Проблема отношения психических процессов и мозга

Вопрос о том, как относятся психические процессы к мозгу и каковы принципы работы мозга как материального субстрата психической деятельности, в разные периоды развития науки решался по-разному. Характер решения этого вопроса во многом зависел от того, как понимались психические процессы человека и как подходили к их мозговым основам.

Еще в Средние века в философии и связанной с нею психологии сложилось представление, согласно которому психические процессы являются специальными формами существования духа или «способностями», которые несводимы к каким-нибудь более элементарным составным частям.

Установилось мнение, что можно выделить по крайней мере три основные «способности»:

1) способность восприятия или воображения;

2) способность рассуждения;

3) способность памяти.

Мыслители, искавшие их материальную основу, высказали предположение, что эти три «способности» локализованы в жидкости, заполняющей три «мозговых желудочка», и считали, что в переднем желудочке помещена «способность восприятия или воображения», в среднем – «способность рассуждения», а в заднем – «способность памяти».

Мысль о том, что психические процессы, являющиеся далее неделимыми «способностями», могут быть непосредственно «локализованы» в определенных образованиях мозга, сохранилась на многие столетия и осталась принципиально неизменной даже после того, как ученые перестали считать субстратом психики жидкость, заполняющую «мозговые желудочки», и пришли к мнению, что основу психической деятельности нужно искать в плотном веществе головного мозга и, в частности, в его коре.

Первая попытка такой «локализации психических способностей» была сделана в начале XIX в. Ф. А. Галлем. Он высказал предположение, что субстратом различных психических «способностей» являются небольшие участки нервной ткани коры головного мозга, которые разрастаются при развитии этих «способностей». Выделив большое число таких врожденных «способностей» (к которым, по его мнению, относились такие «способности», как «бережливость», «честность», «почитание родителей» и «любовь к детям»), Галль локализовал каждую из них в определенном участке мозга и считал, что усиленное разрастание того или иного участка мозга, приводящее к образованию выпуклости на черепе, указывает па особенное развитие этой «способности». Такое предположение и легло в основу специальной области «науки» – «френологии», которая, по мнению Галля, на основе изучения выпуклостей черепа могла делать выводы об индивидуальных способностях человека.

Несмотря на то, что «френология» Галля еще при его жизни оценивалась как фантастическая и не имеющая научного основания, мысль о прямой «локализации» отдельных психических функций в коре головного мозга сохранилась и в дальнейшем. Поэтому ученые, основным методом которых стало исследование изменений в психических процессах, наступающих при ограниченных (локальных) поражениях мозга, в течение долгого времени продолжали делать попытки прямой «локализации» психических функций в отдельных участках мозговой коры.

Обнаружив, что поражение задних отделов третьей лобной извилины левого полушария приводит к нарушению артикулируемой речи, французский анатом П. Брока (1861) высказал предположение, что в этой области «локализованы» моторные образы слова. Немецкий психиатр К. Вернике (1873) обнаружил, что поражение задней части верхней височной извилины левого полушария оставляет моторную речь сохранной, но вызывает нарушение понимания, и высказал предположение, что эта область коры является «центром сензорной речи».

Такие попытки прямой локализации психических функций в ограниченных участках мозга воодушевили исследователей (психиатров и неврологов). Начиная с 70-х гг. прошлого века изучение клинических наблюдений показало, что поражение ограниченных участков мозговой коры приводит к преимущественному выпадению вполне определенных «психических функций». Эти находки дали основание исследователям выделить в коре головного мозга такие участки, которые стали рассматриваться как «центры письма», «центры счета», «центры понятий» и т. п. Такие попытки и были сведены в систему немецким психиатром К. Клейстом (1934), который на основании наблюдений, проведенных над раненными в мозг во время Первой мировой войны, представил их в сводной «локализованной карте», в которой даже наиболее сложные психические «функции» были приурочены к ограниченным участкам коры головного мозга.

Несмотря на то что попытки прямой «локализации» сложных психических «функций» в ограниченных участках коры головного мозга в свое время были прогрессивными, так как отражали стремление материалистически подойти к психическим процессам и их мозговому субстрату, они уже очень скоро показали свою несостоятельность и перестали удовлетворять исследователей.

В основе этого лежали как теоретические соображения, так и противоречия фактического материала этим соображениям. С одной стороны, были высказаны справедливые сомнения в том, что такие сложные процессы, как речь, письмо, чтение, счет, не говоря уже об интеллектуальной деятельности, можно понимать как простые врожденные «способности» и искать их «локализации» в ограниченных участках мозговой коры.

С другой стороны, детальный анализ фактов клинических наблюдений показал, что прямое отнесение сложных психических процессов к ограниченным участкам мозговой коры не имеет оснований. Оказалось, что нарушения таких сложных психических процессов, как речь, письмо, чтение, счет, могут возникать при совершенно различных по местоположению поражениях коры головного мозга, что уже само по себе говорило против мысли об узкой «локализации» психических функций в изолированных участках коры головного мозга. Оказалось, что поражение ограниченных участков мозговой коры, как правило, приводит к нарушению целой группы психических процессов, которые при первом взгляде кажутся совершенно различными. Так, поражение левой височной доли вызывает нарушение понимания речи, расстройства письма, трудности нахождения слов и т. д., в то время как поражение теменно-затылочных отделов коры левого полушария вызывает нарушение ориентировки в пространстве, трудности счета, невозможность понимания сложных логико-грамматических отношений и ряд связанных с этим расстройств интеллектуальной деятельности.

Это создало кризис прежних представлений о прямой «локализации» психических процессов в ограниченных участках коры головного мозга и заставило ряд исследователей (к числу которых относились такие крупные психологи, как К. С. Лешли, и неврологи, как К. Голдштейн, К. Монахов и др.) высказать мысль, что психические процессы являются функцией всего мозга в целом и не могут быть «локализованы» в ограниченных участках мозговой окры.

Данная мысль, которая привела к возникновению направления в науке, известного под названием «антилокализационизма», являлась справедливой реакцией на упрощенные взгляды «узкого локализационизма». Однако оно очень скоро показало свою несостоятельность.

Как тонкие гистологические исследования, так и физические наблюдения показали, что кора головного мозга является весьма дифференцированным аппаратом, что различные области мозговой коры имеют неодинаковое строение и что нейроны, входящие в состав мозговой коры, часто оказываются настолько специализированными, что из их числа можно выделить такие, которые реагируют только на очень специальные раздражения или на очень специальные признаки (например, только на движения точки центра к периферии или от периферии к центру, только на плавные и округлые или только на острые, ломаные линии и т. д.). Эти данные, часть из которых является результатом находок, полученных в последнее время в результате физиологических исследований, проведенных на отдельных нейронах, сделали весьма маловероятными предположения об однородности всей массы мозга и утверждения, что мозг всегда работает как единое целое.

Создался новый кризис в учении о принципах функциональной организации мозга и учении о «локализации» психических процессов в мозговой коре.

Выход из этого кризиса был связан с коренным пересмотром понятия «психических функций» и с коренным изменением основных подходов к принципам их мозговой «локализации».

Понятие функции имеет в биологии два совершенно различных значения.

В узком смысле под функцией понимается отправление определенной ткани. Известно, что функцией печени является регуляция углеводного обмена, функцией поджелудочной железы – выделение инсулина, а функцией легочной альвеолы – диффузия кислорода и передача его эритроцитам крови.

Однако понятие функции имеет идругое, более широкое значение. Оно может означать приспособительную деятельность целого организма. В этом смысле говорят о функции дыхания, функции пищеварения, функции локомоции. Совершенно понятно, что в этом втором, более широком значении функция представляет собой сложную деятельность, осуществляющуюся совместной работой целой системы органов, каждый из которых входит в эту «функциональную систему» (термин П. К. Анохина) на своих собственных ролях, обеспечивая ту или иную сторону работы этой функциональной системы.

Так, «функция дыхания» осуществляется совместной работой целой группы мышц и альвеол легкого. Характерно, что мышцы, принимающие участие в акте дыхания, могут взаимно замещать друг друга, и если из функциональной системы выпадает участие одной группы мышц (например мышц диафрагмы), этот дефект компенсируется усиленной работой другой группы мышц (например межреберных).

Таким образом, функциональной система представляет собой сложное динамическое целое, в котором конечная постоянная («инвариантная») цель осуществляется изменчивой («вариантной») системой ее составных частей.

Тоже самое можно сказать и о «функции пищеварения», которая представляет собой сложнейшую функциональную систему место работающих пищеварительных органов, и о «функции движения» (локомоции), в которой конечная цель (передвижение с места на место, попадание в данную цель, удар молотка и т. п.) осуществляется сложной системой мышц, взаимоотношение которых меняется при изменении положения тела, в зависимости от напряжения, упроченности навыка и т. п.

Естественно, что такая сложная функциональная система не может быть «локализована» в определенном ограниченном участке нервной системы, и еще И. П. Павлов указал на то, что «если раньше дыхательный центр представлялся точкой величиной с булавочную головку в продолговатом мозге... то теперь он чрезвычайно расползся, поднялся в головной мозг и опустился в спинной, и сейчас его границы точно никто не укажет» (Павлов. И. П. Поли. собр. трудов, Т. III, с. 127).

Если такое широкое значение понятия «функция» относится к большому числу биологических приспособительных актов, то с большим основанием оно должно быть применено к сложным «психическим функциям».

Как показали психофизиологические и психологические исследования, даже относительно простые «функции», как произвольное движение, ходьба, попадание в цель, не говоря уже о таких функциях, как речь, письмо и счет, имеют сложнейшее строение, включая в свой состав значительное число составляющих звеньев.

Для того чтобы выполнить самое простое движение (например, попасть кончиком пальца в точку или сделать удар молотком), необходимо следующее:

• прежде всего сохранить глубокую проприоцептивную чувствительность движущейся руки, сигнализирующей о ее положении в пространстве и о степени растяжений работающих мышц. Без такой постоянной сигнализации о положении движущейся конечности, обеспечивающей нужную коррекцию направления и силы импульсов, никакое организованное движение невозможно;

• четкое отражение тех внешних пространственных координат, в пределах которых выполняется движение; при отсутствии такого отражения пространства, в пределах которого выполняется движение, движение потеряет свою точность и станет невозможным;

• плавная смена его элементов; даже для того, чтобы сделать два шага, необходимо сначала иннервировать одну систему мышц, а затем, переключив импульсы на другую систему мышц, денервировать первую и плавно перейти на следующее звено двигательного акта.

Все это показывает, что даже относительно простое произвольное движение является сложной функциональной системой, включающей в свой состав целый комплекс как чувствительных (афферентных), так и двигательных (эфферентных) импульсов.

Совершенно понятно, что такая сложная функциональная система не может быть «локализована» в одной ограниченной группе клеток коры головного мозга, а должна выполняться целым комплексом совместно работающих зон.

Еще более сложное строение имеют сформированные в процессе общественной истории виды психической деятельности: речь, письмо, чтение или счет.

Остановимся для примера на анализе того, как построен акт письма, и покажем, какие сложные звенья входят в эту функциональную систему.

Для того чтобы написать слово, мы прежде всего должны выделить входящие в его состав звуки, иначе говоря, произвести его акустический анализ, разложив непрерывный звуковой поток на составляющие звуковые единицы языка – фонемы (которые в каждом языке могут носить различный характер). Нередко выделение этих единиц звуковой речи (фонем) происходит не только «на слух», но и при ближайшем участии артикуляции, с помощью которой мы как бы «прощупываем» звуки и отличаем одни звуки от близких к ним других. Лишь после такой предварительной работы звуковой состав слова становится выделенным, и слово готово для записи. Здесь процесс письма переходит в следующую фазу: звуковые элементы (фонемы) должны быть перекодированы в зрительно-двигательные элементы письма (графемы). Для выполнения действия необходимо как иметь зрительно-двигательную схему графем или букв, так и сохранить их правильное расположение в пространстве. Однако на этом процесс письма не заканчивается. Письмо представляет собой сложную программу движений, в которых одно звено должно плавно переключаться на последующее. Выполнение этого условия требует включения совсем иных аппаратов, при исключении которых плавное письмо становится невозможным. Наконец, процесс письма всегда должен быть подчинен общей задаче (написать фразу, письмо, изложить мысль и т. д.), и только при прочном сохранении этой соответствующей программы нужная задача может быть выполнена.

Следует отметить, что в разных языках письмо может иметь неодинаковую структуру. Так, если в подавляющем числе языков (индоевропейских, тюркских) письмо имеет только что описанное строение, то существуют языки (например китайский), в которых письмо является процессом перевода единиц звуковой речи (фонем) в соответствующие буквы (графемы), но в которых пишущий непосредственно изображает понятия определенными условными знаками (иероглифами). Естественно, что для такого письма первая фаза (звуковой анализ слова) оказывается ненужной, а сам процесс письма приобретает совсем другой характер.

Сказанное достаточно убедительно показывает, что сама мысль о том, чтобы столь сложный процесс был «локализован» в определенном узко ограниченном участке мозга и выполнялся сравнительно незначительной группой клеток, должна быть отброшена. Поэтому задача «локализации» психологических функций в ограниченных участках мозга может быть заменена другой задачей – анализом той системы совместно работающих мозговых зон, которые осуществляют данную функциональную систему, иначе говоря, анализом того, как данная функциональная система размещена по аппаратам коры головного мозга по соответствующим мозговым структурам.

Только что сформулированный подход делает понятным и тот факт, что поражение определенного ограниченного участка мозга может привести к распаду целой функциональной системы, и при каждом ограниченном поражении мозга неизбежно будет страдать не одна «функция», но все функциональные системы, в осуществлении которых принимает участие данный пострадавший участок мозга. Становится понятным, что одно и то же поражение мозга может вызвать нарушение самых различных функциональных систем (если только в них входит известное общее звено или общий «фактор», работа которого непосредственно связана с пораженным участком), и что одна и та же функциональная система (например, акт письма или чтения) может пострадать при поражении различных участков мозга, которые обеспечивают те или иные звенья, входящие в состав данной функции.

Так, если произвольное движение включает в свой состав чувствительные (кинестетические), зрительно-пространственные элементы, создающие «афферентную» основу движения и собственно эфферентные импульсы, то совершенно естественно, что оно может пострадать как при поражении чувствительных и зрительно-пространственных, так и при поражении собственно двигательных отделов коры.

Если процесс письма включает в свой состав слуховой, кинестетический (артикулярный) анализ структуры буквы, осуществление соответствующей двигательной программы, естественно, будет нарушаться как при поражении слуховых, кинестетических или зрительных, так и при поражении двигательных отделов мозга, причем каждый раз он будет нарушаться по-разному.

Анализ характера нарушений сложных функциональных систем при ограниченных локальных поражениях мозга составляет предмет специальной отрасли психологической науки – нейропсихологии. Данные этой науки имеют большое значение как для практической области неврологии – уточнения локальной (топической) диагностики мозговых поражений, так и для более глубокого понимания физиологического строения сложных психологических процессов.

Чтобы понять мозговую организацию сложных психических процессов, нужно прежде всего четко представить современные данные о функциональной организации человеческого мозга.