Сознание и мышление. Нейрофизиологические коррелянты сознания мыслительной деятельности человека

Реферат

За счет временных параметров функционирования, множественности связей нейроны обладают потенциально неограниченными возможностями функционального объединения в целях обеспечения мыслительной деятельности. Мышление обеспечивается системами функционально объединенных нейронов.

При мыслительной деятельности происходит резкое увеличение числа коррелирующих участков коры. В зависимости от характера, вида задачи задействованные участки головного мозга отличаются. Вербальные и арифметические задачи активирует синхронизацию нейронов в лобных и центральных отделах левого полушария. При решении математических задач дополнительно активируется участок коры в теменно-затылочном отделе.

В зависимости от легкости выполняемой задачи меняется участок и степень пространственной синхронизации биопотенциалов. При выполнении легкого действия возрастает степень синхронизации в задних отделах левого полушария, при трудном действии активируются передние зоны левого полушария. Арифметические задания актируют префронтальную и левую теменно-височную зону коры, пространственные — передние, а затем задние отделы правого полушария.

Межзональная синхронизация различается при разной оригинальности решения задачи. При стандартном приеме решения преобладает активность левого полушария. Нестандартные решения активируют правое полушарие, наиболее сильно в лобных отделах, причем как в покое, так и при решении задачи.

Исследование высших психических функций головного мозга

Головной мозг является сложным по строению органом, его исследование требует междисциплинарного подхода. Сознание и мышление имеют в своей основе нейробиологические механизмы, определяющие активность нейронов. Сложность в изучении данных процессов заключается в мультифункциональности нейроны, они могут принимать участие в реализации различных форм деятельности, при этом исполняя присущую себе функцию. Сознание обладает специфическим неотъемлемым качеством субъективной реальности. Это создает трудность при попытках теоретического объяснения связи сознания с мозговыми, физическими процессами. Специфичность явлений субъективной реальности (мышления, сознания) состоит в том, что их не описать физическими свойствами или пространственными характеристиками. Также существует проблема локализации сознания. Попытки узкой локализации сознательной функции мозга трудны и бессмысленны. Корково-подкорковые взаимоотношения рассматриваются единой системой, при этом осуществляются реципрокные взаимоотношения между отдельными системами.

14 стр., 6630 слов

Мышление как процесс решения задач

... той или иной практической деятельности или быть специально созданными (учебные задачи или игровые задачи). Задача выступает как объект мышления. Субъект мышления — тот, кто решает ... реальные отношения между познавательной мотивацией и успешностью или неуспешностыо решения мыслительной задачи. На этапе возникновения проблемы, когда обнаруживается что-то новое, необъяснимое прежними способами, ...

Существуют различные гипотезы нейробиологического соответствия сознания. Фрэнсис Крик выдвинул предположение о том, что нейробиологическое соответствие сознанию представляет множество нейронных возбуждений между таламусом и 4, 6 уровнями коры, выполняемыми с частотой 40 Гц. Тонони и Эйдельман представили теорию «динамическая гипотеза ядра» (1998).По этой теории сознание обладает двумя свойствами, однородностью и предельной дифференциацией или сложностью в пределах сферы сознания. По этой теории предполагается не вести поиск сознания в особых вариациях нейронов, а перенаправить его на виды активностей больших совокупностей нейронов. Обширные кластеры нейронов формируют динамическое ядро сознания. Существует разные теории о локализации сознания, взгляды на его изучение в сферах нейрологии, психиатрии, неврологии, физиологии, анатомии разнятся. В совокупности характеризуется большим объемом информации по данной проблеме с отсутствием четкой структуры.

Субстратом высших психических функций выступает ассоциативная кора, филогенетически она является самой молодой частью мозга. У человека занимает 70% неокортекса или 50% всей коры. Основными ассоциативными зонами коры являются: теменно-височно-затылочная, префронтальная кора лобных долей и лимбическая ассоциативная зона. Для изучения мозга используется метод нейровизуализации. Нейровизуализационные методы — компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, магнитно-резонансная спектроскопия, позитронно-эмиссионная томография, однофотонно-эмиссионная томография и функциональная магнитно-резонансная визуализация. Компьютерная томография, магнитно-резонансная томография относятся к «анатомическим» или «структурным» методам, остальные являются «функциональными». Компьютерная томография – реконструкция трехмерной анатомической структуры на основе серии рентгеновских снимков. Не позволяет наблюдать активность мозга. ЯМР-томография (магниторезонансная томография, МРТ) – основана на явлении ядерного магнитного резонанса. Ее разновидность – так называемая функциональная ЯМР (фЯМР или фМРТ) – позволяет наблюдать активность мозга. ПЭТ-томография (позитрон-эмисионная томография) – основана на регистрации излучения от слаборадиоактивного вещества, которое вводится в кровь. Позволяет увидеть скорость потребления глюкозы и соответственно обнаружить наиболее активные участки мозга

К морфологическим методам относятся методы микроскопии (световой, электронной).

