В лабиринтах развивающегося мозга. Шифры и коды нейропсихологии

Базовое значение ритма для психики человека было аксиомой и руководством к действию для жрецов, врачей и шаманов с древнейших времен. Большое внимание проблеме ритмологии, «хронотопа», субъективного и объективного времени человека придавали В.М. Бехтерев и А.А. Ухтомский, Н.А. Бернштейн, С.Л. Рубинштейн и П. Фресс; В.И. Вернадский, А.Л. Чижевский, Н.А. Козырев, другие русские космисты создали признанную во всем мире теорию ритмологического взаимодействия человека и Вселенной. Все эти взгляды во многом легли в основу следующей исчерпывающей аксиомы (Arsensy, 1982):

«Вся система мироздания живет по принципу ритмически происходящих изменений. Гармония ее – следствие согласованности и упорядоченности, взаимозависимости и взаимодополняемости многообразия ритмов. Человек в этой системе – лишь неотъемлемая часть окружающего мира, часть природы с ее глобальными космическими периодическими изменениями. Наделенный волей и сознанием, человек может действовать вопреки этим ритмам, не согласуя свое поведение с требованиями ритмической природы вокруг и внутри него – но в этом случае он будет жить на свой страх и риск [курсив мой. – А. С.]».

Энтропия неразрывно связана с информацией, которая в каждый момент времени, как в зеркале, отражает уровень энтропии в системе. Недаром одно из определений информации звучит как «отражение системы в связях другой системы». Здесь уместно вспомнить слова Р. Уилсона: «Мы не реагируем на информацию, но переживаем контакт («сделки») с информацией». При этом существенно, что сама по себе информация «бесстрастна», но в зависимости от исходного состояния человека (субъекта, взаимодействующего с информацией), актуализируются феномены, названные в этологии и психологии «самоосуществляющимися ожиданиями», которые будут сказываться положительно или отрицательно на результатах этого взаимодействия.

Главным атрибутом информации является информативность. Этот показатель, в сущности, говорит о том, является ли сигнал информацией или нет. Он высчитывается по формуле К. Шеннона, описывающей ценность нашего предсказания относительно вероятного итога того или иного взаимодействия (трансакции). В переводе с языка математики это означает: информативность сообщения обратно пропорциональна вероятности того, что вы можете предвидеть содержание сообщения. Попросту говоря, чем легче вы предсказываете то, что услышите (увидите, почувствуете) дальше, тем меньше информации содержит это сообщение. Естественно, речь идет об объективно адекватном прогнозе, а не о субъективной уверенности в собственном всезнайстве и непогрешимости (в норме или патологии).

Применение этой простой, как все гениальное, формулы – однозначная констатация практически полного отсутствия истинной информации в современных СМИ. Пресса, телевидение, да и большинство современных произведений литературы и искусства (не говоря уже об Интернете) являют миру эталоны абсолютной «неинформативности». Но ведь психологические системы – суть энергоинформационные системы; что же происходит с ними в условиях существования в этой «не- или псевдоинформации»?

В норме, при адекватном приеме, переработке и хранении информации, высокоинформативное взаимоотражение приводит к снижению энтропии, своевременной адаптации системы к изменениям внешней и внутренней среды. В этологии неофилия (греч. от neos – новый и phileo – люблю) – любовь, стремление к получению новой информации считается инстинктом, присущим как животным, так и человеку. Более того, повышение способности к расширению и переработке информации высоко коррелирует с сопротивляемостью организма человека нездоровью и старению. В целом же оптимальной является уравновешенность, комплементарность (лат. complementum – дополнение) двух основных эволюционных тенденций: стремления к самосохранению (то есть консерватизм) и стремления к саморазвитию (то есть нигилизм и созидательность).

При патологии или различных видах отклоняющегося поведения (развития) информированность резко падает, энтропия нарастает, увеличивается хаос, рассогласованность всех составляющих систему элементов; наблюдается тенденция к дезадаптивным эксцессам. В противоположность неофилии, неофобия (греч. neos – новое и phobeo – боюсь) – страх нового, сопротивление новой информации – не является врожденным свойством. Точнее, она дана нам лишь в отношении достаточно узкого круга жизненно важных для индивида воздействий и состояний. В остальном неофобия формируется прижизненно, в процессе научения животного или человека. Давно отмечено, что неприятие новой информации является одним из компонентов крайне негативного, деструктивного поведенческого комплекса. А его вектор направлен как на среду, окружающую человека, так и на него самого; иными словами, такой человек, сам того не подозревая, аутотравматичен.

Любая система имеет статические и динамические характеристики. Этот, казалось бы, очевидный факт зачастую попросту игнорируется. Между тем он чрезвычайно важен для понимания луриевской идеологии – особенно для восприятия нейропсихологии детского возраста, где названные параметры априори выступают в качестве базовых. Стато-динамические механизмы психологического развития реализуются в виде и психических, и телесных, и нервных перестроек в их постоянном взаимодействии. В целом же статические параметры включают перечень и количество элементов системы, их взаимосвязи (функциональные, линейные, структурно-топологические, иерархические), а также вклад в поддержание адаптивности системы. Динамические – любые изменения, происходящие с системой и каждым из ее элементов во времени.

Н.П. Бехтерева предложила рассматривать системные процессы мозга как совокупность жестких и гибких звеньев. Жесткие звенья представляют инвариантный, характеризующийся незаменимостью и обилием стереотипий скелет системы, определяющий самое ее существование и обеспечивающий максимальную экономность ее работы. Например, это тип вашей нервной системы, темперамент, акцентуация характера, упроченные навыки и т. п. Гибкие – вариативные, определяющие возможность протекания деятельности в различных условиях, характеризующиеся богатством возможностей и взаимозаменяемостью. Например, вы можете писать или печатать на компьютере, запоминать «на слух» или зрительно, излагать свои мысли устно, письменно, в виде образов или формул.

Очевидно, что оценка тезауруса (набора, перечня, запаса) статических и динамических, жестких, гибких и иных характеристик всегда должна зависеть от уровня и типа анализа системы. Они будут иметь свою специфику и различаться, например, при анализе «речи как системы» в лингвистическом, нейропсихологическом, логопедическом, психиатрическом и т. п. аспектах. Это справедливо и в отношении описания «речи» на разных срезах онтогенетического развития, в клинико-экспериментальном исследовании, в нейропсихологии нормативных индивидуальных различий.

Теория функциональных систем (ТФС[1 - Список аббревиатур с их расшифровками приведен на с. 429.]) П.К. Анохина, созданная на фундаменте классической русской школы И.П. Павлова, И.М. Сеченова, А.А. Ухтомского и др., – ключевая методологическая предиспозиция нейропсихологии. В ней постулируется: единицы целостной деятельности организма – динамические, самоорганизующиеся и саморегулирующиеся функциональные системы (ФС), все компоненты которых взаимодействуют для достижения полезных приспособительных результатов. Результат и является системообразующим фактором:

«…Недостаточный результат может целиком реорганизовать систему и сформировать новую, с более совершенным взаимодействием компонентов, – пишет П.К. Анохин, – и напротив, получение полезного результата также приводит к созданию новой системы, целью которой является уже достижение следующего результата». Функциональные системы, реализация которых обеспечивает достижение результата поведенческого акта, формируются на последовательных стадиях индивидуального развития, поэтому системная структура поведения отражает историю его формирования. Иначе говоря, «реализация поведения есть ‹…› реализация истории формирования поведения, то есть множества функциональных систем, каждая из которых фиксирует этап становления данного поведения ‹…› Вновь сформированные системы не сменяют предсуществующие, но «наслаиваются» на них» (Александров, 1999).

Одновременно в организме сосуществуют и взаимодействуют множество ФС: метаболического, гомеостатического, психического, поведенческого, социального и т. п. уровней. Любая ФС включает следующие развертывающиеся во временной последовательности узловые механизмы:

1) афферентный синтез, предполагающий многокомпонентное взаимодействие между доминирующей мотивацией, обстановочной и пусковой афферентацией, следами памяти;

2) принятие решения;

3) акцептор результата действия – аппарат предвидения потребного результата;

4) формирование программы действия;

5) эфферентный синтез, обеспечивающий реализацию принятого решения в действие (способ достижения адаптивного результата на соматовегетативном, двигательном, мыслительном и т. п. уровнях), многокомпонентное действие;

6) обратная афферентация (обратная связь), то есть сличение достигнутого результата с моделью потребного результата в акцепторе результата действия.

