Мозговая организация и психическая динамика

А. Пелед
А.Б. Гева

Всякая попытка связать нейронную активность мозга и психодинамические концепции требует огромного концептуального прыжка. Такой прыжок можно облегчить, если придумать язык, общий между мозгом и психикой. Теория систем предлагает положения, которые могут помочь концептуальному переформулированию психодинамических описаний, используя понятия нейронных структур в мозге. В адаптированном виде эти положения могут помочь создать проверяемые прогнозы относительно мозго-психодинамических отношений и, тем самым, оказать существенное влияние на будущее психотерапии.
(The Journal of Psychotherapy Practice and Research 1999; 8:24-39)

Принято считать, что психические функции связаны с активностью нейронов в мозге. В 1895 году Фрейд попытался изложить физические (нейронные) основы психических феноменов в честолюбивой рукописи, озаглавленной "Проект".^[1] Сегодня, - при современных знаниях о мозге, - предположение Фрейда также продолжает оставаться весьма соответствующим предложением. Всякая попытка связать нейронную активность мозга и психодинамические концепции требует огромного концептуального прыжка. Такой прыжок можно облегчить, если придумать язык, общий между мозгом и психикой. Новые концепции, происходящие из теории систем, начинаются с предположения о возможности множества различных способов для прыжка от базовых, простых нейронных процессов к сложным психологическим явлениям.^[2][3][4] Вводя понятия теории систем, мы попытаемся предложить язык, который свяжет психодинамические концепции с организацией нейронов в мозге.

Системы: основные понятия

Конфигурация систем в пространстве состояний и понятие аттрактора

Представим систему, состоящую из множества элементов. Компоновка элементов в системе характеризует состояние системы. Различные компоновки в системе образуют различные ее состояния. Если элементы компонуются произвольным образом, то все состояния системы будут похожи одно на другое. Если же элементы системы могут образовывать множество различных структурных паттернов, тогда система будет иметь множество возможных состояний. Если система может образовать лишь один тип компоновки, тогда систему представляет лишь одно состояние. Пространство системы представляется всеми ее состояниями, которые только можно представить. Если система изменяется во времени, то она называется динамической системой. В этом случае система изменяет свою компоновку от одного момента времени к другому.

Для отображения систем и их динамики физик Уильям Гамильтон и математик Карл Якоб ввели понятие пространство состояний как необходимое для описания динамики физических систем.^[5] Динамическая система обычно определяется в формальном пространстве, в котором задано топографическое многообразие (рисунок 1). Точка в формальном пространстве представляет состояние системы в данный момент. Каждая точка является структурным паттерном активности элементов (т.е. их компоновкой). Формальное пространство системы представляет все состояния системы, которые только можно представить (т.е. все возможные комбинации активности элементов). Такое формальное пространство иногда еще называют ландшафтом (рисунок 1). По мере изменения во времени динамического состояния системы, меняются комбинации активности элементов (т.е. меняются точки в пространстве). На языке пространства состояний динамика системы описывается как "движение" из одной точки ландшафта к следующей, определяя таким образом траекторию (или кривую) в формальном пространстве (Рисунок 1, состояния 1, 2 и 3 в моменты времени t₁, t₂ и t₃).

Если система "предпочитает" некоторые определенные состояния (или компоновки) другим, то она будет стремиться "прорисоваться" или "притянуться", образуя эти состояния. Если некоторые состояния являются предпочтительными для системы, тогда они образуют аттракторы (бассейны) на топологическом поверхности.^[3] Если вообразить себе мяч, катящийся по поверхности (пространству) на рисунке 1, то легко заметить, что пики представялют собой отталкивающие центры (эти состояния система стремится избегать), а бассейны представляют аттракторы (эти состояния система стремится принять).

Показано, что научение вызывает в мозге усиление определенных паттернов нейрональной активности.^[6][7] Эти паттерны содержат информацию в виде воспоминаний. Мозг имеет тенденцию "прорисовываться" и активировать эти паттерны при вспоминании воспоминаний. Таким образом, информацию (т.е. воспоминания) в мозге можно рассматривать содержащиеся в атракторе формы нейрональных систем.

Рисунок 1.
Системы можно определить, используя понятие пространства состояний. Структурное пространство системы представляет собой все возможные состояния системы и может быть описано как поверхность. Динамика системы во времени (напр. t1, t2 и t3) может быть описана с помощью понятия пространства состояний, как "движение" от одной точки поверхности к следующей точке (состояния 1, 2 и 3) с заданием траектории или кривой в структурном пространстве.

Иерархия в системах

Системы стремятся образовывать иерархию. Например, если рассматривать социальную систему (напр., коммерческую компанию или вооруженные силы), то можно обнаружить, что эти иерархии характеризуются различными уровнями организации. Коммерческая компания имеет совет дирректоров на управленческом уровне. Как правило, эти компании имеют подчиненные подразделения, кождое со своим собственным директором, ответственным за более низкий уровень, и так далее до отдельного наемного служащего. Аналогично вооруженные силы организованы иерархически по командной цепи от центрального командования вниз до отдельной единицы.

Биологические системы демонстрируют возрастающую иерархическую организованность по мере подъема по эволюционной шкале. В теле человека лидирующеее положение занимает нервная система, которая контролирует и координирует подчиненные системы, такие как мускульная активность (через моторные пути) или внутренние органы (через пути автономной нервной системы). Иерархию также можно наблюдать в самой нервной системе. Переработка информации высокого уровня производится ассоциативными областями, которые занимают наивысший уровень в иерархии. Эти области интегрируют поступающую информацию от всех частей системы мозга. Первичные зоны коры специализируются на процессах более низкого уровня и таким образом являются подчиненными ассоциативным процессам. Аналогично подразделения комерческой компании или единицы вооруженных сил подчинены контролирующим и координирующим функциям руководящего управления или коммандования.

Иерархический порядок может распространяться как на время, так и на пространство. Чтобы описать эволюцию, требуется описать развитие иерархии во времени. С течением времени биологический организм развивается, повышая свою иерархическую организацию путем увеличения числа подчиненных процессов. Иерархия в пространстве описывается с использованием понятия микро- и макроскопических размерностей. Молекулы организуются, образуя мембраны, мембраны организуются, образуя клетки, клетки организуются, образуя ткани, ткани организуются, образуя органы, и иерархия продолжается, переходя от микроскопических единиц к макроскопическим целостным объектам.

В иерархически организовавшихся системах возникают два вида процессов: сверху-вниз и снизу-вверх. Процессы сверху-вниз отражают координирующие и командные воздействия, идущие от высших уровней вниз к низшим уровням. Это инструкции правления в адрес подразделений коммерческой компании или инструкции центрального командования боевым единицам. Процессы снизу вверх отражают влияния единиц низшего уровня на единицы высшего уровня. Лучше всего это продемонстрировать на примере социальных организаций при избрании руководителей. Компоненты низкого уровня системы определяют руководителя высшего уровня. При этом даже в недемократических организациях, таких как вооруженные силы, чтобы достичь оптимального функционирования, командование должно принимать во внимание ситуацию в подчиненных ему единицах. Таким образом, воздействия, идущие снизу по направлению вверх к командному уровню при определенных состояниях единиц могут рассматриваться в качестве процессов снизу-вверх.

Одно из первых описаний иерархических организаций нервных систем было сделано Джоном Хаулингсом Джексоном в 1869 году в рамках концепции "невро-осей". Невро-ось - это рострально-каудальное измерение нервной системы. Джексон утверждал, что более "атомистичные" аспекты ощущений и моторной переработки имеют место ниже по невро-оси, покидая кортикальные области и работая со все более генерализующимися аспектами. Низкоуровневые компоненты сенсорной системы перерабатывают поступающие стимулы (напр., визуальные, аудиальные), а более высокие уровни интегрируют эти процессы, вызывая сложные мультимодальные переживания у человека. Двигательные системы высокого уровня планируют действия и решения; низкоуровневые двигательные подсистемы выполняют множество специфических движений, которые обеспечивают реализацию поведенческих ответных реакций. Рассмотрение Джексоном эволюционной биологии привело его к выводу, что в ходе развития мозга низкоуровневые организации, взаимодействуя, эволюционируют к более сложным, высокоуровневым образованиям. Таков процесс снизу-вверх.

