Значение психофизиологии для психологической науки. Методы психофизиологии. Раздел i. предмет, задачи и методы психофизиологии

Психофизиология объединяет в себе нейропсихологию, изучение высшей нервной деятельности, и психологию - в той части, что отвечает объективным критериям. П. также изучает физиологические основы поведения человека.

Главной задачей П. является объективное объяснение психических явлений через нейрофизиологические процессы и механизмы.

Психофизиологическая проблема - вопрос о взаимодействии тела и психики.

Объектом П. является головной мозг и поведение человека, или животного.

Предмет П. - соотношение психических и физиологических процессов.

Задачами психофизиологии являются изучение физиологических механизмов:

• получения, передачи и анализа информации от организма и мира вокруг
• принятия решений и их реализации
• психической деятельности
• эмоциональных реакций

• использование динамики физиологических параметров для целей психодиагностики
• коррекция психики и поведения, используя знания физиологических аналогов психических процессов.
• использование психокоррекции для положительного влияния на состояние организма.

Психофизиология подразделяется на:

• психофизиологию органов чувств,
• поведения,
• дифференциальную
• и возрастную.

Базисом для П. являются:

• анатомия центральной нервной системы,
• нейробиология,
• нейрофизиология,
• физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем,
• психосоматика,
• психофармакология,
• нейропсихология,
• дифференциальная и возрастная психофизиология.

Области исследования Психофизиологии:

• П. ощущений и восприятий изучает нервные процессы в сенсорных системах, от рецепторов до ассоциативных корковых центров;
• П. речи и мышления изучает функциональную роль разных областей мозга и их взаимосвязей в осуществлении речевых и мыслительных процессов. При этом, вербальные функции тесно связаны с мыслительными процессами;
• П. эмоций исследует нервные и нейрогуморальные механизмы эмоций. Например, нервные "центры" удовольствия и неудовольствия (промежуточный мозг, и др. подкорковые структуры).
• П. внимания исследует нейрофизиологические аналоги внимания (изменение ЭЭГ, вызванных потенциалов, кожно-гальванической реакции и др.);
• П. биологических ритмов, сна и бодрствования ;
• П. памяти;
• П. произвольных действий;
• Дифференциальная психофизиология изучает связь психики и поведения с индивидуальными и возрастными особенностями в деятельности мозга;
• Клиническая П. - проявления физиологических и психических коррелятов при различных заболеваниях и состояниях организма.

Принцип психофизиологического исследования

Принцип психофизического исследования формулируется следующим образом: человек - нейрон - модель.

Психофизиологическое исследование:

• сначала изучает психофизиологические (поведенческие) реакции,
• далее механизмы поведения изучаются с помощью:
  • микроэлектродной регистрации нейронной активности в опытах (на животных),
  • или с использованием электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов (у человека).
• потом строится модель из нейроподобных элементов (должны обладать характеристиками и свойствами реальных нейронов) . Модель должна воспроизводить исследуемую функцию.

ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ

РАЗДЕЛ I. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ

Заключение

В этой статье коротко были рассмотрены основные моменты многозадачной работы в Windows: создание и завершение процессов, синхронизация и межпроцессное общение.

Статья ни в коем случае не претендует на полноту и предназначена дать лишь общие сведения или указать направление для поиска нужной информации в огромной документации. Чтобы узнать более подробно о приведенных в статье объектах и функциях, читайте первоисточники:

Microsoft Platform SDK

Jeffrey Richter. Programming Applications for Microsoft® Windows. ISBN 1-57231-996-8

Соломон, Руссинович. Внутреннее устройство MS Windows 2000. ISBN 5-7502-0136-8

• 1.1. Определение психофизиологии
• 1.2. Проблемы соотношения мозга и психики
• 1.3. Современные представления о соотношении психического и физиологического
• 1.4. Системные основы психофизиологии

Психофизиология (психологическая физиология) - научная дисциплина, возникшая на стыке психологии и физиологии, предметом ее изучения являются физиологические основы психической деятельности и поведения человека .
Термин "психофизиология" был предложен в начале XIX века французским философом Н.Массиасом и первоначально использовался для обозначения широкого круга исследований психики, опиравшихся на точные объективные физиологические методы (определение сенсорных порогов, времени реакции и т.д.).

• Психофизиология - естественно-научная ветвь психологического знания, поэтому необходимо определить ее положение по отношению к другим дисциплинам той же ориентации:
• физиологической психологии;
• физиологии высшей нервной деятельности;
• нейропсихологии.

Наиболее близка к психофизиологии - физиологическая психология, наука, возникшая в конце XIX века как раздел экспериментальной психологии. Термин "физиологическая психология" был введен В. Вундтом для обозначения психологических исследований, заимствующих методы и результаты исследований у физиологии человека. В настоящее время физиологическая психология понимается как отрасль психологической науки, изучающая физиологические механизмы психической деятельности от низших до высших уровней ее организации (см. Психологический словарь, 1996). Таким образом, задачи психофизиологии и физиологической психологии практически совпадают, и в настоящее время различия между ними носят в основном терминологический характер.
Однако был период в истории отечественной психофизиологии, когда терминологические различия были использованы для того, чтобы обозначить продуктивность складывающегося в физиологии функционально-системного подхода к изучению психики и поведения человека. Выделение психофизиологии как самостоятельной дисциплины по отношению к физиологической психофизиологии было проведено А.Р. Лурией (1973).
Согласно представлениям А.Р. Лурии, физиологическая психология изучает основы сложных психических процессов - мотивов и потребностей, ощущений и восприятия, внимания и памяти, сложнейших форм речевых и интеллектуальных актов, т.е. отдельных психических процессов и функций. Она образовалась в результате накопления большого объема эмпирического материала о функционировании различных физиологических систем организма в разнообразных психических состояниях.
В отличие от физиологической психологии, где предметом является изучение отдельных физиологических функций, предметом психофизиологии, как подчеркивал А.Р. Лурия, служит поведение человека или животного. При этом поведение оказывается независимой переменной, тогда как зависимой переменной являются физиологические процессы. По Лурии, психофизиология - это физиология целостных форм психической деятельности, она возникла в результате необходимости объяснить психические явления с помощью физиологических процессов, и поэтому в ней сопоставляются сложные формы поведенческих характеристик человека с физиологическими процессами разной степени сложности (см. Хрестомат. 1.1), (см. Хрестомат. 1.2).
Истоки этих представлений можно найти в трудах Л.С. Выготского, который первым сформулировал необходимость исследовать проблему соотношения психологических и физиологических систем, предвосхитив таким образом основную перспективу развития психофизиологии. (Л.С. Выготский, 1982).
Теоретико-экспериментальные основы этого направления составляет теория функциональных систем П.К. Анохина (1968), базирующаяся на понимании психических и физиологических процессов как сложнейших функциональных систем, в которых отдельные механизмы объединены общей задачей в целые, совместно действующие комплексы, направленные на достижение полезного, приспособительного результата. С идеей функциональных систем непосредственно связан и принцип саморегуляции физиологических процессов, сформулированный в отечественной физиологии Н.А. Бернштейном (1963) задолго до появления кибернетики и открывший совершенно новый подход к изучению физиологических механизмов отдельных психических процессов. В итоге развитие этого направления в психофизиологии привело к возникновению новой области исследований, именуемой системной психофизиологией (В.Б. Швырков, 1988; Ю.И. Александров, 1997). Особо следует обсудить соотношение психофизиологии и нейропсихологии.
По определению, нейропсихология - это отрасль психологической науки, сложившаяся на стыке нескольких дисциплин: психологии, медицины (нейрохирургии, неврологии), физиологии, - и направленная на изучение мозговых механизмов высших психических функций на материале локальных поражений головного мозга. Теоретической основой нейропсихологии является разработанная А.Р. Лурией теория системной динамической локализации психических процессов.
Наряду с этим, в последние десятилетия появились новые методы (например, позитронно-эмиссионная томография), которые позволяют исследовать мозговую локализацию высших психических функций у здоровых людей. Таким образом, современная нейропсихология, взятая в полном объеме своей проблематики, ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. Соответственно этому круг исследований нейропсихологии расширился; появились такие направления, как нейропсихология индивидуальных различий, возрастная нейропсихология (см. Хрестоматия по нейропсихологии, 1999). Последнее фактически приводит к стиранию границ между нейропсихологией и психофизиологией.
Наконец, следует указать на соотношение физиологии ВНД и психофизиологии. Высшая нервная деятельность (ВНД) - понятие, введенное И.П. Павловым, в течение многих лет отождествлялось с понятием "психическая деятельность". Таким образом, физиология высшей нервной деятельности представляла собой физиологию психической деятельности, или психофизиологию.
Хорошо обоснованная методология и богатство экспериментальных приемов физиологии ВНД оказали решающее влияние на исследования в области физиологических основ поведения человека, затормозив, однако, развитие тех исследований, которые не укладывались в "прокрустово" ложе физиологии ВНД. В 1950 г. состоялась так называемая "Павловская сессия", посвященная проблемам психологии и физиологии. На этой сессии речь шла о необходимости возрождения павловского учения. За уклонение в сторону от этого учения резкой критике подвергся создатель теории функциональных систем П.К. Анохин и некоторые другие видные ученые.
Последствия Павловской сессии оказались весьма драматичны и для психологии. В начале 50-х гг. ХХ в. имело место насильственное внедрение павловского учения в психологию. По утверждению А.В. Петровского (1967), фактически наблюдалась тенденция к ликвидации психологии и замене ее павловской физиологией ВНД.
Официально положение дел изменилось в 1962 г., когда состоялось Всесоюзное совещание по философским вопросам физиологии высшей нервной деятельности и психологии.
Оно было вынуждено констатировать существенные изменения, которые произошли в науке в послевоенные годы. Кратко характеризуя эти изменения, необходимо подчеркнуть следующее.
В связи с интенсивным развитием новой техники физиологического эксперимента, и прежде всего с появлением электроэнцефалографии, стал расширяться фронт экспериментальных исследований мозговых механизмов психики и поведения человека и животных. Метод ЭЭГ дал возможность заглянуть в тонкие физиологические механизмы, лежащие в основе психических процессов и поведения. Развитие микроэлектродной техники, эксперименты с электрической стимуляцией различных образований головного мозга с помощью вживленных электродов открыли новое направление исследований в изучении мозга. Возрастающее значение вычислительной техники, теории информации, кибернетики и т.д. требовали переосмысления традиционных положений физиологии ВНД и разработки новых теоретических и экспериментальных парадигм.
Благодаря послевоенным новациям существенно преобразилась и зарубежная психофизиология, которая до этого на протяжении многих лет занималась исследованием физиологических процессов и функций человека при различных психических состояниях (Хэссет, 1981). В 1982 г. в Канаде состоялся Первый международный психофизиологический конгресс, на котором была создана Международная психофизиологическая ассоциация и учрежден журнал "Международный журнал психофизиологии" (International Journal of Psychophisiology).
Интенсивному развитию психофизиологии способствовал и тот факт, что Международная организация по исследованию мозга провозгласила последнее десятилетие ХХ в. "Десятилетием мозга". В рамках этой международной программы проводились комплексные исследования, направленные на интеграцию всех аспектов знания о мозге и принципах его работы. Например, в 1993 г. при Институте ВНД и НФ РАН был создан Международный исследовательский центр нейробиологии сознания "Светлое пятно".
Переживая на этой основе период интенсивного роста, наука о мозге, и в том числе психофизиология, вплотную подошла к решению таких проблем, которые ранее были недоступны. К их числу относятся, например, физиологические механизмы и закономерности кодирования информации, хронометрия процессов познавательной деятельности и др.
Пытаясь представить облик современной психофизиологии, Б.И. Кочубей (1990) выделяет три новых характеристики: активизм, селективизм и информативизм.
Активизм предполагает отказ от представлений о человеке как существе, пассивно реагирующем на внешние воздействия, и переход к новой "модели" человека - активной личности, направляемой внутренне заданными целями, способной к произвольной саморегуляции.
Селективизм характеризует возрастающую дифференцированность в анализе физиологических процессов и явлений, которая позволяет ставить их в один ряд с тонкими психологическими процессами.
Информативизм отражает переориентацию физиологии с изучения энергетического обмена со средой на обмен информацией. Понятие информации, войдя в психофизиологию в 60-е гг., стало одним из главных при описании физиологических механизмов познавательной деятельности человека.
Таким образом, современная психофизиология как наука о физиологических основах психической деятельности и поведения, представляет собой область знания, которая объединяет физиологическую психологию, физиологию ВНД, "нормальную" нейропсихологию и системную психофизиологию. Взятая в полном объеме своих задач психофизиология включает три относительно самостоятельных части: общую, возрастную и дифференциальную психофизиологию. Каждая из них имеет собственный предмет изучения, задачи и методические приемы.
Предмет общей психофизиологии - физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека. Общая психофизиология изучает физиологические основы познавательных процессов (когнитивная психофизиология), эмоционально-потребностной сферы человека и функциональных состояний.
Предмет возрастной психофизиологии - онтогенетические изменения физиологических основ психической деятельности человека.
Дифференциальная психофизиология - раздел, изучающий естественно-научные основы и предпосылки индивидуальных различий в психике и поведении человека.

Психофизиология (психологическая физиология) — научная дисциплина, возникшая на стыке психологии и физиологии, предметом ее изучения являются физиологические основы психической деятельности и поведения человека .
Термин "психофизиология" был предложен в начале XIX века французским философом Н.Массиасом и первоначально использовался для обозначения широкого круга исследований психики, опиравшихся на точные объективные физиологические методы (определение сенсорных порогов, времени реакции и т.д.).

• Психофизиология — естественно-научная ветвь психологического знания, поэтому необходимо определить ее положение по отношению к другим дисциплинам той же ориентации:
  • физиологической психологии;
  • физиологии высшей нервной деятельности;
  • Нейропсихология - отрасль психологии, изучающая мозговые, нервные механизмы высших психических функций, их связь с отдельными системами головного мозга.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">нейропсихологии.

Наиболее близка к психофизиологии — физиологическая психология, наука, возникшая в конце XIX века как раздел экспериментальной психологии. Термин "физиологическая психология" был введен В. Вундтом для обозначения психологических исследований, заимствующих методы и результаты исследований у физиологии человека. В настоящее время физиологическая психология понимается как отрасль психологической науки, изучающая физиологические механизмы психической деятельности от низших до высших уровней ее организации (см.). Таким образом, задачи психофизиологии и физиологической психологии практически совпадают, и в настоящее время различия между ними носят в основном терминологический характер.
Однако был период в истории отечественной психофизиологии, когда терминологические различия были использованы для того, чтобы обозначить продуктивность складывающегося в физиологии функционально-системного подхода к изучению психики и поведения человека. Выделение психофизиологии как самостоятельной дисциплины по отношению к физиологической психофизиологии было проведено А.Р. Лурией (1973).
Согласно представлениям А.Р. Лурии, физиологическая психология изучает основы сложных психических процессов — мотивов и потребностей, ощущений и восприятия, внимания и памяти, сложнейших форм речевых и интеллектуальных актов, т.е. отдельных психических процессов и функций. Она образовалась в результате накопления большого объема Эмпирический - основанный на опыте.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">эмпирического материала о функционировании различных физиологических систем организма в разнообразных психических состояниях.
В отличие от физиологической психологии, где предметом является изучение отдельных физиологических функций, предметом психофизиологии, как подчеркивал , служит поведение человека или животного. При этом поведение оказывается независимой переменной, тогда как зависимой переменной являются физиологические процессы. По Лурии, психофизиология — это физиология целостных форм психической деятельности, она возникла в результате необходимости объяснить психические явления с помощью физиологических процессов, и поэтому в ней сопоставляются сложные формы поведенческих характеристик человека с физиологическими процессами разной степени сложности (см. Хрестомат. 1.1) , (см. Хрестомат. 1.2) .
Истоки этих представлений можно найти в трудах Л.С. Выготского, который первым сформулировал необходимость исследовать проблему соотношения психологических и физиологических систем, предвосхитив таким образом основную перспективу развития психофизиологии. ().
Теоретико-экспериментальные основы этого направления составляет теория функциональных систем (1968), базирующаяся на понимании психических и физиологических процессов как сложнейших функциональных систем, в которых отдельные механизмы объединены общей задачей в целые, совместно действующие комплексы, направленные на достижение полезного, приспособительного результата. С идеей функциональных систем непосредственно связан и принцип саморегуляции физиологических процессов, сформулированный в отечественной физиологии Н.А. Бернштейном (1963) задолго до появления кибернетики и открывший совершенно новый подход к изучению физиологических механизмов отдельных психических процессов. В итоге развитие этого направления в психофизиологии привело к возникновению новой области исследований, именуемой системной психофизиологией (В.Б. Швырков, 1988; Ю.И. Александров, 1997). Особо следует обсудить соотношение психофизиологии и нейропсихологии.
По определению, нейропсихология — это отрасль психологической науки, сложившаяся на стыке нескольких дисциплин: психологии, медицины (нейрохирургии, неврологии), физиологии, — и направленная на изучение мозговых механизмов высших психических функций на материале локальных поражений головного мозга. Теоретической основой нейропсихологии является разработанная А.Р. Лурией теория системной динамической локализации психических процессов.
Наряду с этим, в последние десятилетия появились новые методы (например, позитронно-эмиссионная томография), которые позволяют исследовать мозговую локализацию высших психических функций у здоровых людей. Таким образом, современная нейропсихология, взятая в полном объеме своей проблематики, ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. Соответственно этому круг исследований нейропсихологии расширился; появились такие направления, как нейропсихология индивидуальных различий, возрастная нейропсихология (см. , 1999). Последнее фактически приводит к стиранию границ между нейропсихологией и психофизиологией.
Наконец, следует указать на соотношение физиологии ВНД и психофизиологии. Высшая нервная деятельность - нейрофизиологические процессы, протекающие в коре больших полушарий головного мозга и ближайшей к ней подкорке при формировании, функционировании условных рефлексов у человека и животных.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">Высшая нервная деятельность (ВНД) — понятие, введенное И.П. Павловым, в течение многих лет отождествлялось с понятием "психическая деятельность". Таким образом, физиология высшей нервной деятельности представляла собой физиологию психической деятельности, или психофизиологию.
Хорошо обоснованная методология и богатство экспериментальных приемов физиологии ВНД оказали решающее влияние на исследования в области физиологических основ поведения человека, затормозив, однако, развитие тех исследований, которые не укладывались в "прокрустово" ложе физиологии ВНД. В 1950 г. состоялась так называемая "Павловская сессия", посвященная проблемам психологии и физиологии. На этой сессии речь шла о необходимости возрождения павловского учения. За уклонение в сторону от этого учения резкой критике подвергся создатель теории функциональных систем П.К. Анохин и некоторые другие видные ученые.
Последствия Павловской сессии оказались весьма драматичны и для психологии. В начале 50-х гг. ХХ в. имело место насильственное внедрение павловского учения в психологию. По утверждению А.В. Петровского (1967), фактически наблюдалась тенденция к ликвидации психологии и замене ее павловской физиологией ВНД.
Официально положение дел изменилось в 1962 г., когда состоялось Всесоюзное совещание по философским вопросам физиологии высшей нервной деятельности и психологии.
Оно было вынуждено констатировать существенные изменения, которые произошли в науке в послевоенные годы. Кратко характеризуя эти изменения, необходимо подчеркнуть следующее.
В связи с интенсивным развитием новой техники физиологического эксперимента, и прежде всего с появлением электроэнцефалографии, стал расширяться фронт экспериментальных исследований мозговых механизмов психики и поведения человека и животных. Метод ЭЭГ дал возможность заглянуть в тонкие физиологические механизмы, лежащие в основе психических процессов и поведения. Развитие микроэлектродной техники, эксперименты с электрической стимуляцией различных образований головного мозга с помощью вживленных электродов открыли новое направление исследований в изучении мозга. Возрастающее значение вычислительной техники, теории информации, кибернетики и т.д. требовали переосмысления традиционных положений физиологии ВНД и разработки новых теоретических и экспериментальных Парадигма научная - совокупность образцов и ценностных установок, норм и правил, определяющих основные направления научных исследований в конкретном историческом периоде.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">парадигм .
Благодаря послевоенным новациям существенно преобразилась и зарубежная психофизиология, которая до этого на протяжении многих лет занималась исследованием физиологических процессов и функций человека при различных психических состояниях (, 1981). В 1982 г. в Канаде состоялся Первый международный психофизиологический конгресс, на котором была создана Международная психофизиологическая ассоциация и учрежден журнал "Международный журнал психофизиологии" (International Journal of Psychophisiology).
Интенсивному развитию психофизиологии способствовал и тот факт, что Международная организация по исследованию мозга провозгласила последнее десятилетие ХХ в. "Десятилетием мозга". В рамках этой международной программы проводились комплексные исследования, направленные на интеграцию всех Аспект - точка зрения, с которой рассматриваются предмет, явление, понятие.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">аспектов знания о мозге и принципах его работы. Например, в 1993 г. при Институте ВНД и НФ РАН был создан Международный исследовательский центр Нейробиология - область биологии, изучающая закономерности функционирования нервной системы.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">нейробиологии сознания "Светлое пятно".
Переживая на этой основе период интенсивного роста, наука о мозге, и в том числе психофизиология, вплотную подошла к решению таких проблем, которые ранее были недоступны. К их числу относятся, например, физиологические механизмы и закономерности кодирования информации, Хронометрия процессов переработки информации - совокупность методов измерения длительности отдельных стадий в процессе переработки информации на основе измерения физиологических показателей, в частности латентных периодов компонентов вызванных и событийно-связанных потенциалов.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">хронометрия процессов познавательной деятельности и др.
Пытаясь представить облик современной психофизиологии, Б.И. Кочубей (1990) выделяет три новых характеристики: активизм, селективизм и информативизм.
Активизм предполагает отказ от представлений о человеке как существе, пассивно реагирующем на внешние воздействия, и переход к новой "модели" человека — активной личности, направляемой внутренне заданными целями, способной к произвольной саморегуляции.
Селективизм характеризует возрастающую дифференцированность в анализе физиологических процессов и явлений, которая позволяет ставить их в один ряд с тонкими психологическими процессами.
Информативизм отражает переориентацию физиологии с изучения энергетического обмена со средой на обмен информацией. Понятие информации, войдя в психофизиологию в 60-е гг., стало одним из главных при описании физиологических механизмов познавательной деятельности человека.
Таким образом, современная психофизиология как наука о физиологических основах психической деятельности и поведения, представляет собой область знания, которая объединяет физиологическую психологию, физиологию ВНД, "нормальную" нейропсихологию и системную психофизиологию. Взятая в полном объеме своих задач психофизиология включает три относительно самостоятельных части: общую, возрастную и дифференциальную психофизиологию. Каждая из них имеет собственный предмет изучения, задачи и методические приемы.
Предмет общей психофизиологии — физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека. Общая психофизиология изучает физиологические основы познавательных процессов (Когнитивная психофизиология - область психофизиологии, изучающая нейрофизиологические механизмы процессов познания: восприятия, внимания, памяти, мышления.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">когнитивная психофизиология ), эмоционально-потребностной сферы человека и функциональных состояний.
Предмет возрастной психофизиологии — онтогенетические изменения физиологических основ психической деятельности человека.
Дифференциальная психофизиология — раздел, изучающий естественно-научные основы и предпосылки индивидуальных различий в психике и поведении человека.

