Сколько времени необходимо нервной системе, чтобы осознать какой‑либо относительно простой стимул, например звуковой сигнал, изображение геометрической фигуры, отдельной буквы, слова и т.п.? Для того чтобы произошло осознание стимула, нервные импульсы от рецепторов, т.е. воспринимающих окончаний соответствующего органа чувств, должны поступить в центральные отделы нервной системы – вплоть до коры больших полушарий, пройти там ряд последовательных этапов обработки, сличения стимула с его образом и словесным обозначением, хранящимся в памяти, в результате чего и происходит осознание. Это весьма сложный процесс последовательных преобразований входной информации, сличения ее с образами, запечатленными в результате прошлого опыта в головном мозге, принятия решения о соответствии ее конкретному образу. Так обеспечивается адекватное отражение явлений окружающей действительности в сознании человека. При этом восприятие не следует рассматривать как пассивный процесс, в котором поступающая информация, проходя ряд мозговых фильтров, проецируется на некий нейронный экран, где после сличения с хранящимися в памяти образами происходит ее опознание. Процесс восприятия имеет активный характер.
С помощью психофизиологических исследований было неоднократно показано, что восприятие внешнего объекта – это, как правило, результат процесса, в котором мозг контролирует поступающую информацию путем влияния «высших центров» через нисходящие связи на избирательное внимание и переработку сенсорных нервных импульсов в различных подкорковых структурах. До последнего времени проблема активного выбора сводилась физиологами и психологами к исследованию взаимоотношений поступающей информации и хранящихся в памяти зрительных образов. Исследователей интересовало выявление процессов, возникающих в высших корковых структурах головного мозга, которые регулируют – тормозят или облегчают – обработку поступающей информации на нижележащих уровнях в подкорковых структурах головного мозга и в проекционных корковых областях, куда непосредственно поступают зрительные, слуховые и другие сенсорные импульсы от воспринимающих нервных окончаний (рецепторов) соответствующих органов чувств. Таким способом с помощью механизма избирательного внимания осуществляется важнейшая мозговая функция – селекция стимулов, необходимая для отражения в сознании субъекта явлений окружающего мира, адекватных его потребностям в конкретной ситуации.
|
|
В последние несколько лет уже ставшая классической схема обработки сенсорной словесной или несловесной информации дополнена новой моделью, основные положения которой зародились после анализа результатов так называемого картирования головного мозга человека, позволяющего выявлять его активные участки при осуществлении определенной психической деятельности и судить таким образом об их участии в нем.
Согласно новой модели восприятия, в высших центрах лобной коры уже на самых ранних стадиях процесса восприятия происходят предварительный анализ поступающей информации, интерпретация ее на основе прошлого опыта субъекта и быстрая передача результатов этой обработки в нижележащие центры, принимающие участие в опознании данного стимула. Эти нисходящие от лобных корковых областей влияния могут облегчать пути восприятия объекта, убыстрять его опознание и делать таковое более надежным; в случае же, когда стимул не соответствует ситуации и сложившемуся контексту, наоборот, затруднять, ухудшать или искажать его восприятие. В естественных условиях контекст почти всегда так или иначе сказывается на процессах восприятия, что позволяет человеку правильно оценивать роль и место стимулов в многообразии окружающей действительности. Наглядным и банальным примером служат различия в восприятии значения одного и того же слова в зависимости от контекста фразы, ситуации и т.д.
|
|
Время, занимаемое многоступенчатым и сложным процессом обработки поступающей информации на разных уровнях центральной нервной системы, несколько огрубляя, можно обозначить как «время восприятия». Его пытаются измерить разными способами. Уже в 1899 г. известный немецкий психолог В. Вундт пришел к убеждению, что у человека накопление информации, необходимой для восприятия короткого зрительного стимула, не исчерпывается временем его экспозиции. Он использовал данные опытов, в которых предъявлялись две короткие вспышки света, каждая длительностью 40 мкс.
Чтобы они воспринимались как отдельные, пауза между ними должна быть не меньше 40‑50 мс. Позднее это представление о несоответствии времени реального действия стимула и времени, которое занимает процесс его восприятия, было экспериментально подтверждено в многочисленных опытах с так называемой обратной маскировкой. Понятие обратной маскировки обозначает повышение порога осознания сигнала (тестируемого) под влиянием второго, как правило, более сильного сигнала (маскирующего), предъявляемого через определенный промежуток времени после окончания экспозиции первого, тестируемого сигнала. Однако эффект обратной маскировки зависит не от величины паузы между стимулами, а от промежутка времени между началом действия первого стимула и началом действия второго. Именно этот интервал и составляет величину, которую с большой долей условности можно называть «временем восприятия».
|
|
В опытах по измерению данного показателя при восприятии изображений геометрических фигур или отдельных букв «время восприятия» обычно составляет в среднем 100 мс, хотя эта величина колеблется в ту и другую сторону в зависимости от ряда условий – например, соотношения силы тестирующего и маскирующего стимулов. Так, чем сильнее второй из них, тем сильнее будет эффект обратной маскировки на восприятие первого стимула и соответственно больше будет величина «времени восприятия». Следовательно, эта величина весьма условна.
Приведем пример измерения «времени восприятия» с помощью метода обратной маскировки в условиях лабораторного исследования. Испытуемому на экране в течение 20 мс демонстрируют отдельные буквы русского алфавита. Он, как правило, их легко опознает и, согласно предварительной инструкции, произносит вслух прочитанную букву. Затем с паузой 20 мс после буквы дается довольно сильная вспышка газоразрядной лампы. Испытуемый при этом не может сообщить, какая ему демонстрировалась буква. Паузу постепенно, обычно по 10 мс, увеличивают до тех пор, пока испытуемый начинает правильно опознавать буквы. Вот этот интервал времени от начала демонстрации буквы и до начала вспышки, при котором тестируемый в состоянии опознать букву и составляющий у здорового взрослого человека в среднем 100 мс, и называют условно «временем восприятия».
Гипотезы о механизме взаимодействия нервных процессов при обратной маскировке исходят из того положения, что для любого акта восприятия центральной нервной системе необходимо определенное время, а раз так, то и процесс восприятия может быть остановлен, прерван другим стимулом, действующим в течение данного промежутка времени. Эта интерференция может произойти на любом уровне нервной системы, участвующем в приеме и обработке сенсорной информации, включая кору головного мозга.
Что же измеряется методом обратной маскировки и является ли он надежным способом определения времени осознания внешнего сигнала?
На первый вопрос можно ответить довольно просто: с помощью данного метода с точностью до миллисекунд можно измерить время, которое необходимо, чтобы посторонние сенсорные раздражения могли помешать осознанию стимула. Очевидно, в течение этого времени происходят передача нервных импульсов от воспринимающего органа в кору больших полушарий, их первичная обработка и оживление «образа» стимула в так называемой иконической памяти, после чего посторонние воздействия уже не оказывают существенного влияния на его осознание. Несмотря на то что с помощью метода обратной маскировки нельзя определить временные параметры всего сложного процесса восприятия, заканчивающегося вербализацией стимула и его осознанием, следует признать: он дает возможность весьма точно измерять скорость обработки информации на начальном этапе данного процесса. С такой существенной оговоркой можно считать, что методом обратной маскировки определяется время восприятия, т.е. время, необходимое для консолидации следов стимула, когда посторонние раздражения, вызывающие возбуждение новых нервных элементов, уже не могут помешать его осознанию и запечатлению в словесно‑логической памяти. Необходимо еще раз отметить, что как в экспериментальных условиях, так и в реальной жизни человека это критическое время, в среднем составляющее 100 мс, существенно зависит от соотносительной силы (не только физической, но и сигнальной) стимулов, действующих на органы чувств одновременно или последовательно с короткими паузами.
