Процессы переработки информации в цнс
Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов). Представления об анализаторах развиты и экспериментально обоснованы И.П. Павловым. Каждый анализатор есть определенная анатомически локализованная структура от периферических рецепторных образований до проекционных зон коры головного мозга. Анализаторы выполняют функцию приема и переработки сигналов внешней и внутренней среды организма.
Каждая область мозга, в которой находится сенсорный центр (ядро) и осуществляется переключение нервных волокон, образует уровень сенсорной системы. После переключения нервный сигнал по аксонам клеток сенсорных ядер передается следующим уровням вплоть до коры головного мозга – экранной структуры, где находятся первичные проекционные зоны анализатора (корковый конец анализатора), окруженные вторичными сенсорными и ассоциативными полями коры. Кроме ядерных образований во всех отделах мозга, а особенно в коре больших полушарий, имеются нервные клетки, не сгруппированные в ядра, так называемые диффузные нервные элементы.
Сенсорная система (анализатор) выполняет следующие функции, или операции, с сигналами: 1) обнаружение; 2) различение; 3) передачу и преобразование; 4) кодирование; 5) детектирование признаков; 6) опознание образов.
Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами. Рецепторы – это специализированные чувствительные образования, воспринимающие и преобразующие раздражения из внешней и внутренней среды организма в специфическую активность нервной системы. Исходно под рецептором понимали сенсорную клетку. Однако сейчас в молекулярной биологии так называют комплексы молекул на клеточных мембранах, специфически реагирующие на другие молекулы, например гормоны (мембранные белки-рецепторы).
Можно называть рецептором нервную клетку или ее часть, которая ответственна за преобразование стимулов в нейронное возбуждение. У человека различают: зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, баро-, термо-, проприо-, вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве) и рецепторы боли. Существуют рецепторы внешние (экстерорецепторы) и внутренние (интерорецепторы).
По характеру контакта со средой рецепторы делятся на: дистантные – рецепторы, получающие информацию на расстоянии от источника раздражения (зрительные, слуховые и обонятельные) и контактные – рецепторы, возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые, тактильные).
В сенсорных органах происходит преобразование энергии внешнего стимула в нервный сигнал (рецепторный потенциал) – этот процесс называется рецепцией.
Важная характеристика сенсорной системы – способность замечать различия в действии раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но при этом в процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить, называется дифференциальным, или разностным, порогом.
Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе обеспечивают поступление в высшие центры мозга наиболее важной (существенной) информации о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа. Преобразование энергии внешнего стимула и передача результатов этого преобразования в сенсорные ядра мозга обеспечивается градуальным генераторным потенциалом (рецепторным потенциалом), который отражает силу и длительность стимула.
Детектирование сигналов – это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. На другие наклоны той же полоски ответят другие нейроны.
Опознание образа – это отнесение образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т.е. классификация образов. Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы.
Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует образ раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается заключением, с каким объектом или ситуацией встретился организм. Так происходит восприятие, т.е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.
Понятие энергии и информации. Психофизическая сущность информации. Носители биологической и социальной информации. Принципы переработки информации в центральной нервной системе. Законы сохранения и передачи информации. Знаковая природа информации. Информационная природа процессов сенсорного восприятия (принцип кодирования). Психофизиологические характеристики восприятия: устойчивость, инвариантность, целостность. Динамика и привыкание. Представление и воображение. Мышление. Психофизиологические принципы мышления: системность, причинность, телеологичность. Структурно-функциональные основы мышления. Психофизиология ориентировочно-исследовательской деятельности и принятия решений.
Человек и животные воспринимают окружающий мир при помощи специализированных сенсорных систем — анализаторов (по И.П.павлову). Восприятие — это процесс и результат формирования субъективного образа предмета или явления, действующего на анализатор.
