Современные методы изучения мозга

Нижегородский институт менеджмента и бизнеса

Практическое задание

по предмету

психофизиология

Выполнила: студентка 29-У группы

Азарова С.В.

Проверила: преподаватель

Половинкина Е.О.

2012 г.

Современные методы изучения мозга

Для современной физиологии нервной системы характерен комплексный методический подход, т. е. исследование закономерностей деятельности мозга с помощью различных взаимодополняющих методов. Широко применяются кибернетические, нейрофармакологические, электроэнцефалографические, электрофизиологические, биохимические, гистохимические и многие другие методы исследования. Особое место в исследовании нервной деятельности имеют электрофизиологические методы, получившие широкое развитие лишь в последние десятилетия. Этим методам, принадлежит большое будущее в изучении нейрофизиологических и психических реакций человека. Рассмотрим сущность этих методов. Как уже указывалось, деятельность каждой нервной клетки, как и любой клетки нашего тела, сопровождается образованием электрического тока, называемого биотоком клетки. Этот электрический ток нейрона ничтожно мал и составляет миллионную долю от величины электрического тока, освещающего наши дома. Тем не менее его можно измерить и записать с помощью современной усилительной электронной аппаратуры и специальных микроэлектродов. С помощью более крупных электродов можно отводить биотоки от нейронных групп. В мозг человека можно вживлять десятки таких электродов. Подобные приемы позволяют электрофизиологам раздражать электрическим током, вполне соизмеримым с величиной естественных биотоков, различные структуры головного мозга с целью «пробудить их дремлющие функции или ослабить их чрезмерную активность». Электрическое раздражение наносят с помощью специальных приборов - электростимуляторов, а введение электродов в заранее заданные точки мозга осуществляют стереотаксиче-ским прибором, определяющим «широту» и «долготу» пораженного мозгового образования. Использование подобного лечения оказалось эффективным при различных заболеваниях: злокачественных опухолях головного мозга, шизофрении и других психических нарушениях. Этот метод совершенно безопасен и уже был использован для лечения тысяч больных. В процессе подобной терапии можно проводить изучение роли различных нервных структур в психической деятельности человека. Электрическую активность мозга можно записать и с поверхности черепа человека и животных. В данном случае изучение биоэлектрической активности коры больших полушарий у взрослого и ребенка проводят без хирургического вмешательства. С помощью специальных приспособлений электроды прижимают к поверхности кожи головы, после чего на электроэнцефалографе осуществляют запись энцефалограмм. Анализ этих энцефалограмм свидетельствует о том, что биотоки мозга не только отражают возрастные особенности функциональной деятельности мозга, но и позволяют судить о процессах, проходящих в нем в каждый момент времени. Еще более информативным является метод энцефалоскопии, в этом случае бумажная лента - энцефалограмма заменена телеэкраном, на котором динамика корковых процессов возбуждения проявляется в виде вспыхивающих и гаснущих точек. В последние годы стал развиваться новый, электрофизиологический метод исследования головного мозга - метод регистрации медленных электрических потенциалов (МЭП), позволяющий определять электрические колебания, протекающие в мозге в течение секунд, минут и даже часов. В этом отличие метода регистрации МЭП от электроэнцефалографии и энцефалоскопии, регистрирующих биоэлектрические ритмы мозга, природа колебания которых измеряется долями секунды (0,01 - 1 с). По мнению некоторых ученых, именно МЭП отражает состояние тех нервных структур головного мозга, которые регистрируют общую активность человека в физической и психической деятельности и обеспечивают необходимый уровень вегетативных функций (Н. П. Бехтерева, В. А. Илюхина, Н. А. Аладжалова). Методы электрораздражения, дополненные записями биотоков отдельных нейронов, электроэнцефалографией и энцефалоскопией, являются мощным инструментом познания «тайн» физиологических механизмов психической деятельности человека. Еще более расширились границы этих методов в связи с использованием ЭВМ для анализа и расшифровки нейрограмм и энцефалограмм. Важное место в изучении высшей нервной деятельности имеет также фармакологический метод, связанный с введением в организм различных препаратов, влияющих на нейрофизиологические и психические процессы. Влияние фармакологических веществ на функции центральной нервной системы объясняется их способностью изменять функциональное состояние нервных структур и характер протекания основных нервных процессов: возбуждения и торможения. В настоящее время стали возможными локальные инъекции микродоз лекарственных препаратов в нейронные образования головного мозга. Этот метод дает ценную информацию о механизмах нервных процессов, роли отдельных структур мозга в регуляции низшей и высшей нервной деятельности и используется с лечебной целью. Наконец, в последние годы для изучения функциональной деятельности мозга стали использовать приемы моделирования и математического описания деятельности отдельных нейронов, их ансамблей и целостного мозга. Это так называемый кибернетический метод, подаривший ученым не только массу ценных сведений, но и новый раздел физиологии нервной системы - нейрокибернетику.

