Психофизиологические механизмы ощущений

Был проведен эксперимент с целью сопоставления количественных показателей, описывающих ответ на поступивший сигнал. Участник эксперимента решал задачу различения интенсивности двух близких по силе раздражителей (в одной серии — зрительных, в другой — кожных). В ходе опыта фиксировали активность мозга в виде так называемых вызванных потенциалов (ВП), иными словами — электрическую реакцию на внов

ь поступивший от анализаторов чувств сигнал. Она представляет собой сложное по форме колебание, состоящее из ряда последовательных компонентов. Важно было понять, какие информационные процессы мозга они отражают [6, с.9].

Предыдущими исследованиями было установлено: ранние компоненты ВП отражают в основном физические параметры стимула, а поздние — его значимость. Для определения количественных параметров ощущений использовали методы теории обнаружения сигнала, рассматривающей восприятие как результат взаимодействия сенсорных и мотивационных факторов.

Получив соответствующие данные, Иваницкий А.М. вычислил соотношения корреляции между ними. Наиболее существенной оказалась взаимозависимость промежуточных волн вызванных потенциалов с обоими факторами восприятия: показателем сенсорной чувствительности и критерием решения. Эта двойная корреляция отражала, таким образом, синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах так называемой проекционной коры, куда поступают сигналы от анализаторв. Пиковая латентностъ (время от момента воздействия раздражителя до появления ответной реакции) волн вызванных потенциалов составила около 150 мс.

Принципиально важно, что этот временной интервал достаточно точно совпал со скоростью возникновения ощущений, впервые измеренной еще в 20-30-е годы XX в. в психофизических опытах с использованием феномена «обратной маскировки» [7, с.184].

Суть ее в следующем: если после первого слабого стимула через короткий интервал следует второй, более сильный, первый сигнал не воспринимается. Постепенно увеличивая паузу между слабым и сильным (маскирующим) сигналами, можно найти интервал, при котором маскирующий эффект исчезает, так как ощущение на первый сигнал уже сформировано. Было установлено: ощущение появляется примерно через 150 мс после действия стимула.

Наиболее же достоверные данные (кстати, близкие к приведенным выше) были получены в 1990-х годах, когда в качестве маскирующего сигнала использовали прямую стимуляцию коры коротким магнитным импульсом. При этом эффект маскировки возникал лишь в случае приложения магнитного импульса к проекционной (в данном случае зрительной) коре, т.е. только там, где наблюдалась описанная выше двойная корреляция волн вызванных потенциалов с показателями восприятия. Все эти данные свидетельствовали: ощущение возникает значительно позднее прихода сенсорных импульсов в кору, что занимает всего около 30 мс. Следовательно, ощущение — результат сложной организации нервных процессов, которая и была исследована Иваницким А.М.

Основываясь на данных о физиологическом генезе волн вызванного потенциала, был описан механизм, обеспечивающий синтез информации. Он включал кольцевое движение возбуждения из проекционной коры в ассоциативную (височную для зрительных стимулов), затем в область гиппокампа (Гиппокамп - структура головного мозга в основании височной доли полушарий; входит в состав лимбической системы; участвует в эмоциональных реакциях и механизмах памяти. Этот цикл Иваницкий определил как «круг ощущений» (Приложение 3). Он позволяет сравнивать сенсорный сигнал со сведениями, извлеченными из памяти, что предположительно лежит в основе перехода физиологического процесса на уровень психического, субъективного переживания. В итоге возникшее ощущение не только точно передает физические характеристики стимула, но и эмоционально окрашено. Описанная концепция получила название гипотезы информационного синтеза. В последующие годы она нашла подтверждение во многих исследованиях. Независимо от данных, полученных Иваницким, сходные положения высказал американский ученый Джералд Эдельман (нобелевский лауреат 1972 г. за описание структуры антител), разработавший нейробиологическую теорию сознания (в основе ее лежит идея «повторного входа») [7, с.187].

Помимо информационного синтеза возврат возбуждения в кору обеспечивает и интеграцию отдельных признаков стимула в единый образ. Важную роль в последнем процессе играет гамма-ритм электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с частотой около 40 Гц. Синхронизация биопотенциалов мозга на определенном ритме способствует объединению нейросетей в единую систему, что необходимо для поддержания сознания.

Таким образом, определим ключевые моменты этой концепции. Как уже было сказано, она описывает мозговые механизмы оценки сигналов. Эта оценка основана на двух видах информации о стимуле: его физических параметрах и сигнальной, т.е. биологической значимости. Анализ свойств стимула по этим параметрам связан с функцией различных мозговых структур, а соответствующая информация поступает к корковым центрам по различным путям.

Поступление в кору двух видов информации о стимуле имеет определенную, строго выдержанную во времени последовательность. Наиболее эффективно эти процессы могут быть изучены у человека методом вызванных потенциалов.

Сам вызванный потенциал - это сигнал прихода в кору определенной информации. Поэтому его анализ с информационной точки зрения не "фантазия", а естественная необходимость. Такой анализ может быть проведен на основании данных о генезе вызванного ответа и его отдельных волн. Эти данные указывают на неоднородность вызванного потенциала: различные его волны связаны с функцией различных мозговых структур.

Первая из указанных групп волн ВП имеет сенсорное происхождение. Для наиболее ранних из этих волн в последнее время были получены прямые доказательства их эквивалентности волнам первичного ответа у животных, сенсорное происхождение которых хорошо изучено. Другие, более поздние компоненты первой группы волн ВП также имеют преимущественно сенсорный генез, хотя некоторые авторы и рассматривают их как аналог ассоциативного ответа. Во всяком случае, они связаны, очевидно, с процессами, развивающимися в пределах данного анализатора.

Можно отметить, что метод ВП стал одним из основных для изучения у человека сложных процессов переработки стимульной информации. Ведется эффективный поиск механизмов восприятия сложных изображений и словесных сигналов, процессов селективного внимания, памяти, элементарных мыслительных операций.

Анализ раздражений происходит в определенной последовательности. Сначала стимулы анализируются по их физическим характеристикам, а затем на основе сопоставления этих характеристик с памятью происходит определение значимости стимулов для организма. Синтез информации о физических и сигнальных характеристиках стимула осуществляется в корковых центрах. Он является основой комплексной оценки сигналов, на базе которой происходит выработка целенаправленного поведения. Информационный синтез играет важную роль в осуществлении психических функций, в первую очередь ощущения и восприятия.

 Скачать реферат