Предмет и задачи психофизиологии

Искусственная обратная связь. Важная особенность обратной связи заключается в том, что ее можно рассматривать как метод регуляции функциональных состояний организма и управления деятельностью человека, причем первый из аспектов больше связан с психофизиологией, второй — с психологией труда и эргономикой. Суть в том, что при помощи специально сконструированных приборов информация о функциональном состоянии человека или результатах его деятельности регистрируется, преобразуется в доступную для восприятия форму и посылается обратно. Анализируя "вернувшуюся" информацию, человек принимает решение о дальнейших шагах в своем поведении, будь это управление состоянием организма или выполнение производственной задачи. Иными словами, при помощи специальной аппаратуры создается искусственная петля "обратной связи", с помощью которой человек способен сознательно регулировать многие функции своего организма, начиная от изменения скорости протекания элементарных психофизиологических реакций до крайне сложных видов деятельности. Самым существенным при организации аппаратурной обратной связи является обеспечение конкретной, доступной человеку информации о результате или характеристиках протекания того или иного процесса, чтобы у человека была возможность изменить его в любом, но лучше в полезном организму, направлении. 
          Имеются многочисленные данные, говорящие о том, что при наличии соответствующей информации на основе обратной связи человек может научиться изменять такие функции своего организма, которые ранее считались недоступными для произвольной регуляции и осознанного контроля. 

3.5.1. Виды искусственной обратной  связи в психофизиологии

Электромиографическая (ЭМГ) обратная связь. Этот тип связи основан на использовании миографа — прибора, улавливающего и усиливающего электрические импульсы, возникающие при мышечном напряжении. Миограф регистрирует уровень мышечной активности и преобразует эту активность в сигналы, доступные для восприятия человека, пропорционально силе мышечного напряжения. В зависимости от типа прибора обратная связь с человеком осуществляется при помощи световых или звуковых сигналов. В первых исследованиях, например, изменялась освещенность комнаты: чем больше человек напрягал свои мышцы, тем ярче светили лампочки, и наоборот. Задавшись целью снизить уровень мышечного напряжения, человек в оценке результатов своих усилий ориентируется на изменения освещенности. Человек, таким образом воспринимает эти сенсорные раздражители как информацию, необходимую ему для изменения степени мышечного напряжения, для релаксации.

Температурная обратная связь. Использование температурной связи основано на том факте, что периферическая температура кожи отражает степень сужения или расширения кровеносных сосудов. Когда периферические кровеносные сосуды расширены, ток крови через них увеличивается и кожа становится более теплой. Измеряя температуру в конечностях, можно определить степень сужения кровеносных сосудов и так как их сужение и расширение регулируется симпатическим отделом автономной нервной системы, можно тем самым косвенно оценить степень симпатической активности. 
          Аппаратура для температурной обратной связи состоит из датчика и обрабатывающего устройства. Как и при регистрации мышечного напряжения доступные для восприятия стимулы говорят человеку о температуре кожи пропорционально ее изменениям.

Электроэнцефалографическая (ЭЭГ) обратная связь. Описание метода регистрации ЭЭГ дано в главе 2. При изучении обратной связи такого типа ЭЭГ записывается обычным способом, однако предварительно определяются частотные и амплитудные характеристики контролируемых показателей испытуемого (как правило, альфа-ритма или тета-ритма) и по их величине настраивается "окно" звуковой обратной связи. Человек получает обратную связь в виде звука, когда амплитуда и частота соответствующих ритмов находятся в пределах установленного индивидуального диапазона. Как показывают многочисленные опыты, человек может относительно быстро овладеть умением настраивать собственную электрическую активность в соответствии с заданными параметрами. 
          Было показано также, что биологическая обратная связь может быть использована не только для поддержания и увеличения альфа-активности на ЭЭГ по всей поверхности головного мозга, но и при изменении межполушарных соотношений по показателям альфа-ритма. Так, испытуемым предлагалось попытаться определить наличие асимметрии в собственной биоэлектрической активности мозга и добиться усиления ее выраженности с помощью биологической обратной связи. Испытуемые, ориентируясь на звуковой сигнал, информирующий их о степени преобладания альфа-ритма в правом полушарии, по инструкции произвольно поддерживали то или иное состояние ЭЭГ-асимметрии. У большинства испытуемых асимметрия менялась только за счет относительного увеличения или уменьшения альфа-ритма при сохранении исходной тенденции к доминированию альфа-ритма справа. Есть данные, что некоторые люди способны различать характер и степень выраженности собственной ЭЭГ-асимметрии. 
          Благоприятным фактором для регуляции альфа-ритма оказалось отсутствие критико-аналитического отношения к среде и к себе. Было также отмечено, что те испытуемые, которые хорошо представляют себе, что такое образы и сновидения, т.е. чьи образные компоненты мышления выражены достаточно ярко, обучаются особенно эффективно усиливать альфа-ритм. Именно эти субъекты обнаруживают большие способности к медитации и интуитивному постижению проблемы.

Электрокожная (ЭК) обратная связь. Основу для этого варианта обратной связи составляет электрическая активность кожи (см. тему 2 п. 2.2). Наиболее часто встречающимся индикатором обратной связи служат преобразованные в доступную для восприятия форму сопротивление и проводимость кожи. Поскольку изменения электрических характеристик кожи являются функцией симпатической нервной системы, то с помощью ЭК человек обучается регулировать уровень активации симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Комплексная обратная связь основана на сочетании двух или более видов обратной связи из числа описанных выше, например, одновременно с ЭЭГ-обратной связью можно применять ЭМГ-обратную связь. Последнее позволяет человеку более дифференцированно и эффективно осуществлять регуляцию соответствующих психофизиологических показателей и функциональных состояний организма. 

3.5.2. Значение обратной связи в организации поведения

Значение обратной связи особенно ярко иллюстрируют исследования с отставлением информации о результатах выполнения действия.

Задержка обратной связи. Впервые этот экспериментальный прием использовал американский исследователь В. Ли. С помощью двойного звукозаписывающего устройства он фиксировал речь испытуемого и подавал ее обратно с помощью электрического преобразователя через наушники, которые препятствовали непосредственному восприятию испытуемым своей речи. Такая система позволяла создавать задержки между речевыми движениями испытуемого и звуковой обратной связью от этих движений. Задержки около 0,2 секунд вызывали у испытуемых радикальное нарушение речи — заикание, паузы, ошибки и в ряде случаев полное ее прекращение. Эти факты убедительно свидетельствуют, насколько важно человеку для правильного проговаривания слышать свою собственную речь. 
          Описаны эффекты задержек обратной связи и для других видов деятельности человека, таких как письмо, рисование, пение, управление позой и движениями головы и др. Показано, что задержка сенсорной обратной связи снижает организацию и эффективность всех движений тела, при этом наблюдается ухудшение точностных, временных и интегративных характеристик всех сенсомоторных механизмов. Так, в частности, уже после нескольких минут участия в экспериментах с звуковой задержкой профессиональные музыканты (пианисты, скрипачи, виолончелисты, флейтисты) полностью отказывались от участия в дальнейших экспериментах, поскольку они сразу обнаружили, что подобный эксперимент разрушает навыки игры. В различных экспериментах с применением компьютера было показано, что задержка зрительной обратной связи от движений глаз ухудшает все виды глазодвигательной активности при прослеживании.

Значение обратной связи в организации движения. Можно предположить, следовательно, что независимо от того, какие нейронные механизмы участвуют в процессах формирования двигательного навыка, тот факт, что даже небольшие нарушения нормальных временных и/или пространственных параметров обратной связи вызывают существенное ухудшение двигательных навыков, моторной деятельности и обучения, позволяет предположить наличие тесных взаимосвязей между периферическим мотосенсорным и центральными механизмами регуляции динамики движений (см. тему 10 п. 10.3).

Терапевтическое значение искусственной обратной связи. Проблема биологической обратной связи является одной из наиболее важных при изучении взаимодействия психики и тела. Как экспериментальный метод искусственная обратная связь позволяет изучать, какими способами мозг человека "дирижирует" различными функциями системы "психика — тело". Существуют и терапевтические аспекты применения искусственной обратной связи, когда, опираясь на получаемую информацию, человек стремится улучшить свое функциональное состояние. 
          Одним из условий успешности применения обратной связи в клинике является степень когнитивного переструктурирования воспринимаемой человеком внешней и внутренней информации, в результате которого он начинает более дифференцированно оценивать способы взаимодействия мозга и тела. 
          Имеются многочисленные данные, говорящие о том, что при наличии соответствующей информации на основе обратной связи человек может научиться изменять такие функции своего организма, которые ранее считались недоступными для сознательного контроля, например, степень мышечного напряжения, величину альфа-ритма, температуру кожного покрова, сердечную деятельность и др. Практическое применение обратной связи непосредственно связано с регуляцией состояния избыточного напряжения симпатического отдела вегетативной нервной системы с целью снижения его нежелательных для организма последствий. 

Словарь терминов

1. функциональное состояние (ФС)
2. ретикулярная формация
3. активация
4. лимбическая система
5. тета-ритм
6. симпатическая нервная система
7. синхронизация
8. десинхронизация  
   

Вопросы для самопроверки

1. Какие структурные образования мозга контролируют уровень бодрствования?
2. Какие показатели используются для диагностики функциональных состояний?
3. В чем состоят особенности психофизиологического подхода к определению функциональных состояний?
4. Охарактеризуйте значение комплексного подхода в изучении функциональных состояний.
5. Какие структурные образования мозга контролируют уровень бодрствования?
6. Почему пятая стадия сна называется парадоксальной?
7. В чем состоят различия между быстрым и медленным сном?
8. В чем своеобразие психоэмоционального стресса?
9. Какие гормональные механизмы обеспечивают реакцию на стрессогенное воздействие?
10. За счет каких механизмов на второй стадии общего адаптационного синдрома возрастают защитные силы организма?
11. Как действует искусственная обратная связь?  
    

