Нейрофизиологические механизмы внимания кратко

Обновлено: 05.07.2024

Основным физиологическим механизмом внимания является функционирование очага оптимального возбуждения, или доминанты. Благодаря оптимальному возбуждению в определенной области коры мозга создаются условия для наиболее точного и полного отражения того, что особенно значимо в данный момент, и блокируется отражение всего того, что не имеет отношения к текущей деятельности.

Физиологическим механизмом внимания является и врожденный ориентировочный рефлекс. Мозг выделяет из окружающей среды каждый новый необычный раздражитель. Функционирование ориентировочного рефлекса сопровождается соответствующей настройкой анализаторов, повышением их чувствительности, а также общей активизацией деятельности мозга. Исследованиями нейропсихологов было установлено, что сохранение направленного, программированного действия и торможение всех реакций на побочные воздействия осуществляется лобными долями коры головного мозга.

Лобные доли коры мозга связаны со всей произвольной сознательной деятельностью, с функционированием речи. Это свидетельствует о сущности внимания как способе функционирования всего сознания.

Внимание — одна из важнейших психологических функций. Оно — обязательное условие результативности любой деятельности, будь то восприятие реальных предметов и явлений, выработка двигательного навыка или операции с числами, словами, образами, совершаемые в уме.

Выделяются два типа внимания — произвольное (активное), направленное на сознательно выбранную цель, и непроизвольное (пассивное), возникающее при неожиданных изменениях во внешней среде — новизне, неопределенности.

Структурно-функциональная организация внимания. Непроизвольное внимание по механизму близко к ориентировочной реакции, оно возникает на новое или неожиданное предявление стимула. Начальная ситуация неопределенности требует мобилизационной готовности коры больших полушарий, и основным механизмом, запускающим непроизвольное внимание, является вовлечение в этот процесс ретикулярной модулирующей системы мозга (см. рис. 55). Ретикулярная формация по восходящим связям вызывает генерализованную активацию коры больших полушарий, а структуры лимбического комплекса, оценивающие новизну поступающей информации, по мере повторения сигнала опосредуют либо угасание реакции, либо ее переход к вниманию, направленному на восприятие или организацию деятельности.

На этапе ввода и первичного анализа стимула, его выделения в пространстве важная роль принадлежит двигательным компонентам внимания — глазным движениям. Процессы, происходящие на уровне среднего мозга (четверохолмие), обеспечивают саккадические движения глаз, помещающие объект в область наилучшего видения на сетчатке. Реализация этого механизма происходит при участии заднеассоциативной теменной коры, которая получает разномодальную информацию от сенсорных зон (информационная составляющая) и от коркового отдела лимбической системы (мотивационная составляющая). Формирующиеся на этой основе нисходящие влияния коры управляют структурами среднего мозга и оптимизируют начальный этап восприятия.

Обработка информации о стимуле, представляющем определенную значимость для организма, требует поддержания внимания и регуляции активационных влияний. Управляющий эффект (локальная активация) достигается регулирующими влияниями лобной коры. Реализация локальных активирующих влияний осуществляется через ассоциативные ядра таламуса. Это так называемая фронто-таламическая система внимания. В механизмах локальной активации значительная роль принадлежит также структурам лимбической системы (гиппокамп, гипоталамус, миндалина, лимбическая кора) и их связям с лобным неокортексом (см. рис. 56).

Активация исполнительных механизмов, включающих моторные программы и программы врожденного и приобретенного поведения, осуществляется с участием лобных отделов и базальных ганглиев, находящихся под двойным контролем — коры и лимбического мозга.

Таким образом, произвольное селективное внимание обеспечивается целыми комплексами иерархически организованных структур. В результате активирующие влияния становятся опосредованными результатами анализа ситуации и оценки значимости, что способствует формированию системы активированных мозговых центров, адекватной условиям выполняемой задачи.

ЭЭГ-анализ мозговой организации внимания. В ЭЭГ при генерализованной тонической активации в ответ на предъявление нового стимула, вызвавшего непроизвольное внимание, возникает десинхронизация основного ритма (рис. 62) — блокада среднечастотного альфа-компонента, доминирующего в состоянии покоя, и усиление представленности высокочастотных колебаний альфа-диапазона, бета- и гамма-активности.

