Лекция № 1. Психофизиология как отрасль психологических знаний. Предмет, задачи науки. Методология науки

Витгенштейн

Психофизиология.

«Границы моего языка определяют границы моего мира»

План лекции: Сегодня мы с вами рассмотрим следующие вопросы:

1. Понятие о психофизиологии как отрасли психологических знаний.

2. Предмет, задачи и цели науки.

3. Исторический экскурс в истоки психофизиологических знаний.

4. Связь психофизиологии и других наук.

5. Методология науки.

Психофизиология (далее предлагаю вам сокращать ПФ) возникла на стыке психологии и физиологии. Психофизиология (от греч. psyche «душа», physis «природа», и logos «наука») – научная дисциплина, изучающая физиологические основы психической деятельности и поведения человека. Батуев (акад., доктор биол. Наук), например подчеркивает, что психофизиология как одна из областей современной науки о человеке, является междисциплинарной отраслью знаний и базируется на достижениях как естественных так и гуманитарных дисциплин.

Дж. Хессет говорит, что предмет психофизиологии – сложное поведение в контексте которого изучаются физиологические процессы. Другими словами, предметом психофизиологии он выделяет нейронные механизмы психических процессов и состояний. Некоторые современные российские ученые: Л.В. Черенкова, Е.И. Краснощекова, Л. В. Соколова, в качестве предмета психофизиологии считают структуру психофизиологических факторов (биологических и социальных) и особенности их влияния на процесс исторического и индивидуального развития человека. Эволюция представления о предмете ПФ в отечественной науке связана также с именем Соколова. Его позиция состоит в том, что предмет ПФ это изучение нейронных механизмов психических процессов и состояний. Мы же с вами будем изучать механизмы речевой деятельности.

Психофизиология изучает поведение человека или животного, т.е. психофизиология целостных форм психической деятельности, возникшая для объяснения психических явлений с помощью физиологических процессов.

Таким образом, мы видим с вами, что психофозиология - это область междисциплинарных исследований на стыке психологии и нейрофизиологии, рассматривает взаимоотношения мозга и психики (нарисовать схему на доске стр.10 Батуев).

Е.Н. Соколов характеризует психофизиологию как науку о нейронных механизмах психических состояний. Она является областью пересечения психологии, нейрофизиологии и кибернетики. Психология задает общие функциональные зависимости между сигналами на входе и макрореакциями на выходе из системы. Первоначально это была физиологическая психология, опиравшаяся на объективные физиологические методы. Психофизиология изучает также физиологические, биохимические изменения происходящие в нервной системе.

Термин психофизиология был предложен философом Н. Массиасом в начале XIX века. Наиболее близка к психофизиологии физиологическая психология, основанная Вундтом и этот термин обозначал психологические исследования заимствовавшие методы и результаты исследований у физиологии человека. В настоящее время, физиологическая психология это отрасль психологической науки, изучающая физиологические механизмы психической деятельности от низших до высших уровней её организации.

В становление психофизиологии как науки определяющий вклад внесли русские ученые. В середине XIX - начале XX столетия наряду с аналитической физиологией, традиционным предметом которой было изучение рефлекторной природы тех или иных функций и рассмотрение рефлекса как чуть ли не единственного механизма организации поведенческих актов, активно стала развиваться и синтетическая физиология целостного организма, пытающаяся выявить психологическую основу регуляции поведения как совокупность внутренних и внешних детерминант. Трудами И. М. Сеченова, И.П. Павлова, В. М. Бехтерева, А.А. Ухтомского были заложены основные представления о движущихся факторах поведения. Такое поведение стало пониматься как диалектическое единство внутреннего и внешнего, субъективного и объективного. Идеи А.А. Ухтомского стали своеобразным «аккумулятором» лучших традиций русской физиологической мысли. Ухтомский стоял у истоков создания целостной концепции повеления, объединяющей его объективные и субъективные стороны, материальное и идеальное как главные и неразрывные составляющие единого психофизиологического портрета.

Психофизиологию принято определять как науку о протекании физиологических процессов при изменяющихся психологических состояниях. С этой точки зрения в психофизиологии основное внимание уделяется динамике тех физиологических реакций, которые существенно меняются при изменении психических состояний человека. Сюда относятся кожно-гальванические, сердечно-сосудистые, электорэнцефалографические реакции, а также вызванные потенциалы мозга, сетчатки, улитки и некоторых поверхностно расположенных нервов (Е.Н. Соколова). С периода 80-х годов 20 столетия в психофизиологии развивается новое представление относительно предмета психофизиологии, которая рассматривается как наука о нейронных механизмах психических процессов и состояний. Такое понимание стало возможным благодаря исследованиям электрической активности нейронов человека в клинике. Формой представления теории, объединяющей данные психологии и нейрофизиологии в единое целое, является модель, построенная из нейропсихических элементов и реализующая исследуемую психическую функцию.

Теоретико-экспериментальную основу психофизиологического направления составляет теория функциональных систем П.К. Анохина. С идеей функциональных систем связан принцип саморегуляции физиологических процессов (Н.А. Бернштейн). В итоге развитие этого направления в психофизиологии привело к возникновению новой области исследований именуемой системной психофизиологией.

Цель психофизиологии состоит в том, чтобы показать человека по всей совокупности его биологических, психических и социальных проявлений.

Главные задачи психофизиологии:

· причинное объяснение психических явлений путем раскрытия лежащих в их основе нейрофизиологических механизмов,

· исследование физиологических механизмов психических процессов и состояний на системном, нейронном, синаптическом, молекулярном уровнях,

· изучение нейрофизиологических механизмов организации высших психических функций человека. (схема на доске Батуев стр. 12).

В современной психофизиологии выделяют следующие направления: сенсорная психофизиология, психофизиология организации движений, психофизиология активности, психофизиология памяти и обучения, психофизиология речи, психофизиология мотивации и эмоций, психофизиология сна и стресса, психофизиология функциональных состояний и др..

Каким же образом психофизиология связана с другими науками?

Соотношение ПФ и нейропсихологии. По определению нейропсихология – отрасль психологической науки, сложившееся на стыке нескольких дисциплин: психологии, медицины и физиологии, и направленная на изучение мозговых механизмов ВПФ в связи с локальными поражения головного мозга. Современная нейропсихология ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. Это приводит к тому, что границы между нейропсихологией и ПФ практически стираются.

Соотношение физиологии ВНД и ПФ. Физиология ВНД – представляла собой физиологию психической деятельности, т.е. психофизиологию. В связи с интенсивным развитием новой техники физиологического эксперимента (появление ЭЭГ – эксперимента) стал расширяться фронт экспериментальных исследований. ПФ стало уделяться очень много внимания. В связи с этим наука переживает период интенсивного роста и вплотную подошла к решению таких проблем, которые раньше были недоступны для исследований. Например физиологические механизмы памяти. Б.И. Кочубей выделяет 3 новых характеристики ПФ: активизм, селективизм и информативизм.

Активизм – предполагает отказ от представления о человеке, как о существе пассивно реагирующим на внешние воздействия. Человек – активная личность. С целям и способная к саморегуляции.

Селективизм – характеризует возрастающую дифференцированность в анализе физиологичевских процессов и явлений.

Информативизм – отражает переориентацию физиологии с изучения энергетического обмена на обмен информацией.

Т.о., современная ПФ – область знания, которая объединяет физиологическую психологию и физиологию ВНД, нормальную нейропсихологию и системную ПФ.

Предмет общей ПФ – физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека.

Основной задачей психофизиологии как науки о нейронных механизмах психических процессов и состояний, является изучение закономерностей функционирования нейронных структур, реализующих психические процессы и определяющих функциональные состояния. Модели исследуемых функций, построенные из нейроноподобных элементов, обладают бионической ценностью. Эта ценность особенно велика в связи с задачами создания интегральных роботов, обладающих элементами искусственного интеллекта. Психофизиологический подход обещает развитие новых методов диагностики сенсорных процессов, движений и процесса обучения. Наиболее существенным элементом психофизиологии является возможность увидеть за протеканием внешних реакций функционирование нейронных систем. Это позволяет более глубоко анализировать различные формы сенсорных функций, процесса обучения и организации движений

-==============Методология

В самом общем виде методы психофизиологии можно представить схемой «человек-нейрон-модель».Исследование начинается на психофизиологическом уровне путем регистрации речевых, двигательных, вегетативных и электроэнцефалографических реакций. Посредством сопоставления этих реакций выявляются те из них комбинации, которые представляют работу определенных функциональных систем, и устанавливается, как выявленные функциональные системы зависят от внешних стимулов и состояний организма (Анохин,1968) Затем выясняется склад различных типов нейронов в реализацию данных функциональных систем. Анохин в 1968 г., Асратян в 1970, Виноградова в 1961 изучали полиэффекторную регистрацию реакций как метод психофизиологии, который позволяет увидеть за отдельными реакциями те функциональные системы, в которые эти реакции входят в качестве компонентов. Для того, чтобы установить связь между сосудистыми реакциями и ощущениями человека, используют комбинации вербальных рангов оценок стимулов с регистрацией сосудистых изменений. При этом слабые раздражители вызывают ориентировочный рефлекс. Приведем пример: если использовать тепловой раздражитель в виде инфракрасного облучения кожи руки, с которой не ведется регистрация сосудистых изменений, то можно заметить, что едва заметные пороговые облучения вызывают неотчетливые ощущения, которые сопровождаются сужением периферических сосудов и расширением мозговых сосудов. При усилении облучения тепловой раздражитель достигает болевого порога. Тогда возникает сужение периферических, и мозговых сосудов, что указывает на включение оборонительного рефлекса. Нетермические стимулы, например звуковые, вызывают только ориентировочные реакции, которые сменяются оборонительными при максимально сильных звуках.

