2015-08-12
1992
| С некоторых пор, особенно с подачи талантливого нейрофизиолога Е.Соколова, стали говорить о детекторах нового в составе нейронных сетей мозга, которые являютсярецепторами ориентировочного рефлекса, проявляющегося при возникновении значимого нового в восприятии. Однако, в отличие от других рецепторных детекторов, распознающих специфические сочетания сигналов, поступающих от предыдущих слоев рецепторов, и способных образовывать специализированный нейрон - детектор, со своей функцией распознавания, детекторы конкретной новой ситуации принципиально не могут быть реализованы как распознаватели определенного сочетания признаков. Просто потому, что они - одноразовые: новая ситуация не повторяется. Детекторы конкретной новой ситуации - условная, реально не существующая функциональность, которая реализуется косвенно. Структура же и детектор, настроенный на реагирование в любой новой ситуации вообще (безотносительно ее конкретики), могут иметь такую функцию распознавания, используя определенные признаки, описанные далее. Эти признаки, как будет ясно, являются следствием естественной функциональности организации памяти мозга, и они достаточны для организации именно такой функции распознавания нового, которая своими основными свойствами наблюдается во всех внешних и структурных проявлениях ориентировочного рефлекса. Функциональность обобщенного детектора нового использует эффект прогнозирующего опережающего возбуждения, которое на шаг вперед подвозбуждает возможное развитие ситуации (слушая знакомый стишок или мелодию, вы знаете, что будет за каждым следующим словом или звуком), использует сигналы рецепторов, имеющих определенное положительное или отрицательное значение как результат жизненного опыта - сигналы системы значимости, и использует некую оценку о возможности каких-то вариантов поведения (или продолжения бездействия, что одно и то же), которые вполне удовлетворяют своими последствиями. В самом общем понимании, при наличии сигналов важности ситуации, если прежний опыт не подсказывает известного выхода (нет опережающих возбуждений), то появляется сигнал новизны ситуации. Это - не есть сигнал о том, что воспринято совершенно что-то новое и совершенно еще никак не известное (это - никакое не сравнение неких "матриц" памяти, о которых говорят некоторые авторы). Такое совершенно новое просто не может быть замечено (не распознается никак) и ускользает от идентификации. Нет, это значит, что в воспринятом присутствуют признаки, имеющие важное значение для организма, но в данной ситуации не обнаруживается достаточно уверенного варианта возможного поведения. Механизм образования детекторов нового прост. Т.к. в область распознавателей системы значимости идут отростки со всех уровней детекторов восприятия, то они автоматически играют роль детекторов нового потому, что первоначально напрямую проводят возбуждение, но когда появляется распознаватель уровнем чуть выше, то за счет его латерального торможения (которое характерно для всех колонок детекторов и играет роль усилителя контрастности возбуждения) этот сигнал гасится, что говорит об распознавании значения данного сигнала. Понимание ситуации, уверенность в своих возможных действиях - прямой результат того, есть или нет достаточный предшествующий жизненный опыт, - с одной стороны проявляется в виде опережающего возбуждения, с другой - памятью о возможных последствиях. Если нет никакого опережающего возбуждения, (подвозбуждения, затрагивающего оценку значимости результата реализации такого варианта), то сигнал на выходе функции распознавания новизны максимальный (т.е. есть только признаки важности ситуации, которые и будут проходить на выход со всей своей силой активности, что у простейших организмов реализуется как непосредственное реагирование назначимый раздражитель и привыкание к повторяющемуся, не новому). Если есть варианты, заканчивающиеся способами удовлетворительного преодоления ситуации, то сигнал новизны - минимальный (притормаживает признаки значимости), но не нулевой (во всем идентичных ситуаций не бывает), и нужен дополнительный пусковой стимул, т.е. то, что говорит о необходимости действовать, чтобы реализовалась программа наиболее предпочтительного из отработанных опытом поведения. Именно наличие опережающего возбуждения активизирует ту область памяти (подвозбуждает ее), которая содержит соответствующий опыт и дает воспоминание о его последствиях - степени удовлетворенности результатом возможного поведения (или бездействия), что формирует уверенность в ситуации (есть положительно заготовленные варианты реагирования). Во всех случаях сигнал новизны, при его достаточной значимости вызывает переключение фокусировки внимания на наблюдение за источником сигнала - "ориентировочный рефлекс", описанный Павловым. Эта реакция выработана как эволюционный механизм переключения внимания на более важное в воспринимаемом и, соответственно, долговременного запоминания ситуации - как нового опыта, который включает в себя использование перечисленных компонентов: новизны и значимости. Этот механизм прослеживается от самых простейших организмов в виде механизма привыкания к постоянно действующему значимому (для которого существует определенный поведенческий ответ) раздражителю, до более сложных реализаций, включающих использование жизненного опыта, в том числе осознаваемого. Другими словами, командный сигнал (уровень активности) для переключения каналов восприятия (внимание) исходящий из детекторов системы значимости, испытывает некое влияние от детекторов нового, т.е. модулируется. То значение сочетания силы (уровня активности) сигнала новизны и значимости, что удерживало внимание на предыдущем, должно быть меньше, чем новое сочетание для переключения внимания. Описанный механизм взаимосвязи новизны и значимости говорит о модулирующей функции, т.е. для сопоставлений активностей можно говорить о перемножении условной силы (уровня возбуждения, сопоставляемого с предшествующим) сигнала новизны на силу сигнала значимости. Отсюда вытекает формула управления вниманием: переключение внимания осуществляется тогда и туда, когда и где произведение новизны на значимость воспринятого, превысит произведение новизны на значимость предшествовавшего восприятия. Если в чистом поле, среди общей благодати и безмятежности вдруг раздастся резкий звук, то это вызовет сигнал новизны, сила которого будет завесить от того, насколько этот звук известен, то, что он может означать и то, насколько завершаются благополучным исходом возникающие в голове варианты поведения. В любом случае внимание будут переведено на наблюдение за местом, откуда звук раздался, вы повернете голову, может быть, вскочите на ноги: "ориентировочный рефлекс" сработал. При последующих повторениях звука, его все большей узнаваемости и уверенности в благополучном исходе во всех предвиденных случаях, новизна сигнала уменьшается до тех пор, пока внимание перестанет переключаться на него. |
Гиппокамп и ориентировочный рефлекс.
