фамилия ученого создавшего структурно функциональную модель работы мозга
Концепция Лурии: как работает наш мозг?
А вы замечали, что когда ученый (или группа ученых) пытается создать научное направление, концепцию, которая зиждется на принципах и основах двух дисциплин, то получается нечто качественно новое и интересное? Причем такие идеи обычно значительно опережают свое время. Одним из таких ученых был Александр Романович Лурия, очень удачно попытавшийся создать науку на стыке двух обширных сфер знания – медицины и психологии. Перед тем, как прочитать статью, подумайте, как вы бы определили, что такое нейропсихология? А пока давайте более подробно познакомимся с её отцом и его главной теоретической моделью.
Лурия – неугодный ученый
И тут вы, наверное, подумаете: «Очередной гений, которого не признавали на родине и сослали в Сибирь». Однако нет. Главная причина, по которой этот ученый может признаваться «неугодным», – это то, что если проанализировать факты его жизни, то становится понятно, что идеи Лурии действительно носили прогрессивный характер, опережали советскую действительность, поэтому общество не могло их принять. И все же общество обществу рознь:
Как видно, идеи Лурии приносили большую пользу и восторг не в советских пенатах, а за рубежом.
Что же такое нейропсихология?
Сегодня под нейропсихологией понимают научное направление, стремящееся к пониманию взаимосвязи между структурным и функциональным строением головного мозга («нейро») и поведением живого существа (психология).
Сам ученый отмечал, что целями нейропсихологии являются понимание того, какая функция нарушена в результате поражения мозга, какие сбои произошли в остальных психических процессах и, опираясь на здоровые участки мозга, как вернуть обходной путь для восстановления утраченной функции.
Чтобы понять смысл нейропсихологии давайте вспомним два примера из практики А. Р. Лурии.
Исследователю довелось работать в условиях Второй мировой войны, и этот опыт в его практике оказался очень продуктивным. Двое раненых, поступивших в нейрохирургический госпиталь в поселке Кисегач Челябинской области, стали объектом наблюдения и лечения врача Лурии.
Первый пациент, Лев Засецкий, получил ранение в голову, а вместе с этим разучился читать и писать, потерял память и способность ориентироваться в пространстве. Доктор решил сделать уклон на непораженных участках мозга, а именно на письме, которое можно было восстановить. Около 3 тысяч листов было исписано Засецким, что помогло вернуть его к нормальной жизни. Бывшему младшему лейтенанту даже отказывали в выдаче первой группы инвалидности.
Соломон Шерешевский – второй пациент, страдавший синдромом выдающейся памяти. Обратный случай, в котором пациент демонстрировал невероятные способности запоминания различного материала. Как следствие, возникновение странных ассоциаций и образов. Возможно, вы знаете людей, которые очень хорошо запоминают любую информацию, причем даже ненужную, что сильно мешает им нормально жить. Доктор посоветовал Шерешевскому разрабатывать свои системы запоминания только необходимой информации, а свою особенность применить в профессии, чему и последовал пациент, который направил свою жизнь в русло нормального и комфортного состояния.
Таким образом, очевидно, что Александр Лурия был выдающимся ученым двадцатого века, разработавшим концепцию в рамках нейропсихологии, которая смогла помочь многим пациентам и не только. Итак, давайте рассмотрим основные моменты концепции Александра Лурии.
На чем зиждется теория Лурии?
Главной концепцией нейропсихического анализа Лурии стало изучение функциональных блоков головного мозга, располагающихся в разных его частях и выполняющих разные функции. В соответствии с концепцией, в структуре мозга выделяется три блока:
Энергетический блок
По-другому этот блок называется блоком регуляции, поддержания тонуса и бодрствования. Энергетический блок обрабатывает информацию интероцептивного характера (не пугайтесь, это страшное слово означает поступление информации из внутренней среды, то есть непосредственно из органов). К примеру, если вы голодны, из желудка в энергетический блок головного мозга поступает сигнал, что нужна еда для дополнительной энергии. Вот вы и идёте на кухню или в кафе, чтобы пополнить запасы системы.
