Предмет и задачи психофизиологии и нейропсихологии Методы психофизиологии

Предмет и задачи психофизиологии и нейропсихологии. Методы психофизиологии. Кафедра специальной психологии КГПУ проф. Шилов С. Н.

Психофизиология (психологическая физиология) – научная дисциплина, возникшая на стыке психологии и физиологии • Предметом ее изучения являются физиологические основы психической деятельности и поведения человека. • Психофизиология – естественнонаучная ветвь психологического знания. • Наиболее близка к психофизиологии физиологическая психология

• В отличие от физиологической психологии, где предметом является изучение отдельных физиологических функций (ощущений, восприятия, памяти, речи и др), предметом психофизиологии служит поведение человека или животного. • По А. Р. Лурии, психофизиология – это физиология целостных форм психической деятельности.

Взаимосвязь с нейропсихологией • Нейропсихология – это отрасль психологической науки, сложившаяся на стыке нескольких дисциплин - психологии, медицины (нейрохирургии, неврологии), физиологии и направленная на изучение мозговых механизмов высших психических функций на материале локальных поражений головного мозга. • Современная нейропсихология ориентирована на изучение мозговой организации психической деятельности не только в патологии, но и в норме. • Это приводит фактически к слиянию нейропсихологии с психофизиологией.

Психофизиологическая проблема Составляет основное содержание предмета психофизиологии Состоит в решении вопроса о соотношении между психическими и нервными процессами в конкретном организме • История решения - психофизиологический параллелизм; - психофизиологическая идентичность и психофизиологическое взаимодействие.

Между психикой и мозгом, психическим и физиологическим существует диалектическая причинноследственная связь, еще не получившая полного объяснения

Современные варианты решения психофизиологической проблемы • 1. Психическое тождественно физиологическому, представляя собой не что иное, как физиологическую деятельность мозга. Тождественность психического не любой физиологической деятельности, но только процессам высшей нервной деятельности. • 2. Психическое → это особый вид нервных процессов, обладающий свойствами, не присущими всем остальным процессам в нервной системе, в том числе процессам ВНД. Это особые (психонервные), процессы которые связаны с отражением объективной реальности и отличаются субъективным компонентом (наличием внутренних образов и их переживанием).

Современные варианты решения психофизиологической проблемы • 3. Психическое, хотя и обусловлено физиологической (высшей нервной) деятельностью мозга, тем не менее не тождественно ей. Психическое не сводимо к физиологическому как идеальное к материальному или как социальное к биологическому.

Функциональная система как физиологическая основа поведения • В русле системного подхода поведение рассматривается как целостный, определенным образом организованный процесс, направленный на: - адаптацию организма к среде; - и на активное ее преобразование. • Приспособительный поведенческий акт, всегда носит целенаправленный характер, обеспечивающий организму нормальную жизнедеятельность. • В качестве методологической основы психофизиологического описания поведения используется теория функциональной системы П. К. Анохина.

Направления в нейропсихологии • Клиническая нейропсихология→ изучение • • • нейропсихологических синдромов, возникающих при поражении того или иного участка мозга, и механизмов, лежащих в основе появившегося дефекта; Реабилитационная нейропсихология→ восстановление утраченных высших психических функций; Психофизиологическая нейропсихология→ исследование психических процессов с помощью объективных аппаратурных методов, использующих для анализа физиологические показатели (ЭЭГ, плетизмограмма, МРТ и др); Экспериментальная нейропсихология→ экспериментальное, в том числе аппаратурное изучение различных форм нарушений психических процессов при локальных поражениях мозга (в том числе на мозге животных); Детская нейропсихология→изучение онтогенетически обусловленных изменений мозговой организации психических процессов; Нейропсихология позднего возраста → изучение закономерностей функционирования мозга в периоде инволюции.

Функциональная система • Это организация активности элементов различной анатомической принадлежности, имеющая характер взаимосодействия, которое направлено на достижение полезного приспособительного результата. • ФС рассматривается как единица интегративной деятельности организма. • Результат деятельности и его оценка занимают центральное место в ФС. • Достичь результата →значит изменить соотношение между организмом и средой в полезном для организма направлении.

Механизмы достижения результата в ФС • Афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации; • Принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели акцептора результата действия; • Собственно действие; • Сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результата действия и параметров выполненного действия; • Коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных параметров действия.

Типы и уровни сложности ФС • ФС имеют разную специализацию: - осуществляют дыхание; - отвечают за движение; - обеспечивают питание и т. д. • ФС имеют разное происхождение: - одни свойственны всем особям данного вида (ФС сосания); - другие индивидуальны и формируются прижизненно, в процессе овладения опытом, составляя основу обучения.

Типы и уровни сложности ФС • ФС различаются по степени пластичности (способности менять компоненты): - ФС дыхания состоит преимущественно из стабильных структур и обладает малой пластичностью (в акте дыхания участвуют одни и те же центральные и периферические компоненты); - ФС, обеспечивающая движение тела, пластична и может легко перестраивать свою организацию (до цели можно дойти, добежать, допрыгать, доползти).

Значение теории ФС для психологии Благодаря теории ФС: • Произошла замена упрощенного понимания стимула как единственного возбудителя поведения более сложными представлениями о факторах, определяющих поведение, с включением в их число образа ожидаемого результата; • Было сформировано представление о роли «обратной афферентации» и ее значении для дальнейшей судьбы выполняемого действия; • Было введено представление о новом функциональном аппарате, осуществляющем сличение исходного образа ожидаемого результата с эффектом реального действия, - «акцепторе» результатов действия.

• Для изучения психических функций человека используются практически все известные в физиологии методы исследования ЦНС и деятельности мозга. Издавна применяется метод клинического наблюдения за больными с нарушенными психическими функциями. • Традиционные методы психофизиологических исследований: плетизмография, кардиография, пневмография, регистрация АД и другие.

Наиболее широко используемые методы • Регистрация импульсной активности нервных клеток; • Регистрация электрической активности кожи; • Электроокулография; • Электромиография; • Электрокардиография. • Новые методы: - Магнитоэнцефалография (МЭГ); - Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - МРТ, тепловидение мозга и др.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) • Метод регистрации и анализа суммарной биоэлектрической активности мозга, определяемой как с поверхности черепа, так и с глубинных структур мозга (клинических условиях). Открыта Х. Бергером в 1929 г. • Запись ЭЭГ осуществляется в состоянии расслабленного бодрствования с применением ряда функциональных нагрузок: гипервентиляции, световой и звуковой стимуляции, фармакологических проб и др. → можно наблюдать электрическую активность ЦНС в состоянии покоя и выявить ответную реакцию мозга на разнообразные внешние воздействия. • Кроме записи спонтанных электрических колебаний в нейрофизиологии постоянно используют и регистрацию т. н. вызванные (ВП) и событийные потенциалы (ПСС). В зависимости от применяемого стимула могут быть звуковые, световые ВП.

• При ЭЭГ определяются → частота, амплитуда, конфигурация электрических потенциалов, ритмичность колебаний, их распространенность, характер и временные параметры, характеристики вызванных потенциалов. • Спонтанная электрическая активность мозга характеризуется специфическими ритмами определенной частоты и амплитуды и одновременно может быть записана от многих участков черепа. • Чем ↑ частота, тем ↓ амплитуда колебаний ЭЭГ. Каждому из ритмов соответствует аналогичный вид активности мозга • Распространенность компонентов ЭЭГ по отношению к участкам мозга различная. Альфа ритм больше выражен в затылочных отделах мозга, быстрые и медленные ритмы преобладают в передних отделах. В норме записи ЭЭГ, полученные с симметричных отделов мозга, однотипны. • На ЭЭГ здорового человека, при спокойном бодрствовании, доминирует a- ритм различной амплитуды. Медленные волны не должны превышать основной ритм по амплитуде, носить характер организованных пароксизмов и занимать больше 15% от времени записи. В состоянии пассивного бодрствования возможна регистрация дельта- и тета- ритмов.

Характеристика ритмов ЭЭГ и области их преимущественной регистрации Регистрируем ый ритм Частота и амплитуда Область мозга, в которой регистрируется ритм чаще всего Альфа-ритм 8 -13 гц, 5 -100 мкв. Преимущественно затылочная и теменная области Бета-ритм 18 -30 гц, 2 -20 мкв Прецентральная и фронтальная кора Гаммаволны 30 -12 гц, около Прецентральная, фронтальная, височная, 2 мкв теменная кора и специфические зоны мозга Дельтаволны 0, 5 -4, 0 гц, 230200 мкв Зоны варьируют, регистрируются во время сна Тета-волны 4 -7 гц, 5 -100 мкв Фронтальные зоны Каппаволны 8 -12 гц, 5 -40 мкв Височная область мозга Лямбдаволны 12 -14 гц, 20 -50 мкв Вертекс Сонные веретена 12 -14 гц, переменна я Широкая область распространения момент засыпания в

Методы изучения ЭЭГ • Клинический (визуальный). Решаются следующие вопросы: - соответствует ли ЭЭГ общепринятым стандартным нормам; - какова степень отклонения от нормы; - обнаруживаются ли у пациента признаки очагового поражения мозга и какова локализация очагового поражения; • Статистический. Устанавливают распределение мощности по каждой частотной составляющей. Можно установить: - ведущее полушарие для конкретной деятельности испытуемого; - наличие устойчивой межполушарной асимметрии и др.

Реоэнцефалография (РЭГ) • Это регистрация изменений электрического импеданса мозга. • Сопротивление живых тканей электрическому току зависит от их кровенаполнения. • При нарушении кровенаполнения мозга характер, временные и амплитудные характеристики реографической кривой меняются, и ее анализ позволяет судить об изменениях функций отделов мозга.

Томография • Суть → получение срезов мозга искусственным путем. Для построения послойных картин мозга используется либо просвечивание, например, рентгеновскими лучами, либо излучение из мозга, исходящее от изотопов, которые для этого специально вводятся в мозг. • Ценность → имея множество изображений срезов объекта, можно восстановить всю его структуру и при желании получить изображение тех его срезов, которые исходно не были получены. • Рентгеновская томография называется структурной, так как рентгеновская картина зависит от физических свойств мозговых структур. • ПЭТ относится к функциональной томографии, т. к. на распределение изотопного материала влияет функциональное состояние клеток мозга. • Позитронно-эмиссионная томография основана на выявлении распределения в мозге химических веществ, которые принимают участие в метаболической активности мозга. Для этого в естественные метаболиты вводятся радиоактивные позитрон - излучающие меченые атомы метки (C 11, O 15 и др. ), которые не влияют на химические свойства вещества, но позволяют проследить за его движением.

Метод функциональной магниторезонансной томографии (ФМРТ) • Использует парамагнитные свойства экзогенных или эндогенных агентов. Такие агенты не обладают магнитными свойствами, но приобретают их, попав в магнитное поле. При ФМРТ чаще всего используют парамагнитные свойства гемоглобина. Когда он теряет свой кислород, то становится парамагнитным. • При увеличении объема и скорости кровотока мозга при активной его работе дополнительный приток кислорода к участку мозга приводит к снижению в нем концентрации парамагнитного дезоксигемоглобина. • ФМРТ позволяет выявлять участки мозга с активно работающими нервными клетками. Для метода не нужны изотопы, и его временное разрешение выше, чем у ПЭТ.

Результат статистической обработки «сырых» изображений ФМРТ с речевой активацией, полученные результаты позволяют локализовать область Брока (стрелка)

Проведение ф. МРТ исследования у ребёнка. Показана фиксация головы, положение рук при выполнении психологического теста

Визуализация нейрональной активности с помощью ф. МРТ при проведении психологических тестов. А – сканограмма больших полушарий головного мозга здоровых лиц при успешном подавлении поведенческой реакции, вызванной появлением необычного слайда в ходе проведения Go/No-Go теста. Показан участок, активность которого значительно превышает уровень активации у лиц с СДВГ

Термоэнцефалоскопия Измеряет локальный метаболизм мозга по его теплопродукции. Мозг излучает инфракрасные лучи, которые могут быть уловлены на расстоянии от нескольких сантиметров до 1 метра тепловизором с автоматической системой сканирования. Сигналы попадают на точечные датчики. Каждая термокарта содержит 10 -16 тысяч дискретных точек, образующих матрицу 128 точек. В работающем мозге температура отдельных участков непрерывно меняется. Построение термокарты дает временной срез метаболической активности мозга.

Дополнительные методы • Любые изменения психической активности человека обязательно сопровождаются функциональными отклонениями активности различных физиологических систем организма → • Используются в психофизиологии как вспомогательный тест, дополняющий результаты психологических исследований. • Пример → кожно-гальваническая проба (КГР) регистрация электрического сопротивления кожи при различных эмоциональных состояниях. В зависимости от состояния эмоциональной сферы, тонуса симпатических и парасимпатических центров мозга меняется характер потоотделения, что приводит к изменениям амплитуды кривой КГР.

• Благодарю за внимание! • Вопросы?