Психофизиология как наука

      Средняя ступень иерархии определяется уровнем В, контролирующем стереотипные  движения,  в  которых участвуют большие группы мыщц.  Анатомически он  представлен  таламо-паллидарной системой.

      Уровень С связанный с  пирамидно-стриарной  системой,  а уровень D  -  теменно-премоторными  корковыми областями мозга.

Последний контролирует выполнение предметных действий.    В течение  жизни каждого человека для осуществления сложных движений вырабатываются двигательные программы, включающие набор основных команд и набор программ коррекции.

     Корковые и подкорковые  мотивационные  зоны  обеспечивают побуждение к движению.  При этом в ассоциативных областях коры (прежде всего премоторной коре) формируется план движений,  на основе которого происходит отбор конкретных двигательных программ и определяются структуры мозга, участвующих в их реализации. Такие  программы хранятся в памяти и извлекаются в нужный момент.

     Иерархическая структура  управления движением позволяет в любой момент осознанно контролировать движения. 

     Психофизиология бодрствования. 

     Традиционно исследователи выделяли два  основных  функциональных состояния  организма  -  сон и активное бодрствование.

     Представление о том,  что состояние бодрствования  -  это результат  активного  приспособления  организма к изменяющимся условиям существования,  предполагает, что оно зависит от умения человека фиксировать внешние и внутренние сигналы (воспри-

ятие),  его  желаний (мотивационная сфера),  от задач и целей, которые он определяет для себя (познавательная сфера) и от его возможностей перемещаться (двигательная сфера).  

     Цикл сон - бодрствование

    Цикл  сон  -  бодрствование  составляет 24 часа,  и синхронно ему настроены другие ритмы тела: гормональный, физиологический, эмоциональный,  поведенческий. Биологические часы расположены, по-видимому,  в гипоталамусе (в супрахиазматичес-

ком ядре) и эпифизе.

     Биологический цикл несколько больше 24 часов, поскольку в тех случаях, когда человек находится в изолированном помещении и не имеет возможности подстраиваться под внешние часы (восход и заход солнца),  его внутренний цикл сон - бодрствование составляет около 30 часов.

  Считается, что перевод световой информации  в информацию о биологических часах происходит в эпифизе.  Информация об интенсивности света от  ретины передается, с одной стороны,  в зрительную кору,  с другой – в гипоталамус или эпифиз.  Эпифиз ритмично  вырабатывает  гормон мелатонин, что  в  настоящее  время рассматривается как аналог биологических часов (Putilov, 1995). 

    Уровни активации и эффективность психических процессов

      Р.М. Йеркес и Дж.Д.  Додсон (Yerkes, Dodson, 1908) в начале века, выявили закон, который с тех пор носит их имя. Согласно этому закону, для каждого типа заданий есть свой оптимум активации (определенное оптимальное состояние напряжения), который обеспечивает максимально быстрое исполнение этого  задания. Графически этот закон можно описать колоколообразной кривой,  которую также называют обратной U-образной зависимостью.

     На практике это обозначает низкую эффективность любой деятельности (обучения, внимания, операторской деятельности, мышечной активности и т.д.) как при возбуждении, так и при полном расслаблении. В условиях же  оптимума  активации  успешность  этих процессов выражена в наибольшей мере. 

     Роль ретикулярной  формации среднего мозга в формировании

          состояния бодрствования.

     Физиологической основой градаций функциональных состояний является активность восходящей ретикулярной формации  среднего мозга. Анатомическая особенность ретикулярной формации  заключается в  том, что все восходящие сенсорные пути оставляют в ней свои коллатерали.  Это предопределяет возможность ее активации под воздействием любого стимула. Активированная ретикулярная формация,  в свою очередь, возбуждает кору через прямые аксонные связи и посредством связей через другие структуры,  в том числе,  ядра  таламуса.

     Ретикулярная формация представляет собой сложную мозговую структуру из нейронов, имеющих длинные дендриты с многочисленными синаптическими связями.  

     Активность отдельных нейронов ее тесно связана с движением глаз,  ушей, мышц лица, тела, конечностей. Не обнаружилась корреляция индивидуальной активности с общим функциональным состоянием и циклом сон -  бодрствование.

