Психофизиология человека

И хотя современная наука не может дать ответ, как нейрональная активность превращается в мысль, тем не менее, нет никаких оснований искать другой субстракт мышления.

5. Научение. Память

Одним из биологических аспектов психики является выработка новых форм реагирования на воздействия, семантическая значимость которых меняется или с которыми человек вообще раньше не сталкивался. Эту способность принято обозначать как научение, которое можно определитькак совокупность процессов, обеспечивающих выработку и закрепление форм реагирования, адекватных физиологическим, биологическим и социальным потребностям. Следует иметь в виду, что это термин комплексный, объединяющий два понятия: обучение, где присутствуют обучающий и формы обучения, а также учение – обучаемый и условия обучения. С точки зрения психофизиологии, т.е. процессов и механизмов, обеспечивающих научение, это также явление комплексное, включающее потребность к научению, т.е. мотивационно-эмоциональную сферу; внимание, как непроизвольное, так и произвольное; восприятие; память; мышление; соотношение сознательного и бессознательного; автоматизацию навыков и некоторые другие.

Принято различать три группы способов (механизмов) научения по степени участия в них организма как целого:

реактивное поведение

2) оперантное поведение (или научение  в результате оперантного обусловливания)

3) когнитивное научение.

Реактивное поведение проявляется в том, что организм реагирует пассивно, но при этом трансформируются нейронные цепи и формируютсяновые следы памяти.

Среди разновидностей реактивного поведения различают:

а) привыкание

б) сенсибилизацию

в) импринтинг

г) условные рефлексы.

Привыкание (или габитуация) заключается в том, что организм в результате изменений на уровне рецепторов или ретикулярной формации «научается» игнорировать какой-то повторный или постоянно действующий раздражитель, «убедившись», что он не имеет особого значения для той деятельности, которая в данный момент осуществляется.

Сенсибилизация представляет собой процесс противоположный. Повторение стимула ведет к более сильной активации организма, который становится все более и более чувствительным к данному стимулу. Импринтинг (запечатление) – наследственно запрограммированное и необратимое формирование определенной специфической формы реагирования. Например, привязанность новорожденных животных к первому движущемуся объекту, который попадает в его поле зрения в первые часы жизни. Условные рефлексы, или классическое обусловливание, ассоциативное обусловливание, по И.П. Павлову, - основной механизм индивидуального приспособления механизма.

Артифициальные стабильные функциональные связи (АСФС) представляют собой закрепление в долговременной памяти связи между фармакологическим и физическим (фотостимуляция) эффектами после одноразового их сочетания.

Оперантное поведение, или научение в результате оперантного обусловливания, представляет собой закрепление тех действий, последствия которых для организма желательны, и отказ от действий, приводящих к нежелательным последствиям. Различают три разновидности этого научения;

а) метод проб и ошибок

б) формирование автоматизированных реакций

в) подражание.

Научение методом проб и ошибок заключается в том, что, перебирая способы достижения цели (преодоления препятствий), человек отказывается от неэффективных, и в конце концов, находит решение задачи. Формирование автоматизированных реакций – это создание очень сложных поведенческих реакций поэтапно. Каждый этап при этом подкрепляется (положительное и отрицательное подкрепление, угасание, дифференцировка, генерализация). На этой основе была выдвинута концепция программированного обучение, первоначальное увеличение которой сменилось разочарованием ввиду низкой эффективности этого метода обучения. Подражание представляет собой научение путем наблюдения и воспроизведения действий модели, не всегда понимая их значение. Оно свойственно в основном приматам. Различают две формы подражания: чистое подражание и викарное научение, т.е. научение с пониманием.

Когнитивное научение в эволюционном отношении наиболее поздний и наиболее эффективный тип научения. В полном объеме такое научение присуще только людям, хотя какие-то его эволюционные предшественники или отдельные элементы мы можем выделить и у высших животных. Различают следующие формы когнитивного научения:

а) латентное научение

б) обучение сложным психомоторным навыкам

в) инсайт

г) научение путем рассуждений.

