Сознание и память

В последнее  время при обсуждении нейрофизиологических основ сознания большое внимание уделяется высокочастотной биоэлектрической активности мозга (Данилова, 1998). Ведущая роль в возникновении сознания приписывается высокочастотным составляющим спектра ЭЭГ в диапазоне от 35 Гц до 120 Гц. Сознание определяют как продукт синхронизации нейронной активности в указанном частотном диапазоне. Предполагается, что когерентная электрическая активность достаточно большого числа нейронов создает необходимое и достаточное условие для явления сознания даже в отсутствии сенсорной стимуляции, как, например, во сне. 
          В этом контексте большое значение приобретает временная последовательность, объединяющая активность множества нейронов в единый пространственно-временной паттерн. Принцип "временного связывания" элементарных символов (нейронов) в более сложные структуры на основе корреляции их сигналов во времени рассматривается как основополагающий. Причем особое значение придается частоте 40 Гц, которая оптимальным образом обеспечивает синхронизацию импульсной активности нейронов, участвующих в образовании образов и поддержании сознания. 
          В заключении следует отметить, что приведенные выше представления о нейрофизиологических механизмах сознания отнюдь не исчерпывают всего многообразия в изучении этой проблемы (см. Данилова, 1998). Тем не менее они весьма иллюстративны в своем многообразии, выдвигая на первый план разные нейрофизиологические механизмы: перемещение по коре фокуса повышенной возбудимости, возврат возбуждения и синхронизацию высокочастотной активности нейронов. 

3.2. Мозговые  центры и сознание.

Клиницистами  давно замечено, что сознание сохраняется  после удаления или поражения  относительно небольшого участка коры больших полушарий, но оно неизбежно  исчезает, теряется, если в результате патологического воздействия нарушаются некоторые подкорковые структуры, в первую очередь в диэнцефальной области.

Значение глубоких структур мозга. Открытие в 50-е гг. ретикулярной формации, и в частности неспецифического таламуса, и установление их роли в активации коры больших полушарий позволило ряду исследователей отождествить сознание с активностью этих систем. Эксперименты известных нейрофизиологов У. Пенфилда, Х. Джаспера и ряда других, подтвердившие важнейшую роль подкорковых структур, и прежде всего ретикулярной формации, для проявления сознания, дали основание предположить существование гипотетической центрэнцефалической системы, отвечающей за сознание. 
          Хотя в дальнейших исследованиях идея центрэнцефалической системы была отвергнута, но значение ствола мозга и подкорки в обеспечении функций сознания не вызывает сомнения. Модулирующие системы мозга (ретикулярная формация и лимбическая система) имеют решающее значение не только для поддержания уровня бодрствования, но и для обеспечения энергетического аспекта сознания. Кроме того, по-видимому, структуры подкорки могут определять не только энергетическую, но и информационную составляющую сознания. 
          Видная роль здесь отводится такой структуре как гиппокамп. Значение гиппокампа в обеспечении содержания сознания объясняется той ролью, которую тот играет в процессах памяти . Однако, несмотря на несомненный вклад гиппокампа и лимбической системы в целом в обеспечение содержания сознания, информационный аспект сознания формируется в основном за счет деятельности коры больших полушарий.

Функции коры больших  полушарий. Для понимания роли коры в обеспечении сознания важны представления, сформулированные американским физиологом Ф. Маунткаслом (1981) об ансамблевой организации коры .

• Его концепция опирается на ряд положений:
• кора головного мозга состоит из ансамблей, образованных колонками нейронов, функция которых — получение и переработка информации, колонки различаются по источнику получаемых сигналов и по мишеням, к которым они адресуют собственные сигналы;
• однотипные по функциям ансамбли нейронов могут объединяться в более крупные единицы — модули, осуществляющие более сложную переработку информации;
• модули функционируют в составе обширных петель, по которым информация не только передается из колонок в кору, но и возвращается обратно.