Рис. 62. Блокада альфа-ритма — реакция десинхронизации в коре больших полушарий при первом предъявлении нового стимула — тона (отмечено на верхней линии). Отведения обозначены слева от кривых (здесь и на последующих рисунках нечетные цифры — левое, четные — правое полушарие). КГР — кожно-гальваническая реакция

Значимость функциональных объединений структур при селективном внимании была продемонстрирована при изучении мозговой организации направленного модально специфического внимания в ситуации ожидания определенной перцептивной задачи. Информация о модальности стимула, подвергающегося бинарной классификации, которую заранее получал испытуемый, приводила к формированию в коре левого полушария функциональных объединений на частоте альфа-ритма в период, непосредственно предшествующий перцептивной деятельности, с центром интеграции в области корковой проекционной зоны соответствующей модальности — в височной зоне при ожидании слуховой задачи, в сенсомоторной корковой зоне при тактильной, в затылочной при зрительной. Существенно, что именно такая организация предстимульного внимания способствовала правильному решению задачи (рис. 63). Активность правого полушария в этой ситуации не связана с обеспечением правильного ответа при ожидании задачи.

Возрастные особенности структурно-функциональной организации внимания. Признаки непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденности в виде элементарной ориентировочной реакции на экстренное применение раздражителя. Эта реакция еще лишена характерного исследовательского компонента, но она уже проявляется в определенных изменениях электрической активности мозга, вегетативных реакциях (изменение дыхания, частоты сердцебиения).

В 2-3-месячном возрасте ориентировочная реакция приобретает черты исследовательского характера. В грудном, так же как и в начале дошкольного возраста, корковая генерализованная активация представлена не блокадой альфа-ритма, а усилением тета-ритма, отражающего повышенную активность лимбических структур, связанных с эмоциями. Особенности активационных процессов определяют специфику произвольного внимания в этом возрасте: внимание маленького ребенка привлекают в основном эмоциональные раздражители. По мере созревания системы восприятия речи формируется социальная форма внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим в ответ на новые привлекательные раздражители.

Рис. 63. Специфика функциональной организации структур левого и правого полушарий в ситуации предстимульного селективного внимания. На схемах обозначены отведения. Линиями соединены области коры, в активности которых наблюдается достоверный рост значений Ког альфа-ритма перед правильным ответом по сравнению с неправильным. ЛП — левое, ПП — правое полушарие

Существенные изменения корковой активации, лежащей в основе внимания, отмечены в 6-7-летнем возрасте. Обнаруживается зрелая форма корковой активации в виде генерализованной блокады альфа-ритма. Существенно возрастает роль речевой инструкции в формировании произвольного внимания. Вместе с тем в этом возрасте еще велико значение эмоционального фактора.

Качественные сдвиги в формировании нейрофизиологических механизмов произвольного внимания связаны со структурно-функциональным созреванием лобных отделов коры, обеспечивающих организацию процессов локальной регулируемой активации в соответствии с принятием решения на основе проанализированной информации, мотивации или словесной инструкции. В результате этого в деятельность избирательно включаются определенные структуры мозга, активность других затормаживается, и создаются условия для наиболее экономичного и адаптивного реагирования.

Важнейшим этапом в организации произвольного внимания является младший школьный возраст. В 7–8 лет недостаточная зрелость фронтально-таламической системы регуляции активационных процессов определяет большую степень их генерализации и менее выраженную избирательность объединения корковых зон в рабочие функциональные констелляции в ситуации предстимульного внимания, предваряющего конкретно реализуемую деятельность. К 9-10 годам механизмы произвольной регуляции совершенствуются: активационные процессы становятся более управляемыми, определяя улучшение показателей организации деятельности.

68. Нейрофизиологические основы внимания. Виды внимания.

Эволюционно внимание возникло как ориентировочная реакция, смысл которой состоит в том, чтобы вовремя заметить любые изменения в окружающем мире, оценить их с точки зрения жизненной значимости для животного. Со временем внимание у человека развилось до такого уровня, что стало управляемым.

Основным физиологическим механизмом внимания является функционирование очага оптимального возбуждения, или доминанты. Благодаря оптимальному возбуждению в определенной области коры мозга создаются условия для наиболее точного и полного отражения того, что особенно значимо в данный момент, и блокируется отражение всего того, что не имеет отношения к текущей деятельности.

Физиологическим механизмом внимания является и врожденный ориентировочный рефлекс. Мозг выделяет из окружающей среды каждый новый необычный раздражитель. Функционирование ориентировочного рефлекса сопровождается соответствующей настройкой анализаторов, повышением их чувствительности, а также общей активизацией деятельности мозга. Исследованиями нейропсихологов было установлено, что сохранение направленного, программированного действия и торможение всех реакций на побочные воздействия осуществляются лобными долями коры головного мозга.

Психические процессы могут иметь непроизвольную (не зависящую от воли) направленность.

В этих случаях они организованы в форме непроизвольного (непреднамеренного) внимания. Так, резкий, неожиданный сигнал вызывает внимание помимо нашей воли.

Но основной формой организации психических процессов является произвольное (преднамеренное) внимание, характеризующееся планомерной направленностью сознания. Произвольное внимание обусловлено вычленением значимой информации. Оно обычно связано с борьбой мотивов и побуждений, наличием сильных, противоположно направленных и конкурирующих друг с другом интересов, каждый из которых сам по себе способен привлечь и удерживать внимание. Человек в этом случае осуществляет сознательный выбор цели и усилием воли подавляет один из интересов, направляя все свое внимание на удовлетворение другого.

Способность произвольно направлять психическую деятельность – одна из основных особенностей сознания человека. В процессе деятельности произвольное внимание может перейти в послепроизвольное, не требующее постоянных волевых усилий.

Все виды внимания связаны с установками человека, с его готовностью, предрасположенностью к определенным действиям. Установка повышает чувствительность анализаторов, уровень всех психических процессов. Так, мы скорее заметим появление определенного объекта, если ожидаем его появления в определенном месте и в определенное время.

Внимание – это одно из самых популярных понятий в современной когнитивной психологии, психофизиологии и связанных с ними областях науки.

Наиболее часто внимание описывают по следующим характеристикам: селективность, объем, устойчивость, возможность распределения и переключения. В общем плане выделяют два основных вида внимания: непроизвольное и произвольное (избирательное, селективное). Селективность, или избирательность внимания описывает его направленность на какой-либо аспект стимула. Внимание может характеризоваться либо узкой, либо широкой настройкой селективности. Оба вида внимания имеют разные функции, по-разному формируются в онтогенезе, и в их основе лежат различные физиологические механизмы.

Считается, что физиологическую основу развития и функционирования непроизвольного внимания, составляет ориентировочная реакция.

Такая модель может быть сформирована мозгом различными способами. Непроизвольное, пассивное формирование происходит после предъявления любого стимула даже в отсутствии внимания. Далее эта модель хранится только в кратковременной памяти. На физиологическом уровне ее существование обнаруживается в наличии негативной волны ВП, развивающейся через 100 мс после начала действия стимула. Пассивная и активная модели сосуществуют иногда в разных областях мозга.

При работе с целевыми стимулами также возникает его нервная модель. Она называется следом внимания, так как формируется и поддерживается стимулом, к которому привлечено внимание. След внимания появляется тогда, когда имеется ясный образ стимула. Распознавание стимула происходит благодаря совпадению сигналов, получаемых при его восприятии, с нервной моделью стимула, предшествующей в мозге.

Электроэнцефалографические корреляты внимания. При предъявлении стимула в электроэнцефалографии наблюдается подавлении альфа-ритма и наступление реакции активации.

Исследование суммарной электрической активности при мобилизации внимания выявило закономерности изменения в характере совместной деятельности различных зон коры. В передних зонах левого полушария существенно увеличивается уровень пространственной синхронизации по сравнению с фоном. В ситуации ожидания стимула наблюдается рост когерентности в полосе альфа-ритма в передних зонах коры. Эти данные свидетельствуют о тесном взаимодействии передних отделов левого полушария в обеспечении произвольного внимания.

Обнаружена связь тета-ритма с интенсивностью концентрации внимания и связь тета-ритм с усилием, направленным на концентрацию внимания. Предполагается, что появление тета-ритма связано с "расслабленной концентрацией" внимания, которая появляется с возрастанием уровня мастерства в выполнении задания. Другими словами, появление тета-ритма отражает интеграцию навыков, необходимых для достижения успеха в выполнении задания. С гипотезой "расслабленной концентрации" внимания хорошо согласуются некоторые данные, согласно которым тета-ритм появляется во время медитации, которая связана с умственной релаксацией. При этом испытуемые, у которых во время медитации наблюдался тета-ритм, не испытывали сонливости и хорошо ориентировались в ситуации, а у испытуемых, находящихся в состоянии сна или расслабления, тета-ритм не наблюдался.

Нейрофизиологические механизмы внимания. Для объяснения механизмов внимания Ф.Крик (Crick, 1984) предложил "теорию прожектора". Вся информация, согласно данной теории, поступает в кору по сенсорным путям через переключательные ядра в дорсальном таламусе (включал коленчатые тела). Возбудимость этих переключательных ядер может быть изменена за счет коллатералей от нейронов ретикулярного комплекса таламуса, входящего в его вентральный отдел.

