Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Центры мышления и принятия решений

Физиолог Вячеслав Дубынин о комплексных условных рефлексах, работе сенсорных систем и выборе поведенческих программ.



центры мышления и принятия решений
Вячеслав Дубынин. Доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ, специалист в области физиологии мозга

Все начинается с условных рефлексов на комплексные стимулы. Эти рефлексы изучались еще в Павловской лаборатории, и в ходе опытов собаке предъявлялся не просто звонок или включение лампочки, а одновременно давался зрительный сигнал и слуховой сигнал. Например, собака должна была нажать лапой на педаль, если включалась лампочка и звучал звонок. А если включалась только лампочка или только звонок, она, конечно, могла нажимать лапой на педаль, но еду не получала. То есть среагировал на комплекс — получил еду и немножко положительных эмоций. Реагируешь на элементы комплекса — ничего не получишь. То есть три ситуации ― звонок плюс лампочка, только лампочка, только звонок — в ходе эксперимента чередовались. И оказалось, что собачий мозг с трудом, но эту задачу решает.

Где-то после сотни таких разнообразных предъявлений собака исправно жмет лапой на педаль, когда звонок плюс лампочка, и не жмет, когда только лампочка и только звонок. Что это означает? Это означает, что у собаки в мозге где-то есть нервные клетки, которые способны одновременно работать и со зрительными сигналами, и со слуховыми и устанавливать новые каналы для передачи информации, которые запускают какую-то двигательную реакцию. Существование таких нейронов ― это, конечно, очень высокий уровень деятельности мозга, потому что работать только со зрительным сигналом или только со слуховым гораздо проще. А вот работать с разными сенсорными системами, да еще и в рамках процесса обучения ― это, конечно, очень возвышенное свойство нервной системы. И если изучать, например, эволюцию и способность животных разного уровня филогенеза реагировать на комплексные стимулы, то окажется, что, например, для ежика это нерешаемая задача. Крыса решает ее, только если один из символов ― это прикосновение, а второй тогда может быть звонком или лампочкой. А вот зрительно-слуховой комплекс крысиный мозг не может решать. Собака, кошка, лошадь могут, для обезьяны это вообще пустяковая задача. Обезьяний мозг способен легко формировать комплекс, скажем, из пяти разных сигналов: звукового, обонятельного, вкусового и так далее.

центры мышления и принятия решений

То есть наш мозг, наш обезьяний мозг, к этому очень здорово приспособлен. Возникает следующий вопрос: а в каком месте находятся эти нервные клетки? Павлов подозревал, а мы теперь точно знаем, что эти нервные клетки находятся в так называемой ассоциативной теменной коре. Наша теменная доля больших полушарий содержит зону кожной чувствительности, но она находится в передней части теменной доли. А вот задняя часть теменной доли — это как раз так называемые ассоциативные нейроны, которые способны работать с разными сенсорными системами. И деятельность этих нейронов лежит в основе формирования условных рефлексов на комплексный стимул, а также в основе формирования наших речевых способностей и способностей реагировать на слова. Когда мы запоминаем слова, эти нервные клетки ― нейроны ассоциативной теменной коры ― связывают сигналы от разных сенсорных систем. Скажем, я вижу мозг — это зрительный сигнал, и я говорю слово «мозг». Зрительный и слуховой сигналы где-то должны соединиться, должна произойти модификация синапсов.

Таким местом является задняя часть теменной доли. Соответственно, у ребенка, когда мы учим его словам, там идет формирование соответствующих информационных каналов. Когда мы маленького человеческого детеныша знакомим с этим миром слов, мы поступаем похожим образом, как Павлов поступал с собакой, вырабатывая условный рефлекс на комплексный стимул. Скажем, мы показываем ему какую-нибудь игрушку, например плюшевого зайчика, и говорим слово «зайчик». Причем показываем поближе, чтобы разглядел, и говорим почетче, потому что слуховая система работает не очень хорошо. В итоге возникают нейроны, которые связывают эти информационные потоки. При этом для всего вида обучения очень важна положительная эмоция, и она создается в случае человеческого обучения новизной. Наш мозг очень любопытен. И новая информация для нас ― это такой особый, замечательный источник позитива. Скажем, Симонов в свое время отнес исследовательское поведение к программам саморазвития. Эти программы саморазвития лежат в основе выработки и наших речевых способностей.

Конечно, история с выучиванием слов не очень проста. Сегодня вы показали ребенку серого плюшевого зайчика, завтра — пластмассового оранжевого, послезавтра ― картинку в книжке, и все это, оказывается, зайчики. Но маленький мозг в этом смысле очень покладист: зайчики, значит зайчики. В затылочной зрительной коре по ходу обработки этих сигналов специальные нервные клетки выделяют во всех этих зайчиках что-то общее (как правило, два уха). И мы обобщаем образ зайчика этими двумя ушами, причем до такой степени, что покажи ему два пальца ― и он поймет, что это намек на зайчика.

Примерно ту же проблему решает слуховая кора. Слово можно сказать по-разному: громко, тихо, высоким голосом, низким голосом. И есть нейроны в слуховой коре, занимающиеся слуховым обобщением, и особая зона, называющаяся зоной Вернике, которая узнает слова на слух. Дальше все это сходится в ассоциативной теменной коре, и этих центров в нашем мозге возникает не просто сотни, а тысячи и многие тысячи. Примерно к двум годам можно увидеть, что ребенок узнает порядка пятисот слов. К трем годам — две и более тысяч слов. И в итоге к тем же трем годам в мозге формируется как бы речевой слепок окружающего мира.

Нейропсихологи называют это речевой моделью внешнего мира. То есть все существенное, что окружает ребенка, в этот момент уже прописано в ассоциативной теменной коре: основные объекты, действия, признаки. Ребенок очень активно формирует эту речевую модель, и, если он не знает какого-то слова, он может вас взять за руку, подвести и сказать: «Вот это как называется?» Потому что непорядок: штука есть, а слова нет. То есть идет заполнение этой речевой модели, и внутри речевой модели отдельные центры связаны друг с другом. И они связаны либо по принципу ассоциаций, то есть одновременности (скажем, серенький зайчик прыгает, ест морковку, а морковка оранжевая, растет у бабушки на огороде и содержит каротин), либо по принципу речевого обобщения, то есть, помимо зрительного и слухового обобщения, наш мозг способен создавать, генерировать такие слова, которые обобщают слова более низкого уровня. Скажем, зайчик, мячик, кубики, кукла ― игрушки; игрушки, одежда, мебель ― это предметы; а предметы, дома, люди ― это объекты окружающей среды. И так еще немного, и мы дойдем до абстрактных философских понятий, математических, физических. То есть речевое обобщение ― это очень важное свойство нашей ассоциативной теменной коры, и оно вдобавок многоуровневое и позволяет речевую модель внешнего мира формировать как целостность. В какой-то момент оказывается, что нервные импульсы способны очень активно двигаться по этой речевой модели, и это движение мы и называем гордым словом «мышление».

Речевая модель очень полезна. Во-первых, мы можем просто гонять сигнал по речевой модели и, например, вспоминать приятные события, практически на пустом месте испытывая положительные эмоции. Но при этом желательно гонять импульсы именно там, где положительные эмоции, а не там, где отрицательные. То есть не нужно вспоминать плохие события ― так и до невроза недалеко. Давайте лучше думать о позитивном. Или мы, например, можем за счет движения импульсов по этой сети формировать какие-то новые обобщения, новые связи, то есть получать новую информацию за счет мышления. И так же, как наш мозг радуется, когда мы узнаем название какого-то нового объекта, он точно так же радуется и генерирует, скажем, дофамин в тот момент, когда что-то там внутри речевой модели происходит. И радость от творчества или радость от того, что вы решили математическую задачу или просто удачно срифмовали два слова, ― это радость, которая возникает в ассоциативной теменной коре.

Но, видимо, все-таки самое главное назначение ― это прогноз успеха будущей деятельности. То есть недаром это называется речевой моделью. Что такое модель? Это когда некая довольно простая конструкция отображает существенные свойства чего-то сложного. Скажем, глобус ― модель Земли. Понятно, что глобус ― это не Земля. Но он круглый, он крутится, на нем видны материки и океаны. Наша речевая модель по сравнению со сложным миром вокруг нас ― это, конечно, упрощение. Но тем не менее с ее помощью мы способны спрогнозировать успех нашего поведения. То есть мы вносим в нее исходные данные «а что будет, если?..», а дальше эта модель, просчитав, выдает результат: «Обязательно нужно так сделать» или «Не делай так ни в коем случае». Причем эта модель работает в очень быстром режиме. Мы называем это интуицией. Но если мы хотим понять, почему все-таки пришли к такому заключению, тут нужно по этой модели пошагово пройтись от одного центра к другому. Лучше всего написать или поговорить с кем-то. Призыв психологов: «Давай поговорим об этом» ― он как раз относится к предложению пошагово протестировать речевую модель и понять, в каком месте происходит тот или иной сбой.

Но все-таки не ассоциативная теменная кора является главным центром нашего мозга. Думать, мечтать о чем-то мы можем сколько угодно. Важно, что мы конкретно сделаем. И за эту функцию отвечает другая зона коры больших полушарий ― ассоциативная лобная кора. Она является главным центром воли и инициативы, и она выбирает и запускает поведенческие программы. Ассоциативная лобная кора (или, как еще говорят, премоторная кора) занимает самую переднюю часть лобной доли. В задней части находится двигательная кора. А вот принятие решений и выбор поведенческой программы происходят здесь, в самой передней области лобных долей. Первое, что делает ассоциативная лобная кора, ― это выбирает доминанту, то есть самую актуальную на данный момент потребность. Здесь помогает миндалина ― это структура, которая находится в глубине височных долей мозга. Миндалина воспринимает информацию от центров других потребностей и более плотным потоком направляет в ассоциативную лобную кору, и ассоциативная лобная кора должна решить, что здесь и сейчас нам больше всего хочется есть, и, соответственно, мы будем направлять поведение на удовлетворение пищевой потребности.

На втором этапе она учитывает результаты работы сенсорных систем. То есть мы поняли, что хотим есть, и теперь начинаем анализировать зрительные сигналы, обонятельные, слуховые: нет ли где какой еды? При этом учитываются результаты мышления, если, конечно, ассоциативная теменная кора успеет, потому что она довольно долго думает. Иногда мы действуем по каким-то совсем рефлекторным принципам, почти не подключая результаты работы речевой модели внешнего мира. На третьем этапе, когда уже понятно, на какие объекты направлять поведение, ассоциативная лобная кора учитывает опыт предыдущей реализации тех или иных поведенческих программ, то есть насколько конкретное действие, например попытка сварить манную кашу, приведет к успеху. Потому что за каждой поведенческой программой есть опыт ее реализации. Сколько раз мы реализовали это поведение, то есть сколько раз повторялся некий комплекс условных рефлексов, если использовать павловскую терминологию, и в каком проценте случаев был успех или, наоборот, неудача, потому что успех ― это положительные эмоции и укрепление соответствующих синапсов, а неудача ― это торможение, ослабление соответствующих синапсов. В итоге хорошо работающая ассоциативная лобная кора выбирает программу, которая с наибольшей вероятностью приведет к успеху, к удовлетворению доминирующей потребности. Если ассоциативная лобная кора повреждается, то качество выбора падает. А при серьезных повреждениях выбор поведенческих программ вообще может прекратиться. Известна жутковатая операция под названием «лоботомия», которая делалась в середине XX века, когда больной в психиатрической клинике превращался в безвольное существо именно из-за повреждения белого вещества, которое находится под ассоциативной лобной корой.

И наконец, есть еще третья ассоциативная зона нашего мозга. Она называется поясная извилина и находится на внутренней поверхности больших полушарий. Эта зона помогает ассоциативной лобной коре тогда, когда мы реализуем длинные программы, и позволяет оценить успех или неудачу очередного этапа этой поведенческой программы. Потому что, в отличие от животных, мы часто строим длинные планы. Скажем, посадил картошку. А когда эта картошка еще вырастет? Только осенью вы сможете ее есть. То есть ее нужно поливать, окучивать, давить колорадских жучков. Как удержаться внутри этой длинной программы? Здесь помогает поясная извилина. И каждый раз, когда удачно проходит очередной этап программы, она генерирует положительные эмоции, а лобная кора узнает, что программу стоит продолжать. А если какой-то этап пошел не очень хорошо, то поясная извилина генерирует отрицательные эмоции, а лобная кора, главный командир, должна обдумать ситуацию, стоит ли продолжать такую программу, или стоит ее изменить, или стоит вообще от нее отказаться.

Автор: Вячеслав Дубынин

Ссылка на источник

Tags: знания, мозг, нейробиология, обучение, общение, память, эмоции
promo alev_biz july 14, 19:00 1
Buy for 20 tokens
Популярные приложения для тренировки ума на самом деле не помогают развивать когнитивные способности. К такому выводу пришла группа психологов из Университета Пенсильвании. Они выяснили, что использование популярного приложения для развития умственных способностей Lumosity, как и обычные…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment