Вступ

Встановлення наукового факту про роль головного мозку як органу психічної діяльності можна без сумніву вважати найважливішим науковим відкриттям людства. Докази того, що психічна діяльність є проявом функціональної активності мозку і, особливо, кори великих півкуль, базуються на різних анатомічних знаннях, даних ембріології, фізіології, патологічної анатомії та гістології, а також багаторічних клінічних спостереженнях.

Мозок як орган психічної діяльності в даний час став зосередженням наукових інтересів ряду дисциплін. Якщо раніше теорії функціонування нервової системи грунтувалися на чисто механістичних уявленнях, то в даний час головний мозок розглядається як складне пристрій інтегрального типу, що забезпечує взаємодію різних структур нервової системи для забезпечення максимальної адаптації людини як єдиного цілого до мінливих умов зовнішнього і внутрішнього середовища.

Проблема вивчення матеріального субстрату психічної діяльності, протягом тривалого часу перебувала на вістрі багатьох наукових і загальнофілософських течій, досі продовжує викликати величезний теоретичний і практичний інтерес. Поява нових високоінформативних методів вивчення структури і функції нервової системи, включаючи молекулярний рівень дослідження, а також розвиток психологічних уявлень про системну організації психічної діяльності людини стратегічно визначили прогрес цього напрямку.

Використання нових методик вивчення функціонального призначення різних нервових структур для максимально точної топічної діагностики їх поразок стало потужним імпульсом до перегляду основних уявлень про морфологічні субстратах психологічних процесів і пояснення особливостей психічної діяльності людини.

Сучасні методи вивчення структурно-функціональної організації нервової системи можна розділити па морфологічні, клінічні та експериментальні, хоча дана класифікація є досить умовною.

I. Морфологічні методи вивчення нервової системи включають наступні.

  • 1. нейрогистологічних методи. За допомогою спеціальних технологій виготовляють зрізи тканин і виробляють їх забарвлення різними барвниками. Для вивчення нервових структур використовують мікроскопічну світлову та люмінесцентну техніку.
  • 2. Електронна мікроскопія. Для цього виготовляють ультратонкі зрізи, забарвлюють за спеціальними методиками і розглядають складові частини нервових клітин і внутрішньоклітинних структур при великих збільшеннях.
  • 3. Конфокальна лазерна скануюча мікроскопія. Цей метод заснований на реєстрації флуоресценції у фокусі лазерного променя, що дозволяє створити тривимірну реконструкцію деяких структур, у тому числі окремих нейронів.
  • 4. Дослідження культури клітин. У штучних середовищах культивують одну або декілька популяцій нервових клітин. Переживають тканини і клітинні культури мозку вирощують на спеціальних середовищах, змінюючи співвідношення тих чи інших речовин, використовуючи різноманітні тканинні гормони. Це дослідження дозволяє вивчити будову і механізми активності окремих нервових клітин та їх відростків, значення їх глиального та судинного оточення і т.д.
  • 5. Нейрогістохіміческіе методи. Вони засновані на використанні спеціальних маркерів, таких як пероксидаза хрону, Люциферова жовтий та ін. Наприклад, пероксидаза хрону після штучного введення активно поглинається відростками нейрона і транспортується в тіло клітини. Це дозволяє встановити міжнейронні зв'язки досліджуваних структур.
  • 6. Радіоавтографія. Використовуючи радіоактивну мітку, прижиттєво спостерігають її переміщення в структурі нейрона. Мітка може бути пов'язана з різноманітними речовинами (глюкоза, амінокислоти, нуклеотиди, олігопептиди і т.д.). Тіла нейронів поглинають радіоактивна речовина і транспортують його по своїх аксонам. Цим методом визначають не тільки локалізацію нервових структур, але і їх активність.
  • 7. Використання моноклональних антитіл. Даний метод дозволяє виявляти строго певні групи нейронів по образуемому ними медиатору. В результаті розвитку реакції антиген - антитіло виникає можливість зафіксувати стан нервової тканини в момент загибелі клітини і тим самим скласти уявлення про прижиттєвої організації мозку.

II. Клінічні методи вивчення нервової системи включають наступні.

  • 1. Комп'ютерна та магнітно-резонансна томографія мозку. Дані методи дозволяють з'ясувати особливості анатомічної організації спинного і головного мозку, оцінити локальні ділянки їх пошкодження.
  • 2. Позитронно-емісійна томографія. Метод заснований на введенні в мозковий кровотік позітронізлучающего короткоживучого ізотопу. Дані про розподіл радіоактивності у мозку обробляються у вигляді тривимірної реконструкції мозку і залежно від розподілу кровотоку дозволяють судити про інтенсивність обміну речовин і функціональної активності областей мозку, а також дають можливість прижиттєвого картування активних структур мозку.
  • 3. Електроенцефалографія (ЕЕГ). Метод заснований на записи сумарної активності клітин кори головного мозку, яка здійснюється за допомогою електродів, розміщених на поверхні шкіри голови.
  • 4. Електрокортікографія і електросубкортікографія. За допомогою даних методів реєструють електричні явища підкіркових і коркових структур - мікроелектроди вводять в певні зони кори півкуль великого мозку і в підкіркові ядра. Ці методи, на відміну від ЕЕГ, дозволяють оцінити функціональний стан окремих клітин, а не ступінь активності цілої групи нейронів, уточнити локалізацію і спеціалізацію тієї чи іншої нервової клітини. Вони можуть використовуватися під час проведення оперативних втручань на головному мозку.
  • 5. Реоенцефалографія (РЕГ). Це метод дослідження ступеня кровонаповнення судин головного мозку, що дозволяє побічно судити про функціональну активність його різних відділів.

III. Експериментальні методи вивчення нервової системи включають наступні.

  • 1. Метод руйнування нервової тканини. Даний метод використовується для встановлення функцій досліджуваних структур. Він здійснюється за допомогою нейрохірургічних пересічний нервових структур на належному рівні або руйнування необхідних структур за допомогою електродів і мікроелектродів при пропущенні через них електричного струму.
  • 2. Метод екстирпації. У тварини хірургічним шляхом видаляють певні ділянки нервової тканини, відзначаючи відбуваються перетворення після їх видалення скальпелем або хімічного впливу речовинами, здатними викликати виборчу загибель нервових клітин. До цієї ж групи методів можна віднести клінічні спостереження при різних пошкодженнях нервових структур в результаті травм (військових і побутових).
  • 3. Метод нейронної активності. Він заснований на записи за допомогою внутрішньоклітинного електрода електричної активності досліджуваної нервової клітини.
  • 4. Метод роздратування. Він заснований на роздратуванні електричним струмом або хімічними речовинами різних структур нервової системи, у зв'язку з чим розрізняють:
    • а) подразнення рецепторів і визначення структур центральної нервової системи, в яких виникає збудження;
    • б) роздратування зон центральної нервової системи і спостереження за відповідною реакцією (досвід Сеченова).
    • в) стереотаксичну електростимуляцію - роздратування певних ядер центральної нервової системи з використанням мікроелектродів і реєстрацією змін, що відбуваються. Цим методом була виявлена соматотонія кори і складена карта рухової зони кори великих півкуль.

Необхідно розуміти, що жоден із зазначених методів не може повною мірою пояснити всіх особливостей будови і функціонування різних структур нервової системи. Тільки інтеграція результатів найрізноманітніших досліджень, яка розглядає нервові структури від рівня цілісної системи до даних молекулярно-біохімічних і біофізичних досліджень, здатна вирішити постають перед дослідником питання.

Застосування спеціальних форм аналізу психічних процесів при порушеннях різних структур мозку дозволило впритул підійти до розуміння внутрішньої психофізіологічної сутності сприйняття, емоцій, мислення, пам'яті, мови і т.д.

Тісний зв'язок функціональної анатомії з такими областями медичних і психологічних знань, як неврологія, логопедія, спеціальна психологія та ін., Дозволяє вирішувати нагальні проблеми теоретичної, клінічної медицини та психології.

Короткий історичний екскурс. Перші спроби вирішення питань співвідношення між структурною організацією людського організму і розумінням особливостей протікання психічних процесів проводилися в рамках існуючих філософських і релігійних поглядів і зводилися до пошуку органу, якому можна було б приписати роль "вмістища" психіки. Численні помилкові гіпотези локалізації психічних функцій висувалися вченими Стародавньої Греції. Найбільш ранні уявлення зводилися до того, що відповідальним за реалізацію психічних функцій є все тіло. Пізніше стали вважати, що головним чинником тілесної і психічної життя служить система кровообігу. У давньогрецькому вченні особливе значення відводилося "пневме" як особливому найтоншому речовині, циркулюючому по кровоносних судинах і виконує функцію основного субстрату психіки.

Слід зазначити, що поряд з гуморальної гіпотезою психічних функцій (від грец. Humor - рідина) існували й інші. Так, вказівки на те, що мозок є орган відчуття і думки, належать давньогрецького лікаря Алкмеон Кротонський (VI ст. До н.е.), який прийшов до подібного висновку в результаті хірургічних операцій і спостережень за поведінкою хворих. Зокрема, він стверджував, що відчуття виникає завдяки особливій будові периферичних відчувають апаратів, які мають прямий зв'язок з мозком.

Слід назвати основних вчених, які намагалися зрозуміти таємниці психічної діяльності людини.

Піфагор (570-490 рр. До н.е.) - філософ і засновник вчення про безсмертя душі і її переселення з тіла в тіло в кінці фізичного життя. Він співвідносив функцію розуму з мозком, а вмістилищем душі вважав серце.

Гіппократ (близько 460 року до н.е. - близько 370 р до н.е.) вважав, що мозок є великою губчастої залозою і органом, які беруть участь у забезпеченні психічних функцій. Пізніше він створив вчення про чотирьох рідинах (крові, слизу, чорної і жовтої жовчі), поєднання яких визначає здоров'я і психічні особливості людини. Почуття і пристрасті він пов'язував з серцем.

Аристотель (384-322 рр. До н.е.) сформулював вчення про "загальне чувствилища". Його суть полягала в тому, що для сприйняття образів існують органи чуття і центральний орган - мозок, який одночасно виконує і роль органу дотику. Органом душі у Арістотеля було серце, а мозок розглядався як залоза, що виділяє слиз для охолодження "теплоти серця" і крові.

Герофіл (335-280 рр. До н.е.) і Еразістрат (304-250 рр. До н.е.) на підставі розтинів стали диференціювати нерви, раніше не відрізнялися від зв'язок і сухожиль, а також виявили відмінності між чутливими і руховими нервами. Крім того, вони звернули увагу на відмінності рельєфу кори головного мозку і помилково вважали, що за кількістю звивин люди відрізняються за розумовими здібностями.

Клавдій Гален (129-210 рр. Н.е.) вважав, що розумові процеси пов'язані з рідиною шлуночків мозку, а також з серцем і печінкою. Він представляв нервову систему у вигляді гіллястого стовбура, кожна з гілок якого живе самостійним життям.

Андреас Везалій (1514-1564) - реформатор анатомії, досить докладно вивчив будову головного мозку і прийшов до висновку, що матеріальним субстратом психічних процесів є речовина мозку, а не шлуночкова система.

Р. Декарт (1596-1650), що займався математичними і фізіологічними дослідженнями, розробив поняття про рефлекс. За його уявленнями, взаємодія організму з навколишнім світом опосередковується нервовою системою, що складається з мозку (як центру) і "нервових трубок", що розходяться від нього. За його уявленнями душа локалізувалася в шишкоподібної залозі, яка вловлює найменші рухи живих духів і під впливом вражень направляла їх до м'язів. Отже, дії зовнішніх стимулів визнавалися пріоритетними в якості причини рухових актів.

У XVII-XVTTI вв. стали широко практикуватися експериментальні методи дослідження функціонального призначення структур мозку, засновані на видаленні окремих його ділянок. Вони значно просунули уявлення про зв'язок психічних процесів з їх можливим матеріальним носієм. Так, англійський анатом Т. Вілліс (1621-1675) першим вказав на роль "сірої матерії" (кори головного мозку) як носія тваринного "духу". "Біла матерія" мозку (біла речовина), на його думку, забезпечує доставку "духу" до інших частин тіла, забезпечуючи їх відчуттями і рухом. Йому належить одне з перших думок щодо об'єднавчої ролі мозолистого тіла в роботі двох півкуль.

До числа найбільш відомих відносяться дослідження найбільшого анатома початку XIX ст. Ф. Галля (1758-1828). Він вперше описав відмінності між сірим і білою речовиною, висловив припущення, що розумові і психічні здібності людини пов'язані з окремими, обмеженими ділянками мозку, які, розростаючись, утворюють зовнішній рельєф черепа, що дозволяє визначати індивідуальні відмінності здібностей особистості. Помилкові френологіческіе карти Ф. Галля, що представляють собою необгрунтовану спробу проекції на череп різних функціональних зон кори великого мозку, скоро були віддані забуттю, але вони послужили поштовхом для продовження робіт з вивчення ролі окремих звивин.

Праці М. Дакса (1771-1837) і Ж. Б. Буйо (1796-1881), виконані на підставі медичних спостережень, були присвячені припущеннями про втрату мови в результаті локальних уражень мозку. Однак тільки в 1861 р французький анатом і хірург П. Брока (1824-1880) виступив з цього питання на засіданні Паризького антропологічного суспільства. Він представив матеріали вивчення двох хворих з втратою мови, звернувши увагу на те, що це пов'язано з ураженням нижньої лобової звивини лівої півкулі. Тим самим П. Брока заклав основи вчення про динамічної локалізації функцій в корі великих півкуль головного мозку.

Спостереження П. Брока стимулювали цілу серію досліджень, пов'язаних з роздратуванням окремих ділянок мозку електричним струмом. У 1874 р німецький вчений К. Верніке (1848-1905) описав клінічні випадки у хворих з порушеннями розуміння зверненої мови, у яких виявлявся вогнище ураження в задніх відділах верхньої скроневої звивини.

Е. Гитциг (1807-1875), подразнюючи мозок пацієнтів з пораненнями черепа слабким електричним струмом, встановив, що ці дії на область задній частині мозку змушували рухатися очі. Він відкрив зорові зони кори півкуль великого мозку.

Кінець XIX в. ознаменувався найбільшими успіхами вчених-локалізаціоністів, які вважали, що обмежену ділянку мозку може бути "мозковим центром" якої-небудь психічної функції. Було встановлено, що ураження потиличних часток мозку викликають порушення зорового сприйняття, а поразки тім'яної області - втрату здатності правильно виконувати цілеспрямована дія. Пізніше в корі головного мозку були виділені "центр листи", "центр рахунки" та ін. Одночасно як контраргумент з'являються дослідження, які вказують на неповноту випадання тих чи інших функцій при локальних ураженнях мозку, на їх зв'язок зі ступенем загальної втрати речовини мозку.

Так, англійський невролог Д. X. Джексон (1835-1911) на основі динамічного підходу обґрунтував теорію трирівневої організації діяльності центральної нервової системи. За його уявленнями, функція є результатом діяльності складною "вертикальної" організації: нижчий рівень представлений стовбуровими відділами мозку, середній рівень - чутливими і руховими ділянками кори, а вищий - його лобовими відділами. Він також висловив припущення, що патологічні процеси в мозку проявляються не тільки випаданням якихось функцій, але і компенсаторної активацією інших функцій. Таким чином, оцінювати розлад слід було нс тільки за симптомами випадання функцій, але і за симптомами вивільнення і реципрокной (антагоністичної) активації.

Відомий патолог XIX ст. Р. Вірхов (1821 - 1902) обгрунтував целлюлярного теорію патології, яка послужила стимулом для вивчення ролі окремих нервових клітин. У світлі целлюлярной теорії австрійський учений Т. Мейнерт (1833-1892) справив опис окремих клітин кори головного мозку, приписуючи їм функцію носія психічних процесів. Київський анатом В. А. Бец (1834- 1894) в корі передньої центральної звивини виявив гігантські пірамідні клітини і зв'язав їх з виконанням рухових функцій. Іспанська гістолог і нейроанатом С. Рамон-і-Кахаль (1852-1934) обгрунтував нейронну теорію будови нервової системи і показав високий ступінь її складності і впорядкованості.

Оцінка локалізації психічних функцій в обмежених ділянках мозку супроводжувалася отриманням великого матеріалу, на підставі якого в 1934 р німецький психіатр К. Клейст (1879-1960), який вивчав порушення вищих психічних функцій внаслідок воєнних травм головного мозку, склав локалізаціонному карту мозку. У ній він соотнес окремі, в тому числі і соціально обумовлені, функції з діяльністю певних ділянок кори.

Велику популярність здобули наукові праці К. Бродмана (1868-1918) про цітоархітектоніческі мапі кори головного мозку, засновані на гістологічних дослідженнях. Він виділив понад 50 ділянок головного мозку, що мають різне клітинну будову. Таким чином, в кінці XIX ст. система наукових поглядів на роботу мозку зводилася до уявленню про нього як про колекцію "центрів", в яких локалізуються різні здібності, мають самостійний характер.

Фізіологічний напрямок у вивченні локалізації вищих психічних функцій почало зароджуватися з середини XIX ст. і найбільший розвиток отримало в Росії. Першим критиком теорії строгого анатомічного локалізаціонізму виступив І. М. Сєченов (1829-1905). Свої погляди він виклав у книзі "Рефлекси головного мозку".

П. Ф. Лесгафт (1837-1909) вперше обгрунтував можливість спрямованого впливу фізичного виховання па організм людини для зміни певних характеристик в сто будові. Завдяки працям Π. Ф. Лесгафта, заснованим на ідеї єдності організму і середовища, форми і функції, закладений фундамент функціонального напряму в анатомії. Π. Ф. Лесгафт був не тільки видатним лікарем і анатомом, а й педагогом і психологом. У 1884 р вийшло перше видання його книги "Шкільні типи", яке було підсумком 20-річного вивчення особистості дітей та підлітків. Їм були виділені шість основних типів школярів і описані їх характерні ознаки. У запропонованих "шкільних типах" Π. Ф. Лесгафт розглядав особистісні характерологічні особливості як продукт сукупності зовнішніх соціально-психологічних факторів середовища та індивідуальної схильності. У ряді робіт автором були зроблені спроби прогнозування поведінки дітей в різні вікові періоди. З цієї книги в Росії почалося розвиток такого напрямку в психології, як педагогічна психологія.

В. М. Бехтерєв (1857-1927) - видатний вітчизняний невропатолог і психіатр, що вніс значний внесок у вивчення функціональної анатомії головного і спинного мозку. Він істотно розширив вчення про локалізацію функцій в корі мозку, поглибив рефлекторну теорію. У ході підготовки наукової праці "Провідні шляхи головного та спинного мозку" (1894) їм було відкрито ряд центрів головного мозку, надалі отримали його ім'я.

Істотний внесок у вивчення питань нервової діяльності був внесений І. П. Павловим (1849-1936). Він розробив вчення про динамічної локалізації функцій, про мозковий мінливості в просторової орієнтації збуджувальних і гальмівних процесів. У його роботах були сформульовані і обгрунтовані уявлення про першої та другої сигнальних системах, розроблено поняття про трирівневу організації аналізаторів.

