Самыми распространенными методами в психофизиологии являются. Психофизиологические методы. Тесты для самоконтроля

1. Психофизиология и её определение

2. Цели и задачи психофизиологии

4. Психофизиологическая проблема

5. Сознание и распределенные системы

6. Возможные механизмы сознания

7. Психика и сознание как функция мозга

8. Современные представления об отражательной деятельности мозга

9. Соотношение рефлекса и психики

10. Механизмы памяти

12. Типы нервных сетей

13. Функциональная организация НС и ее генетическая детерминация

14. Распределенные системы нейронов

15. Социальное и биологическое в поведении человека

16. Стресс и его механизмы

17. Информационная модель

18. Биологические ритмы и их механизмы

19. Психические заболевания и их механизмы
1. Психофизиология и её определение (1, 8)

Психофизиология (психологическая физиология) - научная дисциплина, возникшая на стыке психологии и физиологии, предметом ее изучения являются физиологические основы психической деятельности и поведения человека. Термин "психофизиология" был предложен в начале XIX века французским философом Н.Массиасом и первоначально использовался для обозначения широкого круга исследований психики, опиравшихся на точные объективные физиологические методы. Психофизиология - естественно-научная ветвь психологического знания. Наиболее близка к психофизиологии - физиологическая психология , наука, возникшая в конце XIX века как раздел экспериментальной психологии. Термин "физиологическая психология" был введен В. Вундтом для обозначения психологических исследований, заимствующих методы и результаты исследований у физиологии человека. Задачи психофизиологии и физиологической психологии практически совпадают. Выделение психофизиологии как самостоятельной дисциплины по отношению к физиологической психофизиологии было проведено А.Р. Лурией (1973).

В отличие от физиологической психологии, где предметом является изучение отдельных физиологических функций, предметом психофизиологии, как подчеркивал А.Р. Лурия , служит поведение человека или животного . При этом поведение оказывается независимой переменной, тогда как зависимой переменной являются физиологические процессы. По Лурии, психофизиология - это физиология целостных форм психической деятельности, она возникла в результате необходимости объяснить психические явления с помощью физиологических процессов , и поэтому в ней сопоставляются сложные формы поведенческих характеристик человека с физиологическими процессами разной степени сложности.
Теоретико-экспериментальные основы этого направления составляет теория функциональных систем П.К. Анохина (1968), базирующаяся на 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. С идеей функциональных систем непосредственно связан и принцип саморегуляции физиологических процессов , сформулированный в отечественной физиологии Н.А. Бернштейном (1963).
Нейропсихология - это отрасль психологической науки, сложившаяся на стыке нескольких дисциплин: психологии, медицины (нейрохирургии, неврологии), физиологии, - и направленная на изучение мозговых механизмов высших психических функций на материале локальных поражений головного мозга. Теоретической основой нейропсихологии является разработанная А.Р. Лурией теория системной динамической локализации психических процессов. Современная нейропсихология ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. Соответственно этому круг исследований нейропсихологии расширился; что приводит к стиранию границ между нейропсихологией и психофизиологией.

Хорошо обоснованная методология и богатство экспериментальных приемов физиологии ВНД оказали решающее влияние на исследования в области физиологических основ поведения человека. Благодаря послевоенным новациям существенно преобразилась и зарубежная психофизиология, которая до этого на протяжении многих лет занималась исследованием физиологических процессов и функций человека при различных психических состояниях. В 1982 г. в Канаде состоялся Первый международный психофизиологический конгресс.

Переживая на этой основе период интенсивного роста, наука о мозге, и в том числе психофизиология, вплотную подошла к решению таких проблем, которые ранее были недоступны. К их числу относятся, например, физиологические механизмы и закономерности кодирования информации, хронометрия процессов познавательной деятельности и др.
3 основых характеристики: активизм(отказ от представлений о человеке как существе, пассивно реагирующем на внешние воздействия) , селективизм (дифференцированность в анализе физиологических процессов и явлений, которая позволяет ставить их в один ряд с тонкими психологическими процессами) и информативизм (отражает переориентацию физиологии с изучения энергетического обмена со средой на обмен информацией)
Современная психофизиология как наука о физиологических основах психической деятельности и поведения, представляет собой область знания, которая объединяет физиологическую психологию, физиологию ВНД, "нормальную" нейропсихологию и системную психофизиологию . Взятая в полном объеме своих задач психофизиология включает три относительно самостоятельных части: общую, возрастную и дифференциальную психофизиологию . Каждая из них имеет собственный предмет изучения, задачи и методические приемы. Предмет общей психофизиологии - физиологические основы (корреляты, механизмы, закономерности) психической деятельности и поведения человека. Общая психофизиология изучает физиологические основы познавательных процессов (когнитивная психофизиология ), эмоционально-потребностной сферы человека и функциональных состояний. Предмет возрастной психофизиологии - онтогенетические изменения физиологических основ психической деятельности человека. Дифференциальная психофизиология - раздел, изучающий естественно-научные основы и предпосылки индивидуальных различий в психике и поведении человека.
2. Цели и задачи психофизиологии (2, 9)

Цели психофизиологии человека

(а) Изучение естественных принципов управления в психофизиологических системах человека и принципов управления поведением человека в целом. Создание теоретической основы дисциплины: получение данных о психических и физических механизмах поведения человека, систематизация этих данных и синтез законов психофизиологии . Эти цели имеет фундаментальная, или теоретическая психофизиология .
(б) Использование теории психофизиологии для предсказания поведения человека , для оптимизации управления человека своим поведением и для морально оправданного эффективного внешнего управления поведением человека. Эти цели имеет практическая, или прикладная психофизиология .

Психофизиология призвана решать задачи , соответствующие ее главным целям.

(1) Задачами теоретической психофизиологии является описание организации отношений между элементами внутри каждой из трех сущностей (духовное - психическое - физическое ) человека, а также между этими сущностями в норме и при патологии .
(2) Задачами прикладной психофизиологии является разработка научно обоснованных мероприятий по структурно-функциональной оптимизации поведения человека в целом и составляющих его систем в норме и при патологии.
3. Методы психофизиологии (3, 10, 14)

Центральное место в ряду методов психофизиологического исследования занимают различные способы регистрации электрической активности центральной нервной системы (головного мозга).

