Научная статья на тему 'К вопросу о физиологическом механизме мышления'

К вопросу о физиологическом механизме мышления Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
118
77
Поделиться
Журнал
Biological Communications
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
МЫШЛЕНИЕ ОБРАЗНОЕ И ВЕРБАЛЬНОЕ / ЗЕРКАЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ / НЕЙРОНЫ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Матюшкин Дмитрий Павлович

Автор формулирует представленияо нейронных основах мышления. Он предполагает, что нейронная сеть ствола "задает" вектор мышления. Нейронные системы высших структур формируют образное и далее вербальное мышление и речь, согласуемую с данным вектором. Предполагается, что на основе "зеркальных нейронов", реагирующих на определенные движения другого человека, и нейронов -детекторов для определенных объектов, создается основа образного мышления, а подсоединение к каждому такому нейрону нейрона его словесного обозначения создает вербальное, т. е. сознательное мышление, необходимое для словесного общения людей и формирования общечеловеческих знаний. Библиогр. 29 назв.

Похожие темы научных работ по биологии , автор научной работы — Матюшкин Дмитрий Павлович,

Author formulates a hypothesis about the neuronal basis of thinking.He supposes that the network of brainstem sets the vector of thinking.The neuronal sistems of higher brain structures forms appropriate vivid and verbal thinking. He supposes that mirror neurons and neuronsspecial detectors of the objects can form the basis of vivid thinking. The connection to these neurons appropriate verbal simbols (neurons !) can form the verbal thinking, which is necessary for human communication and form the common knowledge of mankind

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «К вопросу о физиологическом механизме мышления»

Д. П. Матюшкин

К ВОПРОСУ О ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ МЕХАНИЗМЕ МЫШЛЕНИЯ

Вопрос, которому посвящается данная статья, в последние годы живо обсуждается многими учеными — психофизиологами, психологами, лингвистами, философами, педагогами, а также представителями медицины — невропатологами, психиатрами, педиатрами и др. [14, 6, 19, 20, 5, 28, 29.]. Это очень сложный вопрос и в рамках данной небольшой статьи ограничимся теоретическим рассмотрением лишь некоторых его основных аспектов.

Общеизвестны моторные компоненты речевого механизма, а также главные — обязательные участники мозгового механизма обеспечения вербального мышления — корковые центры Брока и Вернике, лобные и некоторые другие ассоциативные центры [7, 15, 13]. В ЭЭГ и в МГ (магнитно-резонансной методике) выявлены многие признаки работы мозгового аппарата в моменты мышления, но об этом будет сказано далее. Сегодня все же нет ясных нейрональных схем вербального мышления ни для взрослого, ни для обучающегося речи ребенка. Все в основном ограничивается обсуждением психологических конструктов [3, 5, 13]. Далее мы попытаемся хотя бы отчасти заменить эти конструкты нейрональными схемами.

Здесь придется опираться на предыдущие работы автора статьи. В них приводятся доказательства необходимости иерархической структуры организма человека, состоящего из 1013 клеток, масса которых фактически не может «самоуправляться» без нервной системы [8], доказательства тому, что и нервная система человека, включающая 1011 нервных клеток (не говоря о еще более многочисленной глии) не может не иметь иерархической структуры [8, 9].

Предположим, что вершина этой иерархии — это не один «всемогущий нейрон» головного мозга, а набор нейронов (или «пачек» однородных нейронов-кластеров), представительствующих от всех функциональных систем [1], точнее, от всех частей организма, с их потребностями [10, 11]. Эти нейроны (кластеры) тесно, моносинаптически, связаны между собой, обеспечивая целостность организма, и так как они представляют его разные потребности и, следовательно, сплошь и рядом конкурирующие векторы поведения, то во многих случаях их связи являются взаимно тормозящими. Такая структура и такие связи есть в ретикулярной формации ствола мозга (продолговатого, среднего, межуточного мозга и перегородки), где, по нашим представлениям, и помещается низшая часть «внутреннего ЭГО»—низшая самость (НС),—представля-ющая все потребности организма. По нашей гипотезе, в НС на основе конкуренции, т. е. взаимного торможения [10, 11], в каждый момент времени выявляется главнейшая доминанта или ряд содружественных доминант, определяющих поведенческий вектор, влияющий и на низшие центральные аппараты и на высшие мозговые структуры. Но эта низшая самость (НС) лишена способности к накоплению нового опыта. Поэтому внутреннее ЭГО человека (и высших животных) имеет над НС мощную надстройку: систему неких нейронов (кластеров), встроенных в стрио-паллидарную систему, в лимбические структуры и новую кору. Это — высшая самость (ВС) [11, 19]. По нашему представлению, в ней отражаются и запоминаются все действующие сенсорные сигна-

