемногу вырисовывается, но до полного понимания работы мозга нам ещё очень далеко.

Сегодня можно сказать, что мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Многие белые пятна исчезли и на карте мозга, определены области, отвечающие за психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится ещё один, очень важный уровень -- совокупность нервных клеток, ансамбль нейронов. Здесь пока ещё много неясного. С помощью ПЭТ мы можем проследить, какие области мозга „включаются“ при выполнении тех или иных задач, а вот что происходит внутри этих областей, какие сигналы посылают друг другу нервные клетки, в какой последовательности, как они взаимодействуют между собой -- об этом мы пока знаем мало. Хотя определённый прогресс есть и в этом направлении.

Раньше считали, что мозг поделен на чётко разграниченные участки, каждый из которых „отвечает“ за свою функцию: это зона сгибания мизинца, а это зона любви к родителям. Эти выводы основывались на простых наблюдениях: если данный участок повреждён, то и функция его нарушена. Со временем стало ясно, что всё более сложно: нейроны внутри разных зон взаимодействуют между собой весьма сложным путём и нельзя осуществлять везде чёткую „привязку“ функции к области мозга в том, что касается обеспечения высших функций. Можно только сказать, что эта область имеет отношение к речи, к памяти, к эмоциям. А сказать, что этот нейронный ансамбль мозга (не кусочек, а широко раскинутая сеть) и только он отвечает за восприятие букв, а этот -- слов и предложений, пока нельзя. Это задача будущего.