Сигнальная система организма

В первой сигнальной системе все формы поведения, включая способы и средства взаимного общения, базируются исключительно на непосредственном восприятии действительности и реакции на натуральные раздражители. Первая сигнальная система обеспечивает формы конкретно-чувственного отражения. При этом вначале в организме формируется ощущение отдельных свойств, предметов, явлений, воспринимаемых соответствующими рецепторными образованиями. На следующем этапе нервные механизмы ощущений усложняются, на их основе возникают другие, более сложные формы отражения — восприятия. И только с возникновением и развитием второй сигнальной системы появляется возможность осуществления абстрактной формы отражения — образование понятий, представлений.

В отличие от условных рефлексов животных, отражающих окружающую действительность с помощью конкретных слуховых, зрительных и других сенсорных сигналов, раздражители второй сигнальной системы отражают окружающую действительность с помощью обобщающих, абстрагирующих понятий, выражаемых словами. В то время как животные оперируют лишь образами, формируемыми на основе непосредственно воспринимаемых сигнальных раздражителей, человек с его развитой второй сигнальной системой оперирует не только образами, но и связанными с ними мыслями, осмысленными образами, содержащими семантическую (смысловую) информацию. Раздражители второй сигнальной системы в значительной степени опосредованы мыслительной деятельностью человека.

Физическая структура знака не зависит от объекта, который он обозначает. Одни и те же явление, предмет, мысль могут быть выражены с помощью различных звукосочетаний и на разных языках. Словесные сигналы совмещают в себе два свойства: смысловое (содержание) и физическое (звучание в устной речи, очертание букв и слов — в письменной). С помощью слова осуществляется переход от чувственного образа первой сигнальной системы к понятию, представлению второй сигнальной системы.

Существенное отличие словесных сигналов от естественных сигналов первой сигнальной системы обусловлено особенностями лежащих в их основе безусловных раздражителей. У животных биологическое значение воспринимаемых сигналов обусловлено только характером последующего подкрепления, при этом связь между новым сигнальным раздражителем и подкрепляющим его раздражителем каждый раз вырабатывается заново. Сигнальное значение слова определяется всем коллективным опытом людей, пользующихся данной системой словесных знаков. Таким образом, информация, содержащаяся в самих словах, связана не с природой сигнализации явлений и предметов реальной действительности, а с отраженной, преломленной человеческим сознанием деятельностью.

Умение использовать знаковую систему языка позволяет человеку оперировать осознанными понятиями об окружающей среде и представлять любой предмет, любую ситуацию в форме мысленных моделей. Способность оперировать абстрактными понятиями, выражаемыми произнесенными или написанными словами, служит основой мыслительной деятельности и составляет сущность высшей формы абстрактно-обобщенного отражения окружающей действительности. Оперирование речью (устной или письменной) дает человеку огромные преимущества в адаптивно-приспособительном поведении, в познании и рациональном использовании окружающей природы или искусственной среды.

Функция речи включает в себя способность не только кодировать, но и декодировать данное сообщение при помощи соответствующих условных знаков, сохраняя при этом его содержательное смысловое значение. В отсутствие такого информационного моделирующего изоморфизма становится невозможным использование этой формы общения в межличностной коммуникации. Так, люди перестают понимать друг друга, если они пользуются разными кодовыми элементами (разными языками, недоступными всем участвующим в общении лицам). Такое же взаимное непонимание наступает и в том случае, если в одни и те же речевые сигналы закладывается разное смысловое содержание.

Система символов, используемая человеком, отражает наиболее важные перцептивные и символические структуры в системе коммуникации. Следует при этом заметить, что овладение языком существенно дополняет способность его к восприятию окружающего мира на базе первой сигнальной системы, составляя тем самым ту «чрезвычайную прибавку», о которой говорил И. П. Павлов, отмечая принципиально важное различие в содержании высшей нервной деятельности человека по сравнению с животными.

Слова как форма передачи мысли образуют единственную реально наблюдаемую основу речевой деятельности. В то время как слова, составляющие структуру конкретного языка, можно видеть и слышать, смысл, содержание их остаются за пределами средств непосредственного чувственного восприятия. Смысл слов определяется структурой и объемом памяти, информационным тезаурусом индивида. Смысловая (семантическая) структура языка содержится в информационном тезаурусе субъекта в форме определенного семантического кода, преобразующего соответствующие физические параметры словесного сигнала в его семантический кодовый эквивалент. При этом устная речь служит в качестве средства непосредственного прямого общения, письменная позволяет накапливать знания, информацию и выступает в качестве средства опосредованного во времени и пространстве общения.