Взаимоотношения между этими частями таламуса построены так, что в каждый момент времени одна из нейронных групп дорсального таламуса оказывается в
состоянии высокой возбудимости, что значительно усиливает импульсный
поток к соответствующим отделам коры, в то время как другие группы
оказываются заторможенными, Ф.Крик полагает, что область наиболее высокой
импулъсации представляет в данный момент как бы "центр внимания", а
благодаря перемещению "прожектора" в другие участки становится возможным
их объединение в единую систему. В этом процессе большую роль играет синхронизация активности нейронных групп на одной частоте, что также происходит за счет влияния восходящих таламических проекций с кратковременной модификацией активности: соответствующих синапсов.

Важно, что в число вовлеченных в совместную деятельность нейронных групп входят нейронные ансамбли в различных областях коры. Подобная интеграция, скорее всего и обеспечивает осуществление высших психических функций, включая сознание. Предполагается также, что одновременно могут действовать несколько "прожекторов". Данная концепция была разработана, в первую очередь, для обработки зрительных сигналов, но автор предполагает, что описанная схема является общей для всех анализаторов.

Внимание поддерживается за счет функционирования разных анатомических зон, образующих сетевую структуру, и выполняющих различные функции. Выделяется ряд функциональных подсистем внимания, которые обеспечивают три главные функции: ориентацию на сенсорные события, обнаружение сигнала для сознательной обработки и поддержание бдительности или бодрствующего состояния. В обеспечении первой функции существенную роль играют задняя теменная область и некоторые ядра таламуса, второй – латеральные и медиальные отделы фронтальной коры, третьей – за счет деятельности правого полушария. Об этом свидетельствует, в частности, тот факт, что активизация лобных отделов усиливается при увеличении трудности задачи и наличии конфликтной информации и уменьшается по мере усвоения и автоматизации навыка.

1. Проблема внимания в психофизиологии

2. Модели внимания (Д.Е.Бродбент, С.Черри, А.М.Трейсман, Дж. и Д.Дойч, Д.А.Норман)

3.Нейрофизиологические механизмы внимания.

4. Ориентировочный рефлекс как основа непроизвольного внимания.

5. Концепция Е.Н.Соколова о нервной модели стимула.

6. Исследование автоматизма в процессах обработки информации Р.Наатанена.

7. Негативность рассогласования (НР), характеризующая процессы предвнимания.

8. Процессная негативность (ПН) как мозговой потенциал, характеризующий произвольное внимание.

9. Структуры мозга, ответственные за внимание.

1. Модель внимания Д.Е.Бродбента и ее экспериментальная проверка.

2. Проблема внимания в традиционной и системной психофизиологии.

3. Взаимодействие внимания и функционального состояния мозга.

4. Активация мозга при различных видах внимания.

5. Роль правого и левого полушарий мозга в процессе внимания.

6. Детекторная теория восприятия.

7. Исследования процессной негативности (ПН) в работах Р.Наатанена.

8. Нейрофизиология ОР.

9. Концепция Е.Н.Соколова о нервной модели стимула.

10. Концепции внимания с позиций психофизиологии.

11. Внимание и автоматизированность информационных процессов.

1. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функционального состояния. – М., 1992.

2. Данилова Н.Н.Функциональные состояния: Механизмы и диагностика. – М., 1985. – 287 с.

Данилова Н.Н. Психофизиология: Учебник для вузов. – М., 1998. – 378 с.

3. Дормашев Ю.Б., Романов В.Я. Психология внимания. – М., 1995.

4. Наатанен Р. Внимание и функции мозга: учебное пособие/ Пер. с англ. Под ред. Е.Н.Соколова. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 560 с.

5. Психофизиология. Учебник для вузов /Под ред. Ю.И.Александрова. – СПб., 2001. – 496 с.

6. Соколов Е.Н. Нейрональные механизмы ориентировочного поведения. Нейрофизиологические механизмы внимания.- М., 1979.

7. Соколов Е.Н. Проблема гештальта в современной нейробиологии // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.Павлова. – 1996. - Т.46, вып. 2. – Сс. 229-240.

8. . Суворов Н.Ф., Таиров О.П. Психофизиологические механизмы избирательного внимания. – Л., 1985.

9. Эрнандец-Пеон Р. Нейрофизиологические аспекты внимания //Нейрофизиологические аспекты внимания. – М., 1979.