Латентное научение – аналитическая обработка поступающей информации, а также уже имеющейся (хранящейся) в памяти и на этой основе выбор адекватной реакции. Обучение сложным психомоторным навыкам, которыми человек в своей жизни овладевает в большом объеме в зависимости от индивидуальных особенностей организации психомоторной активности, образа жизни, профессии и т.п., проходит через стадию когнитивной стратегии (выбор программы), ассоциативную (проверка и совершенствование этой программы) и автономную стадии, когда психомоторный навык переходит на уровень автоматизма с ослаблением или полным отсутствием контроля сознания. Инсайт (от англ. insight – прозрение, проникновение; во французском языке идентичный ему термин – интуиция) заключается в том, что информация, «разбросанная» в памяти, как бы объединяется и используется в новой интеграции. Человеку кажется, что решение приходит спонтанно, хотя на самом деле, конечно, это не так, а скорее всего, результат подсознательной аналитико-синтетической деятельности. Научение путем рассуждений, т.е. посредством мыслительного процесса. Фундамент для мышления служит перцептивное научение (опознание образа) и концептуальное научение (абстрагирование и обобщение).

Для отдельных форм научения в процессе развития существуют критические периоды, когда организм наиболее чувствителен к этим формам. Один из наиболее ярких примеров – первичное усвоение языка. Некоторые виды поведения, информация, усвоенные в каком-то особом состоянии сознания, могут не проявляться в состоянии активного бодрствования, но проявляются вновь, когда организм возвращается в это специфическое состояние (например, сомнамбулизм, гипноз, под воздействием некоторых психотропных веществ). В процессе обучения могут развиваться различные формы взаимодействия с ранее усвоенными знаниями и навыками, в частности, явление переноса – облегчение обучения на основе ранее приобретенных опыта и знаний и противоположное ему затруднение при перестройке, переделке ранее очень прочно усвоенных стереотипов.

Механизмы научения весьма разнообразны по характеру физиологических процессов и вовлекаемых структур нервной системы. На уровне нейрона это проявляется в изменении уровня поляризации мембран – длительная деполяризация или гиперполяризация. На уровне межнейронного взаимодействия – изменение активности кальциевых каналов, что приводит к изменению медиаторной активности, рост синаптических терминалий, изменение состояния синаптических структур и происходящих в них процессов, особенно касающихся ацетилхолина и глутамата.

Среди структур мозга, имеющих непосредственное отношение к процессам научения (скорость, объем, эффективность), в первую очередь следует выделить неспецифическую активирующую систему мозга, образования лимбической системы (гиппокамп, миндалины), лобно-височные отделы мозга и другие ассоциативные зоны коры с учетом функциональной специализации правого и левого полушарий. У правшей усвоение абстрактно-логической информации связано в большей степени с левым полушарием, а наглядно-образная, эмоциональная окраска – с правым. Среди факторов, влияющих на научение человека, существенное значение имеют возраст, мотивация, состояние таких психических функций, как внимание, память, мышление и др., а также индивидуальные особенности (способности).

Таким образом, проблема научения является одной из фундаментальных в психологии вообще и психофизиологии в частности, поскольку она позволяет понять психическую адаптацию человека к условиям существования, сколь бы они ни были необычными, своеобразными, чрезвычайными.

В непосредственной связи с научением находится проблема памяти. В поведенческой активности они, безусловно, составляют единое целое. Но вместе с тем отождествлять их нельзя, а в дидактическом отношении память тем более требует самостоятельного рассмотрения.

ПАМЯТЬ представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих восприятие, запечатление, хранение и воспроизведение (извлечение) информации. Поскольку последний компонент нередко выступает как критерий памяти, то к рассматриваемой совокупности следует отнести и забывание, под которым понимается либо безвозвратная утрата информации, либо невозможность ее извлечения при обычных условиях. Существует много подходов к классификации видов памяти. Для нас наиболее существенное значение представляет временная характеристика сохранения способности к воспроизведению запечатленной информации. С этой точки зрения, различают следующие виды памяти.

Сенсорная (иконическая, следовая) память, которая обеспечивает сохранение воспринятого образа на протяжении долей секунды. Кратковременная (первичная) память - позволяет удерживать информацию воспринятую информацию на протяжении около 20 с.