Изучение метаболических процессов в мозге, производится при помощи пептидов, медиаторов, модуляторов, аминокислот биохимическим методом. Физиологические методы направлены на локальное изучение функционирования различных отделов.

Метод разрушения мозга — моделировка ситуаций с локальным поражением мозга. В клинической практике используются метод разрушения структур ЦНС в целях лечения (лечение наркомании), изучение и разрушение структур мозга с лечебной целью использовалось в клинике академика Бехтеревой для лечения различных форм заболеваний ЦНС.

Метод электрического раздражения мозга внедрен в экспериментальную физиологию с середины 19 в. В современной науке используется стереотаксическая техника для введения электрода в локальный, требуемый участок мозга. Этот прием используется и для терапии ряда неврологических и психических заболеваний. Метод хемостимуляции, термо- и хеморазрушения, разрушение ультразвуком – позволяет добиться еще большей локальности.

11 стр., 5340 слов

Психические расстройства и мозг

... томографию - для изучения мозга больных шизофренией. Было обнаружено, что у шизофреников боковые мозговые желудочки гораздо больше, чем у здоровых людей. Если желудочки или пространства между извилинами у человека увеличены, мозговая ткань у ... и вызывают сон). Большую роль при изучении психических расстройств имеют эндокринные и гормональные нарушения. Этот вопрос тесно взаимосвязан с вопросом о ...

Метод регистрации электрических процессов мозга используется со второй половины 20 в. Колебания электрических потенциалов коры впервые записаны В.В. Правдич-Нилинским в 1913 г. ЭЭГ — запись зарегистрированной электрической активности нейронов различных структур головного мозга при помощи электроэнцефалографа. ЭЭГ определяет характер и степень нарушения работы мозга, смену сна и бодрствования, устанавливает сторону и расположение патологического очага. Ритмичность, структуру, динамику ЭЭГ определяет деятельность срединных структур – ретикулярной формации и переднего мозга. Обширные связи между ретикулярной формацией и передним мозгом с другими структурами, корой образуют симметричность, относительную «схожесть» для работы головного мозга. Это позволяет определить активность работы головного мозга при различных поражениях ЦНС, произвести оценку степени поражения головного мозга, уточнить конкретное место повреждения. На ЭЭГ определяется биоэлектрическая активность мозга. В норме она ритмична, синхронна, без очагов пароксизмов

Регулярность ритма на ЭЭГ обеспечивается таламусом, он отвечает за синхронность и активность всех структур ЦНС. По частоте колебаний в 1 с. различают альфа-ритм, бета-ритм, тетта-ритм, дельта-ритм.

Альфа-ритм — частота 8 – 14 Гц, отражает состояние покоя, также регистрируется при бодрствовании, но с закрытыми глазами. Ритм в норме регулярный, максимально интенсивен в затылочной области. Альфа-ритм блокируется при мыслительной, зрительной активности.

Нарушения альфа-ритма могут вызывать опухоли мозга, кисты, инсульт, инфаркт, рубец на месте старого кровоизлияния. Высокая частота и нестабильность альфа-ритма — травматическое повреждение головного мозга, дезорганизация или полное отсутствие этого ритма — приобретенное слабоумие. Возбудимая психопатия замедляет частоты альфа-ритма на фоне нормальной синхронности. Тормозная психопатия — десинхронизация ЭЭГ, низкая частота и индекс ритма. Усиленная синхронность во всех частях мозга, короткая реакция активации – первый тип неврозов. Слабая выраженность альфа-ритма, слабые реакции активации, пароксизмальная активность – третий тип неврозов.

Бета-ритм — частота 13 – 30 Гц, характеризует состояние активного бодрствования. Максимально интенсивность над лобными долями мозга, при высокой интенсивности распространяется на другие участки. Нарушение бета-ритма свидетельствуют о сотрясении мозга при наличии диффузных бета-волн с амплитудой не выше 50-60 мкВ. Короткие веретёна в бета-ритме указывают на энцефалит. У детей при задержке психомоторного развития определяется наличие бета-волн частотой 16 – 18 Гц и высокой амплитудой (30 – 40 мкВ) в передних и центральных отделах мозга.

3 стр., 1232 слов

Отёк головного мозга

... с целью снижения повышенного вследствие отёка мозга ВЧД. 3.1 Особенности терапии цитотоксического отёка Для поддержания должного уровня ЦПД при цитотоксическом отёке мозга придерживаются концепции Рознера [11], ... полости черепа жидкости и проявляется распирающей головной болью, тошнотой, рвотой на высоте боли, снижением уровня сознания. При длительно существующей внутричерепной гипертензии на ...

Тета-ритм имеет частоту 4 – 7 Гц и амплитуду 25 – 35 мкВ, отражает состояние естественного сна. Данный ритм нормален для ЭЭГ взрослого человека. Тета-ритм вызывается гиппокампом, когда мозг сосредоточен на одном источнике информации, в этом диапазоне мозг находится в режиме высокой восприимчивости.

Дельта-ритм — частота 0,5 – 3 Гц, характеризует состояние глубокого естественного сна. Может составлять около 15 % от ритмов ЭЭГ при бодрствовании. Амплитуда дельта-ритма в норме низкая — до 40 мкВ. При амплитуде выше 40 мкВ, и более 15 % — ритм считается патологическим. Он свидетельствует о нарушении функций головного мозга, регистрируется над областью, где развиваются патологические изменения. Если дельта-ритм во всех частях мозга, то это поражение структур ЦНС, которое вызвано дисфункцией печени, и соответствует выраженности нарушения сознания. На ЭЭГ определяется биоэлектрическая активность мозга. В норме она ритмична, синхронна, без очагов пароксизмов. На данный момент ЭЭГ представляет ценность как скрининговое исследование для дальнейшей дифференцировки патологии.

Методы томографические. Они заключаются в изучении полученного среза структур мозга.

МРТ головного мозга – это неинвазивное исследование, позволяющее визуализировать структуру, узнать состояние головного мозга со всеми его внутренними структурами, крупными сосудами. Принцип работы томографа построен на возбуждении атомов водорода магнитным полем внутри электромагнитной катушки, образующей корпус аппарата. Напряженность поля доходит до 2-3 Тл, при этом атомарный водород в составе воды организма, переходит в возбужденное состояние и способен реагировать на переменное электромагнитное поле. Это поле возбуждается специальными генераторами, спаренными с детекторами. В результате атомы водорода колеблются с определенной частотой, при этом они выделяют порции энергии. Они регистрируются, передаются в компьютер и в результате формируется изображение.

Изучается состояние, размер структур мозга, наличие/отсутствие очагов просветления/затемнения, возможно выявление очагов демиелинизации, характерных для пациентов с рассеянным склерозом. Проводится диагностика заболевания коры, нарушений движения мозговой жидкости, проблемы в кровоснабжении мозга, новообразований, заболеваний окружающих мозг органов, степень поражения при механических травмах, область повреждений, вызванных инсультами.

Компьютерная томография

Ее использование базируется на рентгеновском излучении. Рентгеновский луч движется вокруг тела человека, помещенного в аппарат, в результате чего получается серия послойных снимков, обрабатываемых компьютерной программой. Отличие КТ и МРТ состоит в разных физических явлениях, используемых в аппаратах. КТ позволяет оценить рентгеновскую плотность ткани. КТ головного мозга и черепа позволят изучить комплекс тканей: костные структуры (свод черепа, височные кости, основание черепа, придаточные пазухи), мягкие образования, полостные структуры, сосуды головного мозга и черепа (артерии, вены, синусы).

На КТ лучше визуализируются костные структуры, в методиках с контрастированием — сосуды, на МРТ (магнитно-резонансной томографии) — ткань мозга, мягкие ткани, сосуды. При этом резонанс от кальция отсутствует и костная ткань на МР-томограммах видна лишь опосредованно. Информативность МРТ высока при диффузном и очаговом поражении структур головного мозга, патологии спинного мозга и краниоспинального стыка (КТ мало информативна), поражении хрящевой ткани. КТ предпочтительна при заболеваниях основания черепа.

4 стр., 1567 слов

Изучение мозга человека; сознание и бессознательное

... сознанием. Объектом и предметом данного исследования является изучение понятий сознания и бессознательного. Цели и задачи: рассмотреть и изучить понятие головного мозга; рассмотреть функцию и структуру сознания; изучить понятие бессознательного; провести сравнительную характеристику между сознанием и бессознательным. Методы исследования: описательный и сравнительный. Реферат ...

КТ головного мозга в норме и при патологии –

Для оценки результата используется шкала Хаунсфилда. По ней проводят визуальную и количественную оценку плотности структур. Диапазон шкалы денситометрических показателей (Hounsfield units) составляет от 1024 до +3071, т. е. 4096 чисел ослабления, средний показатель в шкале Хаунсфилда (0 HU) соответствует плотности воды. Отрицательные значения — воздух, жировая ткань, положительные характеризуют мягкие ткани, кость, более плотные вещества (металл).