Классификация анализаторов осуществляется на основе местоположения рецепторов. Рецепторы — это специальные чувствительные нервные образования, воспринимающие раздражения из внешней или внутренней среды и перерабатывающем их в нервные сигналы. Все виды восприятия несут информацию о времени, т.е. о том моменте, когда появился стимул и как долго он действовал. Другими словами, восприятие — это процесс, началом которого служит момент действия стимула на рецептор. Завершением восприятия является образ стимула — объекта и его опознание (идентификация). Длительность одного акта восприятия может быть очень короткой, почти мгновенной, особенно, когда объект восприятия хорошо знаком. В таком случае говорят об одномоментном (симультанном) восприятии. Если человек сталкивается с неизвестным стимулом, длительность восприятия может существенно увеличиваться. Требуется время, чтобы провести детальный сенсорный анализ, выдвинуть и проверить несколько гипотез по поводу действующего стимула, и лишь после этого принять решение о том, что же представляет собой воспринимаемый стимул. В этом случае говорят о последовательной обработке информации и сукцессивном восприятии
Коды как средства передачи информации. Кодирование информации в нервной системе — это преобразование специфической энергии стимулов (света, звука, давления и др.) в универсальные коды нейтронной активности, на основе которых мозг осуществляет весь процесс обработки информации. Таким образом, коды — это особые формы организации импульсной активности нейронов, которые несут информацию о качественных и количественных характеристиках действующего на организм стимула. Детекторный принцип кодирования положен в основу "обобщенной модели сенсорной системы, выполняющей активный синтез при внутреннем отображении внешнего стимула". Модель воспроизводит все этапы процесса переработки информации от возникновения возбуждения на выходах рецепторов до формирования целостного образа.
Одной из первых топографических информационных концепций можно считать концепцию А.Р. Лурии о трех функциональных блоках головного мозга человека: первый блок (ствол мозга) обеспечивает регуляцию тонуса и бодрствования; второй (задние отделы коры) — получение, переработку и хранение информации, поступающей из внешнего мира; третий (передние отделы коры) — программирование, регуляцию и контроль психической деятельности. Функциональное обеспечение восприятия связано с деятельностью второго блока. Хорошо известен соматосенсорный гомункулус - схематический "человечек", отражающий пространственную представленность разных участков тела в первичной и вторичной зонах коры. Функции третичных (ассоциативных) зон коры больших полушарий конечного мозга связаны с процессами межмодального обобщения и построения картинны мира.
В зрительном анализаторе выделяются две системы обработки информации о внешнем мире. Первая из них ответственна за опознание объекта, вторая определяет локализацию объекта во внешнем зрительном поле.
Принято считать, что физиологическую основу, на которой развивается и функционирует непроизвольное внимание, составляет ориентировочная реакция. Ориентировочная реакция (ОР) впервые была описана И.П. Павловым как двигательная реакция животного на новый, внезапно появляющийся раздражитель. Она включала поворот головы и глаз в сторону раздражителя и обязательно сопровождалась торможением текущей условно-рефлекторной деятельности. Другая особенность ОР заключалась в угашении всех ее поведенческих проявлений при повторении стимула. Угасшая ОР, легко восстанавливалась при малейшем изменении обстановки
Механизм возникновения и угашения ОР получил толкование в концепции нервной модели стимула, предложенной Е.Н. Соколовым. Согласно этой концепции, в результате повторения стимула в нервной системе формируется "модель", определенная конфигурация следа, в которой фиксируются все параметры стимула. Ориентировочная реакция возникает в тех случаях, когда обнаруживается рассогласование между действующим стимулом и сформированным следом, т.е. "нервной моделью". Если действующий стимул и нервный след, оставленный предшествующим раздражителем, идентичны, то ОР не возникает. Если же они не совпадают, то ориентировочная реакция возникает и оказывается до известной степени тем сильнее, чем больше различаются предшествующий и новый раздражители. Поскольку ОР возникает в результате рассогласования афферентного раздражения с "нервной моделью" ожидаемого стимула, очевидно, что ОР будет длиться до тех пор, пока существует эта разница. В соответствии с этой концепцией ОР должна фиксироваться при любом сколько-нибудь ощутимом расхождении между двумя последовательно предъявляемыми стимулами. Имеются, однако, многочисленные факты, которые свидетельствуют о том, что ОР далеко не всегда обязательно возникает при изменении параметров стимула. Ориентировочный рефлекс связан с адаптацией организма к меняющимся условиям среды, поэтому для него справедлив "закон силы". Иначе говоря, чем больше изменяется стимул (например, его интенсивность или степень новизны), тем значительнее ответная реакция. Однако не меньшую, а нередко и большую реакцию могут вызвать ничтожные изменения ситуации, если они прямо адресованы к основным потребностям человека
Система внимания в мозге человека. М. Познер 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. Экспериментальное изучение физиологических коррелятов и механизмов внимания осуществляется на разных уровнях, начиная от нервной клетки и кончая биоэлектрической активностью мозга в целом. Каждый из этих уровней исследования формирует свои представления о физиологических основах внимания.
