Системно-информационные аспекты познавательной деятельности позвоночных

• Автор: Никольская, Кира Алексеевна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 77 с. : ил.; 19х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Сущность и содержание когнитивной активности, ее роль в организации поведения, обучения, памяти, а также причины развития различных психосоматических нарушений волновали ученых во все времена. Разнообразные научные дисциплины на протяжении многих тысячелетий изучали познавательную деятельность и немало специальных философских школ пытались дать ей общее определение. Свои частные определения предлагала и логика, и теория познания, и философская школа сознания, и нейронауки и психология.
В конце XIX в. возникла экспериментальная психология как наука, которая была призвана сформировать представления об общих закономерностях поведения и особенностях психических процессов. О необходимости ее появления говорит тот факт, что в начале XX в. возникло два независимых экспериментальных течения, роль которых в изучении тонких психических процессов трудно переоценить. Э. Торндайк в Америке основал объективно-психологическое направление, посвященное изучению двигательных форм поведения животных — навыков, которое в дальнейшем, благодаря Дж. Уотсону (1913), получило название «бихевиоризм». А в России И.П. Павлов основал физиологическое направление, в задачу которого входило изучение рефлекторных принципов деятельности головного мозга на примере слюноотделительного условного рефлекса. Поворотный момент в истории развития отечественной науки о высшей нервной деятельности (ВИД) произошел в 40-50г.г. XX столетия после того, когда было показано (П.К. Анохин, Э.А. Асратян, И.С. Бсриташвили, Л.Г. Воронин, Н.П. Протопопов, Г1.С. Купалов и многие другие), что элементарные формы условных рефлексов не дают представление о всем многообразии и сложности интегративной деятельности мозга. Необходима была разработка более сложных поведенческих моделей.
Когнитивное направление, возникшее в 1956-70е гг. как протест против бихевиоризма (Bruner, 1964; Miller, 1964, 1979, 1990; Neisser, 1967; Piaget, 1970; Newell, 1973 и др.), провозгласило своей главной методологической доктриной изучение психических процессов, обуславливающих поведение (Хомский, 1991) и дало мощный толчок для изучения познавательной деятельности (ПД). Все эти способности изучались и вне когнитивизма, но именно последний внес в анализ новый ракурс рассмотрения: понимание того, как происходит обработка информации в мозге. Однако сохранение в современных когнитивных исследованиях бихевиористического подхода к оценке ПД не позволило реализовать эти идеи. Требовались новые концепции и методологические подходы. Одним из них стал информационный подход, который должен был исследовать механизмы переработки информации и ответить на вопрос о ее роли в формировании целенаправленного поведения. По мнению Ф. Розенблата (1965) ответ может быть дан только тогда, когда будет показано, как именно информация используется в целях управления действиями организма.
При знакомстве с современной литературой, посвященной различным аспектам ПД, она поражает противоречивостью мнений по всем вопросам, касающихся сущности, природы, процессов и даже ее структуры. В одних моделях провозглашается, что ПД -

это система, манипулирующая представлениями (Newell, 1973; Pylyshyn, 1991; F. Keijzer, 2003;), поэтому не только репрезентации, но и процедуры их использования можно изучать, не обращаясь к уровню физической реализации (McShanc, 1991). В других версиях, напротив, внимание сосредоточено на построении таких моделей интеллекта, которые принимают за основу нейронную организацию мозга (Smolensky, 1988; Shaw el al, 2006; Jung, Haler, 2007). Пет ясности и в отношении природы ментальных процессов: одни видят се в физиолого-биохимических или
морфологических перестройках мозга (Nauta, Karten, 1970; Plomin, DcFries,1998), в то время как другие настойчиво разрабатывают биофизическую основу интеллекта (Ärhem, Liljenstrom, 1997; Хазен, 2000). Разноголосица мнений о сущности познавательной деятельности сказалась и на вопросах, связанных с ее эволюцией. Несмотря на серьезную критику представлений о линейной зависимости функции от ее структуры (Barcroft, 1934), многие исследователи и сегодня полагают, что эволюция аналитико-синтетической деятельности определяется структурной организацией мозга (Воронин, 1977; Карамян, Малюкова, 1987; Jerison, 1978; Campbell, Hodos, 1991). При этом, существуют и прямо противоположные взгляды, отстаивающие концепцию, согласно которой интеллект - общее свойство, присущее всем видам животным, как и принципы мышления за исключением способности к языку у людей (Гельмгольц, 1856; Сеченов, 1879; Крушинский, 1979; Зорина, 1993; Macphail, 1985, 2002).
К сожалению, представления о принципах и закономерностях Г1Д животных остаются противоречивыми. В значительной мере причиной этого является отсутствие четких формализованных психофизиологических понятий, таких как «поведение», «мотивация», «обучение» «сложность» среды и задачи. Встречающиеся многочисленные модификации определений отражают либо различные подходы к пониманию этих психофизиологических дефиниций, либо их различные аспекты. Кроме того, отсутствие четких представлений о способах образования и уровнях сложности существующих форм условнорефлекгорного поведения, их классификации создают серьезные трудности при интерпретации данных. К сожалению, на практике разработка методов познания осуществляется крайне вяло по сравнению с развитием самой науки. Еще в 1956г. Дж. Бернал с горечью констатировал, что ученые сначала находят что-то, а затем уже, как правило, безрезультатно размышляют о способах, которыми это было открыло. Попятно, что изучение технологии обучения само по себе не обеспечивает всеобъемлющего познания основ ВИД, но научная разработка их может помочь дисциплинировать ход исследования и определить возможную область изучения, а значит, и возможную область теоретических обобщений.
В русле двух направлений использовались два различных методических подхода для изучения аналитико-синтетической деятельности. В отечественной школе для получения сложных форм поведения обучение животных традиционно проводилось по методике наращивания звеньев цепи при участии экспериментатора (Воронин, 1952; Рокотова, 1954). Это привело к отождествлению познавательного процесса с феноменом цепных условных рефлексов. В рамках бихевиористического направления познавательные возможности животных исходно изучали с помощью методики свободного выбора (Торндайк, 1898), отличительная особенность которой состояла в том, что животное должно было самостоятельно решить проблемную ситуацию. Однако, до сих пор сравнительный анализ методических особенностей обучения и их

8-МЕСЯЧНЛЯ АЛКОГОЛИЗАЦИЯ 10 % Р-РОМ этлнолл. Результаты гистологического исследования мозга животных, подвергнутых хронической интоксикации алкоголем, показали, что на фоне поражения большинства езрукгур головного мозга достаточно глубокие изменения были характерны для гипоталамуса и гиппокампа. Наряду с этим морфологические изменения наблюдались во всех областях коры больших полушарий мозга, особенно в лобных и лимбических. Ультрамикроскопическое изучение выявило глубокие дистрофические изменения во всех слоях неокортекса и лимбических структурах. Некробиотические процессы захватывали не только нейроциты, но и отростки и межнейрональные контакты. Эти процессы сопровождались выраженной гиперплазией глиальных клеток, которые вовлекались в процесс нейронофагии (темные олигодепдроглиоциты и астроциты), после чего погибали.
При таком системном воздействии на структуры ЦНС алкоголь-индуцированные крысы смогли обучаться только методикой наращивания, причем в этих условиях было возможно исключительно пассивное обучение (так называемой методикой механической дрессировки) из-за крайне низкого уровня бодрствования. Выработка каждого нового звена рефлекторной цепи проходила при участии экспериментатора и на фоне сильных активирующих дополнительных раздражителей. Для познавательной деятельности алкоголь-индуцированных животных было характерно: (1) феномен «импринтирования» - фиксация любой новой комбинации движений, которая как фрагмент включалась в структуру единственного формируемого решения и навязчиво воспроизводилась на протяжении многих опытов, независимо от ее биологической значимости; (2) низкая интенсивность информационного процессинга (распознавание не более двух новых семантических комбинаций в опыте вместо 6-9-ти в норме; р < 0.002); патологическая инертность процессов возбуждения и торможения; (4) возможность считывания памятного следа только в одном направлении; (4) трудности при осуществлении процессов, требующих внутреннего торможения; (6) дезориентировка в пространстве. Результаты исследования свидетельствовали о том, что эффект обучения у «алкогольных» крыс достигался не за счет параллельного увеличения информационной емкости (длины цепочки движений) каждого первично выделенного отрезка информации (группировки из 2-х движений - звена), как в норме, а за счет последовательного их присоединения друг к другу в пределах одного решения.
НЕЙРОВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ. Удалось установить, что экспериментальные нейровирусные инфекции, вызываемые некоторыми представителями семейства То§аутбае (вирусом желтой лихорадки, КЭ и Лангат), независимо от пути введения вирусного материала, вызывали у мышей линии ВЛ 1В/с однородные изменения в характере протекания познавательной деятельности и других проявлений ВНД, во многом сходные с таковыми при алкоголизации. Ввиду пониженного уровня бодрствования, невыраженное ориентировочно-исследовательской активности обучение было возможно только по методике жесткого обусловливания. Эффекты инфицирования были дозозависима: у животных 104 ЛД5о-группы изменения были достоверно сильнее, чем у 103 ЛД50-группы. Функциональные нарушения 11Д выявлялись в период развития бессимптомной инфекции на фоне персистенции вируса и патоморфологических изменений в ЦНС и сохранялись до 50 суток в периоды