Огромный объем экспериментальных фактов накоплен в отношении связи гиппокампа с ориентировочным рефлексом. В вентральном гиппокампе найдены «нейроны новизны» двух типов: с возбуждающими и тормозными реакциями (Виноградова О.С., 1975). Они обнаруживают все свойства ориентировочного рефлекса — при повторении одного и того же стимула их реакция угасает, она может быть расторможена экстрараздражителем или длительной паузой в применении стимула либо изменением его параметров. Причастность гиппокампа к реакции новизны получила подтверждение и в поведенческих опытах с регистрацией гиппокам-пального тета-ритма. У крыс во время принюхивания, исследования обстановки тета-ритм усиливается, и исчезает параллельно с ослаблением ориентировочного рефлекса или ориентировочно-исследовательского поведения.
Угасание ориентировочного рефлекса.
По мере повторения нового стимула, вызывающего рефлекс, происходит ослабление, угасание рефлекса ориентировочного.
В зависимости от широты распространения возбуждения в системе нервной различаются генерализованная и локальная формы рефлекса ориентировочного. В зависимости от длительности выделяются долго длящийся — тонический, и быстро завершающийся — физический рефлекс ориентировочный. В ходе угасания генерализованный рефлекс ориентировочный сменяется локальным, тонический — физическим.
Физиологические механизмы внимания.
Физиологические механизмы внимания
Физиологической основой внимания является механизм взаимодействия основных нервных процессов (возбуждения и торможения) в коре головного мозга.
Как известно, по закону отрицательной индукции нервный процесс возбуждения в одних участках коры головного мозга вызывает процесс торможения в других участках коры, что создает такие условия, при которых устраняется влияние посторонних раздражителей на основной, рабочий участок и тем самым снижается общее напряжение организма. Торможение в одних участках коры усиливает очаг возбуждения в других участках, возбуждение достигает своей наибольшей, оптимальной величины и носит название оптимального очага возбуждения.
И. П. Павлов прибегает к образному сравнению для того, чтобы объяснить этот сложный процесс. «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».
Это «светлое пятно» соответствует оптимальному очагу возбуждения, а «затемненное» — участкам, находящимся в заторможенном состоянии. Очаг оптимального возбуждения коры головного мозга находится в состоянии движения и перемещения.
В участках коры головного мозга, находящихся в состоянии оптимального возбуждения, создаются наиболее благоприятные условия, обеспечивающие наилучшее протекание познавательной и творческой деятельности. Установлено, что наилучшее внимание в процессе мыслительной деятельности осуществляется успешно в обстановке, когда, помимо основного раздражителя (создающего оптимальный очаг возбуждения в коре), действуют еще и слабые побочные раздражители, которые обычно усиливают действие основного раздражителя. Это объясняется тем, что для создания рабочего оптимального очага возбуждения большой интенсивности действующий господствующий раздражитель оказывается недостаточным и усиление его идет через, добочные раздражители. И. М. Сеченов пришел к выводу, что полная тишина не повышает, а снижает эффект умственной работы, так как сосредоточить внимание на работе становится очень трудно.
Он приводит пример: в одной крупной библиотеке создали комнаты для научной работы; в эти комнаты не проникали никакие посторонние звуки извне, а звуки, возникающие в самой комнате, поглощались. Стояла полная тишина. В этих комнатах никто продуктивно работать не мог — постепенно у людей возникало сонливое состояние — торможение.
Экспериментальные исследования убеждают, что слабые побочные раздражители (стук метронома, тиканье настенных часов и др.) не снижают эффективности работы, а улучшают ее. Легкий шум, который доносится в комнату, шорохи листьев и другие слабые звуки не только не разрушают внимания, но иногда даже способствуют усилению его. Не способствуют улучшению внимания сильные раздражители или раздражители, вызывающие значительный интерес у человека (например, радио, телевизор, музыка). Интересно отметить, что сами учащиеся (особенно младшего школьного возраста) часто не осознают отрицательного влияния некоторых раздражителей на их учебную деятельность. Эти школьники уверяют, что внимательно занимаются и им не мешает радио, телевизор или музыка. Однако экспериментальные данные показывают, что в этих условиях значительно снижается качество (больше ошибок, поправок) и количество (число сделанных примеров и задач, написанных предложений) учебной работы учащихся. Особенно сильным раздражителем, отвлекающим внимание учащихся при подготовке домашних заданий, является телевизор. Поэтому надо соблюдать правило: пока школьник готовит уроки, телевизор в комнате должен быть выключен.
В коре головного мозга человека в любой момент имеется оптимальный очаг возбуждения (за исключением случаев полного сна); этим объясняется то, что человек всегда к чему-нибудь внимателен. Отсутствие внимания — это обычно не туда направленное внимание, не на ту деятельность, которой должен заниматься учащийся.
Ориентировочно-исследовательская деятельность.