В нейрофизиологических исследованиях речевой деятельности показано, что при восприятии слов, слогов и их сочетаний в импульсной активности нейронных популяций мозга человека формируются специфические паттерны с определенной пространственной и временной характеристикой. Использование разных слов и частей слов (слогов) в специальных опытах позволяет дифференцировать в электрических реакциях (импульсных потоках) центральных нейронов как физические (акустические), так и смысловые (семантические) компоненты мозговых кодов психической деятельности (Н. П. Бехтерева).

Наличие информационного тезауруса индивида и его активное влияние на процессы восприятия и переработки сенсорной информации являются существенным фактором, объясняющим неоднозначную интерпретацию входной информации в разные временные моменты и в разном функциональном состоянии человека. Для выражения любой смысловой структуры существует множество разнообразных форм представлений, например предложений. Известная фраза: «Он встретил ее на поляне с цветами»,—допускает три разных смысловых понятия (цветы у него в руках, у нее в руках, цветы на поляне). Одни и те же слова, словосочетания также могут означать разные явления, предметы (бор, ласка, коса и т. д.).

Языковая форма коммуникации как ведущая форма обмена информацией между людьми, ежедневное использование языка, где лишь немногие слова имеют точный однозначный смысл, во многом способствует развитию у человека интуитивной способности мыслить и оперировать неточными размытыми понятиями (в качестве которых выступают слова и словосочетания — лингвистические переменные). Человеческий мозг в процессе развития его второй сигнальной системы, элементы которой допускают неоднозначные отношения между явлением, предметом и его обозначением (знаком — словом), приобрел замечательное свойство, позволяющее человеку действовать разумно и достаточно рационально в условиях вероятностного, «размытого» окружения, значительной информационной неопределенности. Это свойство основано на способности манипулировать, оперировать неточными количественными данными, «размытой» логикой в противоположность формальной логике и классической математике, имеющим дело только с точными, однозначно определенными причинно-следственными отношениями. Таким образом, развитие высших отделов мозга приводит не только к возникновению и развитию принципиально новой формы восприятия, передачи и переработки информации в виде второй сигнальной системы, но функционирование последней в свою очередь результируется в возникновении и развитии принципиально новой формы мыслительной деятельности, построении умозаключений на базе использования многозначной (вероятностной, «размытой») логики, Человеческий мозг оперирует «размытыми», неточными терминами, понятиями, качественными оценками легче, чем количественными категориями, числами. По-видимому, постоянная практика использования языка с его вероятностным отношением между знаком и его денотатом (обозначаемым им явлением или предметом) послужила прекрасной тренировкой для человеческого ума в манипулировании нечеткими понятиями. Именно «размытая» логика мыслительной деятельности человека, основанная на функции второй сигнальной системы, обеспечивает ему возможность эвристического решения многих сложных проблем, которые невозможно решать обычными алгоритмическими методами.

Функция речи осуществляется определенными структурами коры большого мозга. Двигательный центр речи, обеспечивающий устную речь, известный как центр Брока, расположен у основания нижней фронтальной извилины (рис. 15.8). При повреждении этого участка мозга наблюдаются расстройства двигательных реакций, обеспечивающих устную речь.

Акустический центр речи (центр Вернике) находится в области задней трети верхней височной извилины и в прилегающей части — надкраевой извилине (gyrus supramarginalis). Повреждение этих областей приводит к потере способности понимать смысл услышанных слов. Оптический центр речи расположен в угловой извилине (gyrus angularis), поражение этого участка мозга лишает возможности узнавать написанное.

Левое полушарие ответственно за развитие отвлеченного логического мышления, связанного с преимущественной обработкой информации на уровне второй сигнальной системы. Правое полушарие обеспечивает восприятие и переработку информации, преимущественно на уровне первой сигнальной системы.

Несмотря на указанную определенную левополушарность локализации центров речи в структурах коры большого мозга (и как результат — соответствующие нарушения устной и письменной речи при их повреждении) следует отметить, что нарушения функции второй сигнальной системы обычно наблюдаются и при поражении многих других структур коры и подкорковых образований. Функционирование второй сигнальной системы определяется работой целостного мозга.