Изучение мыслительной деятельности в психофизиологии имеет свою специфику. В теоретическом плане проблема физиологических основ мыслительной деятельности мало разработана. До сих пор не существует широко принятых концепций (как это имеет место применительно к восприятию, памяти), которые объясняли бы, каким образом ЦНС обеспечивает процесс мышления. В то же время имеется немало эмпирических исследований, которые посвящены изучению этой проблемы. Они образуют два относительно независимых подхода. В основе первого лежит регистрация физиологических показателей в ходе умственной деятельности. Фактически он направлен на выявление динамики физиологических показателей в процессе решения задач разного типа. Второй подход исходит из того, что присущие человеку способы познавательной деятельности находят закономерное отражение в физиологических показателях, в результате те приобретают устойчивые индивидуальные особенности. По этой логике, главное — найти те показатели, которые статистически достоверно связаны с успешностью познавательной деятельности, например, коэффициентом интеллекта, причем физиологические показатели в этом случае получают независимо от психометрических.
По утверждению П.К. Анохина (1975), необходимость ввести понятие "принятие решения" возникла в процессе разработки теории функциональных систем для четкого обозначения этапа, на котором заканчивается формирование и начинается исполнение какого-либо поведенческого акта. Таким образом, принятие решения в функциональной системе является одним из этапов в развитии целенаправленного поведения. Оно всегда сопряжено с выбором, поскольку на стадии афферентного синтеза происходит сличение и анализ информации, поступающей из разных источников. Принятие решения представляет критический "пункт", в котором происходит организация комплекса эфферентных возбуждений, порождающих в дальнейшем определенное действие. Обращаясь к физиологическим механизмам принятия решения, П.К. Анохин подчеркивал, что принятие решения — процесс, включающий разные уровни организации: от отдельного нейрона, который продуцирует свой ответ в результате суммации многих влияний, до системы в целом, интегрирующей влияния множества нейрональных объединений. Окончательный результат этого процесса выражается в утверждении: система приняла решение.
Нейрофизиологические механизмы принятия решения должны существенно различаться в зависимости от того, в контекст какой деятельности они включены. В сенсорных и двигательных системах при каждом перцептивном или двигательном акте происходит разнообразный и многосторонний выбор возможного ответа, который осуществляется на бессознательном уровне. Принципиально иные нейрофизиологические механизмы имеют "истинные" процессы принятия решения, которые выступают как звено сознательной произвольной деятельности человека. Будучи обязательным звеном в обеспечении всех видов познавательной деятельности, процесс принятия решения в каждом из них имеет свою специфику. Перцептивное решение отличается от мнестического или решения мыслительной задачи, и что самое существенное мозговое обеспечение этих решений включает разные звенья и строится на различных уровнях. В психофизиологии наиболее разработаны представления о коррелятах и механизмов принятия решения, включенного в процессы переработки информации и организацию поведенческого акта.
Строение и функции головного и спинного мозга, периферической нервной системы и нервной ткани. Принципы переработки информации в центральной нервной системе. Обоснование мозгового обеспечения психических функций. Методы исследования мозга человека.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2016 |
| Размер файла | 150,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Основные анатомические закономерности в деятельности центральной нервной системы. Распространение нервных импульсов. Анатомия спинного и головного мозгов. Характеристика проводящих путей спинного мозга. Клеточные элементы нервной ткани, типы нейронов.
презентация [7,6 M], добавлен 17.12.2015
Значение нервной системы в приспособлении организма к окружающей среде. Общая характеристика нервной ткани. Строение нейрона и их классификация по количеству отростков и по функциям. Черепно-мозговые нервы. Особенности внутреннего строения спинного мозга.
