Таким образом, структуры мозга, которые в бодрствовании обрабатывают информацию, поступающую от экстероцептив-ных стимулов, во сне настраиваются на восприятие и обработку интероцептивной информации. Обработка информации от эксте-роцептивных воздействий и интероцепции осуществляется в одних и тех же структурах мозга, но не одновременно. Информация о внешнем мире обрабатывается днем, а о состоянии внутренней среды, внутренних органов — во сне.
Много исследований посвящено изучению взаимодействия коры и внутренних органов. Во многих из них сообщается о вызванных потенциалах коры и таламуса на электрическую стимуляцию внутренних органов, механические, химические раздражения инте-роцепторов. Первичные ответы на висцеральную стимуляцию (с латенцией около 30 мс) были получены в некоторых участках соматосенсорной и ассоциативной коры. Вторичные ответы с большей латенцией (до 100 мс) практически можно записать от всей кортикальной поверхности. Однако все реакции коры на раздражение внутренних органов были получены в острых опытах на животных с анестезией. И их не удается зарегистрировать у неанестезированного животного.
Таким образом, в бодрствовании результаты обработки эксте-роцептивной информации достигают сознания и используются для организации поведения. Во сне мозг обрабатывает сигналы от ин-тероцепторов и принимает участие в гомеостатической регуляции (метаболизме, росте, регенерационных процессах, иммунных ответах и др.). Однако эта активность мозга не достигает того уровня сознания, когда мы это осознаем. И.Н. П и rape в предполагает, что существует специальный механизм, который в бодрствовании блокирует обработку висцеральных сигналов, а во сне — экстероцеп-тивных. Такая структура аналогичным образом должна действовать
299
на моторные реакции. И такая блокада действительно известна как мышечная атония во сне.
Кроме того, на анестезированных животных показано, что электрическая стимуляция коры вызывает реакции в висцеральных органах. Они исчезают сразу же, как только животное выходит из-под наркоза. Следовательно, управляющие кортико-фугальные сигналы коры во сне направляются не к моторной системе, а к внутренним органам. С пробуждением они меняют свою направленность, переключаясь на регуляцию поведения и тесно связанную с ним моторную систему. Механизм, который переключает эксте-роцептивные и интероцептивные потоки сигналов для обработки информации, скорее всего должен быть локализован в центрах сна ствола мозга (Pigarev I.N., 1997).
Сознание может быть широким или узким. Широту сознания определяет количество каналов распространения локальной активации, модулирующей информационные сети нейронов. Чем больше задействовано локальных модуляторов, тем шире сознание. Частичное выключение локальных модуляторов приводит к сужению поля сознания. Это можно наблюдать при гипоксии, когда в ЭЭГ лобных отделов коры локально усиливаются медленные волны, сопровождающиеся эйфорией и нарушением операций планирования.
В процессе развития сна могут быть выделены различные уровни сознания. Исследование активности ассоциативных зон коры у кошки и обезьяны, когда они выполняли сложное задание — опознание целевого стимула с отсроченной реакцией, показало, что сон развивается в коре парциально, охватывая прежде всего ассоциативную кору (Pigarev I.N., 1997). В этих опытах животному в центре экрана демонстрировали одну линию, после паузы 0,5— 1,5 с давали тестовый стимул, содержащий набор линий, среди которых могла быть или не быть линия-образец, которая перед этим была показана. Животное должно было сообщать о присутствии или отсутствии образца в составе тестового стимула, нажимая на одну из двух педалей. Правильный ответ подкреплялся небольшой порцией детского молочного питания. Иногда животное впадало в дремотное состояние, особенно если получало много молочного пищевого подкрепления, однако при этом оно продолжало правильно выполнять задания. У нейронов ассоциативной зрительной коры (в области V4) такого животного можно было наблюдать пачечный тип активности, характерный для сна, и ослабление или даже полное исчезновение их реакций на зрительные стимулы, с которыми животное работало, решая задачу. В отличие от нейронов ассоциативной коры нейроны первичной зрительной коры (в об-
300
ласти VI) сохраняли нормальные ответы на зрительные стимулы даже при появлении ЭЭГ-признаков сна в ассоциативной коре.