© Д. П. Матюшкин, 2010

лы, а также порождаемые ими доминанты НС, варианты поведения, эмоции, действия субъекта и в том числе его мыслимые и произносимые слова. А слова это «заменители» всего, что окружает человека и происходит в нем самом. Они составляют его накопленные знания о мире и о себе, т. е., его со-знание [16]. ВС, не оккупируя все компоненты высших структур, играет роль центров кристаллизации, вокруг которых выстраиваются цепи нейронов, кодирующих все, что связано с доминантами НС, в частности все, что получает словесное обозначение. Это приобретенный опыт. А. Дамасио, развивающий сходную гипотезу, называет ВС «автобиографической самостью» [22]. Компактная НС и распределенная ВС тесно связаны и составляют ЭГО-систему [4, 10, 11, 12], в которой НС играет роль «активного Я», а ВС — роль «рефлексивного Я» по часто используемой терминологии. Добавим, что в НС (для каждой стороны, т. е. для каждого полушария) нами предполагаются три сектора: 1) для внимания к входящим сигналам (в нашем случае к словам), 2) для внимания к соответствующему мышлению, 3) для внимания к действиям субъекта к инструментам поведения (в нашем случае — речи). Доминанты этих секторов НС своими сигналами определяют последовательно внимание на соответствующие части ВС. Без этого их работа расстраивается: сигналы извне игнорируются сознанием [24], мышление утрачивает вектор [11], а моторные инструменты теряют связь с сознанием и работают в режиме бессознательного автоматизма [14]. В свою очередь, ВС, получая сигналы НС, отвечает на них когнитивными и эмоциональными оценками их доминант, основанными на знаниях, и это по сути интроспекция.

Обращаясь к теме статьи, скажем, что и при образном и при вербальном, т. е. при сознательном мышлении, можно допустить взаимодействие ВС и НС, согласующее мыслительный процесс с принятым вектором поведения. Можно иметь в виду, что эти взаимодействия будут разными у ребенка, начинающего говорить, у взрослого, обучающегося новому для него языку и у хорошо говорящего взрослого.

Предположение о функциональных связях ВС и НС при вербальном мышлении подкрепляется данными В. Пенфильда и Л. Робертса [15], касающимися морфологических связей таламуса с речевыми центрами коры, данными Н. П. Бехтеревой [2], которые демонстрируют (с помощью вживленных в мозг отводящих электродов) возбуждение нейронов ретикулярного ядра таламуса в моменты принятия человеком решений о смысле предъявляемых ему слов. Здесь важна работа Оджемана и Уорда [26], приводящая множество литературных данных в пользу предположения о связях неспецифического таламуса с речевой корой, и далее показавшая опытным путем, что прямое электрическое раздражение вентролатерального левого таламуса (у правши) мгновенно вызывает афазию, а именно невозможность назвать предъявляемый ему предмет (аномию). Выключение тока мгновенно возвращает эту способность. Этот феномен может повторяться неизменно множество раз.

Таким образом, сделанное предположение о наличии связи НС и ВС при вербальном мышлении подтверждается.

Попытаемся представить формирование такой связи в простейшем случае, а именно при формировании у ребенка слова «мама». Психологи свидетельствуют о том, что в возрасте трех-пяти месяцев от рождения, у детей имеет место «гуление», т. е. спонтанное произнесение звуков, присущих всем языкам мира [3]. Далее следует «лепет» с итерациями (повторениями) типа «ля-ля, ма-ма, та-та...», что оценивается как само-подражание [3]. Полагаем, что в процессах гуления и лепета у ребенка налаживаются связи между различными командными нейронами аппаратов, производящих эти звуки, и соответствующими нейронами слуховых центров, воспринимающих данные звуки. Это относится, в частности, и к спонтанному «ма-ма». Но здесь появляется реальная

возможность реакции матери на этот звук! Мать подхватывает: «да, я мама и т.д.» При этом к уже «найденному» нейронному фокусу, связывающему звукопроизводство и звуковосприятие «ма-ма», у ребенка присоединяется восприятие тех же звуков (мама), произносимых матерью. Эта новая усложненная связь нейронов, видимо, является подкорковой (стволовой?). Она может использоваться ребенком для бессознательного «призыва» матери. Но позже этот связующий нейронный фокус дублируется в ВС и там обрастает массой ассоциаций, рисующих образ матери и ее значение, т. е. попадает в сферу зарождающегося сознания, становится словом.

А далее мать начинает обучение ребенка речи на основе имитации [3].

