Основные подходы к проблеме локализации ВПФ в истории становления нейропсихологии как науки.

Проблема соотношения психики и мозга принадлежит к числу важнейших проблем естествознания. Долгое время мозг считался своеобразным "черным ящиком", а в сознании большинства людей принципиальное различие между душой и телом было незыблемо. Но постепенно мозг стали рассматривать как материальный субстрат психики, имеющий сложную организацию. Первые попытки представить психические процессы как функции определенных участков мозга предпринимались еще в средние века, когда философы и натуралисты считали возможным поместить такие функции, как воображение, мышление и память, в три мозговых желудочка. Но истинное исследование проблемы взаимосвязи мозга и психических функций началось в XIX в., и в настоящее время можно выделить четыре основных подхода, сложившихся в науке, которые по-разному отвечали на главный вопрос: как же связаны психические функции с мозгом. Это узкий локализационизм (или психоморфологическая концепция), антилокализационизм (или концепция эквипотенциальности), эклектическая концепция и теория системной динамической локализации высших психических функций (ВПФ).

Появление узкого локализационизма связывают с именем известного австрийского анатома Фрэнсиса Галля (1758- 1828). Ф. Галль считал, что существуют определенные соотношения между особенностями психического склада людей и формой их черепа. Эту зависимость он объяснял различиями в интенсивности роста разных областей коры.

Сотрудник Галля Шпурцхейм распространял данные идеи под названием "френология" и добился их широкого признания. В первой четверти XIX в. френология была популярна не меньше, чем сто лет спустя - психоанализ.

По сути это была первая попытка привязать конкретную функцию к строго ограниченному участку мозга, но, к сожалению, теория не опиралась на серьезные исследования и подверглась обоснованной критике. Разработанные Ф. Галлем френологические карты (1818) очень скоро были забыты. И в течение длительного периода идея связи отдельной функции с конкретным участком мозга считалась ошибочной.

Но коренной перелом в исследовании мозга наступил в 1861 г., когда французский анатом Поль Брока описал больного с грубым нарушением моторной речи (больной не мог произнести ни одного слова при полной сохранности движений губ, языка и гортани). Сделав после смерти больного вскрытие, Брока предположил, что этот дефект был вызван опухолью в задней трети нижней лобной извилины левого полушария. Таким образом впервые клинически была доказана связь психической функции с определенным участком мозга. В 1873 г. немецкий психиатр Карл Вернике описал случай, когда поражение другого участка мозга (задней трети верхней височной извилины левого полушария) вызывало четкую картину нарушения понимания слышимой речи. В эти же годы были найдены "центр понятий", "центр письма", "центры ориентировки в пространстве". Узкий локализационизм стал наиболее популярным направлением в науке о мозге. Одна из наиболее серьезных попыток узкой локализации психических функций была предпринята немецким психиатром К. Клейстом в 1934 г. На материале черепно-мозговых ранений времен первой мировой войны он составил карту локализации психических функций.

Е.Д. Хомская выделяет основные положения узкого локализационизма:

- функция рассматривалась как неразложимая на компоненты психическая способность, которая соотносится с определенным участком мозга;

- мозг, в свою очередь, представляет собой совокупность различных "центров", каждый из которых целиком заведует определенной функцией;

- под локализацией понималось непосредственное наложение психического на морфологическое.

Но, к сожалению, представители данного подхода не могли объяснить хорошо известные клинические факты: почему при поражении отдельных участков мозга могли нарушаться одновременно несколько психических функций и почему одна и та же функция страдала при поражении разных участков.

В противовес локализационизму появился антилокализационизм (эквипотенциальная концепция). Наиболее яркими представителями данного направления были физиологи М. Флуранц, К. Гольдштейн, Гольц, К. Лешли и психологи Вюрцбургской школы. Мишель Флуранц утверждал, что мозг неразделим на отдельные части, кора однородна и равноценна, как любая железа, например, печень. И мозг продуцирует психику так же, как печень - желчь. Результаты, полученные Флуранцом, противоречили опытам френологов. Он обнаружил, что частичное разрушение коры не влияет на поведение и что надо удалить весь конечный мозг, чтобы нарушить такие высшие психические процессы, как восприятие и регуляция произвольных движений. Исследования М. Флуранца продолжил К. Лешли, английский невролог, доказавший своими знаменитыми экспериментами на крысах, что степень нарушения психических функций зависит не от локализации очага поражения, а от массы пораженного мозга. Или, другими словами, нарушение функции не зависит от места повреждения ("закон эквипотенциальности"), но пропорционально величине повреждения ("закон действия массы").

Эклектическая концепция Гольдштейна, Хэда и др. исследователей предполагала существование разных механизмов мозговой организации для разных ВПФ - в отношении одних, вероятно, работают механизмы узкой локализации, по отношению же к другим функциям мозг эквипотенциален.

Опираясь на работы Е.Д. Хомской, можно обозначить основные методологические положения антилокализационистов:

- психическая функция есть неразложимая на компоненты психическая способность;

- локализация функции представляет собой непосредственное соотнесение психического и морфологического;

- мозг - это однородное целое, равноценное и равнозначное для всех психических функций во всех своих отделах;

- психическая функция равномерно связана со всем мозгом.

К сожалению, ни одно из рассмотренных направлений исследования не позволяло выявить подлинные механизмы психической деятельности человека. Для решения этой задачи необходимо было пересмотреть методологическую основу изучения взаимосвязи психических функций и мозга. Итогом стало появление теории системной динамической локализации психических функций А.Р. Лурия.

Данная концепция основана на понимании психических явлений как системных качеств физиологических функций. Основополагающим является принцип динамической организации психических функций, сформулированный И.П. Павловым и развитый А.Р. Лурия и Л.С. Выготским. И.П. Павлов выделил в коре больших полушарий "ядерные зоны анализаторов" и "рассеянную периферию" и совместно с А.А. Ухтомским сформулировал принцип динамической локализации функций как сложного взаимодействия возбудительного и тормозного процессов на различных элементах системы анализатора, благодаря чему создается ответная деятельность организма. Причем А.А. Ухтомский придавал большое значение временным показателям работы разных элементов, входящих в динамическую систему. Эти идеи нашли подтверждение в работах Н.П. Бехтеревой и ее коллег. Проведенные ими исследования показали, что любая сложная психическая деятельность обеспечивается работой сложных констелляций мозговых зон, составляющих звенья единой системы. Некоторые из этих звеньев являются "жесткими", т. е. принимают постоянное участие в реализации психических функций, другие - "гибкими", которые включаются в работу лишь при определенных условиях. "Гибкие" звенья системы составляют подвижный динамический аппарат, благодаря которому достигается изменчивость функций.

А.Р. Лурия и Л.С. Выготский пересмотрели такие понятия, как "функция", "локализация" и "симптом". Центральное для нейропсихологии понятие "высшие психические функции" было введено Л.С. Выготским, а затем подробно разработано А.Р. Лурия. "Под высшими психическими функциями (ВПФ) понимаются сложные формы сознательной психической деятельности, осуществляемые на основе соответствующих мотивов, регулируемые соответствующими целями и программами и подчиняющиеся всем закономерностям психической деятельности".

Понимание функции как функциональной системы основывается, во-первых, на представлении о подвижности входящих в ее состав частей (наличие постоянной задачи, осуществляемой с помощью меняющихся средств) и во-вторых, на том, что сложный состав функциональной системы всегда включает целый набор афферентных (настраивающих) и эфферентных (осуществляющих) компонентов.

С этой точки зрения локализация ВПФ представляет собой системный процесс на основе многокомпонентного состава функциональной системы. ВПФ, как сложные функциональные системы, должны охватывать сложные системы совместно работающих зон мозга, каждая из которых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов.

Системное представление о локализации ВПФ отличается следующими особенностями:

- ВПФ имеют опосредованный характер (опираются на исторически сложившиеся вспомогательные внешние средства, которые оказываются существенными факторами установления функциональной связи между отдельными участками мозга, объединяющимися в единую функциональную систему);

- локализация ВПФ не является устойчивой, меняясь как в процессе развития ребенка, так и на последовательных этапах упражнения.

Опираясь на пересмотренные понятия "функция" и "локализация", А.Р. Лурия и Л.С. Выготский сформулировали концепцию системной динамической локализации ВПФ, согласно которой любая психическая деятельность человека является сложной функциональной системой, обеспечиваемой целым комплексом совместно работающих аппаратов мозга. Эти функциональные системы формируются в онтогенезе и могут динамически перестраиваться в зависимости от конкретной задачи. Они имеют двойной принцип строения - вертикальный и горизонтальный. Таким образом, психическая функция любой степени сложности осуществляется при участии целого ряда корковых зон, подкорки, активизирующей системы мозга и, следовательно, не может быть локализована в каком-то одном участке коры. Один и тот же аппарат может перестраиваться для обеспечения разных видов деятельности. Е.Д. Хомская подчеркивает, что ВПФ обеспечиваются мозгом как целым, но это целое состоит из высокодифференцированных разделов, систем, каждая из которых вносит свой вклад в реализацию функции.

