Книга: Коснуться невидимого, услышать неслышимое

Регуляция и контроль сенсорных сигналов

Регуляция и контроль сенсорных сигналов

Как уже отмечалось, в соответствии со специализацией и разрешающей способностью органов чувств человек и животные воспринимают лишь небольшую часть информации из внешнего мира. Но на самом деле даже из этой небольшой части теоретически воспринимаемой информации каждый конкретный индивид получает только ее ничтожную долю. Эта доля зависит от перцептивного обучения, предшествовавшего опыта, отраженного в памяти субъекта, и обязательно от избирательного внимания. Собственно внимание всегда является избирательным, ибо «внимания вообще» не существует. Каждому хорошо известно, что практически невозможно слышать два разных по смыслу разговора одновременно, можно лишь переключать внимание с одного на другой, невозможно рассматривать две картины и т. д.

Простейший подход к представлению о внимании состоит в том, что оно рассматривается как некий переключатель, пропускающий одни сигналы и блокирующий другие. Такой переключатель соотносится, естественно, с деятельностью высших уровней системы обработки информации в головном мозге и регулируется конкретными инструкциями или биологическими задачами организма. Психологические опыты свидетельствуют о том, что при отсутствии инструкции испытуемые замечают физические характеристики звуковых сигналов, но не интерпретируют их. Механизм отбора отделяет, вероятно, существенный материал от несущественного на основании физических параметров звукового потока в соответствии с целью прослушивания. Затем срабатывает «переключатель», пропускающий для интерпретации только важные для данной ситуации сигналы. Поскольку большая часть поступающей на вход сенсорной системы информации передается в мозг, необходимо допустить, что этот переключатель работает не по принципу «да—нет», а по принципу «больше—меньше».

Нейрофизиологические механизмы процесса внимания изучены мало, и в этой проблеме больше вопросов, чем ответов. В экспериментальных работах наиболее широко представлены подходы лишь к изучению тех процессов в сенсорных системах, которые связаны с включением систем обратной связи, с регуляцией поступления входных сигналов в центральную нервную систему, а также обусловлены влиянием раздражения различных участков головного мозга на активность специфических путей и центров сенсорных систем.

Обратная связь — одна из основных особенностей организации биологических систем. Механизмы саморегуляции и самоконтроля, в основе которых лежит деятельность систем обратной связи, преодолевают внутренние шумы, повышают степень надежности и функциональные возможности биологических сенсорных систем. Функции регуляции и контроля различных процессов, протекающих в мозге, осуществляются силами самого мозга, и негативный обратный контроль на каждом уровне является наиболее важным механизмом в сенсорных информационных процессах.

Регуляция и контроль информации, передаваемой по ходу сенсорных систем, осуществляется множеством путей, идущих от центральных отделов мозга к более периферическим. Одним из мощнейших и наиболее хорошо изученных путей является так называемая эфферентная сенсорная система, обеспечивающая влияние высших отделов слухового пути на нижележащие. Обычно электрическое раздражение волокон эфферентной системы вызывает торможение импульсации в восходящем пути. Именно поэтому нисходящая система обычно рассматривается как тормозная, суживающая или расширяющая путь прохождения афферентной информации в вышележащие центры. Ход эфферентной системы в основном идентифицирован. Ее центры расположены территориально очень близко к центрам восходящей системы, но эти две системы в одних и тех же клетках или волокнах всегда обособлены.

Помимо параллельных путей, полностью повторяющих расположение восходящей сенсорной системы, известны «кольцевые» системы обратной афферентации, центры которой располагаются в мультимодальных зонах мозга. Деятельность таких систем является предпосылкой интермодальной регуляции и взаимодействия специфических сенсорных систем.

Существуют и другие системы обратной связи. В частности, это системы сенсомоторной координации. Например, известны обратные связи от ядер V и VII пар черепномозговых нервов к костно-мышечному аппарату среднего уха, причем активация таких связей приводит к резкому уменьшению входного акустического потока за счет регуляции деятельности структур среднего уха. Активность этой системы контроля слухового входа координируется также и тактильными раздражителями.

Регулирующее действие на слуховой вход оказывают также те зоны мозга, которые управляют двигательной активностью звукопродуцирующего аппарата животных — их вокализацией. Подобная регуляция осуществляется в период звукопродукции и обусловлена определенными формами акустического поведения. Подобные системы контроля, связанные с центрами сенсомоторной координации, известны и для других сенсорных систем, в частности для зрительной и соматосенсорной.

Наконец, существует «ретикулярная» система регуляции, активные зоны которой расположены в сетевидной субстанции, или так называемой ретикулярной формации мозга.

Несмотря на то что ход ряда эфферентных и регуляторных систем мозга анатомически идентифицирован и установлена их регулирующая функция в условиях электрического раздражения, роль этих систем в поведении и нормальном функционировании мозга неизвестна. Одно из наиболее широко распространенных предположений состоит в том, что системы обратной афферентации обеспечивают избирательность внимания посредством контроля и блокирования информации в различных отделах сенсорных систем. Как и где осуществляется это блокирование, экспериментально не показано. Какие именно системы эфферентного контроля участвуют в процессах организации внимания, также до настоящего времени неизвестно.

Некоторые данные, полученные в экспериментах, проведенных с помощью испытуемых, позволяют судить о функциональной связи различных систем — сенсорной афферентной и системы контроля. В качестве примера можно привести тот факт, что нарушение обратной связи контроля звуков, поступающих в ухо, немедленно нарушает речь и приводит к искажению мелодии исполняемой человеком песни. Это явление используется как тест для выявления симуляции глухоты. Если говорящий или поющий человек слышит собственные звуки не сразу, как это бывает в обыденной жизни, а через наушники с некоторой задержкой во времени, то у него меняется произношение и появляются ошибки. Если задержка увеличивается, то человек вообще не может говорить или воспроизвести мелодию. Только при истинной глухоте качество речи не зависит от задержки во времени ее восприятия слуховой системой.

Несмотря на огромное значение для организации процесса восприятия такого мощнейшего психологического фактора, как внимание, физиологи и психологи стали исследовать его лишь последние 20—25 лет. Наиболее широко распространенное представление о внимании как о способе отфильтровывать информацию на протяжении ряда лет подвергается пересмотру как с позиций нейрофизиологии, так и психологии. В одной из первых работ, посвященных электрофизиологическим исследованиям внимания, Р. Эрнандес-Пеон и сотрудники (1956 г.) писали, что электрические реакции слухового нерва кошки на звуковые щелчки ослабляются, если кошке показать мышь. Вот, казалось бы, и демонстрация блокирующего действия внимания на афферентную входную импульсацию. В дальнейшем, однако, результаты этих работ и их интерпретация подверглись серьезным сомнениям, подробно изложенным в работе Ф. Уордена, опубликованной в книге «Нейрофизиологические механизмы внимания» (1979 г.). Интересно отметить, что когда в 1971 г. в слуховом нерве человека в результате сдвига внимания не было обнаружено изменений электрической активности на звук, а позже этот результат был многократно подтвержден, то прямолинейное и однозначное толкование первоначальных результатов было пересмотрено. Несколько формальный подход к вниманию как фильтру входной информации получил самые различные теоретические толкования.

Из соображений, в основе которых лежит чисто биологический подход к проблеме отсечения или фильтрации части входной информации, представляется, что не должно быть таких процессов или механизмов, функция которых состояла бы в том, чтобы отклонять какой-либо стимул. Прецептивное научение и отбор — это позитивный процесс, в первую очередь определяемый выбором. В основе выбора — биологическая потребность, доминирующая мотивация, обученность (навык), инструкция. В изучении внимания при экспериментальных подходах, реализуемых с участием испытуемых, особую роль играет инструкция. Различные экспериментальные процедуры позволили показать, что даже при узко сфокусированном внимании периферическая сенсорная информация не блокируется — она поступает в центральные отделы, где не теряется, а оценивается с точки зрения ее адаптационного значения.

В качестве примера рассмотрим следующую экспериментальную ситуацию. Записанные на магнитную ленту два текста одновременно подаются испытуемому на разные уши с одинаковой громкостью. Предварительно дается инструкция о том, какой текст испытуемый должен слушать. Для проверки правильности исполнения инструкции испытуемый повторяет нужное сообщение по мере его поступления в ухо. Испытуемые легко выделяют нужное сообщение, полностью игнорируя другое, поступающее на противоположное ухо. Человек как будто не слышит второе, «ненужное» сообщение. Но если в тексте «ненужного» сообщения появляются слова, имеющие непосредственное отношение к испытуемому, типа его имени, обращения или важного эмоционального, особенно аффективного содержания, то испытуемый оценит также не только эти слова, но и в ряде случаев смысл второго сообщения.

Много остроумных экспериментов, показывающих, что акустический поток может в определенных условиях «не слышаться», но достигать высших центров мозга, было проведено за последнее десятилетие. Следует, однако, признать, что психологические интерпретации проблем, связанных с процессами и механизмами внимания, хотя и многочисленны, но в ряде случаев противоречивы. Нейрофизиологические аспекты этого вопроса пока еще не нашли должной экспериментальной и теоретической разработки.