1.2. Проблемы соотношения мозга и психики

Представим себе мозг живого человека : он выглядит как небольшое овальное тело с неровной поверхностью, состоящее из податливого желатиноподобного вещества. Каким образом это тело (средний вес которого составляет 1500 г.) продуцирует мысли и чувства, управляет тонкими движениями руки художника? Каким образом возникающие в нем процессы связываются с мировой культурой: философией и религией, поэзией и прозой, добротой и ненавистью? Каким способом эта серовато-белая желеподобная масса постоянно накапливает идеи и знания, заставляя тело совершать действия разной сложности — от простого поднятия руки до виртуозных движений гимнаста или хирурга?
В этих вопросах в предельно заостренной метафорической форме можно выразить суть основной проблемы психофизиологии — проблемы соотношения мозга и психики, психического и физиологического.

История проблемы и варианты решения. Проблема соотношения психики и мозга, души и тела, разведение их по разным уровням бытия имеет глубокие исторические традиции и прежде всего традиции европейского мышления, существенно отличающегося от многих восточных систем миросозерцания.
В европейской традиции термины "душа" и "тело" впервые стал рассматривать с научных позиций выдающийся философ и врач , живший в XVII в. По Декарту, тело — это автомат, действующий по законам механики, и только при наличии внешних стимулов. Именно Декарт выдвинул идею рефлекса как машинообразного ответного поведенческого акта (хотя сам термин "рефлекс" был предложен спустя столетие). Душа, напротив, — особая сущность (субстанция), состоящая из непротяженных явлений сознания — "мыслей". Именно мысль представляет наиболее доступный объект самонаблюдения. Отсюда знаменитое утверждение: "Я мыслю, следовательно, я существую".
Итак, Декарт рассматривал душу и тело как две самостоятельные, независимые субстанции. Однако как душа может влиять на деятельность тела, так и тело в свою очередь способно сообщать душе сведения о внешнем мире. Для объяснения этого взаимодействия Декарт предположил, что в мозгу человека имеется специальный орган — шишковидная железа — посредник между душой и телом. Воздействие внешнего мира вначале передается нервной системой, а потом тем или иным способом "некто" (Гомункулос - гипотетический " onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">гомункулус ) расшифровывает содержащуюся в нервной деятельности информацию.
Таким образом, Декарт, четко разделив тело и душу человека, впервые поставил проблему их соотношения и дал первый вариант ее решения, получивший название психофизического и/или психофизиологического Параллелизм - методологическая позиция, отрицающая взаимодействие психики и мозга");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">параллелизма . Учение Декарта, исходящее в объяснении сущего из наличия двух противоположных начал — материального и духовного, — получило название дуализма Декарта.
Сходных взглядов придерживались многие современники и последователи Декарта, например, выдающийся философ и математик Лейбниц. Согласно его представлениям, душа и тело действуют независимо и автоматически в силу своего внутреннего устройства, но действуют удивительно согласованно и гармонично, подобно паре точных часов, всегда показывающих одно и то же время.

Психофизическая проблема. Как подчеркивает известный отечественный историк психологии М.Г. Ярошевский (1996), Декарт, Лейбниц и другие философы анализировали в основном психофизическую проблему. При решении психофизической проблемы речь шла о включении души (сознания, мышления) в общую механику мироздания, о ее связи с Богом. Иными словами, для философов, решающих эту проблему, важно было собственно место психического (сознания, мышления) в целостной картине мира. Таким образом, психофизическая проблема, связывая индивидуальное сознание с общим контекстом его существования, имеет, прежде всего, философский характер.
Психофизиологическая проблема заключается в решении вопроса о соотношении между психическими и нервными процессами в конкретном организме (теле). В такой формулировке она составляет основное содержание предмета психофизиологии. Первое решение этой проблемы можно обозначить как психофизиологический параллелизм. Суть его заключается в противопоставлении независимо существующих психики и мозга (души и тела). В соответствии с этим подходом психика и мозг признаются как независимые явления, не связанные между собой причинно-следственными отношениями.

• В то же время наряду с параллелизмом сформировались еще два подхода к решению психофизиологической проблемы:
  • психофизиологическая идентичность , которая представляет собой вариант крайнего физиологического Редукционизм - сведение сложного к простому и высшего к низшему.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">редукционизма , при котором психическое, утрачивая свою сущность, полностью отождествляется с физиологическим. Примером такого подхода служит известная метафора: "Мозг вырабатывает мысль, как печень — желчь".
  • психофизиологическое взаимодействие , представляющее собой вариант паллиативного, т.е. частичного, решения проблемы. Предполагая, что психическое и физиологическое имеют разные сущности, этот подход допускает определенную степень взаимодействия и взаимовлияния.

Эволюция представлений о рефлексии. Высказанная Декартом идея о рефлекторном принципе организации простейших поведенческих актов нашла свое плодотворное развитие в дальнейших исследованиях, в том числе направленных на преодоление психофизиологического параллелизма. Большую роль в этом сыграл выдающийся физиолог . Он обосновал возможность распространения принципа рефлекса как детерминистического принципа организации поведения на всю работу головного мозга. Сеченов утверждал, что психические акты носят такой же строго закономерный и Детерминировать - определять, обусловливать.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">детерминированный характер, как и акты, считающиеся чисто нервными.
Он ввел представление об иерархии рефлексов, доказав, что наряду с элементарными имеется множество сложных рефлексов. Это рефлексы с усеченным и задержанным концом, при которых происходит актуализация прошлого опыта.
Мысль, по Сеченову — это психический рефлекс с задержанным окончанием, развивающийся по внутренней цепи ассоциированных рефлексов, а психический рефлекс с усиленным окончанием — это Аффект - сильное и относительно кратковременное эмоциональное состояние, связанное с резким изменением важных для человека жизненных обстоятельств, которое сопровождается резко выраженными поведенческими проявлениями.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">аффект , или эмоция. Он ввел также представление о психическом элементе — интегральной части рефлекторного процесса, благодаря которому организм может активно приспосабливаться к среде.
Рассматривая психическое чувствование как неотъемлемый элемент внутренней структуры рефлекса, Сеченов прочно связал понятие психического с рефлексом, обосновал невозможность отрыва психического от рефлекторной деятельности.
Как пишет М.Г. Ярошевский (1996. С. 163): "Новая сравнительно с созданной Декартом, сеченовская модель рефлекса, воплотившая, взамен стиля механики, биологический стиль мышления, открывала перспективы построения новой системы знаний об отношениях между организмом и средой. Именно эта система получила имя поведение".
В дальнейшем, в работах И.П. Павлова и его школы исследования рефлекторных основ поведения получили глубокое теоретико-экспериментальное развитие. Проблемы этого круга детально рассмотрены в учебниках Л.Г. Воронина, А.С. Батуева, Н.Н. Даниловой и А.Л. Крыловой и др.

1.3. Современные представления о соотношении психического и физиологического

Несмотря на многие достижения психофизиологии, особенно в последние десятилетия, психофизиологический Параллелизм - методологическая позиция, отрицающая взаимодействие психики и мозга");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">параллелизм как система взглядов не отошел в прошлое. Известно, что выдающиеся физиологи ХХ в. Шерингтон, Эдриан, Пенфилд, Экклс придерживались дуалистического решения психофизиологической проблемы. Согласно их мнению, при изучении нервной деятельности не надо принимать во внимание психические явления, а мозг можно рассматривать как механизм, деятельность определенных частей которого в крайнем случае параллельна разным формам психической деятельности. Целью психофизиологического исследования, согласно их мнению, должно являться выявление закономерностей параллельности протекания психических и физиологических процессов.

Взаимосвязь психики и мозга. Многочисленные клинические и экспериментальные данные, накопленные в науке в последние десятилетия, свидетельствуют, однако, что между психикой и мозгом существует тесная и диалектическая взаимосвязь. Воздействуя на мозг, можно изменить и даже уничтожить дух (самосознание) человека, стереть личность, превратив человека в зомби. Сделать это можно химически, используя психоделические вещества (в том числе наркотики), "электрически" (с помощью вживленных электродов); анатомически, прооперировав мозг. В настоящее время с помощью электрических или химических манипуляций с определенными участками головного мозга человека изменяют состояния сознания, вызывая различные ощущения, галлюцинации и эмоции.
Все вышесказанное неопровержимо доказывает прямое подчинение психики внешним физико-химическим воздействиям. Более того, в последнее время все больше и больше накапливается данных о том, что психологические состояния человека тесно связаны с наличием или отсутствием того или иного химического вещества в мозге.
С другой стороны, все, что глубоко затрагивает психику, отражается также и на мозге, и на всем организме. Известно, что горе или сильная Депрессия - аффективное состояние, характеризующееся отрицательным эмоциональным фоном, изменениями мотивационной сферы, когнитивных представлений и общей пассивностью поведения.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">депрессия могут привести к телесным (психосоматическим) заболеваниям. Гипноз может вызвать различные соматические расстройства и наоборот, способствовать излечению. Широко известны поразительные эксперименты, которые осуществляют йоги со своим организмом. Более того, такое психокультурное явление, как нарушение "табу", или колдовство у примитивных народов могут вызвать смерть даже у здорового человека. Есть свидетельства, что религиозные чудеса (явления Богоматери, Святых икон и т.п.) способствовали исцелению больных с различной симптоматикой. Интересно, в этой связи, что эффект плацебо, т.е. эффект нейтрального вещества, которое применяется вместо "ультрасовременного" лекарства, действенен для одной трети больных, независимо от их социального статуса, культурного уровня, вероисповедания или национальности.
В целом приведенные выше факты однозначно свидетельствуют о том, что столь тесную взаимосвязь между мозгом и психикой нельзя объяснить с позиций физиологического параллелизма. Важно, однако, подчеркнуть и другое. Отношение психики к мозгу нельзя понимать как отношение продукта к производителю, следствия к причине, поскольку продукт (психика) может и часто очень эффективно воздействует на своего производителя — на мозг. Таким образом, между психикой и мозгом, психическим и физиологическим, по-видимому, существует диалектическая, причинно-следственная связь, еще не получившая полного объяснения.
Исследователи не оставляют попыток проникнуть в суть проблемы, предлагая иногда в высшей степени необычные варианты решения. Например, такие выдающиеся физиологи как Экллс и Барт считают, что мозг не "продуцирует дух", но "обнаруживает его". Получаемая органами чувств информация, "материализуется" в химические субстанции и изменения в состоянии нейронов, которые физически накапливают символические значения чувственных ощущений. Так происходит взаимодействие внешней материальной реальности с духовным субстратом мозга. При этом, однако, возникают новые вопросы: что является "носителем" духа вне мозга, с помощью каких именно рецепторов воспринимается организмом человека внешний "дух" и т.д.
Наряду с такими "экстравагантными" решениями, новые подходы к изучению соотношения физиологического и психологического прорабатываются и в контексте отечественной науки.

• Современные варианты решения психофизиологической проблемы можно систематизировать следующим образом:
  1. Психическое тождественно физиологическому , представляя собой не что иное, как физиологическую деятельность мозга. В настоящее время эта точка зрения формулируется как тождественность психического не любой физиологической деятельности, но только процессам высшей нервной деятельности. В этой логике психическое выступает как особая сторона, свойство физиологических процессов мозга или процессов высшей нервной деятельности
  2. Психическое — это особый (высший) класс или вид нервных процессов , обладающий свойствами, не присущими всем остальным процессам в нервной системе, в том числе процессам ВНД. Психическое — это такие особые (психонервные) процессы, которые связаны с отражением объективной реальности и отличаются субъективным компонентом (наличием внутренних образов и их переживанием).
  3. Психическое, хотя и обусловлено физиологической (высшей нервной) деятельностью мозга, тем не менее НЕ ТОЖДЕСТВЕННО ей. Психическое не сводимо к физиологическому как идеальное к материальному или как социальное к биологическому.

Ни одно из приведенных решений не получило общего признания, и работа в этом направлении продолжается. Наиболее существенные изменения в логике анализа проблемы "мозг — психика" повлекло за собой внедрение в психофизиологию системного подхода.

1.4. Системные основы психофизиологии

В 50-е гг. ХХ в. началось интенсивное развитие общей теории систем и распространение системного подхода. Системность выступала, прежде всего, как объяснительный принцип научного мышления, требующий от исследователя изучать явления в их зависимости от внутренне связанного целого, которое они образуют, приобретая благодаря этому присущие целому новые свойства (Ярошевский, 1996).
Системный подход как методологический инструмент не был "изобретен" философами. Он направлял исследовательскую практику реально прежде, чем был теоретически осмыслен. Как подчеркивает М.Г. Ярошевский, сами естествоиспытатели выделяли его в качестве одного из рабочих принципов. Например, выдающийся американский физиолог У. Кеннон , открывший принцип гомеостаза, рассматривал его как синоним принципа системности.
Проникновение системного подхода в физиологию ВНД и психологию радикально изменило логику научных исследований. В первую очередь, это сказалось на изучении физиологических основ поведения.

1.4.1. Функциональная система как физиологическая основа поведения

В русле системного подхода поведение рассматривается как целостный, определенным образом организованный процесс, направленный, во-первых, на адаптацию организма к среде и на активное ее преобразование, во-вторых. Приспособительный поведенческий акт, связанный с изменениями внутренних процессов, всегда носит целенаправленный характер, обеспечивающий организму нормальную жизнедеятельность. В настоящее время в качестве методологической основы психофизиологического описания поведения используется теория функциональной системы П.К. Анохина.
Эта теория была разработана при изучении механизмов компенсации нарушенных функций организма. Как было показано П.К. Анохиным, компенсация мобилизует значительное число различных физиологических компонентов — центральных и периферических образований, функционально объединенных между собой для получения полезного приспособительного эффекта, необходимого живому организму в данный конкретный момент времени. Такое широкое функциональное объединение различно локализованных структур и процессов для получения конечного приспособительного результата было названо "функциональной системой".

Функциональная система (ФС) — это организация активности элементов различной анатомической принадлежности, имеющая характер ВЗАИМОСОДЕЙСТВИЯ, которое направлено на достижение полезного приспособительного результата. ФС рассматривается как единица интегративной деятельности организма.
Результат деятельности и его оценка занимают центральное место в ФС. Достичь результата — значит изменить соотношение между организмом и средой в полезном для организма направлении.

• Достижение приспособительного результата в ФС осуществляется с помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными являются:
  • Афферентный синтез - процесс синтеза, отбора различных афферентаций, т.е. сигналов об окружающей среде и степени успешности деятельности организма в ее условиях. На основе афферентного синтеза формируется цель деятельности, управление ею. А.с. - первая, универсальная стадия любого целенаправленного поведения.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации;
  • принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели — акцептора результатов действия;
  • собственно действие ;
  • сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результатов действия и параметров выполненного действия;
  • коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных (смоделированных нервной системой) параметров действия.

Состав функциональной системы не определяется пространственной близостью структур или их анатомической принадлежностью. В ФС могут включаться как близко, так и отдаленно расположенные системы организма. Она может вовлекать отдельные части любых цельных в анатомическом отношении систем и даже детали отдельных целых органов. При этом отдельная нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа, весь орган в целом могут участвовать своей активностью в достижении полезного приспособительного результата, только будучи включены в соответствующую функциональную систему. Фактором, определяющим избирательность этих соединений, является биологическая и физиологическая архитектура самой ФС, а критерием эффективности этих объединений является конечный приспособительный результат.
Поскольку для любого живого организма количество возможных поведенческих ситуаций в принципе неограниченно, то, следовательно, одна и та же нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа или сам орган могут входить в состав нескольких функциональных систем, в которых они будут выполнять разные функции.
Таким образом, при изучении взаимодействия организма со средой единицей анализа выступает целостная, динамически организованная Функциональная система - конкретный физиологический аппарат, механизм саморегуляции и гомеостаза, осуществляющий избирательное вовлечение и объединение структур в процесс выполнения какого-либо очередного акта поведения или функции организма.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">функциональная система .