ЭЭГ - метод регистрации и анализа ЭЭГ, т.е. суммарной биоэлектрической активности, отводимой как со скальпа, так и из глубоких структур мозга. В 1929 г. австрийский психиатр Х. Бергер обнаружил, что с поверхности черепа можно регистрировать "мозговые волны". Электрические характеристики этих сигналов зависят от состояния испытуемого. Особенность ЭЭГ - спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода (т.е. до рождения организма). Даже при глубокой коме и наркозе наблюдается особая характерная картина мозговых волн. Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных. В стационарный комплекс для регистрации ЭЭГ и ряда других физиологических показателей входит звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для испытуемого, многоканальные усилители, регистрирующая аппаратура. Важное значение при регистрации ЭЭГ имеет расположение электродов , при этом электрическая активность одновременно регистрируемая с различных точек головы может сильно различаться. При записи ЭЭГ используют два основных метода: биполярный и монополярный . В первом случае оба электрода помещаются в электрически активные точки скальпа, во втором один из электродов располагается в точке , которая условно считается электрически нейтральной (мочка уха, переносица). При биполярной записи регистрируется ЭЭГ, представляющая результат взаимодействия двух электрически активных точек (например, лобного и затылочного отведений), при монополярной (позволяет изучать изолированный вклад той или иной зоны мозга в изучаемый процесс) записи - активность какого-то одного отведения относительно электрически нейтральной точки (например, лобного или затылочного отведения относительно мочки уха). Выбор того или иного варианта записи зависит от целей исследования. Международная федерация обществ электроэнцефалографии приняла так называемую систему "10-20 ", позволяющую точно указывать расположение электродов. В соответствии с этой системой у каждого испытуемого точно измеряют расстояние между серединой переносицы (назионом) и твердым костным бугорком на затылке (инионом), а также между левой и правой ушными ямками. Возможные точки расположения электродов разделены интервалами, составляющими 10% или 20% этих расстояний на черепе. При этом для удобства регистрации весь череп разбит на области: F, O, P, T, C. 2 подхода к анализу ЭЭГ: визуальный (клинический) и статистический . Визуальной (клинический) анализ ЭЭГ используется, как правило, в диагностических целях. Статистические методы исследования электроэнцефалограммы исходят из того, что фоновая ЭЭГ стационарна и стабильна. Дальнейшая обработка в подавляющем большинстве случаев опирается на преобразование Фурье, смысл которого состоит в том, что волна любой сложной формы математически идентична сумме синусоидальных волн разной амплитуды и частоты. Преобразование Фурье позволяет преобразовать волновой паттерн фоновой ЭЭГ в частотный и установить распределение мощности по каждой частотной составляющей. В электрических процессах находит отражение синаптическая активность нейронов. Речь идет о потенциалах, которые возникают в постсинаптической мембране нейрона , принимающего импульс. Тк тормозные постсинаптические потенциалы коры могут достигать 70 мс и более. Эти потенциалы могут суммироваться.
МЭГ. Магнитоэнцефалография - регистрация параметров магнитного поля, обусловленных биоэлектрической активностью головного мозга. Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков и специальной камеры, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод обладает рядом преимуществ перед регистрацией традиционной ЭЭГ. В частности, радиальные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких сильных искажений , как ЭЭГ. Это позволяет более точно рассчитывать положение генераторов ЭЭГ-активности, регистрируемой со скальпа.
Вызванные потенциалы (ВП) - биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы. Регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя.

Первоначально его применение в основном было связано с изучением сенсорных функций человека в норме и при разных видах аномалий. Позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциала, которые достаточно строго связаны во времени с любым фиксированным событием. В связи с этим появилось новое обозначение этого круга физиологических явлений - событийно-связанные потенциалы (ССП). Количественные методы оценки ВП и ССП предусматривают, в первую очередь, оценку амплитуд и латентностей . Локализация источников генерации ВП позволяет установить роль отдельных корковых и подкорковых образований в происхождении тех или иных компонентов ВП . Наиболее признанным здесь является деление ВП на экзогенные и эндогенные компоненты. Первые отражают активность специфических проводящих путей и зон, вторые - неспецифических ассоциативных проводящих систем мозга. Длительность тех и других оценивается по-разному для разных модальностей. ВП как инструмент, позволяющий изучать физиологические механизмы поведения и познавательной деятельности человека и животных. Применение ВП в психофизиологии связано с изучением физиологических механизмов и коррелятов познавательной деятельности человека . Это направление определяется как когнитивная психофизиология. ВП в нем используются в качестве полноценной единицы психофизиологического анализа.

Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ) область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов. Оно позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психической деятельности. Однако метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП. Компьютерная томография (КТ) - новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. Можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез " этой части тела, в отличие от рентгена. Томографическое изображение - это результат точных измерений и вычислений показателей ослабления рентгеновского излучения, относящихся только к конкретному органу. Метод позволяет различать ткани, незначительно отличающиеся между собой по поглощающей способности. Измеренные излучение и степень его ослабления получают цифровое выражение. По совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы. Завершающий этап - построение изображения исследуемого слоя на экране. Помимо решения клинических задач (например, определения местоположения опухоли) с помощью КТ можно получить представление о распределении регионального мозгового кровотока. Благодаря этому КТ может быть использована для изучения обмена веществ и кровоснабжения мозга.

Компьютерная томография стала родоночальницей ряда других еще более совершенных методов исследования : томографии с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитного резонанса (ФМР) . Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного совмещенного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга. В ходе жизнедеятельности нейроны потребляют различные химические вещества, которые можно пометить радиоактивными изотопами (например, глюкозу). При активизации нервных клеток кровоснабжение соответствующего участка мозга возрастает, в результате в нем скапливаются меченые вещества и возрастает радиоактивность. Измеряя уровень радиоактивности различных участков мозга, можно сделать выводы об изменениях активности мозга при разных видах психической деятельности. При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. С помощью этого метода можно получить четкие изображения "срезов" мозга в различных плоскостях. ПЭТ сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики . В ней используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". На сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии был основан метод функционального магнитного резонанса (ФМР). Термоэнцефалоскопия. По частоте в ЭЭГ различают следующие типы ритмических составляющих: дельта-ритм (0,5-4 Гц); тэта-ритм (5-7 Гц); альфа-ритм (8-13 Гц) - основной ритм ЭЭГ, преобладающий в состоянии покоя; мю-ритм - по частотно-амплитудным характеристикам сходен с альфа-ритмом, но преобладает в передних отделах коры больших полушарий; бета-ритм (15-35 Гц); гамма-ритм (выше 35 Гц). Следует подчеркнуть, что подобное разбиение на группы более или менее произвольно, оно не соответствует никаким физиологическим категориям. Основные ритмы и параметры энцефалограммы: 1. Альфа-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциалов длительностью 75-125 мс., по форме приближается к синусоидальной. 2. Альфа-ритм - ритмическое колебание потенциалов с частотой 8-13 Гц, выражен чаще в задних отделах мозга при закрытых глазах в состоянии относительного покоя, средняя амплитуда 30-40 мкВ, обычно модулирован в веретена. 3. Бета-волна - одиночное двухфазовое колебание потенциалов длительностью менее 75 мс. и амплитудой 10-15 мкВ (не более 30). 4. Бета-ритм - ритмическое колебание потенциалов с частотой 14-35 Гц. Лучше выражен в лобно-центральных областях мозга. 5. Дельта-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциалов длительностью более 250 мс. 6. Дельта-ритм - ритмическое колебание потенциалов с частотой 1-3 Гц и амплитудой от 10 до 250 мкВ и более. 7. Тета-волна - одиночное, чаще двухфазовое колебание разности потенциалов длительностью 130-250 мс. 8. Тета-ритм - ритмическое колебание потенциалов с частотой 4-7 Гц, чаще двухсторонние синхронные, с амплитудой 100-200 мкВ, иногда с веретенообразной модуляцией, особенно в лобной области мозга. Важная характеристика электрических потенциалов мозга - амплитуда , т.е. величина колебаний. Амплитуда и частота колебаний связаны друг с другом. Амплитуда высокочастотных бета-волн у одного и того человека может быть почти в 10 раз ниже амплитуды более медленных альфа-волн. Ритмический характер биоэлектрической активности коры , и в частности альфа-ритма, обусловлен в основном влиянием подкорковых структур, в первую очередь таламуса (промежуточный мозг). Именно в таламусе находятся главные, но не единственные пейсмекеры или водители ритма. Одностороннее удаление таламуса или его хирургическая изоляция от неокортекса приводит к полному исчезновению альфа-ритма в зонах коры прооперированного полушария. При этом в ритмической активности самого таламуса ничто не меняется. Нейроны неспецифического таламуса обладают свойством авторитмичности. Большую роль в динамике электрической активности таламуса и коры играет ретикулярная формация ствола мозга. Она может оказывать синхронизирующее влияние, т.е. способствующее генерации устойчивого ритмического паттерна , и дезинхронизирующее, нарушающее согласованную ритмическую активность. А льфа-ритм - доминирующий ритм ЭЭГ покоя у человека. Считали, что этот ритм выполняет функцию временного сканирования ("считывания") информации и тесно связан с механизмами восприятия и памяти . Предполагается, что альфа-ритм отражает реверберацию возбуждений, кодирующих внутримозговую информацию и создающих оптимальный фон для процесса приема и переработки афферентных сигналов. Его роль состоит в своеобразной функциональной стабилизации состояний мозга и обеспечении готовности реагирования . Предполагается также, что альфа-ритм связан с действием селектирующих механизмов мозга, выполняющих функцию резонансного фильтра, и таким образом регулирующих поток сенсорных импульсов. Дельта-ритм у здорового взрослого человека в покое практически отсутствует, но он доминирует в ЭЭГ на четвертой стадии сна , которая получила свое название по этому ритму (медленноволновой сон или дельта-сон). Напротив, тэта-ритм тесно связан с эмоциональным и умственным напряжением . Его иногда так и называют стресс-ритм или ритм напряжения . У человека одним из ЭЭГ симптомов эмоционального возбуждения служит усиление тэта-ритма с частотой колебаний 4-7 Гц, сопровождающее переживание как положительных, так и отрицательных эмоций. При выполнении мыслительных заданий может усиливаться и дельта-, и тета-активность. Причем усиление последней составляющей положительно соотносится с успешностью решения задач. По своему происхождению тэта-ритм связан с кортико-лимбическим взаимодействием. Предполагается, что усиление тэта-ритма при эмоциях отражает активацию коры больших полушарий со стороны лимбической системы.
Переход от состояния покоя к напряжению всегда сопровождается реакцией десинхронизации , главным компонентом которой служит высокочастотная бета-активность . Умственная деятельность у взрослых сопровождается повышением мощности бета-ритма, причем значимое усиление высокочастотной активности наблюдается при умственной деятельности, включающей элементы новизны, в то время как стереотипные, повторяющиеся умственные операции сопровождаются ее снижением. Установлено также, что успешность выполнения вербальных заданий и тестов на зрительно-пространственные отношения оказывается положительно связанной с высокой активностью бета-диапазона ЭЭГ левого полушария. По некоторым предположениям, эта активность связана с отражением деятельности механизмов сканирования структуры стимула, осуществляемой нейронными сетями, продуцирующими высокочастотную активность ЭЭГ.
4. Психофизиологическая проблема (11, 20, 22)