Среди наиболее распространенных нарушений функции второй сигнальной системы различают агнозию — потерю свойства узнавания слов (зрительная агнозия наступает при поражении затылочной зоны, слуховая агнозия — при повреждении височных зон коры большого мозга), афазию — нарушение речи, аграфию — нарушение письма, амнезию — забывание слов.

Слово как основной элемент второй сигнальной системы превращается в сигнал сигналов в результате процесса обучения и общения ребенка со взрослыми. Слово как сигнал сигналов, с помощью которого осуществляются обобщение и абстракция, характеризующие человеческое мышление, стало той исключительной особенностью высшей нервной деятельности, которая обеспечивает необходимые условия прогрессивного развития человеческого индивидуума. Способность произносить и понимать слова развивается у ребенка в результате ассоциации определенных звуков — слов устной речи. Пользуясь языком, ребенок меняет способ познания: на смену чувственного (сенсорного и моторного) опыта приходит оперирование символами, знаками. Обучение уже не требует обязательного собственного чувственного опыта, оно может происходить опосредованно с помощью языка; чувства и действия уступают место слову.

В качестве комплексного сигнального раздражителя слово начинает формироваться во второй половине первого года жизни ребенка. По мере роста и развития ребенка, пополнения его жизненного опыта расширяется и углубляется содержание используемых им слов. Основная тенденция развития слова заключается в том, что оно обобщает большое количество первичных сигналов и, отвлекаясь от их конкретного разнообразия, делает заключенное в нем понятие все более абстрактным.

Высшие формы абстракции в сигнальных системах мозга обычно ассоциируются с актом художественной, творческой деятельности человека, в мире искусства, где продукт творчества выступает как одна из разновидностей кодирования и декодирования информации. Еще Аристотель подчеркивал неоднозначный вероятностный характер информации, содержащейся в художественном произведении. Как и всякая другая знаковая сигнальная система, искусство имеет свой специфический код (обусловленный историческими и национальными факторами), систему условностей. В плане общения информационная функция искусства позволяет людям обмениваться мыслями и опытом, дает возможность человеку приобщиться к историческому и национальному опыту других, далеко отстоящих (и во временном, и в пространственном отношении) от него людей. Лежащее в основе творчества знаковое или образное мышление осуществляется путем ассоциаций, интуитивных предвосхищений, через «разрыв» в информации (П. В. Симонов). С этим, видимо, связано и то обстоятельство, что многие авторы художественных произведений, художники и писатели обычно приступают к созданию произведения искусства в отсутствие предварительных четких планов, когда неясной представляется им конечная форма продукта творчества, воспринимаемого другими людьми далеко не однозначно (особенно если это произведение абстрактного искусства). Источником многогранности, многозначности такого художественного произведения служит недосказанность, дефицит информации, особенно для читателя, зрителя в плане понимания, интерпретации произведения искусства. Об этом говорил Хемингуэй, сравнивая художественное произведение с айсбергом: лишь небольшая часть его видна на поверхности (и может восприниматься всеми более или менее однозначно), большая и существенная часть скрыта под водой, что предоставляет зрителю и читателю широкое поле для воображения.

Человека от животных отличает присущая только ему вторая сигнальная система, роль которой в деятельности мозга исключительно велика. У животного раздражения воспринимаются только через первую сигнальную систему — через физическую боль. У человека сильное негативное воздействие на мозг может оказать слово, которое порой ранит сильнее любой боли. Мозг для демпфирования, смягчения сильных негативных воздействий использует индукционный принцип. При воздействии сильной боли, при испуге, сильном нервном потрясении включается защитная система. Животные бегают, мечутся, кричат, визжат, прыгают. Аналогично ведет себя и человек. Он тоже или ходит с место на место, кричит, стискивает зубы, кусает губы или каким-либо другим образом причиняет себе боль. Эти напряжения снижают воздействие на пораженный участок. Именно поэтому днем, когда много посторонних раздражителей, боль переносится легче, чем ночью.

Если раздражение или поражение выше порога выносливости, то возникает «запредельное» торможение, с помощью которого клетка может вообще перестать принимать сигналы о внешнем воздействии. Это может быть обморок, частичный или общий паралич или болевой или нервный шок. Истерический паралич может длиться годами, а то и всю жизнь.