     Ретикулярная  формация первично включена в контроль специфических действий,  но, возможно, некоторые ее ядра действительно имеют  непосредственный активирующий эффект на кору мозга. Известно, что введение агониста катехоламинов - амфетамина - вызывает реакцию  активации в коре и бессонницу. Этот эффект, по-видимому, опосредован норадренергической системой голубого  пятна  (locus  coeruleus), расположенного в  дорсальной  части моста и являющегося частью ретикулярной формации.  Нейроны этого ядра  посылают  широко  ветвящиеся  аксоны в неокортекс, гиппокамп, таламус,  кору мозжечка,  мост, продолговатый мозг, что подтверждает  возможность его воздействия на многие значимые структуры мозга.

     Можно предположить, что нейроны этой структуры могут вызывать реакцию активации в коре.  

     Роль базального переднего мозга  в регуляции   состояния бодрствования

     Кроме ретикулярной формации среднего мозга связь с  регуляцией уровня бодрствования обнаружена  у  структур  базальной области переднего мозга. Анатомической их особенностью является то,  то они моносинаптически проецируются на кору мозга.

     Была продемонстрирована  значимость  этой области мозга в регуляции цикла сон - бодрствование. Стимуляция базального ядра Мейнерта, где находятся холинергические нейроны, проецирующиеся в кору больших полушарий  головного  мозга,  увеличивает кровоток в ней. 

     Участие других структур мозга в регуляции   бодрствования.

     Особое значение в настоящее время в регуляции бодрствования придается  активности  таламуса.

     Любая конкретная деятельность меняет функциональное  состояние мозга,  поэтому области мозга, включенные в специфическую деятельность, косвенно предопределяют его изменение.

     Наконец, значительную  роль  в  модуляции активного бодрствования играют структуры лимбической системы

     Таким образом, в регуляции функционального состояния мозга в той или иной степени участвуют многие структуры. Если ретикулярная формация  среднего  мозга имеет организующее значение, создавая определенную фоновую  активность,  зависящую  от внешней стимуляции,  то остальные структуры включены в модуляцию этого состояния,  мозаикой своей активности создавая конкретный уровень активации. 

      Психофизиология сна. 

     Сон - это особое состояние сознания человека,  включающее в себя  ряд стадий,  закономерно повторяющихся в течении ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга. 

                     Стадии медленного сна

     Выделение стадий медленного сна происходит в  соответствие  с  особенностями  рисунка  на  ЭЭГ.

     1 стадия. ЭЭГ человека, только что закрывшего глаза, состоит преимущественно  из  альфа-ритма  (частота колебаний 8-12 гц). По мере засыпания этот ритм постепенно сменяется  колебаниями  более низкой частоты - тета-колебаниями (3,5 - 7,5 гц). Именно поэтому эту стадию Х.  Дэвис  подразделил на две:  стадию А, в которой еще сохраняется альфа-ритм, и стадию В, начинающуюся с появлением тета-волн. Поведенчески первая стадия сопровождается появлением дремоты.

     Вторая стадия (или стадия С) характеризуется  наличием сонных веретен - ритмических колебаний с частотой 12-14 Гц. Начиная с этой стадии и на протяжении всего  сна  они возникают примерно 2-5 раз в минуту и отражают включение механизмов,  охраняющих сон и снижающих чувствительность к сенсорным воздействиям.

     Еще одной  электроэнцефалографической  особенностью  этой стадии является появление К-комплекса - внезапной острой волны высокой амплитуды. Этот комплекс присутствует на ЭЭГ только во второй стадии и обнаруживается примерно 1 раз в  минуту. Частота его появления усиливается при шуме,  что предполагает его связь с механизмами, охраняющими сон.

     3 стадия (D стадия) характеризуется появлением дельта-волн (колебаний с частотой  менее 3,5  в  секунду).  Эта стадия дифференцируется от следующей за ней четвертой (Е-стадии) тем, что дельта-волны в ней составляют менее 50% всех колебаний.

     4 стадия (Е стадия) связана с увеличением дельта-активности в картине ЭЭГ, так что эти волны составляют более 50%  всех ритмов.  Это наиболее глубокая  стадия сна, пробуждение в которой связано с дезориентацией, когда человек некоторое время с  трудом  воспринимает  окружающую  его действительность и  не  может понять,  что происходит и где он находится.