Тайна приоткрывается

Биоэлектрические потенциалы мозга человека, или электроэнцефалограмму (ЭЭГ), можно регистрировать на специальном приборе — энцефалографе — совершенно безболезненно. На поверхность головы накладываются и удерживаются резиновым шлемом серебряные пластинки диаметром около 1 см. Они подключаются через специальные усилители к регистрирующему прибору, у которого может быть несколько каналов записи, наиболее часто — от 8 до 16, поэтому ученый может одновременно наблюдать за работой 4—8 областей коры в обоих полушариях.

Во время записи ЭЭГ исследуемый спокойно сидит или полулежит в удобном кресле в затемненной и звукозаглушающей камере. Экспериментатор включает различные сигналы, прибор регистрирует биотоки.

Каждый раз при появлении сигнала в соответствующей области йоры больших полушарий исследуемого возникает короткая серия колебаний определенной формы и величины. Биоэлектрическая реакция, возникающая в коре больших полушарий в ответ на предъявление сигнала, получила название вызванного потенциала или вызванного ответа.

Изменение свойств раздражителя мгновенно отражается на характере вызванных потенциалов. Тренированный глаз исследователя может, например, угадать по форме вызванного ответа, какую фигуру — треугольник или квадрат — показывали наблюдателю. Очевидно, физические свойства раздражителя и характеристики вызванных ответов как-то связаны между собой.

Однако появления вызванного ответа в одной области коры, например в зрительной, недостаточно для полного представления о предмете. Зрительный образ обрастает другими ощущениями — обонятельными, вкусовыми, осязательными, поэтому при создании целостного образа необходимо участие многих областей коры головного мозга.

Так и происходит в действительности. Например, при опознавании изображений вызванные потенциалы на зрительные сигналы начинают регистрироваться и в других областях коры — теменной, лобной и двигательной. Способность к такой объединенной деятельности разных участков коры возникает не сразу. У новорожденного ребенка различные корковые отделы, реагируя на приходящие к ним раздражения, не принимают решений сообща. Чем старше становится ребенок, тем больше они общаются между собой. Теперь отдельные области коры могут воспринимать информацию, адресованную не только им, но и соседу, и это проявляется в возникновении вызванных ответов широко по коре.

Основные ритмы головного мозга человека: а — дельта-ритм (1—3 кол/с); б — тета-ритм (4—7 кол/с); в — альфа-ритм (9— 13 кол/с); г — бета-ритм (14—30 кол/с).

Ученые пытаются изучить механизмы возникновения субъективных ощущений, уловив их внешнее выражение в виде биоэлектрических процессов. Оказалось, что не только показ геометрических фигур — специфически зрительных раздражителей — приводит к появлению вызванного потенциала в затылочной области коры, но и произнесение экспериментатором названий этих фигур. Действительно, образ предмета, возникающий у человека на словесный сигнал, и вызванный потенциал тесно связаны. Роль субъективного момента проявляется в том, что вызванный ответ на один и тот же сигнал сильно зависит от состояния исследуемого — ждет он появления раздражителя, внимательно следя за экраном, или застигнут врасплох, безразличны для наблюдателя сигналы или нужно их сравнивать, считать, оценивать.

Возник вопрос: что больше отражается в вызванном потенциале — объективные свойства раздражителя или субъективное представление о нем? Показывали разные предметы, а потом спрашивали у наблюдателя, что он видел. Если он ошибался, то вызванные ответы соответствовали его ошибочному представлению!

Мгновенное объединение корковых областей, возникающее в ответ на сигнал в виде вызванных потенциалов, — это только малая часть той работы, которая осуществляется в коре больших полушарий и предшествует принятию решения. Даже при отсутствии специальных заданий человеческий мозг не находится в бездеятельном состоянии. Помещенный в специальную камеру, исследуемый, сидя с закрытыми глазами, что-то вспоминает, сопоставляет, о чем-то думает, к чему-то мысленно готовится. Опыт может длиться час, больше часа, и на бумажной ленте прибора пишется замысловатый узор биоэлектрических колебаний — ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования, как называют ее физиологи. Она похожа на многоголосый хор, из которого с помощью специальных приборов можно выделить отдельные голоса — ритмы разной частоты.