Психофизическая проблема. Как подчеркивает известный отечественный историк психологии М.Г. Ярошевский (1996), Декарт, Лейбниц и другие философы анализировали в основном психофизическую проблему. При решении психофизической проблемы речь шла о включении души (сознания, мышления) в общую механику мироздания, о ее связи с Богом. Иными словами, для философов, решающих эту проблему, важно было собственно место психического (сознания, мышления) в целостной картине мира. Таким образом, психофизическая проблема, связывая индивидуальное сознание с общим контекстом его существования, имеет, прежде всего, философский характер. Психофизиологическая проблема заключается в решении вопроса о соотношении между психическими и нервными процессами в конкретном организме (теле). В такой формулировке она составляет основное содержание предмета психофизиологии. Первое решение этой проблемы можно обозначить как психофизиологический параллелизм. Суть его заключается в противопоставлении независимо существующих психики и мозга (души и тела). В соответствии с этим подходом психика и мозг признаются как независимые явления, не связанные между собой причинно-следственными отношениями. В то же время наряду с параллелизмом сформировались еще два подхода к решению психофизиологической проблемы:

психофизиологическая идентичность, которая представляет собой вариант крайнего физиологического редукционизма , при котором психическое, утрачивая свою сущность, полностью отождествляется с физиологическим. Примером такого подхода служит известная метафора: "Мозг вырабатывает мысль, как печень - желчь". Психофизиологическое взаимодействие, представляющее собой вариант паллиативного, т.е. частичного, решения проблемы. Предполагая, что психическое и физиологическое имеют разные сущности, этот подход допускает определенную степень взаимодействия и взаимовлияния. Психофизическая проблема в широком смысле - вопрос о месте психического в природе; в узком - проблема соотношения психических и физиологических (нервных) процессов . Во втором случае П. п. правильнее называть психофизиологической . Особую остроту П. п. приобрела в XVII в., когда сложилась механистическая картина мира, исходя из которой Р. Декарт предпринял попытку объяснить поведение живых существ по образцу механического взаимодействия. Необъяснимые, исходя из этой трактовки природы, акты сознания были отнесены к бестелесной непространственной субстанции. Вопрос об отношении этой субстанции к работе “машины тела” привел Декарта к концепции психофизического взаимодействия: хотя тело только движется, а душа только мыслит, они могут влиять друг на друга, соприкасаясь в определенной части мозга . Выступившие против взгляда на психику как на особую субстанцию Т.Гоббс и Б.Спиноза утверждали, что она полностью выводима из взаимодействия природных тел, но позитивно решить П. п. они не смогли. Гоббс предложил рассматривать ощущение как побочный предмет материальных процессов (см. Эпифеноменализм ). Спиноза , полагая, что порядок идей тот же, что и порядок вещей, трактовал мышление и протяженность как нераздельные и вместе с тем не связанные между собой причинными отношениями атрибуты бесконечной субстанции - природы. Г.В.Лейбниц , совмещая механистическую картину мира с представлением о психике как уникальной сущности, выдвинул идею психофизического параллелизма , согласно которой душа и тело совершают свои операции независимо друг от друга, но с величайшей точностью, создающей впечатление их согласованности между собой. Они подобны паре часов, которые всегда показывают одно и то же время, хотя и движутся независимо. Материалистическую интерпретацию психофизический параллелизм получил у Д.Гартли и других натуралистов. Психофизический параллелизм приобрел большую популярность в середине XIX в., когда с открытием закона сохранения энергии стало невозможно представлять сознание по типу особой силы, способной произвольно изменять поведение организма. Вместе с тем дарвиновское учение требовало понимания психики как активного фактора регуляции жизненных процессов . Это привело к появлению новых вариантов концепции психофизического взаимодействия (У.Джеймс ). В конце XIX - начале XX в. получила распространение махистская трактовка П. п., согласно которой душа и тело построены из одних и тех же “элементов”, а поэтому речь должна идти не о реальной взаимосвязи реальных явлений, а о корреляции между “комплексами ощущений”. Современный логический позитивизм рассматривает П. п. как псевдопроблему и полагает, что связанные с ней трудности разрешимы путем применения различных языков к описанию сознания, поведения и нейрофизиологических процессов. В противоположность различным идеалистическим концепциям диалектический материализм трактует П. п., исходя из понимания психики как особого свойства высокоорганизованной материи, которое возникает в процессе взаимодействия живых существ с внешним миром и, отображая его, способно активно влиять на характер этого взаимодействия. В различных разделах психофизиологии и смежных с ней дисциплин накоплен огромный материал о многообразных формах зависимости психических актов от их физиологического субстрата и роли этих актов (как функции мозга) в организации и регуляции жизнедеятельности (учение о локализации высших психических функций , об идеомоторных актах , данные ряда разделов нейро- и патопсихологии , психофармакологии , психогенетики и др.). Несмотря на многие достижения психофизиологии, особенно в последние десятилетия, психофизиологический параллелизм как система взглядов не отошел в прошлое. Известно, что выдающиеся физиологи ХХ в. Шерингтон, Эдриан, Пенфилд, Экклс придерживались дуалистического решения психофизиологической проблемы. Согласно их мнению, при изучении нервной деятельности не надо принимать во внимание психические явления, а мозг можно рассматривать как механизм, деятельность определенных частей которого в крайнем случае параллельна разным формам психической деятельности. Целью психофизиологического исследования, согласно их мнению, должно являться выявление закономерностей параллельности протекания психических и физиологических процессов.