Здесь мы должны обратиться к широко обсуждаемой сейчас теме «зеркальных нейронов» или нейронов имитации [27, 28, 29, 19, 20]. Эти нейроны открыты у обезьян с помощью микроэлектродной методики регистрации нейронной активности. Это было сделано в Италии Ризолатти и соавторами [28, 29]. Зеркальные нейроны нашли сначала в премоторной коре (в поле F-5 правого полушария), а затем и в других областях обоих полушарий, в частности, в районе сильвиевой борозды. Зеркальные нейроны обнаружили и у человека, применяя неинвазивную магнитно-резонансную методику, обозначаемую fMRI — Functional Magnetic Resonance Imaging (функциональное магнитно-резонансное изображение). Эта методика позволяет выявлять активные нейронные группы гораздо точнее, чем ЭЭГ.

Чем же характеризуются «зеркальные нейроны (системы)»? Тем, что они активируются лишь при вполне определенных движениях постороннего субъекта. Причем эта реакция может быть столь сильной, что исследуемый субъект, возбуждаемый ею, повторяет движение постороннего — имитирует его (зеркальная реакция). На имитации различных действий, и в том числе произносимых слов основываются все варианты обучения. [29, 19, 20]. Однако мы полагаем, что для имитации в развитой форме и в форме нейронного «отзеркаливания» необходим соответствующий вектор внимания из НС. Ведь если такого внимания нет, если внимание отвлечено иной доминантой, то зеркальная реакция нейронов может быть такой слабой, что имитации и обучения может не получиться. Полагаем, что далее «отзеркаливание» и имитация возможны лишь тогда, когда у индивидуума уже сложилась система данного движения и есть в мозге фокус, где в едином нейроне или кластере соединены мозговые центры аппаратов этого движения и центры, воспринимающие зрительные впечатления субъекта от такого же его собственного движения. А если это так, то наблюдение такого движения у постороннего субъекта затрагивает данный фокус, выступающий в качестве «зеркального». Это повторяет нашу схему обучения ребенка слову «мама».

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Недавно русско-американо-германская группа ученых выявила у приматов в нижнетемпоральной области нейроны стабильно реагирующие лишь на вполне определенный объект [21]. Открытие таких узкоспециализированных детекторов для определенных объектов восприятия, весьма существенно. Можно думать, что у людей эти нейроны — детекторы объектов — связаны временными связями с нейронами, кодирующими слова, обозначающие данные объекты. И, развивая данное положение, можно предположить, что фрагменты вербального мышления — это поток сигналов, связывающих нейроны, кодирующие названия определенных объектов, с нейронами, кодирующими названия действий этих объектов, в том числе речевых действий (в их видимом и звуковом выражении). Нейроны, кодирующие слова, т. е. названия речевых движений и звуков речи, по-видимому, располагаются в районах левополушарных речевых центров.

Для мышления зеркальные нейроны (их системы) и узконастроенные нейроны — детекторы исключительно важны. Видимо, сами по себе, это системы образного («пред-

сознательного — темного») невербального мышления. Система образов — это основа соображения, свойственного и животным. Она сходна у людей разных национальностей. Это по сути «тайный» механизм лишь данного мозга. Но! Этот же механизм через временные связи нейронных кодов объектов и движений с нейронными кодами соответствующих слов создает основу со-знания [16]. Так возникает вербальное — сознательное мышление. При этом процесс «движения» кодов слов несколько замедляет мышление, но делает его через речь информацией для окружающих людей. А словесное общение людей, возникнув когда-то в процессе эволюции приматов и продолжаясь на протяжении всей дальнейшей жизни (истории) человечества, породило и продолжает порождать общечеловеческие знания о мире и о человеке, а, следовательно, через общение и обучение порождает и то, что мы называем со-знанием индивида. И, понятно, что это со-знание индивида делает возможными развитую интроспекцию и человеческое сложное (в том числе абстрактное) мышление. А если учесть «запасы» нейронной массы коры, то можно предположить и некое свободное творчество на основе их случайной мобилизации [12]. Тут встают самые разные проблемы, например, спорная проблема «праязыка», проблемы перевода и обучения другому языку и т. п. Они могут быть по-новому поняты на основе данной гипотезы, но это выходит за рамки статьи. Рассмотренные данные имеют огромное социальное значение. Здесь, между прочим, стоит привести один поучительный пример. Показано, что у человека в области anterior cin-gulate (передней части поясной извилины коры) имеются нейроны, возбуждающиеся при боли от укола иглой («pain neurons»). И эти же нейроны возбуждаются у некоторых субъектов, если они видят, что колют другого пациента. Их назвали «empathy neurons» or «Dalai Llama neurons»[23, 27]. Это нейроны сочувствия и сострадания. Это важные нейроны Их активность сплачивает людей. Такие взаимоотношения людей надо культивировать и помнить, что они существуют только при обращении доброжелательного внимания к другому субъекту, о чем давно и по истине проникновенно писал А. А. Ухтомский [17, 18].

Литература

1. Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М.: Наука, 1980. 196 с.

2. Бехтерева Н. П. Здоровый и больной мозг человека. Л.: Наука, 1980. 208 с.

3. Вансовская Л. И. Формирование речи у детей // Психология / Под ред. Крылова. М.: Проспект. С. 146-150.

4. Дубровский Д. И. Психофизиологическая проблема: информационный подход // Методологические аспекты изучения деятельности мозга. М.: Наука, 1986. С. 108-134.

5. Дубровский Д. И. Зачем субъективная реальность или «почему информационные процессы не идут в темноте»(ответ Д. Чалмерсу) // Вопросы философии. 2008. № 1. С. 1-22.

6. Иваницкий А. М. Психофизиология сознания // Основы психофизиологии. Гл. 11-я. М., 1997. С. 202-219.

7. Лурия А. Р. Основы нейропсихологии. М.: Изд-во МГУ, 1973. 374 с.

8. Матюшкин Д. П. Клеточный подход к оценке интегративных функций и иерархической организации мозга человека и животных // Философские вопросы биологии и медицины. М., 1986. С. 83-91.

9. Матюшкин Д. П. Цитоэтологический подход к психофизической проблеме. СПб.: Наука, 1991. 33 с.

10. Матюшкин Д. П. Проблема природы внутреннего ЭГО человека. М.: Слово, 2003. 56 a(D. P. Matyushkin. The Problem of Human Inner Ego Nature).

11. Матюшкин Д. П. О возможных нейрофизиологических основах природы внутреннего «Я» человека // Физиология человека. 2007. Т. 33, №6. С. 50-59 (D. P. Matyushkin. The Possible Neurophysiological Basis the Inner Self — Pleiades Publishing. Inc. 2007).

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

12. Матюшкин Д. П. Порядок и хаос в мозге человека // Вестн. С.-Петерб. ун-та. 2008. Сер. 3. Вып. 2. С. 133-139.

13. Начала физиологии / Под ред. акад. А. Д. Ноздрачева. СПб.: Лань, 2002. С. 321-325.

14. Пенфильд В., Джаспер Г. Г. Эпилепсия и функциональная анатомия головного мозга человека. М.: ИЛ, 1958. 482 с.

15. Пенфильд В., Робертс Л. Речь и мозговые механизмы. Л.: Медицина, 1964. 264 с.

16. Симонов П. В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1981. 215 с.

17. Ухтомский А. А. Доминанта как рабочий принцип нервных центров // Собр. соч. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1950. Т. 1. С. 163-172.

18. Ухтомский А. А. Собр. соч. 2-е изд. Т. 1-6. Л., 1950-1962.

19. Черниговская Т. В. Зеркальный мозг, концепты и язык: цена антропогенеза // Рос.

физиол. журн. им. Сеченова. 2006. Т. 92, № 1. С. 84-99.

20. Черниговская Т. В. От коммуникативных сигналов к языку и мышлению человека: эволюция или революция? // Рос. физиол. журн. им. Сеченова. 2008. Т. 94, № 9. С. 1017-1028.

21. Bondar I. V., Leopold D. A., Logothetis N. K. Stability of neuronal representation in Infer-otemporal cortex: long term singl neurons study by chronically implanted microelectrodes // Intern. J. of Psychophysiology, Abstracts of 14th World Congress of Psychophysiology «The Olympics of the Brain». 2008, (3). P. 172.

22. Damasio A. The Feeling of What Happens : Body and Emotion in the Making of Consciousness. New York, 2000. 386 p.

23. Iacoboni M., Molnar-Szakacs I., Gallese V. et al. Grasping the Intentions of Others with

Ones Mirror neuron system // Plos. Biol. 2005. Vol. 3(3). Р. 79.

24. Mager P. , Mager R., Klingberg F. Visualplating responses impaired after mesencephalic lesions in rat // Acta Biol. Med. (Germany). 1982. Bd 41. S. 971-975.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

25. Matyushkin D. P. Tye hypothesis about neurophysiological basis of the inner self // Intern. J. Psychophysiology. Abstracts of tye 14-th World Congress of Psychophysiology «the Olympics of the Brain 69». 2008. Vol. 3. P. 283-284.

26. Ojemann G. A., Ward J. R. Spech representation in ventrolateral Thalamus. Brain, 1971. Vol. 94. P. 669-680.

27. Ramachandran V. S. Mirror neurons and imitation learning as the driving force behind «the great leap forward» in human evolution. 2000. Edge, 69. May 29.

28. Rizzolatty G., Arbib M. A. Language within our grasp // Trends Neurosciences. 1998. Vol. 21. P. 188-194.

29. Rizzolatty G., Craighero L. The mirror- neuron System // Ann. Rev. Neurosci. 2004. Vol. 27. P. 169-192.

Статья поступила в редакцию 15 октября 2009 г.