Величина «времени восприятия», определяемая методом обратной маскировки, отражает скорость обработки поступающей информации, в основном в сенсорном, докогнитивном звене целостного процесса восприятия. Поэтому измерение данного параметра становится важным и необходимым шагом при попытке определить время, необходимое центральной нервной системе для осознания стимула. Так, с помощью измерения этого параметра удалось показать, что сенсорная информация в коре больших полушарий на первых этапах существенно быстрее обрабатывается в правом полушарии по сравнению с левым, что имеет важное функциональное значение в организации целостного процесса осознания стимула (Костандов, 1983). «Время восприятия» зрительных стимулов на фоне негативных эмоциональных переживаний субъекта нередко укорачивается, хотя при этом скрытый период произвольной двигательной реакции на тот же стимул может существенно увеличиваться за счет задержки в «когнитивном» звене принятия решения. «Время восприятия» увеличивается при патологии мозга, например у больных хроническим алкоголизмом, при олигофрении, у больных шизофренией и у лиц с последствиями черепно‑мозговой травмы. Оно увеличивается и у здоровых людей после приема средних (200 г. водки) и даже малых (80 г. водки) доз алкоголя.
Время, необходимое для организации физиологических процессов, составляющих основу осознания внешнего сигнала, пытаются определить у человека, регистрируя активность корковых нервных клеток, участвующих в восприятии. В серии исследований (Либэт, 1978, 1991) было установлено: чтобы какой‑либо внешний стимул был осознан, необходима определенная, минимум несколько сотен миллисекунд, продолжительность активации нейронов коры больших полушарий. Слабое сенсорное раздражение способно вызвать I активацию корковых клеток, но если она длится относительно недолго, стимул не будет осознан. В условиях нейрохирургической операции, проведенной по медицинским показаниям, у бодрствующего I человека с поверхности обнаженного воспринимающего участка коры больших полушарий регистрировалась электрическая реакция на раздражение кожи, которое ощущалось пациентом, если эта реакция нейронов длилась не менее 300‑500 мс.
По предположению автора этих экспериментов, фактор необходимого минимума, определяющий длительность активации корковых нейронов в ответ на действие стимула, может выполнять функцию фильтра, не допускающего до сознания сенсорные импульсы, вызывающие относительно кратковременные корковые реакции. При этом постулируется наличие некоего «контролирующего фильтрующего механизма», угнетающего или облегчающего восприятие сенсорного раздражения за счет сокращения или продления периода активации корковых нейронов. Легко заметить, что в экспериментальной модели феномена обратной маскировки, когда второй стимул, действующий вскоре вслед за первым, как бы прерывает возбуждение, вызванное последним, мы имеем дело с подобным фильтрующим механизмом, который не дает длиться возбуждению корковых клеток в течение времени, необходимого для осознания этого стимула.
В естественных условиях роль раздражителя, оказывающего обратное действие на сенсорные процессы путем сокращения периода вызванной активности нейронов коры больших полушарий, могут играть эндогенные мозговые процессы (мысли, образы, представления, эмоции и т.д.). При этом феномен обратной маскировки следует рассматривать как один из возможных физиологических механизмов фрейдовского явления «цензуры», когда какое‑либо событие внешнего мира не доходит, не допускается до уровня сознания субъекта. Можно думать, что обратная маскировка в состоянии выполнять функцию постулируемого сторонниками взглядов 3. Фрейда некоего «контролирующего фильтрующего механизма», подавляющего восприятие сенсорного раздражения путем сокращения периода активации корковых нейронов.
Обе описанные выше экспериментальные парадигмы по существу не позволяют измерить время осознания внешнего стимула. Длительность в несколько сотен миллисекунд, отводимая на активацию нервных клеток в воспринимающей зоне коры больших полушарий, – это лишь необходимое физиологическое условие для того, чтобы стимул мог быть осознан, но никак не время, которое необходимо центральной нервной системе для его осознания. Также и в отношении данных, полученных методом обратной маскировки. Мы уже говорили, что этот прием помогает измерить величину периода времени, которое должно пройти с момента действия стимула, после чего посторонние раздражения уже не могут помешать его осознанию. Но эта величина не является временем осознания.