Психофизиология относится к экспериментальным дисциплинам, основными методами которой являются электрофизиологические в силу того, что именно физиологические показатели позволяют проникнуть в суть психических процессов и состояний, как на уровне сознания, так и на бессознательном уровне. Электрофизиологические показатели отражают физико-химические следствия обмена веществ, которые сопровождают основные жизненные процессы. Они являются наиболее точными и надежными показателями течения любых физиологических процессов, дают возможность изучения явления или процесса, не травмируя и не искажая его хода и структуры.

В настоящее время в психофизиологических исследованиях все больше делается акцент на изучение нейронных механизмов психических процессов и состояний. Это связано с тем, что все внешние реакции реализуются посредством нейронной активности.

Среди множества электрофизиологических методов, используемых в психофизиологических исследованиях, центральное место занимают различные способы регистрации электрической активности ЦНС и, в первую очередь, головного мозга, безусловно, доминируют такие как: регистрация импульсной активности нервных клеток, ЭЭГ, регистрация вызванных потенциалов мозга человека и потенциалов, связанных с событиями, различные методы томографии, среди которых, прежде всего, следует выделить позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ). Остановимся на описании некоторых из них.

Электроэнцефалография является одним из основных методов объективного тестирования функций нервной системы.

ЭЭГ - метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов. Первая публикация о наличие токов в центральной нервной системы была сделана Du Bois Reymond в 1849 г. В 1875 г., данные о наличии спонтанной и вызванной активности в мозге собаки были получены независимо R.Caton в Англии и В.Я.Данилевским в России. Исследования отечественных нейрофизиологов на протяжении конца XIX и начала XX века внесли существенный вклад в разработку электроэнцефалографии. В.Я.Данилевский не только показал возможность регистрации электрической активности мозга, но и подчеркивал ее тесную связь с нейрофизиологическими процессами. В 1912 г. П.Ю.Кауфман выявил связь электрических потенциалов мозга с “внутренней деятельностью мозга” и их зависимость от изменения метаболизма мозга, воздействия внешних раздражений, наркоза и эпилептического припадка. Подробное описание электрических потенциалов мозга собаки с определением их основных параметров было дано в 1913 и 1925 гг. В.В.Правдич-Неминским.

Австрийский психиатр Ганс Бергер в 1928 г. впервые осуществил регистрацию электрических потенциалов головного мозга у человека, используя скальповые игольчатые электроды. В его же работе были описаны основные ритмы ЭЭГ и их изменения при функциональных пробах и патологических изменениях в мозге. Большое влияние на развитие метода оказали публикации G.Walter (1936) о значении ЭЭГ в диагностике опухолей мозга, а также работы F.Gibbs E.Gibbs W.G.Lennox, давших подробную элктроэнцефалографическую семиотику эпилепсии.

В последующие годы работы исследователей были посвящены не только феноменологии электроэнцефалографии при различных заболеваниях и состояниях мозга, но и изучению механизмов генерации электрической активности. Существенный вклад в эту область внесен работами E.D.Adrian, B.Metthew, G.Walter, H.Jasper, В.С.Русинова, В.Е.Майорчик, Н.П.Бехтеревой, Л.А.Новиковой.

В клинической электроэнцефалографии используют две основные системы отведения ЭЭГ: международную систему «10-20» (Jasper H.), а также модифицированные схемы с уменьшенным количеством электродов (Gibbs F., Gibbs E.; Jung J.).

Точки расположения электродов в системе «10-20» определяют следу­ющим образом. Измеряют расстояние по сагиттальной линии от inion до nasion и принимают его за 100%. В 10% этого расстояния от inion и nasion устанавливают соответственно нижний лобный (Fp) и затылочный (О) са­гиттальные электроды. Остальные сагиттальные электроды (F, Cz и Р) рас­полагают между этими двумя на равных расстояниях, составляющих 20% от расстояния inion-nasion. Вторая основная линия проходит между двумя слу­ховыми проходами через vertex (макушку). Нижние височные электроды (ТЗ, Т4) располагают соответственно в 10% этого расстояния над слуховы­ми проходами, а остальные электроды этой линии (СЗ, Cz, С4) - на рав­ных расстояниях, составляющих 20% длины биаурикулярной линии. Через точки ТЗ, СЗ, С4, Т4 от inion к nasion проводят линии и по ним располага­ют остальные электроды (РЗ, Р4, Т5, Т6, F3, F4, F7, F8, Fpl, Fp2). На мочки ушей помещают электроды, обозначаемые соответственно А1 и А2. Буквенные символы обозначают основные области мозга и ориентиры на голове: О - occipitalis, Р - parietalis, С - centralis, F - frontalis, A - auricularis. Нечётные цифровые индексы соответствуют электродам над ле­вым, а чётные - над правым полушарием мозга (рис.).

Психофизиология - пограничная область психологии, изучающая роль всей совокупности билогических свойств, и прежде всего свойств нервной системы, в детерминации психической деятельности и устойчивых индивидуально-психологических различий.

Огромный вклад в развитие психофизиологии внесли следующие ученые: Мюлер, Вебер, Фехнер, Гельмгольц, Сеченов, Павлов.

Главная задача - причинное объяснение психических явлений путем раскрытия лежащих в их основе нейрофизиологических механизмов.

Психофизиология включает несколько областей исследования.

Психофизиология ощущений и восприятий изучает нервные процессы в анализаторах, начиная с рецепторов и кончая корковыми отделами. Установлены специфические аппараты цветового зрения, специфические рецепторы и проводящие пути тактильной и болевой чувствительности, открыты нейроны, реагирующие на отдельные свойства зрительных и слуховых стимулов.

Психофизиология речи и мышления изучает функциональную роль разных областей мозга и их взаимосвязей в осуществлении речевых процессов. Принципиально важным стало установление тесной связи мыслительных процессов с деятельностью речедвигательного анализатора.

Психофизиология эмоций исследует нейрогуморальные механизмы возниконовения эмоциональных состояний. Открыты нервные "центры" удовольствия и неудовольствия, расположенные в подкорковых областях мозга. Установлено, что важная роль в эмоциональном поведении принадлежит гормонам, выделяемым железами внутренней секреции (гипофизом, корой и мозговым слоем надпочечников и др.), а также различными биологически активными веществами.