Типы и уровни сложности ФС. Функциональные системы имеют разную специализацию. Одни осуществляют дыхание, другие отвечают за движение, третьи за питание и т.п. ФС могут принадлежать к различным иерархическим уровням и быть разной степени сложности: одни из них свойственны всем особям данного вида (и даже других видов), например функциональная система сосания. Другие индивидуальны, т.е. формируются прижизненно в процессе овладения опытом и составляют основу обучения.
Функциональные системы различаются по степени Пластичность - 1) фундаментальное свойство нейрона, проявляющееся в относительно устойчивых модификациях его реакций; 2) способность нервных элементов и структур к перестройке функциональных свойств под влиянием длительных внешних воздействий и при различных повреждениях нервной ткани.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">пластичности , т.е. по способности менять составляющие ее компоненты. Например, ФС дыхания состоит преимущественно из стабильных (врожденных) структур и поэтому обладает малой пластичностью: в акте дыхания, как правило, участвуют одни и те же центральные и периферические компоненты. В то же время ФС, обеспечивающая движение тела, пластична и может достаточно легко перестраивать компонентные взаимосвязи (до чего-то можно дойти, добежать, допрыгать, доползти).

Афферентный синтез. Начальную стадию поведенческого акта любой степени сложности, а следовательно, и начало работы ФС, составляет афферентный синтез. Важность афферентного синтеза состоит в том, что эта стадия определяет все последующее поведение организма. Задача этой стадии собрать необходимую информацию о различных параметрах внешней среды. Благодаря афферентному синтезу из множества внешних и внутренних раздражителей организм отбирает главные и создает цель поведения. Поскольку на выбор такой информации оказывает влияние как цель поведения, так и предыдущий опыт жизнедеятельности, то Афферентный синтез - процесс синтеза, отбора различных афферентаций, т.е. сигналов об окружающей среде и степени успешности деятельности организма в ее условиях. На основе афферентного синтеза формируется цель деятельности, управление ею. А.с. - первая, универсальная стадия любого целенаправленного поведения.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">афферентный синтез всегда индивидуален. На этой стадии происходит взаимодействие трех компонентов: мотивационного возбуждения, Обстановочная афферентация - информация о внешней среде");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">обстановочной афферентации (т.е. информации о внешней среде) и извлекаемых из памяти следов прошлого опыта. В результате обработки и синтеза этих компонентов принимается решение о том, "что делать" и происходит переход к формированию программы действий, которая обеспечивает выбор и последующую реализацию одного действия из множества потенциально возможных. Команда, представленная комплексом эфферентных возбуждений, направляется к периферическим исполнительным органам и воплощается в соответствующее действие.
Важной чертой ФС являются ее индивидуальные и меняющиеся требования к Афферентация - поток нервных импульсов, поступающих от экстеро- и интерорецепторов в ЦНС.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">афферентации . Именно количество и качество афферентных импульсаций характеризует степень сложности, произвольности или автоматизированности функциональной системы.

Акцептор результатов действия. Необходимой частью ФС является Акцептор результатов действия - психофизиологический механизм прогнозирования и оценки результатов деятельности функционирующий в процессе принятия решения и действующий на основе соотнесения с находящейся в памяти моделью предполагаемого результата.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">акцептор результатов действия — центральный аппарат оценки результатов и параметров еще не совершившегося действия. Таким образом, еще до осуществления какого-либо поведенческого акта у живого организма уже имеется представление о нем, своеобразная модель или образ ожидаемого результата. В процессе реального действия от "акцептора" идут эфферентные сигналы к нервным и моторным структурам, обеспечивающим достижение необходимой цели. Об успешности или неуспешности поведенческого акта сигнализирует поступающая в мозг эфферентная импульсация от всех рецепторов, которые регистрируют последовательные этапы выполнения конкретного действия (Обратная афферентация - процесс коррекции поведения на основе получаемой мозгом информации извне о результатах осуществляющейся деятельности.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">обратная афферентация ). Оценка поведенческого акта как в целом, так и в деталях невозможна без такой точной информации о результатах каждого из действий. Этот механизм является абсолютно необходимым для успешности реализации каждого поведенческого акта. Более того, любой организм немедленно погиб, если бы подобного механизма не существовало.
Каждая ФС обладает способностью к саморегуляции, которая присуща ей как целому. При возможном дефекте ФС происходит быстрая перестройка составляющих ее компонентов, так, чтобы необходимый результат, пусть даже менее эффективно (как по времени, так и по энергетическим затратам), но все же был бы достигнут.

• Основные признаки ФС. В заключение приведем следующие признаки функциональной системы, как они были сформулированы П.К. Анохиным:
  • ФС, как правило, является центрально-периферическим образованием, становясь, таким образом, конкретным аппаратом саморегуляции. Она поддерживает свое единство на основе циркуляции информации от периферии к центрам и от центров к периферии.
  • Существование любой ФС непременно связано с существованием какого-либо четко очерченного приспособительного эффекта. Именно этот конечный эффект определяет то или иное распределение возбуждения и активности по функциональной системе в целом.
  • Еще одним абсолютным признаком ФС является наличие рецептурных аппаратов, оценивающих результаты ее действия. В ряде случаев они могут быть врожденными, а в других — выработанными в процессе жизни.
  • Каждый приспособительный эффект ФС, т.е. результат какого-либо действия, совершаемого организмом, формирует поток обратных афферентаций, достаточно подробно представляющий все наглядные признаки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закрепляет наиболее успешное действие, она становится "санкционирующей" (определяющей) афферентацией.
  • Функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей ФС (принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения (см. Хрестомат. 1.3).

Значение теории ФС для психологии. Начиная с первых своих шагов, теория функциональных систем получила признание со стороны естественно-научно ориентированной психологии. В наиболее выпуклой форме значение нового этапа в развитии отечественной физиологии было сформулировано А.Р. Лурией (1978).

• Он считал, что внедрение теории функциональных систем позволяет по-новому подойти к решению многих проблем в организации физиологических основ поведения и психики. Благодаря теории ФС:
  • произошла замена упрощенного понимания стимула как единственного возбудителя поведения более сложными представлениями о факторах, определяющих поведение, с включением в их число моделей потребного будущего или образа ожидаемого результата;
  • было сформулировано представление о роли "обратной афферентации" и ее значении для дальнейшей судьбы выполняемого действия, последнее радикально меняет картину, показывая, что все дальнейшее поведение зависит от успехов выполненного действия;
  • было введено представление о новом функциональном аппарате, осуществляющим сличение исходного образа ожидаемого результата с эффектом реального действия — "акцепторе" результатов действия.

Тем самым П.К. Анохин вплотную подошел к анализу физиологических механизмов принятия решения, ставшему одним из важнейших понятий современной психологии. Теория ФС представляет образец отказа от тенденции сводить сложнейшие формы психической деятельности к изолированным элементарным физиологическим процессам и попытку создания нового учения о физиологических основах активных форм психической деятельности.
Следует, однако, подчеркнуть, что, несмотря на непреходящее значение теории ФС, существует немало дискуссионных вопросов, касающихся сферы ее применения. Так, неоднократно отмечалось, что универсальная теория функциональных систем нуждается в конкретизации применительно к психологии и требует более содержательной разработки при изучении психики и поведения человека. Весьма основательные шаги в этом направлении были предприняты В.Б. Швырковым (1978, 1989), В.Д. Шадриковым (1994, 1997), В.М. Русаловым (1989). Тем не менее было бы преждевременно утверждать, что теория ФС стала главной исследовательской Парадигма научная - совокупность образцов и ценностных установок, норм и правил, определяющих основные направления научных исследований в конкретном историческом периоде. ");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">парадигмой в психофизиологии. Более того, существуют устойчивые психологические конструкты и явления, которые не получают необходимого обоснования в контексте теории функциональных систем. Речь, в первую очередь, идет о проблеме сознания, психофизиологические аспекты которой разрабатываются в настоящее время весьма продуктивно (см. тему 11).

1.4.2. Системный подход к проблеме индивидуальности

Соотношение понятий "индивид", "организм", "личность", "индивидуальность" традиционно относятся к числу наиболее дискуссионных вопросов психологии. Введение системного подхода позволило по-новому подойти к решению этой проблемы, выдвинув на первый план представление об индивидуальности и ее структуре. Основные идеи и положения в этом направлении были сформулированы в трудах В.С. Мерлина , Б.Ф. Ломова, К.К. Платонова , И.В. Равич-Щербо, В.М. Русалова.

Структура индивидуальности. Системный подход к проблеме индивидуальности человека диктует необходимость рассматривать ее как систему его особенностей и как индивида, и как организма, и как личности, т.е. как "иерархическую систему системных качеств".
С этих позиций индивидуальность человека предстает как многоуровневая иерархическая система, в которой выделяется разное число уровней. Например, К.К. Платонов предлагает выделять следующие органические уровни: сомато-морфологическую, биохимическую, физиологическую индивидуальность. В психологической сфере он выделяет процессуальную психическую индивидуальность, в известной степени общую у человека и животных, и содержательную психическую индивидуальность, являющуюся продуктом его взаимодействия с миром. Третий психический уровень — это социально-психологическая индивидуальность, свойственная только человеку.
В наиболее общем виде проблема соотношения индивида, личности и индивидуальности была разработана В.С. Мерлиным. По его представлениям, понятия "индивид" (организм) и "личность" включаются в более обобщенное понятие "индивидуальность", которая рассматривается как иерархически упорядоченная система свойств всех ступеней развития.

Данная система охватывает все уровни существования человека
от свойств организма:
• биохимических;
• общесоматических;
• свойств нервной системы (нейродинамических)
  через уровень индивидуальных психических свойств:
  • психодинамических (свойства темперамента);
  • психических свойств личности
    к социально-психологическим индивидуальным свойствам. Сама интегральная индивидуальность определяется им как "целостная характеристика индивидуальных свойств человека".

В.С. Мерлин сформулировал ряд принципов изучения интегральной индивидуальности:
Принцип системности. Индивидуальные свойства должны рассматриваться не сами по себе, а в зависимости от интегральной индивидуальности.
Принцип иерархичности , т.е. низшие уровни обусловливают высшие и сами изменяются в зависимости от них.
Принцип снятия , т.е. закономерности низших уровней видоизменяются в зависимости от связи с высшими. Причем при вступлении в связь с высшими уровнями явления низших приобретают новое системное качество.
В.С. Мерлин детально охарактеризовал специфику системного подхода к исследованию интегральной индивидуальности. Особое внимание он уделил принципу детерминизма, подчеркивая, что каузальной, причинно-следственной детерминации недостаточно, чтобы объяснить функционирование большой системы, включающей в себя уровни: биохимический, нервной системы, темперамента, личности, метаиндивидуальности (личностных статусов).
Различные подходы к структуре индивидуальности приводят к выделению разных, нередко достаточно дробных уровней и подуровней. Предметом особой детализации является зона между физиологическим и психологическим уровнями. Так, например, широко принято (хотя и с некоторыми терминологическими различиями) разделение психодинамического и психосодержательного уровней.
Логично считать, что динамические характеристики, т.е. формальные параметры поведения, в большей степени должны зависеть от особенностей функционирования нервного субстрата и соответственно в иерархии индивидуальности занимать подчиненное место по отношению к психосодержательному уровню. Наряду с психодинамическим в литературе фигурирует еще один уровень — нейродинамический. Его отделение от психодинамического базируется на представлении о существовании особой категории нервных процессов, не связанных непосредственно с обеспечением психического. Однако критерии разделения указанных категорий нервных процессов не всегда могут быть использованы при оценке Эмпирический - основанный на опыте. ");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">эмпирических методик, которые применяются для дифференцированной диагностики этих уровней как самостоятельных. Следствием этого является определенный волюнтаризм в распределении методик по уровням, который может привести к ложным выводам.
Избежать этого, на наш взгляд, можно, выделяя в качестве самостоятельных психофизиологический и психологический уровни. В этом случае нейродинамический и психодинамический уровни фактически входят в психофизиологический, но сфера проявлений последнего шире, поскольку этот уровень характеризует не только формально-динамические процессы работы головного мозга и психики, но и качественное своеобразие их протекания.

Межуровневые связи. Описанные выше уровни в структуре индивидуальности существуют в тесном взаимодействии друг с другом. По утверждению В.С. Мерлина, между уровнями имеются не только одно-однозначные, но и много-многозначные связи, когда каждая характеристика одного уровня связана с многими характеристиками другого и наоборот. Б.Ф. Ломов понятие связи выдвигает на первый план, предлагая рассматривать индивидуальность как "систему многомерных и многоуровневых связей, охватывающих все совокупности условий и устойчивых факторов индивидуального развития отдельного человека". И это закономерно, поскольку понятие связи является ключевым для системных исследований. Предполагается, что системность объекта полнее всего раскрывается через его связи и их типологию.
Изучение межуровневых связей в структуре индивидуальности сопряжено с рядом проблем, и среди них, в первую очередь, определение их направленности и установление причинно-следственных отношений. Одним из широко распространенных в психофизиологии исследовательских приемов является установление связей путем вычисления корреляций между физиологическими характеристиками (например, параметры энцефалограммы) и психологическими (например, показатели умственного развития). В этом случае, как правило, говорят о поиске "коррелятов" психических функций и процессов на уровне биоэлектрической активности мозга. Исследования такого типа настолько распространены, что В.Б. Швырков выделил их в особое направление, назвав его Коррелятивная психофизиология - направление исследований, в которых психические явления непосредственно сопоставляются с физиологическими функциями и показателями.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">"коррелятивной" психофизиологией .
Поиск коррелятов в большинстве случаев можно расценивать как своеобразный психофизиологический "пилотаж": результаты таких исследований, как правило, очерчивают зону для более углубленного поиска. Суть в том, что наличие корреляционной связи не дает основания для установления причинно-следственных отношений. Например, наличие значимого коэффициента корреляции между показателем интеллекта и параметром ЭЭГ не дает ответа на вопрос, за счет чего возникает такая связь: интеллект ли определяет характер энцефалограммы, или наоборот. Для ответа на подобный вопрос требуются иные приемы и способы анализа.
Методологически это решается путем анализа способов организации уровней. Большинство исследователей считают, что уровни в структуре индивидуальности организованы иерархически.
Понятие иерархии предусматривает расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему. При этом предполагается, что каждый вышележащий уровень наделен особыми полномочиями по отношению к нижележащим. Применительно к человеческой индивидуальности такое понимание иерархии требует установления отношений доминирования — подчинения и выделения управляющих и управляемых уровней. По этой логике психологический уровень, будучи вышележащим, выступает как управляющий по отношению к процессам, происходящим на нижележащих психофизиологическом, физиологическом и других уровнях. Следовательно, в приведенном выше примере именно интеллект должен определять параметры энцефалограммы.
Однако возможен и другой альтернативный принцип взаимодействия уровней — гетерархия, в соответствии с которым ни за одним из уровней не зафиксирована постоянная роль ведущего и допускается коалиционное объединение высших и низших уровней в единую систему действия. При этом считается возможным совместное или поочередное управление процессами, происходящими в живой системе на том или ином этапе ее жизнедеятельности. Применительно к индивидуальности человека это означает, что физиологический и психологический (а также все другие) уровни действуют в тесной взаимосвязи, определяя текущее состояние системы.

Значение системной модели индивидуальности. Несмотря на видимую абстрактность изложенных представлений, они имеют реальное значение для теоретического обоснования психофизиологических исследований и интерпретации результатов. Выше были изложены современные представления о взаимоотношении психического и физиологического (). Множество фактов свидетельствует о том, что между психическим и соматическим существуют причинно-следственные связи, которые имеют двухстороннюю направленность: психическое влияет на физиологическое и наоборот.
Подобная взаимосвязь приобретает логическую обоснованность в том случае, если рассматривать индивидуальность как систему (включающую физиологический, психологический и другие уровни) с гетерархическим типом межуровневого взаимодействия. Только при таком подходе получают объяснение феномены изменения физиологических показателей под влиянием психических изменений, и напротив, изменения в психике человека под влиянием воздействий на его тело. Некоторые из конкретных механизмов такого взаимосодействия изучены достаточно хорошо (см. тему 3).
Итак, целостность индивидуальности лежит в основе того факта, что любое воздействие (например, прием химического препарата, изменение атмосферного давления, шум на улице, неприятные известия и т.п.) хотя бы на один из уровней (биохимический, физиологический, психологический и др.) неизбежно приводит к откликам на всех других уровнях и изменяет текущее состояние организма человека, его психическое состояние, а, возможно, и поведение. Реализация принципа целостности обязывает исследователей рассматривать различные аспекты индивидуальности во всем многообразии их взаимосвязей и взаимодействия.

1.4.3. Информационная парадигма

Практически одновременно с внедрением системного подхода в психофизиологию началась ее интенсивная компьютеризация. Этот процесс имел далеко идущие последствия. Кроме технических новшеств, выразившихся в возможности резко расширять объемы экспериментальных исследований и разнообразить способы статистической обработки данных, она привела к возникновению феномена "компьютерной метафоры".

Значение компьютерной метафоры. Смысл метафоры состоит в том, что человек рассматривается как активный преобразователь информации, и его главным аналогом считается компьютер. Значение метафоры в изучении психологических и мозговых механизмов переработки информации выходит за рамки удачной аналогии. Фактически она создала новые исходные посылки для изучения этих механизмов, заменив, по образному утверждению одного психолога, "представление об энергетическом обмене со средой на представление об информационном обмене". Этот шаг явился весьма прогрессивным, поскольку раннее в физиологических исследованиях основной упор делался на изучение энергетического обмена со средой.

Информационная парадигма. Впервые в отечественной психологии понятие информации для изучения строения Когнитивный - познавательный, имеющий отношение к познанию.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">когнитивной сферы и анализа психофизиологической проблемы привлек Л.М. Веккер (1976). Он исходил из того, что психические процессы можно рассматривать как частные формы информации, и считал необходимым использовать кибернетический понятийный аппарат для построения единой теории психических процессов. По Веккеру, все виды образов — элементарные сенсорные, сенсорно-перцептивные, собственно перцептивные и вторичные (представления) — организованы в соответствии с иерархической матрицей частных форм пространственно-временного изоморфизма сигналов по отношению к источнику. Инвариантное воспроизведение в сигналах-образах пространственно-временной структуры их объектов и делает образы частной формой кодов. Л.М. Веккер полагал, что информационный подход может стать общей концептуальной основой для построения единой теории психических процессов, охватывающих разные уровни и формы их организации.
Фундаментальную разработку идеи информационного подхода получили в философских трудах Д.И. Дубровского (1986, 1990). Теоретические аспекты применения информационной парадигмы он не ограничивает изучением природы когнитивного функционирования. С его точки зрения, информационная парадигма приобретает определяющее значение в анализе психофизиологической проблемы. Он подчеркивает, что понятие информации, условно говоря, является двухмерным, поскольку фиксирует и содержание информации, и ее кодовую форму. Это дает возможность в едином концептуальном плане отразить и свойства содержания (семантические и прагматические аспекты информации), и свойства того материального носителя, в котором воплощена данная информация. Хотя информация не существует вне своего материального носителя, она всегда выступает в качестве его свойства и не зависит от субстратно-энергетических и пространственно-временных свойств своего носителя. Последнее обстоятельство позволяет некоторым исследователям говорить об "информационном снятии" психофизиологической проблемы (см. Хрестомат. 1.4).

