ФИЗИОЛОГИЯ

УДК 6I2.821.2.413

Л. Г. Ваганян, Э. Г. Геворкян, К. А. Манасян,
Н. Э. Татевосян, Э. Г. Костанян, И. Г. Татевосян

Исследование внутрисистемных ассоциативных связей у человека

(Представлено академиком В. В. Фанарджяном 29/III 2000)

   Системность является одной из основополагающих закономерностей высшей нервной деятельности [1]. М. М. Кольцова [2] на основании собственных обширных исследований выдвинула идею о "сенсорных" (ассоциативных) связях, приписывая им значительную роль в процессе образования системности. И. П. Павлов подчеркивал, что "ассоциирование" раздражителей по сути дела есть замыкание условных связей при отсутствии прямого безусловного подкрепления. Развитие "системности" лежит не только в основе динамического стереотипа [1]. В сущности все формы деятельности больших полушарий мозга, все формы вырабатываемого поведения имеют в своей основе развитие систем "ассоциативных" (условных) связей.
    В настоящей работе исследовались динамика временных характеристик ответных реакций в процессе формирования ассоциативных связей внутри системы (стереотипа) и последствия нарушения ее структуры.
    Исследования проводились по специально разработанному пакету компьютерных программ. В экспериментах участвовали 15 практически здоровых испытуемых в возрасте 35-38 лет. Заранее составленная программа опыта предусматривала две формы предъявления тестовых сигналов: 1) случайная последовательность стимулов и 2) строго фиксированный порядок следования стимулов с последующим разрушением структуры стереотипа.
   Конструкция теста в первом режиме была следующей. Справа на дисплее компьютера предъявлялся одновременно и постоянно набор из 10 слов, сходных в категориальном отношении. В левой части экрана появлялись последовательно 5 простых символов в виде разных геометрических фигур - квадрата, треугольника, круга, звезды и полукруга, каждая из которых за исключением одной, являющейся дифференцировочным сигналом, была связана с определенным словом из списка. Об этих связях знал лишь экспериментатор. Испытуемым предлагалось в течение 5 с назвать любое слово. Случайное обнаружение правильного ответа отмечалось знаком "+", в противном случае знаком "-". Интервал между символами составлял 2 с. Испытуемому необходимо было запомнить найденную им связь (символ + слово). Этот цикл повторялся ежедневно дважды. Ассоциативные связи (АС) считались выработанными, когда испытуемые находили все 4 АС и не отвечали на дифференцировочный сигнал. Этот комплекс АС подавался до тех пор, пока не записывались относительно низкие и стабильные величины скрытых периодов (СП) ответных реакций.
   Полученные в условиях случайного предъявления стимулов результаты показали, что для полного становления внутрисистемных АС требуется в среднем 17-17,5 применений (при вариациях от 10 до 25). Большая часть ошибок (4,2%) совершалась в начале выполнения тест-задания. В последних предъявлениях они полностью отсутствовали, что свидетельствовало о полном формировании устойчивых внутрисистемных АС и приобретении определенных навыков в процессе обучения. Динамика СП ответов в период становления АС показала тенденцию к их постепенному и значительному снижению на последние предъявления тестовых стимулов по сравнению с начальными (таблица, А). Согласно отчетам испытуемых выполнение тест-задания в режиме случайного предъявления тестовых сигналов требовало наибольшей концентрации внимания и было сопряжено с наибольшим эмоциональным напряжением [3-7].
    После полного становления и упрочнения АС внутри комплекса в условиях первого режима переходили ко второму этапу, т. е. к формированию стереотипа и его нарушению. На данном этапе ассоцированные раздражители предъявлялись в строго фиксированном порядке. Дифференцировочный символ занимал третье место в стереотипе. Сравнительный анализ динамики СП ответных реакций также выявил тенденцию к его укорочению и последующей стабилизации на определенном уровне. Однако эти показатели имели значительно меньшие величины, чем в режиме случайной подачи стимулов (таблица, Б). В итоге формируется навык, который достигает наибольшего совершенства на стадии автоматизма, когда мыслительные процессы становятся автоматизированными и скоординированными друг с другом в целостную систему [3]. Известно, что распознавание стереотипности следования тестовых сигналов сопровождается изменением динамики вегетативных процессов - уменьшением частоты сердечных сокращений, снижением дыхательной активности. Наоборот, при состоянии эмоционального напряжения, вызванного неопределенностью в процессе выполнения задания со случайным предъявлением стимулов, происходит активация механизмов саморегуляции нервной деятельности, направленная на мобилизацию энергетических и функциональных ресурсов организма с целью обеспечения адекватного уровня функционирования нервной деятельности при выполнении тест-задания [2-11].

СП ответных реакций (мс) при случайном (А),
стереотипном (Б) предъявлении ассоциированных раздражителей
и при изменении структуры стереотипа (В)

  Среднее значение
СП ответов
Динамика СП ответных реакций

 

на первое на последнее
предъявление предъявление
A
1
1484,9±172,1
1979.2±629.9
1136.9±223.2
2
1515.1±213.2
2207.4±693.9
1200.6±407.8
3*
4
1655.0 ±166.3
2127.6±958.2
1447.4±678.8
5
1416.1±135.9
1940.0±337.3
1156.5±222.8
Б
1
834.9±130.5
1094.1±346.0
653.6±202.3
2
793.8±183.9
898.8±203.9
695.5±174.3
3*
4
730.9±272.4
775.3±150.0
716.9±119.9
5
703.5±154.9
764.2±274.4
681.1±253.7
                            В
3« 4
4« 5
       до
 при
     после
       до
 при
     после
4
775.3±150.0
1940.1
736.0±142.0
648.1±78.2
1724
631.6±138.2
5
703.5±154.9
1041.5
673.3 ±206.4
578.4± 859.6
2095.2
578.4± 259.6

    Для усвоивших стереотип субъектов без предупреждения в двух применениях нарушалась структура последовательности тестовых сигналов путем изменения их порядковых номеров. В первом случае обменивались местами 3-й (дифференцировочный) стимул с 4-м (3«4) (таблица, B). Все испытуемые давали правильные ответы, но СП 4-й АС в среднем увеличивался на 150,4% от исходной величины. После нормализации и стабилизации временных показателей на предъявление первоначальной структуры стереотипа проводили второе его нарушение. В этом случае обменивались местами 4-я и 5-я АС (4«5) (таблица, B). Большинство испытуемых (10 из 15) отвечали правильно на соответствующий тестовый стимул, но СП ответа на 5-й ассоциированный раздражитель, перемещенный на 4-е место, на 211,3% превышал исходные значения, а СП ответа на 4-й стимул, переставленный на 5-е место, - на 144,01%. У пяти субъектов наблюдались ложные ответы, т. е. они отвечали не на соответствующий раздражитель, а на "место", причем двое из них отвечали с СП, сравнимыми с исходными значениями, а остальные - с СП, на 36,7% превышающим этот показатель до рассогласования стереотипа. Последствия разрушенной структуры стереотипа никак не отражались на характере и временных показателях первых двух членов в данной системе. У некоторых субъектов наблюдались следовые эффекты в виде высоких значений СП ответов на тестовые сигналы, которые ранее подвергались перестановке. Однако судя по самоотчетам испытуемых подобное состояние быстро устранялось, и тем самым снижался уровень эмоционального напряжения.
    После 25-30-дневного перерыва у всех испытуемых проверялась сохранность сформированного стереотипа. Они безошибочно воспроизводили ранее выработанную систему ассоциативных связей, однако СП ответных реакций были выше исходных значений на 92,7% на I АС, 56,1% - II АС, 70,4% - IV АС и 63,8% - V АС. После двух-трех предъявлений изначального стереотипа эти показатели нормализовывались.
    Н. П. Бехтерева показала, что в мозговой системной организации функций имеются жесткие и гибкие звенья, позволяющие осуществлять деятельность в меняющихся условиях внешней и внутренней среды. Соотношение гибких и жестких звеньев в системах регуляции функций является критерием их сложности, так как в основе усложнения систем лежит абсолютное и относительное увеличение количества гибких элементов [4]. Согласно концепции П. К. Анохина функциональные системы рассматриваются как динамические организации, избирательно объединяющие элементы системы для достижения конечного полезного результата [2, 4]. Исходя из вышеотмеченных концепций мы предполагаем, что наблюдаемую в наших экспериментах мгновенную оценку испытуемыми измененной ситуации при обоих нарушениях, быструю нормализацию временных показателей ответных реакций, вероятно, можно объяснить тем, что мозговые механизмы, обеспечивающие психические процессы, обладают гибким характером и большой лабильностью, обеспечивающими быстрые изменения преднастройки человека и быструю модификацию поведения в зависимости от изменений первичной ситуации.

   Институт физиологии им. Л. А. Орбели НАН РА

Литература

     1. Асратян Э. А. - ДАН СССР. 1934. T. 8. № 8. С. 510-514.
     2. Кольцова М. М. - Ж. ВНД. 1960. Т. 10. № 2. С. 167-172.
     3. Казановская И. А.  Механизмы саморегуляции мозга и переработка зрительной информации. Рига: Зинатне, 1990. 187 с.
     4. Механизмы деятельности мозга человека. Ч. 1. Нейрофизиология человека. Л.: Наука. 1988. 665 с.
     5. Сергеев Б. Ф.  Эволюция ассоциативных временных связей. Л.: Наука, 1967. 231 с.
     6. Хессет Дж.  Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981. 243 с.
     7. Ширяев Д. А.  Психофизиологические механизмы вероятностного прогнозирования. Рига: Зинатне, 1986. 141 с.
     8. Damassio H. et al. - Nature. 1996. V. 380. P. 499-505.
     9. Ojemann J. A. - The J. of Neuroscience. 1992. V. 5. № 11. P. 2282-2287.
     10. Vaid J.  XXVI Intern. Congress of Psychology. 1996. Montreal, Canada, P. 80. 178.4.
     10. Weber-Fox Ch. M., Noville H. Y. - Brain and Cognition. 1996. V. 30. P. 265.