Сформировавшись, высокие уровни нейрональной организации регулируют и господствуют над нижележащими уровнями. Хорошим примером такого процесса сверху вниз являются примитивные рефлексы новорожденных (сосательный рефлекс, хватательный рефлекс и др.). Эти рефлексы вызваны низкоуровневыми нейрональными организациями рефлекторной дуги в спинном и головном мозге. По мере развития коры эти примитивные рефлексы подавляются, контролируются и подчиняются высокоуровневыми организациями более сложного поведения. Эти рефлексы не исчезают, но интегрируются в более сложные поведенческие паттерны взрослой нервной системы. Когда нейрональные нарушения разрушают кортикальыне высокие уровни организации, эти рефлексы проявляются вновь и обычно используются в клинической диагностике церебральных нарушений. Примитивные рефлексы низких уровней мозга можно рассматривать как строительные блоки в более сложных формах поведения. Эти более проработанные формы поведения образуются на основе множественных взаимодействий между простыми рефлексами. Подобные взаимодействия - это те же взаимодействия, которые подавляют проявления рефлексов в их исходной форме. Нарушения кортикальных структур могут рассматриваться как сопровождающиеся срывом множественных взаимодействий определенных функций мозга. Без взаимодействий исконные рефлексы начинают функционировать независимо и воссоздаются в поведенческих паттернах индивидуума.

Множественное удовлетворение ограничений и функциональная связность

Представим себе систему, каждый элемент которой может принимать большое количество различных состояний и динамически изменять свое состояние во времени. Если каждый элемент остается самим собой и может изменять свое состояние "безотносительно" к состояниям других элементов, то этот элемент может в принципе принимать любое из возможных состояний. После установления связи между элементами такой системы, эти связи устанавливают взаимозависимости между элементами системы. Вследствие воздействий, передаваемых по связям, каждый элемент в системе теперь не может действовать независимо от других элементов в совокупности. Какие-то состояния, которые были возможны для элемента до установления связей, теперь оказываются нереализуемыми; они могут "противоречить" ограничениям связей. В результате, множество состояний, которые может принимать элемент связной системы, уменьшается. Активность элемента ограничивается (через посредство связей) активностью связанных с ним элементов. Удовлетворение ограничений достигается, если состояния взаимодействующих элементов подчиняются связям между ними (т.е. принимают значения, которые подчиняются силе связи).

Пример множественной ограничивающей активности можно найти среди социальных взаимодействий: люди стремятся выполнять и планировать свои действия и ответные реакции на основе большого количества условностей. Иными словами, принятие решения ("состояние", которое принимает индивидуум) часто определяется множественными ограничениями. Большинство людей, принимая решение о том, как провести отпуск, учитывают потребности родителей и детей, ограничения из-за загруженности (работой) и прочие обстоятельства. Это происходит потому, что мы являемся частью социальной сети, в которой устанавливаемые связи - это также ограничения, требующие учета.

Теория информации утверждает, что информация в системе возрастает с уменьшением вероятности (случайности). Чем больше множественных ограничений в системе, тем меньше она позволяет случайностей и, следовательно, больше информации она может содержать.^[3] Процесс принятия решения об отпуске является хорошим примером того, как рост ограничений увеличивает количество информации. Информация о виде отдыха, времени и длительности в первую очередь определяется ограничениями. Если вы не знаете, когда у ребенка каникулы в школе, каковы ваши финансовые ограничения и каковы предпочтения вашей жены, то у вас будет много неопределенности относительно отпуска. Если коллеги по работе задают вам вопрос о том, где, когда и как долго вы планируете отдыхать, то количество информации об отпуске, которую вы им сможете предоставить, будет меньше, нежели в случае, когда все указанные выше ограничения известны.

В системе, достигнувшей множественного удовлетворения ограничений, элементы, которые не удовлетворяют ограничениям, не входят в систему. Если в систему требуется добавить новый элемент, то он должен подчиниться множественному ограничительному паттерну системы или, в противном случае, он будет удален из системы. Когда в систему вводится множество элементов, которые не удовлетворяют множественным ограничениям, то оно может сорвать работу существующих множественных ограничений.

Каждый нейрон мозга по дендритам воспринимает возбуждающие и подавляющие стимулы от многих других нейронов и по аксону посылает выходной сигнал ко многим другим нейронам. Активность нейрона (напр., потенциалы действия) в наибольшей степени определяется его входными сигналами. Таким образом, активность нейрона множественно ограничена связанными с ним нейронами. Поскольку нейроны организованы в нейронные сети, для которой характерна высокая связность, то возникает система множественных ограничений. В такой системе сложные взаимозависимости между нейронами не допускают "независимую" (случайную) активность нейронов; скорее, нейроны должны "учитывать" взаимные зависимости из-за связей в сети.

Функциональная связность - это то влияние, которое активность некой одной группы нейронов оказывает на активность другой отличной группы нейронов.^[9] Важность функциональной связности для функционирования мозга впервые была осознана первыми нейроанатомами к 1911 году.^[10] Рамон-и-Каял^[10] одним из первых осознал, что информация может сохраняться путем модифицировани связей между связаными нервными клетками, образующими ассоциации. Позже эта идея была формализована Хеббом,^[6] который предположил, что связь между нейронами является не фиксированным, пассивным проводником подобно куску провода, а, скорее, может усиливаться при одновременной активации обоих нейронов так, что впоследствии нейрон может возбудить соседний нейрон с большей легкостью, чем раньше.^[6] Хеббовская модификация взаимовлияний между нейронами заменяет множественное удовлетворение ограничений, сформированное мозгом. Если одна нейронная система оказывает сильное влияние на другую систему, то она в то же время сильно ограничивает ее активность. Чем сильнее связность, тем сильнее ограничение. Выше отмечалось, что информация повышает множественное удовлетворение ограничениям в системе. В этом выражается связь между ростом ограничений в мозге и способностью хранить информацию (имена, воспоминания и представления).

Оптимизация

Оптимизация определяется как условие, при котором элементы системы множественных ограничений "удовлетворяют" этим ограничениям. Система может достигать различного уровня оптимизации, что зависит от того, в какой степени эти элементы достигают удовлетворения множественным ограничениям.^[11] Природа множественных ограничений зависит от природы взаимодействий между единицами (сильных или слабых, возбуждающих или подавляющих). Организация множественных ограничений формируется в мозге в соответствии с алгоритмом Хебба.^[7] После установления ряда ограничений действия взаимосвязанных единиц направлены на удовлетворения этим ограничениям. При удовлетворении множественным ограничениям система реализует определенный паттерн деятельности. Другими словами, система реализует состояние в пространстве системы (см. рисунок 1). Это как если бы ограничения подталкивали систему занять определенное состояние. Выше говорилось, что система притягивается определенным состоянием (аттрактором). Таким образом, можно видеть то, каким образом определение мнжественных ограничений формирует аттракторы в пространстве состояний системы. Как отмечалось выше, информация (воспоминания или представления) может встраиваться в аттракторы^[12] в соответствии с упомянутым алгоритмом Хебба, отвечающим за встраивание информации (научение) в систему.^[6] Это происходит в результате установления ограничений с образованием новых аттракторов. Встроенная информация в целом может рассматриваться как системы аттракторов в пространстве состояний системы (мозга).

Для "активации" встроенного в систему воспоминания активизируется репрезентирующий его паттерн. Этот паттерн представляет собой точку в пространстве состояний системы. Эта точка "локализована" внутри аттрактора (а именно, бассейна), вследствие установления ограничений в ходе научения по Хеббу. Активация паттернов воспоминаний в системах с множественными ограничениями описана как градиент решения,^[12] как если бы мяч скатывался в бассейн топологического пространства. Другой способ описания этой активации представляет собой сходимость к аттрактору. Система стремится сойтись и принять состояние аттрактора вследствие усиления связей между единицами, активизирующими состояние аттрактора. Оптимизация - еще один термин, используемый для описания восстановления воспоминания. Единицы оптимизируют свои значения таким образом, чтобы удовлетворить ряду ограничений, и постепенно достигают наилучшего паттерна, удовлетворяющего ограничениям (т.е. градиент решения) и таким образом подгоняет паттерн активации воспоминания.

Мозг: динамическая система

Нейрональная пластичность

Последние 20 лет были ознаменованы своего рода революцией в понимании нами синаптической передачи и ее регуляции. Синаптическая передача теперь рассматривается как опосредованная не статическими процессами фиксированной интенсивности, а скорее динамическими процессами, непрерывно регулируемыми многими факторами. В 1973 году группа исследователей впервые опубликовала отчет об искусственно вызванном изменении синаптичекой силы.^[14] Они обнаружили, что стимуляция определенных нейронных волокон высокочастотными электрическими импульсами вызывает заметное усиление синапсов этих волокон (т.е. требуется большее усилие, чтобы вызвать постсинаптические потенциалы), сохраняющееся в течение нескольких недель. Это наблюдение, которое они обозначили как долговременное потенциирование (long-term potentiation - LTP) было, по-видимому, первым сообщением о синаптической пластичности.

Существенным моментом в индуцировании синаптической пластичности почти во всех экспериментальных моделях является изменение постсинаптического (иногда пресинаптического) потенциала мембраны, как правило деполяризация. Кроме того, имеются еще две общие особенности синаптической пластичности. Во-первых, Ca²⁺ обычно играет необходимую роль в вызове синаптических изменений. Увеличение Ca²⁺ может происходить либо в результате проникновения через каналы мембраны, либо выбрасываться из межклеточных запасов, или тем и другим способом одновременно. Во-вторых, пластичность обычно проявляет себя в двух основных формах: кратковременной, которая зависит от пост-трансляционных изменений имеющихся протеинов, и долговременная, которая зависит от экспрессии гена и de novo синтеза протеинов. Все более становится понятным, что для многих экспериментальных моделей живой мост между начальной индукцией пластичности и ее поддержанием на протяжении времени представляет собой активацию аденилат циклаз и протеин киназ А. Один из наиболее изученных механизмов регуляции проникновения Ca²⁺ в синаптической передаче относится к N-метил-D-аспартат (N-methyl-D-aspartate - NMDA) возбудимому аминокислотному рецептору. Спустя годы стало ясно, что многие субклеточные системы сложным образом объединяются для регуляции проникновения и уровня Ca²⁺ - например, фосфоинозитидная система, системы G протеинов, а также нейрональные мембранные потоки. (За более подробным объяснением отношения этих систем к синаптической пластичности обратитесь к Уиклиф и Уорен.^[15])

Определяемые опытом нейронные процессы

В серии экспериментов с морским моллюском Aplysia Кэндел показал, что синаптические связи могут быть полностью изменены и усилены посредством регуляции научения в среде.^[16] Кэндел обнаружил, что с процессом научения Aplysia связаны структурные изменения нейронных путей и изменения ряда синапсов. По существу, LTP является механизмом, посредством которого Aplysia на опыте обучается на синаптическом уровне, после чего зависящий от опыта процесс трансформируется в структурные, "жесткие" изменения.^[17]

В другой серии экспериментов над макаками при помощи множества проникновений электродами исследовалась карта руки в соматосенсорной коре до и после пересечения трех нервов, иннервирующих руку.^[18] Сразу после пересечения нерва большая часть территории коры, которая прежде могла активироваться областью руки, иннервированной афферентными нервами, стала нечувствительной к соматической стимуляции. У большинства макак малые островки потерявшей чувствительность коры постепенно начали отвечать на соматическую стимуляцию от соседних областей. Спустя несколько недель после операции ранее молчавшие области начали отвечать и переорганизовались топографически.

Исследования первичной зрительной коры млекопитающих как правило показывают зависящие от опыта изменения.^[17][19] Блокада спонтанной разрядки ретины приводила к прекращению разделения афферентных путей от обоих глаз к окуло-доминантным колонкам; данное наблюдение предполагает, что спонтанная активность может определять упорядочение аксонов. Ганглиозные клетки развивающейся ретины участвуют в согласованной колебательной активности,^[17] которая позволяет использовать синхронную активность в качестве средства идентификации первичных и соседних связей афферентных путей. Тем не менее, реальные пробы нейронов первичной визуальной коры, особенно те, что расположены в удаленных от таламического входа слоях, развивают специфичные к чертам ответы лишь при наличии зрительного образа. Визуальные кортикальные "карты" в этих слоях можно изменить, если повлиять на зрительный опыт в критический период раннего развития.^[17]

Говоря на более общем и психологичном уровне, были сообщения о зависящих от опыта изменениях у людей^[20] и других млекопитающих,^[21] подвергшихся материнской и социальной депривации в критические периоды младенчества и детства. Доказано, что большой набор социальных и интеллектуальных умений определяется наличием реальных стимулов в раннем возрасте.^{[20] [21] [22]}

Образующие ансамбль связи и высшие психические функции

Как было отмечено ранее, Рамон-и-Каял одним из первых осознал, что информация может сохраняться посредством модифицирования связей между взаимодействующими нервными клетками, образующими ассоциации.^[10] Получение и представление информации как правило влечет за собой модуляцию синаптических контактов между нервными клетками.^[19] Информация сохраняется путем облегчения и выборочного удаления синаптических связей между нейронными скоплениями, представляющими отдельные аспекты среды. Таким образом, память является ассоциативной по своей природе; информация, которую она содержит, определяется взаимоотношениями нейронов.

Хебб^[6] предположил, что "две клетки или системы клеток, которые всякий раз активизируются одновременно, будут стремиться связаться так, что активность одной способствует активности другой".^[23] Посредством суммирования совпадающих по времени входных сигналов нейроны связываются друг с другом так, что оказываются способны подменять одни клетки в активизации других. Кроме того, связи между входными и выходными нейронами усиливаются дублирующимися волокнами и обратными связями. Что обеспечивает незатухающее возбуждение - реверберацию. Посредством этих ассоциативных процессов клетки связываются в функциональные единицы памти, или "клеточные ансамбли" Хебба. Функциональное значение синхронной конвергенции в коре млекопитающих хорошо документировано.^[17]

Простые сенсорные воспоминания или образы, вероятно, образуются в клеточных ансамблях или модулях сенсорных или парасенсорных зон коры.^[23] Иерархия перцептивных воспоминаний простирается от сенсорной конкретности до понятийной обобщенности.^[24] Внизу располагается информация о сенсорных ощущениях; наверху - абстрактные понятия, которые хотя и получены на основе сенсорного опыта, тем не менее приобрели независимость от них на уровне мыслительных операций.^[23] Этот информационный процесс должен, по-видимому, развиваться, по крайней мере частично, в ходе самоорганизации^{[25] [26]} снизу вверх; то есть от сенсорных зон коры к ассоциативным зонам. Таким образом, мнемические сети, по-видимому, должны формироваься в коре под влиянием таких процессов, как синхронная конвергенция и самоорганизация.^[23] На более высоких уровнях топография хранения информации становится чрезвычайно нечеткой вследствие более широкого распространения мнемических сетей, связывающих сильно разбросанные области ассоциативной коры, представляющие отдельные свойства, которые, несмотря на их неодинаковость, были связаны в опыте. Поскольку эти воспоминания высокого уровня являются более диффузными по сравнению с простыми сенсорными воспоминаниями, они оказываются более стойкими. Лишь массированное разрушение коры приводит к неспособности искать и использовать понятийное знание - к "потере абстрактного видения", описанного Ариети и Гольдстейном.^[27]

Подобно сенсорной, моторная информация о планах и решениях также должна описываться иерархически. Джексон^[8] первым предположил, что кора фронтального лба обеспечивает расчеты наиболее высоких уровней двигательной информации. На низшем кортикальном уровне находится первичная двигательна кора, репрезентирующая и опосредующая элементарные двигательные акты. Префронтальная кора, обычно рассматриваемая как ассоциативная кора фронтального лба, представляет самый высший уровень двигательной иерархии.^[28] Так обстоит дело не только при репрезентации сложных видов деятельности (понятия деятельности, планов и программ), но также и при их реализации, включая реализацию работы памяти.^[29] Префронтальная кора развивается поздно (как фило- так и онтогенетически) и получает волокна от субкортикальных структур, так же как от прочих зон неокортекса.^[30] Такие широкие связи объединяют друг с другом перцептивную и понятийную сети задней коры с префронтальными двигательными сетями, образуя таким образом перцептивно-двигательные ассоциации на высшем уровне.^[28][31]

Обычно информация, хотя и хранится в форме связей нейронной сети, является "спящей". Об активации сети говорится, когда представляемая ею информация востребуется ассоциативным процессом или распознаванием.^[2][23] Высшие психические функции, такие как работа памяти и абстрагирование, включают активацию более сложных ассоциаций множества сетей. Например, в задачах с отсроченным ответом (которые включают работу памяти) активизируются многие распределенные в мозге сети. Обычно в задачи работы памяти входит выбор между последовательно представленными стимулами.^[29] Разработка некоторого плана правильного выбора требует формулирования плана выбора стимулов. Задержки между следующими стимулами необходимы для того, чтобы в течение времени удерживать этот план в сознании. Таким образом, для успешного выполнения задач работы памяти необходимо симультантные и параллельные ассоциации между кратковременной памятью (прошлый стимул), мгновенной перцептивной памятью (распознавание текущего стимула) и долговременной понятийной памятью (правила выбора следующего стимула). Короче говоря, чем выше уровень выполняемой мозгом психической функции, тем более запутанными оказываются ассоциации между распределенными нейронными сетями. Чем сложнее психическая функция, тем в большей мере мозг привлекает ассоциативные ресурсы функциональных связей. Точно так же, чем больше достигнута мозгом "коннекциональная мощь", тем выше потенциал для более качественного психического функционирования индивидуума.