Очень важную роль здесь играют слезы, механизм действия которых состоит в том, что в случае стрессовых ситуаций возникает новый мощный компенсирующий основной очаг раздражения. Активизированная сильным раздражением кора головного мозга усиливает самые различные функции организма: дыхательные, двигательные, желез внутренней и внешней секреции. Расслабляется гладкая мускулатура мочеиспускательных каналов, прямой кишки. Именно поэтому при сильном испуге может произойти невольное мочеиспускание или «медвежья болезнь» .

Но прежде всего в любом подобном случае включаются слезы. Выделяясь из слезных желез, они по слезно-носовым каналам поступают в полость носа и обильно орошают там слизистую оболочку. Последняя же насыщена рецепторами тройничного и обонятельного нервов. Раздражение этих рецепторов порождает сигналы, которые поступают в мозг, создавая там дополнительные очаги возбуждения. При особо сильных потрясениях люди плачут, рыдают или кричат, что тоже снижает возбуждение коры мозга.

Слёзы — это не попытка вызвать сочувствие окружающих, порой наоборот слезы наворачиваются вопреки нашему сильнейшему желанию скрыть их. Общераспространенным является мнение, что слезы защищают глаза от возможных поражений при попадании инородных тел — соринок, мелких насекомых и пр. Но почему слезы появляются и тогда, когда глаза совершенно не тронуты поражением.

Организм человека — единое целое и обладает единой сложной системы самозащиты от различных воздействий, которые способны нанести ему вред. Очевидно, и деятельность слезных желез должна преследовать ту же цель, а слезы — результат, вернее побочный продукт этой деятельности.

И это подтвердилось в процессе исследований, проведенных в Кардиологической центре АМН. (ДАН СССР, т., 279, № 1, 1984) Так, раны на коже подопытных животных заживали гораздо быстрее, когда у животных вызывалось слезоотделение. Если деятельность слезных желез заблокирована, или они вообще удалены, то процесс выздоровления затягивается надолго. Но заживление ускорялось, если животным вводили экстракт из размельченных слезных желез.

Исследования показали, что слезы производят некое биологическое соединение или целый комплекс соединений, которые существенно ускоряют заживление ран. Но что это за вещество или вещества, еще предстоит установить.

Слезы вообще таят в себе много неясного. Ведь смело можно утверждать, что человек — единственное существо, в жизни которого так много значат слезы. И это простое действие тем не менее представляется странным. У животных слезы физиологические — рефлекторные, которые увлажняют глаза и несут ряд других физиологических функций. А у человека слез эмоциональные, которые возникают не только от физической боли, но могут появиться в минуты печали, радости, или просто порой от воспоминаний об этих переживаниях.

Почему, например, женщины плачут намного чаще мужчин? Что это, физиологические или психо-невротические различия? Может быть, суть в том, что у женщин более короткий нос и, следовательно меньшая длина носовых ходов и меньше слез поступает в нос?

Американский биохимик Вильям Х. Фрей много лет занимался изучением слез, для чего тысячи добровольных помощников плачут для пользы дела. Ученый установил, что эмоциональные слезы содержат больше белка, чем слезы рефлекторные, но причина этого неясна. Эмоциональные слезы могут возникать и в случае поражения нервов ответственных за появление рефлекторных слез.

Фрей полагает, что слезы кроме прочих функций слезы удаляют из организма токсичные вещества, которые образуются во время разных стрессовых ситуаций.

Плакать человек начинает не сразу, а спустя 5−12 недель после рождения, намного раньше, чем начинает смеяться (примерно на пятом месяце). Слезы каким-то образом уравновешивают хорошее самочувствие человека. Дети в случае заболевания лишенные способности выделять слезы при плаче, имеют очень низкую сопротивляемость эмоциональным стрессам.

А антрополог Э. Монтегю вообще считает, что слезный механизм не только укрепился у человека в процессе эволюции, но и оказался каким-то образом одним из важнейших факторов его становления как вида и выживания. «Даже бесслезный крик младенца высушивает мембраны слизистой оболочки носа и горла, весьма подверженные у молодых особей внедрению бактерий и вирусов» — заявляет ученый. Когда же эти мембраны орошаются ферментом лизоцимом, синтезируемым слезными железами, защитная деятельность их сильно усиливаются.

Вообще связка слёзы — нос играет в жизни человека огромную роль.

Обычно говорят, что нос предназначен для обоняния, для предварительного нагрева вдыхаемого воздуха, хотя такие же функции существуют и у других животных, у которых есть ноздри, более развитое обоняние, но нет такого отдельного органа, как нос. Не было его у предков человека, нет носа и у современных обезьян, в том числе и человекообразных.

При слабой выносливости нервной системы в случаях более или менее сильных возбуждений человек падает в обморок. При этом, если сильно раздражить рецепторы внутренней полости носа, например, давая человеку понюхать нашатырный спирт, то человек приходит в себя.

Люди со слабой деятельностью корковых нейронов плаксивы; то же может происходить с возрастом, когда выносливость нейронов ослабевает, люди становятся эмоционально более чувствительными.

Быстро утомляются многие нейроны коры головного мозга, и когда человек спит, то нейроны отключаются. Если их длительное время не отключать, то человек все равно рано или поздно уснет, даже в самом неудобном положении.

Но такие нейроны, как те, что ответственны за деятельность дыхательного центра, отключаться не могут и работают всю жизнь без остановки. Тут следует отметить, что и эти нейроны периодически отдыхают, так их деятельность могут подменить работа других нейронов. Но если нагрузка на нейроны слишком велика, то и резервных нейронов может оказаться недостаточно, и дыхательный центр может резко снизить свою деятельность или вообще прекратить ее. Именно поэтому останавливается дыхание при перегрузках, особенно у нетренированных людей. Дело в том, что голосовые складки гортани, которые в обычном состоянии прижаты к стенкам гортани, при переутомлении ослабляются, чем резко затрудняют дыхание.

Эти явления могут наблюдаться и при нарушениях носового дыхания. Заложенный нос может стать причиной отставания развивающегося ребенка как в физическом, так и в умственном развитии. Может появиться в случае хронического нарушения носового дыхания то, что называется «аденоидной маской» .

Из сказанного можно видеть, что раздражения носовой полости должны быть постоянно, и что опасен как их избыток, так и недостаток. Порой даже рекомендуется умеренно дополнительно раздражать эти нервные окончания химическими или электрическими раздражителями. Нельзя не вспомнить нюханье табака, благотворное, умиротворяющее действие запахов морского воздуха, богатого ионами воздуха хвойных лесов, аромата цветов и пр.

Кроме того, как стало известно в настоящее время, нос обеспечивает рефлекторную регуляцию дыхания и дополнительно регулирует кровообращение.

Так как нос — непременная принадлежность современного человека как следствие возникновения второй сигнальной системы, то не исключено, что по величине носовой кости можно судить о той высоте ступени в развитии, на которой стояли древние предки человека, ископаемые останки которых попадают в руки исследователей.

Общими и для животных и для человека являются анализ и синтез непосредственных сигналов внешнего мира, составляющих первую сигнальную систему действительности. По этому поводу И. П. Павлов говорил: «Для животного действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в специальные клетки зрительных слуховых и других рецепторов организма. Это то, что и мы имеем в себе как впечатления, ощущения непредставления от окружающей внешней среды как общеприродной, так и от нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое. Это — первая сигнальная система действительности, общая у нас животными». У человека в процессе его социального развитая, в результате трудовой деятельности появилась чрезвычайная прибавка к механизмам работы мозга. Ею стала вторая сигнальная система, связанная со словесной сигнализацией, с речью. Эта высокосовершенная система сигнализации состоят в восприятии слов — произносимых (вслух или про себя), слышимых или видимых (при чтении). Развитие второй сигнальной системы невероятно расширило и качественно изменило высшую нервную деятельность человека. Возникновение речевой сигнализации внесло новый принцип в деятельность больших полушарий. «Если наши ощущения и представления, — говорил И. П. Павлов, — относящиеся к окружающему миру, есть для нас первые сигналы действительности, конкретные сигналы, то есть, специально прежде всего кинестезические раздражения, идущие в кору от речевых органов есть вторые сигналы, сигналы сигналов. Они представляют собой отвлечение от действительности и допускают обобщение, что и составляет наше лишнее специально человеческое высшее мышление, создающее сперва общечеловеческий эмпиризм, а, наконец, и науку — орудие высшей ориентировки человека в окружающем мире и в себе самом».