ІСТОРІЯ, ЗАВДАННЯ І РОЗВИТОК ПСИХОФІЗІОЛОГІЇ


Скачати 4.66 Mb.
Назва ІСТОРІЯ, ЗАВДАННЯ І РОЗВИТОК ПСИХОФІЗІОЛОГІЇ
Сторінка 3/32
Дата 04.04.2013
Розмір 4.66 Mb.
Тип Документи
bibl.com.ua > Біологія > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

Розділ З

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ В ПСИХОФІЗІОЛОГІЇ

Психофізіологія — наука, яка вивчає фізіологічні механізми психічних процесів і станів на мікро- і макрорівні, нерозривно пов'язана з нейропсихологією, фізіологією центральної нервової системи, психологією й іншими дисциплінами. У зв'язку з цим ба­гато методів обстеження, застосовувані при проведенні досліджень у цих дисциплінах, широко використовуються й у психофізіології. Мозок як орган психічної діяльності вивчається нині багатьма нау­ковими дисциплінами різного профілю.

Запропоновані раніше теорії мозку ґрунтувалися на механічних уявленнях (моделях) і допускали можливість пояснення роботи го­ловного мозку, виходячи з принципів побудови телефонної станції чи пульта керування. Нині мозок розглядається як найскладніша і своєрідно побудована функціональна система, що працює за спе­цифічними принципами, знання яких може допомогти дослідни­кам у побудові нових математичних і реально діючих схем, що да­ють змогу наблизитися до створення механічних аналогів цього досконалого органа.

Наші знання про функціональну організацію мозку людини і тварин є результатом використання таких методичних прийомів: 1) порівняльно-анатомічних спостережень; 2) фізіологічного методу подразнення окремих ділянок мозку! 3) методу руйнування обме­жених ділянок мозку, а під час дослідження функціональної орга­нізації мозку людини — клінічних спостережень за зміною поведі­нки хворих з локальним ураженням мозку! 4) нейрофізіологічних методів дослідження.

Зупинимося на кожному з цих прийомів окремо.

3.1. Порівняльно-анатомічні спостереження

3.1.1. Основні принципи еволюції в будові мозку як органа психіки

Основний найзагальніший принцип полягає в тому, що на різ­них етапах еволюції відносини організму тварин із середовищем і його поведінка регулювалися різними апаратами нервової системи, а тому мозок людини є продуктом тривалого історичного роз­витку.

Так, на найелементарніших рівнях розвитку тваринного світу (гідроїдні поліпи) приймання сигналів і організація руху здійсню­ється дифузійною чи сіткоподібною нервовою системою. У процесі еволюції сіткоподібна система перетворилася на передній ганглій, нервові клітини якого добре пристосовані для реалізації вроджених програм поведінки, однак у них утруднений процес пристосування до різко змінюваних умов навколишнього середовища.

У хребетних функцію пристосування до мінливих умов життя став виконувати головний мозок. Йде поступова еволюція мозку в міру зміни й ускладнення вищих хребетних. Частка кори головного мозку порівняно з нижчележачими підкірковими утворами безу­пинно зростає.

Великі півкулі мозку і його кора стають найважливішим апара­том регуляції поведінки людини. Значне місце в корі головного мо­зку людини належить апаратам, пов'язаними з прийманням, пере­робкою (кодуванням) і синтезом інформації, отримуваної від різних аналізаторів. Нижчележачі утвори зберігаються, але виконують вже іншу функцію.

Кора головного мозку людини отримує, переробляє і зберігає ін­формацію, а також створює нові програми поведінки, регуляції і контролю свідомої діяльності. Різні форми поведінки людини мо­жуть здійснюватися за допомогою різних рівнів нервової системи, у тому числі і складні рефлекторні процеси.

Нижчі рівні нервової системи беруть участь в організації роботи кори великих півкуль, регулюючи і забезпечуючи її тонус (напри­клад, ретикулярна формація стовбура мозку). Нижчележачі апара­ти нервової системи працюють під впливом регуляторних імпульсів ЦНС. Усі ці дані дали змогу сформулювати принцип вертикальної будови функціональних систем мозку.

3.1.2. Структурна і функціональна організація кори головного мозку

Мозок і кора головного мозку мають неоднорідну будову. Так, кора передньоцентральної мозкової звивини (рухова зона) істотно відрізняється будовою від задньої центральної звивини (сенсорна зона). Вивчення функцій різних ділянок мозку привело до необхід­ності створення цитоархітектонічної картини мозкової кори.

Установлено, що нова кора складається з шести шарів. У корі головного мозку виділяються загальночуттєва зона — тім'яна і зад­ня центральна звивина, зорова — потилична і слухова (скронева) зони.

Волокна, що починаються від передньої центральної звивини, складають руховий чи пірамідний шлях. Ці зони мають різну будо­ву, оскільки виконують різні функції. Слід зазначити, що в людини відмічається велика кількість асоціативних клітин у верхньому шарі кори, що дає змогу здійснювати найскладніші форми психіч­ної діяльності. Нині встановлено, що в новій корі асоціативних во­локон і клітин набагато більше, ніж у старій корі, (нюховий мозок).

Кожному виду чутливості в корі мозку відповідає аналізатор. Нині вважають, що до аналізатора належать усі периферійні рецеп­торні апарати, провідні шляхи і клітинні утвори (первинна зона) у корі головного мозку. Так, аналізатор суглобово-м'язової чутливості закінчується в тім'яній зоні. Це первинна його зона. Далі довкола нього розміщена вторинна зона, за допомогою якої встановлюються асоціативні зв'язки з поряд розміщеними зонами. Проте найсклад­ніші інтегративні функції кори головного мозку здійснюються за допомогою третинних зон аналізаторів, що розміщені значно відда­леніше. Така будова мозку людини є продуктом його тривалого розвитку. У тварин немає таких розвинених вторинних і третинних зон аналізаторів. Це пояснюється ускладненням процесу переробки і кодування інформації у людини, а також ускладненням програм індивідуально-мінливої поведінки і формуванням складних видів психічної діяльності. У зв'язку з ускладненням психічних функцій і психічної діяльності у людини відзначено високий ступінь мієліні- зації нервової системи.

3.2. Метод подразнення

3.2.1. Безпосереднє подразнення кори мозку

Метод подразнювання окремих ділянок мозку дає можливість отримати відомості про безпосередню функцію тих чи інших мозко­вих структур і цілих систем. Пенфілд, Джаспер та ін. показали, що в передній центральній звивині (рухова зона) і в задній централь­ній звивині (чуттєва зона) зони, які відають різними ділянками ті­ла, розміщені так- найбільш латерально — язик, потім — голова, потім — кисть, тулуб і на внутрішній поверхні звивин — нога. Усі ці зоні головного мозку організовані за функціональним типом: чим більше значення має та чи інша функціональна система, тим більшу територію займає її проекція в первинних відділах кори го­ловного мозку. Так, було показано, що чим більш керованим з боку мозку є той чи інший орган, тим ширше він представлений у моз­ковій корі.

В експерименті було встановлено, що подразнення первинних зон аналізатора поширювалося лише на зони, які безпосередньо прилягають до точки подразнювання. Водночас при подразнюванні вторинних зон кори порушення охоплювало цілий комплекс зон, розміщених іноді на значній відстані від точки подразнювання. А це, в свою чергу, вказує, що при подразнюванні вторинних зон за­безпечуються складніші інтегральні процеси порівняно з подраз­нюванням первинних зон аналізатора.

Подразнювання первинних зон аналізаторів у людини зумовлює елементарні відчуття. Наприклад, подразнювання потиличних ча­сток приводить до того, що хворі бачать світлові крапки, кулі, пля­ми, спалахи полум'я та ін. Водночас подразнювання вторинних зон приводить до сприймання складних образів. Так, подразнювання вторинних зон зорового аналізатора (передні відділи потиличної зони) приводить до появи сформованих зорових образів: хворі ба­чать людей, звірів, метеликів та ін. Отже, порушення, спричинене подразнюванням вторинної зони кори, не тільки поширюється на більші площі, а й приводить до спливання закінчених образів, сфор­мованих у людини в минулому. Подразнюванням розміщених по­ряд третинних зон можна зумовити ще складніші образи. Так, по­дразнювання того самого зорового аналізатора (третинна зона) приводить до сценоподібних галюцинацій — спливання цілих кар­тин.

Усі ці факти підтверджують сформульоване вище положення про те, що окремі системи кори головного мозку мають ієрархічну будову, і що порушення, яке виникло в периферійних органах чут­тя, спочатку приходить у первинні (проекційні) зони. Окремі діля­нки цих зон є розміщеними за топографічним принципом проекці­ями відповідних периферійних рецепторів. Потім збудження по­ширюється на третинні зони аналізатора, які, спираючись на апа­рат верхніх асоціативних шарів нейронів, відіграють інтегруючу роль, поєднуючи топографічні (соматотопічні) проекції порушень, що виникли на периферії, у складні функціонально організовані системи.

3.2.2. Метод умовних рефлексів (непряма стимуляція кори)

І. П. Павлов запропонував метод умовних рефлексів, де «умовні подразники» (світло, звук, дотик) самі собою здатні зумовити лише елементарну орієнтовану реакцію, а у поєднанні з «безумовними подразниками» спричинити специфічні харчові, оборонні чи статеві реакції. Цей метод відкрив великі можливості у вивченні мозкової діяльності. Пращ І. П. Павлова добре відомі і ми не будемо на них зупинятися.

Один із прийомів «непрямої» стимуляції мозкової кори полягає в тому, що подразнення адресується не безпосередньо корі, а пери­ферійному відділу аналізатора (шкірі, оку, вуху), після чого в окре-

мих ділянках кори головного мозку чи в підкіркових утворах про­стежується ефект такого подразнення. Один з найважливіших ва­ріантів цього методу називається «методом викликаних потенціа­лів». Цей метод дав можливість отримати факти, які незаперечно свідчать, що складніші форми активної психічної діяльності визна­чають ширші процеси в корі головного мозку, залучаючи в спільну роботу складніші системи кіркових зон.

3.2.3. Досліди і аналізом функцій окремих нейронів

Розвиток експериментальної нейрофізіології в останні роки дав можливість перейти від об'єктивного аналізу функцій різних сис­тем мозкової кори до вивчення функцій окремих нейронів. Застосу­вання вживлення під контролем спеціальних стереотаксичних приладів найтонших електродів у кору головного мозку й інші його відділи показало, що нейрони реагують лише на строго вибірні по­дразники. Це вказує на найвищу спеціалізацію нейронів у первин­ній зоні аналізатора. Водночас окремі нейрони збуджуються тільки на певну кількість подразників, а потім перестають реагувати. Проте ці самі нейрони реагують на зміну подразників чи зміну будь-яких їхніх властивостей, знижуючи свою активність у міру звикання і знову активізуючись з появою змін. Це, у свою чергу, вказує на те, що вони здійснюють функцію звіряння нових подраз­ників зі слідами старих. Ці нейрони «уваги» розподілені нерівно­мірно по корі головного мозку.

За допомогою цього методу було показано, що психічні процеси здійснюються складними системами спільно працюючих зон мозко­вої кори і нижчележачих нервових утворів.

3.3. Метод руйнування

Цей метод полягає в тому, що дослідники руйнують певні зони мозку тварини і простежують її поведінку. Методу руйнування (чи, точніше, спостереженням за хворими, у яких поранення, кровови­лив чи пухлина зруйнували певні ділянки мозку) судилося зіграти основну роль у становленні нової науки про функції мозку — ней­ропсихології і в подальшому розвитку психофізіології.

Було встановлено, що руйнування обмежених зон головного моз­ку зумовлює на різних щаблях еволюційних сходів неоднаковий ефект: у нижчих ссавців дефект, що розвивається, менш диферен­ційований, ніж у вищих ссавців і приматів. У людини локальні руйнування мозку спричинюють стійкі порушення різних ПСИХІЧ­НИХ процесів.

Чим вище стоїть тварина на еволюційних щаблях, тим більше її поведінка регулюється корою. Цей закон прогресивної кортикалізації функцій — один з основних законів мозкової організації поведінки.

Руйнування певної зони кори головного мозку собаки може при­звести до порушення аналітико-синтетичної діяльності відповідно­го аналізатора, не заторкуючи, однак, найпростіших форм сенсор­них процесів.

Було встановлено, що кора головного мозку є апаратом, який за­безпечує не стільки елементарні сенсорні функції, скільки склад­ний процес аналізу і синтезу інформації, що надходить. У міру ево­люції функціональна організація найбільш високих апаратів моз­кової кори стає дедалі диференційованішою. Кожен аналізатор має вертикальну організацію і закінчується в первинній (проекційній) зоні. Навколо первинної зони знаходиться вторинна зона кори, а потім — третинна. Третинні зони в процесі еволюції виділяються пізніше за інші і набувають вирішального значення тільки в люди­ни.

