Физиология высшей нервной деятельности Внимание. Сознание. 2009

Внимание

Внимание – «это овладение умом в четкой и яркой форме одним из нескольких наличествующих объектов. Суть этого процесса – фокусирование, концентрирование сознания. Внимание приводит к отвлечению от некоторых вещей для того, чтобы можно было эффективно заняться другими. Состояние внимания противоположно рассеянному, затемненному состоянию.» Уильям Джеймс [James, 1890]

"Оно [внимание] … выступает в роли стратега, т.е. направителя и организатора, руководителя и контролера боя, не принимающего, однако, непосредственного участия в самой схватке". Л. С. Выготский [1922] "Внимание своего особого содержания не имеет; оно проявляется внутри восприятия, мышления. С. Л. Рубинштейн [1946] Неотделимость внимания от других психических процессов резко затрудняет его исследование на физиологическом уровне. Физиологические исследования внимания проводятся лишь на протяжении нескольких последних десятилетий.

Некоторые формы внимания (определяются в зависимости от методики эксперимента на людях и на животных): Селективное – концентрация на одном объекте Распределенное – распределение внимания на несколько объектов (не известно, действительно ли оно распределяется или многократно и часто переходит между объектами) Непрерывное (бдительность) – длительная концентрация на объекте, и подготовительное (антиципирующее) – ожидание стимула Скрытое – в методиках, предусматривающих перемещение фокуса зрительного внимания независимо от фокуса взгляда.

Основными видами внимания являются непроизвольное и так называемое произвольное внимание. Непроизвольное внимание связано с рефлекторными установками. Оно устанавливается и поддерживается независимо от сознательного намерения человека. Свойства действующих на него раздражителей, их интенсивность или новизна, эмоциональная окрашенность, связь с влечениями, потребностями или интересами приводит к тому, что определенные предметы, явления или лица завладевают нашим вниманием и приковывают его на время к себе. Это первичная форма внимания. Она является непосредственным и непроизвольным продуктом интереса. От непроизвольного внимания отличают произвольное. …Произвольное внимание - это сознательно направляемое и регулируемое внимание, в котором субъект сознательно избирает объект, на который оно направляется. Этот термин служит для обозначения того центрального по своему значению факта, что познание человека, как и его деятельность, поднимается до уровня сознательной организованности, а не совершается лишь самотеком, стихийно, под властью извне действующих сил. Так называемое произвольное внимание имеет место там, где предмет, на который направляется внимание, сам по себе его не привлекает… Непроизвольное внимание обычно представляется как пассивное, произвольное - как активное (Джеймс). Первое направляют независящие от нас факторы: внезапно раздавшийся шум, яркая окраска, ощущение голода; второе направляем мы сами. С. Л. Рубинштейн. Основы общей психологии. СПб., 1998.

В современной нейрофизиологической литературе выделяют две приблизительно аналогичных понятия – две формы индукции внимания (хотя понятие «сознание» здесь намеренно не используется): - Восходящее влияние («bottom-up» influence) - под воздействием сенсорной стимуляции процесс распространяется от структур низкого уровня (в том числе стволовые сенсорные образования и стволовая ретикулярная формация) вверх (на кору больших полушарий). - Нисходящее влияние («top-down» influence) - высшие области (префронтальные и другие области коры больших полушарий) запускают некоторый процесс, распространяющийся на мозговые структуры более низкого уровня.

СетьФункцияСтруктуры мозга Сеть исполнения и контроля Выбор цели и управление поведением, направленным на эту цель; детекция ошибок; разрешение конфликтов; подавление рефлекторных реакций Медиальные области лобной доли, включая переднюю часть поясной извилины и дополнительную моторную область; Передняя дорсолатеральная область лобной доли (префронтальная кора); Базальные ганглии (стриарная система) – в особенности хвостатое ядро Сеть пробуждения Состояние бодрствования и готовности к действиям Правая лобная доля (в особенности верхняя часть поля 6); Правая теменная доля; Голубое пятно (источник норадреналина); Холинергические ядра (добавлено мной - БЧ) Сеть ориентирования Ориентировочная реакция на сенсорные стимулы Теменная доля; Веретеновидная (фузиформная) извилина (при зрительной стимуляции) Согласно точке зрения М.Познера (сформировавшейся на основе томографических и энцефалографических экспериментов на людях) в мозге человека существуют три нервные сети внимания:

В настоящее время распространена точка зрения, что во внимании огромную роль играет синхронизация между областями мозга на высоких частотах (в особенности на частотах гамма-ритма, Гц). Такая синхронизация теоретически позволяет создавать определенные каналы обмена информацией между конкретными областями коры, настроенные на определенный характер передаваемой информации – и благодаря этому обеспечить обработку одних сигналов и игнорирование других другие. Синхронизация разряда нейронов на частоте гамма- ритма возможно лишь при достаточном уровне возбуждения в них, которое поддерживается медиаторами системы бодрствования, из которых, видимо, особенно важны ацетилхолин и норадреналин.

Сознание: «трудная проблема»

В классическом виде психофизическая проблема была сформулирована французским мыслителем XVIII века Рене Декартом. Декарт считал, что мир состоит из двух субстанций: материальной и духовной. При этом основным атрибутом материи является протяженность, а основным атрибутом духа мышление. С этой точки зрения, человек представляет из себя сочетание протяженного тела и мыслящего духа. Такая позиция стала известна как психофизический дуализм. Психофизическая проблема в постановке Декарта формулируется так: Как в человеке соотносится его тело и дух, каким образом они коррелируют друг с другом? В современной философии психофизическая проблема определяется как вопрос о соотношении ментальных состояний (наших мыслей, желаний, чувств и т. п.) и физических состояний мозга.

Сознание без мозга не существует, а без поведения его невозможно распознать. Хосе Дельгадо

Мозги в бочке - один из классических мысленных экспериментов, обсуждающихся в современной философии сознания. Вопрос состоит в том, можно ли с помощью непосредственно воздействия на мозг (электрического или иного?) и регистрации сигналов от него создать субъективное ощущение бытия.

ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ Дэвид Чалмерс, известный современный австралийский философ, выделил два класса проблем: I. «Легкие» проблемы: Как человек различает сенсорные воздействия и реагирует на них? Как мозг интегрирует множество видов информации? Как эта информация используется для управления поведением? Как человек сообщает о том, что достигает его сознания? II. «Трудная» проблема: Как физические процессы в мозге приводят к возникновению сознательных переживаний?

Вегетативное состояние и состояние минимального сознания при тяжелых мозговых травмах

В вегетативном состоянии пациент дышит и поддерживает другие вегетативные физиологические функции (включая пищеварение, суточный ритм чередования сна и бодрствования), у него также сохраняются простейшие рефлекторные движения, однако в этом состоянии полностью отсутствуют любые проявления сознания и произвольные движения (в том числе нет движений глаз, сопровождающих рассматривание картинки у здорового человека). В отличие от комы, вегетативное состояние может быть хроническим и длиться годами (при обеспечении соответствующего ухода – кормление полужидкой пищей, смена памперсов и т.п.). В состоянии минимального сознания пациент проявляет отдельные признаки сознания и произвольных движений – например, способен активно рассматривать картинку, произвести хотя бы легкое сжатие кисти по речевой инструкции.

Разнообразие различных состояний сознания определяется как минимум двумя независимыми параметрами: уровнем самоосознания и уровнем бодрствования. Оба параметра близки к нулю в состоянии общего наркоза и комы. Оба параметра максимальны у здорового человека при бодрствовании. В вегетативном состоянии уровень бодрствования нормален, а уровень самоосознания близок к нулю.

При вегетативном состоянии в мозге обнаруживается отчетливое снижение метаболической активности, измеряемое по скорости усвоения глюкозы в ткани. У пациентов в вегетативном состоянии значительно менее активны области префронтальной и теменной коры (показаны пурпурным цветом). Эта дисфункция может быть результатом повреждения коры или нарушения связей (красные стрелки) между корой и таламусом. Вероятно, эти связи критически необходимы для самоосознания.