Модуль фактически представляет собой морфофункциональную единицу переработки информации в коре. Модули группируются в более крупные объединения, образующие зоны коры. Описанный способ строения коры образует так называемые "распределенные" системы, которые обеспечивают условия для реализации самых сложных психических функций, в том числе и сознания. Описанные выше нейрофизиологические феномены такого типа, как повторный вход возбуждения или синхронизация электрической активности нейронов, естественным образом реализуются в распределенных системах. 
          Последние обладают также еще одной особенностью: поскольку продукция этих систем не может быть результатом деятельности только одного модуля, выпадение одного или более модулей не может пресечь ее функционирование. Благодаря этому, распределенные системы коры мозга обладают голографическим принципом функционирования. Распространение свойств голограммы на функции коры мозга означает, что информация в коре мозга распределена, и выключение какой-то части системы (в допустимых пределах) приводит к ослаблению функции, а не к ее потере (Прибрам, 1975).

Сознание и  межполушарная асимметрия. Еще в середине XIX в. выдающийся ученый Г. Фехнер рассматривал сознание как атрибут мозговых полушарий и полагал, что целостность мозга является существенным условием единства сознания. Если бы можно было разделить мозг по средней линии, рассуждал он, то это привело бы к чему-то вроде удвоения личности. Подобная операция по рассечению мозолистого тела, была проведена почти столетие спустя Р. Сперри и другими. Ее результаты указывают на отдельную специфическую локализацию в обоих полушариях разных функций мозга, связанных с сознанием . 
          Принципиальная важность положения о том, что именно мозг в целом является носителем сознания, отчетливо прослеживается в клинических исследованиях (Брагина, Доброхотова), направленных на изучение специфики нарушения сознания вследствие избирательного поражения правого или левого полушария у правшей и левшей, которые оказываются резко отличающимися. 
          У правшей при поражении правого полушария наиболее частыми оказываются нарушения сознания с явлениями утраты чувства реальности и собственной личности. Окружающий мир может потерять для них свое объективное значение. В некоторых случаях больной воспринимает только половину внешнего мира, причем расположенную справа от него, левая половина воспринимаемого мира заменяется прошлыми воспоминаниями. 
          При поражении левого полушария возникают иные состояния сознания с "провалами мыслей" или, напротив, переживанием множества мыслей, мешающих друг другу. Нередки случаи кратковременного отключения сознания или так называемые сумеречные состояния сознания, при которых больной может сохранять психомоторную активность. 
          Иную картину изменения сознания дают поражения полушарий у левшей. У них особенности нарушения сознания не так сильно зависят от стороны повреждения мозга. Преобладают галлюцинаторные феномены, причем галлюцинации неотчетливы, смазаны и полимодальны (зрительные, слуховые, осязательные и т.д.). По интенсивности переживания галлюцинации у левшей почти равны силе реальных событий, кроме того, они многократно повторяются. Иногда у этих больных наблюдаются особые экстрасенсорные способности, например: кожное зрение, восприятие того, что находится вне пределов досягаемости зрительного пространства и другие. 
          Н.Н. Брагина и Т.А. Доброхотова выдвигают гипотезу, что сознание есть свойство пространственно-временной организации головного мозга, в которой координированная деятельность полушарий достигается за счет особой временной организации их парной работы, когда правое полушарие адресуется к настоящему и прошлому опыту человека, а левое — к настоящему и будущему. Хотя эта гипотеза пока больше напоминает метафору, она интересна тем, что обращает внимание на необходимость включения фактора времени в изучение психофизиологических механизмов сознания.

3. Измененные  состояния сознания.

Исключительно важным для выявления психофизиологических закономерностей функционирования психики является изучение измененных состояний сознания. Это понятие  охватывает довольно широкий круг явлений. Изменения в состоянии сознания возникают у человека в обычных  условиях жизнедеятельности, например, при переходе от бодрствования ко сну. Изменения состояний сознания возможны в условиях усложненной  трудовой деятельности: например, в  условиях высокогорья при низком содержании кислорода в воздухе  и других тяжелых экологически неадекватных условиях. Наряду с этим существуют и искусственно вызываемые измененные состояния сознания, такие как  медитация и гипноз.