Список литературы

1. Блок В. Уровни бодрствования и внимание // Экспериментальная психология / Под ред. П. Фресса и Ж. Пиаже. М.: Прогресс, 1970.
2. Власов Н.А., Вейн А.М., Александровский Ю.А. Регуляция сна. М.: Наука, 1983.
3. Гримак Л.П. Введение в психологию активности. М.: Политиздат, 1987.
4. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. М.: МГУ, 1992.
5. Доскин В.А., Лаврентьева Н.А. Ритмы жизни. М.: Знание, 1991.
6. Китаев-Смык Л.А. Психология стресса. М.: Наука, 1983.
7. Куприянович Л.Б. Биологические ритмы и сон. М.: Наука, 1976.
8. Мезенцев В. Жизнь во сне. М.: Знание, 1994.
9. Ротенберг С.М., Бондаренко С.М. Мозг. Обучение. Здоровье. М.: Просвещение, 1989.
10. Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1981.
11. Эверли Дж.С., Розенфельд Р. Стресс. Природа и лечение. М.: Медицина, 1985.  
    

Темы курсовых работ и рефератов

1. История создания теории функциональных состояний (П.К.Анохин).
2. Психофизиологические механизмы процессов активации.
3. Роль вегетативной нервной системы в адаптации организма.
4. Психофизиология сна.
5. Исследования сна и сновидений в психологии и психофизиологии.
6. Современные психологические и психофизиологические теории сна.
7. Исследования адаптационного синдрома (Г. Селье).
8. Поведение А-типа и соматические заболевания.
9. Физиологические и психофизиологические механизмы боли.

Искусственная обратная связь в медицинской практике и психофизиологических исследованиях

ТЕМА 4. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНО-ПОТРЕБНОСТНОЙ СФЕРЫ

• 4.1. Психофизиология потребностей 
• 4.2. Мотивация как фактор организации поведения
• 4.3. Психофизиология эмоций

В целостной поведенческой реакции потребности, мотивации и эмоции выступают в неразрывном единстве, однако и содержательно, и экспериментально их можно разделить, так как они отражают активность хотя и тесно взаимодействующих, но специализированных отделов ЦНС, с одной стороны, и выполняют разные функции в обеспечении поведения, с другой. 

4.1. Психофизиология потребностей

• 4.1.1. Определение и классификация потребностей 
• 4.1.2. Психофизиологические механизмы возникновения потребностей 
  

4.1.1. Определение и классификация  потребностей

Потребности — форма связи организма с внешним миром и источник его активности. Именно потребности, являясь внутренними сущностными силами организма, побуждают его к разным формам активности (деятельности), необходимым для сохранения и развития индивида и рода. Потребности живых существ чрезвычайно разнообразны. Существуют разные подходы к их классификации, однако, большинство исследователей выделяют три типа потребностей: биологические, социальные и идеальные.

Биологические потребности. В своих первичных биологических формах потребность выступает как нужда, испытываемая организмом в чем-то, находящемся во внешней среде, и необходимом для его жизнедеятельности. Биологические потребности обусловлены необходимостью поддерживать постоянство внутренней среды организма. Побуждаемая ими активность всегда направлена на достижение оптимального уровня функционирования основных жизненных процессов. Эта активность возобновляется при отклонении параметров внутренней среды от оптимального уровня и прекращается при его достижении. 
          Биологические потребности (в пище, воде, безопасности и т.д.) свойственны как человеку, так и животным. Однако большинство потребностей у животных носит инстинктивный характер. Инстинкты можно рассматривать как функциональные системы, в которых генетически "предопределены" не только свойства внешних предметов (или живых существ), способных удовлетворить эти потребности, но и основная последовательность поведенческих актов, приводящих к достижению полезного результата. 
          Биологические потребности человека отличаются от аналогичных потребностей животных. Основное отличие лежит, прежде всего, в уровне социализации биологических потребностей человека, которые могут существенно видоизменяться под влиянием социокультурных факторов. Так, например, социализация пищевой потребности породила высоко ценимое искусство кулинарии и эстетизации процесса потребления пищи. Известно также, что в некоторых случаях люди способны подавлять в себе биологические потребности (пищевую, половую и т.д.), руководствуясь целями высшего порядка. 
          Потребности, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность организма, хорошо известны — это потребности в пище, воде, оптимальных экологических условиях (содержание кислорода в воздухе, атмосферное давление, температура окружающей среды и т.п.). Особое место в этом ряду занимает потребность в безопасности. Неудовлетворенность этой потребности рождает такие ощущения, как тревога и страх.