У першій половині XX ст. англійський фізіолог Ч. Шеррингтон (1857-1952) обгрунтував вчення про нейронних контактах - синапсах. Їм були проведені досліди по встановленню зв'язків між дратує слабким електрострумом зонами моторної кори і реакціями суворо визначених м'язів протилежної сторони тіла. Пізніше розвиток подібних методичних принципів було використано канадським нейрохірургом В. Пенфілдом (1891-1976), обосновавшим теорію локалізації (проекції) на сенсорні і моторні ділянки кори півкуль різних ділянок тіла людини.

Перші нейропсихологічні дослідження в нашій країні почали проводитися Л. С. Виготським (1896-1934). Він проаналізував зміни, що виникають у вищих психічних функціях при локальних ураженнях мозку, описав принципи динамічної локалізації функцій, які відрізняють роботу мозку людини від роботи мозку тварин.

У струнку систему теоретичних поглядів цей розділ нейроморфологии та фізіології перетворили А. Р. Лурія (1902-1977) і його учні. Ними накопичений і систематизований величезний фактичний матеріал про роль лобових часток та інших мозкових структур в організації психічних процесів, узагальнені численні попередні дослідження і продовжено вивчення порушень окремих психічних функцій - пам'яті, мови, інтелектуальних процесів, довільних рухів і дій при локальних ураженнях мозку, проаналізовано особливості їх відновлення.

Істотний вплив на розуміння відносин між психічними функціями і мозком надали роботи Н. А. Бернштейна (1896-1966) і П. К. Анохіна (1898- 1974), обосновавших теорію функціональних систем.

Б. Г. Ананьєва (1907-1972) і його учнями був виконаний цикл робіт, присвячених вивченню ролі білатерального мозкового регулювання психічної діяльності. Ці роботи привели до формулювання ряду важливих положень про роль поєднаної роботи великих півкуль головного мозку в просторової орієнтації, а потім і в загальних процесах управління життєдіяльністю і поведінкою живого організму. Їм також створено концепцію теорії відчуттів і генезу функціональної структури анализаторной системи людини.

Академіком Η. П. Бехтерева (1924-2008) протягом багатьох років проводилися роботи з вивчення ролі підкіркових утворень у реалізації різних психічних процесів.

Видатні ленінградські вчені Η. Н. Трауготт, Л. І. Вассерман і Я. А. Меерсон в середині XX ст. обгрунтували теорію про мозок як системі, що сприймає, що зберігає та переробної інформацію. Ними були введені нові, що згодом стали класичними, поняття "оперативна пам'ять", "фільтрація повідомлень", "завадостійкість", "статистичне кодування інформації", "прийняття рішень" і т.д.

Наприкінці XX - початку XXI ст. були продовжені дослідження про співвідношення різних структур головного мозку і виконуваних ними функцій. Завдяки цьому були переглянуті класичні уявлення про локалізацію психічних функцій в корі головного мозку.

Багатоплановими дослідженнями було доведено, що на відміну від елементарних функціональних процесів, обумовлених соматичними чи вегетативними рефлексами і чітко контролюються певною групою нервових клітин, вищі психічні функції не можуть перебувати в суворо визначених зонах кори. Вони утворюють складні системи спільно працюючих зон, кожна з яких вносить свій внесок у здійснення складних психічних процесів. При цьому вони можуть розташовуватися в різних ділянках головного мозку, забезпечуючи певну ієрархічну систему. Такий підхід змінює і практичну роботу психолога.

Розуміння того, що психічна діяльність являє собою складну функціональну систему, основу якої становить особливий зв'язок між нервовими структурами, дозволяє підійти по-новому до вирішення питань про локалізацію порушень психічних функцій у різних структурах нервової системи, зокрема головного мозку. Це відкриває широкі горизонти для розуміння поліморфної локалізації порушень та їх відповідної корекції.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >