Физиологические основы внимания

Физиология и нейропсихология внимания

Введение

Если хорошо поразмыслить, то любое живое существо станет внимательнее к тому, что может грозить опасностью или неожиданностью. Затем оно оценит важность поступившей информации, и стоит ли прервать свою деятельность, и уделить внимание настораживающему явлению, прислушаться, присмотреться. Далее, оценив, либо возвращается к прерванной деятельности, либо тревожный сигнал будет передан в соответствующие мозговые центры и последует соответствующая реакция. Особенно хорошо это прослеживается на животных.

У нас нет возможности в повседневной жизни наблюдать за дикими животными, но вот домашние собаки и кошки в нашем распоряжении. Обратите внимание, как, например собака, даже глодая вкусную косточку, вдруг услышит посторонний шум, мгновенно оставляет свое приятное занятие. Она поднимает мордочку, настораживается, прислушивается, и, если не происходит ничего опасного, продолжает свое занятие. Но, вдруг раздастся стук в дверь или другой резкий звук, и она, бросив свою кость, бросится на шум, бурно реагируя громким лаем.

Внимание — физиологический многоуровневый фильтр

Получается, что внимание — это физиологический многоуровневый фильтр, который что-то пропускает, а что-то задерживает.

Вообще вопрос о физиологических основах внимания вызывал много споров. На протяжении долгого времени больше всего привлекала исследователей органическая интерпретация процессов внимания. Делались попытки представить физиологическую схему произвольного внимания, связанного с волевым усилием, возникающим в процессе припоминания.

Теории внимания

Т. Рибо предложил так называемую моторную теорию внимания, согласно которой основную роль в процессах внимания играют движения. Благодаря их избирательной и целенаправленной активизации концентрируется и усиливается внимание на предмете, а также поддерживается внимание на данном предмете в течение определенного времени.

Аналогично о физиологическом механизме внимания высказывался А. А. Ухтомский, считающий физиологической основой внимания доминантный очаг возбуждения, и представление И.П. Павлова тоже неплохо сочетается с этими представлениями.

Нервные процессы возбуждения и торможения

Психическая деятельность концентрируется в нужном направлении и одновременно отвлекается от всего остального, что достигается вследствие закона взаимной индукции нервных процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий головного мозга. Очаг возбуждения в коре больших полушарий, появившийся при воздействии внешнего сигнала, вызывает торможение в других участках коры. Так создаются наилучшие условия для восприятия того, на что направлено внимание. И. П. Павлов описывал этот процесс так:

"Если бы можно было видеть сквозь черепную крышку и если бы место больших полушарий с оптимальной возбудимостью светилось, то мы увидали бы на думающем сознательном человеке, как по его большим полушариям передвигается постоянно изменяющееся в форме и величине причудливо неправильных очертаний светлое пятно, окруженное на всем остальном пространстве полушарий более или менее значительной тенью".

По мнению физиолога А.А. Ухтомского в нервной системе человека под влиянием внешних или внутренних причин появляется очаг возбуждения, который на определенное время подчиняет себе остальные участки, доминирует, господствует над ними, управляет поведением. В этом проявляется диалектика психической жизни человека, его увлеченности, вдохновения, интуиции, неожиданных открытий.

Нейропсихология внимания

Благодаря развитию нейронауки мы можем изучать процессы, происходящие в головном мозге во время его работы. На животных, например, на кошках, проводят эксперименты, вживляя им в мозг электроды, в ту часть, которую собираются исследовать, наблюдая затем за их поведением. Человеческий мозг исследуют при помощи снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ) мозга в разных состояниях организма (сон, бодрствование).

Но если говорить именно о физиологических механизмах активного внимания, то естественно, отбор информации возможен только при общем бодрствовании организма, связанного с активной мозговой деятельностью.

Уровни бодрствования определяются и по внешним признакам, и с помощью электроэнцефалографа (ЭЭГ), определяющего по слабым токам мозга его электроактивность. Можно выделить 5 стадий бодрствования: глубокий сон, дремотное состояние, спокойное бодрствование, активное (настороженное) бодрствование, чрезмерное бодрствование.

Самое эффективное внимание будет происходить на стадии активного и спокойного бодрствования, в то время как на других стадиях основные характеристики внимания изменяются и могут выполнять лишь какие либо отдельные функции.

Так, в состоянии дремоты может произойти реакция лишь на 1-2 раздражителя, а на другие реакции может не быть. Приведу классический пример, мать спокойно спит при любом шуме, но мгновенно проснется при малейшем движении ребенка.

Физиологические основы внимания

Физиологическими основами внимания занимались В.М Бехтерев, Л.А. Орбели, П.К. Анохин. Ведущая роль корковых механизмов в регуляции внимания установлена благодаря нейрофизиологическим исследованиям.

Установлено, что избирательное внимание основано на общем бодрствовании коры головного мозга, повышении активности ее деятельности. Оптимальный уровень возбудимости коры придает активизации внимания избирательный характер. При наличии очагов оптимального возбуждения человек постоянно к чему-либо проявляет внимание. Если же человек невнимателен в своей деятельности, значит, его внимание в это время отвлечено или направлено на что-то постороннее, не связанное с родом его деятельности.

Особенно подчеркивается важная роль лобных областей мозга в отборе информации. С помощью нейрофизиологических исследований в мозгу обнаружены особые нейроны, получившие названия "нейронов внимания". Это клетки-детекторы новизны, которые наблюдаются на всей поверхности коры головного мозга и даже во внутренних структурах.

Установлено, что в глубоких отделах мозга имеется скопление нервных клеток и волокон, идущих в различных направлениях и тесно переплетающихся между собой. Это вроде сети нервных путей, соединяющих рецепторы органов чувств с участками коры мозга.

Скопление нервных клеток, расположенное в стволовой части мозга, получило название ретикулярной формации. Нервные импульсы, идущие от этой части мозга, возникают в результате воздействия на органы чувств сильных, новых или неожиданных раздражителей, которые и возбуждают кору больших полушарий.

Мозг активизируется неспецифической системой, которая включает ретикулярную формацию, диффузную таламическую систему, гипоталамические структуры, гиппокамп и т.д.

Ретикулярная формация

При раздражении восходящей ретикулярной формации появляются быстрые электроколебания в коре головного мозга (происходит десинхронизация), растет подвижность нервных процессов, снижаются пороги чувствительности, что имеет сходство с общим состоянием внимания организма.

Благодаря ретикулярной формации, связанной с явлениями внимания, находящейся на пути нервных импульсов, касающихся практически всех познавательных процессов, человек способен настораживаться, реагировать на незначительные изменения в окружающей среде, то есть это нервное образование является механизмом, лежащим в основе возникновения ориентировочного рефлекса.

Таким образом, ретикулярная формация вместе с органами чувств обуславливает появление ориентировочного рефлекса, являющегося первичной физиологической основой внимания.

А одним из механизмов запускающих ретикулярную формацию можно считать ориентировочный рефлекс. Это врожденная реакция организма на любое изменение окружающей среды у людей и животных. Например, кто-то входит в комнату, вы, несмотря на занятость, мгновенно поворачиваетесь к двери. И. П. Павлов назвал этот рефлекс — "что такое?".

Периферические механизмы внимания

Для того чтобы объяснить избирательный характер внимания необходимо более глубоко ознакомиться со сложными процессами, происходящими в организме. Две основные группы механизмов осуществляют фильтрацию раздражений из среды — это периферические и центральные.

Периферические механизмы — это как бы настройка органов чувств. Человек, прислушиваясь, поворачивает голову в сторону звука, и соответствующая мышца натягивает барабанную перепонку, повышая при этом ее чувствительность. Если звук очень сильный, то натяжение барабанной перепонки ослабевает, и колебания хуже передаются во внутреннее ухо.

Обострению слуха в моменты наивысшего внимания также способствуют остановка или задержка дыхания. Д. Бродбент предположил, что внимание — это фильтр, производящий отбор информации как раз на входах, т.е. на периферии. По его мнению, если человеку подавать информацию одновременно в оба уха, но, однако по инструкции, он должен воспринимать ее лишь левым, то подававшаяся в правое ухо другая информация игнорируется.

Позже было показано, что периферические механизмы отбирают информацию по физическим характеристикам. У. Найсер назвал эти механизмы пред-вниманием, когда происходит сравнительно грубая обработка информации (выделение объекта из общего фона, наблюдение за неожиданными изменениями во внешнем поле).

Состояние сосредоточенности связано с повышением возбудимости и соотносится с активностью отдельных частей ретикулярной формации. Те ее отделы, которые своей деятельностью порождают общий эффект возбуждения, входят в структуры, связанные с ориентировочным рефлексом, автоматически возникающим при любых неожиданных и заметных изменениях стимулов, воздействующих на организм.

А те отделы ретикулярной формации, которые вызывают специфический эффект возбуждения, функционируют, вероятно, в рамках анатомо-физиологической системы доминанты. С ней же, скорее всего, соотносим в своем действии и избирательный механизм регуляции внимания через актуализацию потребностей, а также механизм волевого управления вниманием через кортикально-подкорковые связи.

Модель Е.Н. Соколова

Важной моделью в психологии внимания можно считать модель Е.Н. Соколова. Он использовал ЭЭГ для исследования привыкания — того момента, который наступает при неоднократном повторении стимула, после чего человек перестает на этот стимул реагировать. Паттерны возбуждения исчезали на ЭЭГ при многократном повторении стимула.

По модели Соколова, мозг — администратор, решающий противоречит или нет внешняя информация внутренней и необходимо ли возбуждение. Согласно этой модели ослабление внимания можно объяснить привыканием, и когнитивная энергия сберегается при отключении повторяющихся или непрерывных стимулах.

В результате мы можем сказать, что любой психический процесс, состояние или свойство человека специфически связаны с работой мозга и всей центральной нервной системы. Пусть к настоящему времени нам не так уж много известно о характере связей, существующих между психическими явлениями и работой отдельных участков и структур мозга, но все же, кое какая информация об этом есть.