Психофизиологические основы обучения

Ощущение представляет собой субъективный эквивалент элементарного раздражителя. Например, длина волны электромагнитного излучения – ощущение цвета, частота колебаний давления воздуха – ощущение звукового тона и т.д. С такой точки зрения, количество ощущений – трудноперечислимое множество.

Формирование образа. По своей сути, этот процесс представляет слияние (конвергенцию) во вторичной проекционной зоне коры больших полушарий информации о всех элементарных признаках воспринимаемого предмета или явления. Это, конечно, не означает, что в данной структуре формируется в прямом смысле изображение объекта, хотя в некоторых случаях (например, при зрительном или тактильном восприятии) такая ситуация может иметь место. Если у человека нарушены последующие процессы перцепции (при поражениях некоторых структур головного мозга), то такой больной может называть отдельные элементы, детали объекта и даже все их перечислить, но опознать и назвать предмет в целом он не может. Нейрофизиологической основой формирования образа является широкая гетеромодальность ассоциативных ядер зрительного бугра и еще более широкая – вторичных проекционных зон. Сигналы от различных «меченых линий» по нервным ответвлениям стекаются в указанные структуры и формируют таким образом целостный образ.

Опознание образа – завершающий этап восприятия, который заключается в отнесении этого образа к известному конкретному человеку кругу предметов и явлений. Критериями опознания являются способность вербализировать этот образ (обозначить словом) или адекватное на него реагирование в поведенческих актах.

Опознание образов по своим нейрофизиологическим механизмам явление чрезвычайно сложное. В настоящее время можно говорить только о части из них.

Во-первых, обнаружены так называемые врожденные детекторы признаков, которые обладают избирательной чувствительностью к какому-то сугубо определенному признаку, и ни на что другое они не реагируют. По всей видимости, таких детекторов признаков очень ограниченное количество, они не способны обеспечить опознание образа в целом, но и без них оно невозможно, потому что речь идет о немногих, но ключевых признаках.

Во-вторых, показано формирование в процессе индивидуальной жизнедеятельности приобретенных детекторов различной степени сложности, т.е. их специфическое реагирование охватывает весьма широкий диапазон от отдельных признаков до целостных образов. Формирование таких детекторов обозначают как сенсорное обучение, следовательно, самым тесным образом связано с мнестическими процессами. Если в памяти или представлениях человека не хранится информация о каком-либо образе, то и опознание его оказывается невозможным.

В-третьих, в процессе опознания немаловажную роль играет творческий мыслительный процесс, порой «добавляя» недостающие признаки или оценивая вероятность существования того или иного образа.

Нередко в кругу вопросов, связанных с перцепцией, рассматривают и проблему боли. Однако следует заметить, что это явление более сложного уровня. В настоящее время принято считать, что боль представляет собой специфическое комплексное психофизиологическое состояние, содержащее сенсорный, психоэмоциональный и рефлекторный компоненты. И только сенсорный компонент в известной степени связан с восприятием, хотя в соответствии с классификацией анализаторов или сенсорных систем такого специфического анализатора нет.

1.2. Бодрствование. Внимание

Каждый человек в условиях повседневной жизнедеятельности имеет возможность наблюдать изменения уровня своей активности, бодрствования. При этом всем хорошо известна периодика таких состояний: цикл бодрствования – сон, но изменения уровня бодрствования могут быть обусловлены не только суточной (циркадианной) динамикой, но и другими причинами, в том числе и патологическими.

Среди физиологических механизмов, определяющих уровень бодрствования, решающая роль принадлежит влияниям ретикулярной формации (РФ) стволовой части мозга, которая простирается от верхних шейных сегментов до промежуточного мозга.

В значительной степени с функционированием ретикулярной формации связано и такое специфическое состояние, каковым является сон. Для человека сон является абсолютной жизненной необходимостью. Через 60-80 ч. бодрствования без сна у человека возникает непреодолимое желание заснуть, и лишь только интенсивные болевые раздражители могут продлить бодрствование, но при этом уже развиваются существенные нарушения психических функций, которые лишают самоконтроля и самосознания. Естественная продолжительность сна у здорового человека молодого и среднего возраста подвержена индивидуальным колебаниям, составляя в среднем около 8 ч, однако описаны многочисленные примеры резких отклонений в ту и другую сторону. У детей продолжительность сна больше, у пожилых людей он становится полифазным.

