Структурно-функциональная модели мозговой организации высших психических функций человека

1.

Структурно-функциональная модели мозговой
организации высших психических функций
человека
Лекция №2

2.

Теоретико-экспериментальная
основа ПФ в России
* Блоки мозга — структурно-функциональная модель мозговой организации высших психических функций человека, разработанная А. Р. Лурия для объяснения интегративной деятельности мозга как единой
системы.
* Теория функциональных систем П. К. Анохина (1968) понимании психических и физиологических процессов как сложнейших функциональных систем, в которых отдельные механизмы объединены общей
задачей в целые, совместно действующие комплексы, направленные на достижение полезного приспособительного результата.
* Принцип саморегуляции физиологических процессов (Н. А. Бернштейн , 1963) - новый подход к изучению физиологических механизмов отдельных психических процессов.
* Системная психофизиология (Швырков, 1988; Александров, 1997).
* Изучение нейронных механизмов психических процессов и состояний» Е. Н. Соколов .

3.

Согласно
модели
структурно-функциональная
модели
мозговой
организации высших психических функций человека А. Р. Лурии, каждая
высшая психическая функция, интерпретируемая как сложная сознательная
форма психической деятельности, реализуется при участии 3 блоков мозга,
каждый из которых вносит специфический вклад в ее осуществление и
характеризуется
определенными
особенностями
строения
и
физиологическими принципами, лежащими в основе его работы, а также
той ролью, которую он играет в реализации психической функции.

4.

Структурно –
функциональная модель
интегративной работы
мозга, предложенная
А.Р.Лурия
1 блок- энергетический. Первый
блок регуляции общей и
избирательной неспецифической
активации мозга
2 блок приема, переработки и
хранения информации
(заднеассоциативный мозг).
3 блок программирования,
регуляции и контроля за
протеканием психической
деятельности
(переднеассоциативый отдел).

5.

Энергетический блок мозга
представлен
Ретикулярной
формацией,
неспецифическими
структурами среднего
мозга, лимбической
системой, гиппокампом,
медиобазальными
отделами лобных долей

6.

Ретикулярная формация - сетевидное образование, совокупность нервных структур,
расположенных в центральных отделах стволовой части мозга (продолговатом и среднем мозге,
зрительных буграх).

7.

Функции энергетического блока
мозга:
основная
- активация больших полушарий:
поддержание определенного уровня тонуса и
бодрствования; активация временная - смена
периодов сна и бодрствования, кратковременная
активация - для поддержания внимания;
модально
неспецифическая
память
эпизодическая, личностная, эмоциональная память
на события;
обеспечение базальных эмоций - страх, боль,
удовольствие, гнев (отрицательных центров больше,
чем положительных);

8.

витальная функция - поддержание жизни в
организме.
Нейрогуморальная
регуляция
(эндокринная система на уровне гипофиза,
гипоталамуса) в деятельности внутренних органов
(сердечно-сосудистные
сокращения,
дыхание,
терморегуляция, иммунитет и прочее);
регулятор
инстинктивных,
генетическизакрепленных,
форм
поведения.
Например,
поведение в ситуации стресса, аффекта, половое
поведение, регулятор систем зависимости;
регуляция мышечного тонуса, обеспечивающего
двигательную активность

9.

Энергетический блок имеет
три источника энергии:
1 — происходящие в организме обменные процессы,
связанные с дыханием, пищеварением, сахарным,
белковым обменом и т.д.; инстинкты, безусловные
рефлексы и половое поведение;
2 — результат влияния на организм стимулов внешнего
мира, приводящих к появлению ориентировочного
рефлекса;
3 — активация коры может происходить за счет ее
собственной способности планировать, программировать
свою деятельность. Поставленная цель повышает
степень
активности
соответствующего
вида
деятельности. В этом случае мы говорим о
мотивационно-волевых качествах человека.

10.

Скорость и легкость
выполнения
моторных заданий,
реципрокная
координация
Регуляция
эмоциональныхых
и мотивационных
состояний
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЛОК
МОЗГА
Обеспечение
деятельности
(внимания, памяти)
Обеспечение общего
тонуса коры (уровня
бодрствования)

11.

2 блок мозга
2 блок мозга. Блок приема, переработки и
хранения экстероцептивной информации извне от рецепторов органов чувств, а
также от проприоцепторов - изнутри.
Анатомические структуры 2 блока мозга:
конвекситальная
(поверхностная)
кора
теменной, височной, затылочной областей
мозга.
«Заднеассоциативный»
блок
надстроен
над
несколькими
анализаторами: затылочные доли - над
зрительным, височные — над слуховым,
теменные —
над кинестетическим.

12.

2 блок мозга
Кора
«заднего»
мозга
характеризуется
как
«накопительная»,
осуществляющая
прием,
переработку и хранение информации. Поля второго
блока мозга делятся на первичные, вторичные и
третичные. В «заднем» мозге расположены концы
всех анализаторов. Более высокоорганизованные
структуры
информацию
от
анализаторов
перерабатывают и хранят. Они стали поли- или
надмодальными. Потеряли непосредственную связь
с анализаторами, но осуществляют более сложные
функции: речь, чтение, счет, письмо, конструктивнопространственные функции и т.д.

13.

Ядерные зоны анализаторов
зрительного анализатора - 17, 18 и 19-е
поля,
кожно-кинестетического анализатора —1, 2,
3-е, частично 5-е поля,
звукового анализатора — 41, 42 и 22-е поля.
Из них первичными полями являются 3, 17 и
41-е, остальные — вторичные.

14.

Системы связей первичных, вторичных и третичных
полей коры

15.

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.
Функции первичной коры: Максимально тонкий
анализ
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).

16.

Вторичные поля
Афферентные
импульсы
поступают
не
непосредственно из реле-ядер таламуса, как к
первичным, а из ассоциативных ядер таламуса
(после их переключения). Они получают более
сложную, переработанную информацию с
периферии, чем первичные.
Функции вторичных областей: Объединяют
разные анализаторные зоны, осуществляя
синтез
раздражений
и
принимая
непосредственное участие в обеспечении
различных гностических видов психической
деятельности.

17.

Третичные поля коры
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 (tempralis), теменной (parietalis) и
затылочной (occipitalis) коры (37-е и частично 39-е
поля). Не имеют непосредственной связи с
периферией и связаны горизонтальными связями лишь
с другими корковыми зонами.
Функции третичных областей: осуществляют 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.

18.

3 блок мозга. Блок программирования, регуляции и
контроля за протеканием психической деятельности
Анатомические структуры 3 блока
мозга:
- конвекситальная (поверхностная)
кора лобных долей.
“Переднеассоциативный» мозг
надстроен над одним анализатором
— двигательным. У человека лобная
часть составляет одну треть. У
животных одна шестая или одна
десятая часть. Благодаря этому и
возможны ВПФ у человека.

19.

Строение 3 мозгового блока
Моторные, премоторные и префронтальные (лобные)
отделы мозга с их двухсторонними связями
(конвекситальная лобная кора с ее корковыми и
подкорковыми связями).
Принцип действия структур 3 мозгового блока:
Многочисленные
корково-корковые
и
корковоподкорковые 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.

20.

Функции 3 мозгового блока
Программирование, регуляция и контроль за протеканием
психической деятельности, за результатами отдельных
действий и всего поведения в целом.
Диапазон функционирования 3 блока широк:
от планирования и структурирования движений (праксис) до
высших мыслительных актов; функции сознания, осознания,
плавное переключение с одного действия на другое,
целеполагание, контроль за всеми функциями психической
деятельности.

21.

Взаимодействие трех основных
функциональных блоков мозга.
1. В начальной стадии формирования мотивов в
любой сознательной психической деятельности
(гностической,
мнестической,
интеллектуальной)
принимает участие преимущественно первый блок
мозга. Он обеспечивает также оптимальный общий
уровень
активности
мозга
и
осуществление
избирательных,
селективных
форм
активности,
необходимых для протекания конкретных видов
психической деятельности. Он преимущественно
ответствен и за эмоциональное «подкрепление»
психической деятельности (переживание успеханеуспеха).

22.

2.
Стадия
формирования
целей,
программ
деятельности связана преимущественно с работой
третьего блока мозга, так же как и стадия контроля за
реализацией программы.
3. Операциональная стадия деятельности реализуется
преимущественно с помощью второго блока мозга.
Поражение одного из трех блоков (или его отдела)
отражается на любой психической деятельности, так
как приводит к нарушению соответствующей стадии
(фазы, этапа) ее реализации.

23.

Системная архитектоника
поведенческих актов
На сегодняшний день наиболее совершенная модель структуры
поведения изложена в концепции функциональной системы П.К.
Анохина.
Пётр Кузьмич Анохин (1898 – 1974) - академик, советский физиолог.

24.

Теория функциональных систем
модель, описывающая структуру поведения;
поведенческий акт характеризуется целенаправленностью и активной ролью субъекта
«Принцип функциональной системы» — объединение частных механизмов организма в целостную систему
приспособительного поведенческого акта, создание «интегративной единицы».
Выделяются два типа функциональных систем:
–
Системы первого типа обеспечивают гомеостаз за счёт внутренних (уже имеющихся) ресурсов организма, не выходя за его пределы
(напр. артериальное давление)
–
Системы второго типа поддерживают гомеостаз за счёт изменения поведения, взаимодействия с внешним миром, и лежат в основе
различных типов поведения

25.

Функциональная система (ФС)
- это организация активности элементов
различной
анатомической
принадлежности,
имеющая
характер
взаимосодействия, которое направлено на
достижение полезного приспособительного
результата.
- ФС
рассматривается
как
единица
интегративной деятельности организма.

26.

Согласно П.К. Анохину, физиологическая архитектура
поведенческого акта строится из последовательно
сменяющих друг друга следующих стадий:
• афферентный синтез,
• принятие решения,
• акцептор результатов
действия,
• эфферентный синтез,
• формирование
действия,
• оценка достигнутого
результата.
• Афферентный (от лат.
afferens — приносящий),
несущий к органу или в него;
передающий импульсы от
рабочих органов к нервному
центру.
• Эфферентный (от лат.
efferens — выносящий),
выносящий, выводящий,
передающий импульсы от
нервных центров к рабочим
органам.
• Акцептор (от лат. acceptor
— принимающий).

27.

Схема целенаправленного поведенческого акта
(по П. Анохину, 1968)

28.

1. Поведенческий акт любой
степени сложности начинается со
стадии афферентного синтеза
(ведущая роль принадлежит
лобным долям) .
Возбуждение, вызванное внешним стимулом, действует не изолированно. Оно непременно вступает во
взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими и иной функциональный смысл.
Головной мозг непрерывно обрабатывает все сигналы, поступающие по многочисленным сенсорным
каналам. И только в результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для реализации
определенного целенаправленного поведения. Содержание афферентного синтеза определяется влиянием
нескольких факторов:
- мотивационного возбуждения (доминирующая мотивация),
- обстановочной и пусковой афферентации,
- памяти.
Нейрофизиологическую основу афферентного синтеза составляют механизмы (восходящие влияния
подкорковых образований на кору, нисходящие влияния коры на подкорковые образования, реверберация
возбуждения между корой и подкоркой, конвергенция возбуждения различного сенсорного и
биологического качества, центральное торможение)

29.

Мотивационное возбуждение
появляется в центральной нервной
системе в следствии той или другой
витальной, социальной или идеальной
потребности.
Мотивационное возбуждение – необходимый компонент
любого поведения. Его роль в формировании
афферентного синтеза определяется тем, что любая
поступающая информация соотносится с доминирующим
в данный момент мотивационным возбуждением,
которое действует как фильтр, отбирающий наиболее
нужное для данной мотивационной установки.
Доминирующая мотивация как первичный
системообразующий фактор определяет все последующие
этапы мозговой деятельности по формированию
поведенческих программ. В качестве полезного результата
определенного поведенческого акта выступает
удовлетворение потребности, т.е. снижение уровня
мотивации.

30.

Внешние стимулы с их разным
функциональным смыслом по
отношению к данному, конкретному
организму также вносят свой вклад в
афферентный синтез.
Выделяют два класса стимулов с функциями пусковой и
обстановочной афферентации. Условные и безусловные
раздражители - ключевые стимулы, служат толчком к развертыванию
определенного поведения или отдельного поведенческого акта. Этим
стимулам присуща пусковая функция. Картина возбуждения,
создаваемая биологически значимыми стимулами в сенсорных
системах, и есть пусковая афферентация. Однако способность
пусковых стимулов инициировать поведение не является абсолютной.
Она зависит от той обстановки и условий, в которых они действуют.
Обстановочная афферентация создает скрытое возбуждение, которое
может быть выявлено, как только подействует пусковой
раздражитель. Физиологический смысл пусковой афферентации
состоит в том, что, выявляя скрытое возбуждение, создаваемое
обстановочной афферентацией, она приурочивает его к
определенным моментам времени, наиболее целесообразным с
точки зрения самого поведения.

31.

Афферентный синтез включает
также использование аппарата
памяти.
Очевидно, что функциональная роль пусковых и
обстановочных раздражений в известной мере уже
обусловлена прошлым опытом животного. Это и видовая
память, и индивидуальная, приобретенная в результате
обучения. На стадии афферентного синтеза из памяти
извлекаются и используются именно те фрагменты
прошлого опыта, которые полезны, нужны для будущего
поведения.

32.

2. Завершение стадии афферентного
синтеза сопровождается переходом в
стадию принятия решения, которая и
определяет тип и направленность
поведения.
Стадия принятия решения реализуется через
специальную и очень важную стадию поведенческого акта
– формирование аппарата акцептора результатов
действия. Это аппарат, программирующий результаты
будущих событий. В нем актуализирована врожденная и
индивидуальная память животного и человека в
отношении свойств внешних объектов, способных
удовлетворить возникшую потребность, а также способов
действия, направленных на достижение или избегание
целевого объекта. Нередко в этом аппарате
запрограммирован весь путь поиска во внешней среде
соответствующих раздражителей.

33.

Акцептор результата действия и
эфферентный синтез
Предполагается, что акцептор результатов действия представлен сетью
вставочных нейронов, охваченных кольцевым взаимодействием различных
отделов головного мозга к которым по коллатералям пирамидного тракта
распространяются копии команд пирамидный нейронов коры головного
мозга. Возбуждение, попав в эту сеть, длительное время продолжает в ней
циркулировать. Благодаря этому механизму и достигается продолжительное
удержание цели как основного регулятора поведения.
До того как целенаправленное поведение начнет осуществляться, развивается
еще одна стадия поведенческого акта – стадия программы действия или
эфферентного синтеза. На этой стадии осуществляется интеграция
соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт.
Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано, но внешне
оно еще не реализуется.

34.

3. Следующая стадия – это само
выполнение программы поведения.
Эфферентное возбуждение достигает
исполнительных механизмов, и действие
осуществляется.
Благодаря аппарату акцептора результатов действия, в котором
программируется цель и способы поведения, организм имеет
возможность сравнивать их с поступающей афферентной
информацией о результатах и параметрах совершаемого действия, т.е.
с обратной афферентацией. Именно результаты сравнения
определяют последующее построение поведения, либо оно
корректируется, либо оно прекращается как в случае достижения
конечного результата.
Следовательно, если сигнализация о совершенном действии
полностью соответствует заготовленной информации, содержащейся
в акцепторе действия, то поисковое поведение завершается. В случае,
когда результаты действия не совпадают с акцептором действия и
возникает их рассогласование, заново перестраивается афферентный
синтез, принимается новое решение, создается новый акцептор
результатов действия и строится новая программа действий.

35.

4. Поведенческий акт завершается
последней санкционирующей
стадией удовлетворением
потребности –оценка результатов
действия.
Варианты завершения поведенческих актов: достижение потребного
результата; ошибки в достижении потребного результата; затруднения в
достижении потребного результата; невозможность достижения
потребного результата.
Таким образом, в концепции функциональной системы наиболее важным
ключевым этапом, определяющим развитие поведения, является
выделение цели поведения.
Целенаправленное поведение – поиск целевого объекта,
удовлетворяющего потребность.
Согласно теории функциональной системы, хотя поведение и строится на
рефлекторном принципе, но оно не может быть определено как
последовательность или цепь рефлексов. Поведение отличается от
совокупности рефлексов наличием особой структуры, включающей в
качестве обязательного элемента программирование, которое выполняет
функцию опережающего отражения действительности. Постоянное
сравнение результатов поведения с этими программирующими
механизмами, обновление содержания самого программирования и
обусловливают целенаправленность поведения.

36.

Правильное и ошибочное поведение

37.

Сравнение моделей Анохина и Лурия
Структурно-функциональная модель А.Р. Лурия, состоящая из трех
блоков, хорошо вписывается в теорию функциональных систем
академика Петра Кузьмича Анохина. Функциональная система (ФУС)
является основой нейрофизиологической архитектуры психической
деятельности.
На
стадии
работает
формирования
первый
блок
доминирующей
мотивации
активно
мозга,
который
обеспечивает
адекватный тонус мозга, а также создает эмоциональный фон,
подкрепляющий
любой
вид
психической
деятельности
(гностический, мнестический, интеллектуальный).
Третий блок ответственен за формирование целей, программ, а
кроме этой "целевой" стадии он же осуществляет стадию контроля
за реализацией программы
Операционная
стадия
деятельности
реализуется
преимущественно за счет работы второго блока мозга
37

38.

Значение теории функциональной системы
А.Р. Лурия считал, что внедрение теории функциональных
систем позволяет по-новому подойти к решению многих
проблем в организации физиологических основ поведения и
психики. Благодаря теории ФС
А.Р. Лурия
произошла замена упрощенного понимания стимула как
единственного возбудителя поведения более сложными
представлениями о факторах, определяющих поведение,
с включением в их число моделей потребного будущего или
образа ожидаемого результата
было сформулировано представление о роли «обратной
афферентации» и ее значении для дальнейшей судьбы
выполняемого действия, последнее радикально меняет
картину, показывая, что все дальнейшее поведение
зависит от успехов выполненного действия
было введено представление о новом функциональном
аппарате, осуществляющим сличение исходного образа
ожидаемого результата с эффектом реального действия
— «акцепторе» результатов действия.
38

39.

Психофизиология мотивации (влечение, драйв) -
• Вызванное
потребностью
эмоционально
окрашенное состояние организма, избирательно
объединяющее нервные элементы различных
уровней головного мозга.

40.

КЛАССИФИКАЦИИ МОТИВАЦИЙ
определяются набором потребностей организма,
которые выражаются в существовании сложных
безусловных рефлексов — инстинктов:
Биологические
–низшие, простые, первичные
(свойства:
генетическая
детерминированность;
соотношение
внутренних и внешних факторов; системная
организация; системогенез)
СОЦИАЛЬНЫЕ-высшие или вторичные.
Исследовательские

41.

МОТИВАЦИИ
Биологические
СОЦИАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ
оборонительные
территориаль- рефлекс свободы
ное поведение
пищевые
забота о
потомстве
половые
стремление к
доминированию
ориентировочный
рефлекс

42.

МОТИВАЦИИ
Низшие
Высшие
Основаны на
инстинктах
Культурно
обусловлены

43.

ТЕОРИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
МОТИВАЦИЙ
• Общие теории-определяется внутренней врожденной
энергией,которая реализуется в специальное поведение при
отсутствии внешних раздражителей или наличии определенных
направляющих факторов внешней среды.
• Физиологические теории (У.Кэннон, Ч.Шеррингтон, П.Делл, Е
Стеллер) указывали на наличие центрального мотивационного
состояния т.е. в формировании мотиваций играют роль
гипоталамические образования, лимбические и ретикулярные
структуры головного мозга.

44.

Механизм формирования
биологических мотиваций
В гипоталамической области коры головного мозга происходит трансформация биологического в церебральное мотивационное возбуждение.
Особенность нейронов гипоталамической области состоит в их тесных функциональных контактах с капиллярами и в специфики метаболических процессов,
в случае изменения в крови определенного гуморального фактора приходит в состояние возбуждения (вентромедиальный и латеральные ядра
избирательно чувствительны к содержанию глюкозы).
Восходящее активирующее влияние гипоталамических центров на кору головного мозга,устраняющееся после удовлетворения потребности.
Концепция пейсмекерной роли гипоталамических мотивационных образования (П.К. Анохин, К.В. Судаков) (тактика влияния фармакологических
препаратов)

45.

Механизмы трансформации мотивации в целенаправленное
поведение
• Трансформация нейрогуморальной
сигнализации о метаболической
потребности в процесс избирательного
возбуждения структур головного мозга
• Процесс энергетической активации структур
головного мозга как основы формирования
соответствующего поведения

46.

Каждая мотивация субъективно переживается т.е. сопровождается эмоциональной
реакцией;
Мотивации формирующиеся под воздействием метаболических потребностей и
факторов окружающей среды обладают способностью по опережающему принципу
извлекать из памяти генетический и индивидуальный опыт субъектов по
удовлетворению лежащей в основе доминирующей потребности.
В формировании личности его характерологических особенностей принадлежит
социальным мотивациям, формирующимся под влиянием окружающей, социальной
среды.

47.

Происхождение мотивации голода

48.

Происхождение мотивации жажды