Изображения, полученные при функциональном томографическом исследовании поврежденного мозга 23-летней женщины (вверху), демонстрируют активацию моторной области в ответ на обращенную к пациентке просьбу представить себе игру в теннис, и активацию областей мозга, связанных с ориентацией в пространстве, когда ее попросили представить себе, что она идет по своему дому. Сходные реакции можно увидеть и у здоровых контрольных испытуемых (внизу). Это говорит о том, что женщина начала переходить из вегетативного состояния в состояние минимального сознания (в момент исследования она по всем видимым признакам еще находилась в вегетативном состоянии, т.е. не проявляла никаких реакций, кроме чисто рефлекторных).

Теории сознания

«Глобальное рабочее пространство» в теории Баарса представляет собой некий «центральный узел обмена информацией», который получает сигнал от входных процессоров (это происходит под управлением внимания, которое разрешает вход лишь от части конкурирующих входных процессоров, а не от всех сразу), а затем распределяет этот сигнал одновременно по большей части мозга. Каждый из процессоров – это участок мозга, способный функционировать самостоятельно (вне сознания). Сознание есть результат объединения некоторых из конкурирующих процессоров в единую систему обработки информации.

В теории Баарса мозг рассматривается как состоящий из множества различных параллельно работающих процессоров над символическими репрезентациями, поступающими им на вход. Гибкость модулей заключается в их способности комбинироваться и образовывать новые процессоры, которые могут решать новые задачи, а также распадаться на меньшие составляющие процессоры. Баарс рассматривает мозг как большую группу распределенных частичных процессоров, высоко специализированных систем, функционирующих большую часть времени на бессознательном уровне. По крайней мере, некоторые из этих частичных процессов могут быть представлены на сознательном уровне, когда они организуются и образуют глобальные процессы. Глобальные процессы предоставляют сознанию информацию и образуются в ходе борьбы и кооперации частичных процессоров. (см. Baars BJ. A cognitive theory of consciousness. Cambridge: Cambridge University Press; 1988.) По Пелед А., Гева А.Б. Мозговая организация и психическая динамика

В исходной версии теории Баарса предполагалось, что образование глобального рабочего пространства связано с деятельностью неспецифических ядер таламуса и ретикулярной формации. В настоящее время большая роль в этом процессе отводится длинным кортико-кортикальным связям, в особенности связям префронтальной коры с ассоциативной теменной корой и с поясной извилиной.

Современные нейрофизиологические теории сознания: В основе этих теорий лежат представления, согласно которым каждый стимул и каждое внутреннее переживание связаны с согласованной активацией некоторой распределенной группы нейронов (вероятно, это миллионы нейронов, но далеко не весь мозг), причем в каждую группу одновременно входят нейроны из различных удаленных друг от друга областей мозга. Каждому стимулу, каждому впечатлению, каждому внутреннему состоянию сознания соответствует некоторое уникальное объединение нейронов. Каждый отдельный нейрон может в разное время входить в разные объединения. Время жизни каждого такого объединения – не более несколько десятых долей секунды, и они быстро сменяют друг друга.

Согласно большинству современных теорий, объединение нейронов в группу может происходить за счет синхронизации их разряда на частоте гамма-ритма (в области 40 Гц у человека). Примечание: подразумевается приблизительно тот же самый механизм синхронизации, который, предположительно, обеспечивает «связывание». Взаимодействие нейронов в ансамбле возможно лишь при достаточном уровне возбуждения в них, которое поддерживается медиаторами системы бодрствования. При отсутствии этих медиаторов (например, во время сна) или при торможении активности нейронов (например, во время наркоза) нейроны уже не могут эффективно взаимодействовать, в результате чего объединения становятся меньше или не образуются вовсе. Сознание при этом исчезает.