Деятельность коры больших полушарий обеспечивает постоянный анализ и синтез раздражений, падающих на организм из внешней среды и возникающих в нем самом. Будучи внешне противоположными, как внешне противоположны лежащие в их основе явления торможения и возбуждения, анализ и синтез неразрывно друг с другом связаны. И друг без друга невозможны. Аналитическая и синтетическая деятельность коры головного мозга подробно рассматривается в данной статье для психологов.

Синтетический процесс в коре головного мозга

Нервный синтез - это объединение друг с другом различных раздражителей в их действии на организм. Их связывание механизмом рефлекса с теми или иными функциями организма. Все явления замыкания нервной связи между различными агентами, раздражающими рецепторы, и ответной деятельностью организма являются проявлением синтетической деятельности нервной системы. Постоянное замыкание, обеспечивающее наличие безусловных, врожденных рефлексов, ведущих к возникновению всегда одной и той же реакции на раздражение рецепторного поля каждого такого рефлекса, относится к простым проявлениям синтетической деятельности. Переменное замыкание, обеспечивающее выработку временных связей, благодаря которым деятельность организма определяется условиями действия каждого раздражителя, его сигнальным значением, является высшей формой синтеза, корковым синтезом, деятельностью коры головного мозга.

На организм посредством раздражения огромной массы его разнообразных рецепторов всегда одновременно действует ряд различных агентов. Как внешней, так и внутренней среды. Равновесие организма с разнообразными условиями существования достигается только благодаря различному реагированию на многочисленные изменения в окружающей среде. И в нем самом. Различное реагирование организма на различные агенты возможно лишь тогда, когда каждый из них действует иначе, чем другие. Когда каждый из них отграничен в своем действии от других. Анализ и заключается в разложении огромной массы раздражений. Производимых всеми действующими на организм агентами на различные анализаторы, функционирующие в динамической связи.

Аналитическая деятельность коры головного мозга

Под анализаторами принято понимать совокупность всех нервных образований, отвечающую за восприятие какого-либо вида информации. И включающую в себя периферический отдел - рецепторы. В центральную часть каждого анализатора, образуя его низшие отделы, входят: образования спинного и продолговатого мозга, центры, расположенные между продолговатым мозгом и корой, сама кора головного мозга.

Вся аналитическая деятельность основана на процессе торможения, так как лишь этот процесс обеспечивает ограничение иррадиации возбуждения по центральной нервной системе. Выделяемые аналитической деятельностью раздражения являются тем более дробными, чем ограниченнее распространение по центрам нервного возбуждения. Например, возникающего в них при стимуляции каждого рецепторного образования. Деятельность низших центров обеспечивает лишь такую форму анализа, в результате которой раздражение каждой группы рецепторов вызывает различный, но для рецепторного поля каждого рефлекса всегда относительно постоянный рефлекторный ответ. Данный анализ не только груб, но и статичен. Распределение торможения и возбуждения зависит прежде всего от того, с каких рецепторов и с какой частотой и силой импульсы поступают в низшие центры. А не от тех условий, в которых организму ранее наносились раздражения.

Кора головного мозга обеспечивает осуществление высшего анализа. Основанного на условном торможении, на торможении, которое формируется в коре мозга в зависимости от условий действия раздражителей, в зависимости от их подкрепления или неподкрепления. Благодаря процессу внутреннего, условного торможения из массы раздражений, постоянно и непрерывно доходящих до коры. Во временные связи с теми или иными функциями вступают только те агенты и комплексы агентов, действие которых подкрепляется безусловным раздражителем.

6.4. Аналитико-синтетическая деятельность коры больших полушарий

Множество раздражителей внешнего мира и внутренней среды организма воспринимаются рецепторами и становятся источниками импульсов, которые поступают в кору больших полушарий. Здесь они анализируются, различаются и синтезируются, соединяются, обобщаются. Способность коры разделять, вычленять и различать отдельные раздражения, дифференцировать их и есть проявление аналитической деятельности коры головного мозга.

Сначала раздражения анализируются в рецепторах, которые специализируются на световых, звуковых раздражителях и т. п. Высшие формы анализа осуществляются в коре больших полушарий. Аналитическая деятельность коры головного мозга неразрывно связана с ее синтетической деятельностью, выражающейся в объединении, обобщении возбуждения, которое возникает в различных ее участках под действием многочисленных раздражителей. В качестве примера синтетической деятельности коры больших полушарий можно привести образование временной связи, которое лежит в основе выработки условного рефлекса. Сложная синтетическая деятельность проявляется в образовании рефлексов второго, третьего и высших порядков. В основе обобщения лежит процесс иррадиации возбуждения.