Психофизиология внимания исследует нейрофизиологические корреляты внимания (изменение ЭЭГ и вызванных потенциалов, изменение кожно-гальванической и др. реакций). Психофизиология внимания тесно связана с проблемами изучения ориентировочного рефлекса и второй сигнальной системы.

Психофизиология произвольных действий вскрывает физиологическую структуру и механизмы их осуществления.

Дифференциальная психофизиология изучает зависимость индивидуальных особенностей психики и поведения от индивидуальных различий в деятельности мозга. В развитии дифференциальной психофизиологии В.М.Русалов выделяет 4 этапа: допавловский, павловский (с 1927 г.), тепловско-небылицинский (с 1956 г.) и современный (с 1972 г.). Последний связан прежде всего с развитием системных представлений в психофизиологии.

Электрофизиологические методы изучения органических функций, основываются на регистрации биопотенциалов, возникающих в тканях живого организма спонтанно или в ответ на внешнее раздражение. Чаще всего используется регистрация биотоков мозга.

Отражение психофизиологических процессов в динамике ЭЭГ . Частотно-амплитудные изменения электрической активности в связи с:

1) активацией внимания - блокада?-ритма, возрастание?-ритма, изменение уровня ассиметрии фаз колебания, концентрация внимания, глубокая депрессия биопотенциалов.

2)Эмоциональным состоянием - нет единой точки зрения; тревога слабая - усиление 2 ритма, усиление тревоги - десинхронизация основного ритма ЭЭГ, отрицательные эмоции - усиление теста активности, положительные эмоции - ослабление теста активности.

"Волна ожидания" . Изменение психофизиологического состояния отражается на электрофизиологических показателях; высокая эмоциональная напряженность - повышение амплитуды волны; неустойчивое внимание - снижение амплитуды волны.

Исследование медленных электрических процессов мозга (МЭП) . При бурных эмоциях - резкое изменение.

Изучение динамики наличного кислорода (коры и глубоких структур мозга), т.е. переменное давление в структурах мозга.

КГР (кожно-гальваническая реакция) . Относится к показателям изменения внимания и эмоций. Феномен Краснова - эффект изменения разности потенциалов сопротивления кожи в связи с ориентировочной реакцией и эмоциями.

ОТВЕТ: психология использует физиологические методы уже со времен первых лабораторных экспериментов. Имена Вебера, Фехнера, Вундта, Пуркине являются достаточным доказательством этого. Значительных успехов также добилась со времени Сеченова и Павлова советская психология. Учение Павлова о высшей нервной деятельности отрицало всякий субъ­ективизм и на психологические вопросы отвечало методами физиологии высшей нервной деятельности. От Павлова, через Иванова-Смоленского до Лурия и Небылицына и новейших авторов применение физиологиче­ских методов в психологии знаменало решительный шаг вперед, особен­но в научно-исследовательской работе и именно, когда спала волна же­лания заменить психологию физиологией.

Попытку избежать субъективизма и применить физиологические ме­тоды в качестве гарантии объективизма проявили и бихевиористы, мно­гие из которых приняли павловский метод условных рефлексов.

Значение психофизиологических методов состоит в том, что они в минимальной степени зависят и подвержены влиянию испытуемого и что в новой технике можно использовать и полиграфы, которые спо­собны одновременно информировать о ряде объективных физиологиче­ских данных, как об индикаторах психических процессов, сопровожда­ющих их. Изменения кровяного давления, кожной проводимости, эпектрических потенциалов мозга, изменения дыхания и пульса уже посто­янно относятся к изученным переменным величинам психологического лабораторного эксперимента.

Из физиологических методов, которые можно сопоставлять и оценивать во взаимосвязи с психическими процессами, мы приведем (по «Учебнику психологии») психогальванические реакции (ПГР). При помощи эндосоматической психогальванической реакции можно полу­чить так называемый Т-феномен (Тарханов), представляющий собой из­меняющие различия потенциалов между двумя электродами, приложен­ными к коже. Другой феномен Ф (по Фере) представляет собой экзосома- тическую психогальваническую реакцию, под которой мы понимаем из­менение кожного сопротивления (проводимости кожи), возникающее при раздражении (электрический ток напряжением в несколько вольт). Исследователи, работающие с кожно-гальваническим рефлексом, в на­стоящее время придерживаются мнения, что сущностью наблюдаемых изменений, очевидно, не является ни расширение сосудов, ни мышечная активность, ни секреция пота, а скорее всего повышенная ионная прони­цаемость клеточной мембраны. Психогальваническая реакция является чувствительным регистратором вегетативных изменений, которые не­льзя подавить волей, поэтому она используется в криминалистике как так называемый детектор лжи, при исследовании подпорогового вос­приятия, обусловленности и т. д. (рис.)

На гипотезе, что общее состояние напряжения мускулатуры (контрактильный тонус) коррелирует со степенью психического напряжения, основана регистрация тонуса при помощи электромиографии (ЭМГ). Регистрируются мышечные потенциалы действия, мышечная электриче­ская активность. Авторы, применяющие этот метод, утверждают, что электромиография представляет собой чувствительный индикатор пси­хического возбуждения, особенно в состоянии нагрузки (напряжение при депрессивных состояниях, при ожидании и т. п.), так как для невротиче­ских и напряженных больных характерно чрезмерно продленное сохра­нение мышечных реакций на стресс (Малмо).

Другие возможности объективной физиологической записи предста­вляет собой регистрация микромоторных колебаний тонуса (так называ­емым весом почерка), которую в конце прошлого века применили Гольдшейдер и Крепелин и которую улучшил и усовершенствовал Штейнвахс. Сущность метода заключается в том, что исследуемый по­сле длительной тренировки в строго стандартизованном положении много раз напишет слово («момом», «молстаг»). Микромоторное коле­бание тонуса после анализа записанных кривых служит для интерпрета­ции аффективных и инстиктивных предрасположений, преград или раз­рядки.

К этой категории физиологических методов относится также метод мышечной микровибрации, открытый профессором Рорахером в 1946 году и разработанный не только им и его сотрудниками, но и Сугано в Японии и И. Шванцара в психологической лаборатории Чехословац­кой Академии Наук. Профессор Рорахер установил, что человеческое те­ло непрерывно производит микровибрационные движения, частота ко­торых у здорового человека составляет 7-13 Гц и величина которых в состоянии полного мышечного расслабления колеблется в пределах 0,5-5,0 микронов (1 микрон – 0,001 мм) на поверхности кожи. Эту рит­мическую активность (микровибрацию) можно при помощи чувстви­тельных приборов (при полном устранении всех возможных внешних помех – в особой кабине) измерять на поверхности всего тела.

По данным Шванцары, мышечное напряжение при целенаправлен­ном усилии увеличило амплитуду микровибрации по сравнению с состо­янием покоя в 10 раз.

В настоящее время и в психологии обычно применяют электроэнце­фалографическую запись (ЭЭГ), хотя ее применение для исследования психических процессов оказалось довольно затруднительным и нельзя сказать, что оно всегда дает отчетливые результаты.

С успехом применяется и метод пальцевой реоплетизмографии (РПГ) – регистрации изменения протока крови в кончиках пальцев (ва- зоконстрикция, вазодилатация). Особенно у невротиков и у людей нерв- нолабильных значительно повышены величины колебаний объема про­текающей крови.

