ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КАК ОБЪЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ИЗУЧЕНИЯ ПСИХИКИ

Психофизиология - это наука о нервных механизмах психики . И название, и предмет этой науки отражают единство психики и ее нейрофизиологического субстрата. Для психологии в данном слу­чае важно то, что о неуловимых движениях нашей души, об иде­альном мире нашей психики (как сознательной ее сферы, так и бессознательной) можно судить на основании наблюдения и чет­кой регистрации вполне материальных физиологических явлений.

С одной стороны, эти явления выступают объяснительным прин­ципом психических явлений, о чем говорилось при обсуждении про­блем интерпретации результатов исследования. С другой стороны, что с методической точки зрения еще важнее, физиологические яв­ления могут служить объективными индикаторами психических явлений, поскольку являются их материальными коррелятами.

С древнейших времен по физиологическим изменениям у че­ловека судили о его психологическом состоянии. Например, по­краснение лица сигнализирует о смущении или стыде, побледнение - о гневе или страхе, учащенное дыхание - о возбуждении и т. д. Причем считается, что физиологические показатели - бо­лее верное свидетельство, чем слова. «Чем энергичнее молодая леди отрицает свое смущение, тем больше в нем убеждается ее собеседник» .

Если в обыденной жизни достаточно простой констатации подобной связи между психическим и физиологическим, то в научной, врачебной или консультативной практике требуется более четкое обозначение этих связей, основанное на количествен­ных измерениях. Этим целям и служат психофизиологические ме­тоды.

Как известно, все физиологические процессы в организме че­ловека регулируются нервной системой. Элементарной единицей нервной системы выступает нервная клетка (нейрон), главной функцией которой является проведение возбуждения. Передача возбуждения от нейрона к нейрону есть нервный процесс , кото­рый осуществляется через электрохимические реакции (и внутри клеток, и между ними). Именно регистрация этих электрических показателей и лежит в основе многих психофизиологических ме­тодов.

Нервная система представляет собой целостное образование. Но для удобства ее изучения и понимания ее работы НС подраз­деляют на различные отделы. Наиболее известны деления по структурному (анатомическому) и функциональному принци­пам. В первом приближении различают центральную (ЦНС) и периферическую нервные системы. ЦНС состоит из головного и спинного мозга. Электрическая активность ЦНС выступает од­ним из главных предметов измерения современных психофизи­ологических методов. Периферическая система делится обычно на соматическую и вегетативную.Соматическая система состо­ит из нервов, идущих от ЦНС к чувствительным органам и от двигательных органов к ЦНС. Она активирует произвольную мускулатуру, представленную преимущественно полосатой мы­шечной тканью, чья электрическая активность регистрируется в виде электромиограммы (ЭМГ). Вегетативная , или висцераль­ная НС (от лат . viscera - "внутренности") иннервирует в основ­ном непроизвольную мускулатуру внутренних органов, представ­ленную обычно гладкой мышечной тканью. Эта система регулирует секрецию пота, ритм работы сердца, химический со­став крови, кровяное давление, изменение диаметра зрачков и т. п. функции организма. Их регистрация лежит в основе боль­шинства психофизиологических методов. Вегетативная систе­ма подразделяется на две функциональные подсистемы: симпа­тическую и парасимпатическую. Основная функция симпатической системы - это мобилизация организма в состояниях повышен­ного психического напряжения (вспомним мобилизационную функцию эмоций). Такая мобилизация реализуется через ряд сложнейших физиологических реакций. Например, расщепле­ние гликогена в печени, что дает дополнительную энергию; сек­реция надпочечниками адреналина и норадреналина; усиление секреции пота; расширение зрачков; торможение работы желудочно-кишечного тракта; усиление и учащение сердечного рит­ма; расширение бронхов; изменения в циркуляции крови - уменьшение кровотока в поверхностных частях тела, что сни­жает вероятность обильного кровотечения при повреждении кожи и увеличение снабжения кровью мышц для развития боль­ших физических усилий.Парасимпатическая система обеспечи­вает функционирование внутренних органов в нормальных ус­ловиях. Ее действие направлено на сохранение и поддержание ресурсов организма, что выражается в обратных по сравнению с действием симпатической системы эффектах. Так, работа серд­ца под ее влиянием замедляется, зрачки и бронхи сужаются, ак­тивизируется желудочно-кишечный тракт и т. д. Эта разнонаправленность воздействий двух вегетативных подсистем и четкая согласованность их работы часто даже мешает определить, чье влияние сказалось на том или ином эффекте: то ли усиление ак­тивности одной системы, то ли ослабление другой. Тем не менее это не препятствует соотнесению регистрируемых вегетативных реакций с психическими факторами.

Основная масса современных психофизиологических методов предполагает применение специальной аппаратуры , часто до­вольно сложной и дорогостоящей. Особенно это относится к ме­тодикам, связанным с измерением электрических показателей тела и различных органов. Отсюда вытекает требование основа­тельной подготовки и высокой квалификации специалистов, про­водящих эти опыты и измерения.

Процедура регистрации психофизиологических процессов со­стоит обычно из трех этапов. На первом процесс выделяется в виде электрического сигнала. Какие проводники применять, где и как располагать электроды для получения электрической цепи зави­сит от специфики изучаемой физиологической системы и целей эксперимента. Для подавляющего большинства случаев имеют­ся уже отработанные типовые схемы и рекомендации. На втором этапе производится акцентирование выделенного сигнала. Вна­чале его отфильтровывают от других сопутствующих сигналов, не имеющих прямого отношения к изучаемому явлению. Потом нужный сигнал усиливают до мощности, необходимой для пуска записывающего устройства или иной фиксирующей аппаратуры. Прибор фильтрующий и усиливающий исходный сигнал, назы­ваетсяполиграфом . А сам второй этап часто называют уточняю­щим. Третий этап -демонстрационный . Здесь сигнал предстает в наглядной форме, удобной для анализа. Чаще всего это графики, записанные на бумажной ленте через самописцы или высвечива­емые на экране осциллографа. Полиграф, как правило, включает в себя и демонстрационные приборы. В настоящее время многие лаборатории компьютеризированы, и вся процедура регистрации управляется ЭВМ.