Характер изменений нейронной активности в ассоциативной коре позволяет предположить существование локального сна. Последний прежде всего захватывает нейроны, рецептивные поля которых находятся на периферии зрительного поля. Таким образом, даже в пределах зрительной коры сон не развивается синхронно. Процесс распространяется в направлении от периферии к центру ассоциативной коры, возможно, возникая в отдельных модулях.
При развитии локального сна в ассоциативной коре обезьяна продолжала выполнять задание на зрительный поиск с отставленной реакцией. Таким образом, даже при высокой поведенческой активности возможен частичный сон, особенно в ассоциативных корковых областях. По-видимому, это может быть причиной возможного нарушения когнитивных процессов и внимания при наличии большой потребности в сне.
Е.Н. Соколов (1997) предлагает объединить оба подхода к определению сознания и рассматривать сознание как специфическое состояние мозга, позволяющее осуществлять определенные когнитивные операции. Что касается возможности передавать информацию другому, это требование не является непременной характеристикой сознания. Но это не значит, что язык не обогащает сознание, и возможность передать свои знания другому не отражает наиболее высокий его уровень.
10.2. ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ
Существует множество теорий о механизмах сознания, в которых предпринимается попытка сформулировать необходимые и достаточные условия для возникновения сознания. Их можно разделить на структурные, когда акцент делается на рассмотрение роли отдельных структур или нейронных сетей мозга, и на функциональные, которые определяют сознание через специальные когнитивные операции — мышление, воображение, запоминание и желание. На деле эти два подхода не исключают друг друга, так как специальные операции, связанные с сознанием, реализуются с участием особых нейронных сетей, находящихся в конкретных структурах мозга.
Изучая процессы концентрации и индукции возбуждения, их распределение по коре, И.П. Павлов создал теорию сознания, которая получила название теории светлого пятна. Он связывал сознание с фокусом возбуждения, светлым пятном, областью повышенной возбудимости, которая может перемещаться по коре.
301
При этом сознание не обязательно связано с символьными операциями — второй сигнальной системой и речевой деятельностью. По И.П. Павлову, сознание есть у человека и у животных.
Изучая поведение собак в условиях свободного их перемещения в манеже, И.С. Бериташвили выявил эффект сенсорного обучения. Он нашел, что образ целевого объекта — пищи и места ее нахождения — формируется быстро, фиксируется и легко извлекается из памяти, когда нужно удовлетворить биологическую потребность. В связи с тем что эти результаты не укладывались в простую рефлекторную схему, он ввел понятие психонервной деятельности, которая оперирует образами.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113
Много исследований посвящено изучению взаимодействия коры и внутренних органов. Во многих из них сообщается о вызванных потенциалах коры и таламуса на электрическую стимуляцию внутренних органов, механические, химические раздражения инте-роцепторов. Первичные ответы на висцеральную стимуляцию (с латенцией около 30 мс) были получены в некоторых участках соматосенсорной и ассоциативной коры. Вторичные ответы с большей латенцией (до 100 мс) практически можно записать от всей кортикальной поверхности. Однако все реакции коры на раздражение внутренних органов были получены в острых опытах на животных с анестезией. И их не удается зарегистрировать у неанестезированного животного.
Таким образом, в бодрствовании результаты обработки эксте-роцептивной информации достигают сознания и используются для организации поведения. Во сне мозг обрабатывает сигналы от ин-тероцепторов и принимает участие в гомеостатической регуляции (метаболизме, росте, регенерационных процессах, иммунных ответах и др.). Однако эта активность мозга не достигает того уровня сознания, когда мы это осознаем. И.Н. П и rape в предполагает, что существует специальный механизм, который в бодрствовании блокирует обработку висцеральных сигналов, а во сне — экстероцеп-тивных. Такая структура аналогичным образом должна действовать
299
на моторные реакции. И такая блокада действительно известна как мышечная атония во сне.
Кроме того, на анестезированных животных показано, что электрическая стимуляция коры вызывает реакции в висцеральных органах. Они исчезают сразу же, как только животное выходит из-под наркоза. Следовательно, управляющие кортико-фугальные сигналы коры во сне направляются не к моторной системе, а к внутренним органам. С пробуждением они меняют свою направленность, переключаясь на регуляцию поведения и тесно связанную с ним моторную систему. Механизм, который переключает эксте-роцептивные и интероцептивные потоки сигналов для обработки информации, скорее всего должен быть локализован в центрах сна ствола мозга (Pigarev I.N., 1997).
Сознание может быть широким или узким. Широту сознания определяет количество каналов распространения локальной активации, модулирующей информационные сети нейронов. Чем больше задействовано локальных модуляторов, тем шире сознание. Частичное выключение локальных модуляторов приводит к сужению поля сознания. Это можно наблюдать при гипоксии, когда в ЭЭГ лобных отделов коры локально усиливаются медленные волны, сопровождающиеся эйфорией и нарушением операций планирования.
В процессе развития сна могут быть выделены различные уровни сознания. Исследование активности ассоциативных зон коры у кошки и обезьяны, когда они выполняли сложное задание — опознание целевого стимула с отсроченной реакцией, показало, что сон развивается в коре парциально, охватывая прежде всего ассоциативную кору (Pigarev I.N., 1997). В этих опытах животному в центре экрана демонстрировали одну линию, после паузы 0,5— 1,5 с давали тестовый стимул, содержащий набор линий, среди которых могла быть или не быть линия-образец, которая перед этим была показана. Животное должно было сообщать о присутствии или отсутствии образца в составе тестового стимула, нажимая на одну из двух педалей. Правильный ответ подкреплялся небольшой порцией детского молочного питания. Иногда животное впадало в дремотное состояние, особенно если получало много молочного пищевого подкрепления, однако при этом оно продолжало правильно выполнять задания. У нейронов ассоциативной зрительной коры (в области V4) такого животного можно было наблюдать пачечный тип активности, характерный для сна, и ослабление или даже полное исчезновение их реакций на зрительные стимулы, с которыми животное работало, решая задачу. В отличие от нейронов ассоциативной коры нейроны первичной зрительной коры (в об-
300
ласти VI) сохраняли нормальные ответы на зрительные стимулы даже при появлении ЭЭГ-признаков сна в ассоциативной коре.
Характер изменений нейронной активности в ассоциативной коре позволяет предположить существование локального сна. Последний прежде всего захватывает нейроны, рецептивные поля которых находятся на периферии зрительного поля. Таким образом, даже в пределах зрительной коры сон не развивается синхронно. Процесс распространяется в направлении от периферии к центру ассоциативной коры, возможно, возникая в отдельных модулях.
При развитии локального сна в ассоциативной коре обезьяна продолжала выполнять задание на зрительный поиск с отставленной реакцией. Таким образом, даже при высокой поведенческой активности возможен частичный сон, особенно в ассоциативных корковых областях. По-видимому, это может быть причиной возможного нарушения когнитивных процессов и внимания при наличии большой потребности в сне.
Е.Н. Соколов (1997) предлагает объединить оба подхода к определению сознания и рассматривать сознание как специфическое состояние мозга, позволяющее осуществлять определенные когнитивные операции. Что касается возможности передавать информацию другому, это требование не является непременной характеристикой сознания. Но это не значит, что язык не обогащает сознание, и возможность передать свои знания другому не отражает наиболее высокий его уровень.
10.2. ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ
Существует множество теорий о механизмах сознания, в которых предпринимается попытка сформулировать необходимые и достаточные условия для возникновения сознания. Их можно разделить на структурные, когда акцент делается на рассмотрение роли отдельных структур или нейронных сетей мозга, и на функциональные, которые определяют сознание через специальные когнитивные операции — мышление, воображение, запоминание и желание. На деле эти два подхода не исключают друг друга, так как специальные операции, связанные с сознанием, реализуются с участием особых нейронных сетей, находящихся в конкретных структурах мозга.
Изучая процессы концентрации и индукции возбуждения, их распределение по коре, И.П. Павлов создал теорию сознания, которая получила название теории светлого пятна. Он связывал сознание с фокусом возбуждения, светлым пятном, областью повышенной возбудимости, которая может перемещаться по коре.
301
При этом сознание не обязательно связано с символьными операциями — второй сигнальной системой и речевой деятельностью. По И.П. Павлову, сознание есть у человека и у животных.
Изучая поведение собак в условиях свободного их перемещения в манеже, И.С. Бериташвили выявил эффект сенсорного обучения. Он нашел, что образ целевого объекта — пищи и места ее нахождения — формируется быстро, фиксируется и легко извлекается из памяти, когда нужно удовлетворить биологическую потребность. В связи с тем что эти результаты не укладывались в простую рефлекторную схему, он ввел понятие психонервной деятельности, которая оперирует образами.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113