К физиологическим методам, коррелирующим с психическими про­цессами, относится и исследование изменений артериального давления и изменения дыхания и пульса, измеряемые пневмографически и спиро метрически. Применялся и метод оптокинетического нистагма (невролог профессор Попек). Наконец, к физиологическим методам исследования можно отнести и результаты исследований вегетативно-эндокринных, биохимических, психофармакологических (эксперименты с галлюцино­генами), проводимых совместно с врачами соответствующих специаль­ностей.

Однако всегда следует помнить о том, что применение физиологи­ческих методов в психологии представляет собой исследование физио­логических индикаторов и индикаторов, сопровождающих психические изменения, на основании которых, естественно, нельзя судить о психиче­ских процессах и их изменениях и тем более об их сущности. Психиче­ские и физиологические процессы совершенно различны по своему характеру и относятся к совершенно разным категориям.

Раздел 1. Методы психофизиологических исследований

Каковы основные методы регистрации физиологических процессов в психофизиологии? В чем преимущества электрических показателей физиологической активности? Каковы основные методы психофизиологических исследований?

Методы психофизиологических исследований - комплекс методов, используемых для изучения физиологического обеспечения психических процессов.

В психофизиологии основными методами регистрации физиологических процессов являются электрофизиологические методы. В физиологической активности клеток, тканей и органов особое место занимает электрическая составляющая. Электрические потенциалы отражают физико-химические следствия обмена веществ, сопровождающие все основные жизненные процессы, и поэтому являются исключительно надежными, универсальными и точными показателями течения любых физиологических процессов. Электрические показатели, по сравнению с другими, наиболее демонстративны, таким образом, они являются важным средством обнаружения деятельности. Единообразие потенциалов действия в нервной клетке, нервном волокне, мышечной клетке, как у человека, так и у животных говорит об универсальности этих показателей. Точность электрических показателей, т.е. их временное и динамическое соответствие физиологическим процессам, основана на быстрых физико-химических механизмах генерации потенциалов, являющихся неотъемлемым компонентом физиологических процессов в нервной или мышечной структуре.

К перечисленным преимуществам электрических показателей физиологической активности следует добавить и неоспоримые технические удобства их регистрации: помимо специальных электродов, для этого достаточно универсального усилителя биопотенциалов, который скоммутирован с компьютером, имеющим соответствующее программное обеспечение. И, что важно для психофизиологии, большую часть этих показателей можно регистрировать, никак не вмешиваясь в изучаемые процессы и не травмируя объект исследования. К наиболее широко используемым методам относятся регистрация импульсной активности нервных клеток, регистрация электрической активности кожи, электроэнцефалография, электроокулография, электромиография и электрокардиография. В последнее время в психофизиологию внедряется новый метод регистрации электрической активности мозга - магнитоэнцефалография и изотопный метод (позитронноэмиссионная номография).

Основные методы психофизиологических исследований:

регистрация импульсной активности нервных клеток;

электроэнцефалография (ЭЭГ);

магнитоэнцефалография (МЭГ);

позитронно-эмиссионная томография мозга (ПЭТ);

окулография;

электромиография;

электрическая активность кожи (ЭАК).

1.1. Регистрация импульсной активности нервных клеток

Изучение активности нервных клеток, или нейронов, как целостных морфологических и функциональных единиц нервной системы, безусловно, остается базовым направлением в психофизиологии. Одним из показателей активности нейронов являются потенциалы действия - электрические импульсы. Современные технические возможности позволяют регистрировать импульсную активность нейронов у животных в свободном поведении и, таким образом, сопоставлять эту активность с различными поведенческими показателями. В редких случаях в условиях нейрохирургических операций исследователям удается зарегистрировать импульсную активность нейронов у человека.

Поскольку нейроны имеют небольшие размеры (несколько десятков микрон), то и регистрация их активности осуществляется с помощью подводимых вплотную к ним специальных отводящих микроэлектродов. Свое название они получили потому, что диаметр их регистрирующей поверхности составляет около одного микрона. Микроэлектроды бывают металлическими и стеклянными. Металлический микроэлектрод представляет собой стержень из специальной высокоомной изолированной проволоки со специальным способом заточенным регистрирующим кончиком. Стеклянный микроэлектрод - пирексовая тонкая трубочка (диаметр около 1 мм) с тонким незапаянным кончиком, заполненная раствором электролита. Электрод фиксируется в специальном микроманипуляторе, укрепленном на черепе исследуемого, и коммутируется с усилителем. С помощью микроманипулятора электрод через отверствие в черепе пошагово вводят в мозг. Длина шага составляет несколько микрон, что позволяет подвести регистрирующий кончик электрода очень близко к нейрону, не повреждая его. Подведение электрода к нейрону осуществляется либо вручную, и в этом случае животное должно находиться в состоянии покоя, либо автоматически на любом этапе поведения животного. Усиленный сигнал поступает на монитор и записывается на магнитную ленту или в память компьютера. При «подходе» кончика электрода к активному нейрону экспериментатор видит на мониторе появление импульсов, амплитуда которых при дальнейшем осторожном продвижении электрода постепенно увеличивается. Когда амплитуда импульсов начинает значительно превосходить фоновую активность мозга, электрод больше не подводят, чтобы исключить возможность повреждения мембраны нейрона.

1.2. Электроэнцефалография (ЭЭГ)

Среди методов электрофизиологического исследования ЦНС человека наибольшее распространение получила регистрация колебаний электрических потенциалов мозга с поверхности черепа - электроэнцефалограмма. Предполагается, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в каждый момент времени отражает суммарную электрическую активность клеток мозга.

ЭЭГ регистрируют с помощью наложенных на кожную поверхность головы (скальп) отводящих электродов, скоммутированных в единую цепь со специальной усилительной техникой. Увеличенные по амплитуде сигналы с выхода усилителей можно записать на магнитную ленту или в память компьютера для последующей статистической обработки. Для минимизации контактного сопротивления между электродом и скальпом на месте наложения электрода тщательно раздвигают волосы, кожу обезжиривают раствором спирта и между электродом и кожей кладут специальную электропроводную пасту. Для исключения электрохимических процессов на границе электрод - электролит (паста), приводящих к собственным электрическим потенциалам, поверхность электродов покрывают электропроводными неполяризующимися составами, например, хлорированным серебром.

Как любые электрические потенциалы, ЭЭГ всегда измеряется между двумя точками. Существуют два способа регистрации ЭЭГ - биполярный и монополярный. При биполярном отведении регистрируется разность потенциалов между двумя активными электродами. Этот метод применяется в клинике для локализации патологического очага в мозге, но он не позволяет определить, какие колебания возникают под каждым из двух электродов и каковы их амплитудные характеристики. В психофизиологии общепринятым считается метод монополярного отведения. При монополярном методе отведения регистрируется разность потенциалов между различными точками на поверхности головы по отношению к какой-то одной индифферентной точке. В качестве индифферентной точки берут такой участок на голове или лице, на котором какие-либо электрические процессы минимальны и их можно принять за нуль: обычно это - мочка уха или сосцевидный отросток черепа. В этом случае с электрода, наложенного на скальп, регистрируются изменения потенциала с определенного участка мозга.

