Каталог :: Биология

Методические указания: Бодрствование

                             Тема №10.                             
                 Бодрствование. Уровни активности.                 
     Содержание.
1.                 Введение. Сознание человека.
2.                 Понятие бодрствования.
3.                 Состояние спокойного бодрствования
4.                 Состояние активного бодрствования
5.                 Центры бодрствования.
6.                 Связь состояний «сон-бодрсвование».
7.                 Литература
     1.                 Введение. Сознание человека.
Сознание - это состояние (механизм), при котором человек отдает себе отчет в
том, что происходит с ним самим и в окружающем его мире. Сознание как
механизм можно оценить лишь через психическое отражение, с помощью которого
проявляется личность.
Все познается в сравнении. Каждый из нас видел и воду, и пар, и лед. Однако
механизм перехода воды в пар или в лед нельзя увидеть, потрогать, его можно
оценить, лишь зная механизмы парообразования и кристаллизации. Человек не
видит механизм, он видит только состояние.
Используя термин "отношение" можно дать ряд определений, связующие основные
психологические понятия. Так, например, личность можно определить как
свойство человека, выражающееся в отношении к чему- или кому-либо. А сознание
- механизм (состояние), с помощью которого проявляется личность. Также по
аналогии с животными, у которых имеются способность (свойства) дышать,
смотреть, бегать и т.п.; личность можно рассматривать как свойство
биологического объекта (вида Homo sapiens).
Сознание является особой формой психической жизни человека, субъективным
переживанием объективной реальности. Наличием сознания мы коренным образом
отличаемся от остального мира живой материи, от всех животных, в том числе и
от человекообразных обезьян. Развитие человеческого сознания связано с
общественной деятельностью и историческим развитием общества, причем речь
явилась стимулом дальнейшего развития. Таким образом, сознание - это высший
уровень психического отражения действительности, присущий только человеку как
общественно-историческому лицу.
Этот механизм психического отражения у человека, в отличие от животных,
сформировался на основе большей пластичности нервной системы (С.А. Саркисов,
1964); ее структурно-функциональной организации (О.С. Андрианов, 1979; В.М.
Смирнов, 1989).
Общеизвестно, что основой материалистического понимания сознания является
представление об определенном взаимодействии между явлениями сознания и
окружающим миром, то есть о связи сознания с функцией мозга и его
способностью отражать действительность.
     2. Понятие бодрствования.
     Бодрствование – состояние психики, характеризующееся достаточно 
высоким уровнем электрической активности мозга, свойственным активному
взаимодействию индивида с внешним миром. В поддержании состояния
бодрствования важнейшую роль играет ретикулярная формация среднего мозга
, от нейронов которой восходящие влияния идут к неспецифическим ядрам 
таламуса, а от них ко всем зонам коры больших полушарий.
Бодрствование (обычное состояние не спящего человека) образует поле
всевозможных сочетаний функций сознания – от состояния спокойного
бодрствования через активное, напряженное бодрствование до выраженных аффектов.
В общих чертах схема нашей психики в бодрственном состоянии на основании
данных объективной психологии выглядит следующим образом.
Природа раздражений, достигающих мозга, и вместе с тем восприятия имеют
двойственный характер. Одни раздражения приходят к мозгу от внутренних
областей тела и обусловлены разнообразными органическими процессами. Они
возбуждают в мозгу различного рода органические впечатления, оставляющие в
мозгу известные следы (note: энграммы), способные к оживлению.
Совокупность же этих следов образует органическую основу личной сферы,
или — в субъективном восприятии — основу “я” (note: эго).
Другой порядок раздражений притекает в мозг от воздействий, идущих извне
организма и влияющих на мозг при посредстве так называемых внешних
воспринимающих органов (note: анализаторов). Они являются материальной основой
внешних впечатлений, субъективным показателем которых служат ощущения. 
Часть внешних впечатлений и образуемых ими следов вступают в соотношение со
сферой личности и становятся ее достоянием.
Другие же внешние впечатления и их следы до поры до времени оставаясь вне
сферы личности (note: т. е. в бессознательном), тем не менее возбуждают 
те или другие внешние двигательные или иные реакции, которые в большинстве
случаев не вступают в соотношение с личностью, — иначе говоря, остаются
незамеченными нами. Сюда относится целый ряд психорефлекторных двигательных
реакций, как наша ходьба, мимические движения и множество других движений,
которые принято называть автоматическими.
Надо, впрочем, иметь в виду, что с момента, когда эти движения возбуждают
реакцию сосредоточения, они вступают уже в соотношение со сферой личности
(note: т.е. осознаются) и становятся в прямую от нее зависимость. Равным
образом и бессознательная ассоциативная деятельность, вступая путем
внутреннего сосредоточения в соотношение со сферой личности, становится как
бы ее достоянием и становится от нее зависимой в том смысле, что может быть
оживляема под влиянием личных потребностей.” (В. Бехтерев)
Бодрствование является тем фун­кциональным состоянием, на фоне которого
разворачивается любая психическая деятельность. Значи­мость этого состояния
для обеспече­ния эффективности деятельности при ее оптимальной
физиологичес­кой стоимости чрезвычайно велика. Состояние бодрствования не
являет­ся однородным. В нем выделяются активное бодрствование и спокойное
бодрствование.
     

