Когнітивна психофізіології

До когнітивної психофізіології прийнято відносити психофізіологічні дослідження сприйняття, уваги і пам`яті, мислення і свідомості. Відмінною особливістю цього напрямку на XIII конгресі було активне звернення дослідників до ритмам мозку як механізмам когнітивних процесів і, більш широко, як до універсальних операторам, за допомогою яких працює мозок. Ритми мозку є базовим (вродженим) механиз- мом міжнейронної комунікації та об`єднання нейронів в ансамблі. Для шести симпозіумів ця ідея була центральною, що і визначило їх назви, наприклад: «The oscillatory activity of complex cognitive processes» ( «осциляторний активність в складних когнітивних процесах»), «Brain oscillations are" coherence- and entropy-changes "factors in perception and evolution of species »(« Осциляції мозку як чинники зміни когерентності і ентропії в процесах сприйняття і еволюції видів »),« Oscillatory correlates of human memory »(« осциляторний кореляти пам`яті людини »). Такий «культ» ритмів мозку знаменний, якщо врахувати різкий спад інтересу психофізіології до ЕЕГ в 1960-80-і рр., Після того як знаменитий нейрофізіолог Дж. Екклз (J. Eccles) порівняв ЕЕГ з «димом», які не мають ніякого зв`язку з фундаментальними функціями мозку.

У доповідях російських, німецьких і турецьких дослідників були представлені дані про зв`язок ритмів мозку з процесами сприйняття. Так, в роботі М.М. Данилової (Danilova, 2006, Росія) виявлено зв`язок щільності та характеру розподілу по мозку локальних джерел генерації гамма-коливань в діапазоні 35-70 Гц з пасивної і активної формами уваги до звукових сигналів. В роботі D. Struber et al. (2006, Німеччина-Туреччина) з використанням в якості стимулів «оборотних фігур» (куба Неккера) показано, що в десинхронизации двох різних піддіапазонів альфа-ритму відбивається активність двох послідовно спрацьовують систем сприйняття - афферентной (bottom-up = знизу вгору) і еферентної (top-down = зверху вниз). Цікаво, що весь цей каскад безпосередньо передує «порогу усвідомлення (сприйняття)» випробуваним факту звернення сприймається фігури. В роботі B. Guntekin і E. Basar (2006, Туреччина) виявлено, що емоційні вирази облич (гнів, щастя) можна достовірно розрізнити за індексом відносини потужностей альфа- і тета-ритмів в ЕЕГ, зареєстрованої в перші 500 мс після пред`явлення відповідних зображень .

За експериментальними даними R. Desimone (2006, США), нейронних механізмом зорового селективного уваги є «top- down» система, що включає області префронтальної, парієтальної і екстрастріарной кори. Активність цієї системи пов`язана, з одного боку, з синхронізацією на частоті гамма-ритму реакцій релевантних завданню нейронів-детекторів, а з іншого - з одночасним придушенням активності нейронів-детекторів, що виділяють сигнали, які беруть в управлінні поточним поведінкою.

N. Axmacher et al. (2006, Німеччина-Нідерланди) представили фМРТ- і ЕЕГ-дані про участь гіпокампу і рінальной кори в механізмах робочої пам`яті. Ці дані є новими, так як традиційно робочу (оперативну) пам`ять пов`язують переважно з префронтальної корою. T. Demiralp et al. (2006, Німеччина-Туреччина) показали, що в механізми пам`яті залучені взаємодіючі між з- бій мозкові генератори тета, альфа-і гамма-ритмів. При цьому вираженість гамма-ритму чітко корелює з формуванням сліду пам`яті: при повторенні стимулів гамма-ритм зменшується і відновлюється кожного разу при оновленні стимуляції. У роботі М. Segal (2006, Ізраїль) вивчена роль шіпікового апарату дендритів гіппокампальних нейронів в механізмах пам`яті. Виявлено закономірні зміни в розмірах, щільності і формі шипиків при навчанні. Виявлено цікава і апріорі не очевидна закономірність в синаптичної пластичності: при навчанні збуджуючі синапси посилюються, а гальмівні, навпаки, послаблюються. Р. Magistretti (2006, Швейцарія) представив дані про взаємодію між нейронами і астрогліей як вкрай важливий фактор, що визначає пластичні перебудови в синапсах. Ці дані узагальнені у вигляді оригінальної моделі «the astrocyte-neuron shuttle». В цілому, зміст доповідей, що стосуються механізмів пам`яті, відображає націленість сучасної психофізіології пам`яті і навчання на розробку трьох основних тем (ідей).

Перша тема - різного роду зміни в синапсах при навчанні як механізм пластичності мозку. Більшість дослідників в цій області дотримуються «коннекціоністской моделі пам`яті» (від англ. «Connection» - зв`язок), що базується на так званих «синапсах Хебба» (Hebb) як основних локусах пластичності в мозку. В якості одного з інструментів модифікації зв`язків в пластичних синапсах Хебба розглядається активно досліджуваний в даний час механізм посттетаніческой потенциации синапсів, ефективність якого тісно пов`язана з високочастотними осцилляциями мозку (Думенко, 2006). З коннекціоністской моделлю погано узгоджуються парадокс міграції слідів пам`яті по півкулях і явище модифікації (аж до повного порушення) слідів пам`яті при відтворенні.

Друга тема - нейрогенетика пам`яті, тобто участь генома нейрона в формуванні, зберіганні та відтворенні слідів пам`яті (Анохін, 1997).

Третя тема - нейрогенез і апоптоз (запрограмована смерть нейрона). Особливий інтерес викликає тут явище прижиттєвого ній- рогенеза. З вивченням механізмів прижиттєвої пластичності мозку тісно пов`язані такі актуальні сьогодні теми, як «ранній постнаталь- ний нейрогенез і сенситивні періоди для формування вищих психічних функцій (сприйняття, мова, здібності)», «стовбурові клітини і відновлення функцій мозку», «нейродарвінізм», «Нейротрансплантація» (Корочкін, Михайлов, 2000- Соколов, Незлин, 2003).

E. Basar і B. Guntekin (2006, Туреччина) привели в своїй доповіді дуже цікаві дані аналізу формування ритмів ЕЕГ в еволюції. Виявилося, що тільки в еволюції альфа-ритму виявляється чітка закономірність: його абсолютна потужність і відносна вираженість в ЕЕГ монотонно наростають в ряду від безхребетних (молюски) до нижчих хребетних (риби) і ссавців (кішка) і максимально виражені у людини. Автори висувають і обговорюють гіпотезу про мозкових генераторах альфа-ритму як механізм інтуїтивного і творчого мислення, тобто того, що, на думку А. Бергсона, відрізняє людину від тварин. Ідея про взаємозв`язок альфа-ритму і інтелекту обговорювалася і в роботі С. Neuper et al. (2006, Австрія), в якій показано, що «пов`язані з подією» синхронізація і десинхронізація альфа- ритму можуть служити надійним індикатором індивідуальних відмінностей в інтелектуальних здібностях. Останні, як показано цією групою авторів, є функцією синхронізації активності різних відділів мозку на частотах тета, альфа, бета-і гамма-ритмів.

Кілька симпозіумів конгресу прямо або побічно торкалися проблеми механізмів свідомості. Найбільший інтерес викликали симпозіуми, присвячені змінених станів свідомості: «Multidisciplinary approaches to altered states of consciousness» ( «Міждисциплінарні підходи до вивчення змінених станів свідомості») і «Psychophysio- logical markers of hypnosis and hypnotizability» ( «Психофізіологічні індикатори гіпнотичних станів і гіпнабельності» ). Основні дані та ідеї доповідей, представлених на цих симпозіумах, можна коротко підсумувати таким чином: 1) індивідуальні здібності до «занурення» в змінені стани істотно залежать від генетично вроджених особливостей дофамін і сіро тонінергіческіх систем мозку, а також розмірів передньої поясної кори (gyrus cinguli anterior) - 2) ЕЕГ-маркерами гіпнотичного стану є збільшення межкоркових зв`язків в лобових відділах мозку на частоті гамма-ритму і редукція синхронізації активності на частоті альфа-ритму в ін вом полушаріі- 3) «аналгезия в гіпнозі» є результатом порушення саме взаємодії між відділами мозку, включеними в забезпечення відчуття болю в нормі (в негіпнотіческіх станах).

Нарешті, в доповіді M. Solms (2006, ПАР) були представлені дані, що свідчать про наявність анатомічних і біохімічних відмінностей в механізмах швидкого сну і сновидінь. Їх новизна полягає в тому, що в літературі прийнято пов`язувати сновидіння переважно з фазою швидкого сну і відповідно (за замовчуванням) ототожнювати їх механізми.