Понятие о функциональном состоянии. Виды функциональных состояний

Функциональное состояние - интегральный комплекс наличных характеристик тех качеств и свойств организма или отдельных его систем и органов, которые прямо или косвенно определяют деятельность человека. Ф. с. - тоническая составляющая активности отдельных систем, органов или целостного организма, обеспечивающая реагирование на внешние и внутренние воздействия.

Функциональное состояние мозга - характеристика его активности, определяемая процессами, осуществляющимися на разных уровнях. Понятие функционального состояния может относиться как к отдельным нейронам, нервным центрам, так и к целостному мозгу. Само слово "состояние" отражает относительную длительность протекающих процессов - тоническую составляющую активности. В регуляции Ф. с. м. важная роль принадлежит модулирующей системе ствола мозга, лимбическим структурам и лобным отделам коры больших полушарий. Континиум функциональных состояний включает 2 стадии бодрствования и 5 стадий сна.

Функциональное состояние человека - интегративная характеристика состояний человека с точки зрения эффективности выполняемой им деятельности и задействованных в ее реализации систем по критериям надежности и внутренней цены деятельности.

Рассматривая виды Ф. с. по отношению к деятельности, выделяют два класса Ф. с.: 1) состояние адекватности всей системы и каждого звена оптимальны и точно соответствуют требованиям деятельности;

) состояние динамического рассогласования, при котором система или не полностью обеспечивает деятельность, или работает на излишне высоком уровне напряжения.

Исходным эталоном оценки Ф. с. является состояние спокойного (пассивного) бодрствования (оперативного покоя). По критерию динамики состояния в процессе труда выделяют состояние работоспособности (мобилизации, первичной реакции, гиперкомпенсации, компенсации, субкомпенсации, декомпенсации и срыва). По критерию оценочного отражения описывают эмоциональные состояния. При выраженном рассогласовании Ф. с. с условиями и требованиями деятельности говорят об экстремальных состояниях. При оценке степени отклонения Ф. с. от исходного выделяют реактивные, пограничные и патологические состояния. Различают множество частных состояний (например, утомления, теплового напряжения, водного истощения).

Строение и функции ретикулярной формации

Ретикулярная формация (РФ)- совокупность нейронов отростки которых образуют своеобразную сеть в пределах центральной нервной системы. РФ открыта Дейтерсом, обнаружена в стволе мозга и спинном мозге. Основную роль выполняет РФ ствола мозга. РФ занимает центральную часть на уровне продолговатого мозга, варолиевого моста, среднего и промежуточного мозга. Нейроны РФ - клетки разнообразной формы, они имеют длинные ветвящиеся аксоны и длинные неветвящиеся дендриты. Дендриты образуют синапсы на нервных клетках. Некоторые дендриты выходят за пределы ствола мозга и доходят до поясничного отдела спинного мозга - они образуют нисходящий ретикулоспинальный путь. РФ имеет связи с различными отделами центральной нервной системы: в ретикулярную формацию поступают импульсы от различных афферентных нейронов. Они поступают по коллатералям других проводящих путей. РФ не имеет непосредственных контактов с афферентной системой; РФ имеет 2-х сторонние связи с нейронами спинного мозга - в основном с мотонейронами; с образованиями ствола мозга (с промежуточным и средним мозгом); с мозжечком, с подкорковыми ядрами (базальными ганглиями), с корой больших полушарий. В РФ ствола мозга различают 2 отдела: растральный - РФ на уровне промежуточного мозга; каудальный - РФ продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Изучены 48 пар ядер РФ.