Важным аспектом множественных связей между нейронными сетями является непрерывность,^[32] которая проистекает из множественных ограничений, возникающих при объединении различных нейронных сетей.^[33] Если до установления связи, две системы могли действовать независимо друг от друга, то после того, как их деятельность стала взаимной, активность одной нейронной системы или сети будет влиять на активность другой. Так можно выразить внутреннюю непрерывность, которую мы ощущаем в наших психических функциях, а также то, почему реальность воспринимается организованной аудиторно, визуально и тактильно. Планирование, обдумывание и деятельность также обладают непрерывностью; мысли и реакции нацелены на имеющиеся стимулы и гармонизируют сиюминутные события. Наконец, весь наш опыт выглядит единым в своей логической и смысловой непрерывности.

Интеграция вместо сегрегации в организации коры и нейронная сложность

Важное взаимодейтсвие интеграции (функциональной связности) и сегрегации (функциональной специализации различных нейрональных подсистем) охватывает математическое понятие нейрональной сложности (C_N).^[34] C_N является низкой для систем, компоненты которых характеризуются либо полной независимостью, либо полной зависимостью. C_N является высокой для систем, компоненты которых одновременно являются независимыми (на уровне малых групп) и демонстрируют увеличение зависимости в группе с увеличением ее размера. Различные нейрональные группы функционально сегрегированы, если их действия обнаруживают статистическую независимость. Наоборот, группы являются функционально интегрированными, когда они демонстрируют высокую статистическую взаимозависимость. Функциональная сегрегация в нейрональной системе характеризуется понятием относительной статистической независимости малых подгрупп системы, а функциональная интеграция - понятием достоверного отклонения от этой статистической независимости.^[34]

Более полное описание функциональной связности мозга должно быть связано со статистической структурой сигналов, отбираемых из окружающей среды. Такие сигналы активизируют определенные нейрональные популяции, в результате чего синаптические связи между ними усиливаются или ослабевают. В ходе развития и обретения опыта соответствие или согласованность функциональной связности мозга и статистической структуры сигналов, отбираемых из окружающей среды, возрастает в процессе изменения и отбора на уровне синапсов.^[26] Эти процессы наглядно демонстрирует организация первичных зрительных зон. Внутри зрительной зоны система связей (связность) первоначально имеет однородную структуру. В ходе развития и обретения опыта она подвергается процессам отбора, благодаря которым нейроны, отвечающие за похожие ориентации, преимущественно становятся связанными.^[35] В результате функциональная связность, которая составляет основу различных критериев гештальта, соответственно делает предпочтительными вытянутые колинеарные края ретинального образа.

Тонони и его коллеги^[34] ввели статистическую меру, названную ими сложность согласования (C_M), которая отражает изменение C_N, наблюдаемое при получениии нейронной системой сенсорного входного сигнала. Посредством компьютерного моделирования они показали, что, когда синаптическая связность упрощенной кортикальной зоны организована случайным образом, C_M является низкой и функциональная связность не соответствует статистической структуре сенсорного входа. В то же время, при изменении синаптической связности и подборе такой функциональной связности, при которой вход строго активизирует внутренние корреляции, C_M возрастает. Они также показали, что после того, как определится репертуар внутренних корреляций, подстраивающихся под статистическую структуру сенсорного входа, этот репертуар начинает играть решающую роль в том, как мозг категоризирует (т.е. воспринимает) отдельные стимулы.

Теория систем и теория сознания

Переработка информации и сознание

На основе "сравнительного анализа", в котором сравниваются сознательные и бессознательные процессы в многочисленных экспериментальных областях, Баарс^[32] представляет интегральную теорию сознания, названную им теорией глобального рабочего пространства. В теории Баарса мозг рассматривается как состоящий из множества различных параллельно работающих процессоров (или модулей), каждый из которых способен решать некоторую задачу над символическими репрезентациями, поступающими им на вход. Гибкость модулей заключается в их способности комбинироваться и образовывать новые процессоры, которые могут решать новые задачи, а также распадаться на меньшие составляющие процессоры. Баарс рассматривает мозг как большую группу распределенных частичных процессоров, высоко специализированных систем, функционирующих большую часть времени на бессознательном уровне. По крайней мере, некоторые из этих частичных процессов могут быть представлены на сознательном уровне, когда они организуются и образуют глобальные процессы. Глобальные процессы предоставляют сознанию информацию и образуются в ходе борьбы и кооперации частичных процессоров.^[32]

Согласно Баарсу,^[32] сознательные построения являются основой внутренней согласованности. Это означает, что удовлетворение множественным ограничениям характеризует интерактивные частичные процессоры, когда они участвуют в глобальном процессе. Такая модель мозга прекрасно подтверждается результатами исследований мозга и исследованиями пациентов с поражениями мозга.^[28] Модель также согласуется с замечанием, что системы состоят из взаимодействующих элементов (т.е. информационных процессоров), подверженных множественным ограничениям.

Для объяснения разницы между сознательными и бессознательными процессами Баарс обращается к популярным моделям распределенных вычислительных систем (а именно, - моделям нейронных сетей^[3]). Эти модели основаны на глобально доступном блоке рабочей памяти, опосредующем общение и новое взаимодействие между различными отдельными процессорами. Баарс полагает, что похожая структура существует в человеческом мозге и что она поддерживает сознательный опыт. Доступность для большинства процессоров структуры, названной им глобальным рабочим пространством, означает, что большинство процессоров потенциально могут заставить свое содержание занять рабочую память. В то же время, глобальное рабочее пространство может глобально "рассеять" свое содержимое таким образом, что каждый процессор получит доступ к содержанию сознания. Важна, однако, такая идея, что лишь один глобальный процесс может быть сознательным в конкретный момент. Иными словами, сознание - это серия явлений, каждое из которых, несмотря на свои бессознательные предпосылки, является параллельным другим процессом.

Важным является утверждение Баарса о внутренней согласованности сознания. Это свойство не присуще набору бессознательных процессов в мозге. Баарс приводит в качестве примера этого свойства восприятие куба Некера (оптической иллюзии, которую мы можем сознательно наблюдать в одной из двух различных ориентаций). Оба способа рассмотрения куба можно чередовать, но мы не сможем воспринимать их оба одновременно. Другими словами, наше сознательное восприятие куба является согласованным. Люди, похоже, способны удерживать в сознании в данный момент лишь одно значение слова. Свидетельством того, что альтернативные значения слов бессознательно представлены в мозге одновременно с сознательным значением, может являться эффект воспламенения при восприятии изречения.^[36][37]

Итак, Баарс постулировал существование теоретического рабочего понятия, в котором на основе взаимодействия множества частичных процессов образуются глобальные процессы. Он постулировал, что глобальные образования в рабочем пространстве обеспечивает глобальное доминантное сообщение сознательной мысли.^[32] Частичные процессы - это специализированные процессы, каждый из которых перерабатывает свою информацию независимым образом; они функционируют параллельно, и в случае, если они не включены в глобальную структуру, они протекают отдельно от других процессов. Частичные процессы конкурируют, кооперируются и взаимодействуют ради получения доступа и участия в глобальной структуре. Глобальное образование может рассматриваться как сложная сеть частичных процессов.

Глобальные образования обладают внутренней связностью; в результате между частичными процессами устанавливаются множественные ограничения. Когда частичные процессы задействованы в организации глобального процесса, их ограничивают поведенческие паттерны в глобальных образованиях. Таким образом, частичные процессы могут больше не функционировать (то есть не обрабатывать информацию) вне связи с глобальным сообщением. Частичные процесы являются быстрыми, высоко специализированными и нацеленными на обработку информации определенного типа. При этом они ограничены типом перерабатываемой информации и обнаруживают недостаток гибкости и адаптивности после того, как объединяются и кооперируются с другими частичными процессами для совместной деятельности. Глобальные образования имеют преимущество как в сложности, так и в гибкости, необходимых для эффективной и тщательной обработки информации.^[32]

Объединив теорию Баарсв и представленные нами ранее замечания об иерархической организации информации (воспоминаний) в мозге, имеет смысл полагать, что в нервной системе частичные процессы более низкого уровня взаимодействуют и образуют нейронные глобальные организации более высокого уровня. Кроме того, идея внутренней связности глобальных образований включает в себя основное положение о структурах множественных ограничений. Предполагается, что динамическая активность частичных процессов в рамках организации представляют наряду с иерархической структурой и структуру множественных ограничений. Например, после того, как частичный процесс занял свое место в глобальной структуре, он связывается со всеми другими процессами и таким образом становится глобально распределенным. Таким образом, посредством связей (вызывая реакции на выходе через посредство связей с остальной частью системы) он оказывает влияние на глобальную структуру. С другой стороны, поскольку система является множественно ограниченной многие другие процессы будут сдерживать (через посредство связей) свою активность. Можно заключить, что, с точки зрения обработки информации, информация, полученная частичными процессами, оказывает и в то же время испытывает влияние со стороны глобального сообщения.

Вследствие внутренней связности, если структура информации (т.е. паттерн активации) частичного процесса существенно отличается от информации, представленной в глобальном образовании, тогда частичный процесс с большим "трудом" получит доступ к глобальному процессу (или будет ему соответствовать). Эти трудности вызваны множественными ограничениями, существующими между частичным процессом и глобальным образованием, которые в данном случае не находят удовлетворения. Поскольку глобальные образования имеют более высокий уровень организации (с точки зрения иерархии), ограничение частичных процессов, которые имеют скорее всего более низкий уровень, облегчает формирование контроля сверху-вниз. Частичные процессы конкурируют за получение доступа к глобальной структуре, образуя процесс снизу-вверх.

Объединяя рассмотренные теоретические построения, мы полагаем, что 1) сознание возникает как свойство глобальных структур; 2) различные уровни сознательного и бессознательного соответствуют различным уровням организации глобальной структуры; 3) поскольку частичные процессы в своей сегрегированной форме не создают феномена сознания, они остаются в "области бессознательного"; 4) подсознательным является уровень информации на границе получения (или утраты) доступа к глобальным структурам, являющимся частью структур более высокого уровня.

Системный подход к психодинамическим положениям

Системный подход к фрейдовским понятиям в психоанализе

Первые понятия, введенные Фрейдом в свою топографическую модель, относились к уровням сознания. Теперь у нас есть средства определить описанные им сознание, бессознательное и предсознательное как уровни интеграции, достигнутые частичными процессами в формировании глобальных структур. Сознательное понимание является свойством глобальных образований. Бессознательная информация представляется частичными процессами, которые не составляют часть глобальных структур. Предсознательное характеризуется теми процессами, которые почти входят составной частью (или являются) глобальных образований.

В структурной модели^[1] были заложены такие психические "заместители", как эго и ид. Эго описывается как развивающееся из младенческого ид, в котором первоначально оно целиком находилось. Ид описывается как дезорганизованная система, концепты в которой между собой не связаны или разбросаны самым "причудливым" из возможных образом. Фрейд назвал такую форму непоследовательности первичным процессом мышления. С описывавшейся до сих пор системной точки зрения концептуально первичное мышление может быть представлено как свойство системы, в которой отсутствует упорядоченность или, иными словами, в которой не удовлетворены множественные требования. Это дает возможность сосуществовать конфликтным способностям формирования и восприятия идей, которые не выделяют какие либо ощущения как более важные. Биологические свидетельства показывают, что у младенцев синаптические связи находятся в самом начале своего развития.^[28] Таким образом, биологический нейронный коррелят на данном этапе развития не может поддержать необходимые структуры множественных требований, которые создают основу упорядоченной психической активности. Развитие эго включает в себя формирование вторичного процесса мышления.^[1] Эти процессы описываются Фрейдом как нормальное мышление, характерное для каждого из нас. Иными словами, вторичное мышление возникает из структуры системы нейронов, удовлетворяющей множественным требованиям, и фактически синаптическая связь полностью созревает от младенчества до взрослости. Введением понятия суперэго Фрейд допустил то, что позже должно будет развиваться как внутренние репрезентации социальных и межличностных норм. Это придало эго (а именно, его части, общей с суперэго) не только возможность организовывать неупорядоченные процессы ид, но также полностью отвечать за представление психосоциальной реальности и адаптацию к ней.

Введение динамической модели^[1] добавило взаимодействие между психическими заместителями фрейдовской модели. Защитные механизмы являются, вероятно, наиболее полно описанными динамическими факторами в этой модели. Согласно Фрейду эго задействует бессознательную область психической деятельности (обозначаемую также как ид) в которой представлены нежелательные драйвы и идеи. Вытеснение было описано как психический механизм, который "защищает" сознательное понимание от вторжения неадекватных или невыносимых идей или драйвов. Вытеснение удерживает их в бессознательном. Фрейд показал, что фактически вторгающиеся из бессознательного идеи и драйвы несут в себе угрозу для интеграции эго.^[1] На основании описывавшихся до сих пор положений вытеснение может быть концептуально представлено как динамика процессов, участвующих (а также не участвующих) в глобальных структурах, которые поддерживают феномены сознания. Частичные процессы, которые не получили доступ к глобальным процессам, остаются бессознательными (т.е. вытесненными).

Вследствие множественных требований, которые определяют глобальные структуры, некоторые частичные процессы могут сталкиваться с трудностями при обращении к глобальным структурам. Особенно это так в случае, если частичные процессы несут информацию, которая полностью устраняется из глобальных сообщений или противоречит им. На базе этих предположений можно представить себе тот тип информации, которому будет отказано в доступе к глобальной структуре; это будут противоречащие или неподходящие сообщения (т.е. частичные паттерны, которые не удовлетворяют требованиям глобальных паттернов). В действительности Фрейд описывал вытесненные содержания как конфликтные темы или невыносимые идеи. Здесь "невыносимые" означает информацию (частичного процесса), которая устраняется из информации, представленной глобальной структурой (т.е. не согласуется с ней).

Невыносимый частичный процесс не может быть встроен в общее сообщение без того, чтобы разрушить его внутреннюю последовательность (т.е. структуру, удовлетворяющую множественные требования к нему), и потому обязательно будет исключен. Например, для матери новорожденного идея убийства своего ребенка полностью противоречит обычному психическому состоянию любви и заботы, являющемуся типичным для молодой матери. Если каким-либо образом неадекватные частичные процессы получают доступ к глобальной структуре, то они склонны дестабилизировать или даже подрывать ее. Если многие конфликтные и подрывные процессы получают доступ к глобальному образованию, то это может разрушить все глобальное сообщение, и система нейронов, представляющая его, неизбежно дестабилизируется. Действительно, тип мыслей, включающий в себя убийство чьего-либо новорожденного ребенка, часто появляется у пациентов с психическими нарушениями. Из этого можно заключить, что фактически некоторые частичные процессы действительно представляют угрозу для интеграции глобальных структур и актуальной стабильности систем нейронов. Это описание согласуется с замечанием Фрейда о том, что интегрированность эго подвержена опасности со стороны вытесненных психических процессов, сопровождающих конфликтные идеи и драйвы.

Неадекватные частичные процессы случайно могут получить доступ к глобальным структурам и "трансформироваться" с тем, чтобы войти в глобальный паттерн. Например, аморальная мысль противоречит превалирующему содержанию морализирующего сознательного представления. Трансформация в морализаторскую форму желания вести себя аморальным образом может служить доминирующей глобальной структурой пуританского сообщения. Такой вид трансформации известен в психоаналитической литературе как реактивное формирование. Другим известным видом трансформации невыносимого образа мыслей является изоляция. Здесь мысль не исключается из осознания, но некоторые ее существенные части "нейтрализуются". Частями такого рода являются те, что несовместимы с остальной частью сознательного сообщения. Частичный процесс включается в сознательное представление лишь до тех пор, пока он не войдет в определенные контексты сознательного представления, из которых он будет исключен (т.е. изолирован). Если изоляции недостаточно для удовлетворения требований глобальных структур, тогда может возникнуть диссоциация, и определенные содержания представлений будут тогда игнорироваться или восприниматься как независимые и посторонние. Описанные виды трансформаций необходимы для защиты глобального образования от разрушения со стороны противоречащих частичных процессов. Поэтому считается, что эти виды трансформаций удовлетворяют понятию защитного механизма. Они защищают глобальные образования и препятствуют дестабилизации деятельности множественного требования в нейронной системе. С точки зрения биологии это можно перевести на язык дестабилизации взаимоотношений между группами нейронов, которые предположительно имеют непосредственные нейропатологические выходы на трансмиттерно-рецепторную деятельность.