Физиологические процессы, как правило, скрыты от внеш­него наблюдения, поэтому они длительное время остава­лись вне области интересов психологов, занимавшихся в основном исследованием доступных для прямого наблю­дения проявлений поведения человека. Однако многие мо­дели психической деятельности человека носили бы чисто умозрительный характер, а психология оставалась бы «безмозглой», если бы психологи не заинтересовались ней­рофизиологическими процессами, лежащими в основе ис­следуемой ими реальности [Швырков, 1995]

С другой стороны, в нейрофизиологии постоянно воз­никала потребность описать организацию физиологиче­ских процессов в терминах, определяемых в психологиче­ских концепциях и теориях. Происходило и происходит вза­имное обогащение двух наук о человеке как теоретическими разработками, так и экспериментальными методами (см. Предисловие) Что же дает изучение физиологических по­казателей работы нервной системы? Во-первых, в силу сво­ей объективности физиологические показатели становятся надежными элементами, используемыми при описании изу­чаемого поведения. Во-вторых, они позволяют эксперимен­таторам включить в сферу своих исследований скрытые для прямого наблюдения проявления активности организма, ле­жащие в основе поведения. И, как оптимистично заявил Ж. Пайяр, «помимо более полного объективного описания явлений, в основе обращения к физиологическим показате­лям лежит смелое устремление, которое продолжает направ­лять усилия современных психологов объяснить психоло­гические явления на органической основе» [1970, с. 10].

В психофизиологии основными методами регистра­ции физиологических процессов являются электрофизио-логические методы. В физиологической активности кле­ток, тканей и органов особое место занимает электричес­кая составляющая. Электрические потенциалы отражают физико-химические следствия обмена веществ, сопровож­дающие все основные жизненные процессы, и поэтому яв­ляются исключительно надежными, универсальными и точными показателями течения любых физиологических процессов [Коган, 1969]

Надежность электрических показателей по сравнению с другими, по мнению А Б. Когана, особенно демонстративна, «когда они оказываются единственным средством обнару­жения деятельности» [там же, с. 13] Единообразие потенци­алов действия в нервной клетке, нервном волокне, мышеч­ной клетке как у человека, так и у животных говорит об уни­версальности этих показателей Точность электрических показателей, т. е. их временное и динамическое соответствие физиологическим процессам, основана на быстрых физико-химических механизмах генерации потенциалов, являю­щихся неотъемлемым компонентом физиологических про­цессов в нервной или мышечной структуре.

К перечисленным преимуществам электрических пока­зателей физиологической активности следует добавить и

неоспоримые технические удобства их регистрации: помимо специальных электро­дов, для этого достаточно универсального усилителя биопотенциалов, который ском-мутирован с компьютером, имеющим соответствующее программное обеспечение. И, что важно для психофизиологии, большую часть этих показателей можно регист­рировать, никак не вмешиваясь в изучаемые процессы и не травмируя объект иссле­дования. К наиболее широко используемым методам относятся регистрация импуль­сной активности нервных клеток, регистрация электрической активности кожи, электроэнцефалография, электроокулография, электромиография и электрокарди­ография. В последнее время в психофизиологию внедряется новый метод регистра­ции электрической активности мозга — магнитоэнцефалография и изотопный метод (позитронно-эмиссионная томография).

Томография – получение срезов мозга искусственным путем. Для построения срезов используется просвечивание, например рентгеновскими лучами.

Общий принцип томографии был сформулирован Дж. Родоном. Операции, которые выполняются при томографии называются прямым и обратным преобразованием. Прямое – описание мозга и мозговых процессов в форме срезов. Восстановление модели мозга и его работы по срезам – обратное преобразование.

Позитронно-Эмисионная Томография (ПЭТ) основана на выявлении распределения в мозге различных химических веществ, которые участвуют в метаболизме мозга. Для этого используют короткоживущие радиоизотопы C11, O15, N13, F18. замещение соответствующего элемента на такой изотоп не влияет на химические свойства вещества, но позволяет проследить его движение. Меченое вещество вводится в вену или изоляционно.