Функции ретикулярной формации: РФ обладает нисходящим и восходящим влиянием. Нисходящее влияние - на нейроны спинного мозга. Оно (влияние) может быть активирующим и тормозным. Восходящее влияние - на нейроны коры головного мозга - тоже тормозное и активизирующее. За счет особенности своих нейронов РФ способна изменять функциональное состояние нейронов центральной нервной системы. Особенности нейронов РФ: постоянная спонтанная электрическая активность - обеспечивается гуморальным влиянием и влиянием вышележащих отделов центральной нервной системы. Эта активность не имеет рефлекторного происхождения; явление конвергенции - к РФ идут импульсы по коллатералям различных проводящих путей. Сходясь к телам одних и тех же нейронов импульсы теряют свою специфичность; импульсы, поступая к нейронам ретикулярной формации, изменяют ее функциональную активность - если нейроны обладают выраженной электрической активностью, то под влиянием афферентных импульсов электрическая активность уменьшается и наоборот, т. е. модулируется активность нейронов ретикулярной формации; у нейронов РФ низкий порог раздражения и, как следствие, высокая возбудимость; у нейронов РФ высокая чувствительность к действию гуморальных факторов: биологически активных веществ, гормонов (адреналина), избытку СО2, недостатку О2 и т. д.; в состав ретикулярной формации входят нейроны с различными медиаторами: адренэргические, холин, серотонин, дофаминэргические.

Строение и функции лимбической системы

В лимбическую систему включаются области коры больших полушарий (лежащих медиально от передней части gyrus cinguli), induseum griseum, area entorhinalis, nucleus amygdalal, area septalis, gyrus hippocampi. Архитектонически и филогенетически эти области соответствуют комплексу древней и старой коры. Отдельные структуры лимбической системы, несмотря на различное их строение, связаны между собой. Раздражение любого пункта лимбической области электрическим током или химическим веществом вызывает ответную реакцию во всех ее отделах. Лимбическая система имеет многочисленные связи с другими структурами мозга. При тактильных, болевых, вегетативных, зрительных и других разоружениях регистрируются биоэлектрические ответы лимбической системы. Афферентные пути к гиппокампу от восходящей ретикулярной формации, гипоталамуса и интраламинарных ядер зрительных холмов идут по септо-гиппокамповым связям. Анатомически и функционально существуют тесные взаимоотношения между неокортексом и лимбической системой. Электрическое раздражение лимбической системы активирует неокортекс; это говорит о том, что в лимбической системе, подобно ретикулярной формации, существует механизм, вызывающий диффузную активацию неокортекса.

Афферентные стимулы, вызывающие активацию неокортекса, которая выражается в десинхронизации биоэлектрической активности в лимбической системе, обусловливает возникновение медленных волн с высоким вольтажем. Реакция активации в гиппокамповой зоне появляется раньше, чем реакция активации в неокортексе, и отличается большей устойчивостью к угнетающе действующим веществам. Mac Lean охарактеризовал лимбическую систему с функциональной стороны и высказал научно обоснованное предположение, что она играет роль в возникновении и течении эмоциональных реакций. Стимулирование определенной части лимбической системы вызывает изменения дыхания, кровяного давления, сердечной деятельности, тонуса кишечника и других вегетативных явлений, сопутствующих эмоциональным реакциям. Лимбическая система регулирует и более сложные рефлекторные реакции. Penfield и Milner наблюдали больных, у которых после удаления темпоральной области коры по поводу психомоторных припадков возникал корсакоподобный синдром (потеря способности запоминания текущих событий).

Сновидения, их происхождение, значение. Индивидуальные особенности

Сновиде?ние - субъективное восприятие <#"justify">

Виды памяти классифицируются по различным основаниям. По характеру психической активности, преобладающей в деятельности, выделяют: двигательную, образную, эмоциональную, словесно-логическую, (вербальную) память. Образная память, в свою, очередь подразделяется в зависимости от ведущего анализатора: зрительную, слуховую, осязательную,

обонятельную, вкусовую. У разных субъектов, в зависимости от ведущей модальности может доминировать один из этих типов. Эйдетизм (от греч. eidos - образ) - разновидность образной памяти, выраженная в сохранении ярких, наглядных образов предметов по прекращении их воздействия на органы чувств. Обладающий эйдетизмом человек не воспроизводит в памяти воспринимавшиеся им предметы, а продолжает как бы видеть их. Эмоциональная память хранит следы эмоций, чувств, переживаний и играет важную роль в обеспечении процесса программирования поведения по удовлетворению потребностей. Содержаниями словесно-логической памяти выступают мысли, идеи, понятия, знания, концепты, т.е. любые продукты мыслительной деятельности, выраженные в вербальной форме. Иногда выделяются также: память на движения (моторная) и память на слова (вербальная). По продолжительности закрепления и сохранения материала (или по установке на длительность сохранения) различают: кратковременную, долговременную, оперативную. Кратковременная память - это подсистема памяти, обеспечивающая непродолжительное удержание и оперативное преобразование сенсорной информации, поступающей от органов чувств или из долговременной памяти. От кратковременной следует отличать оперативную память. Оперативная память - это подсистема памяти, поддерживающая конкретные действия и операции во время их осуществления. Долговременная память - подсистема памяти, обеспечивающая продолжительное - от часов до десятилетий - удержание знаний, сохранение умений и навыков.