Медитация. Существуют различные виды медитации, однако психофизиологические исследования проводились лишь для некоторых из них. Одним из наиболее распространенных методов медитации является так называемая трансцендентальная медитация (ТМ). Анализ биотоков мозга перед медитацией, в состоянии ТМ и после медитации показывает, что спектр частот биопотенциалов мозга во время медитации напоминает промежуточное состояние между частотными спектрами, характерными для бодрствования и дремоты. По другим данным, во время ТМ медитации регистрируется более регулярный и высокоамплитудный альфа-ритм по сравнению с бодрствованием и дремотой, без выраженной межполушарной асимметрии. При ТМ увеличивается когерентность альфа-ритма особенно в лобных отделах, а на более поздних этапах медитации альфа ритм переходит в тета-ритм. Последнее связано с длительностью медитационной практики.

• По совокупности данных, полученных при изучении ЭЭГ активности в процессе медитации, отмечается следующая последовательность событий:
1. В начале медитации возрастает амплитуда альфа-ритма, однако на этом фоне нередко возникает депрессия альфа-ритма.
2. По мере углубления состояния возникают бета-разряды, часто перемежающиеся с альфа, особенно у индивидов с ярким медитативным опытом.
3. В глубокой медитации (самадхи) наблюдаются высокочастотные бета-разряды 20-40 Гц.
4. В конце медитации даже при открытых глазах доминирует альфа-ритм.

На основании  полиграфической регистрации физиологических  показателей ряд исследователей утверждает, что медитация характеризуется  более низким уровнем бодрствования  по сравнению с состоянием релаксации. При этом, согласно принятым в психофизиологии  представлениям, высокоамплитудный  альфа-ритм с тенденцией к урежению должен отражать состояние релаксации, пониженный уровень бдительности, однако для состояния медитации это неверно. 
          Другой распространенный вид медитации — дзен-медитация, характеризуется спокойным и пристальным сосредоточением. Объекты, на которые направлено внимание во время медитации, воспринимаются без каких-либо эмоциональных реакций или когнитивных оценок. Возможно, независимость от прошлого опыта и невозможность рассогласования между актуальным впечатлением и ожидаемым событием обуславливает отсутствие эмоциональной реакции. Рассогласования не происходит, так как отсутствует прогноз, опирающийся на прошлый опыт, и все события оказываются равно ожидаемыми или равно неожиданными. 
          Необходимо подчеркнуть, что во время дзен медитации сохраняется активный контакт с внешним миром, по крайней мере, на перцептивном уровне. Доказательством этому служит особенности изменения ЭЭГ. В обычном состоянии сознания при закрытых глазах любой неожиданный сигнал вызывает реакцию десинхронизации — блокаду альфа- ритма на несколько секунд с последующим восстановлением. Известно, что ориентировочная реакция обладает способностью угасать: при многократном повторении того же самого сигнала через равные промежутки времени реакция десинхронизации становится все более короткой и в конце концов затухает. Каждый последующий сигнал воспринимается как совершенно идентичный предыдущему. 
          В состоянии же дзен-медитации, сколь бы часто не повторялся сигнал угасания реакции, активации не наступает: блокада альфа-ритма длится каждый раз две секунды. Следовательно, сигнал каждый раз воспринимается как новый и вызывает активную ориентировочную реакцию, что свидетельствует об относительном постоянстве уровня бодрствования. 
          По некоторым предположениям, альфа-ритм, наиболее часто регистрируемый при медитации, по своему функциональному значению не аналогичен альфа-ритму спокойного бодрствования. Данный ритм, как считает В.С. Ротенберг, отражает высокую вариативность и неупорядоченность образного мышления, доминирующего во время медитации. Благодаря этому, после сеанса медитации отмечается чувство отдыха, уменьшение физического и психического напряжения и утомления, повышается психическая активность и общий жизненный тонус.