3.4. Електрофізіологічні методи досліджень

Електрофізіологічним методам дослідження належить одне з провідних місць при проведенні досліджень у психофізіології. Еле­ктричні потенціали, що виникають у нервових клітинах, відбива­ють фізико-хімічні процеси. Вони є надійними й універсальними показниками фізіологічних процесів у людини і тварин. Істотним для дослідника є те, що вони можуть бути точно виміряні. Крім то­го, створена на сьогодні апаратура, у тому числі і з використанням комп'ютера, найзручніша для технічної реєстрації електричних по­тенціалів, унеможливлює втручання у фізіологічні процеси і не травмує об'єкт дослідження.

Найпоширенішими серед нейрофізіологічних досліджень є такі методики^ електроенцефалографія, метод викликаних потенціалів, електроміографія, дослідження електрошкірного опору, комп'ютер­на термоенцефалографія, реєстрація імпульсної активності нерво­вої клітини та ін.

3.4.1 Електроенцефалографія

Електроенцефалографія — метод реєстрації біоелектричної ак­тивності головного мозку зі шкірних покривів голови. Електроен­цефалограма (ЕЕГ) — це сумарна електрична активність клітин мозку, виявляється у вигляді хвилеподібної кривої. Електричний потенціал на ЕЕГ вимірюється між двома точками. Запис ЕЕГ про­водиться двома способами — біполярним і монополярним. При бі­полярному відведенні записують різницю потенціалів між двома зонами голови. При монополярному відведенні реєструють різницю потенціалів над будь-якою зоною мозку і референтним електродом (найчастіше розміщеним на мочці вуха). Біполярне відведення електродів використовується переважно в клініці для виявлення різних патологічних станів. У психофізіології здебільшого застосо­вується метод монополярного відведення.

Накладення електродів проводиться за універсальною міжнаро­дною системою «10 - 20» (Jasper, 1958), що дає можливість зіставля­ти ЕЕГ у людей з різними розмірами голови (рис. 6).

Хвилеподібність електроенцефалографічної кривої пояснюється тим, що нейрони синхронізують свою активність, яка визначається переважно ритмічною активністю пейсмейкерів неспецифічних ядер таламуса і їх таламокортикальних проекцій. Ритміка, зовніш­ній вигляд, загальна організація і динаміка ЕЕГ визначається не­специфічними системами мозку, насамперед ретикулярною форма­цією стовбура мозку. На ЕЕГ виділяють такі ритми мозку.

Альфа-ритм має амплітуду до 111 мкВ, а частоту — 8—13 Гц. Альфа-ритм реєструється переважно в потиличних і тім'яних част­ках. Його амплітуда то зменшується, то збільшується, в зв'язку з чим криві нагадують веретена. Особливо виражені веретена в стані спокійного неспання. У разі будь-якого подразнювання піддослід­ного альфа-ритм замінюється низькоамплітудною високочастотною ЕЕГ. Такий стан називають реакцією активащї пробудження чи реакцією десинхронізації.

Бета-ритм складається з хвиль частотою 14-30 Гц і ампліту­дою від 2 до 30 мкВ. Найкраще виражений цей ритм у лобових зо­нах, а при напруженій розумовій діяльності він поширюється і на інші відділи мозку.

Гамма-ритм має коливання понад 30 Гц, а амплітуду — від 2 до 15 мкВ. Амплітуда обернено пропорційна частоті ритму. Цей ритм реєструється під час розумової праці, що потребує інтенсивного зо­середження й уваги, переважно в лобовій передцентральній, скро­невій та тім'яній зонах.

Тета-ритм складається з хвиль частотою від 4 до 7 Гц і ампліту­дою від 5 до 100 мкВ і навіть більше. Реєструється переважно в лоб­ових зонах.

Дельта-ритм має частоту 1-4 Гц і амплітуду від 20 до кількох сотень мікровольт. Цей ритм спостерігається переважно при приро­дному і наркотичному сні, а також поблизу патологічних осередків у мозку.

Крім цих ритмів виділяють каппа-хвилі частотою 8-12 Гц і ам­плітудою 5-40 мкВ і лямбда-коливання частотою 12 - 14 Гц і амп­літудою 20 - 50 мкВ. Каппа-ритм реєструється найчастіше в зоні скроневих часток, лямбда-хвилі — на верхівці черепа. В зоні ро- ландової борозни спостерігається мю-ритм (роландівский чи арко- подібний), а в скроневій корі — тау-ритм, що пригнічується звуко­вими подразниками.




Рис. 6. Типи електроенцефалограм, що найчастіше трапляються у здорових людей (за Е.А. Жирмунською, 1963):

а ?????????????????????????????????;