Попытки использовать метод регистрации корковых вызванных электрических потенциалов, чтобы определить момент осознания стимула, нельзя считать состоятельными по ряду причин. В настоящее время доказано, что информация по специфическим сенсорным путям поступает в кору больших полушарий и перерабатывается там независимо от того, находится ли человек в сознании или же пребывает в бессознательном состоянии. Так, вызванные электрические ответы коры на звуковые, зрительные или соматосенсорные стимулы регистрируются у лиц, находящихся под неглубоким общим наркозом, т.е. в бессознательном состоянии.
При истерической или внушенной в гипнозе кожной анестезии в коре больших полушарий развивается вызванный потенциал с ранними и поздними компонентами на внешние сигналы, совершенно не ощущаемые субъектом. Вызванные корковые ответы на неосознаваемые звуковые и зрительные стимулы при определенных условиях регистрируются и у бодрствующего человека. Все эти факты говорят о том, что для осознания сигнала недостаточно переработать информацию в соответствующих воспринимающих и даже ассоциативных зонах коры больших полушарий. Несомненно, существует дополнительный нервный механизм, обеспечивающий осознание внешнего явления. Он должен интегрировать нейронную активность различных участков коры больших полушарий и подкорковых структур, что обеспечивает осознанное восприятие сигнала.
О сущности нервного механизма, организующего особые мозговые процессы, которые обеспечивают свойства сознания, мы почти ничего не знаем, поэтому можем судить о временных параметрах процесса осознания только предположительно, на основании косвенных данных. Главная и в настоящее время непреодолимая методическая трудность состоит в определении момента осознания стимула, когда сенсорная информация становится «фактом сознания». Выше уже отмечалось, что метод обратной маскировки, определение длительности реакции нейронов коры и регистрация корковой вызванной электрической активности не дают на этот вопрос ответа. Можно ли по произвольной реакции человека, двигательной или словесной, определить время осознания стимула? Например, попросить испытуемого, чтобы он как можно быстрее нажал на кнопку в момент осознания стимула. Мы уже показали, какие трудности и неопределенности связаны с индикаторами осознания, в частности с принятием испытуемым критерия, согласно которому он решает, что сигнал осознан и следует прореагировать на него. Не только у разных людей, но и у одного и того же человека в разных ситуациях этот критерий может меняться, что, несомненно, отразится не только на качестве произвольной реакции («да» ‑ «нет»), но и на его временных параметрах.
Произвольная реакция может быть положительной, но с большим скрытым периодом, когда испытуемый по ряду причин не уверен в правильности своего решения. Поэтому этот скрытый период отражает не столько время осознания, сколько время принятия решения о произвольной реакции. Например, в специальных опытах было показано, что увеличение скрытого периода произвольной двигательной реакции на фоне эмоционального возбуждения человека обусловлено не удлинением «времени восприятия», определяемого способом обратной маскировки, а в основном увеличением периода принятия решения о выборе реакции, т.е. в центральном звене зрительно‑моторной интеграции. Звено принятия решения о произвольной реакции, как показывают специальные экспериментальные исследования на животных и с участием людей, является наиболее лабильным процессом в когнитивной деятельности. Впрочем, и время передачи нервных импульсов после принятия решения на моторные корковые структуры и от них на соответствующие периферические двигательные органы также колеблется в относительно значительных, несколько десятков миллисекунд, пределах (Evarts, 1972).
Итак, если мы признаём, а мы несомненно признаём, что опыт сознания не может существовать вне мозга, что его свойства обеспечиваются высшими уровнями центральной нервной системы в рамках особого механизма, особых мозговых процессов, то следует искать экспериментальные пути, позволяющие измерить их временные параметры. В настоящее время, к сожалению, психофизиология не имеет прямых способов определения «времени осознания», «момента осознания». О них мы можем судить на основе косвенных данных, с помощью логических рассуждений. Этот вопрос еще ждет своего естественнонаучного решения, если он вообще может быть решен в принципе в обозримом будущем.