Отводящие электроды можно накладывать на самые разные участки поверхности головы с учетом проекции на них тех или иных областей головного мозга. На заре применения ЭЭГ исследователи так и делали, но при этом они обязательно предоставляли в своих отчетах и публикациях координаты расположения электродов. В настоящее время применяется единая стандартная система наложения электродов - система «10-20».

1.3. Магнитоэнцефалография (МЭГ)

Активность мозга всегда представлена синхронной активностью большого количества нервных клеток, сопровождаемой слабыми электрическими токами, которые создают магнитные поля. Регистрация этих полей неконтактным способом позволяет получить так называемую магнитоэнцефалограмму (МЭГ). МЭГ регистрируют с помощью сверхпроводящего квантового интерференционного устройства - магнетометра. Предполагается, что если ЭЭГ больше связана с радиальными по отношению к поверхности коры головного мозга источниками тока (диполями), что имеет место на поверхности извилин, то МЭГ больше связана с тангенциально направленными источниками тока, имеющими место в корковых областях, образующих борозды. Если исходить из того, что площадь коры головного мозга в бороздах и на поверхности извилин приблизительно одинакова, то несомненно, что значимость магнитоэнцефалографии при изучении активности мозга сопоставима с электроэнцефалографией. Электрическое и магнитное поля взаимоперпендикулярны, поэтому при одновременной регистрации обоих полей можно получить взаимодополняющую информацию об исходном источнике генерации тех или иных потенциалов. МЭГ может быть представлена в виде профилей магнитных полей на поверхности черепа либо в виде кривой линии, отражающей частоту и амплитуду изменения магнитного поля в определенной точке скальпа. МЭГ дополняет информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии.

1.4. Позитронно-эмиссионная томография мозга (ПЭТ)

В современных клинических и экспериментальных исследованиях все большее значение приобретают методы, дающие визуальную картину мозга субъекта в виде среза на любом уровне, построенную на основе метаболической активности отображенных на этой картине структур. Одним из наиболее результативных методов в плане пространственного разрешения изображения является позитронно - эмиссионная томография мозга (ПЭТ). Техника ПЭТ заключается в следующем. Субъекту в кровеносное русло вводят изотоп, это кислород-15, азот-13 или фтор-18. Изотопы вводят в виде соединения с другими молекулами. В мозге радиоактивные изотопы излучают позитроны, каждый из которых, пройдя через ткань мозга примерно на 3 мм от локализации изотопа, сталкивается с электроном. Столкновение между материей и антиматерией приводит к уничтожению частиц и появлению пары протонов, которые разлетаются от места столкновения в разные стороны теоретически под углом в 180° друг к другу. Голова субъекта помещена в специальную ПЭТ-камеру, в которую в виде круга вмонтированы кристаллические детекторы протонов. Подобное расположение детекторов позволяет фиксировать момент одновременного попадания двух «разлетевшихся» от места столкновения протонов двумя детекторами, отстоящими друг от друга под углом в 180°.

Наиболее часто применяют лиганд F18 - дезоксиглюкозу (ФДГ). ФДГ является аналогом глюкозы. Области мозга с разной метаболической активностью поглощают ФДГ соответственно с разной интенсивностью, но не утилизируют ее. Концентрация изотопа F18 в нейронах разных областей увеличивается неравномерно, следовательно и потоки «разлетающихся» протонов на одни детекторы попадают чаще, чем на другие. Информация от детекторов поступает на компьютер, который создает плоское изображение (срез) мозга на регистрируемом уровне. Кроме того, два других изотопа применяются в ПЭТ также для определения метаболической активности.

1.5. Окулография

Движения глаз являются важным показателем в психофизиологическом эксперименте. Регистрация движений глаз называется окулографией.

С одной стороны, окулографический показатель необходим для выявления артефактов (явление, процесс, предмет, свойство предмета или процесса, появление которого в наблюдаемых условиях по естественным причинам невозможно или маловероятно) от движений глаз в ЭЭГ, с другой стороны, этот показатель выступает и как самостоятельный предмет исследования, и как составляющая при изучении субъекта в деятельности. Амплитуду движения глаз определяют в угловых градусах. Существует восемь основных видов движений глаз. Три движения - тремор (мелкие, частые колебания амплитудой 20-40 угловых секунд), дрейф (медленное, плавное перемещение глаз, прерываемое микроскачками) и микросаккады (быстрые движения продолжительностью 10-20 мс и амплитудой 2-50 угловых минут) относят к микродвижениям, направленным на сохранение местоположения глаз в орбите.

Из макродвижений, связанных с изменением местоположения глаз в орбите, наибольший интерес в психофизиологическом эксперименте представляют макросаккады и прослеживающие движения глаз. Макросаккады отражают обычно произвольные быстрые и точные смещения взора с одной точки на другую, например, при рассматривании картины, при быстрых точностных движениях руки (рис. 1.2) и т.д. Их амплитуда варьирует в пределах от 40 угловых минут до 60 угловых градусов. Прослеживающие движения глаз - плавные перемещения глаз при отслеживании перемещающегося объекта в поле зрения.

Наиболее распространенным методом регистрации движений глаз является электроокулография. По сравнению с другими окулографическими методами, такими, как фотооптический, фотоэлектрический и электромагнитный, электроокулография исключает контакт с глазным яблоком, может проводиться при любом освещении и тем самым не нарушает естественных условий зрительной активности. В основе электроокулографии лежит дипольное свойство глазного яблока - его роговица имеет положительный заряд относительно сетчатки (корнеоретинальный потенциал). Электрическая и оптическая оси глазного яблока практически совпадают, и поэтому электроокулограмма (ЭОГ) может служить показателем направления взора. При движении глаза угол его электрической оси изменяется, что приводит к изменению потенциалов, наводимых диполем глазного яблока на окружающие ткани. Именно эти потенциалы регистрируются электроокулографическим методом.

Две пары неполяризующихся отводящих электродов с электропроводной пастой накладывают на обезжиренные участки кожи в следующих точках:

а) около височных углов обеих глазных щелей - для регистрации горизонтальной составляющей движений;

б) посередине верхнего и нижнего края глазной впадины одного из глаз- для регистрации вертикальной составляющей движений.

Контактное сопротивление на электродах, как правило, позволяет избегать артефактов от ЭЭГ и мышечной активности. Потенциалы, снимаемые между электродами в каждой паре, усиливаются и поступают на монитор, а затем записываются на магнитные носители магнитофона или ЭВМ.

Линия на ЭОГ при неподвижном взоре, направленном прямо, принимается за нулевую. При повороте глаз вправо на электроде, расположенном на височном углу правого глаза, потенциал становится более положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде слева - отрицательным. При повороте глаз влево это соотношение потенциалов на электродах меняется. При направлении взора вверх на электроде, расположенном на верхнем крае глазной впадины, потенциал становится положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде нижнего края - отрицательным. Амплитуда движений глаз в данном случае измеряется в милливольтах, но после проведения калибровочных движений глаз, т.е. движений с одной точки на другую с известным расстоянием в угловых градусах, амплитуду можно представить в угловых градусах. Итак, по смещению регистрируемых потенциалов горизонтальной и вертикальной составляющих можно определить направление, а по величине этих смещений- величину углового смещения оптических осей глаз.

Движения глаз, особенно вертикальные, а также моргания вызывают выраженные артефакты в ЭЭГ, поэтому регистрация ЭЭГ без регистрации ЭОГ в психофизиологических экспериментах считается недопустимой ошибкой.