3. Состояние спокойного бодрствования

В состоянии спокойного бодрство­вания у взрослого человека регист­рируется синхронизированный ритм с частотой 8-13 Гц (среднее значение 10 Гц). Он максимально выражен в покое с закрытыми глазами и блоки­руется при открывании глаз (рис. 2). Степень выраженности альфа-ритма различается у разных людей. В нор­ме по выраженности альфа-ритма выделяют несколько типов ЭЭГ, от­ражающих индивидуальную органи­зацию нервных процессов, большую или меньшую активированность ко­ры больших полушарий и особеннос­ти ее взаимодействия с подкорковыми структурами. Строгая ритмичность, стабиль­ность доминирующей частоты в состо­янии относительного покоя создают оптимальный фон для сканирования информации и ее квантования. Функциональная роль альфа-рит­ма обеспечивается не только четкой ритмичностью, но и его пространст­венно-временной организацией в ко­ре больших полушарий. Одним из показателей такой организации яв­ляется наличие устойчивых фазовых сдвигов, наиболее значительных для удаленных отделов коры, например, так называемый лобно-затылочный градиент. Фазовый сдвиг создает ус­ловия оптимальной и дискретной обработки информации в пределах каждого альфа-цикла, осуществляе­мой в разных областях коры боль­ших полушарий. В специальных ис­следованиях показано, что прием афферентной импульсации облегча­ется на восходящей фазе альфа-вол­ны и затрудняется - на нисходящей. Значение пространственной орга­низации альфа-ритма для обеспе­чения межцентрального взаимодей­ствия корковых структур выявляется при анализе функции когерентности. Установлено, что в состоянии спо­койного бодрствования функция ко­герентности основного среднечастотного альфа-ритма (10 Гц) имеет высокие значения практически для всех пар отведении как внутри полу­шарий, так и между симметричны­ми отделами полушарий, что свиде­тельствует о высоком уровне межцен­тральной интеграции в этом функ­циональном состоянии.

4. Состояние активного бодрствования

При состоянии активного бодр­ствования в условиях мобилизации организма происходит переход реаги­рующей системы на более высокий уровень активированности. При этом основной ритм распадается (так на­зываемая реакция десинхронизации альфа-ритма), и в ЭЭГ регистрируют­ся колебания более высокой частоты, включающие высокочастотный ком­понент альфа-диапазона (11-13 Гц), бета- и гамма-активность. Состояние мобилизации обеспечивает эффек­тивность реализации психических процессов. На этом фоне при подго­товке к определенному виду деятель­ности наблюдаются локальные изме­нения функционального состояния отдельных нервных центров - тех, которые будут вовлечены в ее реали­зацию - локальная активация. В процессе активного бодрствования человек либо занят физической деятельностью, либо чувственным восприятием окружающего мира. В зависимости от вида деятельности РЧ взаимодействует с сознанием через посредство соответствующих объемов ДНК. Базовая часть программы активного бодрствования создается во время сна. При этом используются наработанные в прошлом программы, которые связываются в оригинальную макропрограмму будущего дня эмоциональным кодом. 5. Центры бодрствования. Прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию сна-бодрствования, проведенное во второй половине ХХ столетия, показало, что нормальное функционирование таламо-кортикальной системы мозга, обеспечивающее весь спектр сознательной деятельности человека в бодрствовании, возможно только при наличии тонических мощных воздействий со стороны определенных подкорковых структур, называемых активирующими. Благодаря этим воздействиям мембрана большинства кортикальных нейронов в бодрствовании деполяризована на 10-15 мв по сравнению с потенциалом покоя (-65/-70 мв). Только в таком состоянии тонической деполяризации эти нейроны способны обрабатывать и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток, как рецепторных, так и внутримозговых. Таких систем тонической деполяризации, или активации мозга (их можно условно назвать "центрами бодрствования"), как сейчас ясно, несколько - вероятно, пять или шесть, и локализуются они на всех уровнях мозговой оси: в ретикулярной формации ствола, в области синего пятна и дорзальных ядер шва, в заднем гипоталамусе и базальных ядрах переднего мозга. В качестве медиаторов нейроны этих отделов мозга выделяют глутаминовую и аспарагиновую кислоты, ацетилхолин, норадреналин, серотонин и гистамин. У человека нарушение деятельности любой из этих систем не может быть скомпенсировано за счет других, несовместимо с сознанием и приводит к коме. 6. Связь состояний «сон-бодрсвование». Если с точки зрения нейронной активности бодрствование можно описать как состояние тонической деполяризации, то медленный сон является состоянием "тонической гиперполяризации". При этом направление перемещения основных ионных потоков, формирующих потенциал мембраны нейрона и участвующих в проведении нервного импульса по аксону (катионов Na++, K+, Ca++, анионов Cl- ), а также важнейших макромолекул - из клетки во внеклеточную жидкость и обратно - меняется на противоположное. Таким образом, можно было бы сказать, что функция медленного сна - чисто восстановительная; в этом состоянии происходит восстановление мозгового гомеостаза, нарушенного в ходе многочасового предшествующего бодрствования. С этой точки зрения бодрствование и медленный сон - как бы "две стороны одной медали". Периоды тонической деполяризации и гиперполяризации должны периодически сменять друг друга для сохранения постоянства внутренней среды головного мозга и обеспечения нормального функционирования таламо- кортикальной системы - субстрата высших психических функций человека. Отсюда ясно, с одной стороны, почему эволюция не создала в мозге единого "центра медленного сна" - это сделало бы всю систему значительно менее надежной, более жестко детерминированной, зависящей полностью от "капризов" этого центра в случае каких-либо нарушений его функционирования. Регуляция сна-бодрствования является вторично-подчиненной по отношению к навязываемому нейронными осцилляторами супрахиазматических ядер внутрисуточному ритму активности-покоя в той же мере, что и регуляция температуры тела, секреции гормона роста и кортикостероидов и др. Этот ритм, его механизмы являются главным эндогенным модулятором смены состояний в ряду бодрствование - медленный сон - парадоксальный сон. Для количественного описания взаимодействия двух систем - циркадной системы регуляции активности- покоя и гомеостатической системы регуляции сна-бодрствования - была предложена модель (А.А. Борбели), согласно которой первая система работает, как часы с циферблатом, а вторая - как песочные часы, и оба типа часов взаимодействуют друг с другом. Эта модель хорошо описывает и правильно предсказывает поведение системы при ее отклонении в таких случаях, как депривация сна, нарушения при эндогенной депрессии и пр., однако только в отношении медленного сна. В отношении же парадоксального сна пока такой математической модели разработать не удалось. Именно эти важнейшие механизмы остаются наименее изученными по сию пору. Можно с уверенностью утверждать, что эта проблема в силу теоретической и практической значимости будет находиться в центре внимания физиологов и нейробиологов в начале следующего века. Таким образом, модуляторные механизмы, расположенные в супрахиазматических ядрах и эпифизе, обеспечивают упорядочение процессов сна-бодрствования, их "привязку" к определенному времени суток. Однако совершенно очевидно, что на эти процессы оказывают свое воздействие и другие факторы внешней среды: во- первых, алиментарные (т.е. вещества, поступающие в наш организм с пищей и питьем) и, во-вторых, стрессорные (стрессоры). Особенно интересны с теоретической и важны с практической точки зрения такие стрессоры, которые вызывают так называемый эмоциональный стресс. Физически сила такого раздражителя может быть совершенно ничтожной, но его значимость для организма столь велика, что вызывает целый каскад нервных и гормональных реакций; типичный пример - неосторожно сказанное слово, услышав которое, человек теряет сон на всю ночь... 6. Литература 1. Греченко Т.Н. Психофизиология.М.: Гардарика, 1999. 2. Данилова Н.Н. Функциональные состояния: механизмы и диагностика. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. 3. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 2000. 4. Физиология /Под ред. К.В. Судакова – М., 2000