Физиология высшей нервной деятельности Сознание человека: философский и физиологический подходы 2012-13. - презентация

1 Физиология высшей нервной деятельности Сознание человека: философский и физиологический подходы

2 Сознание: «трудная проблема»

3

4 Психофизиологическая проблема – проблема связи между физиологическими процессами (в мозге) и психическими процессами. «В какой степени психика определяется процессами в мозге?» Психофизическая проблема – проблема связи между физическими явлениями (во внешней среди) и психическими процессами. «В какой степени психика (восприятие) определяется событиями во внешней среде?» Обе проблемы тесно связаны и часто рассматриваются вместе (под названием «психофизическая проблема»).

5 В классическом виде психофизиологическая 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 психофизиологический (психофизический) дуализм. Психофизиологическая проблема в постановке Декарта формулируется так: Как в человеке соотносится его тело и дух, каким образом они коррелируют друг с другом? В современной философии психофизиологическая проблема определяется как вопрос о соотношении ментальных состояний (наших мыслей, желаний, чувств и т. п.) и физических состояний мозга.

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

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

8 Кохлеарный имплантат

9 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?

10 Вегетативное состояние и состояние минимального сознания при тяжелых мозговых травмах

11 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.

12 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. Стивен Лорис (Steven Laureys)

13 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.

14 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).

15 Теории сознания

16 «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.

17 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

18 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.

19 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.

20 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.

21

22