1.6. Электромиография

Электромиография - это регистрация суммарных колебаний потенциалов, возникающих как компонент процесса возбуждения в области нервномышечных соединений и мышечных волокнах при поступлении к ним импульсов от мотонейронов спинного или продолговатого мозга. В настоящее время применяются различные варианты подкожных (игольчатых) и накожных (поверхностных) электродов. Последние в силу их атравматичности и легкости наложения имеют более широкое применение.

Обычно пользуются биполярным отведением, помещая один электрод на участке кожи над серединой («двигательной точкой») мышцы, а второй - на 1-2 см дистальнее (дальше). При монополярном отведении один электрод помещают над «двигательной точкой» исследуемой мышцы, второй- над ее сухожилием или на какой-либо отдаленной точке (на мочке уха, на грудине и т.д.). Требования к электродам и к их наложению такие же, как и при наложении электроэнцефалографических или электроокулографических электродов.

Во время покоя скелетная мускулатура всегда находится в состоянии легкого тонического напряжения, что проявляется на электромиограмме (ЭМГ) в виде низкоамплитудных (5-30 мкВ) колебаний частотой 100 Гц и более. Даже при локальном отведении электроактивности от расслабленной мышцы полное отсутствие колебаний потенциала в отдельной двигательной единице (мышечном волокне) отсутствует; обычно наблюдаются колебания частотой 6-10 Гц. При готовности к движению, мысленному его выполнению, при эмоциональном напряжении и других подобных случаях, т.е. в ситуациях, не сопровождающихся внешне наблюдаемыми движениями, тоническая ЭМГ возрастает как по амплитуде, так и по частоте. Например, чтение «про себя» сопровождается увеличением ЭМГ активности мышц нижней губы, причем чем сложнее или бессмысленнее текст, тем выраженное ЭМГ. При мысленном письме у правшей усиливается мышечная активность поверхностных сгибателей правой руки, выявляемых на ЭМГ.

Произвольное движение сопровождается определенной последовательностью активации различных мышц: амплитуда ЭМГ одних мышц увеличивается до движения, других - в процессе движения (рис. 1.2).

Амплитуда и частота ЭМГ прежде всего определяются количеством возбужденных двигательных единиц, а также степенью синхронизации развивающихся в каждой из них колебаний потенциала. Как было показано в специальных исследованиях, амплитуда ЭМГ нарастает градуально. Это, по-видимому, связано с тем, что сначала активируются обладающие большей возбудимостью двигательные единицы, а затем вместе с ними начинают активироваться и другие двигательные единицы. Общая амплитуда ЭМГ может достигать 1-2 мВ. ЭМГ становится особенно информативной в комплексе с другими показателями (см. рис. 1.2).

1.7. Электрическая активность кожи (ЭАК)

Электрическая активность кожи (ЭАК) связана с активностью потоотделения, однако физиологическая основа ее до конца не изучена. Из центральной нервной системы к потовым железам поступают сигналы из коры больших полушарий и из глубинных структур мозга - гипоталамуса и ретикулярной формации. Именно поэтому существовавшее ранее представление о том, что потоотделение полностью контролируется волокнами симпатической нервной системы, нельзя считать верным: потовая железа - это «орган с неожиданно высокой биологической сложностью». У человека на теле имеется 2-3 млн. потовых желез, причем на ладонях и подошвах их в несколько раз больше, чем на других участках тела. Их главная функция - поддержание постоянной температуры тела - заключается в том, что выделяемый ими пот испаряется с поверхности тела и тем самым охлаждает его. Однако некоторые потовые железы активны не только при повышении температуры тела, но и при сильных эмоциональных переживаниях, стрессе и разных формах активной деятельности субъекта. Эти потовые железы сосредоточены на ладонях и подошвах и в меньшей степени на лбу и подмышками. ЭАК обычно и используется как показатель такого «эмоционального» и «деятельностного» потооделения. Ее обычно регистрируют с кончиков пальцев или с ладони биполярными неполяризующимися электродами.

Существуют два способа исследования электрической активности кожи:

1) метод Фере, в котором используется внешний источник тока;

2) метод Тарханова, в котором внешний источник тока не применяется.

В настоящее время считается, что существуют различия в физиологической основе показателей, измеряемых этими методами. Если раньше эти показатели ЭАК называли общим термином - кожно-гальваническая реакция, то сейчас в случае приложения внешнего тока (метод Фере) показателем считается проводимость кожи (ПрК), а показателем в методе Тарханова является электрический потенциал самой кожи (ПК). Поскольку выделение пота из потовых желез имеет циклический характер, то и записи ЭАК носят колебательный характер (рис. 1.3). Расшифровка этих колебательных процессов прямо связана с механизмами ЭАК и поэтому остается проблематичной.

Существует еще целый набор вегетативных показателей, которые получили широкое применение при изучении функционального состояния человека. К ним можно отнести характеристики сердечного ритма, кровяное давление, изменение тонуса сосудов головы и конечностей, показатели активности желудка и др.

Вопросы для самопроверки

В чем специфика применения электрических показателей для анализа физиологической активности?

Охарактеризуйте единую стандартную систему наложения электродов (система «10-20»).

В чем заключаются особенности электрических и магнитных полей?

Каково предназначение позитронно-эмиссионной томографии мозга?

Каким образом происходит регистрация движения глаз?

Опишите процесс осуществления электромиографии.

Каковы ведущие способы исследования электрической активности кожи?

Раздел 2. Психофизиологические основы построения профессии

В чем заключается понятие деятельности? Каковы виды и формы деятельности? Каковы структурные элементы трудовой деятельности? В чем заключается сущность профессии и специальности? Каковы основные типы профессий? Что такое профессиография? Каковы психофизиологические основы способностей?

2.1. Деятельность: понятие, структура, виды и формы.

2.1.1. Специфика трудовой деятельности

Деятельность представляет собой активное взаимодействие живого существа с окружающим миром, в ходе которого оно целенаправленно воздействует на объект и за счет этого удовлетворяет свои потребности.

Деятельность - это специфическая человеческая форма активного отношения к окружающему миру, содержание которой составляет его целесообразное изменение и преобразование. В отличие от действий животного, деятельность человека предполагает определённое противопоставление субъекта и объекта деятельности: человек противополагает себе объект деятельности как материал, который сопротивляется воздействию на него человека и должен получить новую форму и свойства, превратиться из материала в продукт деятельности.

Всякая деятельность включает в себя цель, средства ее достижения, действия, направленные на достижение цели, и результат (рис. 2.1). Неотъемлемой характеристикой деятельности является её осознанность.

Рис. 2.1. Структура деятельности

Исследований . ... послужила основой важнейшего раздела экспериментальной фи­зиологии-электрофизиологии. ... «психофизиологические основы интеллектуальной деятельности» Учебно-методический комплекс Деятельности человека» Цель модуля – изучить методы психофизиологического исследования , основ психофизиологии функциональных состояний и основных... самостоятельной работы студентов соответствуют пройденным разделам дисциплины. Для контроля знаний... ПРЕДМЕТ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ Учебное пособие Человека. Дифференциальная психофизиология - раздел , изучающий естественнонаучные основы и... психофизиологического исследования . 2.1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РАБОТЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА Центральное место в ряду методов психофизиологического исследования ...