Нейропсихологические функции мозга

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Мозг является частью тела; это единая система, все звенья, уровни, функции и процессы которой эволюционно, генетически ориентированы на адаптацию человека. Наряду с наличием четкой дифференциации и иерархии в этой системе имеет место многократное дублирование адаптивных механизмов. Всем известно из самонаблюдения, профессионального опыта и литературных источников, что на один и тот же «удар» или «подарок судьбы» каждый человек реагирует по-своему: ангиной, плачем, безудержным хохотом, язвой, агрессией и т.д. Различна и динамика этих состояний, равно как и вообще эмоциональных и когнитивных стилей взаимодействия с любой информацией, будь она внешней или внутренней.

Собственно, именно эта функция (помимо тех, о которых пойдет речь дальше) предельной ориентации (адаптации) на максимально выгодный для организма приспособительный результат, соответственно -- молниеносный выбор того или иного способа реагирования (наименее энергоемкого и одновременно наиболее перспективного с позиций целостного организма), функционирующего в изменяющемся мире на базе наличествующих у данного человека энграмм памяти, -- и есть основная функция мозга в этой «церебропсихосоматической системе».

Указанные права и обязанности мозга, ставящие его в особое положение, обусловлены в первую очередь уникальным его генетическим статусом, в котором заложены: филогенетически отобранные паттерны поведения, то есть память о прошлом; базовые компоненты акцептора результата действия, то есть возможность заглянуть в будущее; способность к экстраполяционному поведению и обучению. С другой стороны, само строение мозга и нервной системы в целом архитектурно предуготовано, создано эволюцией для того, чтобы оперативно связывать между собой все компоненты внутренней и внешней среды.

Как писал в начале XX в. русский космист Н.А. Умов: «Неумолимый вал энтропии грозит потопить утлое суденышко жизни. И все же жизнь борется, создает существа гораздо устойчивее прежних, пестует нервную систему. Ведь она наиболее сложна, дифференцирована, а потому и стройна, упорядочена -- вот как претворяется идея о це-фализации, направленном совершенствовании нервной ткани в процессе эволюции».

Поражает то, что выдающиеся ученые, посвятившие свою жизнь именно исследованию деятельности мозга, уходят от жестких его определений, предпочитая описывать его в метафорической форме. Так (по П.К. Анохину), мозг -- «уникальное живое образование, фокусирующее в микроскопическом пространстве грандиозные интервалы и масштабы пространственно-временного континуума внешних явлений -- центральный пункт всей жизни на Земле. Благодаря такому экрану, материализованному в молекулярных реакциях, стало возможно «объять мир» во всем его разнообразии и грандиозности небольшим объемом мозгового вещества».

Основные аргументы (Hahn, Lard, 1971; Grouse, 1972; Ата-Му-радова, 1978, и др.) в пользу генетической уникальности мозга заключаются в следующем. Во-первых, это принцип опережающей все остальные органы закладки и развития нервных структур. Во-вторых, особенности экспресии генома мозговых образований: генетическая активность в соматических тканях составляет 2--5%, тогда как в мозгу -- более 25. В-третьих, доминирующая и интегрирующая роль нервной системы в системогенезе всех (соматических и психических) функций человека, определяющая единство уже эмбрионального развития как целесообразно направленного процесса.

Было установлено, что с момента своей закладки еще незрелая нервная клетка начинает активно актуализировать свой генетический паттерн, функционировать, вступая в контакт с другими нейронами и поэтапно созревающими системами организма в целом, что оказывает на нее модулирующее влияние. Этот процесс, а также объем поступающей к нейрону внешней информации определяют его динамическую вписанность в различные функциональные системы, изменяя и стабилизируя конечную актуализацию его генетического потенциала. Именно эти процессы в их взаимодействии и являются основополагающими нейробиологическими предпосылками, базой «индивидуации каждого отдельного онтогенеза».

Мозг человека (и шире -- нервная система) -- субстрат его психической деятельности: высокодифференцированная многоуровневая система нервных сетей и сосудов, организованная по пространственно-временному принципу и детерминированная совокупными воздействиями генетических и социальных факторов.

Пространственная характеристика мозга определяется его трехмерной, объемной организацией, которая включает вертикальную (подкорково-корковую), горизонтальную (межполушарную, право-левую) и венгродорсальную (внутриполушарную, передне-заднюю) оси координат. Пространственная организация видна и при рассмотрении мозга как целого и в каждой его подсистеме, что особенно отчетливо заметно на примере архитектонических данных. В современных исследованиях представлены многочисленные доказательства того, что пространственная организация мозга обеспечивается и предпочтительной ориентацией различных клеточных, молекулярных, белковых и других ансамблей, и способами их организации (колонки, сети, петли и т.д.).

Временная -- связана с тем, что мозг, как и любой природный объект, обладает свойствами «прошлого-настоящего-будущего», то есть подчиняется основным законам эволюции: он развивается в фило-, эмбрио- и онтогенезе, болеет и выздоравливает, взрослеет, стареет и умирает. В каждый момент жизни человека в мозгу происходят динамические изменения (на молекулярном, клеточном, мульти-нейронном микро- и макроуровнях), связанные с его метаболическими и информационными функциями. Как в онтогенезе человека в целом, так и актуально, сиюминутно процесс формирования различных структур и систем мозга определяется не только за счет дифференциации и разнонаправленных интеграции нейронных, нейрохимических и биофизических альянсов. Постоянно имеет место и обратный процесс -- гибели, распада, ликвидации ранее сформировавшихся связей. мозг нейропсихологический

Основой структурно-функциональной организации мозга являются ансамбли, сети нервных клеток (нейронов), их отростков (аксонов и дендритов) и кровеносных сосудов, обеспечивающих осуществление различных внутри- и межнейронных взаимодействий. Нейрон является носителем самых высокоорганизованных нейробиологических процессов, протекающих в организме человека. Его основная «психологическая» функция -- в высочайшей степени дифференцированное реагирование на изменение внешней и внутренней среды, взаимодействие с информацией об этих изменениях, ее запоминание, трансформация, сопоставление с уже накопленной в нем самом (или генетически заложенной) базой данных. Создание на основании всего перечисленного предпосылок для формирования симультанного «образа мира», в котором как в капле воды отражены все психосоматические параметры и свойства самого человека, контактирующего с внешним миром. Наконец -- организация наиболее предпочтительного, целесообразного с позиции индивидуальной адаптации ответа, который, консолидируясь (а иногда и конкурируя) с другими аналогичными, приводит к организации того или иного поведенческого паттерна.

Мозг, в силу своих системно-эволюционных характеристик и уникальной родословной, по определению рассчитан на получение максимально выгодного, успешного в данных условиях и для данного человека результата.

Нейроны различаются по размерам (от 1 до 1000 мкм); форме (которая наряду с относительно правильной может иметь самые причудливые формы, например, напоминающую тот или иной цветок); фактуре (от гладкой до исчерченной замысловатым рисунком); цвету (белый, желтый, коричневый и т.д.). Предполагается, что между функциями и свойствами отдельных нейронов и их перечисленными выше физическими характеристиками существует определенная взаимосвязь. Доказаны их специфические особенности, связанные с функциональным назначением и количеством аксонодендритной конфигурации.

Основной механизм актуализации активности нейронов -- способность объединяться в ансамбли, колонки, сети различной сложности. Это необходимо для многочисленных превращений энергии различных внешних и внутренних воздействий в специфическую энергию биофизико химического возбуждения -- основного языка мозга. Поразительным оказалось то (Arvanitaki, 1955; Alving, 1968; Bullock, 1984; Соколов, 1986), что наряду с механизмами возбудимости вследствие внешних (ненейронных) воздействий нервные клетки обладают функцией ауторитмической активности, имеющей эндогенное (то есть изнутри самого нейрона) происхождение. Это является компактным способом передачи внутринейронной генетической информации.

Усложнение нервной системы онтогенетически и актуально происходит в первую очередь благодаря установлению, увеличению количества таких связей и усложнению последних. Точки этих взаимодействий -- синапсы (греч. synapsis -- вместе, связь, застежка), как свидетельствуют современные исследования, обеспечиваются благодаря совокупности целого ряда сложнейших электрохимических процессов.

Идея о синапсах впервые была выдвинута Ч. Шеррингтоном (1897) и стала основой учения о принципах организации нейронов в функциональные системы. В наше время оно остается «сердцем нейробиологической доктрины». Сегодня контакты между нервными клетками рассматриваются как многомерный и многокомпонентный процесс, включающий электрический, физико-химический, биохо-мический уровни, охватывающие широкий спектр простых и специализированных синапсов и терминалей. Само же понятие синапса наряду с классическим включает такие фантастические параметры, как «дистантные» взаимодействия между нейронами: ситуации, когда между собой контактируют нейроны, находящиеся в двух разных организмах.

