Основные достижения физиологии нервной системы, органов чувств и мозга (XIX в.)

Большое значение для становления экспериментального метода в психологии имели достижения физиологов, изучавших работу органов чувств и нервной системы. Прежде всего, речь идет о разработке анатомо-морфологической модели рефлекса, наполнившей достаточно умозрительные концепции Декарта и Гартли реальным содержанием.

Новую эпоху в развитии знаний о рефлексе открыли работы чешского анатома, психофизиолога и врача И. Прохазки. Он ввел понятие об «общем чувствилище», которое является важнейшей частью рефлекторной системы; это область головного мозга, где берут свое начало нервы, при раздражении которых происходит переход от ощущения к двигательному ответу организма на внешний импульс. Тем самым впервые получила четкое, не умозрительное, но проверенное физиологическими опытами, описание схема рефлекторного акта.

Располагая большим экспериментальным материалом, Прохазка настаивал на том, что не только головной, но и спинной мозг участвует в организации поведения, но его элементарных форм, своего рода автоматизмов, которые, однако, также действуют не чисто механически, а в соответствии с биологической потребностью организма.

Изучение рефлекторной системы было продолжено в работах английского анатома и физиолога Ч. Белла и французского ученого Ф. Мажанди. Прежде считалось, что внешние впечатления передаются в нервные центры и вызывают двигательную реакцию посредством одного и того же нервного ствола. Опираясь на анатомические опыты, Белл в своей работе «О новой анатомии мозга» (1811) доказал, что этот ствол состоит из двух различных нервных структур и представляет собой их связку, в которой следует выделить волокна, идущие от корешков через спинной мозг к волокнам, приводящим в действие мышечный аппарат. Тем самым определялась модель рефлекса как своего рода автомата, состоящего из трех блоков: центростремительного, центрального и центробежного. Эта анатомо-морфологическая модель работы центральной нервной системы была названа законом Белла-Мажанди. Белл сделал и ряд других важных открытий в психофизиологии. Среди них особо следует выделить его представление, согласно которому рефлекторная реакция не обрывается на движении мышц, но передает информацию о том, что произошло с мышцей, обратно в нервные центры (головной мозг). Тем самым впервые была сформулирована идея обратной связи как основы саморегуляции поведения организма. Белл проиллюстрировал работу этой модели на данных о движении глазных мышц. Опираясь на тщательно выверенные данные экспериментов по изучению функций зрительного аппарата как органа, в котором сенсорные эффекты и двигательная активность нераздельны, Белл доказал зависимость психического образа от анатомо-физиологического устройства, работающего по принципу рефлекса. Выдвинутая Беллом идея «нервного круга», соединяющего мозг с мышцей, была замечательной догадкой о рефлекторной природе чувственного познания, которая впоследствии подтвердилась в исследованиях других ученых.

Если Белл развивал рефлекторную теорию восприятия, то в работах другого известного физиолога И. Мюллера - выдвигалась прямо противоположная идея - о рецепторном характере восприятия. Мюллер создал в Берлинском университете самую крупную в прошлом столетии научную школу по изучению физиологических проблем, в том числе и физиологии органов чувств.

Исследованиям физиологии восприятия были посвящены и работы чешского физиолога Я. Пуркине. Обладая удивительным даром анализа субъективных феноменов, в особенности в сфере зрительного восприятия, он сделал ряд открытий, которые дали в дальнейшем основания назвать эти феномены его именем. К ним относятся, в частности, так называемые «фигуры Пуркине» (видение теней кровеносных сосудов сетчатки), «образы Пуркине» (отражения от роговицы и поверхности хрусталика), «феномены Пуркине» (изменение светло-синего и красного цветов при сумеречном зрении). Пуркине также описал, как изменяются цвета ощущаемого раздражителя при движении в направлении от центра к сетчатке.

К этим феноменам Пуркине обратился под впечатлением учения о цветах, созданного известным поэтом И. Гёте, занимавшимся также естественно-научными изысканиями. В работах Гёте ставилась задача воспроизвести богатство цветовой гаммы, которую в действительности непосредственно переживает субъект.

По мнению Пуркине, организм наделен особой психической формой, которую он называл «общим чувством». Она является своего рода стволом, от которого ответвляются многообразные ощущения. Это либо ощущения, которые отражают жизнь тела (удовольствие, голод, боль и др.), либо свойства внешних предметов.

Частично идея о влиянии мышления на работу органов чувств была исследована в трудах известного немецкого физиолога Г. Гельмгольца. Ему принадлежит ряд выдающихся открытий и теорий, которые фактически положили начало новой отрасли психологии - психофизиологии.

Гельмгольц был одним из авторов трансформации закона сохранения и превращения энергии к психологии, он впервые измерил скорость протекания физиологического процесса в нервном волокне (она считалась огромной и недоступной изучению) с помощью изобретенного им прибора - кинографа, позволяющего записывать реакцию на вращающемся барабане. Раздражая участки нерва, отстоящие от мышцы на различном расстоянии, он определял скорость распространения импульса: она оказалась сравнительно небольшой - порядка нескольких десятков метров в секунду. Эти результаты стали исходными для психологических экспериментов, связанных с исследованием времени реакции.

Еще большее значение для психологии имеют работы Гельмгольца, относящиеся к экспериментальному изучению деятельности органов чувств. Важно, что в этих экспериментах он использовал и методы математической обработки данных. Гельмгольц считал, что ощущение возникает в результате высвобождения энергии при раздражении нерва каким-нибудь внешним сигналом.

Попытка экспериментальной проверки данных френологии была предпринята в первой трети XIX в. французским физиологом Флурансом. Используя метод экстирпации (удаления) отдельных участков нервной системы, а в ряде случаев применяя воздействие наркотиков на нервные центры, он пришел к выводу, что основные психические процессы - восприятие, мышление, память - являются результатом работы головного мозга как целостной системы. Мозжечок координирует движения, с четверохолмием связано зрение, спинной мозг проводит по нервам возбуждение - и все они согласованно действуют, определяя психическую жизнь живого существа. Поэтому при удалении определенных участков коры их функция может быть восстановлена за счет работы других отделов мозга. Идея Флуранса о полной функциональной однородности мозга была опровергнута в ходе дальнейших исследований, однако в то время она сыграла важную роль как в преодолении влияния френологии, так и в стимулировании дальнейших исследований локализации мозговых функций.

В 60-х годах XIX в. голландский физиолог Ф. Дондерс (1818-1889) провел эксперименты по изучению скорости протекания психических процессов и начал измерять скорость реакции субъекта на воспринимаемые им объекты. Так были заложены основы психометрии. При этом измерялось время как простых, так и сложных реакций. Например, испытуемым предлагали дать как можно более быстрый двигательный ответ на определенный стимул либо как можно быстрее отреагировать на один из нескольких раздражителей, выбрать правильную двигательную реакцию в зависимости от стимула и т.д. Эти эксперименты, так же как изучение абсолютных и относительных порогов, стали главными в зарождающейся экспериментальной психологии.