Хотя принципиально большинство методик возможно исполь­зовать в групповом варианте, но организационные трудности и риск снижения качества работы, как правило, вынуждают к их индивидуальному применению. Психофизиологические методы позволяют вести исследования по различным проблемам психо­логии: изучение психических процессов (сенсорных, мнемических, речемыслительных и др.); функциональных состояний; пси­хических свойств на индивидуальном, субъектном и личностном уровнях. Особое значение методы имеют при изучении эмоций, мотивационной сферы, состояний в экстремальных условиях (в частности, в стрессовых ситуациях), индивидуально-психологи­ческих различий (проблемы дифференциальной психологии). Широко применяются методы в психодиагностике и в клиничес­кой практике.

Ключевые вопросы психофизиологических опытов - это:

а) адекватное соотнесение регистрируемого сигнала с тем или иным физиологическим явлением, лежащим в его основе, и

б) правильное увязывание данного физиологического явления с его психологическими коррелятами.

История психофизиологии знаменуется освоением сначала вегетативной сферы, позже соматической и, наконец, ЦНС. В та­кой последовательности и рассмотрим соответствующие методы.

21.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

21.2.1. Измерение кожно-гальванической реакции

В 1888 г. Ч. Фере, обследуя больную с жалобами на электри­ческие покалывания в кистях и ступнях, обнаружил, что при про­пускании слабого тока через предплечье происходили отклоне­ния стрелки включенного в цепь гальванометра в моменты сенсорных или эмоциональных воздействий. Независимо от Фере в 1890 г. И. Тарханов показал, что электрические сдвиги наблюдаются и без приложения внешнего тока. Таким образом, он открыл кожный потенциал, величина которого тоже изменяется в ответ на сенсорные и эмоциональные раздражители. Подобные эффекты были названы «кожно-гальванической реакцией» (КГР).

Одним из первых исследователей КГР был знаменитый уче­ник (а впоследствии оппонент) 3. Фрейда Карл Юнг. Он рассмат­ривал КГР как объективное физиологическое «окно» в сферу бес­сознательного, подлежащего изучению через психоанализ. К. Юнг первым выявил прямую зависимость между величиной КГР и си­лой эмоционального переживания. В дальнейшем исследования в этой области пережили настоящий «бум». При этом считалось, что и метод Фере, использующий внешний ток, и метод Тархано­ва, внешний ток не использующий, дают одинаковые результаты. Однако позже выяснилось, что это не так и каждый метод изме­ряет разные физиологические явления, протекающие в кожном покрове человека.

По современным представлениям, метод Фере (экзосоматический метод) измеряет электрическое сопротивление (или чаще го­ворят о проводимости) кожи (ПрК), а метод Тарханова (эндосоматический метод) измеряет электрический потенциал кожи (ПК). Кроме того, следует различать тоническую и фазическую активность кожи. В первом случае речь идет о показателях, отно­сящихся к достаточно долгому периоду времени проявления элек­трической активности. И тогда говорят о ее уровне . Во втором слу­чае имеются в виду показатели кратковременного проявления активности. И тогда говорят о реакциях . При этом реакции, по­явление которых трудно связать с каким-либо конкретным сти­мулом, называют спонтанными (вспомним спонтанную дви­гательную активность). Всю же совокупность этих явлений называют «электрической активностью кожи» (ЭАК) вместо КГР. Тем не менее историческая традиция сильна и термин КГР ис­пользуют до сих пор.

Природа ЭАК (или КГР) все еще до конца не выяснена. В об­щем виде ее усматривают в обменных процессах организма, так как в любом случае она является следствием повышенной актив­ности организма, сопровождающейся всегда активацией обмена веществ, совершающегося при участии вегетативной нервной системы. Из частных теорий наиболее известны мышечная, со­судистая и потовая. Согласно первой считалось, что ЭАК отра­жает мышечную активность, а вторая указывала на участие в КГР периферических кровеносных сосудов. Но обе эти версии к сере­дине XX века были отвергнуты. Наиболее приемлемой призна­ется третья гипотеза.

Суть ее состоит в признании влияния на электрические ха­рактеристики кожи работы потовых желез. В наиболее завершен­ном виде этот механизм представлен в модели «цепи потоотделе­ния», предложенной Р. Эдельбергом (1972). Согласно этой модели основной электродвижущей силой является отрицательный по­тенциал полости потовой железы по отношению к окружающей ткани. Потовая железа проходит сквозь весь кожный покров че­ловека, состоящий из трех основных слоев. Верхний слой - эпи­дерма - в свою очередь, включает два слоя: поверхностный (ро­говой), состоящий из отмерших клеток и выполняющий защитную функцию, и нижележащий - зернистый (мальпигиев), где непрерывное деление клеток восполняет их потерю в роговом слое. Эпидерма электрофизиологически нейтральна. Ниже эпи­дермы расположен другой слой кожи - субдерма, где расположе­ны секреторные отделы потовых желез. В психологически спокой­ных ситуациях потовые протоки желез заполнены потом (растворNaCl) до эпидермы. Это количество жидкости в протоках опре­деляет тонический уровень ЭАК. В психогенных ситуациях под действием симпатических нервов или некоторых гормонов на­чинает производиться потовой секрет и канал железы заполняет­ся потом дальше до рогового слоя, где он в него диффундирует.

Этот процесс вызывает электрические изменения в коже в виде либо реакции изменения проводимости (ПрК), либо реакции изменения потенциала кожи (ПК). Подобные электрофизиоло­гические кожные явления характерны не для всех участков на­шего тела. Они наблюдаются только на ладонях, подошвах ступ­ней и в небольшой степени на лбу и под мышками. Дело в том, что только на этих участках сосредоточены железы, реагирующие на психологические воздействия. Эти специализированные «эмо­циональные» железы входят в группу так называемых эккринных потовых желез, масса которых распределена по всей поверхности тела. Функция эккринных желез - терморегуляция, поддержание постоянной температуры тела. При повышении внутренней тем­пературы в результате усиленного обмена веществ или при работе мышц эти железы выделяют пот, испарение которого способствует теплоотдаче. Такие железы развиты только у человека и челове­кообразных обезьян. Регулирует потоотделение гипоталамус, реагирующий на температуру крови в организме. Подразделение эккринных желез на «тепловые» и «эмоциональные» не абсолют­но. Так, при сильном перегреве «эмоциональные» железы могут взять на себя функцию терморегуляции, а при сильном стрессе «тепловые» железы могут на него тоже откликнуться. Система потоотделения не исчерпывается эккринными железами. В нашем организме имеется еще одна группа желез, называемая апокринными . Они расположены в подмышках и в области половых орга­нов. Их секрет отличен от солевого раствора эккринных желез и определяет «запах тела». Биологическая роль этих желез еще до конца не выяснена. Считается, что наиболее вероятное их назна­чение - регуляция полового поведения. Выделяемый ими секрет сопоставим с так называемыми феромонами у животных, т. е. па­хучих веществ, служащих сигналами привлечения для половых партнеров.

В психологическом плане, естественно, интерес представляет работа «эмоциональных» желез. Правда, не совсем ясно, как и для чего в эволюции человека выделились эти механизмы. Био­логическая целесообразность эккринных «тепловых» и апокринных желез понятна. Для «эмоциональных» же, пожалуй, наибо­лее приемлемое объяснение заключается в следующем. Увлажнение кожного покрова ладоней и ступней повышает плот­ность захвата ими различных предметов. Для обезьян, у которых ведущий образ передвижения - брахиация (перелеты, прыжки по деревьям), это существенно при захватывании ветвей в отсут­ствие других приспособлений, улучшающих контакт с точками опоры (например, когтей, присосок и т. п.). У человека этот ме­ханизм получил дальнейшее развитие. Увлажнение ступней при босом передвижении по земле способствует лучшему сцеплению ноги с грунтом. А польза от увлажнения ладоней очевидна: уплотняется захват орудий труда, оружия и других удерживаемых руками предметов. Недаром у многих народов существует при­вычка «поплевать на ладони» перед трудной работой.

КГР является ярким выражением вегетативных сдвигов, вы­зываемых состоянием эмоционального или интеллектуального напряжения. Ее особенностью является отсутствие для нее спе­цифических раздражителей. КГР могут вызывать любые воздей­ствия: внешние - звук, свет, запах, вкусовые и тактильные раз­дражители, изменение температуры, электрический удар; внутренние - интерорецептивные (органические) раздражители внутренних органов, проприорецептивные (кинестетические, двигательные) воздействия.

При восприятии КГР появляется только на новизну стимула как компонент активной ориентировочной деятельности. В том же качестве ЭАК выступает при работе внимания, когда требует­ся сосредоточение. При снижении концентрации и устойчивос­ти внимания исчезает и КГР. В мыслительной деятельности КГР сопровождает только фазы высокого умственного напряжения, связанные либо с трудностью решаемой задачи, либо с новизной проблемной ситуации (т. е. в начале работы мысли). Особенно ярко ЭАК проявляется при эмоциональном возбуждении, при переживании чувств: происходит увеличение частоты спонтан­ных колебаний и проводимости кожи.

При анализе параметров КГР учитывают амплитуду колеба­ний (величину реакции), латентный период ее возникновения, скорость и время нарастания, исходный уровень электрической проводимости (при использовании метода Фере) и другие пока­затели. Обычно величина ЭАК примерно пропорциональна ин­тенсивности внутренних переживаний.

Четкость и выраженность связи параметров КГР с психичес­кими явлениями предопределили широкое распространение в психологии рассмотренного метода.

21.2.2. Методы исследования работы сердечно-сосудистой системы

Если работа потовых желез может в обыденной жизни пока­заться несущественным явлением, а иногда даже и фактором дис­комфорта, с которым призваны бороться различные дезодоран­ты и прочие гигиенические препараты, то вряд ли кто-нибудь усомнится в важнейшей роли сердечно-сосудистой системы (ССС). С древнейших времен сердце почиталось как главный орган нашего тела. В Древнем Египте и Междуречье сердце счи­талось ответственным за наши чувства. Античные авторы при­писывали ему большую часть функций, которые, как мы теперь знаем, связаны с мозгом. Да и сейчас еще мы сферу наших чувств относим к «делам сердечным».

Первый крупнейший шаг на пути научного познания ССС был сделан в 1628 г. Уильямом Гарвеем, открывшим кровообраще­ние и два круга его циркуляции (большой и малый). Сложность системы кровообращения настолько потрясла Гарвея, что он вернулся к античным представлениям о крови как вместилище души. Примерно через сто лет английский священник Стефан Хейлс су­мел измерить артериальное давление (правда, не у человека, а у лошади). Итальянский криминалист и один из основоположни­ков физиогномики Чезаре Ломброзо (XIX в.) высказал идею о свя­зи кровяного давления с психическими явлениями. И в частности, имел в виду возможность на этом основании уличать преступни­ков во лжи. В настоящее время получена масса убедительных до­водов значительных изменений в работе ССС под действием стрессоров и мышечных усилий. В первую очередь, это учащение ритма сердцебиений (PC), рост артериального давления (АД) и перерас­пределение крови (например, румянец смущения).

Как и в случае ЭАК (КГР), изменения в деятельности ССС свя­заны с изменениями общей активации организма. Разница в том, что КГР вызывается даже умеренными по силе психическими раздражителями, а показатели работы ССС изменяются только при сильных воздействиях. То есть ССС менее чувствительна к психогенным факторам, чем ЭАК. Но концепция общей актива­ции - лишь первое приближение в объяснении психофизиоло­гических явлений. Следующий шаг - это дифференциация типов сердечно-сосудистых реакций в зависимости от вида психоген­ного фактора (и соответствующих обстоятельств). И здесь иссле­дователи столкнулись с большими трудностями. Во-первых, потому, что разные факторы приводят зачастую к сходным физи­ологическим сдвигам. Во-вторых, сложность моделирования не­обходимых эмоционально напряженных ситуаций в лаборатор­ных условиях без нанесения психологического, физического или нравственного ущерба испытуемому. Тем не менее некоторые ус­пехи в этом вопросе имеются. Так, считается, что повышение диастолического АД и замедление PC более характерно для состоя­ния ярости, чем страха.

Для характеристики работы ССС используют следующие ос­новные показатели:

1) ритм сердца (PC) - частота сердцебиений;

2) сила сокращения сердца (сила накачивания крови);

3) минутный объем сердца (количество крови, проталкивае­мое за 1 мин.);

4) артериальное давление (АД);

5) кровоток (локальные показатели распределения крови).

Понятно, что все эти показатели связаны. В настоящее время наибольшее внимание психофизиологи обращают на PC, АД и кровоток (точнее, объем кровотока).

Как и в ЭАК, здесь очень важно различать тонические показа­тели, относящиеся к длительным временным интервалам (напри­мер, число сокращений сердечной мышцы за 1 мин.), и показа­тели фазические , характеризующие быструю адаптацию к данному моменту (например, интервалы между двумя и тремя последова­тельными сокращениями сердца). В общем можно считать, что тонические показатели PC и АД отражают степень мобилизации организма. По поводу фазических показателей мнения противо­речивы и обобщению пока не поддаются.

В арсенале психофизиологии наиболее популярными метода­ми являютсяэлектрокардиография , измерение артериального давления и вазомоторные методы.

Электрокардиография (ЭКГ) . В 1903 г. голландский ученый В. Эйнтховен открыл электрическую активность сердца и сумел записать его биотоки в виде графика, который получил название электрокардиограммы (ЭКГ). После многочисленных опытов вы­яснилось, что удобнее всего записывать эти биотоки от конечнос­тей (руки-ноги), так как сюда от работающего сердца доходят хо­рошо улавливаемые импульсы. Со времен Эйнтховена основными считаются три варианта расположения датчиков. Их называют пер­вым, вторым и третьим отведением. При первом биотоки отводят от обеих рук, при втором - от правой руки и левой ноги, при тре­тьем - от левой руки и левой ноги. В современной практике к этим основным добавляют еще другие дополнительные схемы, доводя их суммарное число до 12. Половина из них связана с грудной клет­кой, а другая половина - с конечностями. При заболеваниях сер­дца в одном (или нескольких) отведениях обнаруживаются откло­нения от нормы, позволяющие устанавливать диагноз. При исследовании психических явлений (чаще всего эмоциональных состояний) сравниваются показатели ЭКГ снятые в спокойном со­стоянии (фоновые показатели) и при психическом воздействии (эмоциональное напряжение, решение сложной интеллектуальной задачи, сильное сенсорное воздействие, мышечное усилие и т. п.).

Кардиограмма - это запись электрических процессов, связан­ных с сокращением сердечной мышцы. ЭКГ имеет вид волнис­то-зубчатой кривой (см. рисунок 15), участки которой соответ­ствуют работе различных отделов сердца.

Рис. 15. Схема электрокардиограммы

Ось x – время (сек.)

Ось y – сила (мм.)

В каждом отведении эти кривые несколько отличаются друг от друга, но общий графический комплекс, отображающий одно со­кращение сердца, одинаков. Этот комплекс включает три поло­жительных зубца R, Р и Т и два отрицательных - Q и S. Положи­тельные - это отклонения вверх от горизонтальной линии общего хода графика. Отрицательные - отклонения вниз от этой же го­ризонтали. Буквы латинского алфавита для обозначения этих зуб­цов были предложены еще Эйнтховеном и используются поныне. Зубец Р характеризует силу, активность сокращающихся предсер­дий. Восходящая ветвь зубца соответствует возбуждению правого предсердия, а нисходящая - левого. Зубцы Q, R, S и Т объединя­ются в понятие «желудочковый комплекс». Участок Q-R-S соот­ветствует сокращению желудочков, а зубец Т - их расслаблению. Последующая прямая Т-Р соответствует периоду покоя сердца (ди­астоле - паузе). К сожалению, форма ЭКГ не дает информации о влиянии на работу сердца психических воздействий. Поэтому психодиагностическую информацию извлекают из временных интерва­лов между зубцами, т. е. частоты PC. Так, при высоком эмоцио­нальном напряжении частота сокращений достигает у взрослого человека 150-180 ударов в мин. Однако есть и обратные данные: уменьшение частоты при переживании некоторых эмоций.