Перечисленные изотопы – позитронноизлучающие. Явление позитронной эмиссии – исход из ядра позитронов, в которой нарушен баланс между позитроном и электроном.

Ядерно-Магнитно-Резонансная томография (ЯМР) основана на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Данные ЯМР-томографии дают информацию об изучаемых головного мозга как анатомического, так и физико-химического характера.

Преимущества:

нет ионизирующего излучения;

возможно многоплоскостное исследование;

большая разрешающая способность.

МагнитоЭнцефалоГрафия (МЭГ) – регистрация параметров магнитного поля организма человека и животного. При помощи МЭГ можно регистрировать основные ритмы ЭЭГ и ВП. Запись осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков;) в специальной камере, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных полей.

Преимущества:

много датчиков → пространственная картина распределения электромагнитных полей

бесконтактная запись → различные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких искажений, как при записи ЭЭГ.

ЭЭГ. Регистрация суммарной электрической активности с поверхности головы. Основные ритмы:

Альфа-ритм (частота 8-13 Гц): ритм относительного покоя.

Бета-ритм (частота 14-30 Гц): сменяет альфа-ритм при сенсорной стимуляции, т.е. в состоянии активного бодрствования (внимание, эмоциональной и интеллектуальное напряжение). Альфа-ритм → бета-ритм – десинхронизация ЭЭГ.

Тета-ритм (частота 4-7 Гц): эмоциональное напряжение и медленноволновой сон.

Дельта-ритм (частота 1-3 Гц): расслабление, медленноволновой сон, очаговое поражение мозга.

Гамма-ритм (30-170 Гц): контролируемые когнитивные процессы, произвольное внимание. 40 Гц: кошка следит за мышкой J.

ВП. ВП (внутримозговой потенциал) – биоэлектрические колебания, возникающие в ЭЭГ в ответ на однократное раздражение рецепторов. Амплитуда ВП не велика, поэтому, чтобы выделить его из общего рисунка ЭЭГ суммируют и усредняют участок ЭЭГ, который следует до и после раздражающего стимула. ВП длиться около 300 мс. ВП делятся на первичные ответы (возникают в течение 100 мс после предъявления стимула) и вторичные ответы (возникают через 100 мс и позже). ПСС – потенциалы, полученные в различных экспериментальных ситуациях. ПСС: моторный потенциал (колебания, связанные с активностью двигательной коры), Е-волна (изменение электрического потенциала в передних отделах мозга, связанное с состоянием намерения произвести какое-либо действия, или, напр., воспринять что-то), колебания потенциала, возникающие в момент, когда пропускается ожидаемый стимул.

Термоэнцефалоскопия. Этим методом измеряют локальный метаболизм мозга и кровоток по теплопродукции. Мозг излучает теплолучи в инфракрасном диапазоне. Водяные пары воздуха задерживают значительную часть этого излучения, но есть частоты (3-5 и 8-14 мкм), в которых тепловые лучи распространяются на большие расстояния, и их можно регистрировать. Инфракрасное излучение мозга улавливается на расстоянии от нескольких см до метра термовизором с автоматической системой сканирования. Сигналы попадают на точечные датчики. Каждая термокарта содержит 10-16 тысяч дискретных точек. Процедура измерений в одной точке длится 2,4 мкс. В работающем мозге температура отдельных участков непрерывно меняется. Построение карты дает временной срез метаболической активности мозга.

Таким образом мы с вами видим, что феномен человека есть продукт истории, т.е. всей совокупности эволюционных процессов (некоторые из данных моментов вы наверное учили на АиФ), подготовивших человека и последующее его существование в условиях им же созданной культуры. Следовательно, в жизнедеятельности человека концентрируется весь итог развития оргнаического мира и вместе с тем приобретает ведущую роль социальные факторы человеческого бытия. Однако преобразование биологического под воздействием социальных факторов человеческого бытия. При этом биологическое в человеке предстает в самой природе социального. Поэтому, когда речь идет об общем контексте жизнедеятельности человеческой личности необходимо рассматривать и ту и другую стороны как единое целое. Психика (сознательная и бессознательная) выступает как активное отражение в мозгу человека картин объективного мира и самого себя в этом мире, обеспечивая возможность воздействия на мир, его преобразования и целенаправленного поведения в нем. Психофизиология как наука и является той областью знаний, которая призвана изучать как внутренние так и внешние детерминанты поведения и психики человека, т.е. субъективные и объективные стороны его существования.

Дата добавления: 2014-01-11