Взаимодействие различных видов памяти показано в таблице:

Это одна из концепций памяти, описывающая особенность взаимосвязанной работы кратковременной и долговременной памяти, включающей вытеснение, повторение и кодирование как частные процессы, составляющие работу памяти.

Иногда как самостоятельный вид рассматривается сенсорная память (иконическая, эхоическая и др.) - гипотетическая подсистема памяти, обеспечивающая удержание в течение очень короткого времени (обычно менее одной секунды) продуктов переработки сенсорной информации, поступающей в органы чувств. Предполагается, что в сенсорной памяти удерживаются физические признаки информации; это отличает ее от кратковременной и долговременной памяти, с их соответственно вербально-акустическим и семантическим кодированием. Данное отличие имеет условный характер, так как сохранение физических признаков может быть долговременным, а выделение семантических характеристик возможно уже на относительно ранних этапах обработки сенсорного материала. Необходимое условие перевода материала из сенсорной в кратковременную память - обращение на него внимания.

В зависимости от целей деятельности память подразделяется на: произвольную и непроизвольную. Непроизвольная память - это запоминание и воспроизведение при отсутствии осознанной цели что-либо запомнить или вспомнить. Произвольная память - это запоминание и воспроизведение, направляемые сознательной целью запомнить и требующие волевого усилия.

По степени осмысления запоминаемого материала память бывает: механическая и смысловая. Механическая память осуществляется как простая функция повторения без установления ассоциативных и смысловых связей.

Смысловая память предполагает установление и запоминание смысловых связей между понятиями.

нервный система эмоция ретикулярный

Теории восприятия

Восприятие (перцепция, от лат. <#"justify">1.Сознание - совокупность знаний об окружающем нас мире. В структуру сознания входят познавательные важнейшие процессы, с помощью которых человек постоянно обогащает свои знания. Нарушение, расстройство или распад любого из познавательных процессов неизбежно становятся расстройством сознания.

. Закреплённое в сознании отчётливое различение субъекта от объекта, т.е. того, что принадлежит «я» человека и его не «я». Отделение «я» от не «я» - путь, который проходит каждый человек в детстве, осуществляется в процессе формирования самосознания человека.

. Сознание обеспечивает целеполагающую деятельность человека. Невозможность осуществлять целеполагающую деятельность, её координацию и направленность в результате болезни или по каким-то иным причинам рассматриваются как нарушение сознания.

Сознание характеризуется также рядом специфических свойств. Одно из них - осмысленность представляемого человеком или осознаваемого им, т.е. его словесно-понятийная означенность, наделённость определённым смыслом, связанным с человеческой культурой. Второе свойство состоит в том, что в сознании отражаются лишь основные, главные характеристики предметов, событий и явлений. Сознание тесно связано с речью. Сознание позволяет нам с помощью языка не только выразить свои внутренние состояния, но и сообщить объективную информацию об окружающем мире.

Ещё одной особенностью сознания является наличие в нём интеллектуальных схем. Под схемой имеется в виду определённая умственная структура, в соответствии с которой человек воспринимает, перерабатывает и хранит информацию об окружающем мире и самом себе. Схемы включают в себя правила, понятия, логические операции, которые люди используют для приведения имеющейся у них информации в порядок. Это выражается в отборе, классификации информации, отнесении её в ту или иную категорию. Сознание существует не только в словесной форме, но и в образной форме. В этом случае оно связано с использованием второй сигнальной системы, преобразующей соответствующие образы (искусство, литература, музыка). Эти образы выступают как формы отражения действительности, но не в абстрактной, как это свойственно науке, а в образной форме. Сознание управляет самыми сложными формами поведения, требующими постоянного внимания и сознательного контроля, и включается в действие в следующих случаях: а) когда перед человеком возникают неожиданные, интеллектуально сложные проблемы, не имеющие очевидного решения; б) когда человеку требуется преодолеть физическое или психологическое сопротивление на пути движения мысли или телесного органа; в) когда необходимо осознать и найти выход из какой-либо конфликтной ситуации, которая сама собой разрешиться не может без волевого решения; г) когда человек неожиданно оказывается в ситуации, содержащей в себе потенциальную угрозу для него, в случае неиспользования каких-либо немедленных мер и действий.

Теории сознания высшего порядка (англ. <#"justify">·Ментальные состояния низшего порядка (НП) - ощущения, восприятия, которые происходят вследствие влияния на органы чувств объектов внешнего мира.