Когнитивная психофизиология. Экспериментальное воплощение информационной парадигмы осуществляется в многочисленных исследованиях, выполненных в русле когнитивной психологии, которая изучает закономерности переработки информации человеком.
В той же логике действует направление, именуемое когнитивной психофизиологией, предметом исследования которого являются мозговые механизмы переработки информации. Принципиальным является тот факт, что информационный подход позволяет анализировать мозговые процессы и психические явления, т.е. явления двух разных уровней, в едином концептуальном плане.
Как известно, физиология ВНД оперирует такими понятиями, как временная связь, возбуждение, Торможение - нервный процесс, противоположный возбуждению; проявляется в ослаблении или прекращении деятельности, специфической для данной системы организма.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">торможение и т.д. Они мало совместимы с психологическими категориями (такими как восприятие, память, мышление). Именно поэтому психофизиологический анализ на основе существующих физиологических понятий малопродуктивен. Использование терминов и понятий информационного подхода (например, сенсорный анализ, принятие решения и др.) применительно к физиологическим процессам открывает путь для более содержательной их интерпретации, ориентированной на выявление физиологических механизмов познавательной деятельности человека.
Последнее оказалось возможным благодаря появлению новых электрофизиологических методов, в первую очередь регистрации вызванных и событийно-связанных потенциалов. Эти методы позволили вплотную подойти к изучению физиологических механизмов отдельных стадий процесса переработки информации: сенсорного анализа, мобилизации внимания, формирования образа, извлечения эталонов памяти, принятия решения и т.д. Изучение временных параметров электрофизиологических реакций на стимулы разного типа и в различающихся условиях впервые сделало возможным Хронометрия процессов переработки информации - совокупность методов измерения длительности отдельных стадий в процессе переработки информации на основе измерения физиологических показателей, в частности латентных периодов компонентов вызванных и событийно-связанных потенциалов.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">хронометрирование , т.е. оценку длительности протекания отдельных стадий процесса переработки информации непосредственно на уровне мозгового субстрата. И как следствие возникла область исследований, получившая название "хронометрия процессов переработки информации".
Наряду с когнитивной психофизиологией, возник новый раздел Нейробиология - область биологии, изучающая закономерности функционирования нервной системы.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">нейробиологии — нейроинформатика. Как и когнитивная психофизиология, нейроинформатика фактически представляет приложение компьютерной метафоры для анализа механизмов переработки информации в мозге человека и животных. Она определяется как наука, изучающая теоретические принципы переработки информации в нейронных сетях мозга человека и животных.

1.4.4. Межнейронное взаимодействие и нейронные сети

В соответствии с системным подходом объединения нейронов могут приобретать свойства, которых нет у отдельных нервных клеток. Поэтому объединения нейронов и их свойства представляют особый предмет анализа в нейро- и психофизиологии. Так, например, американский исследователь В. Маункасл предлагает в качестве своеобразной "единицы" нейрофизиологического обеспечения информационного процесса "элементарный модуль обработки информации" — колонку нейронов, настроенных на определенный параметр сигнала. Совокупность миниколонок, в каждой из которых представлен определенный параметр сигнала, образуют макроколонку, которая соответствует определенному участку внешнего пространства. Таким образом, для каждого участка внешнего мира осуществляется параллельный анализ свойств представленного там сигнала.
Предполагаемая роль межнейронного взаимодействия настолько значительна, что легла в основу представления об особой функциональной единице — "дендроне", который представляет Морфофункциональный - имеющий одновременное отношение к структуре и её функции.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">морфофункциональную основу генерации "психона" — элементарной единицы психического. То и другое образование носит гипотетический характер, и представляет интерес постольку, поскольку отражает настоятельную потребность исследователей мозга в выделении сопоставимых физиологических и психологических единиц анализа.

Нейронная сеть. Важной единицей функциональной активности ЦНС считается элементарная нейронная сеть. Принципы кооперативного поведения нейронов в сети предполагают, что совокупность взаимосвязанных элементов обладает большими возможностями функциональных перестроек, т.е. на уровне нейронной сети происходит не только преобразование входной информации, но и оптимизация межнейронных отношений, приводящая к реализации требуемых функций информационно-управляющей системы. Одним из первых идею сетевого принципа в организации нейронов выдвинул Д. Хебб , позднее появились работы В. Мак-Каллоха и К. Питса, посвященные сетям формальных нейронов.
В отечественной психофизиологии начальным этапом в изучении нервных сетей явились работы Г.И. Полякова (1965), который с эволюционных позиций охарактеризовал принципы возникновения и функционирования нейронной сети, выделив элементарное координационное устройство как прототип сетевой "единицы".

Типы сетей. В настоящее время сетевой принцип в обеспечении процессов переработки информации получает все большее распространение. В основе этого направления лежат идеи о сетях нейроноподобных элементов, объединение которых порождает новые системные (Эмерджентный - неаддитивный признак, присущий системе как целому.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">эмерджентные ) качества, не присущие отдельным элементам этой сети.
По характеру организации в нервной системе чаще всего выделяют три типа сетей: иерархические, локальные и дивергентные. Первые характеризуются свойствами Конвергенция - объединение аксонов группы нейронов, возникающее благодаря образованию синапсов на одном и том же постсинаптическом нейроне.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">конвергенции (несколько нейронов одного уровня контактируют с меньшим числом нейронов другого уровня) и Дивергенция - тип морфологической организации нервной сети, при котором аксон одного нейрона адресуется многим нейронам.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">дивергенции (нейрон нижележащего уровня контактирует с большим числом клеток вышележащего уровня). Благодаря этому информация может многократно фильтроваться и усиливаться. Наиболее характерен такой тип сетей для строения сенсорных и двигательных путей. Сенсорные системы организованы по принципу восходящей иерархии: информация поступает от низших центров к высшим. Двигательные, напротив, организованы по принципу нисходящей иерархии: из высших корковых центров команды поступают к исполнительным элементам (мышцам). Иерархические сети обеспечивают очень точную передачу информации, однако выключение хотя бы одного звена (в результате травмы) приводит к нарушению работы всей сети.
В локальных сетях поток информации удерживается в пределах одного иерархического уровня, оказывая на нейроны-мишени возбуждающее или тормозящее действие, что позволяет модулировать поток информации. Таким образом, нейроны локальных сетей действуют как своеобразные фильтры, отбирая и сохраняя нужную информацию. Предполагается, что подобные сети имеются на всех уровнях организации мозга. Сочетание локальных сетей с дивергентным или конвергентным типом передачи может расширять или сужать поток информации.
Дивергентные сети характеризуются наличием нейронов, которые, имея один вход, на выходе образуют контакты с множеством других нейронов. Таким путем эти сети могут влиять одновременно на активность множества элементов, которые при этом могут быть связаны с разными иерархическими уровнями. Являясь интегративными по принципу строения, эти сети, по-видимому, выполняют централизованную регуляцию и управление динамикой информационного процесса.

Векторная психофизиология. По мере развития представлений о строении и функционировании сетей разного типа наблюдается интеграция этих исследований и информационного подхода. Примером служит векторная психофизиология — новое направление, основанное на представлениях о векторном кодировании информации в нейронных сетях. Суть векторного кодирования в следующем: в нейронных сетях внешнему стимулу ставится в соответствие вектор возбуждения — комбинация возбуждений элементов нейронного ансамбля. При этом ансамблем считается группа нейронов с общим входом, конвертирующих на одном или нескольких нейронах более высокого уровня. Различие между сигналами в нервной системе кодируется абсолютной величиной разности тех векторов возбуждения, которые эти стимулы генерируют. Например, выполненные в этой логике исследования цветового зрения человека показывает, что воспринимаемый цвет определяется направлением фиксированного четырехкомпонентного вектора возбуждения (Е.Н. Соколов, 1995).
Интенсивное развитие сетевые модели переработки информации получили в нейрокибернетике и так называемом коннекционизме. Высокий уровень абстракции и использование формального математического аппарата в этих моделях далеко не всегда опирается на реальное физиологическое содержание и в целом меняет плоскость анализа, переводя его из системы физиологических понятий в систему условных единиц с условными свойствами. Тем не менее, исследования в этой области продвигаются весьма успешно и порождают такие модели как, например, нейроинтеллект.

1.4.5. Системный подход к проблеме "мозг — психика"

Несмотря на то, что исследования проблемы "мозг — психика" с позиций системного подхода стали реальностью во второй половине ХХ в., идеи о функциональном единстве мозга и его связи с поведением и психикой начали возникать более 100 лет назад.

История проблемы. Уже в конце прошлого века, в основном в русле клинической неврологии, стали высказываться идеи о единстве функционирования частей мозга и связи этого единства с умственными возможностями человека. Так, например, Ф. Голтс (1881) утверждал, что местоположение ума следует искать во всех частях коры, точнее, во всех отделах мозга. Широкую известность получили проведенные в начале века эксперименты К. Лешли . Его концепция о структурной организации поведения основывалась на опытах, выполненных на крысах, в последние годы на обезьянах, а также на клинических наблюдениях. Он стойко придерживался взгляда, что в коре мозга нет такого поля, которое бы не принимало участия в осуществлении "интеллектуальных функций".
В отечественной науке одним из первых высказал идею системной организации мозга Л.С. Выготский . Еще в 1934 г. он писал:"...функция мозга как целого... представляет собой продукт интегральной деятельности расчлененных, дифференцированных и снова иерархически объединенных между собой функций отдельных участков мозга..." и далее: "специфическая функция каждой особой межцентральной системы заключается прежде всего в обеспечении совершенно новой продуктивной, а не только тормозящей возбуждающей деятельности низших центров, формы сознательной деятельности." ().
Следует подчеркнуть, что эти идеи были высказаны в то время, когда в исследованиях мозга безраздельно царила павловская физиология, сосредоточенная на изучении функциональных единиц поведения — рефлексов и их мозговой организации. Значительно преуспев в познании относительно элементарных процессов и функций, господствовавшая физиология столкнулась, однако, с чрезвычайными трудностями, обратившись к сложным формам поведения. Тем не менее аспект целостности функционирования мозга "отпугивал" большинство физиологов своим якобы "сверхъестественным" содержанием, навязанным идеями гештальтизма. В результате, как отмечает (1980) целостность мозга как предмет исследования надолго ушла из поля зрения физиологии.

Мозг как система систем. Широкое внедрение системного подхода в физиологию изменило методологию и логику научных исследований. В настоящее время большинство нейрофизиологов считает, что мозг представляет собой "сверхсистему", состоящую из множества систем и сетей взаимосвязанных нервных клеток. Причем выделяется два уровня существования систем (микроуровень и макроуровень) и соответственно два типа систем: микро- и макросистемы.
Микроуровень представляет совокупность популяций нервных клеток, осуществляющих относительно элементарные функции. Примером микросистемы может служить нейронный модуль — вертикально организованная колонка нейронов и их отростков (). Одинаковые по своим функциям модули объединяются в макросистемы. Микросистемы сопоставимы с отдельными структурными образованиями мозга. Например, отдельные зоны коры больших полушарий, имеющие разное клеточное строение (Цитоархитектоника коры - послойные особенности строения и расположения клеток в коре головного мозга.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">цитоархитектонику ), представляют разные макросистемы.
Методология системного подхода находит свое отражение в конкретных экспериментальных исследованиях. Соответственно изучаются системы двух типов: микро- и макро-.
В первом случае предметом анализа является интеграция и консолидация систем применительно к нейрональным элементам с учетом специфичности тех функций, которые выполняют нейроны в системном обеспечении поведения и психики.
Во втором случае проводится исследование интегративной деятельности на уровне мозга как целого с учетом топографического фактора, т.е. специфики участия отдельных структур мозга в обеспечении тех или иных психических функций и процессов. Здесь главное место занимает регистрация биоэлектрической активности отдельных структур мозга и оценка взаимодействия активности разных отделов мозга с помощью специальных показателей (см. тему 2).
Независимо от того, какой уровень представляет система: микро- или макро-, единым является общий принцип взаимодействия: при объединении (консолидации) элементов в систему возникают качества или свойства, не присущие отдельным элементам. В консолидированной системе изменение одного из элементов влечет за собой изменения всех остальных элементов, а следовательно, и системы в целом.

Системная психофизиология. Итак, в соответствии с одним из главных принципов системного подхода —принципом ЦЕЛОСТНОСТИ — свойства целого мозга не сводимы к свойствам отдельных его частей (будь это нейроны, отделы мозга или функциональные системы). В связи с этим встает задача связать отдельные структуры, или элементы, мозга в системные организации и определить новые свойства этих организаций по сравнению с входящими в них структурными компонентами. Таким образом, применение системного подхода диктует необходимость сопоставлять психические явления не с частичными нейрофизиологическими процессами, а с их целостной структурной организацией.
Новое экспериментальное направление — системная психофизиология ставит своей задачей изучение систем и межсистемных отношений, составляющих и обеспечивающих психику и поведение человека. Основная парадигма, в контексте которой ведутся исследования этого направления (причем преимущественно на животных) связана с изучением активного приспособительного поведения, а теория функциональной системы служит их теоретической основой. Детальное описание этих исследований дано в книгах и.

Словарь терминов

1. параллелизм
2. редукционизм
3. функциональная система
4. обратная афферентация
5. акцептор результатов действия
6. коррелятивная психофизиология
7. эмерджентный

Вопросы для самопроверки

1. Какое значение имела дуалистическая концепция Декарта?
2. Охарактеризуйте варианты решения психофизиологической проблемы.
3. Что изучает системная психофизиология?
4. В чем заключается значение компьютерной метафоры для психофизиологии?

Список литературы

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975.
2. Александров Ю.И. (ред.) Психофизиология: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: 2001.
3. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991.
4. Беленков Н.Ю. Принцип целостности в деятельности мозга. М.: Медицина, 1980.
5. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и по физиологии активности. М.: Медицина, 1966.
6. Бехтерева Н.П., Бундзен П.В., Гоголицын Ю.Л. Мозговые коды психической деятельности. Л.: Наука, 1977.
7. Выготский Л.С. Собр. соч.: В 6 т. Т. 1. О психологических системах. М.: Педагогика, 1982. С. 109-131.
8. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 1998.
9. Дубровский Д.И. Психика и мозг: результаты и перспективы исследований // Психологический журнал. 1990. Т.11. № 6. С. 3-15.
10. Естественнонаучные основы психологии / Под ред. А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. М.: Педагогика, 1978.
11. Иваницкий А.М., Стрелец В.Б., Корсаков И.А. Информационные процессы мозга и психическая деятельность. М.: Наука, 1984.
12. Ломов Б.Ф. Методологические и теоретические проблемы психологии. М.: Наука, 1984.
13. Нейрокомпьютер как основа мыслящих ЭВМ. М.: Наука, 1993.
14. Мерлин В.С. Очерк интегрального исследования индивидуальности. М.: Педагогика, 1986.
15. Методика и техника психофизиологического эксперимента. М.: Наука, 1987.
16. Основы психофизиологии / Под ред. Ю.И. Александрова. М., 1998.
17. Чуприкова Н.И. Психика и сознание как функция мозга. М.: Наука, 1985.
18. Хрестоматия по нейропсихологии. М.: РПО, 1999.
19. Хэссет Дж. Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981.
20. Ярвилехто Т. Мозг и психика. М.: Прогресс, 1992.

Темы курсовых работ и рефератов

1. История создания теории системной динамической локализации психических процессов (А.Р. Лурия).
2. Принципы современной психофизиологии.
3. История решения проблемы соотношения мозга и психики.
4. Соотношение психофизиологической и психофизической проблемы.
5. Теория рефлекторной дуги и рефлекторного кольца (Р. Декатр, И.М. Сеченов).
6. История создания теории функциональной системы П.К. Анохина.
7. Роль компьютерной метафоры в психофизиологических исследованиях.
8. Спор между узким локализационизмом и антилокализационизмом.

Относится к

Методы психофизиологии

В этом разделе будут представлены систематика, способы регистрации и значение физиологических показателей, связанных с психи ческой деятельностью человека. Психофизиология - экспериментальная дисциплина, поэтому интерпретационные возможности психофизиологических исследований в значительной степени определяются совершенством и разнообразием применяемых методов. Правильный выбор методики, адекватн ое использование ее показателей и соответствующее разрешающим возможностям методики истолкование полученных результатов являются условиями, необходимыми для проведения успешного психофизиологического исследования.

2.1. Методы изучения работы головного мозга

• 2.1.2. Вызванные потенциал ы головного мозга
• 2.1.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)

Центральное место в ряду методов психофизиологического исследования занимают различные способы регистрации электрической активности центральной нервной системы, и в первую очередь головного мозга.

2.1.1. Электроэнцефалография

Электроэнцефалография - метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т.е. суммарной биоэлектрической активности, отводимой как со скальпа, так и из глубоких структур мозга . Последнее у человека возможно лишь в клинических условиях.
В 1929 г. австрийский психи атр Х. Бергер обнаружил, что с поверхности черепа можно регистрировать "мозговые волны". Он установил, что электрические характеристики этих сигналов зависят от состояния испытуемого. Наиболее заметными были синхронные волны относительно большой амплитуды с характерной частотой около 10 циклов в секунду. Бергер назвал их альфа-волнами и противопоставил их высокочастотным "бета-волнам", которые проявляются тогда, когда человек переходит в более активное состояние. Открытие Бергера привело к созданию электроэнцефалографического метода изучения мозга, состоящего в регистрации, анализе и интерпретации биотоков мозга животных и человека.
Одна из самых поразительных особенностей ЭЭГ - ее спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода (т.е. до рождения организма) и прекращается только с наступлением смерти. Даже при глубокой коме и наркозе наблюдается особая характерная картина мозговых волн.
Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных для психофизиолога.

Условия регистрации и способы анализа ЭЭГ. В стационарный комплекс для регистрации ЭЭГ и ряда других физиологических показателей входит звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для испытуемого, моногоканальные усилители, регистрирующая аппаратура (чернилопишущий энцефалограф, многоканальный магнитофон). Обычно используется от 8 до 16 каналов регистрации ЭЭГ от различных участков поверхности черепа одновременно. Анализ ЭЭГ осуществляется как визуально, так и с помощью ЭВМ. В последнем случае необходимо специальное программное обеспечение.

• По частоте в ЭЭГ различают следующие типы ритмических составляющих:
  • дельта-ритм (0,5-4 Гц);
  • тэта-ритм (5-7 Гц);
  • Альфа-ритм - основной ритм электроэнцефалограммы в состоянии относительного покоя, с частотой в пределах 8 - 14 Гц и средней амплитудой в 30 - 70 мкВ.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">альфа-ритм (8-13 Гц) - основной ритм ЭЭГ, преобладающий в состоянии покоя;
  • мю-ритм - по частотно-амплитудным характеристикам сходен с альфа-ритмом, но преобладает в передних отделах коры больших полушарий;
  • бета-ритм (15-35 Гц);
  • гамма-ритм (выше 35 Гц).