Динамика внутренних репрезентаций и личность

Психолог Карл Роджерс^[38] предположил, что наиболее выгодная позиция в понимании поведения есть точка зрения "внутренней системы обозначений" самого индивидуума. Он назвал эту систему обозначений полем переживаний, которое охватывает личное пространство индивидуума. Исследования в сфере нейронаук показывают, что мозг для представления информации использует внутренние "карты". Одним из наиболее ярких примеров являются гомункулюсы сенсорных и моторых представлений, развернутые над корой.^[28] По-видимому, так же как гомункулюс, который формируется в результате усиления синаптических путей, поле переживаний формируется на основе зависящей от опыта пластичности мозга.^[9] Используя представления о пространстве состояний, можно сказать, что поле переживаний - это структура систем аттракторов в мозге.

Согласно Роджерсу организмическая оценка - это механизм, посредством которого "карта" (т.е. внутренняя структура) поля переживаний оценивает психические события обыденной жизни.^[38] Применяя понятие о пространстве состояний к внутренним репрезентациям, организмическую оценку можно определить теперь как сходимость или активацию соответствующих зависящих от опыта структур аттракторов внутренней карты. Когда текущее переживание совпадает с прошлыми внутренними представлениями о том же самом переживании, тогда никаких изменений не происходит, и карта внутренних репрезентаций будет активизировать известный прошлый опыт. С другой стороны, если новое переживание несколько отличается от прошлого опыта, то этого будет достаточно для "обновления" топологической карты и добавления системы аттракторов во внутреннюю структуру.

При активации внутренней карты входящие стимулы организуются в виде значимого восприятия. Восприятие нового переживания является значимым, когда оно имеет отношение к прошлому опыту, который уже встроен в данную карту. Это циклический процесс, при котором карта внутренних репрезентаций влияет на поступающие стимулы и одновременно испытывает влияние с их стороны. Иными словами, мозг поддерживает карту внутренних репрезентаций, которая непрерывно обновляется в результате взаимодействия с окружающей средой. Сегодня такой тип взаимодействия внутренних репрезентаций и восприятия стимулов извне обозначается как контекстно-зависимый процесс.^[39]

Вследствие такого взаимодействия внутренние репрезентации могут рассматриваться как приблизительные модели реальности. Разумно предположить, что "хорошее соответствие" между внутренними репрезентациями (психосоциального мира) и внешними психосоциальными ситуациями позволит повысить эффективность адаптивного межличностного взаимодействия. С другой стороны, "расхождения" между психосоциальными событиями в реальном мире и их внутренними репрезентациями могут "деформировать" как восприятие, так и поведенческие реакции индивидуума. Концепция сложности соотнесения (matching complexity - C_M), описанная ранее, в свою очередь показывает, что расхождение будет связано с меньшей нейрональной сложностью соответствующих нейронных систем, что таким образом будет являться причиной значительных проблем с адаптацией на уровне нейровычислений.

Внутренние репрезентации взаимодействий с психосоциальной реальностью чрезвычайно важны при оценке личностных черт или расстройств. Личностные черты - это имеющиеся паттерны восприятий, связанных с окружением, мыслями о нем и о самом себе. Они лежат в широком диапазоне социальных и личностных контекстов.^[40] Таким образом, некоторые контексты внутренних репрезентаций будут оказывать непосредственное влияние на личностные черты. Например, внутренние представления, связанные с гигиеной, пунктуальностью и точностью, для некоторых индивидуумов являются более важными; для других индивидуумов важными являются другие представления, такие как тщеславие и гордость. Первый пример типичен для индивидуумов, которые придают особую важность порядку и стремятся достичь совершенства. Эти индивидуумы часто обозначаются как носители обсессивных черт личности. Второй пример более типичен для индивидуумов, смотрящих на себя как на исключительных и важных. Их часто обозначают как обладателей нарциссических черт личности. Индивидуумы, придающие важность гигиене (т.е. те, которые оптимизируют именно эти внутренние репрезентации контекста) будут воспринимать стимулы, содержащие информацию о пачкающем и грязи, иначе, нежели индивидуумы, которые не имеют такого свойства.

Будучи декодирована карта внутренних репрезентаций позволит объяснить и предсказать реакцию индивидуума на определенные стимулы. В случае личностного расстройства оптимизация некоторых внутренних репрезентаций контекста может усилиться настолько, что определенные стимулы будут восприниматься невероятно искаженными. Например, человек с обсессивным расстройством личности даже немного испачканый стол может воспринимать как чрезвычайно грязный. Индивидуум с нарциссическим расстройством личности даже незначительное неодобрение может воспринять как чрезвычайное оскорбление.

Процесс формирования подробных карт структур аттракторов в значительной мере зависит от уровня образования индивидуума. Индивидуумы, выросшие в семьях, где чистоте уделяли повышенное внимание, благодаря зависящей от опыта пластичности скорее всего встроят эти ценности во внутренние репрезентации контекста (обсессивные черты). Индивидуумы, выросшие в среде, где им уделялось особое внимание и где они находились в центре, в результате оптимизации потребности в ощущении любви и внимания (нарциссические черты) скорее всего усвоят именно такое отношение. Зависящие от опыта процессы, сопровождающие развитие и ответственные за формирование внутренних репрезентаций контекста, могут отклоняться от "нормального русла" внутренних репрезентаций, необходимых для "нормального" социального функционирования. Эти отклонения могут образовывать внутренние репрезентации, которые в основном удалены из психологической реальности. Грубое расхождение между внутренними репрезентациями и окружающей реальностью, по-видимому, вызывает искажения, которые приводят к нарушениям в восприятии и реагировании на окружение (как при личностных расстройствах).

В какой-то мере, поступление информации от внешних стимулов можно описать как частичный процесс, ответственный за получение доступа к глобальноым структурам сознательного умозаключения. Грубое расхождение между внутренней картой представлений и паттерном внешних стимулов, по-видимому, вызывает те же трудности, на которые могут натолкнуться частичные процессы, пытаясь получить доступ к глобальным структурам сознательного умозаключения. Это расхождение может исказить поступающую информацию так же, как искажают ее неадекватные частичные процессы, которые пытаются получить доступ к глобальному рабочему пространству; они должны быть трансформированы прежде, чем смогут принять участие в основном высказывании при сознательном умозаключении.

Хорошим примером такого искажения можно рассматривать феномен переноса. Как перенос рассматривается такое отношение к событию или индивидууму, которое основано на прошлом связанном с похожими событиями или человеком опыте и которые неадекватны текущей ситуации.^[41] Например, входящие стимулы психосоциального события искажаются так, чтобы они "подошли" внутренней репрезентации похожих событий, уже овладевших глобальными процессами сознательного умозаключения. Поскольку входящая информация "оценивается" внутренними репрезентациями, которые организуются опытом, то вполне естественно, что многие из имеющихся у нас восприятий связаны с прошлым опытом. Когда ряд стимулов нового психосоциального события поступает в систему и вызывает его соприкосновение с рядом аттракторов, представляющих похожий прошлый опыт, тогда этот ряд аттракторов активизирует прошлый опыт в глобальной структуре и выводит его на уровень сознания. Сознательное умозаключение, связанное с индивидуумом или событием, вызвавшим этот процесс, будет восприниматься во многом так, как если бы оно было прошлым опытом. При значительном расхождении между внутренними репрезентациями и актуальным психологическим событием перенос (т.е. восприятие в качестве прошлого опыта) может исказить восприятие этого психологического события. В будущем сложность согласования может оказаться тем математическим средством, которое предскажет, в какой мере перенос определяет наше поведение.

Иногда ряд окружающих стимулов настолько удален из какого-либо контекста внутренней репрезентации, что совершенно не воспринимается индивидуумом. На языке психодинамических терминов это называется отрицанием. Индивидуум с чертами нарциссической личности может не воспринимать знаки, указывающие на то, что он не желанен. Это происходит потому, что в его карте внутренних репрезентаций нет контекста или системы аттракторов (бассейнов), которые могли бы указать на отвержение. Более того, у этого индивидуума часть топологии пространства состояний, включенная в представление об отвержении, вероятно, находится на пике, отбрасывая всякую возможность восприятия этих стимулов. Поскольку представление об отвержении вообще не может быть активировано, то оно не возникнет в глобальной структуре и будет оставаться полностью вне каких-либо сознательных умозаключений (будет отрицаться).