На практике на разных аппаратах показатели ослабления разнятся, мониторы способны отображать до 256 оттенков серого цвета, некоторые специализированные медицинские аппараты до 1024 оттенков. Большая ширина шкалы Хаунсфилда, неспособность существующих мониторов отразить диапазон в черно-белом спектре привело к программному перерасчету серого градиента исходя из интересуемого интервала шкалы.

В норме плотность серого и белого вещество головного мозга различна, отличается на 8-10 единиц шкалы Хаунсфилда. Серое вещество более контрастно по сравнению с белым. При изменении структуры, различных заболеваниях плотность серого и белого вещества и различных структур сравнивается и проводится ее оценка.

Функциональная магнитно-резонансная визуализация (ФМРВ).

Новый и перспективный метод визуализации, он дает возможность изучать метаболизм, кровоток, структуру мозга. Его разрешающая возможность превосходит показатели у других методик нейровизуализации. Используется как метод изучения «функциональной архитектуры» мозга. Суть ФМРВ — регистрации изменения электромагнитного сигнала от элементов различных областей мозга при его активации сенсорными, когнитивными и фармакологическими стимулами. Превосходит по информативности ПЭТ, в ФМРВ отсутствует радиационное воздействие. ФMPT на основе BOLD-контраста («blood-oxygenation-level-dependent contrast» – контраст, зависящий от степени насыщения крови кислородом) относительно новый способ визуализации. Появляется возможность исследовать функционирование коры головного мозга, провести картирование функционально-специализированных зон, моторной, сенсорной коры, зон речи Брока и Вернике. Метод базируется на фиксации региональных гемодинамических изменениях, происходящих во время активации коры головного мозга в ответ на стимуляцию (чередование фаз двигательной, мыслительной или иной активности пациента и покоя).

Сопоставление карт активации и стандартных томограмм исследуемой области позволяет анализировать структурно-функциональные взаимосвязи. Перспективно использование локализации моторной, речевой коры с помощью ФМРТ в нейрохирургии с целью планирования минимально-инвазивных операций с максимальным сохранением функций коры головного мозга.

Также исследованием высших нервных функций занимаются неврологи, психиатры. Они оценивают функции сознания при сборе анамнеза, оценивается активация и содержание сознания. Уровень сознания исследуется по степени бодрствования, наличию и сохранности реакции на внешние стимулы. Выделяют ясное сознание (нормальный уровень сознания), угнетенное состояние (выключение) сознания, состояние помрачения сознания. Сознание ясное, если пациент бодрствует, глаза открыты, внимание концентрируется на определенной задаче, понимает вопросы и адекватно отвечает, полностью ориентирован в собственной личности в окружающей ситуации, в месте и во времени. Синдромы угнетения сознания — оглушение, сопор, кома.

7 стр., 3416 слов

Мозг. Сознание. Бессознание

Какие же факты неопровержимо доказывают, что именно мозг есть орган сознания, а сознание - функция человеческого мозга? Исходя из сказанного выше, мы и попытаемся в дальнейшем рассмотреть выбранную к ... связей при решении задачи изменяется: связи начинают сходиться к определенным полям коры, которые были обозначены как фокусы взаимодействия. При этом их топография различается в зависимости от ...

Оценка мышления, способность сравнения, обобщения, абстрагирования, формирования суждений, планирования — «исполнительные» психические функции человека обеспечивают регулировку других областей психической деятельности, поведения. Различные нарушения исполнительных функций (импульсивность, ограниченность абстрактного мышления и др.) в мягкой форме возможны у здоровых лиц, основное значение придается не определению типа расстройств исполнительных функций, а их выраженности. В неврологии применяются простые тесты для оценки исполнительных функций. Пациентам предоставляют известные метафоры, поговорки «золотые руки», «тише едешь — дальше будешь», найти сходство и различия между объектами (яблоко и апельсин, лошадь и собака, река и канал и т.д.) и предлагают объяснить их смысл.

Вывод –

Сознание характеризуется как высший уровень деятельности головного мозга, отвечающий за восприятие человеком окружающей действительности, а также самого себя. За него отвечают различные структуры: холинергические ядра верхнего отдела ствола мозга и базального отдела переднего мозга, норадренергические ядра, голубое пятно, гистаминергические проекции от заднего гипоталамуса, дофаминергические и серотонинергические пути, начинающиеся в стволе мозга. При различных активациях и действиях образуются нейронные связи между разными участками коры головного мозга, что обеспечивает наличие сознания.