Данный блок называется так, потому что его главная функция заключается в обеспечении примитивных механизмов, связанных с поддержанием организма в тонусе и режиме бодрствования, а также с непроизвольным биохимическим самообеспечением организма.
Четко прослеживается активация организма благодаря работе энергетического блока, соответственно, отсюда идет непосредственная связь внимания, памяти, хранения и переработки любого вида информации.
При поражении энергетического блока в результате физического воздействия (травмы, контузии, серьезного ушиба и прочего) у пациента будут наблюдаться вялость, истощаемость (для легких форм поражения), ухудшение или потеря памяти, внимания, эмоциональная неуравновешенность и т.п.
Операциональный блок
Этот функциональный блок мозга также называют блоком приема, переработки и хранения информации, получаемой извне (то есть экстероцептивной, еще одно страшное словечко). Очевидно, что неким связующим звеном между нами и окружающей средой служат органы чувств. Соответственно, операциональный блок напрямую связан именно с их работой (естественно, верна и обратная зависимость).
Структура расположения отделов, отвечающих за органы чувств, такова:
Соответственно, при повреждении той или иной части головы могут наблюдаться проблемы со зрением, слухом и др. В частности, у школьников возникает проблема с пространственной ориентацией, когда, к примеру, ребенок перескакивает через абзац. Также при повреждении теменной части головы человек, ощупывая какой-то предмет, с трудом понимает, что это. Таким образом, не забывайте, «голова – всему начало». Берегите свою голову.
Получение информации операциональным блоком проходит три этапа, которые именуются информационными полями (или корковыми зонами):
Пока не забыли. Безусловно, необходимо иметь представление о структуре головного мозга, его функциональных центрах, блоках, теориях, описывающих работу самого загадочного и самого удивительного органа. Однако если, помимо всего прочего, вы желаете развивать его работу, помогать ему становиться более прокачанным, то рекомендуем вам пройти нашу онлайн-программу «Когнитивистика», где за 2 месяца вы научитесь принятию эффективных решений, логичным и последовательным рассуждениям в различных жизненных условиях. А мы переходим к третьему блоку Лурии.
Блок программирования, регуляции и контроля сложных форм деятельности
Если первый блок носил характер непроизвольно работающей системы, то здесь вся работа осуществляется благодаря четко поставленным замыслам и целям, которые зависят от нашей воли, самоорганизации и саморегуляции.
Данный функциональный блок располагается в лобных долях головного мозга, где также происходит регулирование опорно-двигательной системы. Поэтому при поражении данного участка головного мозга сформированные двигательные навыки страдают, деятельность, основанная на целеполагании, становится инертной, импульсивной. Проще говоря, повреждая блок программирования, расположенный в лобной части, человек рискует потерять плавность своих физических действий, а также разучиться строить планы, выбирать задачи, средства осуществления этих планов, целей и т.д.
Резюмируя вышеописанное, согласно трактовке структуры и функционирования головного мозга Александра Романовича Лурии, существует три блока: энергетический (отвечающий за внутренние процессы, память и внимание), операциональный (отвечающий за органы чувств, связь с внешним миром) и программирования психических процессов (блок целеполагания, мышления, анализа, движения в пространстве). Безусловно, все три блока между собой связаны и, работая только вместе, могут обеспечить нормальное психическое поведение человека. При этом при повреждении какого-либо из блоков неминуемо ухудшается работа других.
И напоследок
Сравните на секунду свой головной мозг и систему, на которой основано функционирование смартфона. Он также нуждается в поддержании полного или частичного заряда (тонус системы для её активации, способности хранить информацию и реагировать на неё). Смартфоны получают импульсы извне, при помощи сенсора и наших пальцев, тем самым обрабатывая запрос из окружающей среды (органы чувств в данном случае: камера, микрофон, динамик, тот же сенсор).