Системный подход к психотерапии

Психотерапия: физические зависящие от опыта процессы в мозге

Системный подход к психодинамическим концепциям способствует новым инсайтам в области возможных физических процессов, протекающих в мозге в ходе психотерапии. Грубо говоря, индивидуумы ищут психотерапевтической помощи вследствие стресса, берущего свое начало в межличностных отношениях в психосоциальных ситуациях. В ходе психотерапии с клиентом происходят изменения, которые позволяют ему адаптироваться, действовать и терпеть эти ситуации и не испытывать в связи с ними дискомфорт.

Межличностные отношения между терапевтом и клиентом являются средством, необходимым для того, чтобы вызвать необходимые изменения. Вначале отношения с терапевтом будут повторять те же самые паттерны межличностных отношений, которые привели к дистрессу. Опытный терапевт идентифицирует эти паттерны и реагирует на них таким образом, чтобы постепенно изменить отношение клиента к подобным ситуациям в будущем. Далее эти изменения распространяются как внутрь, так и вовне терапевтического сеттинга. Более успешное совладание с психосоциальными ситуациями уменьшает первоначальное страдание и позволяет избавиться от симптомов. Это избавление является результатом терапии. Психотерапевтические процедуры описывались как преодоление сопротивления, способствование соответствующим интерпретациям и достижение инсайтов в соответствующих областях межличностных отношений.^{[1] [41]}

В рамках системного подхода психотерапевтический процесс может быть описан как физическое изменение в мозге клиента. Вначале отношения между внутренней картой связей индивидуума (внутренними репрезентациями) и некоторыми аспектами психосоциальных ситуаций, с которыми он сталкивается, являются несоответствующими (не подходящими). Это несоответствие достигает такого уровня, что восприятие и реакция на эти психосоциальные ситуации оказываются нарушенными и мешают психосоциальному функционированию индивидуума. Психосоциальная дисфункция обычно сопровождается дистрессом, который как правило выражается в виде симптомов тревоги и депрессии. Цель терапии состоит в изменении внутренних репрезентаций с тем, чтобы включить соответствующие репрезентации и справиться с психосоциальными ситуациями самостоятельно.

В начальной фазе психотерапии терапевт воспринимается клиентом так, как если бы он соответствовал представлениям клиента о людях, похожих на терапевта, с которыми он сталкивался в прошлом (перенос). Это происходит потому, что клиент активирует системы аттракторов, описанные выше, которые представляют этих людей. Поскольку терапевт не соответствует в полной мере активированным репрезентациям, то возникает искаженное представление о терапевте. Вследствие этого искажения у клиента возникают неадекватные поведенческие реакции (перенос). Скорее всего это искажение имеет место также и в других межличностных ситуациях вне терапевтических сессий. Это указывает на то, что имеет место принципиальное несоответствие между внутренней репрезентацией и психосоциальной реальностью. Терапевт должен расширить репертуар представлений индивидуума с тем, чтобы предложить множество более отличающихся психосоциальных ситуаций. Другими словами, психотерапевтический процесс увеличивает нейрональную сложность (C_N) мозга клиента. Расширенный репертуар внутренних репрезентаций обеспечит лучшее соответствие между внутренней репрезентацией и психосоциальной реальностью.

Увеличение репертуара внутренних представлений предполагает создание дополнительных и более сложных систем аттракторов, чтобы согласовать события психосоциальных установок в реальности (т.е. увеличение сложности соответствия C_M). Когда терапевт реагирует на клиента новым для него образом, механизмы пластичности Хебба постепенно будут создавать новые системы аттракторов, необходимые для дополнительных внутренних репрезентаций. Таким образом, терапевт формирует топологию мозга в пространстве состояний для того, чтобы создать новые внутренние репрезентации. Это предполагает реальные изменения функциональной связности задействованных нейронных систем и потому является физическим процессом в мозге.

В действительности, процесс намного сложнее описанного выше. Например, вследствие недостатка репрезентативных систем интерпретации терапевта многократно отрицаются клиентом и не получают доступа к глобальным структурам. Эти интерпретации никогда не достигают сознательного уровня. Таково сопротивление, используя терминологию психоанализа. В рамках системного подхода ряд входных сигналов со стороны интерпретации просто входит в конфликт (то есть не удовлетворяют ограничениям) с глобальными структурами, относящимися к внутренним репрезентациям. Имеет смысл указать на то, что интерпретация достигает успеха, когда она воспринимается в нужное время, когда индивид готов ее воспринять.^[41] Должен присутствовать комплекс эмоционально окрашенных представлений, связанных с глобальной организацией, который готов к тому, чтобы включить новые паттерны информации, предлагаемые интерпретацией. Терапевт первоначально подготавливает пациента путем прояснения, конфронтаций и др. интерпретаций. Этот процесс изменяет глобальную структуру, постепенно "приближая" ее к паттерну, который наиболее необходим для принятия главной интерпретации (интерпретации, которая вызовет изменение).

Фрейд продемонстрировал важность преодоления сопротивления в психоанализе.^[1] Путем постепенного изменения глобальной структуры в сторону предпочтительного паттерна, который позволит усвоить интерпретацию, терапевт преодолевает сопротивление, стоящее на пути этой интерпретации. При повторении этого процесса снова и снова пространство состояний мозга в конце концов меняется, увеличивая сложность внутренних интерпретаций, а значит расширяя психологический репертуар индивидуума. Эти изменения возникают и поддерживаются благодаря зависящим от опыта пластическим процессам мозга. По всей видимости, это увеличивает нейрональную сложность, что в результате терапии позволяет адаптироваться и уменьшить страдание.

Обсуждение

Проблема оценки сложности в мозге

Наиболее значимые проблемы, стоящие перед исследователями, желающими применить системный подход к психотерапии, связаны с наблюдением, идентификацией и расшифровкой структуры множественных ограничений. Наблюдение обычно прибегает к электрофизиологическим средствам, таким как электроэнцефалография, магнитоэнцефалография, или более современным средствам изучения магнитно-резонансных сигналов, позволяющих получить картину магнитных резонансов функциональных структур. Испускание биологического сигнала и технология его регистрации выдвигают много проблем, выходящих за рамки данной статьи.^[42] Безотносительно к источнику сигнала, интерпретация нейрональной организации представляет громадную проблему.^[43]

При анализе сигналов широко используемым средством является анализ согласованности в смысле коэффициентов корреляции. В этом подходе предполагается, что зоны мозга влияют друг на друга, если сигналы, исходящие из этих зон, имеют одну форму волн (т.е. частоту и амплитуду).^[44][45] Если сигналы из двух областей имеют одну форму волн, но смещены по времени (это наблюдалось при изучении временной задержки в передаче активности), то коэффициент корреляции будет меньше и требуется принимать во внимание сдвиг по времени. Оба - и сдвиг по времени, и рассмотрение трехмерной пространственной проводимости в веществе мозга - значительно затрудняют оценку согласованности. Анализ ведущих компонент может позволить верно оценить размерность биологического сигнала.^[46] Размерность можно интерпретировать как количество компонент, составляющих сигнал. Рост размерности указывает на то, что сигнал образует большее количество источников. Анализ независимых компонент является относительно новым методом и разработан для идентификации количества компонент, составляющих сигнал. Например, при шизофрении, если наблюдается синдром расщепления,^[9] тогда можно ожидать увеличение количества независимых переменных в сигналах больных шизофренией по сравнению с теми же сигналами контрольной группы.^[9] В последнее время для измерения нейрональной сложности (C_N) применительно к сигналам мозга стали использоваться измерения взаимной информации.^[34][47] Они поддерживают надежду определить степень нейрональной интеграции (описанной выше) в мозге.

Степень кортикальной интеграции в мозге, по-видимому, позволит понять, в какой мере нейронные системы подвержены множественным ограничениям со стороны других систем через посредство функциональных связей. Тем не менее, это лишь приблизительная оценка фактического паттерна ограничений, возникающих в мозге. Будущие исследования будут зависеть от более сложных сочетаний анализа сигналов с математическим аппаратом с целью расшифровки точных паттернов взаимосвязей между нейронными системами в мозге. До тех пор, пока не будут разработаны такие средства, мы будем оставаться на уровне общих, упрощенных описаний удовлетворения и оптимизации множественных ограничений.

Вопросы, ставшие возможными благодаря системному подходу к психотерапии

Несмотря на то, что представленные положения являются лишь теоретической парадигмой или в лучшем случае языком примирения между психодинамическими концепциями и концепциями мозга, возникает ряд вопросов, которые были бы невозможны, не будь ее. Например, какое отношение имеют зависящие от опыта процессы пластичности в мозге к психотерпии? Существует ли связь между нейрональной сложностью (выявленной посредством электрофизиологического и пр. анализа мозга) и прогрессом в психотерапии (определяемом как облегчение симптома)? Может ли анализ сигналов (используя измерения нейрональной сложности) помочь контролировать прогресс и оценку результата психотерапии? Каким образом взаимодействуют между собой эффект лечения и психотерапия на уровне мозга? Клиницисты нередко считают, что лечение может входить в противоречие с психотерапией. Если лечение уменьшает на синаптическом уровне зависящие от опыта изменения, то такое предположение может казаться правдоподобным. С другой стороны, вещества, которые способствуют нейрональной пластичности, могут усилить результаты психотерапии. И наоборот, лечение, которое способствует нейрональной пластичности, может быть полезно лишь в связи с психотерапией. В этом смысле, такое лечение будет "активизироваться" только в связи с психотерапией, а значит психотерапия может рассматриваться как активатор медикаментов, способствующих нейрональной пластичности. Результаты исследований, основанных на этих вопросах, будут иметь огромное влияние на будущее психоанализа как науки о мозге и психотерапии, как терапии психических расстройств, связанных с мозгом.

Литература

^[1] Freud S: The project (1895), in The Standard Edition of the Complete Psychological Works of Sigmund Freud, vol 1, translated and edited by Strachey J. London, Hogarth Press, 1950, pp 283–248

^[2] Rumelhart DE, McClelland JL: Parallel Distributed Processing: Exploration in the Microstructure of Cognition, vol 1 and 2. Cam-bridge, MA, MIT Press, 1986

^[3] Herz J, Krogh A, Richard GP: Introduction to the Theory of Neural Computation. Santa Fe, NM, Santa Fe Institute, Addison-Wesley, 1991

^[4] Globus GG, Arpaia JP: Psychiatry and the new dynamics. Biol Psychiatry 1994; 35:352–364

^[5] Ditto WL, Pecora LM: Mastering chaos. Sci Am, August 1993, pp 25–32

^[6] Hebb DO: The Organization of Behavior. New York, Wiley, 1949

^[7] Sejnowski TJ, Tesauro G: The Hebb Rule for Synaptic Plasticity: Algorithms and Implementations. New York, Academic Press, 1988

^[8] Jackson JH: Certain points in the study and classification of diseases of the nervous system. Lancet 1869; 1(307):344–379

^[9] Friston KJ: Theoretical neurobiology and schizophrenia. Br Med Bull 1996; 52:644–655

^[10] Ramуn y Cajal S: Histologie du systиme nerveux de l’homme et des vertebres (1911), vol 2. Madrid, Institute Ramуn y Cajal, 1952

^[11] Prince A, Smolensky P: Optimality: from neural networks to universal grammar. Science 1997; 275:1604–1610

^[12] Hopfield JJ: Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities. Proc Natl Acad Sci USA 1982; 79:2554–2558

^[13] Globus G: Toward a noncomputational cognitive neuroscience. Journal of Cognitive Neuroscience 1992; 4:299–310

^[14] Bliss TVP, Gardner-Medwin AR: Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the unanaesthetised rabbit following stimulation of the prefrontal path. J Physiol (Lond) 1973; 232:357–374

^[15] Wickliffe AC, Warren TP: Metaplasticity: a new vista across the field of synaptic plasticity. Prog Neurobiol 1997; 52:303–323

^[16] Kandel ER: Genes, nerve cells, and the remembrance of things past. J Neuropsychiatry Clin Neurosci 1989; 1:103–125

^[17] Singer W: Development and plasticity of cortical processing architectures. Science 1995; 270:758–764

^[18] Merzenich MM, Kaas JH: Reorganization of mammalian somato-sensory cortex following peripheral nerve injury. Trends Neurosci 1982; 5:434–436

^[19] Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM (eds): Principles of Neural Science. Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall, 1991

^[20] Spitz RA: Hospitalism: an inquiry into the genesis of psychiatric conditions in early childhood. Psychoanal Study Child 1945; 1:53–74

^[21] Harlow HF, Dodsworth RO, Halow MK: Total social isolation in monkeys. Proc Natl Acad Sci USA 1965; 54:90–97

^[22] Kandel ER: Psychotherapy and the single synapse: the impact of psychiatric thought on neurobiologic research. N Engl J Med 1979; 301:1028–1037

^[23] Fuster JM: Network memory. Trends Neurosci 1997; 20:451–459

^[24] Fuster JM: Memory in the Cerebral Cortex: An Empirical Approach to Neural Networks in the Human and Nonhuman Primate. Cambridge, MA, MIT Press, 1995

^[25] Kohonen T: Self-Organization and Associative Memory. Berlin, Germany, Springer, 1984

^[26] Edelman GM: Neural Darwinism. New York, Basic Books, 1987

^[27] Ariety X, Goldstein K: American Handbook of Psychiatry. New York, Basic Books, 1959

^[28] Roland PE: Brain Activation. Stockholm, Sweden, Wiley-Liss, 1993

^[29] Goldman-Rakic PS: Working memory dysfunction in schizophrenia. J Neuropsychiatry Clin Neurosci 1994; 6:348–356

^[30] Lewis DA: Neural circuitry of the prefrontal cortex in schizophrenia. Arch Gen Psychiatry 1995; 52:269–273

^[31] Perecman E: The frontal lobes revisited. New York, IRBN Press, 1987

^[32] Baars BB: A Cognitive Theory of Consciousness. New York, Oxford University Press, 1988

^[33] King CC: Fractal and chaotic dynamics in nervous systems. Prog Neurobiol 1991; 36:279–308

^[34] Tononi G, Sporns O, Edelman GM: A measure for brain complexity: relating functional segregation and integration in the nervous system. Proc Natl Acad Sci 1994; 91:5033–5037

^[35] Gallaway EM, Katz LC: Emergence and refinement of clustered horizontal connections in cat striate cortex. J Neurosci 1990; 10:1134–1149

^[36] Neely JH: Semantic priming and retrieval from lexical memory: roles of inhibitionless spreading activation and limited capacity attention. J Exp Psychol 1977; 106:226–254

^[37] Manschreck TC, Maher BA, Milavetz JJ: Semantic priming in thought-disordered schizophrenic patients. Schizophr Res 1988; 1:61–66

^[38] Rogers CR: Client-Centered Therapy: Its Current Practice, Implications and Theory. Boston, Houghton Mifflin, 1965

^[39] Friston KJ: Context-sensitive interactions in the brain. Paper presented at the Cognitive Neuroscience Society annual meeting, San Francisco, CA, 1998

^[40] Kaplan HI, Sadock BJ: Comprehensive Textbook of Psychiatry, 5th edition. Baltimore, Williams and Wilkins, 1989

^[41] Michael C: Object Relations and Self Psychology: An Introduction. Montery, CA, Brooks Cole, 1986

^[42] Swartzburg M, Chowdrey S: On the informational value of quantitated interhemispheric EEG data for the appraisal of the mental status of patients. Paper presented at the 6th World Congress of Psychiatry, 1977

^[43] Hoffman RE, Buchsbaum MS, Jensen RV, et al: Dimensional complexity of EEG waveforms in neuroleptic-free schizophrenic pa-tients and normal control subjects. J Neuropsychiatry Clin Neurosci 1996; 8:436–441

^[44] Morrison-Stewart SL, Williamson PC, Corning WC: Coherence on electroencephalography and aberrant functional organization of the brain in schizophrenia. Br J Psychiatry 1991; 159:636–644

^[45] Norman RMG, Malla AK, Williamson PC, et al: EEG coherence and syndromes in schizophrenia. Br J Psychiatry 1997; 170:411–415

^[46] Koukkou M, Lehmann D, Wackermann J, et al: Dimensional complexity of EEG brain mechanisms in untreated schizophrenia. Biol Psychiatry 1993; 33:397–407

^[47] Tononi G, Sporns O, Edelman GM: Complexity measure for selective matching of signals by the brain. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93:3422–3427

Примечания

Avi Peled, M.D., Amir B. Geva, Ph.D. Brain Organization and Psychodynamics // The Journal of Psychotherapy Practice and Research 1999; 8:24-39.

_________________________________________________
Copyright © 1999 American Psychiatric Press, Inc.
Copyright © 1999 Шутков А.Е., перевод с англ.