Пересмотр понятия "симптом" позволил А.Р. Лурия разработать основной метод нейропсихологии - метод синдромного анализа. Под симптомом традиционно понимали признак нарушения функции. Узкие локализационисты полагали, что нарушение функции, наступающее в результате разрушения определенного участка мозга, является прямым доказательством того, что данная функция локализована в разрушенном участке мозга. Если же рассматривать функцию как сложную функциональную систему, в организации которой принимают участие разные отделы мозга, то поражение любого из них приводит к нарушению функции в целом. Следовательно, "симптом" еще ничего не говорит о ее локализации. Поэтому А.Р. Лурия счел возможным перейти от симптомного анализа к синдромному. Под синдромом (от греч. syndrome - скопление, стечение) понимают совокупность симптомов или симптомокопмлекс. Синдромный анализ предполагает с одной стороны, сопоставление всех симптомов, возникших в результате одного, строго ограниченного очага поражения мозга, а с другой - тщательный анализ нарушений данной функциональной системы при различных по локализации очагах поражения. При разработке синдромного анализа А.Р. Лурия опирался на принцип двойной диссоциации Тэйбера, согласно которому любой ограниченный корковый очаг поражения нарушает протекание одних психических процессов, оставляя в сохранности другие. Тщательный нейропсихологический анализ синдрома и двойной диссоциации, возникающих при локальных поражениях мозга, позволяет приблизиться к структурному анализу самих психических процессов.

Подводя итог, можно выделитьосновные положения теории системной динамической локализации высших психических функций:

- каждая психическая функция представляет собой сложную функциональную систему и обеспечивается мозгом как единым целым. При этом различные мозговые структуры вносят свой специфический вклад в реализацию этой функции;

- различные элементы функциональной системы могут находиться в достаточно удаленных друг от друга участках мозга и при необходимости замещают друг друга;

- при повреждении определенного участка мозга возникает "первичный" дефект - нарушение определенного физиологического принципа работы, свойственного данной мозговой структуре;

- как результат поражения общего звена, входящего в разные функциональные системы, могут возникать "вторичные" дефекты.

В настоящее время теория системной динамической локализации высших психических функций является основной теорией, объясняющей взаимосвязь психики и мозга.

Структурно-функциональные принципы работы мозга. Еще в начале XIX в. Ф. Галль обнаружил, что головной мозг неоднороден и состоит из серого (клетки коры и подкорки) и белого (проводящие волокна) вещества, но не уделил должного внимания этому факту. Лишь в 1863 г. киевский физиолог Бец выделил гигантские пирамидные клетки, связанные с мышцами, и мелкозернистые клетки, связанные с органами чувств. Было показано, что клетки мозга имеют разное строение и выполняют разные функции.

Кора головного мозга представляет собой поверхностный слой, покрывающий полушария головного мозга и образованный преимущественно вертикально ориентированными нервными клетками, их отростками, пучками афферентных и эфферентных нервных волокон и клеток нейроглии. Постепенно было выяснено основное строение новой коры больших полушарий, состоящей из шести слоев клеток (по некоторым данным семи), различающихся по ширине, плотности расположения, форме, размерам составляющих их нервных клеток.

Шестой слой (афферентный) состоит из мелкозернистых клеток, связан с органами чувств. Пятый слой (эфферентный) включает в себя гигантские пирамидные клетки, генерирующие импульсы к мышцам. В четвертый слой коры приходят волокна, несущие импульсы, возникающие в периферических рецепторах. Эти три слоя образуют первичные или проекционные зоны коры. Поверхность полушарий изрезана глубокими щелями и бороздами, которые разделяют ее на доли: лобную, теменную, затылочную, височную. Соответственно выделяют теменную (общечувствительную), затылочную (зрительную), височную (слуховую) первичные зоны коры. Их основная функция - прием и анализ возбуждения, поступающего от периферических рецепторов. Нормальный доношенный ребенок рождается с уже сформированными первичными зонами коры больших полушарий.

Над каждой первичной зоной коры надстраивается система вторичных зон, в которых преобладают более сложные по своему строению второй и третий слои коры. Они состоят из клеток с короткими аксонами, поэтому возбуждение не выходит за их пределы, а циркулирует внутри слоя, обеспечивая таким образом ассоциативные функции, т. е. способность к установлению ассоциаций (синтезу возбуждения). Третий слой состоит из мелкозернистых клеток с короткими аксонами, а второй - из пирамидных клеток с короткими аксонами. Вторичные или проекционно-ассоциативные зоны коры обеспечивают функцию синтеза возбуждения. Выделяют вторичные теменные (общечувствительные), затылочные (зрительные) и височные (слуховые) зоны коры. Вторичные зоны созревают к 2-3 годам.

На границах между корковыми представительствами отдельных чувствительных зон коры больших полушарий расположены клетки первого слоя (клетки с короткими аксонами). Этот слой образует третичные или ассоциативные зоны коры, основной функцией которых является вторичный синтез возбуждения. В коре головного мозга можно выделить две группы третичных зон: задняя или височно-теменно-затылочная (расположена на стыке затылочной, височной и теменной зон) и передняя (находится кпереди от двигательной зоны коры и надстраивается над двигательными отделами коры головного мозга). Третичные зоны коры обеспечивают совместную работу корковых звеньев отдельных анализаторов - наиболее сложные интегративные функции коры головного мозга. Задние третичные зоны созревают, как правило, к 6-7 годам, а передние - к 14-15 годам.

Все эти системы мозга работают в тесном взаимодействии друг с другом. А.Р. Лурия подчеркивает, что отдельные слои коры неравномерно распределены в топографически различных участках коры головного мозга. Число исходных типов нервных клеток невелико, однако характер объединения нейронов, их связи друг с другом, их расположение позволяет формировать бесчисленное количество вариантов связей.

Любая концепция раскрывается через ряд принципов (от лат. principium - основание), в том числе и концепция взаимосвязи мозга и психики. В работах А.Р. Лурия, Е.Д. Хомской, О.С. Адрианова, Л.С. Цветковой, Н.П. Бехтеревой и других суммируются основные принципы строения и работы мозга. Благодаря этим исследователям в мозговой организации можно выявить как общие принципы строения и функционирования, характерные для всех макросистем, так и динамически изменяющиеся индивидуальные особенности этих систем.

А.Р. Лурия выделяет следующие принципы эволюции и строения мозга как органа психики:

- принцип эволюционного развития, заключающийся в том, что на различных этапах эволюции отношения организма со средой и его поведение регулировались различными аппаратами нервной системы и, следовательно, мозг человека представляет собой продукт длительного эволюционного развития;

- принцип сохранности древних структур, предполагающий, что прежние аппараты мозга сохраняются, уступая ведущее место новым образованиям и приобретая новую роль. Они все больше становятся аппаратами, обеспечивающими фон поведения;

- принцип вертикального строения функциональных систем мозга, означающий, что каждая форма поведения обеспечивается совместной работой разных уровней нервного аппарата, связанных между собой как восходящими, так и нисходящими связями, превращающими мозг в саморегулирующуюся систему;

- принцип иерархического взаимодействия разных систем мозга, согласно которому возбуждение, возникающее в периферических органах чувств, сначала приходит в первичные (проекционные) зоны, затем распространяется на вторичные зоны коры, которые играют интегрирующую роль, объединяя соматотопические проекции возникших на периферии возбуждений в сложные функциональные системы. Данный принцип по сути обеспечивает интегративную деятельность мозга;

- принцип соматотопической организации первичных зон мозговой коры, по которому каждому участку тела соответствуют строго определенные пункты коры больших полушарий (точка в точку);

- принцип функциональной организации коры, отражающий взаимосвязь роли функции и ее проекции в коре больших полушарий мозга: чем большее значение имеет та или иная функциональная система, тем большую площадь занимает ее проекция в первичных отделах коры головного мозга. Иллюстрацией данного принципа являются известные схемы Пенфилда;

- принцип прогрессивной кортиколизации, суть которого в том, что чем выше на эволюционной лестнице стоит животное, тем в большей степени его поведение регулируется корой и тем больше возрастает дифференцированный характер этих регуляций. Кроме того, А.Р. Лурия указывал, что и формирование психической деятельности человека идет от более простых к более сложным, опосредованным формам.

О.С. Адрианов, дополняя и развивая науку о мозге, сформулировал два принципа:

- принцип многоуровневого взаимодействия вертикально организованных путей проведения возбуждения, что дает возможности для различных типов переработки афферентных сигналов;

- принцип иерархического соподчинения различных систем мозга, благодаря которому уменьшается число степеней свободы каждой системы и становится возможным управление одного уровня иерархии другим.

Е.Д. Хомская, опираясь на современные представления об основных принципах организации мозга как субстрата психики, обосновывает два основных принципа теории локализации высших психических функций:

- принцип системной локализации функций (каждая психическая функция опирается на сложные взаимосвязанные структурно-функциональные системы мозга);

- принцип динамической локализации функций (каждая психическая функция имеет динамическую, изменчивую мозговую организацию, различную у разных людей и в разные возрасты их жизни).