Состояние сна можно разделить на три функциональных вида. Во-первых, засыпание, или дремота, она характеризуется своеобразным реагированием на раздражители, что позволяет относить сон к измененным состояниям сознания, о которых пойдет речь ниже. Во-вторых, медленный сон – это сон легкий, средней глубины и глубокий (так его называют потому, что на ЭЭГ превалируют медленные волны). Эти стадии сна характеризуются снижением мышечного тонуса, уровня активности, деятельности внутренних органов. В-третьих, парадоксальный, или быстрый сон. На ЭЭГ – быстрые волны, десинхронизация. Очень специфический признак – появление нистагмоидных движений глаз, отсюда название БДГ-сон, или REM-сон1, эрекция полового члена, сновидения, движения в связи с сюжетом сновидений, активация вегетативных функций.

Хотя совершенно однозначным является мнение, что сон представляет абсолютную жизненную необходимость, вместе с тем весьма противоречивы представления о его конкретной физиологической значимости. Прежде всего, следует отметить, что сон – не пассивное состояние мозга, а видоизмененная его деятельность. Во время сна кровоснабжение и энергетика головного мозга не уменьшается. Принято считать, что медленный сон, эволюционно более древний, весьма существенен для отдыха и восстановления соматических функций. А быстрый сон – эволюционно более молодой. Эту стадию сна связывают с восстановлением мозгового метаболизма, переработкой информации, полученной в период бодрствования, закреплением ее в долговременной памяти, стимуляцией нервного роста и развития. Лишения человека парадоксального сна неблагоприятно отражается на его психическом состоянии.

ВНИМАНИЕ характеризуется определенными четкими физиологическими сдвигами в организме человека. Происходит изменение сердечной деятельности и дыхания, отмечаются сосудистые реакции, кожно-гальваническая реакция. На электроэнцефалограмме наблюдается депрессия альфа-ритма, появление так называемой «волны ожидания». Все эти явления носят генерализованный характер.

Объективным индикатором интенсивности внимания может служить амплитуда вызванных потенциалов. При отвлечении внимания амплитуда снижается, а привлечение внимания к сигналу вызывает возрастание амплитуды, особенно поздних компонентов.

При поражении лобных долей головного мозга происходит нарушение сложных, вызываемых с помощью речи форм активации, составляющих психофизиологическую основу произвольного внимания. Этот отдел мозга и особенно его медиально-базальные отделы являются корковым аппаратом, регулирующим состояние активности. Они играют решающую роль в обеспечении одного из важнейших условий сознательной деятельности человека – создания необходимого тонуса коры, модифицируют состояние бодрствования в соответствии с задачами, которые ставятся перед индивидуумом.

Образования древней коры, лимбической области (гиппокамп, миндалины) и связанные с ним структуры хвостатого ядра обладают нейронами, производящими как бы сличение старых и новых раздражителей и обеспечивающими реакцию на новые сигналы с угасанием реакций на старые. Поэтому гиппокамп, обеспечивающий торможение посторонних раздражителей и привыкание к длительно повторяющимся, считают основным фильтрующим аппаратом, который необходим для избирательных  реакций на специфические раздражители, входящих в систему врожденных ориентировочных рефлексов и инстинктивного поведения. Таким образом, внимание – не только индикатор уровня бодрствования, но и отражение аналитико-синтетических процессов интегративной деятельности головного мозга человека.