Обычно ученые имеют дело с четырьмя группами ритмов: альфа-ритмом (9—13 кол/с), наиболее выраженным и наиболее значимым в ЭЭГ взрослого; тета- (4—7 кол/с) и дельта-ритмами (1—3 кол/с), больше свойственными детскому возрасту, и быстрыми бета-ритмами (14—30 кол/с). Таким образом, оказывается, что работа корковых областей происходит ритмично, на определенных частотах и строго упорядочение. При наличии такого порядка и организованности, очевидно, легко осуществлять и совместную деятельность.

Процесс принятия решения, каждый знает это по собственному опыту, бывает чрезвычайно сложным. Нужно совершить экскурсию в кладовые памяти и получить там необходимые сведения — имел ли дело организм раньше с тем или иным событием? Нужно запросить системы, анализирующие ситуацию, в которой разыгрывается данное событие, и системы, которые располагают сведениями о внутреннем состоянии организма, о его нуждах в настоящий момент. Необходимо связать эти сведения воедино, результатом чего будет ответное действие, поступок или запоминание, не имеющее внешнего выражения, но могущее сыграть роль в будущем.

Запросить, связать, т. е. отдельные сведения объединить в единое целое. Какой механизм в центральной нервной системе способен это сделать? На этот счет существует интересная гипотеза.

Наблюдение первое: если подавать на сетчатку глаза поочередно два световых пятна и гасить первое перед зажиганием второго, то у наблюдателя возникает иллюзия движения. Прерывистое породило непрерывное ощущение.

Наблюдение второе, пришедшее совсем из другой области — из области техники: для того чтобы передать изображение на экраны телевизоров, используют определенное устройство, которое переводит отдельные точки изображения во временную последовательность сигналов. Это устройство как бы считывает — сканирует изображение, которое потом на экране воссоздается в целостном виде.

Наблюдение третье. Вопрос первый: сколько слов можно прочесть за 10 с? Ответ: около 100 (приблизительно 10 слов в 1 с). Вопрос второй: какова частота альфа-ритма? Ответ: в среднем 10 в 1 с. В результате всех этих наблюдений появилась гипотеза: «Альфа-ритм человека представляет собой аналог сканирующего устройства и служит для формирования целостных образов».

Эта гипотеза пока не доказана, но она находится в арсенале науки как стимул к дальнейшим поискам. Исследования ЭЭГ позволили выявить по косвенным показателям отголоски и некоторых других операций, которые осуществляются в коре больших полушарий в ходе принятия решения. В этих исследованиях активную роль играл экспериментатор, который предлагал исследуемому свою программу воздействий для выяснения интересующего его вопроса. Вот как разыгрывались события. Человек в камере сидит, закрыв глаза, в удобном кресле и отдается ходу своих мыслей; запись отражает упорядоченную ритмическую активность. Вдруг — неожиданный раздражитель. Строй мыслей нарушается, ритмы рассыпаются, в ЭЭГ возникает реакция на новизну ситуации. Экспериментатор повторяет раздражитель несколько раз. Наблюдатель постепенно присматривается к нему, привыкает и, наконец, считает знакомым. Параллельно с этим уменьшается и исчезает реакция на новизну, сменяясь вновь упорядоченной ритмической активностью. А экспериментатор тем временем внес изменения в характеристики сигнала, например усилил звук или сделал его более высоким. Это изменение мгновенно улавливается. В ответ на предъявление измененного раздражителя в ЭЭГ снова регистрируется реакция, свидетельствующая о том, что перед наблюдателем появилось нечто новое, что необходимо опознать, расклассифицировать.

Такую запись получает экспериментатор, а дальше начинается аналитическая работа его собственного мозга. Он предполагает: если изменение стимула (сигнала) улавливается и отражается в ЭЭГ, значит, где-то существует образ, след предшествующего раздражителя — это вывод первый. И значит, осуществляется сравнение нового стимула со старым — это вывод второй. Несовпадение стимула и следа вызывает реакцию в коре больших полушарий.

Специальные многочисленные исследования вновь и вновь подтверждали гипотезу, что образование следов от раздражителей и операция сравнения стимулов друг с другом и с прошлым опытом являются важнейшими механизмами работы коры больших полушарий в процессе анализа ситуации и принятия решения.

В ходе исследований возникло много интереснейших вопросов, много догадок, предположений о связи ЭЭГ со свойствами личности. Разработка некоторых из этих вопросов уже ведется, но разрешение их — дело будущего.

перейти к началу страницы