Постулаты общей теории функциональных систем гласят:

1. Системообразующим фактором ФС любого уровня организации является полезный для жизнедеятельности всего организма приспособительный результат.

2. Любая ФС строится на основе принципа саморегуляции; отклонение результата от нормы посредством деятельности соответствующей ФС само является причиной восстановления оптимального уровня этого результата.

3. ФС – центрально-периферические образования, избирательно объединяющие разные органы и ткани для достижения полезных приспособительных результатов; отдельные элементы ФС взаимодействуют для достижения полезных результатов.

4. ФС разного уровня имеют изоморфную организацию – однотипную архитектонику.

5. ФС и их отдельные части избирательно созревают в онтогенезе, отражая общие закономерности системогенеза.

Отличительной особенностью архитектоники ФС является ее информационная основа, которая структурирует ее динамику на всех описанных уровнях и стадиях. Информационное взаимодействие человека-субъекта с любым объектом (физическим или социальным, самим собой или другими, с природой или искусством) протекает по речевым и неречевым (обонятельным, тактильным, зрительным, жесто-мимическим и т. п.), эмоциональным и сомато-вегетативным каналам коммуникации. При этом нервная система не «обрабатывает» никакой информации (в том смысле, что готовые элементы существуют во внешнем мире и «отбираются» познающей системой – мозгом). Она взаимодействует с окружающей и внутренней средой, непрерывно видоизменяя свою структуру.

В нейронауках широко обсуждаются этапы и стадии этих информационных контактов; убедительно доказывается факт постоянного изменения структуры и интенсивности различных составляющих их мозговой организации. Введены специальные термины – «информационные субстанции» и информационные магистрали – совокупность нейробиологических механизмов, обеспечивающих перенос информации.

Продолжается исследование «акцептора результата действия» (АРД). В теории ориентировочно-исследовательской деятельности Е.Н. Соколова это понятие корреспондирует с «афферентной моделью нервного стимула»; у Н.А. Бернштейна – с «моделью потребного будущего»; в концепции генезиса антиципации (ожидания события) Е.А. Сергиенко – с «предвосхищающими схемами».

Все эти представления о механизмах упреждения, экстраполяции будущего поведения, если вдуматься, выглядят достаточно фантастичными. Между тем они отражают абсолютно реальный психофизиологический процесс – «опережающее возбуждение» в ЦНС. Мозг, как пророчески заметил А.А. Ухтомский, «это совокупность калейдоскопически сменяющихся органов предупредительного восприятия, предвкушения и проектирования среды» (Ухтомский, 1950).

Большинство ученых сходятся в том, что механизм опережения задан генетически и является одним из наиболее совершенных адаптивных приспособлений организма к условиям среды. Он безусловно зависим от богатства мира, окружающего человека, и не развивается в условиях сенсорного голода или социальной депривации; инвариантно обусловлен полноценностью процессов восприятия и памяти. При этом мозг, по мнению Г. Шеперда, «…помнит не столько моторные (речевые или двигательные) программы, сколько соответствующие им раппорты (узоры) электрохимической, гормональной, медиаторной активации, точнее – их совокупности. Именно эти мозаики актуализируются при воспроизведении врожденного или приобретенного в процессе обучения поведения» (Шеперд, 1989).

В нейропсихологическом контексте важно то, что механизм опережения может быть наработан, развит в течение жизни человека, особенно в детском возрасте, когда все системы мозга крайне сензитивны (чувствительны) и пластичны. Кроме того, этот механизм, очевидно, универсален, поэтому остановимся на нем подробнее.

Итак, любое наше действие следует рассматривать не как ответ на прошлое событие, а как шаг в будущее. В этом – нейробиологическая суть афоризма А. Блока: «Все, что человек хочет, непременно сбудется. А если не сбудется, то и желания не было, а если сбудется не то – разочарование только кажущееся: сбылось именно то».

ФС имеют замкнутую организацию, объединяющую центральные и периферические механизмы на основе постоянной афферентации от периферических органов. ФС разного уровня взаимодействуют на центральном уровне – уровне головного мозга. При этом имеет место опережающее наличную функцию развитие соответствующих ей мозговых ансамблей. Сегодня для объяснения этого факта уже созданы достаточно экзотические гипотезы, типа концепции «гедонистического нейрона» (Klopf, 1982). Согласно ей (коль скоро нейрон гедонистичен), «удовольствие» для нейрона – возбуждение, а неудовольствие – торможение; опережающее возбуждение, таким образом, – максимализация удовольствия.

Еще в 30-е годы XX века J. Herrick u G. Coghill писали о постоянном «забегании вперед» структуры перед функцией; о том, что процесс раннего эмбриогенеза всегда опережает наличную функцию, как бы «заготавливая впрок» те структуры, которые будут востребованы, необходимы только в будущем поведении, после рождения, впоследствии.

«В эволюционном плане аргументами в пользу генетической особенности нервных структур являются два важнейших фактора их онтогенеза:

1) опережающая все остальные органы закладка нервных структур в эмбриогенезе, 2) системная организация самых ранних стадий развития, – пишет Ф.А. Ата-Мурадова. – Факт резко опережающей все остальные органы закладки нервных структур не может не поражать воображение ‹…› Ведущая и интегрирующая роль нервных структур определяет единство эмбрионального развития как целесообразно направленного процесса [курсив мой. – А.С.] ‹…› Эту закономерность мы назвали принципом опережающего развития нервных структур, который является характерной чертой развития всех хордовых. На следующей стадии возникают закладки остальных органов ‹…› Уже с момента закладки имеет место активная метаболическая связь между сомитами и частями нервной трубки, к которой они прилегают ‹…› Возникает матрица, представленная нервной трубкой и ветвлениями ее первичных отростков в первичных органах. Эта матрица определяет направление дальнейшего эмбриогенеза. Эту закономерность можно назвать принципом нервной интеграции эмбриогенеза» (Ата-Мурадова, 1983).

Следующим доказательством существования феномена опережения на нейробиологическом уровне является открытая Г.И. Поляковым, И.Н. Филимоновым и их учениками гетерохрония развития новой коры (и в первую очередь лобных отделов мозга): она закладывается раньше, но созревает позже, чем древняя кора. То есть, стартуя с опережением, лобные структуры мозга проходят более длительный путь формирования.

Указанная закономерность оказалась справедливой и при рассмотрении генной активности, и при изучении формирования медиаторных систем мозга. Были открыты факты, свидетельствующие о том, что еще задолго до момента полного созревания нейрона коры происходит его настройка, включение в переработку информации, а отдельные медиаторные системы созревают раньше, чем оформляется морфологическая система для их функционирования (Ата-Мурадова, 1983; Раевский, 1985; Wells, 1967, и др.).

Таким образом, психический феномен «опережения», «предвкушения» имеет абсолютно надежную, генетически зафиксированную нейробиологическую базу. При рассмотрении всей совокупности этих многочисленных и, казалось бы, разнородных фактов «предвосхищения» обращает на себя внимание один крайне значительный для нейропсихологии момент. Практически везде в связи с этим феноменом возникает словосочетание «передние, или лобные, отделы», То же имеет место и во всех современных междисциплинарных работах, связанных с экстраполяционным поведением. Именно в лобных отделах установлен (Hahn, Laron, 1971; Grouse, 1972, и др.) наиболее высокий уровень активности генома, причем в левой лобной доле почти в 3 раза выше, чем в правой.

В нейропсихологии А.Р. Лурия, Л.С. Цветковой, Е.Д. Хомской сформулирована теория о функциях лобных долей. Префронтальные отделы мозга образуют функциональный блок «программирования, целеполагания и контроля за протеканием собственной деятельности». Л.С. Цветкова рассматривает АРД как основополагающий психофизиологический механизм формирования и функционирования внутренней речи человека – базового параметра его произвольной саморегуляции. Эта теория постоянно развивается и обогащается новыми нейропсихологическими данными на моделях раннего и позднего онтогенеза, предоставляющих действительно уникальные факты о работе АРД.

Главный, ведущий «системообразующий» фактор, несущая ось всей психической деятельности человека – результат, имманентно связанный по своей мозговой организации с аппаратом акцептора результата действия, – также достаточно жестко обусловлен функциональной активностью лобных отделов мозга. Таким образом, именно с ними ассоциированы у человека степени свободы в овладении алгоритмами адекватного предвидения, предвосхищения (если угодно, ясновидения, столь модного сегодня), экстраполяции собственного и чужого поведения.

Уникальные данные психофизиологии, нейробиологии и других наук во взаимодействии с нейропсихологическим знанием позволяют приблизиться к разгадке тайны АРД. Универсальная актуализация феномена предвосхищения лежит в основе одного из базовых принципов диагностики, коррекции и профилактики развития: антиципации, «работы на опережение». Очевидна определяющая роль в этом сценарии закона о «зоне ближайшего развития» Л.С. Выготского.

Как и все прочие психологические конструкты, механизм антиципации имеет культурно-историческую составляющую: его развитие с неизбежностью связано в онтогенезе с богатством окружающей среды и в первую очередь социального окружения. АРД имеет свой генетический остов, но дальнейшее его развитие прямо зависит от окружения ребенка и тех требований, которые предъявляются (или не предъявляются) ему извне. Впрочем, это правило не зависит от возраста человека.

В принципе понятие «зоны ближайшего развития» и отражает этап формирования у ребенка его собственного АРД. Этап, на котором функцию «предвидения, опережения» и прогнозирования информативности берет на себя взрослый. Интериоризация внешних программ и алгоритмов питает и формирует АРД человека, причем во всех возрастах. Чем больше программ, тем больше объем и степени свободы АРД. Тем более способен человек к прогнозированию результата собственного поведения, то есть к такому контролю за протеканием своей и посторонней деятельности, который происходит во внутреннем плане.

Подчеркивая непреходящее значение лобных отделов для формирования и адекватной реализации АРД, нельзя не коснуться другой стороны процесса гетерохронии: опережающего созревания к моменту рождения субкортикальных систем. Ведь именно они призваны обеспечить самые первые (витально значимые) сенсомоторные, соматические, аффективные функции ребенка.

Как известно, у новорожденного подкорковые структуры мозга достигают 75 % степени зрелости от своего «взрослого» состояния, а к концу первого года жизни они принципиально завершают свой морфогенез. Естественно, что они, еще внутриутробно, а затем – с первых минут жизни ребенка гарантируют адекватность его витальных функций требованиям окружающей среды. А следовательно, принимают должное и немаловажное участие в организации АРД.

Мы еще не раз обратимся к понятию гетерохронии, которая, согласно емкому определению Ф.А. Ата-Мурадовой, «является определяющим фактором и, очевидно, единственной возможностью постепенного разрастания и целесообразного созревания» и мозговых структур, и психических процессов. Сейчас главное – понимание того непреложного факта, что психический механизм предвосхищения, программирования будущего обеспечен надежной нейробиологической базой.

Другой вопрос, что только от последующей востребованности извне (в первую очередь от социальной среды) зависит прогрессивное развитие этих нейробиологических инструментов. Или, наоборот, – их регресс, атрофия. Это постоянное чередование, цикличность «опережающей» нейробиологической предуготованности и встречных требований окружающего мира являются на всем протяжении жизни человека основополагающими условиями адаптивных возможностей его мозга.

Взаимодействие ФС строится по принципу доминирования функциональных систем, в основе которого лежит открытый А.А. Ухтомским механизм. Доминирующая мотивация является системоорганизующим фактором, находящимся в постоянном диалоге с факторами внешней среды и памятью человека.

«На стадии афферентного синтеза возникающее на основе потребности доминирующее мотивационное состояние постоянно взаимодействует на нейронах мозга с афферентацией, поступающей в ц.н.с. от действия на организм обстановочных факторов, а также – с механизмами памяти. Информационным результатом этого взаимодействия, которое осуществляется по принципу доминанты, является важнейший механизм психической деятельности – принятие решения» (Судаков, 1999).