1.3. Речь. Мышление

Речь относится к числу психических функций, принципиально отличающих человека от других представителей животного мира. Речь обычно определяют через ее коммуникативную способность, т.е. как исторически сложившуюся форму общения людей с помощью звуковых и зрительных знаков, благодаря чему возникла возможность передавать информацию не только непосредственно от человека к человеку, но и на гигантские расстояния, а также получать ее из прошлого и передавать в будущее. Вместе с тем, помимо коммуникативной функции, речь имеет отношение и к другим явлениям. Совершенно очевидна мнестическая функция речи, поскольку перевод информации в регистры первичной и вторичной памяти происходит при непременной ее вербализации. Речь имеет непосредственное отношение к сознательным формам психической и произвольной деятельности (регулирующая функция). В настоящее время установлена непосредственная связь речи и мышления (мыслительная функция). До настоящего времени существует очень много сложных вопросов относительно природы речи. И, наверное, самой конструктивной оказалась позиция выдающегося исследователя физиологии психической деятельности И.П. Павлова, который в 1932 г. сформулировал концепцию о сигнальных системах действительности. Под первой сигнальной системой он понимал условно-рефлекторное реагирование через непосредственное восприятие энергии условных раздражителей. Вторая сигнальная система обеспечивает реагирование на сигнальное значение при измене конкретного раздражителя словом, обозначающем его. Например, формирование речи у ребенка возможно только при пребывании его в человеческой языковой среде в начальном периоде развития - до 10 лет. Это оптимальный возраст, после превышения которого способность усвоения языка первичным (материнским) способом резко падает. Естественно, что при этом столь же резко страдают и другие психические функции, связанные с речью.

При развитии речевой функции у человека необходимо различать развитие сенсорной речи (т.е. понимание) и развитие экспрессивной речи (т.е. способность говорить). Способность понимать речь проявляется у ребенка уже во втором полугодии жизни. Первоначально слово воспринимается только в комплексе раздражителей (личность говорящего, жесты, интонация и т.п.) и, как правило, является сигналом двигательной реакции. Затем слово само по себе начинает приобретать сигнальное значение, происходит обобщение его как сигнала, т.е. интеграция.

Различают четыре степени интеграции слова. Первая степень - слово заменяет чувствительный образ определенного предмета ("ляля" - только конкретная кукла). Эта степень интеграции слова доступна детям конца первого - начала второго года жизни. Вторая степень - слово замещает несколько чувствительных образов однородных предметов ("ляля" - относится уже к нескольким одинаковым куклам). Этот уровень обобщения может быть достигнут к концу второго года.

Третья степень - слово замещает ряд чувствительных образов разнородных предметов ("игрушка" - это и кукла, и мяч, и кубики и т.п.), развивается не ранее третьего года. Четвертая степень - в слове сведен ряд обобщений предыдущих степеней ("вещь" - игрушка, одежда, еда и т.п.), развивается на пятом году жизни.

Развитие экспрессивной речи в значительной мере (с точки зрения сигнального значения) происходит параллельно. Фонетическое приближение лепета ребенка к звукам речи отчетливо выражено во втором полугодии. До этого дети всех национальностей гуляют совершенно одинаково. Возраст, в котором происходит формирование второй сигнальной системы, является также наиболее благоприятным для изучения иностранных языков. Ребенок овладевает тем языком, на котором говорят окружающие, вне зависимости от своей национальной принадлежности. Это первичный (материнский) способ изучения языка, и он базируется на первой сигнальной системе по очень простой схеме: чувственный образ > слово. Кроме того, существует вторичный способ, который основан на знании какого-то другого (родного) языка. Схема при этом усложняется: чувственный образ > слово на родном языке > слово на иностранном языке. Обучение, таким образом, не только взрослых, но и детей гораздо менее эффективно. На основании богатого клинического материала можно составить нейропсихологическую картину речи, ее нейрофизиологические механизмы. Анализ этих материалов показывает, что сенсорная речь связана с корковыми проекциями зрительного, слухового и кожного анализаторов (в случае азбуки для слепых), а также с описанным немецким психиатором и невропатологом К. Вернике центром, расположенным в задней трети верхней височной извилины слева (центр Вернике, или центр понимания речи).

Экспрессивная речь в решающей степени зависит от участка, описанного французским антропологом и хирургом П. Брока, который находится в задней трети нижней лобной извилина слева (центр Брока, или центр экспрессивной речи).

Функционирование этого центра детерминировано как информацией, полученной от принятого речевого сигнала, так и внутренними побудительными причинами, мотивацией.

Опять же клинический опыт свидетельствует, что для обеспечения речевых функций у правшей ведущую роль играет левое полушарие, однако такое соотношение формируется у ребенка после четырех лет. Это следует понимать как подтверждение того, что левополушарные структуры обеспечивают аналитическую, абстрактно-логическую составляющие речевой функции. От участия правого полушария зависит эмоционально-образный компонент речи.

В процессе онтогенеза (индивидуального развития человека) формирование мышления, интеллектуальных способностей происходит несколько фаз: