Интегративная функция нервной системы. Ритмы мозга. Сон и бодрствование. Сознание и мышление. Членораздельная речь

Под интеграцией понимают объединение информационных сигналов, различных процессов и ответных реакций, необходимых для реализации физиологической функции и достижения конечного полезного результата. Этим результатом обычно является приспособление живого организма к изменяющимся условиям существования.

Например, для достижения эффективной работы мышц центральная нервная система не только координирует их сокращения, но и обеспечивает увеличение через них тока крови с повышенным содержанием кислорода, глюкозы и других питательных веществ. Это достигается вследствие интеграции в ЦНС функционирования нервных центров, контролирующих сокращение поперечнополосатых мышц, работу сердца, дыхание, тонус сосудов и другие процессы.

Особенно важная роль в интеграции различных физиологических функций и функционировании организма как единого целого принадлежит центральной нервной системе.

Благодаря способности ЦНС анализировать и интегрировать различные сенсорные сигналы внешней и внутренней среды организма, формировать и координировать ответные реакции на эти сигналы обеспечивается постоянное взаимодействие организма со средой существования, приспособление к её изменениям.

Интегративные функции лежат в основе высших (когнитивных) функций нервной системы, таких как ритмы мозга, в том числе цикла «сон — бодрствование», сознания и мышления, членораздельной речи, научения и памяти и других.  

Жизнедеятельность организма человека происходит ритмично, и эта ритмичность также координируется и регулируется нервной системой. Так, существуют клеточные, тканевые, органные, системные и организменные ритмы.

Различают несколько типов биологических ритмов: циркадианные (околосуточные), инфрадианные, ультрадианные. 

Циркадианные (околосуточные) — это ритмы с периодичностью, примерно равной суткам. У человека их около 300. Основной из них — это цикл сна и бодрствования, с которым синхронизированы многие другие, например, суточные колебания температуры тела, выделения гормонов, мочеотделение, подъём и спад умственной и физической работоспособности.

Инфрадианные — это ритмы более продолжительные, они повторяются реже одного раза в сутки. Например, репродуктивный цикл у женщины. Хорошо изучены сезонные и годовые ритмы.

В последние годы изучены и описаны трёхлетние и семилетние циклы у людей. Так, например, у многих спортсменов достижения подчиняются трёхлетним ритмам, у многих художников, поэтов, композиторов, писателей творческие подъёмы и спады подчиняются семилетним ритмам. Все они начинаются с рождения человека и протекают в течение всей жизни.

Ультрадианные — это ритмы повторяются чаще одного раза в сутки, например, фазы сна и бодрствования. У человека наблюдаются циклические колебания познавательной деятельности и внимания с периодом 90–100 мин. Цикличность электрической активности мозга, независимо от сна или бодрствования, составляет около 90 мин.

В основе ритмов лежат взаимоотношения между Солнцем, Землёй и Луной. Все циркадианные ритмы связаны с главным ритмом природы — вращением Земли.

Сон и бодрствование

Сон — это периодически возникающее физиологическое состояние, противоположное состоянию бодрствования, характеризующееся пониженной реакцией на окружающий мир.

Сон жизненно важен для здоровья, настроения, умственной деятельности, качества работы и социальной жизни.

Сон у человека сменяется состоянием бодрствования циклически, с периодом примерно 24 часа, связанным с естественным циклом освещённости. При этом ритм сон-бодрствование относится к группе так называемых «слабых» циркадных ритмов.

Исследователи делят время сна у людей на две основные фазы: медленный сон и быстрый сон. Медленный сон начинается после того, как человек уснул. В этой фазе мозговая активность снижается, быстрых движений глаз не наблюдается.

Быстрый сон сопровождается с быстрыми движениями глаз, характеризуется повышенной активностью головного мозга и полным расслаблением мышц.

Медленный сон, в свою очередь, состоит из нескольких стадий: дремоты (стадия 1), поверхностного сна (стадия 2) и глубокого сна (стадия 3).

Весь период сна у людей состоит из нескольких циклов, длящихся по полтора часа.

В среднем при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов. Последовательность смены стадий и их длительность удобно представлять в виде гипнограммы, которая наглядно отображает структуру сна пациента.

Сознание и мышление

Сознание — это, пожалуй, главный признак существования человека, которое характеризуется в первую очередь осознанием своего «я», собственной индивидуальности и индивидуальности других людей.

Морфологической основой сознания являются функционирующие нейроны коры больших полушарий головного мозга.

Сознание порождается в результате определённой функциональной активности ЦНС в процессе взаимодействия коры больших полушарий и подкорковых структур. Важнейшую роль в этом играет ретикулярная формация.

Мышление же представляет собой процесс познавательной деятельности человека, который предполагает мысленную манипуляцию любыми словесными символами, идеями, образами, суждениями, воспоминаниями, понятиями, образами восприятия, убеждениями или намерениями.

Мышление — это понимание и способность манипулировать словесными символами, или понятиями.

Мышление включает решение задач, творчество, интеллектуальные функции, научение, память, воображение и т. д. В основе мышления лежат память и членораздельная речь; иными словами, мышление вербально.

Мышление является функцией мозга. Главную роль в этом процессе играют лобные доли больших полушарий головного мозга. Сущность мышления — это мысленное моделирование человеком различных событий.

Членораздельная речь

Сознание человека тесно связано с членораздельной речью и зависит от неё. Человек осознаёт только те предметы и явления, которые превращаются в словесные символы. Большинство животных общаются между собой с помощью различных сигналов. Членораздельная речь уникальна и отличается от этих сигналов, которые, кстати, существуют и у человека (например, гримаса или вскрик от боли), тем, что передаёт не только то, что имеется в настоящее время в данной конкретной ситуации, но и то, что было в прошлом, что может произойти в будущем. Речь передаёт сведения об опыте, которым говорящий не обладает.

Иван Петрович Павлов назвал речь второй сигнальной системой, которая отличается от первой (органы чувств) отвлечением и обобщением.

В коре полушарий большого мозга находятся три важнейших центра, связанных с речью: зрительный — на медиальной поверхности затылочных долей; слуховой — в обеих височных долях; сомато-сенсорный — в прецентральных извилинах обоих полушарий, именно его нейроны управляют мышцами лица, туловища и конечностей.

Следует знать о межполушарных различиях, открытых американским нейропсихологом Роджером Сперри, который показал, что изолированное левое полушарие столь же эффективно обеспечивает сознание человека и членораздельную речь, как оба полушария, в то время как изолированное правое полушарие не может обеспечить устную и письменную речь.

В 1982 году Р. Сперри был удостоен Нобелевской премии «за открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий мозга».

Левое полушарие не только воспринимает речь, но и генерирует звуки речи. Левое полушарие доминирует и в двигательных актах речи. Правое полушарие способствует выделению сигналов из шума, опознаёт интонации и музыкальные мелодии, оно обеспечивает понимание устной и письменной речи, участвует в модуляции голоса. Однако правильнее говорить не о доминировании левого полушария, а о взаимодополняющей специализации обоих полушарий с преобладанием речевых функций, как правило, у левого.

Именно левое полушарие определяет главным образом лингвистические (вербальные) способности человека. Корковые центры левого полушария играют основную (специфическую) роль в восприятии, запоминании и воспроизведении речи. Только их нормальное функционирование приводит к полноценной речевой функции.

Научение и память

Научение — это процесс усвоения знаний или овладения ими. Самая простая и самая распространённая форма научения — это привыкание.

Память — это психическая функция сохранения информации о каких-либо раздражениях, а также идеях, образах, событиях после того, как они уже не действуют на человека, и способность сохранять и впоследствии использовать (извлекать) эту информацию.

Память характеризуется пятью процессами: запоминание информации, её сохранение, извлечение, воспроизведение и забывание.

Основная отличительная особенность памяти человека — это способность формулировать идеи в виде словесных символов и сохранять их в абстрактной форме.

По сенсорной принадлежности различают: зрительную (визуальную) память, моторную (кинестетическую) память, звуковую (аудиальную) память, вкусовую и обонятельную память.

По длительности хранения информации различают три вида памяти.

Сенсорная память содержит информацию, поступающую из сенсорной системы, хранится в течение небольшого периода.

Кратковременная память сохраняет ограниченный объём информации на более длительное время, в нём происходят процессы, которые регулируют обмен информацией с долговременной памятью.

Долговременная память способна сохранить наибольший объём информации в течение продолжительного периода.

Долговременная память зависит от частоты повторения, от контекста, уровня мотивации, то есть необходимости запомнить ту или иную информацию.

Долговременная память является основным видом памяти человека, благодаря ей человек может существовать как индивидуум. В этой памяти хранятся все без исключения образы, события, знания, умения, навыки. Долговременная память является основой условно-рефлекторной деятельности человека.

Как развивать память?

Во многом развитие памяти связано с тренировкой внимания и улучшением способности концентрироваться. Эти процессы взаимосвязаны, так как чем больше человек удерживает внимание на чём-либо, тем больше он способен запомнить.

Эффективность запоминания зависит от: мотивации, стремления запомнить информацию; значимости, которая напрямую связана с практичностью;

эмоциональным восприятием; глубины погружения в материал;

количества повторений; комбинирования различных техник запоминания.

Существуют интересные упражнения для развития памяти.

Например, немецкий психиатр Вальтер Шульте разработал таблицы, которые содержат случайно расположенные объекты. Упражнения позволяют улучшить не только зрительную память, но и периферическое зрение, которое важно для скорочтения. Таблицы могут иметь разные размеры. В течение 5 минут смотрите на таблицу и далее постарайтесь воспроизвести содержимое ячеек.

Тренироваться можно, скачав мобильное приложение.

Однако организму важно не только помнить, но забывать. Способность забывать имеет огромное значение в выживании людей. Мозг должен освобождаться от ненужного груза впечатлений и сведений. Память как бы сама регулирует нагрузку, готовится к приёму новой информации. При этом старая информация не исчезает бесследно, но переходит из активной памяти в пассивную, откуда иногда её удаётся извлечь.

Распространено заблуждение, что с возрастом память ухудшается. Это не совсем так. Память ухудшается, если её не тренировать. Безделье — вот худший враг памяти. При высокой умственной активности память сохраняется независимо от возраста.