·Ментальные состояния высшего порядка (ВП), которые в качестве объекта, на который они направлены, берут любые другие ментальные состояния.

·Ментальные состояния НП становятся сознательными только тогда, когда они становятся объектом ВП ментальных состояний. Само по себе НП ментальное состояние, если оно не попадёт в поле внимания ВП ментальных состояний, сознательным не станет. То есть я не буду осознавать большинство привычных, часто повторяющихся ощущений, например, ощущение того, какие именно клавиши чувствуют мои руки, когда я печатаю «вслепую».

Психофизиология речи, ее значение. Развитие речи в онтогенезе

Нет более совершенного психофизиологического инструмента, чем речь, которую люди используют для обмена мыслями, сообщениями, приказами, переживаниями и т.п. По определению, речь - это исторически сложившаяся форма общения людей посредством языка. У каждого участника речевого общения механизм речи обязательно включает три основных звена: восприятие речи, ее продуцирование и центральное звено, именуемое "внутренней речью". Таким образом, речь является разноэлементным и многозвенным психофизиологическим процессом. Этот процесс основан на работе различных анализаторов <javascript:void(0);> (слухового, зрительного, тактильного и двигательного), с помощью которых происходит опознание и порождение речевых сигналов. Способность человека к анализу и синтезу звуков речи тесно связана с развитием фонематического слуха, т.е. слуха, обеспечивающего восприятие и понимание фонем данного языка. В свою очередь речевое общение опирается на законы конкретного языка, которые диктуют систему фонетических, лексических, грамматических и стилистических правил. Важно подчеркнуть, что речевая деятельность это не только восприятие речевых сигналов и произнесение слов. Полноценное речевое общение предполагает также и понимание речи для установления смысла сообщения. Среди когнитивных процессов речь занимает особое место, поскольку, включаясь в разнообразные познавательные акты (мышление, восприятие, ощущение), она способствует "оречевлению" информации, получаемой человеком. Однако до сих пор не ясны механизмы того, как один человек материализует свою мысль в поток звуков, а другой, восприняв этот звуковой поток, понимает обращенную к нему мысль. Тем не менее естественно-научный подход к изучению речи имеет свою историю. Видное место здесь принадлежит представлениям, сложившимся в русле физиологии ВНД.

Известны две концепции, относящиеся к проблеме функциональной специализации полушарий в онтогенезе: эквипотенциальности полушарий и прогрессивной латерализации <javascript:void(0);>. Первая предполагает изначальное равенство, или эквипотенциальность, полушарий в отношении всех функций, в том числе и речевой. В пользу этой концепции говорят многочисленные данные о высокой пластичности <javascript:void(0);> мозга ребенка и взаимозаменяемости симметричных отделов мозга на ранних этапах развития.

Речевое развитие проходит три этапа.

период - довербальный - приходится на первый год жизни и включает в себя стадии гуления, лепета. В ходе довербального общения с окружающими складываются предпосылки речевого развития. Условием, обеспечивающим овладение речью, является формирование избирательной восприимчивости к речи окружающих - предпочтительное выделение ее среди других звуков. Возникает чувствительность к фонематическим характеристикам звучащей речи. Довербальный этап развития речи завершается освоением ребенком понимания простейших высказываний взрослого, возникновением пассивной речи.

период - переход ребенка к активной речи. Он приходится обычно на второй год жизни. Ребенок начинает произносить первые слова и простейшие фразы, развивается фонематический слух. Большое значение для своевременного овладения ребенком речью и для нормального темпам ее развития на первом и втором этапах имеют условия общения с взрослым: эмоциональный контакт между взрослым и ребенком, сотрудничество между ними и насыщение общения речевыми элементами.

период - совершенствование речи, как ведущего средства общения. В ней все точнее отражаются намерения говорящего, точнее передается содержание и общий контекст отражаемых событий. Происходит расширение словаря, усложнение грамматических конструкций, четче становится произношение. Но лексическое и грамматическое богатство речи у детей зависит от условий ихобщения с окружающими их людей.

Так, на 2-3 году жизни происходит интенсивное накопление словаря, значения слов становятся все более определенными. Ко 2 году дети овладевают единственным и множественным числами и некоторыми падежными окончаниями. К концу 3 года ребенок владеет набором примерно из 1000 слов, к 6-7 годам - из 3000-4000 слов. К началу третьего года жизни у детей формируется грамматический строй речи. К концу дошкольного возраста дети практически владеют почти всеми законами словообразования и словоизменения. Ситуативность речи становится более выраженной. Появляется связная контекстная речь - развернутая и грамматически оформленная.