Следует подчеркнуть, что подобное разбиение на группы более или менее произвольно, оно не соответствует никаким физиологическим категориям. Зарегистрированы и более медленные частоты электрических потенциал ов головного мозга вплоть до периодов порядка нескольких часов и суток. Запись по этим частотам выполняется с помощью ЭВМ.

Основные ритмы и параметры энцефалограммы. 1. Альфа-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью 75-125 мс., по форме приближается к синусоидальной. 2. Альфа-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 8-13 Гц, выражен чаще в задних отделах мозга при закрытых глазах в состоянии относительного покоя, средняя амплитуда 30-40 мкВ, обычно модулирован в веретена. 3. Бета-волна - одиночное двухфазовое колебание потенциал ов длительностью менее 75 мс. и амплитудой 10-15 мкВ (не более 30). 4. Бета-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 14-35 Гц. Лучше выражен в лобно-центральных областях мозга. 5. Дельта-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью более 250 мс. 6. Дельта-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 1-3 Гц и амплитудой от 10 до 250 мкВ и более. 7. Тета-волна - одиночное, чаще двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью 130-250 мс. 8. Тета-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 4-7 Гц, чаще двухсторонние синхронные, с амплитудой 100-200 мкВ, иногда с веретенообразной модуляцией, особенно в лобной области мозга.

Другая важная характеристика электрических потенциал ов мозга - амплитуда, т.е. величина колебаний. Амплитуда и частота колебаний связаны друг с другом. Амплитуда высокочастотных бета-волн у одного и того человека может быть почти в 10 раз ниже амплитуды более медленных альфа-волн.
Важное значение при регистрации ЭЭГ имеет расположение электродов, при этом электрическая активность одновременно регистрируемая с различных точек головы может сильно различаться. При записи ЭЭГ используют два основных метода: биполярный и монополярный. В первом случае оба электрода помещаются в электрически активные точки скальпа, во втором один из электродов располагается в точке, которая условно считается электрически нейтральной (мочка уха, переносица). При биполярной записи регистрируется ЭЭГ, представляющая результат взаимодействия двух электрически активных точек (например, лобного и затылочного отведений), при монополярной записи - активность какого-то одного отведения относительно электрически нейтральной точки (например, лобного или затылочного отведения относительно мочки уха). Выбор того или иного варианта записи зависит от целей исследования. В исследовательской практике шире используется монополярный вариант регистрации, поскольку он позволяет изучать изолированный вклад той или иной зоны мозга в изучаемый процесс.
Международная федерация обществ электроэнцефалографии приняла так называемую систему "10-20", позволяющую точно указывать расположение электродов. В соответствии с этой системой у каждого испытуемого точно измеряют расстояние между серединой переносицы (назионом) и твердым костным бугорком на затылке (инионом), а также между левой и правой ушными ямками. Возможные точки расположения электродов разделены интервалами, составляющими 10% или 20% этих расстояний на черепе. При этом для удобства регистрации весь череп разбит на области, обозначенные буквами: F - лобная, О - затылочная область, Р - теменная, Т - височная, С - область центральной борозды. Нечетные номера мест отведения относятся к левому, а четные - к правому полушарию. Буквой Z - обозначается отведение от верхушки черепа. Это место называется вертексом и его используют особенно часто (см. Хрестомат. 2.2).

Клинический и статический методы изучения ЭЭГ. С момента возникновения выделились и продолжают существовать как относительно самостоятельные два подхода к анализу ЭЭГ: визуальный (клинический) и статистический.
Визуальной (клинический) анализ ЭЭГ используется, как правило, в диагностических целях. Электрофизиолог, опираясь на определенные способы такого анализа ЭЭГ, решает следуюшие вопросы: соответствует ли ЭЭГ общепринятым стандартам нормы; если нет, то какова степень отклонения от нормы, обнаруживаются ли у пациента признаки очагового поражения мозга и какова локализация очага поражения. Клинический анализ ЭЭГ всегда строго индивидуален и носит преимущественно качественный характер. Несмотря на то, что существуют общепринятые в клинике приемы описания ЭЭГ, клиническая интерпретация ЭЭГ в большей степени зависит от опыта электрофизиолога, его умения "читать" электроэнцефалограмму, выделяя в ней скрытые и нередко очень вариативные патологические признаки.
Следует, однако, подчеркнуть, что в широкой клинической практике грубые макроочаговые нарушения или другие отчетливо выраженные формы патологии ЭЭГ встречаются редко. Чаще всего (70-80% случаев) наблюдаются диффузные изменения биоэлектрической активности мозга с симптоматикой, трудно поддающейся формальному описанию. Между тем именно эта симптоматика может представлять особый интерес для анализа того контингента испытуемых, которые входят в группу так называемой "малой" психи атрии - состояний, граничащих между "хорошей" нормой и явной патологией. Именно по этой причине сейчас предпринимаются особые усилия по формализ ации и даже разработки компьютерных программ для анализа клинической ЭЭГ.
Статистические методы исследования электроэнцефалограммы исходят из того, что фоновая ЭЭГ стационарна и стабильна. Дальнейшая обработка в подавляющем большинстве случаев опирается на преобразование Фурье, смысл которого состоит в том, что волна любой сложной формы математически идентична сумме синусоидальных волн разной амплитуды и частоты.
Преобразование Фурье позволяет преобразовать волновой Паттерн - " onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">паттерн фоновой ЭЭГ в частотный и установить распределение мощности по каждой частотной составляющей. С помощью преобразования Фурье самые сложные по форме колебания ЭЭГ можно свести к ряду синусоидальных волн с разными амплитудами и частотами. На этой основе выделяются новые показатели, расширяющие содержательную интерпретацию ритмической организации биоэлектрических процессов.
Например, специальную задачу составляет анализ вклада, или относительной мощности, разных частот, которая зависит от амплитуд синусоидальных составляющих. Она решается с помощью построения спектров мощности. Последний представляет собой совокупность всех значений мощности ритмических составляющих ЭЭГ, вычисляемых с определенным шагом дискретизации (в размере десятых долей герца). Спектры могут характеризовать абсолютную мощность каждой ритмической составляющей или относительную, т.е. выраженность мощности каждой составляющей (в процентах) по отношению к общей мощности ЭЭГ в анализируемом отрезке записи.

Спектры мощности ЭЭГ можно подвергать дальнейшей обработке, например, корреляционному анализу, при этом вычисляют авто- и кросскорреляционные функции, а также когерентность , которая характеризует меру синхронности частотных диапазонов ЭЭГ в двух различных отведениях . Когерентность изменяется в диапазоне от +1 (полностью совпадающие формы волны) до 0 (абсолютно различные формы волн). Такая оценка проводится в каждой точке непрерывного частотного спектра или как средняя в пределах частотных поддиапазонов.
При помощи вычисления когерентности можно определить характер внутри- и межполушарных отношений показателей ЭЭГ в покое и при разных видах деятельности. В частности, с помощью этого метода можно установить ведущее полушарие для конкретной деятельности испытуемого, наличие устойчивой межполушарной асимметрии и др. Благодаря этому спектрально-корреляционный метод оценки спектральной мощности (плотности) ритмических составляющих ЭЭГ и их когерентности является в настоящее время одним из наиболее распространенных.

Источники генерации ЭЭГ. Парадоксально, но собственно импульсная активность - основная структурная и функциональная единица нервной системы. Нейрон принимает сигналы от рецептор ов и других нейрон ов, перерабатывает их и в форме нервных импульсов передает к эффектор ным нервным окончаниям.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">нейрон ов не находит отражения в колебаниях электрического потенциал а, регистрируемого с поверхности черепа человека. Причина в том, что импульсная активность нейрон ов не сопоставима с ЭЭГ по временным параметрам. Длительность импульса (потенциал а действия) нейрон а составляет не более 2 мс. Временные параметры ритмических составляющих ЭЭГ исчисляются десятками и сотнями милисекунд.
Принято считать, что в электрических процессах, регистрируемых с поверхности открытого мозга или скальпа, находит отражение Синапсы - места функциональных контактов, образуемых нейрон ами.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">синаптическая активность нейрон ов. Речь идет о потенциал ах, которые возникают в постсинаптической мембране нейрон а, принимающего импульс. Возбуждающие постсинаптические потенциал ы имеют длительность более 30 мс, а тормозные постсинаптические потенциал ы коры могут достигать 70 мс и более. Эти потенциал ы (в отличие от потенциал а действия нейрон а, который возникает по приниципу "все или ничего") имеют градуальный характер и могут суммироваться.
Несколько упрощая картину, можно сказать, что положительные колебания потенциал а на поверхности коры связаны либо с возбуждающими постсинаптическими потенциал ами в ее глубинных слоях, либо с тормозными постсинаптическими потенциал ами в поверхностных слоях. Отрицательные колебания потенциал а на поверности коры предположительно отражают противоположное этому соотношение источников электрической активности.
Ритмический характер биоэлектрической активности коры, и в частности альфа-ритма, обусловлен в основном влиянием подкорковых структур, в первую очередь таламуса (промежуточный мозг). Именно в таламусе находятся главные, но не единственные Пейсмекер - водитель ритма; отдельный нейрон и (или) нейрон ная сеть, отвечающие за генерацию ритма определенной частоты.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">пейсмекеры или водители ритма. Одностороннее удаление таламуса или его хирургическая изоляция от неокортекса приводит к полному исчезновению альфа-ритма в зонах коры прооперированного полушария. При этом в ритмической активности самого таламуса ничто не меняется. Нейроны неспецифического таламуса обладают свойством авторитмичности. Эти нейрон ы через соответствующие возбуждающие и тормозные связи способны генерировать и поддерживать ритмическую активность в коре больших полушарий. Большую роль в динамике электрической активности таламуса и коры играет Ретикулярная формация - сетевидное образование, совокупность нервных структур, расположенных в центральных отделах стволовой части мозга (в продолговатом, среднем и промежуточном мозге). В области Р.ф. происходит взаимодействие поступающих в нее как восходящих - афферентных, так и нисходящих - эфферентных импульсов.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">ретикулярная формация ствола мозга. Она может оказывать синхронизирующее влияние, т.е. способствующее генерации устойчивого ритмического Паттерн - " onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">паттерна , и дезинхронизирующее, нарушающее согласованную ритмическую активность (см. Хрестомат. 2.3).

нейрон ов" height="314" alt="рисунок" src="methods_files/2-5.gif" width="428" border="0">

Синаптическая активность нейрон ов

Функциональное значение ЭЗГ и её составляющих. Существенное значение имеет вопрос о функциональном значении отдельных составляющих ЭЭГ. Наибольшее внимание исследователей здесь всегда привлекал Альфа-ритм - основной ритм электроэнцефалограммы в состоянии относительного покоя, с частотой в пределах 8 - 14 Гц и средней амплитудой в 30 - 70 мкВ.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">альфа-ритм - доминирующий ритм ЭЭГ покоя у человека.
Существует немало предположений, касающихся функциональной роли альфа-ритма. Основоположник кибернетики Н. Винер и вслед за ним ряд других исследователей считали, что этот ритм выполняет функцию временного сканирования ("считывания") информации и тесно связан с механизмами восприятия и памяти. Предполагается, что альфа-ритм отражает реверберацию возбуждений, кодирующих внутримозговую информацию и создающих оптимальный фон для процесса приема и переработки Афферентация - поток нервных импульсов, поступающих от экстеро- и интерорецептор ов в ЦНС.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">афферентных сигналов. Его роль состоит в своеобразной функциональной стабилизации состояний мозга и обеспечении готовности реагирования. Предполагается также, что альфа-ритм связан с действием селектирующих механизмов мозга, выполняющих функцию резонансного фильтра, и таким образом регулирующих поток сенсорных импульсов.
В покое в ЭЭГ могут присутствовать и другие ритмические составляющие, но их значение лучше всего выясняется при изменениии функциональных состояний организма (, 1992). Так, дельта-ритм у здорового взрослого человека в покое практически отсутствует, но он доминирует в ЭЭГ на четвертой стадии сна, которая получила свое название по этому ритму (медленноволновой сон или дельта-сон). Напротив, тэта-ритм тесно связан с эмоциональным и умственным напряжением. Его иногда так и называют стресс-ритм или ритм напряжения. У человека одним из ЭЭГ симптомов эмоционального возбуждения служит усиление тэта-ритма с частотой колебаний 4-7 Гц, сопровождающее переживание как положительных, так и отрицательных эмоций. При выполнении мыслительных заданий может усиливаться и дельта-, и тета-активность. Причем усиление последней составляющей положительно соотносится с успешностью решения задач. По своему происхождению тэта-ритм связан с Кортико-лимбическое взаимодействие = кортико - см. кора больших полушарий головного мозга; лимбическое - см. лимбическая система");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">кортико-лимбическим взаимодействием. Предполагается, что усиление тэта-ритма при эмоциях отражает активацию коры больших полушарий со стороны лимбической системы.
Переход от состояния покоя к напряжению всегда сопровождается реакцией десинхронизации, главным компонентом которой служит высокочастотная бета-активность. Умственная деятельность у взрослых сопровождается повышением мощности бета-ритма, причем значим ое усиление высокочастотной активности наблюдается при умственной деятельности, включающей элементы новизны, в то время как стереотипные, повторяющиеся умственные операции сопровождаются ее снижением. Установлено также, что успешность выполнения вербальны х заданий и тестов на зрительно-пространственные отношения оказывается положительно связанной с высокой активностью бета-диапазона ЭЭГ левого полушария. По некоторым предположениям, эта активность связана с отражением деятельности механизмов сканирования структуры стимула, осуществляемой нейрон ными сетями, продуцирующими высокочастотную активность ЭЭГ (см. Хрестомат. 2.1 ; Хрестомат. 2.5).

Магнитоэнцефалография - регистрация параметров магнитного поля, обусловленных биоэлектрической активностью головного мозга . Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков и специальной камеры, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод обладает рядом преимуществ перед регистрацией традиционной электроэнцефалограммы. В частности, радиальные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких сильных искажений, как ЭЭГ. Это позволяет более точно рассчитывать положение генераторов ЭЭГ-активности, регистрируемой со скальпа.

2.1.2. Вызванные потенциал ы головного мозга

Вызванные потенциал ы (ВП) - биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы (амплитуда одиночных ответов в несколько раз меньше амплитуды фоновой ЭЭГ). В связи с этим регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя.

Схематизированные эндогенные компоненты слуховых вызванных потенциал ов (B. Rockstroh et al., 1982): а - в ответ на релевантные задаче стимулы; б - ответ на иррелевантный стимул

Широкое использование метода регистрации ВП стало возможным в результате компьютеризации психофизиологических исследований в 50-60 гг. Первоначально его применение в основном было связано с изучением сенсорных функций человека в норме и при разных видах аномалий. Впоследствии метод стал успешно применяться и для исследования более сложных психи ческих процессов, которые не являются непосредственной реакцией на внешний стимул.
Способы выделения сигнала из шума позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциал а, которые достаточно строго связаны во времени с любым фиксированным событием. В связи с этим появилось новое обозначение этого круга физиологических явлений - событийно-связанные потенциал ы (ССП).

• Примерами здесь служат:
  • колебания, связанные с активностью двигательной коры (моторный потенциал , или потенциал , связанный с движением);
  • потенциал , связанный с намерением произвести определенное действие (так называемая Е-волна);
  • потенциал , возникающий при пропуске ожидаемого стимула.

Эти потенциал ы представляют собой последовательность позитивных и негативных колебаний, регистрируемых, как правило, в интервале 0-500 мс. В ряде случаев возможны и более поздние колебания в интервале до 1000 мс. Количественные методы оценки ВП и ССП предусматривают, в первую очередь, оценку амплитуд и Латентный - скрытый, внешне не проявляющийся.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">латентностей . Амплитуда - размах колебаний компонентов, измеряется в мкВ, латентность - время от начала стимуляции до пика компонента, измеряется в мс. Помимо этого, используются и более сложные варианты анализа.

• В исследовании ВП и ССП можно выделить три уровня анализа:
  • феноменологический;
  • физиологический;
  • функциональный.

Феноменологический уровень включает описание ВП как многокомпонентной реакции с анализом конфигурации, компонентного состава и топографических особенностей. Фактически этот уровень анализа, с которого начинается любое исследование, применяющее метод ВП. Возможности этого уровня анализа прямо связаны с совершенствованием способов количественной обработки ВП, которые включают разные приемы, начиная от оценки латентностей и амплитуд и кончая производными, искусственно сконструированными показателями. Многообразен и математический аппарат обработки ВП, включающий факторный, дисперсионный, таксон омический и другие виды анализа.
Физиологический уровень. По этим результатам на физиологическом уровне анализа происходит выделение источников генерации компонентов ВП, т.е. решается вопрос о том, в каких структурах мозга возникают отдельные компоненты ВП. Локализация источников генерации ВП позволяет установить роль отдельных корковых и подкорковых образований в происхождении тех или иных компонентов ВП. Наиболее признанным здесь является деление ВП на экзогенные и эндогенные компоненты. Первые отражают активность специфических проводящих путей и зон, вторые - неспецифических ассоциативных проводящих систем мозга. Длительность тех и других оценивается по-разному для разных модальностей. В зрительной системе, например, экзогенные компоненты ВП не превышают 100 мс от момента стимуляции.
Третий уровень анализа - функциональный предполагает использование ВП как инструмента, позволяющего изучать физиологические механизмы поведения и познавательной деятельности человека и животных.

ВП как единица психофизиологического анализа. Под единицей анализа принято понимать такой объект анализа, который в отличие от элементов обладает всеми основными свойствами, присущими целому, причем свойства являются далее неразложимыми частями этого единства. Единица анализа - это такое минимальное образование, в котором непосредственно представлены существенные связи и существенные для данной задачи параметры объекта. Более того, подобная единица сама должна быть единым целым, своего рода системой, дальнейшее разложение которой на элементы лишит ее возможности представлять целое как таковое. Обязательным признаком единицы анализа является также то, что ее можно операционализировать, т.е. она допускает измерение и количественную обработку.
Если рассматривать психофизиологический анализ как метод изучения мозговых механизмов психи ческой деятельности, то ВП отвечают большинству требований, которые могут быть предъявлены единице такого анализа.
Во-первых , ВП следует квалифицировать как психонервную реакцию, т.е. такую, которая прямо связана с процессами психи ческого отражения.
Во-вторых , ВП - это реакция, состоящая из ряда компонентов, непрерывно связанных между собой. Таким образом, она структурно однородна и может быть операционализирована, т.е. имеет количественные характеристики в виде параметров отдельных компонентов (латентностей и амплитуд). Существенно, что эти параметры имеют разное функциональное значение в зависимости от особенностей экспериментальной модели.
В-третьих , разложение ВП на элементы (компоненты), осуществляемое как метод анализа, позволяет охарактеризовать лишь отдельные стадии процесса переработки информации, при этом утрачивается целостность процесса как такового.
В наиболее выпуклой форме идеи о целостности и системности ВП как корреляте поведенческого акта нашли отражение в исследованиях В.Б. Швыркова. По этой логике ВП, занимая весь временной интервал между стимулом и реакцией, соответствуют всем процессам, приводящим к возникновению поведенческого ответа, при этом конфигурация ВП зависит от характера поведенческого акта и особенностей функциональной системы, обеспечивающей данную форму поведения. При этом отдельные компоненты ВП рассматриваются как отражение этапов афферентного синтеза, принятия решения, включения исполнительных механизмов, достижения полезного результата. В такой интерпретации ВП выступают как единица психофизиологического анализа поведения.
Однако маги стральное русло применения ВП в психофизиологии связано с изучением физиологических механизмов и Корреля т - дополнительный показатель, статистически связанный с изучаемым процессом или явлением.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">коррелятов познавательной деятельности человека. Это направление определяется как Когнитивный - познавательный, имеющий отношение к познанию.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">когнитивная психофизиология. ВП в нем используются в качестве полноценной единицы психофизиологического анализа. Такое возможно, потому что, по образному определению одного из психофизиологов, ВП имеют уникальный в своем роде двойной статус, выступая в одно и то же время как "окно в мозг" и "окно в познавательные процессы" (см. Хрестомат. 2.4).

2.1.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)

ТКЭАМ - топографическое картирование электрической активности мозга - область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциал ов (см. Видео). Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ-метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психи ческой деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

• Сам метод картирования мозга можно разложить на три основные составляющие:
  • регистрацию данных;
  • анализ данных;
  • представление данных.

Регистрация данных. Используемое число электродов для регистрации ЭЭГ и ВП, как правило, варьирует в диапазоне от 16 до 32, однако в некоторых случаях достигает 128 и даже больше. При этом большее число электродов улучшает пространственное разрешение при регистрации электрических полей мозга, но сопряжено с преодолением больших технических трудностей.
Для получения сравнимых результатов используется система "10-20", при этом применяется в основном монополярная регистрация.
Важно, что при большом числе активных электродов можно использовать лишь один референтный электрод, т.е. тот электрод, относительно которого регистрируется ЭЭГ всех остальных точек постановки электродов. Местом приложения референтного электрода служат мочки ушей, переносица или некоторые точки на поверхности скальпа (затылок, вертекс). Существуют такие модификации этого метода, которые позволяют вообще не использовать референтный электрод, заменяя его значениями потенциал а, вычисленными на компьютере.

Анализ данных. Выделяют несколько основных способов количественного анализа ЭЭГ: временной, частотный и пространственный.
Временный представляет собой вариант отражения данных ЭЭГ и ВП на графике, при этом время откладывается по горизонтальной оси, а амплитуда - по вертикальной. Временной анализ применяют для оценки суммарных потенциал ов, пиков ВП, эпилептических разрядов.
Частотный анализ заключается в группировке данных по частотным диапазонам: дельта, тета, альфа, бета.
Пространственный анализ сопряжен с использованием различных статистических методов обработки при сопоставлении ЭЭГ из разных отведений. Наиболее часто применяемый способ - это вычисление когерентности.

Способы представления данных. Самые современные компьютерные средства картирования мозга позволяют легко отражать на дисплее все этапы анализа: "сырые данные" ЭЭГ и ВП, спектры мощности, топографические карты - как статистические, так и динамические в виде мультфильмов, различные графики, диаграммы и таблицы, а также, по желанию исследователя, - различные комплексные представления. Следует особо указать на то, что применение разнообразных форм визуализации данных позволяет лучше понять особенности протекания сложных мозговых процессов.

ЭЭГ-карты, представляющие топографическое расположение значений спектральной мощности ЭЭГ (по Н.Л. Горбачевской с соавт., 1991). Под каждой картой указан диапазон анализируемых частот. Справа - шкала значений спектральной мощности ЭЭГ, мкВ

Топографические карты представляют собой контур черепа, на котором изображен какой-либо закодированный цветом параметр ЭЭГ в определенный момент времени, причем разные градации этого параметра (степень выраженности) представлены разными цветовыми оттенками. Поскольку параметры ЭЭГ постоянно меняются по ходу обследования, соответственно этому изменяется цветовая композиция на экране, позволяя визуально отслеживать динамику ЭЭГ процессов. Параллельно с наблюдением исследователь получает в свое распоряжение статистические данные, лежащие в основе карт.
Использование ТКЭАМ в психофизиологии наиболее продуктивно при применении психологических проб, которые являются "топографически контрастными", т.е. адресуются к разным отделам мозга (например, вербальны е и пространственные задания).

2.1.4. Компьютерная томография (КТ)

Компьютерная томография (КТ) - новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. КТ соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения.
Главное отличие КТ от рентгенографии состоит в том, что рентген дает только один вид части тела. При помощи компьютерной томографии можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез, или "ломтик" этой части тела. Томографическое изображение - это результат точных измерений и вычислений показателей ослабления рентгеновского излучения, относящихся только к конкретному органу.
Таким образом, метод позволяет различать ткани, незначительно отличающиеся между собой по поглощающей способности. Измеренные излучение и степень его ослабления получают цифровое выражение. По совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы. Завершающий этап - построение изображения исследуемого слоя на экране дисплея. Для проведения томографических исследований мозга используется прибор нейротомограф.
Помимо решения клинических задач (например, определения местоположения опухоли) с помощью КТ можно получить представление о распределении регионального мозгового кровотока. Благодаря этому КТ может быть использована для изучения обмена веществ и кровоснабжения мозга.
В ходе жизнедеятельности нейрон ы потребляют различные химические вещества, которые можно пометить радиоактивными изотопами (например, глюкозу). При активизации нервных клеток кровоснабжение соответствующего участка мозга возрастает, в результате в нем скапливаются меченые вещества и возрастает радиоактивность. Измеряя уровень радиоактивности различных участков мозга, можно сделать выводы об изменениях активности мозга при разных видах психи ческой деятельности. Последние исследования показали, что определение максимально активизированных участков мозга может осуществляться с точностью до 1 мм.

Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. Компьютерная томография стала родоночальницей ряда других еще более совершенных методов исследования: томографии с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитного резонанса (ФМР). Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного совмещенного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга.
При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Полученные посредством ЯМР-томографии изображения дают информацию об изучаемых структурах головного мозга не только анатомического, но и физикохимического характера. Помимо этого преимущество ядерно-магнитного резонанса заключается в отсутствии ионизирующего излучения; в возможности многоплоскостного исследования, осуществляемого исключительно электронными средствами; в большей разрешающей способности. Другими словами, с помощью этого метода можно получить четкие изображения "срезов" мозга в различных плоскостях.
Позитронно-Эмиссионная трансаксиальная Томография (ПЭТ-сканеры ) сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. В ней используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". Излучения этого "красителя" преобразуют в изображения на дисплее.
С помощью ПЭТ измеряют региональный мозговой кровоток и метаболизм глюкозы или кислорода в отдельных участках головного мозга. ПЭТ позволяет осуществлять прижизненное картирование на "срезах" мозга регионального обмена веществ и кровотока.
В настоящее время разрабатываются новые технологии для изучения и измерения происходящих в мозге процессов, основанные, в частности, на сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии. Эти технологии получили название метода функционального магнитного резонанса (ФМР) (см. Видео).

2.1.5. Нейрональная активность

- нервная клетка, через которую передается информация в организме, представляет собой морфофункциональную единицу ЦНС человека и животных. При достижении порогового уровня возбуждения, поступающего в нейрон из разных источников, он генерирует разряд, называемый потенциал ом действия. Как правило, нейрон должен получить много приходящих импульсов прежде, чем в нем возникнет ответный разряд. Все контакты нейрон а (Синапсы - места функциональных контактов, образуемых нейрон ами.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">синапс ы ) делятся на два класса: возбудительные и тормозные. Активность первых увеличивает возможность разряда нейрон а, активность вторых - снижает. По образному сравнению, ответ нейрон а на активность всех его синапс ов представляет собой результат своеобразного "химического голосования". Частота ответов нейрон а зависит от того, как часто и с какой интенсивностью возбуждаются его синаптические контакты, но здесь есть свои ограничения. Генерация импульсов (спайков) делает нейрон недееспособным примерно на 0,001 с. Этот период называется рефрактерным, он нужен для восстановления ресурсов клетки. Период рефрактерности ограничивает частоту разрядов нейрон ов. Частота разрядов нейрон ов колеблется в широких пределах, по некоторым данным от 300 до 800 импульсов в секунду (см. Видео).

нейрон ных популяций, регистрируемых в различных корковых и подкорковых структурах." height="219" alt="рисунок" src="methods_files/2-10.gif" width="262" border="0">

Варианты осциллограмм импульсной активности нейрон ных популяций, регистрируемых в различных корковых и подкорковых структурах (по Н.П. Бехтеревой с соавт., 1985). Вверху - отметки времени (100 мс). Латинские буквы справа - условные обозначения структур мозга человека

Регистрация ответов нейрон ов. Активность одиночного нейрон а регистрируется с помощью так называемых микроэлектродов, кончик которых имеет от 0,1 до 1 микрона в диаметре. Специальные устройства позволяют вводить такие электроды в разные отделы головного мозга, в таком положении электроды можно зафиксировать и, будучи соединены с комплексом усилитель - осциллограф, они позволяют наблюдать электрические разряды нейрон а.
С помощью микроэлектродов регистрируют активность отдельных нейрон ов, небольших ансамблей (групп) нейрон ов и множественных популяций (т.е. сравнительно больших групп нейрон ов). Количественная обработка записей импульсной активности нейрон ов представляет собой довольно сложную задачу особенно в тех случаях, когда нейрон генерирует множество разрядов и нужно выявить изменения этой динамики в зависимости от каких-либо факторов. С помощью ЭВМ и специального программного обеспечения оцениваются такие параметры, как частота импульсации, частота ритмических пачек или группирования импульсов, длительность межстимульных интервалов и др. Анализ функциональных характеристик активности нейрон ов в сопоставлении с поведенческими реакциями проводится на достаточно длительных отрезках времени от 25-30 с и выше. Активность нейрон ов регистрируют у животных в эксперименте, у человека в клинических условиях. Ценными объектами исследования функциональных свойств нейрон ов служат крупные и относительно доступные нейрон ы некоторых беспозвоночных. Многочисленные факты, касающиеся нейрон альной организации поведения, были получены при изучении импульсной активности нейрон ов в экспериментах на кроликах, кошках и обезьянах.
Исследования активности нейрон ов головного мозга человека осуществляются в клинических условиях, когда пациентам с лечебными целями вводят в мозг специальные микроэлектроды. В ходе лечения для полноты клинической картины больные проходят психологическое тестирование, в процессе которого регистрируется активность нейрон ов. Исследование биоэлектрических процессов в клетках, сохраняющих все свои связи в мозге, позволяет сопоставлять особенности их активности, с результатами психологических проб, с одной стороны, а также с интегративными физиологическими показателями (ЭЭГ, ВП, ЭМГ и др.)
Последнее особенно важно, потому что одной из задач изучения работы мозга является нахождение такого метода, который позволил бы гармонически сочетать тончайший анализ в изучении деталей его работы с исследованием интегральных функций. Знание законов функционирования отдельных нейрон ов, конечно, совершенно необходимо, но это только одна сторона в изучении функционирования мозга, не вскрывающая, однако, законов работы мозга как целостной функциональной системы.

2.1.6. Методы воздействия на мозг

Выше были представлены методы, общая цель которых - регистрация физиологических проявлений и показателей функционирования головного мозга человека и животных. Наряду с этим исследователи всегда стремились проникнуть в механизмы мозга, оказывая на него прямое или косвенное воздействие и оценивая последствия этих воздействий. Для психофизиолога использование различных приемов стимуляции - прямая возможность моделирования поведения и психи ческой деятельности в лабораторных условиях.

Сенсорная стимуляция. Самый простой способ воздействия на мозг - это использование естественных или близких к ним стимулов (зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных и пр.). Манипулируя физическими параметрами стимула и его содержательными характеристиками, исследователь может моделировать разные стороны психи ческой деятельности и поведения человека.
Диапазон применяемых стимулов весьма широк:
в сфере зрительного восприятия - от элементарных зрительных стимулов (вспышки, шахматные поля, решетки) до зрительно предъявляемых слов и предложений, с тонко дифференцируемой семантикой;
в сфере слухового восприятия - от неречевых стимулов (тонов, щелчков) до фонем, слов и предложений.
При изучении тактильной чувствительности применяется стимуляция: механическая и электрическими стимулами, не достигающими порога болевой чувствительности, при этом раздражение может наноситься на разные участки тела.
Реакции ЦНС на такое воздействие изучены хорошо и путем регистрации активности нейрон ов, и методом вызванных потенциал ов. Помимо сказанного, в психофизиологии широко используются приемы ритмической стимуляции светом или звуком, вызывающие эффекты навязывания - воспроизведения в спектре ЭЭГ частот, соответствующих частоте действующего стимула (или кратных этой частоте).

Электрическая стимуляция мозга является плодотворным методом изучения функций его отдельных структур. Она осуществляется через введенные в мозг электроды в "острых" опытах на животных или во время хирургических операций на мозге у человека. Кроме того, возможна стимуляция и в условиях длительного наблюдения с помощью предварительно вживленных оперативным путем электродов. При хронически вживленных электродах можно изучать особый феномен электрической самостимуляции, когда животное с помощью какого-нибудь действия (нажатия на рычаг) замыкает электрическую цепь и таким образом регулирует силу раздражения собственного мозга. У человека электрическая стимуляция мозга применяется для изучения связи между психи ческими процессами и функциями и отделами мозга. Так, например, можно изучать физиологические основы речи, памяти, эмоций.
В лабораторных условиях используется метод микрополяризации, суть которого состоит в пропускании слабого постоянного тока через отдельные участки коры головного мозга. При этом электроды прикладываются к поверхности черепа в области стимуляции. Локальная микрополяризация не разрушает ткань мозга, а лишь оказывает влияние на сдвиги потенциал а коры в стимулируемом участке, поэтому она может быть использована в психофизиологических исследованиях.
Наряду с электрической допустима стимуляция коры мозга человека слабым электромагнитным полем. Основу этого метода составляет принципиальная возможность изменения характеристик деятельности ЦНС под влиянием контролируемых магнитных полей. В этом случае также не оказывается разрушающего воздействия на клетки мозга. В то же время, по некоторым данным, воздействие электромагнитным полем ощутимо влияет на протекание психи ческих процессов, следовательно, этот метод представляет интерес для психофизиологии.

Разрушение участков мозга. Повреждение или удаление части головного мозга для установления ее функций в обеспечении поведения - один из наиболее старых и распространенных методов изучения физиологических основ поведения. В чистом виде метод применяется в экспериментах с животными. Наряду с этим распространено психофизиологическое обследование людей, которым по медицинским показаниям было проведено удаление части мозга.

• Разрушающее вмешательство может осуществляться путем:
  • перерезки отдельных путей или полного отделения структур (например, разделение полушарий путем рассечения межполушарной связки - мозолистого тела);
  • разрушения структур при пропускании постоянного тока (электролитическое разрушение) или тока высокой частоты (термокоагуляция) через введенные в соответствующие участки мозга электроды;
  • хирургического удаления ткани скальпелем или отсасыванием с помощью специального вакуумного насоса, выполняющего роль ловушки для отсасываемой ткани;
  • химических разрушений с помощью специальных препаратов, истощающих запасы медиаторов или разрушающих нейрон ы;
  • обратимого функционального разрушения , которое достигается за счет охлаждения, местной анестезии и других приемов.

Итак, в общем метод разрушения мозга включает в себя разрушение, удаление и рассечение ткани, истощение нейрохимических веществ, в первую очередь медиаторов, а также временное функциональное выключение отдельных областей головного мозга и оценку влияния вышеперечисленных эффектов на поведение животных.

2.2. Электрическая активность кожи

Методы регистрации. Измерение и изучение электрической активности кожи (ЭАК), или кожно-гальванической реакции (КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР ), впервые началось в конце 19 в., когда почти одновременно французский врач Фере и российский физиолог Тарханов зарегистрировали: первый - изменение сопротивления кожи при пропускании через нее слабого тока, второй - разность потенциал ов между разными участками кожи. Эти открытия легли в основу двух методов регистрации КГР: экзосоматического (измерение сопротивления кожи) и эндосоматического (измерение электрических потенциал ов самой кожи). Следует помнить, что эти методы дают несовпадающие результаты.
В настоящее время ЭАК объединяет целый ряд показателей: уровень потенциал а кожи, реакция потенциал а кожи, спонтанная реакция потенциал а кожи, уровень сопротивления кожи, реакция сопротивления кожи, спонтанная реакция сопротивления кожи. В качестве индикаторов стали использоваться также характеристики проводимости кожи: уровень, реакция и спонтанная реакция. Во всех трех случаях "уровень" означает тоническую составляющую ЭАК, т.е. длительные изменения показателей; "реакция" - фазическую составляющую ЭАК, т.е. быстрые, ситуативные изменения показателей ЭАК; спонтанные реакции - краткосрочные изменения, не имеющие видимой связи с внешними факторами.

Происхождение и значение ЭАК. Возникновение электрической активности кожи обусловлено, главным образом, активностью потовых желез в коже человека, которые в свою очередь находятся под контролем симпатической нервной системы.

У человека имеется 2-3 миллиона потовых желез, но количество их на разных участках теле сильно варьирует. Например, на ладонях и подошвах около 400 потовых желез на один квадратный сантиметр поверхности кожи, на лбу около 200, на спине около 60. Выделение железами пота происходит постоянно, даже когда на коже не появляется ни капли. В течении дня выделяется около полулитра жидкости. При исключительно сильной жаре потеря жидкости может достигать 3,5 литра в час и 14 литров в день (см. Видео).
Существует два типа потовых желез: апокринные и эккринные .
Апокринные , расположенные в подмышечных впадинах и в паху, определяют запах тела и реагируют на раздражители, вызывающие стресс. Они непосредственно не связаны с регуляцией температуры тела.

Эккринные расположены по всей поверхности тела и выделяют обычный пот, главными компонентами которого являются вода и хлористый натрий. Их главная функция - терморегуляция, т.е. поддержание постоянной температуры тела. Однако те эккринные железы, которые расположены на ладонях и подошвах ног, а также на лбу и под мышками - реагируют в основном на внешние раздражители и стрессовые воздействия.
В психофизиологии электрическую активность кожи используют как показатель "эмоционального" потоотделения. Как правило, ее регистрируют с кончиков пальцев или ладони, хотя можно измерять и с подошв ног, и со лба. Следует сказать, однако, что природа КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР , или ЭАК, еще до сих пор не ясна.

2.3. Показатели работы сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая система выполняет витальные функции, обеспечивая постоянство жизненной среды организма. Сердечная мышца и кровеносные сосуды действуют согласованно, чтобы удовлетворять постоянно меняющиеся потребности различных органов и служить сетью для снабжения и связи, поскольку с кровотоком переносятся питательные вещества, газы, продукты распада, гормоны.

• Индикаторы активности сердечно-сосудистой системы включают:
  • ритм сердца (РС) - частоту сердечных сокращений (ЧСС);
  • силу сокращений сердца - силу, с которой сердце накачивает кровь;
  • минутный объем сердца - количество крови, проталкиваемое сердцем в одну минуту; артериальное давление (АД);
  • региональный кровоток - показатели локального распределения крови. Для измерения мозгового кровотока получили распространение методы томографии и реографии (см. п. 2.1).

Среди показателей сердечно-сосудистой системы часто используют также среднюю частоту пульса и ее дисперсию.
У взрослого человека в состоянии относительного покоя систолический объем каждого желудочка составляет 70-80 мл. Минутный объем сердца - количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту за 1 мин - измеряется как произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В покое минутный объем составляет 3-5 л. При интенсивной работе минутный объем может существенно увеличиваться до 25-30 л., причем на первых этапах минутный объем сердца растет за счет повышения величины систолического объема, а при больших нагрузках в основном за счет увеличения сердечного ритма.
Артериальное давление - общеизвестный показатель работы сердечно-сосудистой системы. Оно характеризует силу напора крови в артериях. АД изменяется на протяжении сердечного цикла, оно достигает максимума во время систолы (сокращения сердца) и падает до минимума в диастоле, когда сердце расслабляется перед следующим сокращением. Нормальное артериальное давление здорового человека в покое около 130 / 70 мм рт.ст., где 130 - систолическое давление АД, а 70 - диастолическое АД. Пульсовое давление разность между систолическим и диастолическим давлением, и в норме составляет около 60 мм рт.ст.
Ритм сердца - показатель, часто используемый для диагностики функционального состояния человека, зависит от взаимодействия симпатических и парасимпатических влияний из вегетативной нервной системы. При этом возрастание напряженности в работе сердца может возникать по двум причинам - в результате усиления симпатической активности и снижения парасимпатической.

Электрокардиограмма (ЭКГ) - запись электрических процессов, связанных с сокращением сердечной мышцы . Впервые была сделана в 1903 г. Эйнтховеном. С помощью клинических и диагностических установок ЭКГ можно регистрировать, используя до 12 различных пар отведений; половина их связана с грудной клеткой, а другая половина - с конечностями. Каждая пара электродов регистрирует разность потенциал ов между двумя сторонами сердца, и разные пары дают несколько различную информацию о положении сердца в грудной клетке и о механизмах его сокращения. При заболеваниях сердца в одном или нескольких отведениях могут обнаруживаться отклонения от нормальной формы ЭКГ, и это существенно помогает при постановке диагноза.

В психофизиологии ЭКГ в основном используется для измерения частоты сокращения желудочков. С этой целью применяют прибор кардиотахометр. Ритм сердца, зарегистрированный с помощью кардиотахометра, как правило, соответствует частоте пульса, т.е. числу волн давления, распространяющихся вдоль периферических артерий за одну минуту. В некоторых случаях эти величины, однако, не совпадают.
Исследование нейрогуморальной регуляции ритма сердца является одним из наиболее распространенных подходов к оценке состояния адаптационных возможностей организма человека. Для исследования вегетативного тонуса широко используются записи ЭКГ или кардиоинтервалограммы (КИГ). Наиболее распространенным является метод обработки кардиоинтервалов с помощью гистографического анализа: вычисляется мода распределения, ее амплитуда и вариационный размах и на основании этих параметров вычислялся интегральный показатель - индекс напряжения (ИН). Индекс напряжения пропорционален средней частоте сердечных сокращений и обратно пропорционален диапазону, в котором варьирует интервал между двумя ударами сердца.
С начала 60-х гг. начали использоваться различные спектральные методы анализа RR-интервалов.

Плетизмография - метод регистрации сосудистых реакций организма . Плетизмография отражает изменения в объеме конечности или органа, вызванные изменениями количества находящейся в них крови. Конечность человека в изолирующей перчатке помещают внутрь сосуда с жидкостью, который соединен с манометром и регистрирующим устройством. Изменения давления крови и лимфы в конечности находят отражение в форме кривой, которая называется плетизмограммой. Широкое распространение получили пальцевые фотоплетизмографы, портативные устройства, которые также можно использовать для регистрации сердечного ритма.
В плетизмограмме можно выделить два типа изменений: фазические и тонические.
Фазические изменения обусловлены динамикой пульсового объема от одного сокращения сердца к другому.
Тонические изменения кровотока - это собственно изменения объема крови в конечности. Оба показателя обнаруживают при действии психи ческих раздражителей сдвиги, свидетельствующие о сужении сосудов.
Плетизмограмма - высоко чувствительный индикатор вегетативных сдвигов в организме.

2.4. Показатели активности мышечной системы

Мышечную систему образно определяют как биологический ключ человека к внешнему миру.

Электромиография - метод исследования функционального состояния органов движения путем регистрации биопотенциал ов мышц . Электромиография - это регистрация электрических процессов в мышцах, фактически запись потенциал ов действия мышечных волокон, которые заставляют ее сокращаться. Мышца представляет собой массу ткани, состоящую из множества отдельных мышечных волокон, соединенных вместе и работающих согласованно. Каждое мышечное волокно - это тонкая нить, толщиной всего лишь около 0,1 мм до 300 мм длиной. При стимуляции электрическим потенциал ом действия, приходящим к волокну от мотонейрон а, это волокно сокращается иногда примерно до половины первоначальной длины. Мышцы, участвующие в тонких двигательных коррекциях (фиксация объекта глазами), могут иметь в каждой единице всего по 10 волокон. В мышцах, осуществляющих более грубую регулировку при поддержании позы, в одной двигательной единице может быть до 3000 мышечных волокон.
Поверхностная электромиограмма (ЭМГ) суммарно отражает разряды двигательных единиц, вызывающих сокращение. Регистрация ЭМГ позволяет выявить намерение начать движение за несколько секунд до его реального начала. Помимо этого миограмма выступает как индикатор мышечного напряжения. В состоянии относительного покоя связь между действительной силой, развиваемой мышцей, и ЭМГ линейна.
Прибор, с помощью которого регистрируются биопотенциал ы мышц, называется электромиографом, а регистрируемая с его помощью запись электромиограммой (ЭМГ). ЭМГ, в отличие от биоэлектрической активности мозга (ЭЭГ), состоит из высокочастотных разрядов мышечных волокон, для неискаженной записи которых, по некоторым представлениям, требуется полоса пропускания до 10 000 Гц.

2.5. Показатели активности дыхательной системы

Дыхательная система состоит из дыхательных путей и легких.
Основной двигательный аппарат этой системы составляют межреберные мышцы, диафрагма и мышцы живота. Воздух, поступающий в легкие во время вдоха, снабжает протекающую по легочным капиллярам кровь кислородом. Одновременно из крови выходят двуокись углерода и другие вредные продукты метаболизма, которые выводятся наружу при выдохе. Между интенсивностью мышечной работы, совершаемой человеком, и потреблением кислорода существует простая линейная зависимость.
В психофизиологических экспериментах в настоящее время дыхание регистрируется относительно редко, главными образом для того, чтобы контролировать артефакты.

Для измерения интенсивности (амплитуды и частоты) дыхания используют специальный прибор - пневмограф. Он состоит из надувной камеры-пояса, плотно оборачиваемой вокруг грудной клетки испытуемого, и отводящей трубки, соединенной с манометром и регистрирующим устройством. Возможны и другие способы регистрации дыхательных движений, но в любом случае обязательно должны присутствовать датчики натяжения, фиксирующие изменение объема грудной клетки.
Этот метод обеспечивает хорошую запись изменений частоты и амплитуды дыхания. По такой записи легко анализировать число вдохов в минуту, а также амплитуду дыхательных движений в разных условиях. Можно сказать, что дыхание - это один из недостаточно оцененных факторов в психофизиологических исследованиях.

2.6. Реакции глаз

Для психофизиолога наибольший интерес представляют три категории глазных реакций: сужение и расширение зрачка, мигание и глазные движения.
Пупиллометрия - метод изучения зрачковых реакций. Зрачок - отверстие в радужной оболочке, через которое свет попадает на сетчатку. Диаметр зрачка человека может меняться в пределах от 1,5 до 9 мм. Величина зрачка существенно колеблется в зависимости от количества света, падающего на глаз: на свету зрачок сужается, в темноте - расширяется. Наряду с этим, размер зрачка существенно изменяется, если испытуемый реагирует на воздействие эмоционально. В связи с этим пупиллометрия используется для изучения субъективного отношения людей к тем или иным внешним раздражителям.
Диаметр зрачка можно измерять путем простого фотографирования глаза в ходе обследования или же с помощью специальных устройств, преобразующих величину зрачка в постоянно варьирующий уровень потенциал а, регистрируемый на полиграфе.
Мигание (моргание) - периодическое смыкание век . Длительность одного мигания приблизительно 0,35 с. Средняя частота мигания составляет 7,5 в минуту и может варьировать в пределах от 1 до 46 в минуту. Мигание выполняет разные функции в обеспечении жизнедеятельности глаз. Однако для психофизиолога существенно, что частота мигания изменяется в зависимости от психи ческого состояния человека.
Движение глаз широко исследуются в психологии и психофизиологии. Это разнообразные по функции, механизму и биомеханике вращения глаз в орбитах. Существуют разные типы глазных движений, выполняющие различные функции. Однако наиболее важная среди них функция движений глаз состоит в том, чтобы поддерживать интересующее человека изображение в центре сетчатки, где самая высокая острота зрения. Минимальная скорость прослеживающих движений около 5 угл. мин/с, максимальная достигает 40 град/с.
Электроокулография - метод регистрации движения глаз , основанный на графической регистрации изменения электрического потенциал а сетчатки и глазных мышц. У человека передний полюс глаза электрически положителен, а задний отрицателен, поэтому существует разность потенциал ов между дном глаза и роговицей, которую можно измерить. При повороте глаза положение полюсов меняется, возникающая при этом разность потенциал ов характеризует направление, амплитуду и скорость движения глаза. Это изменение, зарегистрированное графически, носит название электроокулограммы. Однако микродвижения глаз с помощью этого метода не регистрируются, для их регистрации разработаны другие приемы. (см. рис.)

2.7. Детектор лжи

Детектор лжи - условное название прибора полиграфа, одновременно регистрирующего комплекс физиологических показателей (КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР , ЭЭГ, плетизмограмму и др.) с целью выявить динамику эмоционального напряжения. С человеком, проходящем обследование на полиграфе, проводят собеседование, в ходе которого наряду с нейтральными задают вопросы, составляющие предмет специальной заинтересованности. По характеру физиологических реакций, сопровождающих ответы на разные вопросы, можно судить об эмоциональной реактивности человека и в какой-то мере о степени его искренности в данной ситуации. Поскольку в большинстве случаев специально необученный человек не контролирует свои вегетативные реакции, детект ор лжи дает по некоторым оценкам до 71% случаев обнаружения обмана.
Следует иметь в виду, однако, что сама процедура собеседования (допроса) может быть настолько неприятна для человека, что возникающие по ходу физиологические сдвиги будут отражать эмоциональную реакцию человека на процедуру. Отличить спровоцированные процедурой тестирования эмоции от эмоций, вызванных целевыми вопросам, невозможно. В то же время человек, обладающий высокой эмоциональной стабильностью, сможет относительно спокойно чувствовать себя в этой ситуации, и его вегетативные реакции не дадут твердых основания для вынесения однозначного суждения. По этой причине к результатам, полученных с помощью детект ора лжи, нужно относиться с должной мерой критичности (см. Видео).

Многоканальная регистрация наиболее часто изучаемых видов биоэлектрической активности человека (по В.Блоку, 1970)

2.8. Выбор методик и показателей

В идеале выбор физиологических методик и показателей должен логически вытекать из принятого исследователем методолог ического подхода и целей, поставленных перед экспериментом. Однако на практике нередко исходят из других соображений, например, доступности приборов и легкости обработки экспериментальных данных.
Более весомыми представляются аргументы в пользу выбора методик, если извлекаемые с их помощью показатели получают логически непротиворечивое содержательное толкование в контекст е изучаемой психологической или психофизиологической модели.

Психофизиологические модели. В науке под моделью понимается упрощенное знание, несущее определенную, ограниченную информацию об объекте/явлении, отражающее те или иные его свойства. С помощью моделей можно имитировать функционирование и прогнозировать свойства изучаемых объектов, процессов или явлений. В психологии моделирование имеет два аспекта: моделирование психи ки и моделирование ситуаций . Под первым подразумевается знаковая или техническая имитация механизмов, процессов и результатов психи ческой деятельности, под вторым организация того или иного вида человеческой деятельности путем искусственного конструирования среды, в которой осуществляется эта деятельность.
Оба аспекта моделирования находят место в психофизиологических исследованиях. В первом случае моделируемые особенности деятельности человека, психи ческих процессов и состояний прогнозируются на основе объективных физиологических показателей, нередко зарегистрированных вне прямой связи с изучаемым феноменом. Например, показано, что некоторые индивидуальные особенности восприятия и памяти можно прогнозировать по характеристикам биотоков мозга. Во втором случае психофизиологическое моделирование включает имитацию в лабораторных условиях определенной психи ческой деятельности, с целью выявления ее физиологических коррелятов и /или механизмов. Обязательным при этом является создание некоторых искусственных ситуаций, в которых так или иначе включаются исследуемые психи ческие процессы и функции. Примером такого подхода служат многочисленные эксперименты по выявлению физиологических коррелятов восприятия, памяти и т.д.
При интерпретации результатов в подобных экспериментах исследователь должен четко представлять себе, что модель никогда не бывает полностью идентична изучаемому явлению или процессу. Как правило, в ней учитываются лишь какие-то отдельные стороны реальности. Следовательно, каким бы исчерпывающим ни казался, например, какой-либо психофизиологический эксперимент по выявлению нейрофизиологических коррелятов процессов памяти, он будет давать лишь частичное знание о природе ее физиологических механизмов, ограниченное рамками данной модели и используемых методических приемов и показателей. Именно по этой причине психофизиология изобилует разнообразием несвязанных между собой, а иногда и просто противоречивых экспериментальных данных. Полученные в контекст е разных моделей такие данные представляют фрагментарное знание, которое в перспективе, вероятно, должно объединиться в целостную систему, описывающую механизмы психофизиологического функционирования.

Интерпретация показателей. Особого внимания заслуживает вопрос о том, какое значение экспериментатор придает каждому из используемых им показателей. В принципе физиологические показатели могут выполнять две основные роли: целевую (смысл овую) и служебную (вспомогательную). Например, при изучении биотоков мозга в процессе умственной деятельности целесообразно параллельно регистрировать движения глаз, мышечное напряжение и некоторые другие показатели. Причем в контекст е такой работы только показатели биотоков мозга несут смысл овую нагрузку, связанную с данной задачей. Остальные показатели служат для контроля артефактов и качества регистрации биотоков (регистрация глазных движений), контроля эмоциональных состояний испытуемого (регистрация КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР ), поскольку, хорошо известно, что глазные движения и эмоциональное напряжение могут привносить помехи и искажать картину биотоков, особенно когда испытуемый решает какую-либо задачу. В то же время в другом исследовании регистрация и глазных движений, и КГР может играть смысл овую, а не служебную роль. Например, когда предмет исследования - стратегия визуального поиска или изучение физиологических механизмов эмоциональной сферы человека.
Таким образом, один и тот же физиологический показатель может быть использован для решения разных задач. Другими словами, специфика использования показателя определяется не только его собственными функциональными возможностями, но также и тем психологическим контекст ом, в который он включается. Хорошее знание природы и всех возможностей используемых физиологических показателей - важный фактор в организации психофизиологического эксперимента.

Значение экспериментов, выполненных на животных. Как уже отмечалось выше, многие задачи в психофизиологии решались и продолжают решаться в экспериментах на животных. (В первую очередь речь идет об изучении активности нейрон ов.) В связи с этим особое значение приобретает проблема, сформулированная еще Л.С. Выготским. Это проблема специфического для человека соотношения структурных и функциональных единиц в деятельности мозга и определения новых по сравнению с животными принципов функционирования систем, внутри- и межсистемных взаимодействий.
Следует прямо указать, что проблема "специфического для человека соотношения структурных и функциональных единиц в деятельности мозга и определения новых по сравнению с животными" принципов функционирования систем, к сожалению, пока не получила продуктивного развития. Как пишет О.С. Андрианов (1993): "Стремительное "погружение" биологии и медицины... в глубины живой материи отодвинуло на задний план изучение важнейшей проблемы - эволюционной специфики мозга человека. Попытки найти на молекулярном уровне некий материальный субстрат, характерный только для мозга человека и определяющий особенности наиболее сложных психи ческих функций, пока не увенчались успехом".
Таким образом, встает вопрос о правомерности переноса данных полученных на животных для объяснения мозговых функций у человека. Широко принята точка зрения, в соответствии с которой существуют универсальные механизмы клеточного функционирования и общие принципы кодирования информации, что позволяет осуществлять интерпол яцию результатов (см., например: Основы психофизиологии под ред. Ю.И. Александрова, 1998).
Один из основателей отечественной психофизиологии Е.Н. Соколов , решая проблему переноса результатов исследований, выполненных на животных, на человека, сформулировал принцип психофизиологического исследования следующим образом: человек - нейрон - модель. Это значит, что психофизиологическое исследование начинается с изучения поведенческих (психофизиологических) реакций человека, Затем оно переходит к изучению механизмов поведения с помощью микроэлектродной регистрации нейрон ной активности в опытах на животных, а у человека - с использованием электроэнцефалограммы и вызванных потенциал ов. Интеграция всех данных осуществляется путем построения модели из нейроподобных элементов. При этом вся модель как целое должна воспроизводить исследуемую функцию, а отдельные нейроподобные элементы должны обладать характеристиками и свойствами реальных нейрон ов. Перспективы исследований такого рода заключаются в построении моделей "специфически человеческого типа" таких, например, как нейроинтеллект.

Заключение. Приведенные выше материалы свидетельствуют о большом разнообразии и разноуровневости психофизиологических методов. В сферу компетентности психофизиолога входит многое, начиная от динамики нейрон альной активности в глубоких структурах мозга до локального кровотока в пальце руки. Закономерно возникает вопрос, каким образом объединить столь различные по способам получения и содержанию показатели в логически непротиворечивую систему. Решение его, однако, упирается в отсутствие единой общепринятой психофизиологической теор ии.
Психофизиология, которая родилась как экспериментальная ветвь психологии, в значительной степени остается таковой и по сей день, компенсируя несовершенство теор етического фундамента многообразием и изощренностью методического арсенала. Богатство этого арсенала велико, его ресурсы и перспективы представляются неисчерпаемыми. Стремительный рост новых технологий неизбежно расширит возможности проникновению в тайны человеческой телесности. Он приведет к созданию новых обрабатывающих устройств, способных формализ овать сложную систему зависимости переменных величин, используемых в объективных физиологических показателях, закономерно связанных с психи ческой деятельностью человека. Независимо от того, будут ли новые решения результатом дальнейшего развития электронно-вычислительной техники, эвристических моделей или других, еще неизвестных нам способов познания, развитие науки в наше время предвосхищает коренное преобразование психофизиологического мышлени я и методов работы

Словарь терминов

1. альфа-ритм
2. пейсмекер
3. ретикулярная формация
4. афферентация
5. кортико-лимбическое взаимодействие
6. кожно-гальваническая реакция (КГР)

Вопросы для самопроверки

1. Как связаны ритмические составляющие электроэнцефалограммы с состоянием человека?
2. Чем обусловлена кожно-гальваническая реакция?
3. Как различаются пневмография и спирография?
4. Что дает оценка состояния периферических сосудов?
5. Как интерпретируют показатели детект ора лжи?

Список литературы

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975.
2. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991.
3. Беленков Н.Ю. Принцип целостности в деятельности мозга. М.: Медицина, 1980.
4. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и по физиологии активности. М.: Медицина, 1966.
5. Бехтерева Н.П., Бундзен П.В., Гоголицын Ю.Л. Мозговые коды психи ческой деятельности. Л.: Наука, 1977.
6. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциал ы мозга в клинической практике. Таганрог: ТГТУ, 1997.
7. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 1998.
8. Дубровский Д.И. Психика и мозг: результаты и перспективы исследований // Психологический журнал. 1990. Т.11. № 6. С. 3-15.
9. Естественнонаучные основы психологии / Под. ред. А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. М.: Педагогика, 1978.
10. Иваницкий А.М., Стрелец В.Б., Корсаков И.А. Информационные процессы мозга и психи ческая деятельность. М.: Наука, 1984.
11. Ломов Б.Ф. Методологические и теор етические проблемы психологии. М.: Наука, 1984.
12. Нейрокомпьютер как основа мыслящих ЭВМ. М.: Наука, 1993.
13. Мерлин В.С. Очерк интегрального исследования индивидуальности. М.: Педагогика, 1986.
14. Методика и техника психофизиологического эксперимента. М.: Наука, 1987.
15. Основы психофизиологии / Под ред. Ю.И. Александрова. М., 1998.
16. Тихомиров О.К. Психология мышлени я. М.: МГУ, 1984.
17. Чуприкова Н.И. Психика и сознание как функция мозга. М.: Наука, 1985.
18. Хэссет Дж. Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981.
19. Ярвилехто Т. Мозг и психи ка. М.: Прогресс, 1992.

область междисциплинарных исследований на стыке психологии и нейрофизиологии. Изучает психику в единстве с ее нейрофизиологическим субстратом - рассматривает соотношение мозга и психики, роль биологических факторов, в том числе свойств системы нервной, в выполнении деятельности психической. В сущности, познание функций структур мозга головного и системы нервной только начинается. Первоначально термин использовался наряду с понятием "физиологическая психология" для обозначения широкого круга исследований психики, опиравшихся на точные объективные физиологические методы.

Психофизиология изучает также физиологические и биохимические изменения, происходящие в системе нервной. Она пытается установить их связь с различными аспектами активности: функционированием памяти, регуляцией эмоций, сном и сновидениями. Методы исследований весьма разнообразны - от вживления в мозг электродов до использования специальных приборов для регистрации физиологических проявлений.

В этих исследованиях выяснена важнейшая роль "примитивных" мозговых структур, наличных у животных и человека, служащих центрами эмоциональных процессов, проявления инстинктов, сна и пр.

Главная задача психофизиологии - причинное объяснение явлений психических путем раскрытия лежащих в их основе нейрофизиологических механизмов. Успехи современной психофизиологии связаны с тем, что наряду с традиционными методами - регистрацией сенсорных, моторных, вегетативных реакций, анализом последствий повреждения и стимуляции мозга головного - в исследованиях широко распространились электрофизиологические методы - энцефалография и прочие, а также математические способы обработки экспериментальных данных.

В рамках психофизиологии выделяются отдельные направления, связанные с разработкой особенно важных проблем:

1) психофизиология сенсорная - психофизиология органов чувств, ощущений и восприятий;

2) психофизиология организации движений;

3) психофизиология активности;

4) психофизиология действий произвольных;

5) психофизиология внимания, памяти и обучения;

6) психофизиология речи и мышления;

7) психофизиология мотивации и эмоций;

8) психофизиология сна, психофизиология стресса;

9) психофизиология состояний функциональных, и пр.

Особое направление являет психофизиология дифференциальная, изучающая физиологические основы различий индивидуально-психологических.

Достижения психофизиологии широко применяются в клинической практике, в построении кибернетических моделей психофизиологических процессов, а также в таких прикладных областях психофизиологии, как психофизиология труда, психофизиология спорта, и пр.

В отличие от многих западных исследований, не преодолевших принцип психофизического дуализма (-> проблема психофизическая) и ограничивающихся установлением корреляций между определенными психологическими и физиологическими параметрами, отечественная психофизиология рассматривала психическое как продукт деятельности мозга головного.

ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ

психо + физиология). Пограничная наука, возникшая на стыке психологии и нейрофизиологии и изучающая психику в единстве с ее физиологическим субстратом. Отдельные ее разделы - П. сенсорная (органов чувств), активности, памяти и обучения, речи, мотивации и эмоций, стресса и др.

Психофизиология

psychophysiology) П. - это наука, изучающая умственные или эмоциональные процессы в том виде, в каком они обнаруживают себя в непроизвольных физиолог. реакциях, к-рые можно наблюдать у неповрежденного организма. Не следует смешивать П. с физиолог. психологией, изучающей физиолог. основу психич. явлений. Для психофизиолога независимыми переменными обычно служат психол. манипуляции. Подопытному животному или, гораздо чаще, участвующему в эксперименте чел. могут предложить сделать выбор, решить предложенную задачу, поставить в условия эмоционального напряжения, выполнить определенное задание или реагировать на серию простых стимулов и т. д. Зависимыми переменными являются физиолог. изменения, к-рые могут регистрироваться на уровне периферической активности либо в виде электрических сигналов (напр., мозговые волны, мышечные потенциалы, ЭКГ), либо в виде изменений давления, объема или температуры (напр., дыхательные движения, кровяное давление, температура кожи). Гораздо реже психофизиологи используют в качестве зависимых переменных биохимические изменения мочи, крови или пота. П. тж нужно разграничивать с областью психосоматической медицины, поскольку исследователи, работающие в обеих областях, разделяют интерес практически к тем же самым физиолог. проявлениям умственных и эмоциональных явлений. Для психофизиолога физиолог. реакция - это носитель информ. о событиях, происходящих в психич. сфере или в головном мозге. Тот факт, что страх может вызывать сужение периферических кровеносных сосудов и учащение сердцебиения, имеет значение для специалиста в области психосоматической медицины, к-рого интересуют эти телесные реакции в силу самого их существования. А вот то, что холодные руки и тахикардия указывают на переживание страха, представляет интерес для психофизиолога. Психофизиологические измерения Непосредственная цель психофизиолог. измерения состоит в генерировании такого электрического сигнала, к-рый бы точно воспроизводил временную динамику измеряемого физиолог. феномена. После того как измеряемый феномен адекватно отображен в форме электрического сигнала, последний можно легко усилить или отфильтровать, визуализировать в виде кривой на ленте многоканального самописца или на экране осциллографа, записать на магнитную ленту для последующего воспроизведения и анализа или ввести в компьютер. Нек-рые психофизиолог. феномены, такие как электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ) и ЭКГ, уже представляют собой электрические сигналы, генерируемые в организме, и для их измерения требуется только пара электродов, помещаемых на соотв. участки тела для регистрации биопотенциалов и соединяемых со входом усилителя, к-рый делает сигнал достаточно сильным для того, чтобы его можно было записать в той или иной форме. Наиболее многофункциональным методом регистрации будет любой метод, позволяющий воспроизводить оригинальный сигнал через какое-то время, в частности магнитофонная запись, однако в большинстве психофизиолог. лабораторий применяется тж визуальная графическая регистрация электрических сигналов на специальной бумажной ленте с помощью многоканальных самописцев. Нек-рые психофизиолог. феномены, непосредственно не генерирующие электрические сигналы, могут вызывать изменения электрических свойств ткани, к-рые можно измерить посредством пропускания через эту ткань тока от внешнего источника. Помехи. Совр. мир буквально заполнен электрическими "помехами", такими как электромагнитное излучение от телепередатчиков, электромоторов, проезжающих автомобилей, ламп дневного света и т. д., к-рые челов. тело принимает подобно антенне. Биоэлектрические сигналы, возникающие в организме, точно так же становятся помехами, когда они не относятся к измеряемым сигналам, но при этом достаточно сильны, чтобы появиться в записях. Помехи биолог. происхождения, как в случае движений глаз, искажающих ЭЭГ, или самой ЭЭГ, нежелательным образом сказывающейся на записи электродермальной активности, требуют специальных решений. Иногда достаточно простой перестановки электродов. Если помеха образована, в основном, частотами, выходящими за границы спектра полезного сигнала, проблему можно решить с помощью полосового фильтра. Третий подход - использовать отдельный канал для прямой регистрации и измерения помехи, а затем вычесть ее из сделанной по др. каналу записи изучаемого сигнала посредством электронной инверсии и суммации. Регистрирующие устройства. Все совр. полиграфы имеют стандартные устройства вывода, благодаря к-рым усиленные сигналы с каждого канала могут подаваться на вход записывающих или др. устройств. Компьютеры В большинстве психофизиолог. лабораторий в наши дни используются малые ЭВМ для управления экспериментом в режиме реального времени и немедленного анализа данных, а тж для более сложного последующего анализа рез-тов. Имеются в наличии системы лабораторного интерфейса, к-рые делают возможным автоматизированное включение и выключение оборудования, генерирование стимулов, измерение продолжительности событий (и их синхронизацию), а тж обеспечивают ввод данных, команд и др. информ. в компьютер. С помощью компьютера можно предъявлять испытуемым графическую или буквенно-цифровую информ., отображаемую на дисплее, или подавать разнообразные звуковые сигналы, включая произносимые слова, к-рые преобразованы в цифровую форму и хранятся в памяти компьютера. Психофизиологам прошлых лет были необходимы практ. знания в области электротехники, физиол. и статистики, а тж отнюдь не элементарное представление о психологии; компетентным психофизиологам наших дней требуются еще и практ. знания в области вычислительной техники. Анализирование данных Дисперсию выборочной совокупности оценок нек-рой психофизиолог. переменной можно разбить на следующие компоненты: ?2? = ?2? + ?2ф + ?2?, (1) где?2? обусловлена индивидуальными различиями в базисной психол. переменной, интересующей исследователей, ?2ф - ортогональный компонент дисперсии, обусловленный физиолог. различиями, а?2? отображает ошибку измерения. Если измеряется уровень кожной проводимости (SCL), обозначаемый буквой со, то?, напр., могло бы представлять уровень возбуждения ЦНС, или уровень "мобилизации энергии"; ф - отражать индивидуальные различия в плотности и активности ладонных потовых желез, а? - увеличиваться с вариацией чистоты кожной поверхности, загрязнения электродов, мест контакта электродов с кожей ладоней и т. д. В основе большинства психофизиолог. измерений лежит имплицитное допущение, что? является монотонно возрастающей функцией и, как часто надеются, к тому же простой линейной функцией от изучаемой базисной переменной: ? = ? + ?? + ?. (2) Используя опять в качестве примера SCL, можно предположить, что коэффициент? отображает минимальный SCL данного испытуемого при полном отсутствии гидромоторной активности, а? определяется реактивностью всей электродермальной системы, т. е. увеличение электропроводимости вызывается увеличением y на единицу измерения. (Очень сходные неявные допущения лежат в основе большинства психол. измерений.) Проблема заключается в том, что коэффициенты? и? тж изменяются, часто - у одного и того же испытуемого от одного замера к др., и всегда - при переходе от одного испытуемого к др. Именно эта вариация представлена компонентом?2ф в уравнении (1). Задача психофизиолога - в первую очередь обеспечить, чтобы выбранная психофизиолог. переменная (?) была линейно связана с?, по крайней мере, приближенно, а затем попытаться минимизировать ошибку измерения?2? и часть общей дисперсии?2ф, обусловленную физиолог. вариабильностью как внутри одного испытуемого, так и между испытуемыми, к-рая в этом контексте тоже должна рассматриваться как дисперсия ошибок. Допущение о линейности. Рассмотрим эксперимент, в к-ром испытуемого сначала подвергают сильному напряжению, а затем дают возможность расслабиться и лечь спать, причем на всех этапах этого эксперимента осуществляется непрерывный контроль уровня кожного потенциала (SPL). SPL будет довольно низким в условиях сильного напряжения, затем возрастет до максимума в то время, когда испытуемый будет, к примеру, слушать захватывающий рассказ, и снова упадет до минимума, когда он отправится спать. Эти индивидуальные кривые показывают, что SPL имеет инвертированную U-образную связь с возбуждением ЦНС. и, следовательно, является плохим показателем такой переменной. Предположим, что в том же самом эксперименте мы измеряем еще и электродермальные реакции: изменения кожной проводимости (SCRs) на одной руке и изменения сопротивления кожи (SRRs) - на др. Поскольку они вызываются в широко варьирующих границах тонических SCL и SRL, SCRs будут плохо коррелировать с соотв. SRRs. Существует как теорет., так и эмпирическая поддержка мнения о том, что кожная проводимость имеет более простую связь с событиями ЦНС, чем сопротивление кожи. Минимизация внешней дисперсии. Минимизация дисперсии, обусловленной ошибкой измерения, в значительной степени является делом выбора подходящей и состоятельной методики; детали будут зависеть от измеряемой переменной. Чтобы минимизировать внешнюю дисперсию, обусловленную физиолог. различиями, нужно провести статистическую коррекцию в границах индивидуальных различий. Осн. идея состоит в том, чтобы оценить коэффиценты а и b в уравнении (2) для каждого испытуемого в отдельности и затем вычислить показатели для каждого испытуемого с поправкой на размах: ??? = ?; . В случае SCL, напр., а могло бы быть минимальным SCL конкретного испытуемого, соотв. состоянию расслабления или сна. Оценка? могла бы быть получена вычитанием а из максимального SCL данного испытуемого, к-рый демонстрирует его в состоянии сильного напряжения. В случае фазных изменений, таких как SCR, а, или минимальное значение, всегда равно нулю. Значения фазной реакции можно поэтому скорректировать (по разбросу), просто разделив их на оценку максимальной амплитуды реакции данного испытуемого. Каналы получения психофизиологической информации Нек-рые системы организма предоставляют психофизиологу ряд (замутненных) окон для наблюдения ментальных событий. В этом разделе дается обзор наиболее широко используемых психофизиологами систем, соотв. им каналов регистрации и переменных, измеряемых в каждом канале. Сердечно-сосудистая система. Издавна люди судят об умственных и эмоциональных процессах друг друга по сердечнососудистым изменениям, потому что нек-рые такие изменения (лицо покрывается краской или бледнеет, сердце бешено колотится в груди, руки холодеют и т. д.) можно увидеть невооруженным глазом. Важнейшими источниками (каналами) информ. являются ЭКГ, АД, пальцевая плетизмография и, возможно, пальцевая температура. У интактного испытуемого кровяное давление можно измерять только периодически, посредством выслушивания сосудистых тонов. Исследуемому накладывают на плечо полую резиновую манжету, в к-рую закачивают воздух до тех пор, пока манжета полностью не сдавит просвет плечевой артерии и кровоток в ней не прекратится. Приложив стетоскоп к артерии ниже манжеты, начинают постепенно выпускать из нее воздух (т. е. создавать декомпрессию) до появления первых звуков Короткова. Эти звуки вызваны тем, что вследствие снижения давления в манжете чуть ниже уровня систолического АД ток крови при систоле преодолевает сдавленный участок и прорывается за манжету, ударяя о стенки артерии и порождая характерный шум, слышимый ниже манжеты. То давление в манжете, при к-ром появляются первые звуки в артерии, соответствует максимальному, или систолическому давлению. При дальнейшем снижении давления в манжете наступает момент, когда оно становится ниже диастолического, кровь начинает течь как во время систолы, так и во время диастолы. В этот момент звуки в артерии ниже манжеты исчезают, а величина давления в манжете, когда это происходит, соответствует минимальному, или диастолическому давлению. Сердечный ритм и кровяное давление, по всей видимости, подчиняются закону начальных значений (Law of Initial Values), к-рый гласит, что изменение любой из этих переменных, вызванное к.-л. стимулом, будет коррелировать с предстимульным уровнем переменной. Так, прессорный (повышающий кровяное давление) стимул вызовет меньшее увеличение частоты уже быстро сокращающегося сердца, чем в том случае, когда сердце бьется медленно и спокойно. Электродермальная система. По сравнению с подкожными тканями, кожа имеет относительно высокое сопротивление электрическому току. Во второй половине XIX в. было открыто, что сопротивление толстой кожи ладоней и подошв необычайно тонко реагирует на психол. стимуляцию. Известно, что потовые железы в этих волярных областях выполняют особую функцию; вместо содействия терморегуляции они увлажняют схватывающие поверхности при подготовке к действию. Сухая кожа ладоней скользкая и более подвержена механическим повреждениям вследствие трения. Нейронные цепи, образующиеся в активирующих системах среднего мозга, контролируют волярное потоотделение, к-рое увеличивается тонически с увеличением возбуждения ЦНС и, кроме того, - волнообразно, фазически, в ответ на любой стимул, достаточно значимый для того, чтобы вызвать ориентировочную реакцию. Отчасти потому, что канальцы потовых желез обеспечивают низкоомный (с малым сопротивлением) путь через эпидерму, электрическое сопротивление кожи варьирует в зависимости от активности потовых желез. Поскольку это сопротивление изменяется фактически обратно пропорционально потоотделению, в настоящее время принято измерять кожную проводимость, являющуюся обратной величиной электрическому сопротивлению. Самый низкий уровень кожной проводимости (SCL) у дремлющего или засыпающего человека; он резко повышается при его пробуждении и становится еще выше при умственном усилии или эмоциональном напряжении. Электромиография. Электрод, помещенный на кожу над любой мышечной массой, будет регистрировать (относительно др. электрода, закрепленного в области покоя, напр., на мочке уха) высокочастотный сигнал (10-500 Гц), порождаемый повторяющимися разрядами в сотнях или тысячах мышечных волокон. С помощью специальной электронной аппаратуры этот сигнал можно интегрировать в целях получения более простой кривой, отображающей среднее мышечное напряжение. Вероятно, за исключением фаз REM-сна (сна с быстрыми движениями глаз), поперечнополосатые мышцы сохраняют нек-рое напряжение, называемое тонусом, даже в состоянии покоя, и оно связано с редкими, возникающими асинхронно импульсами в отдельных мышечных волокнах. У "напряженного" индивида этот тонус покоя м. б. довольно высоким, охватывая либо все мышцы, либо специфическую мышечную группу. Поверхностная электромиография дает усредненную картину такого субактивного мышечного напряжения. Движения глаз и зрачковый рефлекс. Глаза - это тж "окна души", через к-рые мы можем мельком увидеть работу мозга. Движения глаз и направление взора можно регистрировать с помощью электроокулографии (ЭОГ). Глаз подобен маленькой батарейке с напряжением около 1 мВ между роговицей (положительный полюс) и тыльной стороной сетчатки. Если электроды располагаются рядом с наружными углами глазной щели, то при повороте обоих глаз, напр., вправо, электрод с правой стороны становится электроположительным относительно электрода, закрепленного слева. Др. пара электродов, размещенных выше и ниже каждого глаза, регистрирует вертикальные движения глаз. Чувствительность метода ЭОГ иллюстрирует тот факт, что, когда испытуемый следит за целью, движущейся по синусоидальной траектории от одного края экрана осциллографа к др., записанная на полиграфе электроокулограмма (ЭОГ) будет почти идеальной синусоидальной волной; если затем заставить двигаться мишень в соответствии с сигналом треугольной формы, запись ЭОГ точно отразит это изменение. ЭОГ применялась для изучения саккадических движений глаз, имеющих место в процессе чтения или поиска информ. на видеотерминале. Этот метод тж использовался при исслед. нистагма и плавных следящих движений глаз при наблюдении за движущейся целью. Размер зрачка, к-рый может меняться от 2 до 8 мм в диаметре, регулируется автономной НС т. о., чтобы поддерживать постоянной интенсивность светового потока, попадающего на сетчатку. Однако зрачок реагирует еще и на психол. стимуляцию небольшими (