шпаргалка [87,9 K], добавлен 23.11.2010
Основа нервной ткани. Строение и типы нейронов. Строение нервной системы, ее функциональное деление. Основные виды рефлексов, рефлекторная дуга. Строение спинного мозга, его функции. Строение головного мозга. Затылочные, височные, лобные и теменные доли.
презентация [1,2 M], добавлен 30.11.2013
Общая физиология центральной нервной системы. Нервная система позвоночных. Рефлекторный тонус нервных центров. Значение процесса торможения. Принципы координации в деятельности центральной нервной системы. Физиологические принципы исследования почек.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 21.02.2009
Изучение особенностей морфологической и анатомической организации нервной системы. Гистологические и цитологические характеристики нервной ткани. Информация о росте и развитии нервной системы от эмбрионального до позднего постнатального онтогенеза.
учебное пособие [3,9 M], добавлен 23.11.2010
Головной мозг - часть центральной нервной системы. Отделы головного мозга и их характеристика. Топография и функции среднего мозга. Ретикулярная формация как совокупность нейронов, образующих своеобразную сеть в пределах центральной нервной системы.
презентация [771,0 K], добавлен 07.12.2011
Нервная система: анатомическое строение, отделы и виды, нервные связи, формирование энергии передачи информации. Переработка информации в центральной нервной системе. Понятие "сенсорная система". Локализация, особенности, свойства терморегуляторов.
реферат [270,8 K], добавлен 15.08.2014
Функции нервной системы в организме человека. Клеточное строение нервной системы. Виды нервных клеток (функциональная классификация). Рефлекторный принцип работы нервной системы. Отделы центральной нервной системы. Учение о высшей нервной деятельности.
реферат [1,6 M], добавлен 15.02.2011
Анализ этапов развития нервной системы в онтогенезе. Клеточные элементы нервной ткани. Описание схемы строения рефлекторной дуги. Изучение особенностей образования серого и белого веществ нервной системы. Характеристика проводящих путей спинного мозга.
контрольная работа [41,4 K], добавлен 10.11.2013
Строение и структура головного мозга. Мозговой мост и мозжечок. Промежуточный мозг как основа сенсорных, двигательных и вегетативных реакций. Функции головного мозга. Отличительные черты и задачи спинного мозга как части центральной нервной системы.
реферат [27,1 K], добавлен 05.07.2013
Одним из основных механизмов психической деятельности человека является внимание. Механизмы обеспечения внимания занимают центральное место при изучении психофизиологических механизмов познавательных процессов – научения, восприятия, памяти, мышления, принятия решения.
Сегодня внимание определяют как “сосредоточенность деятельности субъекта в данный момент времени на каком-либо реальном или идеальном объекте (предмете, событии, образе, рассуждении и так далее)”.
К характеристикам внимания относят его избирательность, объем, устойчивость, возможность распределения и переключения.
Психологи выделяют три вида внимания. Произвольное (активное) внимание характеризуется направленностью субъекта на сознательно выбранную цель. Непроизвольное (пассивное) внимание выражается в переключении внимания на неожиданное изменение физических, временных, пространственных характеристик, стимулов или на появление значимых сигналов.
Третий вид внимания называется постпроизвольным вниманием , которое проявляется в процессе освоения деятельности и увлеченности выполняемой работой. Оно не требует усилий воли, так как поддерживается интересом к ней.
Непроизвольное внимание оперирует только в настоящем времени, тогда как произвольное внимание может быть обращено как в прошлое, так и в будущее.
Основу непроизвольного внимания составляет ориентировочный рефлекс (ОР) – сложная реакция животных и человека на новизну стимула, – открытый И.П. Павловым и названный рефлексом “что такое?” Он протекает автоматически и не требует специальных усилий. Его появление автоматически включает произвольное внимание, которое и обеспечивает дальнейшую и контролируемую информационную обработку стимула.
Почему мы устаем от постоянных миганий лампочки, тарахтения машин, неприятных звуков их сигнализаций, лая собак и вообще всех раздражающих нас процессов в обычной жизни? Ученые Е.Н. Соколов (1960), а затем Р. Линн (R. Lynn, 1966) обнаружили, что в состоянии физического, интеллектуального и эмоционального покоя на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) человека регистрируется альфа-ритм. Он имеет частоту 8-13 Герц, амплитуду до 70 микровольт. Он является упорядоченным регулярным ритмом. Если он доминирует, ЭЭГ оценивается как синхронизированная. Так вот ОР блокирует альфа-ритм. При этом возрастает возбудимость, реактивность и лабильность у нейронов коры головного мозга. Со стороны вегетативной нервной системы ОР сопровождается расширением зрачков, увеличением кожной проводимости, уменьшением частоты сердечных сокращений, изменением дыхания, появлением дыхательной аритмии, расширением сосудов головного мозга и сужением сосудов верхних конечностей.
При этом отмечается поворот головы и движение глаз в направлении нового стимула и повышается мышечный тонус, обеспечивающий повышенную готовность к моторным реакциям.
При этом альфа-ритм сменяется бета-ритмом, имеющим частоту 14-30 Герц, амплитуду до 30 микровольт. Он характеризуется нерегулярными по частоте низкоамплитудными волнами. Смена альфа-ритма бета-ритмом называется десинхронизацией ЭЭГ. Бета-ритм отражает высокий уровень функциональной готовности головного мозга.
Отличительной особенностью ОР является его угасание, развивающееся с повторением стимула.
Если процессы непроизвольного внимания можно отнести к подсознательным, и они могут обрабатываться параллельно, то произвольное внимание относится к процессам, контролируемым и осознаваемым. Информация произвольного внимания обрабатывается сознанием последовательно.
Сознание не может анализировать сразу два события. Произвольное внимание, связанное с интенсивной умственной деятельностью, вызывает усиление реакции активации.
В последние годы наблюдается стремительный рост числа публикаций, в которых сообщается о наличии в составе реакции ЭЭГ активации усиления гамма-колебаний (30-170 Герц и более, амплитуда около 2 микровольт). Их связывают с контролируемыми когнитивными процессами , в частности с произвольным вниманием.
У человека колебания 40 Герц наблюдались в связи с состоянием направленного внимания (в коре и в таламусе). На частоте гамма-колебаний обнаружено явление синхронизации вызванных ответов у нейронов коры. Сенсорное воздействие вызывает синхронизацию. Колебания 40 Герц появляются у нейронов синхронно (с нулевым сдвигом по фазе).
Механизм генерации ритмов мозга связывают с работой пейсмекерных систем-ритмоводителей.
Различают два типа пейсмекерных нейронов: с плавающей и постоянной частотой. Нейроны первого типа меняют частоту своих колебаний в зависимости от уровня их деполяризации. Чем больше деполяризация, тем выше частота. Второй тип пейсмекеров характеризуется фиксированной частотой ритма. Это – нейроны с резонансной частотой, определяемой их физической природой.
Синхронизация нейронной активности на частоте гамма-колебаний отражает особую форму реакции активации, которая часто наблюдается во время произвольного внимания. Эта активация направлена на сенсорную и моторную группировку, то есть на интеграцию нейронов в функциональные системы, эффективно обеспечивающие как процесс восприятия, так и выполнение определенного сенсомоторного акта.
Идею использования простых физиологических показателей для оценки индивидуальных различий по интеллекту предложил выдающийся биолог Ф. Гальтон (цит. по: Ждан, 2004). Он рассматривал интеллект как биологическое образование, которое можно количественно оценить с помощью физиологических индикаторов. Экспериментальное воплощение эти идеи нашли в ряде работ, где в качестве коррелята интеллекта и частично способа его измерения предлагалось рассматривать время выполнения простых заданий. В современной психологии этот подход четко сформулирован П. Верноном: некоторая часть индивидуальных различий в успешности выполнения тестов интеллекта объясняется различиями в том, насколько быстро индивид может обрабатывать информацию; последнее сравнительно независимо от любых приобретенных знаний или навыков. Таким образом, понятие психической скорости или скорости выполнения умственных действий
Гипотезы о связи умственных способностей и переработки информации в ЦНС. В качестве объекта исследования для установления связей с психометрическим интеллектом могут выступать разные показатели этой скорости, характеризующие отдельные этапы или операции деятельности человека. Это может быть время простой реакции, время реакции выбора и время опознания (inspectin time). По некоторым представлениям скорость проведения нервного импульса должна коррелировать с показателями психометрического интеллекта. Считается, что скорость проведения нервного импульса отражает эффективность функционирования нервной системы: чем выше скорость, тем быстрее нервная система обрабатывает информацию. Ускоренная обработка информации в нервной системе рассматривается как физиологическое условие увеличения умственных возможностей индивида (Рийсдик, Бумсма, 2001).
Согласно другой теории, общие способности могут быть связаны с точностью и безошибочностью передачи информации от нейрона к нейрону (Eysenck, 1982). Иначе говоря, предполагается, что индивиды, нейроны которых быстро проводят информацию вдоль аксона, во-первых, передают информацию эффективно и точно через синапсы, во-вторых, будут более успешно обрабатывать информацию по сравнению с теми, у кого скорость распространения нервных импульсов меньше и при передаче информации происходит больше искажений.
В этом контексте была сформулирована так называемая миели-новая гипотеза (Miller, 1994), согласно которой более высокий интеллект связан с большими размерами мозга, которые, в свою очередь, зависят от толщины миелиновой оболочки. Толстая миелино-вая оболочка, во-первых, обеспечивает более высокую скорость проведения импульса, во-вторых, препятствует вмешательству в этот процесс посторонних сигналов. Тем самым она повышает надежность передачи информации. Подтверждают эту гипотезу положительные корреляции между размером мозга и показателями интеллекта, которые были получены при применении метода ядерно-маг-нитного резонанса.
Время как фактор эффективности. Как уже отмечалось, скорость выполнения умственных действий приобретает роль фактора, объясняющего происхождение индивидуальных различий в познавательной деятельности и показателях интеллекта. Показано, что показатель интеллекта связан с временем реакции, взятом в разных вариантах оценки, отрицательной корреляцией, составляющей в среднем -0,3 (Deary et al., 2010). Помимо этого, хронометрию процессов переработки информации можно провести, используя латентности компонентов ВП, интерпретируемые как маркеры времени выполнения отдельных когнитивных операций. Закономерно, что существует целый ряд исследований взаимосвязи показателей ВП и интеллекта.
Для сопоставления с показателями IQ привлекаются и другие параметры ВП: различные варианты амплитудных оценок, вариативность, асимметрия. Наибольшую известность в связи с этим приобрели исследования взаимосвязи некоторых особенностей ВП, синаптической передачи и формирования энграмм памяти (Hendrickson, 1982; пит. по: Айзенк, 1995). Предполагалось, что при обработке информации на уровне синапсов в коре мозга могут возникать ошибки. Чем большее число таких ошибок продуцирует индивид, тем ниже показатели его интеллекта. Количественно оценить число этих ошибок невозможно, но они проявляются в индивидуальных особенностях конфигурации ВП. Согласно этой концепции индивиды, безошибочно обрабатывающие информацию, должны продуцировать высокоамплитудные и имеющие сложную форму ВП, т.е. с дополнительными пиками и колебаниями (рис. 17.1).
ВП упрощенной формы характерны для индивидов с низкими показателями интеллекта. Эти предположения получили статистическое подтверждение при сопоставлении ВП и показателей интеллекта по тестам Векслера и Равена. Таким образом, есть основания утверждать, что эффективность передачи информации на нейронном уровне определяется двумя параметрами: скоростью и точностью (безошибочностью). Оба параметра можно рассматривать как характеристики биологического интеллекта.
Не только вызванные потенциалы, но и индивидуальные особенности ЭЭГ дают основания для прогноза интеллекта (Разумникова, 2009). Это также подтверждают работы А.Н. Лебедева с соавторами (1997). С использованием статистических средств обработки данных ими было показано, что интеллектуальные способности индивида можно прогнозировать по таким показателям ЭЭГ, как частота альфа-ритма, степень синхронизации колебаний в лобных областях, соотношение мощности колебаний в альфа- и тета-диапазонах.
Рис. 17.1. Вызванные потенциалы у шести испытуемых с высокими (слева) и шести испытуемых с низкими (справа) показателями IQ
(по Eysenck, 1995)
что он ограничивается меньшим числом локусов активации по сравнению с менее успешными испытуемыми. Не исключено, что причина возникшего противоречия в степени сложности заданий. По мере усложнения заданий число локусов активации у индивидуумов с более высоким IQ может увеличиваться (Deary et al., 2010).
Топографические факторы. Роль топографических факторов в обеспечении мышления и интеллекта можно рассматривать по крайней мере в двух аспектах. Первый зависит от морфологических и функциональных особенностей отдельных структур мозга, которые связаны с высокими умственными достижениями. Второй касается особенностей взаимодействия между структурами мозга, при которых возможна высокоэффективная умственная деятельность.
Мышление и интеллект представляют собой свойство мозга как целого, поэтому особое значение приобретает анализ взаимодействия различных регионов мозга, при котором достигается высокоэффективная умственная деятельность. В этом контексте представляет интерес модель теменно-лобной интеграции (P-FIT model), объясняющая корковый механизм решения проблемы. Р. Юнг и Р. Хайер (Jung, Haier, 2007) провели метаанализ 37 эмпирических исследований, выполненных разными вариантами нейровизуализации. Теоретически они исходили из того, что человек собирает и обрабатывает информацию, объединяя данные зрения и слуха. Поэтому особенно важна ранняя сенсорная обработка в экстра-стриарной коре (поля 18 и 19) и веретеновидной извилине (поле 37), отвечающих за формирование визуального опыта, а также зона Вернике (поле 22), отвечающая за смысловую интерпретацию акустических стимулов. Обработанная сенсорная информация направляется в теменную кору, а точнее — в супрамаргинальную извилину (поле 40), верхнюю теменную (поле 7), ангулярную извилину (поле 39) (рис. 17.2). В этих центрах осуществляется смысловая обработка информации, включающая символизацию, абстракцию и уточнение проблемы. Далее теменная кора взаимодействует с лобными областями (поля 6, 9, 10, 45—47). Эти зоны обеспечивают выбор подходящего решения проблемы. Если решение найдено, оно поступает в переднюю поясную кору (поле 32), которая ограничивает возможность дальнейшего выбора и тормозит конкурирующие ответы. Авторы подчеркивают: конечный результат зависит от точности функционирования дугообразного пучка передающих информацию нервных волокон.
Рис. 17.2. Корковые поля, обозначенные по карте Бродмана, связанные с высокими показателями выполнения тестов интеллекта и мышления. Эти поля образуют теменно-лобную интеграционную систему; темные кружки — доминирующие центры левого полушария; серые кружки — доминирующие двусторонние центры; белая стрелка — дугообразный пучок, связывающий центры
Брока и Вернике (по Jung, Haier, 2007)
Межполушарные отношения. Проблема специализации полушарий в познавательной деятельности человека хорошо изучена (см. п. 5.4 и 8.5). Аналитическая, знаково опосредованная стратегия познания характерна для работы левого полушария, синтетическая, образно опосредованная — правого. Закономерно, что функциональные свойства полушарий, а точнее, степень их индивидуальной выраженности, могут служить физиологическим условием высоких достижений в решении задач разного типа (вербально-логических или пространственных).
Исходно предполагалось, что условием высоких достижений в умственной деятельности является развитие функций доминантного левого полушария, однако в настоящее время все большее значение в этом плане придается функциям субдоминантного правого полушария. Возникла гипотеза эффективного билатерального взаимодействия как физиологической основы общей одаренности. Чем лучше праворукий человек использует возможности своего субдоминантного правого полушария, тем больше он способен: одновременно обдумывать разные вопросы; привлекать больше ресурсов для решения интересующей его проблемы; одновременно сравнивать свойства объектов, вычленяемые познавательными стратегиями каждого из полушарий. Гипотеза билатерального взаимодействия и эффективного использования всех возможностей левого и правого полушарий в интеллектуальной деятельности представляется оптимальной, поскольку она, во-первых, адресуется к работе мозга как целого и, во-вторых, использует представления о ресурсах мозга.
Читайте также:
