Особенности вовлечения структур мозга при решении различных мыслительных задач

Механизмы восприятия речи

Одно из фундаментальных положений науки о речи состоит в том, что переход к осмыслению сообщения возможен лишь после того, как речевой сигнал преобразован в последовательность дискретных элементов. Далее предполагается, что эта последовательность может быть представлена цепочкой символов-фонем, причем число фонем в каждом языке очень мало (например, в русском языке их 39). По-видимому, и здесь действует принцип детекторного кодирования.

В связи с этим особый интерес представляет собой модель опознания букв и слов при чтении, разработанная Д. Мейером и Р. Шваневельдтом. По их мнению, процесс опознания начинается в тот момент, когда ряд букв поступает на «анализатор деталей». Получающиеся при этом коды, содержащие информацию о форме букв (прямые линии, кривые, углы), передаются на детекторы слов. При обнаружении этими детекторами достаточных признаков генерируется сигнал, подтверждающий, что обнаружено некоторое слово. Обнаружение определенного слова также активизирует расположенные рядом слова. Например, при обнаружении слова «компьютер» активизируются также слова, расположенные в сети памяти человека близко от него, – такие как «программное обеспечение», «винчестер», «Интернет» и т.д. Возбуждение семантически связанных слов облегчает их последующее обнаружение. Эта модель подтверждается тем, что испытуемые опознают связанные слова быстрее, чем несвязанные. Эта модель привлекательна также и тем, что открывает путь к пониманию структуры семантической памяти.

На основании исследования активности мозга при генерации стимулнезависимых мыслей, выполненного с помощью методов ПЭТ, МРТ и метода картирования внутрикоркового взаимодействия, были выделены две основные системы мозга, связанные с образно-пространственным и абстрактно-вербальным мышлением. Субстрат образного мышления локализуется в височно-теменных областях коры. Процессы понятийного мышления связаны с активацией лобных областей коры мозга. Эти системы мозга рассматриваются как фокусы взаимодействия, в которых осуществляется синтез информации. Предполагают, что текущая информация сопоставляется в этих структурах с информацией, извлекаемой из памяти, и сигналами, приходящими из мотивационных центров мозга. Именно в фокусах взаимодействия реализуется процесс принятия решения, что субъективно переживается как процесс обдумывания и нахождения нужного решения. Субъективные переживания, связанные с активацией разных систем мозга, также различаются. В случае активации лобной коры при решении задач по типу образного мышления или активации височно-теменной коры при решении вербальных задач решение может быть не принято или субъект приходит к неправильному решению задачи.

Если у человека преобладает образный тип мышления, то оба фокуса взаимодействия локализованы в правом полушарии. У лиц с преобладанием понятийного типа мышления оба фокуса взаимодействия располагаются в левом полушарии.

Разные процедуры мышления также отражаются в активности разных систем мозга. Процессы анализа, сравнения, синтеза и объединения активируют в большей степени затылочно-височные области коры. Процессы абстрагирования и конкретизации, существенные для детального конструирования образа, отражаются в смещении фокуса активности в лобные отделы коры. Нахождение верного решения (независимо от его вербализации) сопровождается повышением активности в левой височной области коры.

Нейронные корреляты мышления. Электроэнцефалографические корреляты мышления

В подавляющем большинстве случаев основными в исследованиях процессов мышления являются показатели работы головного мозга в диапазоне от нейронной активности до суммарной биоэлектрической. Дополнительно в качестве контроля используют регистрацию миограммы, электрической активности кожи и глазных движений. При выборе мыслительных задач нередко опираются на эмпирическое правило: задания должны быть адресованы топографически разнесенным областям мозга, в первую очередь, коры больших полушарий. Типичным примером служит сочетание задач вербально-логических и зрительно-пространственных.

Предполагается, что должно существовать соответствие между временем переработки информации в мозге и временем реализации мыслительных процессов. Если, например, принятие решения занимает 100 мс, то и соответствующие электрофизиологические процессы ему должны иметь временные параметры в пределах 100 мс. По этому признаку наиболее подходящим объектом изучения является импульсная активность нейронов. Длительность импульса (потенциала действия) нейрона равна 1 мс, а межимпульсные интервалы составляют 30-60 мс. Количество нейронов в мозге оценивается числом десять в десятой степени, а число связей, возникающих между нейронами, практически бесконечно. Таким образом, за счет временных параметров функционирования и множественности связей нейроны обладают потенциально неограниченными возможностями к функциональному объединению в целях обеспечения мыслительной деятельности. Принято считать, что сложные функции мозга, и в первую очередь мышление, обеспечиваются системами функционально объединенных нейронов.

Изучение импульсной активности нейронов глубоких структур и отдельных зон коры мозга человека в процессе мыслительной деятельности проводилось при помощи метода хронически вживленных электродов.

При изучении динамики импульсной активности нейронов в определенных областях головного мозга были выявлены устойчивые пространственно-временные картины (паттерны) этой активности, связанные с конкретным видом мыслительной деятельности человека. После выделения таких паттернов можно достаточно точно определять, где и когда в мозге человека будут развиваться определенные изменения активности нейронных объединений в процессе решения задач определенного типа. При этом закономерности формирования паттернов импульсной активности нейронов по ходу выполнения испытуемым различных психологических тестов иногда позволяли предсказывать результат выполнения конкретной ассоциативно-логической операции.

Электроэнцефалографические корреляты мышления

Уже со времен первых, ставшими классическими работ Бергера (1929), Эдриана и Мэтьюза (1934), хорошо известно, что умственная деятельность вызывает устойчивую десинхронизацию альфа-ритма, и что именно десинхронизация оказывается объективным показателем активации.

Ритмы ЭЭГ и мышление. Установлено, что при умственной деятельности происходит перестройка частотно-амплитудных параметров ЭЭГ, охватывающая все основные ритмические диапазоны от дельта до гамма. Так, при выполнении мыслительных заданий может усиливаться дельта- и тета-активность. Причем усиление последней составляющей положительно соотносится с успешностью решения задач. В этих случаях тета активность наиболее выражена в передних отделах коры.

По данным ряда авторов, умственная активность у взрослых сопровождается повышением мощности бета-ритма, причем значимое усиление высокочастотной активности наблюдается при умственной деятельности, включающей элементы новизны, в то время как стереотипные, повторяющиеся умственные операции, сопровождаются ее снижением.

Динамика альфа активности при умственной деятельности имеет сложный характер. При анализе альфа-ритма в последнее время принято выделять три (иногда две) составляющие: высоко- средне- и низкочастотную. Оказывается, что эти субкомпоненты альфа-ритма по-разному связаны с умственной деятельностью. Низкочастотный и высокочастотный альфа-ритм в большей мере соотносится с когнитивными аспектами деятельности, тогда как среднечастотный альфа-ритм в основном отражает процессы неспецифической активации.

Установлено, что при умственной деятельности происходит резкое увеличение числа участков коры, корреляционная связь между которыми по различным составляющим ЭЭГ обнаруживает высокую статистическую значимость. Т.е. усиливается взаимодействие между разными участками коры.

Творчество и межполушарные отношения

Что касается творческого мышления, то здесь нельзя обойти вопросы подсознания, интуиции, инсайта. Творчество связано с потребностью в познании и, следовательно, с ориентировочно-исследовательской деятельностью, которая находится в конкурентных отношениях с оборонительными рефлексами (Данилова). Поэтому стресс, усиливающий тревожность и приводящий порой к фобийности, тормозя ориентировочную реакцию, способствует подавлению творческой активности.

Симонов связывает творческое мышление с амигдалами, фиксирующими доминирующую мотивацию, и с гиппокампом, обеспечивающим актуализацию энграмм, используемых при формировании гипотез фронтальным неокортексом. При этом правое полушарие, занятое обработкой невербальных стимулов, обеспечивает эмоционально-интуитивную оценку гипотез, а левое (вербальное) — логическую, т.е. на уровне функциональной межполушарной асимметрии происходит взаимодействие сознания и подсознания, обеспечивающее процессы творчества.

Дата добавления: 2014-01-04