Выделяют еще так называемую "вечную", или третичную, память, когда способность воспроизводить когда-то запечатленную информацию сохраняется на протяжении всей оставшейся жизни (например, имена свое и ближайших родственников и т.п.). И только в патопсихологических ситуациях разрушается и этот вид памяти.

Каждую из перечисленных форм памяти характеризуют также по объему запечатлеваемой информации. По этому показателю колебания оказываются очень существенными. Так, для сенсорной памяти этот объем весьма велик и ограничивается, по существу, информационной емкостью самого воспринимаемого объекта. Однако лишь только небольшая часть переходит в память кратковременную.

Для большинства людей объем кратковременной памяти составляет +- 2 блока информации. А вот объем блока может чрезвычайно колебаться в зависимости от индивидуальных особенностей человека и главным образом от уже хранящейся у него информации в долговременной памяти. Чем больше человек знает, тем крупнее у него эти блоки. Таким образом, оказывается весьма различным объем кратковременной памяти, измеряемой в тех или иных элементарных единицах. Для долговременной памяти характерен практически не ограниченный ее потенциальный объем, заполнение которого до предела просто невозможно на протяжении реальной жизни человека.

Таким образом, возможности запечатления новой информации для человека безграничны.

Различные виды памяти имеют весьма отличные физиологические механизмы. Так в частности, сенсорная (следовая) память может быть, по существу, идентифицирована с последовательными образами, развитие которых характерно практически для всех сенсорных систем. Наиболее отчетливо они проявляются в зрительном анализаторе, поэтому они хорошо известны практически всем людям. Длительность такого образа зависит от интенсивности раздражителя и степени контраста и сохраняется порой на несколько секунд. Существование последовательных образов обусловлено постепенно затухающими следовыми процессами в изменении уровня поляризации мембран рецепторно-нейрональных структур анализатора. Если условия складываются таким образом, что информация не переходит в регистры кратковременной или долговременной памяти, то эти следовые процессы безвозвратно исчезают, особенно когда воздействует новый сигнал.

Основой долговременной памяти является формирование энграмм -

структурно-функциональных комплексов запоминания информации. Для образования таких энграмм непременным условием является достаточно длительная реверберация сигналов, связанных с информацией, находящейся в регистре первичной (кратковременной) памяти. Пролонгации реверберации способствуют следующие факторы:

во-первых, это неоднократное повторение воспринимаемой информации;

во-вторых, осмысление этой информации, установление ее логической структуры или связи с уже хранящейся в долговременной памяти информации, что резко сокращает количество необходимых повторений;

в-третьих, установка на длительное запоминание;

в-четвертых, высокий интерес к запоминаемому материалу, что даже без повторного восприятия значительно увеличивает длительность реверберации.

Кроме того, существенное значение имеет функциональное состояние организма, степень утомления. Всем известно, что "на свежую голову" запоминать легче, однако для образования энграмм необходим сон, особенно быстры сон. На процессы закрепления информации в долговременной памяти существенное влияние оказывает эмоциональный фон, связанный с этой информацией. Гораздо лучше запоминаются факты, имеющие положительную эмоциональную окраску, хуже - отрицательную и еще хуже - не имеющие никакой эмоциональной окраски. Имеются некоторые достижения в улучшении памяти фармакологическими средствами, которые, однако, используются только в медицинской практике, но не в повседневной жизни.

Механизм самих энграмм понят не до конца. В настоящее время можно говорить о перестройках на уровне синапса, включая все звенья химической передачи, т.е. и синтез медиатора, и участие модуляторов, и свойства постсинаптической мембраны, особенно расположенных на ней фармакологических рецепторов. Представляется безусловной значимость нуклеиновых кислот (ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты, РНК - рибонуклеиновой кислоты), которые обладают неисчерпаемыми возможностями химического кодирования как генетически закрепленной, так и приобретаемой в процессе индивидуальной жизнедеятельности информации. Не исключена возможность и некоторых структурных явлений, в частности, разрастание пресинаптических терминалей или активизация "латентных" (недействующих) синапсов. Нет полной определенности относительно конкретного местонахождения энграмм. В настоящее время наиболее распространенной является точка зрения, что "хранилища" долговременной памяти представляют собой в морфофункциональном отношении свойство всей ассоциативной коры.