Анализ и синтез связаны между собой, и в коре происходит сложная аналитико-синтетическая деятельность.

Динамический стереотип. Внешний мир действует на организм не единичными раздражителями, а обычно системой одновременных и последовательных раздражителей. Если система последовательных раздражителей часто повторяется, это ведет к образованию системности, или динамического стереотипа в деятельности коры головного мозга. Таким образом, динамический стереотип представляет собой последовательную цепь условно-рефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном, закрепленном во времени порядке и являющихся следствием сложной системной реакции организма на сложную систему положительных (подкрепляемых) и отрицательных (неподкрепляемых, или тормозных) условных раздражителей.

Выработка стереотипа – это пример сложной синтезирующей деятельности коры головного мозга. Стереотип трудно вырабатывается, но если он сформирован, то поддержание его не требует большого напряжения корковой деятельности, при этом многие действия становятся автоматическими. Динамический стереотип является основой образования привычек у человека, формирования определенной последовательности в трудовых операциях, приобретения умений и навыков. Примерами динамического стереотипа могут служить ходьба, бег, прыжки, катание на лыжах, игра на музыкальных инструментах, пользование при еде ложкой, вилкой, ножом, письмо и др.

Стереотипы сохраняются долгие годы и составляют основу человеческого поведения, при этом они очень трудно поддаются перепрограммированию.

Деятельность коры головного мозга обеспечивает постоян­ный анализ и синтез сигналов, поступающих из окружающей и внутренней среды организма. Анализ и синтез неразрывно связа­ны между собой и не могут происходить изолированно. Синтети­ческая деятельность коры головного мозга проявляется объедине­нием возбуждений, возникающих в различных зонах коры мозга. Важнейшим механизмом этого объединения является образова­ние временной условно-рефлекторной связи. У человека синте­тическая деятельность коры не ограничивается лишь формирова­нием временных связей между корковыми представительствами

безусловных рефлексов и центрами органов чувств. Существен­ное значение имеет образование временных связей между цент­рами, участвующими в восприятии комплексных и последова­тельных раздражений.

Аналитическая деятельность коры головного мозга заключает­ся в дифференцировании по характеру и интенсивности массы раздражений, доходящих в форме сигналов до мозговой коры, что достигается с помощью внутреннего торможения, позволяющего точно дифференцировать раздражители по их биологической зна­чимости. Анализ внешних и внутренних воздействий в организме начинается с момента их действия на рецепторы. По пути к корко­вым нейронам афферентные сигналы проходят ряд образований центральной нервной системы, где происходит их элементарный анализ. Высший же анализ осуществляется в коре головного мозга.

Свойства нервных процессов

Под свойствами нервных процессов понимают такие харак­теристики возбуждения и торможения, как сила, уравновешен­ ность и подвижность этих процессов.

Сила нервных процессов. При измерении силы процесса воз­буждения обычно пользуются кривой зависимости величины ус­ловной реакции от силы раздражителя. Условная реакция пере­стает увеличиваться при определенной интенсивности условного сигнала. Эта граница и характеризует силу процесса возбужде­ния. Показателем силы тормозного процесса является стойкость тормозных условных рефлексов, а также скорость и прочность выработки дифференцировочного и запаздывающего вида тор­можения.

Уравновешенность нервных процессов. Для определения уравновешенности нервных процессов сравниваются силы про­цессов возбуждения и торможения у данного животного. Если оба процесса взаимно компенсируют друг друга, то они уравнове­шены, а если нет, то, например, при выработке дифференцировок может наблюдаться срыв тормозного процесса, если он оказыва­ется слабым. Если же доминирует тормозной процесс в силу недо­статочности возбуждения, то в трудных условиях дифференцировка сохраняется, но резко уменьшается величина реакции на положительный условный сигнал.

Подвижность нервных процессов. О ней можно судить по ско­рости переделки положительных условных рефлексов в тормоз­ные и обратно. Часто для определения подвижности нервных процессов применяется переделка динамического стереотипа. Если переход от положительной реакции к тормозной и от тор­мозной к положительной осуществляется быстро, то это свиде­тельствует о высокой подвижности нервных\ процессов.

Анализ и синтез раздражений - важнейшие функции коры больших полушарий головного мозга.

Синтез раздражений проявляется в связывании, обобщении, объединении возбуждений, возникающих в различных участках мозговой коры благодаря взаимодействию, устанавливающемуся между различными нейронами и их группами. Проявлением синтетической деятельности коры мозга является , лежащее в основе выработки всякого условного рефлекса.

Анализ раздражений состоит в различении, разделении разных сигналов, дифференцировании различных воздействий на организм.

Анализ раздражений начинается уже в рецепторном аппарате, разные элементы которого реагируют на различные по характеру раздражения; он происходит и в низших отделах нервной системы. Однако высшего развития процессы анализа достигают в коре больших полушарий.

Нервные пути и структура сенсорных зон коры таковы, что импульсы от каждого вида рецепторов поступают в определенные группы нервных клеток коры. Кроме того, количество клеток, вовлекаемых в реакцию, и частота импульсов в каждой из них широко варьируют в зависимости от силы, длительности и крутизны нарастания раздражителя. Поэтому создаются условия, при которых каждому периферическому раздражению соответствует свой пространственно-временной рисунок возбуждения, по И. П. Павлову, свой «динамический структурный комплекс». Таким образом достигается различение близких по своим свойствам раздражителей.

Специфическая для коры больших полушарий форма анализа состоит в различении - дифференцировании - раздражителей по их сигнальному значению, что достигается выработкой внутреннего торможения.

Анализ и синтез неразрывно связаны между собой. При воздействии на организм двух отдельных раздражений мы встречаемся с наиболее примитивными формами анализа и синтеза. О более сложных формах аналитико-синтетической деятельности коры мозга можно судить на основании анализа комплексных раздражений, включающих ряд компонентов.

Для этой цели в качестве применяется несколько сигналов, следующих друг за другом в определенном порядке; в другом же порядке те же самые сигналы применяются без подкрепления. Если дифференцировка вырабатывается, то это указывает, что корой больших полушарий сигиалы воспринимаются не только каждый в отдельности и не только сумма их, но и порядок их чередования, последовательность, в которой они применяются.

Для исследования сложных форм анализа и синтеза А. Г. Иванов-Смоленский выработал прочный условный рефлекс на последовательное применение четырех звуков: А+Б+В+Г. Затем на протяжении 5 месяцев делали попытки указанную последовательность звуков отдифференцировать от другой: А+В+Б+Г. Полного различения этих сложных раздражителей у собаки получить не удалось. Такая задача является для нее непосильной. У человека же подобное различение достигается легко, в среднем на 7-м применении дифференцируемой комбинации.

Простые формы анализа у многих животных развиты значительно лучше, чем у человека. Так, общеизвестна тонкость обоняния у собаки, которая дифференцирует запахи несравненно лучше и точнее, чем человек. Равным образом, собака обладает высокоразвитой способностью дифференцировать звуковые раздражения. У собаки можно наблюдать различение двух звуков, отличающихся на 1/8 тона, если один звук систематически подкрепляется, а другой не подкрепляется безусловным раздражением. Собака воспринимает звуки такой высоты, которые не воспринимаются человеческим ухом.

Таким образом, различение отдельно примененных раздражений, т. е. низшая форма кортикального анализа, у животного может быть развито выше, чем у человека. Однако человек превосходит животное значительно более высоким развитием высших форм анализа и синтеза раздражений. По определению Ф. Энгельса, «орлиный глаз видит значительно дальше человеческого глаза, но человеческий глаз замечает в вещах значительно больше, чем глаз орла».

В процессах синтетической деятельности коры больших полушарий у человека важную роль играют не только временные связи между клетками коркового представительства условного и безусловного раздражителей, но и те временные связи, которые образуются между группами нервных клеток, участвующих в восприятии совокупности индифферентных раздражений. Так, при звуках какой-либо мелодии соответствующие корковые клетки слухового анализатора в определенной последовательности возбуждаются приходящими с периферии раздражениями, и между этими клетками образуются временные связи. Запоминание мелодии есть не что иное как образование в слухозом анализаторе временных связей.

Об их возникновении свидетельствует тот факт, что звучание уже нескольких начальных нот оказывается достаточным для воспроизведения в памяти всей мелодии. При рассматривании какой-либо картины или предмета афферентные импульсы от сетчатки глаза и глазных мышц в определенной последовательности поступают в корковые клетки зрительпого и проириорецептивного анализатора, что приводит к образованию между этими клетками временных связей. В результате происходит запечатление зрительного образа.

Чем сложнее раздражитель, т. е. чем из большего числа компонентов он состоит, тем большее число временных связей должно образоваться между воспринимающими корковыми клетками.

Физиологические процессы анализа и синтеза раздражений - их высшие формы - являются основой для возникновения у человека качественно своеобразных процессов логического анализа и синтеза явлений и понятий.

Анализ и синтез раздражителей в коре больших полушарий мозга.

Организм в процессе жизни испытывает на себе действия огромного объема раздражителей, многие из которых важны для поддержания процессов жизнедеятельности, а многие опасны и организм должен избегать их действия. Чтобы оценивать раздражители и соответствующим образом реагировать, кора больших полушарий выполняет сложную аналитико-синтетическую деятельность.

Анализ – это различение, это разложение раздражителя на его составляющие признаки, такие как: природа раздражителя, его сила, место действия, длительность действия и др. Анализ заключается в дифференцировке раздражителя и он начинается первоначально в рецепторах, а затем в специализированных на восприятие определенных признаков раздражителя структурах ЦНС. В зависимости от сложности раздражителя в анализе участвуют различные отделы центральной нервной системы. Высший анализ протекает в коре полушарий головного мозга на основе процессов дивергенции (иррадиации) возбуждения в ее нейронных сетях, которые способны выделять отдельные признаки раздражителя. Особая роль принадлежит левому полушарию, способному обрабатывать информацию поэтапно и аналитически.

Синтез – это обобщение, связывание, объединений многих признаков раздражителя, которые проявляются возбуждением в различных структурах ЦНС. Синтез в коре осуществляется с помощью конвергентных процессов (концентрации) на нейронах, оценивающих сложные признаки. И объясняются способностью правого полушария действовать синтетически, обрабатывать информацию одновременно при действии нескольких раздражителей. Примером синтетической деятельности коры является процесс формирования временной связи условного рефлекса.

Сложные формы синтетической деятельности коры полушарий головного мозга можно наблюдать на примере динамического стереотипа .

Динамический стереотип – это зафиксированная в памяти форма ответа, если, например, в опыте животному изо дня в день предъявлять одну и ту же последовательность различных условных раздражителей, часть из которых подкрепляется безусловными раздражителями, а часть – не подкрепляется. Если жизнь животных протекает изо дня в день в однотипных условиях, то вырабатывается стереотипная реакция: предъявление животному только одного раздражителя вместо всех раздражителей из комплекса, запускает разные по силе ответы, как если бы животному предъявлялись весь комплекс раздражителей. Примером такого поведения является выработанный режим дня.

Кора полушарий в данном случае реагирует по шаблону. Она оценивает только один из комплекса раздражитель. Условнорефлекторная деятельность осуществляется легче, не нужно проводить анализ каждого из системы раздражителя. С этим связано облегчение в протекании процессов обучения и адаптации.

У человека динамический стереотип лежит в основе его привычек и навыков. Чем длительнее поддерживается стереотип, тем труднее его переделать или отказаться от него. Поэтому пожилые люди консервативны объективно, им сложно отказаться от привычного уклада и сложно приспособиться к новым условиям.

Взаимодействие процессов возбуждения и торможения в коре полушарий головного мозга на основе иррадиации и концентрации этих процессов. Как уже отмечалось, в процессе формирования условного рефлекса в начале развивается стадия генерализации. Павлов объяснял причину развития этой стадии иррадиацией возбуждения на многие нервные клетки и включение их во временную связь. Например, если вырабатывается условный рефлекс на звук звонка, то в начале звук любого звонка вызывает проявление этого рефлекса, но по мере формирования дифференцировочного торможения на неподкрепляемые звуки звонка иррадиация – ограничивается и условный рефлекс проявляется только на подкрепляемый звук звонка.

Позже было установлено, что иррадиация возбуждения возможна из-за многочисленных горизонтальных и вертикальных дивергентных связей между нейронами различных центров.

По мере укрепления условного рефлекса наступает стадия специализации, как результат концентрации возбуждения. По Павлову – это становится возможным, т.к. в реализацию условного рефлекса вовлекаются только центры подкрепленного условного сигнала. Концентрация возбуждения возможна на основе конвергентных связей между центрами.