Собственно, разговор о синапсах и есть разговор о самых интимных механизмах мозга как главного информационного органа человека. А слово «орган» употребимо в отношении мозга не в физиологическом смысле, как, например, почки, а в смысле административной единицы организма, как способ и форма правления, обеспечивающая, контролирующая и -- по принципу обратной связи -- модулирующая, структурирующая и интегрирующая все процессы достижения максимально адаптивного для данного человека в данных условиях результата. Но адаптивного не сиюминутно, как МЧС, хотя эти функции ему тоже присущи. Мозг, как наиболее высокоорганизованная часть нервной системы и организма человека в целом, прежде всего обеспечивает программирование, оперативную коррекцию и контроль за протеканием стратегически оптимальных и прогностически наиболее выгодных для выживания человека моделей поведения. Иными словами -- это конституционная монархия.

В современном представлении энергоинформационные процессы обеспечиваются наличием синаптических и парасинаптических круговых сетей, которые связаны между собой многочисленными взаиморегулирующими ответвлениями. Выше мы уже говорили и об информационных нервно-соединительнотканных «магистралях», и о биоэнергетических меридианах. Эти магистрали обеспечивают взаимодействие между различными, порой весьма отделенными и внешне независимыми, системами организма человека, формируя единое, как называют это современные эволюционисты, «психобиологическое пространство, включенное в культурное окружение».

Однако именно синапсы рассматриваются как базовые, доминирующие, иерархически подчиняющие себе все остальные «узловые станции», где происходит взаимодействие между многообразными информационными «субстанциями», или информонами, обладающими как специфическими физико-химическими, электрическими, биохимическими свойствами, так и их сочетаниями. Согласно последним данным (Jessell, Kandel, 1993), информация, проходящая через эти пункты, распространяется не в одном направлении -- антеро-градно (вперед), но и ретроградно (назад), то есть является бидирек-циональной (направленной в обе стороны). Бидирекциональность рассматривается как залог, источник, оптимальное условие для созревания самих синапсов, их устойчивости и пластичности.

По-видимому, в эволюции этот вид энергоинформационного взаимодействия был отобран как эффективный по одной простой причине. Именно так, очевидно, с наименьшими затратами энергии может происходить перевод языков: 1) внешнего мира, 2) внутренней среды организма человека, 3) генетически заложенной в нервной и других системах организма информации -- на языки психических процессов, которые, в свою очередь, все еще малопонятным и недостаточно изученным нами образом преображаются в «эсперанто» целостного поведения человека в норме и патологии.

А уж вопрос о местах и механизмах взаимодействия всех этих переменных, строго говоря, обсуждается только гипотетически и, как показывает опыт, продуктивно разрешается отчасти пока лишь эмпирически: по принципу «честно говоря, до конца объяснить не можем, не знаем -- как, но знаем, что работает».

Этот пример приведен здесь как один из вариантов приближения к изучению упомянутого многоязычия существования человека. Намеренно еще раз подчеркиваю слово «многоязычие», поскольку совершенно очевидно, что таковое верно применительно к нервной системе как части целостного организма, тела человека. Но оно же действительно и при рассмотрении мозга как самостоятельной единицы. Например, афферентная (идущая от периферии -- руки, глаза, печени и т.д. -- к мозгу) и эфферентная (идущая от мозга к исполнительным органам -- той же руке, глазу, печени) организации целостной психической деятельности наряду с общими компонентами имеют только им свойственные коды. Аналогично свои языки имеют память и телесность, речь и эмоции. Но ведь внутри каждого из этих процессов есть и афферентные, и эфферентные компоненты, например, памяти тела или зрительной памяти.

Именно ввиду многообразия веществ, механизмов и процессов, в них протекающих, синапсы являются первичными узловыми центрами перевода с одного языка на другой, а в более высокоорганизованных церебральных системах это многоязычие все более и более элиминируется, сводясь, в сущности, к двум языкам -- вербального и невербального (телесного, жесто-мимического и т.д.) поведения человека.

Базовая нейробиологическая концепция исходит из того, что нейрон является как бы промежуточным уровнем организации мозга. Более низкий ее уровень -- молекулярный, например, физико-химический, гормональный, генетический или биохимический, а более высокий -- многочисленные мультинейронные сети, которые, в свою очередь интегрируются в перекрывающиеся центральные, распределенные, поведенческие системы.

Помимо давно известных языков мозга, за последние десятилетия (Hall, 1974; Geschwind, 1978; Iversen, 1975; Schmitt, 1985; Анохина, 1975; Ашмарин, 1980; Данилова, 1998; Александров, 1997, и др.) открыто огромное число биохимических «информационных субстанций»: медиаторов, модуляторов, гормонов. Данная классификация является достаточно условной, поскольку все солидные ученые говорят о том, что и по происхождению, и по характеру действия практически каждый из названных веществ может проявить себя и как медиатор, и как модулятор, и как гормон.

«Встречая разных представителей этого семейства в тех или иных областях организма и мозга, мы должны помнить, что многие из них носят одну и ту же "фамилию" -- предположительный» (Shepherd, 1983).

Итак, несмотря на невероятные успехи современной нейробиологии -- науки о нервных клетках и способах их организации в нервную систему, управляющую поведением, -- природа синапса, его механизмы по-прежнему остаются тайной. «Чем больше мы узнаем о свойствах различных синапсов, тем меньше испытываем желания делать обобщения о характере их действия», -- пишет ведущий в этой области ученый Б. Катц.

Немаловажным для обсуждаемого нами контекста является одно обстоятельство: на уровне мозга базовые биохомические «диспетчерские» расположены главным образом в стволовых (в частности, гипоталамо-диэнцефальных) отделах. Именно здесь по преимуществу контролируются восходящие и нисходящие биохимические пути от и/ или к телу человека и различным отделам нервной системы, другим подкорковым структурам и коре головного мозга.

География нервной системы такова: центральная нервная система (ЦНС) -- спинной и головной мозг и периферическая нервная система -- система связей между ЦНС и телом. Периферическая система включает спинно- и черепно-мозговые нервы и ганглии, а также вегетативную (автономную) нервную систему. Сегодня наиболее функциональной считается схема анализа периферической нервной системы, рассматривающая соматическую и висцеральную составляющие спинно- и черепно-мозговых нервов и отдельно собственно вегетативную нервную систему, имманентной функцией которой является висцеральная регуляция психической деятельности. На рисунках 2--7 представлены головной мозг (основные его системы и отделы) и вегетативная нервная система; было сочтено возможным ограничиться этими иллюстрациями, поскольку данный материал в целом хорошо известен всем со студенческой скамьи.

Соматическая нервная система представлена иннервацией (на входе и выходе) опорно-двигательного, мышечного аппарата (в том числе орального, слухового, глазодвигательного и т.д.) человека и покровов его тела; обеспечивает его взаимодействие с окружающей средой и передвижение в ней. Она представлена эфферентными (двигательными), направляющимися от ЦНС к периферии тела, нервными волокнами, иннервирующими различные скелетно-мышечные системы тела, и афферентными (чувствительными) -- идущими в ЦНС от периферических рецепторов.

Классификация рецепторов (как интеро-, так и экстероцепция) связана с природой их основного раздражителя: фоторецепторы; механорецепторы (слуховые, вестибулярные, тактильные), барорецеп-оры сердечно-сосудистой системы; рецепторы опорно-двигательного аппарата (проприоцепция, мышечный тонус, поза, ощущение движения); хеморецепторы (вкуса, обоняния, сосудистые и тканевые); терморецепторы (кожи и внутренних органов); болевые, или ноцицептивные.

В целом, как известно, совокупность этих механизмов обозначена как «сенсорные системы» человека, которые обладают универсальными общими свойствами. Это -- многослойность (в каждом из слоев -- от 10000 до миллионов нейронов), многоканальность, функционирование по принципу «сенсорных воронок» (суживающаяся часть «воронки» необходима для уменьшения избыточности информации, расширяющаяся -- для параллельного анализа разных признаков информации), дифференциации и интеграции по вертикали и горизонтали.

Подчеркнем, что эфферентные и афферентные системы никак не тождественны движению и восприятию; этот тезис, как ни парадоксально, иногда озвучивается. Последние включают в себя и афферентный, и эфферентный аспекты, равно как и речь, память, письмо, мышление и т.д. Здесь уместно также вспомнить аксиому Н.А. Берн-штейна, полностью дезавуирующую любые споры о приоритете, первичности двигательных или гностических функций: «...в организме все моторы осенсорены, а сенсоры омоторены». Мозг же не просто отвечает на внешние и внутренние (от тела) стимулы; самое удивительное заключается в том, что он сам инициирует этот диалог.

Висцеральная -- ориентирована на железы и мышцы внутренних органов и призвана поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз) и различные внутренние процессы организма. Она-то и получила название вегетативной, или автономной, нервной системы, объединяющей энтеральный (расположенный в стенке кишечника), симпатический и парасимпатический отделы. Последние, как видно на рис. 7, различаются топографически и функционально, оказывают как дополняющее, так и антагонистическое воздействие на организм человека и его поведение. В целом же вегетативная нервная система, в противоположность быстрому реагированию соматической, обеспечивает медленно и длительно протекающие, поддерживающие, фоновые функции и процессы. Хотя работают они совместно, имея абсолютно прозрачные границы.

Описанные связи между нервной системой и телом суть нервные волокна и процессы. Однако в организме человека существует еще и нейроэндокринная система, «сердцем» которой является гипоталамо-гипофизарный комплекс. Активность этих церебральных образований приводит к выделению в кровь гормонов и других биохимических агентов. Но первичной их функцией является контроль над всей нейрохимической системой организма, поскольку места скопления этих разнообразных веществ рассеяны по всему организму. Они, в свою очередь, прямо и опосредованно оказывают регулирующее и модулирующее влияние на центральные церебральные системы.

Циркулирующие, многократно пересекающиеся круговые сети, функционирующие по принципу обратной связи, -- одна из основополагающих, имманентных форм существования нервной системы в целом (соответственно и головного мозга), обусловленных содержанием ее универсальной регулирующей и контролирующей адаптогенной функции. Именно они создают условия для формирования «схемы мира», в которую естественным образом включена «схема тела» данного человека; их взаимодействие протекает под знаком постоянной взаимной координации.

Итак, нервная система и любая ее часть является иерархической, мультипараметрической, многоуровневой, самоорганизующейся и саморегулирующейся, начинаясь на субмолекулярном и выходя на уровень поведения. Все эти уровни с точки зрения нейропсихологии можно и нужно совместить так, чтобы реконструировать мозговые механизмы поведения.

Именно возникновение новых сложных поведенческих актов в ответ на изменяющиеся требования среды в фило- и онтогенезе и есть тот главный фактор, который определяет эволюцию мозга. Потому аксиоматично и неизменно актуально звучат слова И.П. Павлова: «Прежде всего важно понять психологически, а потом уже переводить на физиологический язык».

Но следующим фактором эволюции мозга этологи (Лоренц, 1998; Eibl-Eibesfeldt, 1995; Самохвалов, 1991, 2001; Дерягина, 1995, и др.) называют отклоняющееся (девиантное) поведение, связанное с патологией самого мозга, которая может инициироваться извне, но может отражать перестройки в его собственном самоорганизующемся модуле, которые подчас выглядят, мягко говоря, «неординарно» -- в том смысле, что не так, как у всех. Собственно, об этом и ведутся бесконечные споры внутри континуума проблемы «гениальность и помешательство» как области «разброса» индивидуальных различий. Ведь отнесение многих феноменов этого круга к сверхординарности, девиациям или к психопатологии во многом зависит от основополагающей концепции и идеологии наблюдателя.

Поэтому так притягательна взвешенная позиция эволюционистов: поскольку девиантное поведение было всегда и сегодня мы лишь фиксируем некоторые его метаморфозы, отклонения лишь отражают норму; девиации (в том числе -- онтогенетические) должны рассматриваться как часть человеческой природы, поскольку таковой и являются.

Мозг имеет свои собственные, объективно существующие модули саморегуляции и самоорганизации. Но нами, в силу недостаточной осведомленности об этих системах и процессах, они трактуются и интерпретируются в зависимости от наших научных предпочтений и попросту уровня образованности. По-видимому, наиболее разумным и перспективным является вывод Е. Бургиньон: «...Становится совершенно очевидным, что давняя дихотомия между телом (биология) и разумом (культура, поведение) совершенно устарела. К сожалению, еще не создано специального языка для того, чтобы рассуждать и высказываться о взаимосвязанном целом -- психобиологической системе, расположенной в культурном окружении».

Между тем постепенно за последнее время, ввиду бурного развития нейропсихологических, нейробиологических, этологических, математических методов исследования, накапливаются данные относительно собственных функций и предпочтений мозга. Оказалось, что у него существуют собственные правила, каноны, по которым он организует свои многочисленные функции, ведя себя подчас достаточно категорично и, если можно так выразиться, «эгоистично». Ведь для него удовлетворение своих собственных базовых (по П.В. Симонову) потребностей (самосохранения, саморазвития, коммуникации, иерархии и т.д.) актуально не менее чем забота о таковых в общенейропсихосоматическом плане.

Самым очевидным примером такой «гедонистической» работы мозга является, например, его непрерывная и безапелляционная борьба за информацию, питательные вещества, энергию, экологический комфорт; в ряде случаев он императивно, «с места», посредством тривиального обморока, в принципе исключает активность человека. Однако эта тема столь необъятна, что ограничимся сказанным. Всех, кто заинтересуется этой вечной проблемой, я адресую к бесчисленным многовековым анналам науки и необъятной современной литературе, посвященной одному-единственному герою -- Мозгу.

Размещено на Allbest.ru