Однако смартфон пока что не обладает живым целеполаганием. Хотя алгоритмы, на которых базируется эта «маленькая светящаяся коробочка», в какой-то степени приближены к обработке информации и составлению планов и целей по её анализу. А как вы думаете, ждут ли нас в будущем по-настоящему умные смартфоны? И как оно далеко, это будущее? Можно ли сказать, что, помимо детектора лжи, главный герой нашего повествования стал еще и далёким прародителем искусственного интеллекта? Ждем ваших ответов в комментариях и, как обычно, …
Фамилия ученого создавшего структурно функциональную модель работы мозга
Интегративная деятельность систем разных уровней обеспечивается их иерархической зависимостью, а также горизонтально-горизонтальными и вертикально-горизонтальными (рис. 8) взаимодействиями.
Динамичность мозговых структур, их индивидуальная изменчивость достигаются за счет динамичности и изменчивости составляющих их макро- и особенно микросистем. Качества динамичности и изменчивости присущи разным системам в разной степени.
Данная концепция дает анатомическое обоснование двум основным принципам теории локализации высших психических функций, разработанной в нейропсихологии:
принципу системной локализации функций (каждая психическая функция опирается на сложные взаимосвязанные структурно-функциональные системы мозга);
принципу динамической локализации функции (каждая психическая функция имеет динамическую, изменчивую мозговую организацию, различную у разных людей и в разные возрастные периоды).
В нейропсихологии на основе анализа клинических данных (т. е. изучения нарушений психических процессов при различных локальных поражениях мозга) была разработана общую структурно-функциональную модель работы мозга как субстрата психической деятельности. Эта модель, предложенная А. Р. Лурия (1970, 1973), характеризует наиболее общие закономерности работы мозга как единого целого и является основой для объяснения его интегративной деятельности.
Согласно данной модели, весь мозг может быть подразделен на три основных структурно-функциональных блока:
I — энергетический блок, или блок регуляции уровня активности мозга;
II — блок приема, переработки и хранения экстероцептивной (т. е. исходящей извне) информации;
III — блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности.
Каждая высшая психическая функция (или сложная форма сознательной психической деятельности осуществляется при участии всех трех блоков мозга, вносящих свой вклад в ее реализацию. Они характеризуются определенными особенностями строения, физиологическими принципами, лежащими в основе их работы, и той ролью, которую они играют в осуществлении психических функций (рис. 9, А, Б, В).
Энергетический блок включает неспецифические структуры разных уровней:
ретикулярную формацию ствола мозга;
неспецифические структуры среднего мозга, его диэнцефальных отделов;
лимбическую систему;
медиобазальные отделы коры лобных и височных долей мозга
Данный блок мозга регулирует два типа процессов активации:
общие генерализованные изменения активации, являющиеся основой различных функциональных состояний; этот тип процессов активации связан с длительными тоническими сдвигами в активационном режиме работы мозга, с изменением уровня бодрствования.
локальные избирательные изменения активации, необходимые для осуществления высших психических функций; это преимущественно кратковременные фазические изменения в работе отдельных структур (систем) мозга.
Разные уровни неспецифической системы вносят свой вклад в обеспечение длительных тонических и кратковременных фазических процессов активации:
нижние уровни неспецифической системы (ретикулярные отделы ствола и среднего мозга) обеспечивают преимущественно первый генерализованный тип процессов активации; этот тип процессов активации связан преимущественно с работой медленно действующей системы регуляции активности;
расположенные выше уровни неспецифической системы (диэнцефальный, лимбический и особенно корковый) связаны преимущественно с регуляцией кратковременных фазических, избирательных форм процессов активации; медиобазальные отделы коры лобных долей больших полушарий обеспечивают регуляцию избирательных селективных форм процессов активации, которая осуществляется с помощью речевой системы; этот тип процессов активации обеспечивается механизмами быстродействующей активационной системы, регулирующей протекание различных ориентировочных реакций.
Неспецифические структуры первого блока по принципу своего действия подразделяются на следующие типы:
восходящие (проводящие возбуждение от периферии к центру);
нисходящие (
проводящие возбуждение от центра к периферии).
Восходящие и нисходящие отделы неспецифической системы включают и активационные, и тормозные пути. В настоящее время установлено, что активационные и тормозные неспецифические механизмы являются достаточно автономными и независимыми по своей организации на всех уровнях, включая и кору больших полушарий.
Анатомические особенности неспецифической системы состоят прежде всего в наличии в ней особых клеток, составляющих ретикулярную (сетчатую) формацию и обладающих, как правило, короткими аксонами, что объясняет сравнительно медленную скорость распространения возбуждения в этой системе. Однако в неспецифических структурах обнаружены и длинноаксонные клетки, участвующие в механизме быстрых активационных процессов. Корковые структуры первого блока (поясная кора, кора медиальных и базальных, или орбитальных, отделов лобных долей мозга) принадлежат по своему строению главным образом к коре древнего типа, состоящей из пяти слоев.
Функциональное значение первого блока
В обеспечении психических функций состоит, как уже говорилось выше, прежде всего в регуляции процессов активации, в обеспечении общего активационного фона, на котором осуществляются все психические функции, в поддержании общего тонуса ЦНС, необходимого для любой психической деятельности. Этот аспект работы блока имеет непосредственное отношение к процессам внимания — общего, неизбирательного и селективного, — а также сознания в целом. Внимание и сознание с энергетической точки зрения связаны с определенными уровнями активации. С качественной, содержательной точки зрения они характеризуются набором различных действующих систем и механизмов, обеспечивающих отражение разных аспектов внешнего и внутреннего мира.
Помимо общих неспецифических активационных функций, первый блок мозга непосредственно связан с процессами памяти (в их модально-неспецифической форме), с запечатлением, хранением и переработкой разномодальной информации. Решающее значение этого блока в мнестической деятельности подтверждено многочисленными наблюдениями за больными с поражением срединных неспецифических структур мозга, причем высшие уровни этих структур связаны преимущественно с произвольными формами мнестической деятельности.
Первый блок мозга является непосредственным мозговым субстратом различных мотивационных и эмоциональных процессов и состояний (наряду с другими мозговыми образованиями). Лимбические структуры мозга, входящие в этот блок (область гиппокампа, поясной извилины, миндалевидного ядра и др.), имеющие тесные связи с орбитальной и медиальной корой лобных и височных долей мозга, являются полифункциональными образованиями. Они участвуют в регуляции различных эмоциональных состояний, прежде всего сравнительно элементарных (базальных) эмоций (страха, удовольствия, гнева и др.), а также мотивационных процессов, связанных с различными потребностями организма. В сложной мозговой организации эмоциональных и мотивационных состояний и процессов лимбические отделы мозга занимают одно из центральных мест. Этот блок мозга воспринимает и перерабатывает разную интероцептивную информацию о состояниях внутренней среды организма и регулирует эти состояния с помощью нейрогуморальных, биохимических механизмов.
Таким образом, первый блок мозга участвует в осуществлении любой психической деятельности, особенно в процессах внимания, памяти, регуляции эмоциональных состояний и сознания в целом.
Блок приема.
Второй блок — блок приема, переработки и хранения экстероцептивной (т. е. исходящей из внешней среды) информации — включает основные анализаторские системы: зрительную, слуховую и кожно- кинестическую, корковые зоны которых расположены в задних отделах больших полушарий головного мозга.
Работа этого блока обеспечивает модально-специфические процессы, а также сложные интегративные формы переработки экстероцептивной информации, необходимой для осуществления высших психических функций.
Модально-специфические (или лемнисковые) пути проведения возбуждения имеют иную, чем неспецифические пути, нейронную организац
Анализаторные системы характеризуются иерархическим принципом строения, при этом нейронная организация их уровней различна.
Кора задних отделов больших полушарий обладает рядом общих черт, позволяющих объединить ее в единый блок мозга. В ней выделяют «ядерные зоны» анализаторов и «периферию», или первичные, вторичные и третичные поля (по терминологии А. В. Кэмпбелла). К ядерным зонам анализаторов относят первичные и вторичные поля, к периферии — третичные поля. В ядерную зону зрительного анализатора входят 17, 18 и 19-е поля, в ядерную зону кожно-кинестетического анализатора — 1, 2, 3-е, частично 5-е поля, в ядерную зону звукового анализатора — 41, 42 и 22-е поля, из них первичными полями являются 3, 17 и 41-е, остальные — вторичные (рис. 4, Л).
Первичные поля коры
по своей цитоархитектонике принадлежат к коникортикальному, или пылевидному, типу, который характеризуется широким IV слоем с многочисленными мелкими зерновидными клетками. Эти клетки принимают и передают пирамидным нейронам III и V слоев импульсы, приходящие по афферентным проекционным волокнам из подкорковых отделов анализаторов. Так, первичное 17-е поле коры содержит в IV слое крупные звездчатые клетки, откуда импульсы переключаются на пирамидные клетки V слоя (клетки Кахала и клетки Майнерта). От пирамидных клеток первичных полей берут начало нисходящие проекционные волокна, поступающие в соответствующие двигательные центры местных двигательных рефлексов (например, глазодвигательных). Эта особенность строения первичных корковых полей носит название «первичного проекционного нейронного комплекса коры».
Все первичные корковые поля характеризуются топическим принципом организации («точка в точку»), согласно которому каждому участку рецепторной поверхности (сетчатки, кожи, кортиевого органа) соответствует определенный участок в первичной коре, что и дало основание называть ее проекционной. Величина зоны представительства того или иного рецепторного участка в первичной коре зависит от функциональной значимости этого участка. Так, область fovea представлена в 17-м поле коры значительно более широко, чем другие области сетчатки.
Первичная кора организована по принципу вертикальных колонок, объединяющих нейроны с общими рецептивными полями. Первичные корковые поля непосредственно связаны с соответствующими реле- ядрами таламуса.
Функции первичной коры состоят в максимально тонком анализе различных физических параметров стимулов определенной модальности, причем клетки-детекторы первичных полей реагируют на соответствующий стимул по специфическому типу (не проявляя признаков угасания реакции по мере повторения стимула).
Вторичные корковые поля
По своей цитоархитектонике характеризуются большим развитием клеток, переключающих афферентные импульсы IV слоя на пирамидные клетки III слоя, откуда берут свое начало ассоциативные связи коры. Этот тип переключений носит название «вторичного проекционно-ассоциативного нейронного комплекса». Связи вторичных полей коры с подкорковыми структурами более сложны, чем связи первичных полей.
К вторичным полям афферентные импульсы поступают не непосредственно из реле-ядер таламуса, как к первичным, а из ассоциативных ядер таламуса (после их переключения). Иными словами, вторичные поля коры получают более сложную, переработанную информацию с периферии, чем первичные.
Вторичные корковые поля функционально объединяют разные анализаторные зоны, осуществляя синтез раздражений и принимая непосредственное участие в обеспечении различных гностических видов психической деятельности.
Третичные поля коры задних отделов больших полушарий
Находятся вне «ядерных зон» анализаторов. К ним относятся верхнетеменная область (поля 7-е и 40-е), нижнетеменная область (39-е поле), средне-височная область (21-е и 37-е поля) и зона ТРО — зона перекрытия височной, теменной и затылочной коры (37-е и частично 39-е поля). Цитоархитектоника этих зон определяется в известной степени строением соседних ядерных зон анализаторов.
Для третичных полей коры характерен «третичный ассоциативный комплекс», т. е. перек
Для третичных полей коры характерен «третичный ассоциативный комплекс», т. е. переключение импульсов от клеток II слоя к клеткам III слоя (средним и верхним подслоям). Третичные поля не имеют непосредственной связи с периферией и связаны горизонтальными связями лишь с другими корковыми зонами.
Третичные поля коры многофункциональны. С их участием осуществляются сложные надмодальностные виды психической деятельности — символической, речевой, интеллектуальной. Особое значение среди третичных полей коры задних отделов больших полушарий имеет зона ТРО, обладающая наиболее сложными интегративными функциями.
Блок программирования.
Третий блок — блок программирования, регуляции и контроля за протеканием психической деятельности — включает моторные, премоторные и префронтальные отделы коры лобных долей мозга.
Лобные доли характеризуются большой сложностью строения и множеством двусторонних связей с корковыми и подкорковыми структурами. К третьему блоку мозга относится конвекситальная лобная кора с ее корковыми и подкорковыми связями.
Как уже говорилось выше, медиальные и базальные отделы коры лобных долей входят в состав первого — энергетического — блока мозга. Конвекситальная кора лобных долей мозга занимает 24 % поверхности больших полушарий. В ней выделяют моторную кору (агранулярную — 4, 6-е поля и слабогранулярную —8, 44, 45-е поля) и немоторную (гранулярную — 9, 10, 11, 12, 46, 47-е поля). Эти области коры имеют различные строение и функции. Моторная агранулярная лобная кора составляет ядерную зону двигательного анализатора и характеризуется хорошо развитым V слоем, содержащим моторные клетки-пирамиды.
Различные участки 4-го первичного поля двигательного анализатора, построенного по соматотопическому принципу, иннервируют разные группы мышц на периферии. В 4-м поле представлена вся мышечная система человека (и поперечно-полосатая, и гладкая мускулатура). Раздражая различные участки 3-го и 4-го полей, У. Пенфилд и Г. Джаспер (1958) уточнили конфигурацию «чувствительного» и «двигательного» человечков — зон проекции и представительства различных мышечных групп (рис. 11, А, Б)
В V слое 4-го поля содержатся самые большие клетки ЦНС — моторные клетки Беца, дающие начало пирамидному пути. В 6-м и 8-м полях коры V слой менее широк, но по типу своего строения (наличию пирамид в V и III слоях) эти поля также относятся к моторным агранулярным корковым полям.
44-е поле (или «зона Брока») имеет хорошо развитые V и III слои, моторные клетки которых управляют оральными движениями и движениями речевого аппарата.
Прецентральная моторная и премоторная кора (4, 6, 8-е поля) получает проекции от вентролатеральных ядер зрительного бугра; префронтальная конвекситальная кора является зоной проекции мелкоклеточной части ДМ (дорсомедиального) ядра таламуса. В прецентральной (моторной) и премоторной коре берут начало пирамидный и экстрапирамидный пути. Эти области коры тесно связаны с различными базальными ганглиями: стриопаллидарной системой, красным ядром, Льюисовым телом и другими подкорковыми звеньями экстрапирамидной системы.
Префронтальная конвекситальная кора связана многочисленными связями с корой задних отделов больших полушарий и с симметричными отделами коры лобных долей другого полушария.
Таким образом, многочисленные корково-корковые и корково-подкорковые связи конвекситальной коры лобных долей мозга обеспечивают возможности, с одной стороны, переработки и интеграции самой различной афферентации, а с другой — осуществления различного рода регуляторных влияний.
Анатомическое строение третьего блока мозга обусловливает его ведущую роль в программировании замыслов и целей психической деятельности, в ее регуляции и осуществлении контроля за результатами отдельных действий, а также всего поведения в целом.
Общая структурно-функциональная модель организации мозга, предложенная А. Р. Лурия, предполагает, что различные этапы произвольной, опосредованной речью, осознанной психической деятельности осуществляются с обязательным участием всех трех блоков мозга.
Согласно современным осуще