Измерение артериального давления . Артериальное давление (АД) - это сила, создающаяся в артериях, когда кровь встречает сопротивление. В периферических сосудах АД достигает макси­мума во время систолы (сокращение сердечной мышцы) и пада­ет до минимума в диастоле (расслабление сердечной мышцы). Обычно величина АД указывается в виде дроби, в числителе ко­торой дается систолическое значение, а в знаменателе диастолическое . Измеряется АД в мм. ртутного столба, как и любое другое (например, атмосферное) давление. В норме у взрослого челове­ка АД равно 130/90 мм. рт. ст., несколько варьируя в зависимости от физического и психического состояния и возраста. Третьим показателем, изредка используемым исследователями, выступа­ет пульсовое давление: разность между систолическим и диастолическим давлением. В норме оно равно примерно 40-60 мм. рт. ст. АД считаетсяповышенным , если в покое оно превышает 140/90. Тогда говорят о гипертонии , одной из наиболее распрост­раненных болезней в современном обществе с его обилием стрессоров. Именно психологические факторы являются причиной гипертонии в подавляющем числе случаев (по некоторым дан­ным до 90%). Этот эффект называется «эссенциальной гиперто­нией». Многочисленные наблюдения показали, что эмоциональ­ное напряжение может значительно повысить актуальное АД. Есть сведения об изменении под действием эмоциогенных фак­торов систолического АД с 90 до 190 мм.

Прямой способ измерения АД - это введение в крупную ар­терию чувствительного датчика давления. Но это болезненно и даже опасно для пациента. Поэтому на практике используется менее точный, но безопасный прием. Он основан на открытии русского врача В. Короткова (1906), который с помощью прижа­того к артерии стетоскопа обнаружил ее пульсацию, при созда­нии препятствия для периферического кровообращения. Слыши­мые при этом звуки назвали тонами Короткова.

Обычно на руку или ногу надевают манжет, наполняемый воз­духом. По мере накачивания воздуха создается препятствие кровотоку и коротковские тоны исчезают. Это говорит о том, что дав­ление стало выше систолического и кровь больше по сосуду не проходит. Последующее медленное опускание давления в манжете позволяет уловить первые тоны Короткова, что соответствует си­столическому (верхнему) давлению, регистрируемому на мано­метре. Дальнейшее выпускание воздуха из манжета проводится до исчезновения тонов. Этот момент соответствует диастолическому (нижнему) давлению. Из-за сильной чувствительности по­казателей АД к изменениям в уровне давления от одного сокра­щения сердца к другому необходима серия замеров и определение среднего арифметического.

Вазомоторные измерения . Вазомоторика (лат . vas - сосуд) - это изменение диаметра кровеносных сосудов. Уменьшение диа­метра - вазоконстрикция , расширение - вазодилятация . Сужение периферических артерий в результате симпатической активации ведет к понижению температуры соответствующих участков кожи и уменьшению объема соответствующего участка тела или орга­на. Расширение артерий в результате снижения симпатического тонуса ведет к повышению температуры и увеличению объема тех же участков тела.

Температурные измерения показали, что кожа реагирует изме­нением своей температуры не только на тепловые воздействия среды, но и на психологические факторы. Например, смущение, тревога, депрессия связаны с похолоданием пальцев; состояния расслабления и эротического возбуждения повышают темпера­туру пальцев. «Приятные» мысли вызывают потепление кожи в области рта, «грустные» - понижение температуры тех же участ­ков кожи. Были обнаружены разительные половые различия по температурным показателям. Крайняя трудность точного и од­нозначного измерения кожной температуры обусловила редкое использование этого метода в психофизиологических исследова­ниях. Амплитуда измеряемых температурных колебаний обычно не превышает 1° С, и сложности возникают даже из-за движения воздуха в помещении. Наиболее используемый прибор при та­ких измерениях - термистор. Указанных трудностей можно из­бежать, используя радиометрические устройства. Но они громоз­дки и дороги, вследствие чего имеют небольшое распространение.

Плетизмография - отражает изменения в объеме органа, вы­званные изменениями количества крови в нем. Обычно измере­нию подлежат пальцы или рука, помещаемые в датчик плетиз­мографа. Плетизмограф представляет собой герметически закрытое пространство. Любое изменение объема в нем (напри­мер, руки) тут же сказывается на растяжении (сжатии) его стенок (или специальных мембран), что регистрируется соответствую­щими приборами.

Эмоциональное напряжение проявляется в виде сужения пе­риферических сосудов. При анализе показателей плетизмографии учитывают амплитуду реакции, латентный период ее появления и скорость нарастания.

Физиологические процессы, как правило, скрыты от внешнего наблюдения, поэтому они длительное время оставались вне области интересов психологов, занимавшихся в основном исследованием доступных для прямого наблюдения проявлений поведения человека. Однако многие модели психической деятельности человека носили бы чисто умозрительный характер, а психология оставалась бы «безмозглой», если бы психологи не заинтересовались нейрофизиологическими процессами, лежащими в основе исследуемой ими реальности.

С другой стороны, в нейрофизиологии постоянно возникала потребность описать организацию физиологических процессов в терминах, определяемых в психологических концепциях и теориях. Происходило и происходит взаимное обогащение двух наук о человеке как теоретическими разработками, так и экспериментальными методами. Что же дает изучение физиологических показателей работы нервной системы? Во-первых, в силу своей объективности физиологические показатели становятся надежными элементами, используемыми при описании изучаемого поведения. Во-вторых, они позволяют экспериментаторам включить в сферу своих исследований скрытые для прямого наблюдения проявления активности организма, лежащие в основе поведения. И, как оптимистично заявил Ж. Пайяр: «Помимо более полного объективного описания явлений, в основе обращения к физиологическим показателям лежит смелое устремление, которое продолжает направлять усилия современных психологов объяснить психологические явления на органической основе» .

В психофизиологии основными методами регистрации физиологических процессов являются электрофизиологические методы. В физиологической активности клеток, тканей и органов особое место занимает электрическая составляющая. Электрические потенциалы отражают физико-химические следствия обмена веществ, сопровождающие все основные жизненные процессы, и поэтому являются исключительно надежными, универсальными и точными показателями течения любых физиологических процессов [Коган, 1969]. Надежность электрических показателей по сравнению с другими, по мнению А.Б. Когана, особенно демонстративна, «когда они оказываются единственным средством обнаружения деятельности» [там же, с.13]. Единообразие потенциалов действия в нервной клетке, нервном волокне, мышечной клетке как у человека, так и у животных говорит об универсальности этих показателей. Точность электрических показателей, т.е. их временное и динамическое соответствие физиологическим процессам, основана на быстрых физико-химических механизмах генерации потенциалов, являющихся неотъемлемым компонентом физиологических процессов в нервной или мышечной структуре.

К перечисленным преимуществам электрических показателей физиологической активности следует добавить и неоспоримые технические удобства их регистрации: помимо специальных электродов, для этого достаточно универсального усилителя биопотенциалов, который скоммутирован с компьютером, имеющим соответствующее программное обеспечение. И, что важно для психофизиологии, большую часть этих показателей можно регистрировать, никак не вмешиваясь в изучаемые процессы и не травмируя объект исследования. К наиболее широко используемым методам относятся регистрация импульсной активности нервных клеток, регистрация электрической активности кожи, электроэнцефалография, электроокулография, электромиография и электрокардиография. В последнее время в психофизиологию внедряется новый метод регистрации электрической активности мозга - магнитоэнцефалография и изотопный метод (позитронноэмиссионная номография).

Приступая к обзору методов психофизиологии профессиональной деятельности, целесообразно дать общую характеристику методов собственно психофизиологии и остановиться на тех из них, которые применяются при анализе профессиональной деятельности. Все многообразие методов психофизиологии можно объединить в пять групп: наблюдение, тесты, электрофизиологические методы, моделирование и эксперимент (Хачатурьянц Л. С., Гримак Л. П. и др. Хачатурьянц Л. С., Гримак Л. П., Хрунов Е. В. Экспериментальная психофизиология в космических исследованиях. -- М.: Наука, 1976.). Часть из них применяется в психофизиологии профессиональной деятельности.

Наблюдение является традиционным и старейшим в психологии методом, который, на первый взгляд, трудно отнести исключительно к какой-либо отрасли психологии. Однако есть все основания выделить группу методов наблюдения, которые можно считать исключительно психофизиологическими. Это те методы, где удается фиксировать не просто поведенческие акты, но те признаки, которые отражают особенности протекания физиологических процессов при определенных психических состояниях или ситуациях поведения. По легенде, Александр Македонский набирал солдат в свои фаланги, наблюдая за реакцией кандидата в ситуации испуга. Принимали в войско тех, кто при испуге краснел, что, как свидетельствовал опыт полководца, было признаком стойкости новобранца. Говоря языком науки, отбор позволял выделить симпатико-тоников, т. е. лиц с преобладанием тонуса симпатической нервной системы. Покраснение кожных покровов в ситуации нервно-эмоционального напряжения -- один из признаков преобладания симпатического отдела вегетативной нервной системы над парасимпатическим.

Специфика применения методов психофизиологии при изучении профессиональной деятельности состоит в том, что исследователь нацелен на решение приоритетной задачи оценки тех изменений в организме человека, которые обусловлены его работой. Учитывая это обстоятельство, как правило, используют два основных методических приема.

Все методы, которые применяются в психофизиологии профессиональной деятельности, условно можно разделить на три большие группы:

1) методы оценки функционирования анализаторных систем;

2) методы оценки исполнительных механизмов деятельности;

3) методы комплексной оценки психофизиологического состояния работника.

Электроэнцефалография - среди методов электрофизиологического исследования ЦНС человека наибольшее распространение получила регистрация колебаний электрических потенциалов мозга с поверхности черепа - электроэнцефалограммы. В электроэнцефалограмме отражаются только низкочастотные биоэлектрические процессы длительностью от 10 мс до 10 мин. Предполагается, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в каждый момент времени отражает суммарную электрическую активность клеток мозга. Но окончательно вопрос о происхождении ЭЭГ не решен.

ЭЭГ регистрируют с помощью наложенных на кожную поверхность головы (скальп) отводящих электродов, скоммутированных в единую цепь со специальной усилительной техникой. Увеличенные по амплитуде сигналы с выхода усилителей можно записать на магнитную ленту или в память компьютера для последующей статистической обработки. Для минимизации контактного сопротивления между электродом и скальпом на месте наложения электрода тщательно раздвигают волосы, кожу обезжиривают раствором спирта и между электродом и кожей кладут специальную электропроводную пасту. Для исключения электрохимических процессов на границе электрод-электролит (паста), приводящих к собственным электрическим потенциалам, поверхность электродов покрывают электропроводными неполяризующимися составами, например хлорированным серебром.

Магнитоэнцефалография. Активность мозга всегда представлена синхронной активностью большого количества нервных клеток, сопровождаемой слабыми электрическими токами, которые создают магнитные поля. Регистрация этих полей неконтактным способом позволяет получить так называемую магнитоэнцефалограмму (МЭГ). МЭГ регистрируют с помощью сверхпроводящего квантового интерференционного устройства - магнетометра. Предполагается, что если ЭЭГ больше связана с радиальными по отношению к поверхности коры головного мозга источниками тока (диполями), что имеет место на поверхности извилин, то МЭГ больше связана с тангенциально направленными источниками тока, имеющими место в корковых областях, образующих борозды (рис. 2.5). Если исходить из того, что площадь коры головного мозга в бороздах и на поверхности извилин приблизительно одинакова, то несомненно, что значимость магнитоэнцефалографии при изучении активности мозга сопоставима с электроэнцефалографией. Как следует из рис. 2.5, электрическое и магнитное поля взаимоперпендикулярны, поэтому при одновременной регистрации обоих полей можно получить взаимодополняющую информацию об исходном источнике генерации тех или иных потенциалов [Хари, Каукоранта, 1987]. МЭГ может быть представлена в виде профилей магнитных полей на поверхности черепа либо в виде кривой линии, отражающей частоту и амплитуду изменения магнитного поля в определенной точке скальпа. МЭГ дополняет информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии.

Электромиография - это регистрация суммарных колебаний потенциалов, возникающих как компонент процесса возбуждения в области нервномышечных соединений и мышечных волокнах при поступлении к ним импульсов от мотонейронов спинного или продолговатого мозга. В настоящее время применяются различные варианты подкожных (игольчатых) и накожных (поверхностных) электродов. Последние в силу их атравматичности и легкости наложения имеют более широкое применение.

Обычно пользуются биполярным отведением, помещая один электрод на участке кожи над серединой («двигательной точкой») мышцы, а второй - на 1-2 см дистальнее. При монополярном отведении один электрод помещают над «двигательной точкой» исследуемой мышцы, второй - над ее сухожилием или на какой-либо отдаленной точке (на мочке уха, на грудине и т.д.). Требования к электродам и к их наложению такие же, как и при наложении электроэнцефалографических или электроокулографических электродов.

Во время покоя скелетная мускулатура всегда находится в состоянии легкого тонического напряжения, что проявляется на электромиограмме (ЭМГ) в виде низкоамплитудных (5-30 мкВ) колебаний частотой 100 Гц и более. Даже при локальном отведении электроактивности от расслабленной мышцы полное отсутствие колебаний потенциала в отдельной двигательной единице (мышечном волокне) отсутствует; обычно наблюдаются колебания частотой 6-10 Гц. При готовности к движению, мысленному его выполнению, при эмоциональном напряжении и других подобных случаях, т.е. в ситуациях, не сопровождающихся внешненаблюдаемыми движениями, тоническая ЭМГ возрастает как по амплитуде, так и по частоте. Например, чтение «про себя» сопровождается увеличением ЭМГ активности мышц нижней губы, причем чем сложнее или бессмысленнее текст, тем выраженное ЭМГ. При мысленном письме у правшей усиливается мышечная активность поверхностных сгибателей правой руки, выявляемых на ЭМГ [Юсевич, 1958].

Произвольное движение сопровождается определенной последовательностью активации различных мышц: амплитуда ЭМГ одних мышц увеличивается до движения, других - в процессе движения. Амплитуда и частота ЭМГ прежде всего определяются количеством возбужденных двигательных единиц, а также степенью синхронизации развивающихся в каждой из них колебаний потенциала. Как было показано в специальных исследованиях, амплитуда ЭМГ нарастает градуально. Это, по-видимому, связано с тем, что сначала активируются обладающие большей возбудимостью двигательные единицы, а затем вместе с ними начинают активироваться и другие двигательные единицы . Общая амплитуда ЭМГ может достигать 1-2 мВ. ЭМГ становится особенно информативной в комплексе с другими показателями.

Психофизиология – это наука о нервных механизмах психики. И название, и предмет этой науки отражают единство психики и ее нейрофизиологического субстрата. Для психологии в данном случае важно то, что о неуловимых движениях нашей души, об идеальном мире нашей психики (как сознательной ее сферы, так и бессознательной) можно судить на основании наблюдения и четкой регистрации вполне материальных физиологических явлений.

С одной стороны, эти явления выступают объяснительным принципом психических явлений, о чем говорилось при обсуждении проблем интерпретации результатов исследования. С другой стороны, что с методической точки зрения еще важнее, физиологические явления могут служить объективными индикаторами психических явлений, поскольку являются их материальными коррелятами.

С древнейших времен по физиологическим изменениям у человека судили о его психологическом состоянии. Например, покраснение лица сигнализирует о смущении или стыде, поблед-нение – о гневе или страхе, учащенное дыхание – о возбуждении и т. д. Причем считается, что физиологические показатели – более верное свидетельство, чем слова. «Чем энергичнее молодая леди отрицает свое смущение, тем больше в нем убеждается ее собеседник» .

Если в обыденной жизни достаточно простой констатации подобной связи между психическим и физиологическим, то в научной, врачебной или консультативной практике требуется более четкое обозначение этих связей, основанное на количественных измерениях. Этим целям и служат психофизиологические методы.

Как известно, все физиологические процессы в организме человека регулируются нервной системой. Элементарной единицей нервной системы выступает нервная клетка (нейрон), главной функцией которой является проведение возбуждения. Передача возбуждения от нейрона к нейрону есть нервный процесс, который осуществляется через электрохимические реакции (и внутри клеток, и между ними). Именно регистрация этих электрических показателей и лежит в основе многих психофизиологических методов.

Нервная система представляет собой целостное образование. Но для удобства ее изучения и понимания ее работы НС подразделяют на различные отделы. Наиболее известны деления по структурному (анатомическому) и функциональному принципам. В первом приближении различают центральную (ЦНС) и периферическую нервные системы. ЦНС состоит из головного и спинного мозга. Электрическая активность ЦНС выступает одним из главных предметов измерения современных психофизиологических методов. Периферическая система делится обычно на соматическую и вегетативную. Соматическая система состоит из нервов, идущих от ЦНС к чувствительным органам и от двигательных органов к ЦНС. Она активирует произвольную мускулатуру, представленную преимущественно полосатой мышечной тканью, чья электрическая активность регистрируется в виде электромиограммы (ЭМГ). Вегетативная, или висцеральная НС (отлат. viscera – "внутренности") иннервирует в основном непроизвольную мускулатуру внутренних органов, представленную обычно гладкой мышечной тканью. Эта система регулирует секрецию пота, ритм работы сердца, химический состав крови, кровяное давление, изменение диаметра зрачков и т. п. функции организма. Их регистрация лежит в основе большинства психофизиологических методов. Вегетативная система подразделяется на две функциональные подсистемы: симпатическую и парасимпатическую. Основная функция симпатической системы – это мобилизация организма в состояниях повышенного психического напряжения (вспомним мобилизационную функцию эмоций).

Такая мобилизация реализуется через ряд сложнейших физиологических реакций. Например, расщепление гликогена в печени, что дает дополнительную энергию; секреция надпочечниками адреналина и норадреналина; усиление секреции пота; расширение зрачков; торможение работы желудочно-кишечного тракта; усиление и учащение сердечного ритма; расширение бронхов; изменения в циркуляции крови – уменьшение кровотока в поверхностных частях тела, что снижает вероятность обильного кровотечения при повреждении кожи и увеличение снабжения кровью мышц для развития больших физических усилий. Парасимпатическая система обеспечивает функционирование внутренних органов в нормальных условиях. Ее действие направлено на сохранение и поддержание ресурсов организма, что выражается в обратных по сравнению с действием симпатической системы эффектах. Так, работа сердца под ее влиянием замедляется, зрачки и бронхи сужаются, активизируется желудочно-кишечный тракт и т. д. Эта разнонап-равленность воздействий двух вегетативных подсистем и четкая согласованность их работы часто даже мешает определить, чье влияние сказалось на том или ином эффекте: то ли усиление активности одной системы, то ли ослабление другой. Тем не менее это не препятствует соотнесению регистрируемых вегетативных реакций с психическими факторами.

Основная масса современных психофизиологических методов предполагает применение специальной аппаратуры, часто довольно сложной и дорогостоящей. Особенно это относится к методикам, связанным с измерением электрических показателей тела и различных органов. Отсюда вытекает требование основательной подготовки и высокой квалификации специалистов, проводящих эти опыты и измерения.

Процедура регистрации психофизиологических процессов состоит обычно из трех этапов. На первом процесс выделяется в виде электрического сигнала. Какие проводники применять, где и как располагать электроды для получения электрической цепи зависит от специфики изучаемой физиологической системы и целей эксперимента. Для подавляющего большинства случаев имеются уже отработанные типовые схемы и рекомендации. На втором этапе производится акцентирование выделенного сигнала. Вначале его отфильтровывают от других сопутствующих сигналов, не имеющих прямого отношения к изучаемому явлению. Потом нужный сигнал усиливают до мощности, необходимой для пуска записывающего устройства или иной фиксирующей аппаратуры. Прибор фильтрующий и усиливающий исходный сигнал, называется полиграфом. А сам второй этап часто называют уточняющим. Третий этап – демонстрационный. Здесь сигнал предстает в наглядной форме, удобной для анализа. Чаще всего это графики, записанные на бумажной ленте через самописцы или высвечиваемые на экране осциллографа. Полиграф, как правило, включает в себя и демонстрационные приборы. В настоящее время многие лаборатории компьютеризированы, и вся процедура регистрации управляется ЭВМ.

Хотя принципиально большинство методик возможно использовать в групповом варианте, но организационные трудности и риск снижения качества работы, как правило, вынуждают к их индивидуальному применению. Психофизиологические методы позволяют вести исследования по различным проблемам психологии: изучение психических процессов (сенсорных, мнемичес-ких, речемыслительныхидр.); функциональных состояний; психических свойств на индивидуальном, субъектном и личностном уровнях. Особое значение методы имеют при изучении эмоций, мотивационной сферы, состояний в экстремальных условиях (в частности, в стрессовых ситуациях), индивидуально-психологических различий (проблемы дифференциальной психологии). Широко применяются методы в психодиагностике и в клинической практике.

Ключевые вопросы психофизиологических опытов – это:

а) адекватное соотнесение регистрируемого сигнала с тем илииным физиологическим явлением, лежащим в его основе, и

б) правильное увязывание данного физиологического явленияс его психологическими коррелятами.

История психофизиологии знаменуется освоением сначала вегетативной сферы, позже соматической и, наконец, ЦНС. В такой последовательности и рассмотрим соответствующие методы.

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КАК ОБЪЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ИЗУЧЕНИЯ ПСИХИКИ

Психофизиология - это наука о нервных механизмах психики . И название, и предмет этой науки отражают единство психики и ее нейрофизиологического субстрата. Для психологии в данном слу­чае важно то, что о неуловимых движениях нашей души, об иде­альном мире нашей психики (как сознательной ее сферы, так и бессознательной) можно судить на основании наблюдения и чет­кой регистрации вполне материальных физиологических явлений.

С одной стороны, эти явления выступают объяснительным прин­ципом психических явлений, о чем говорилось при обсуждении про­блем интерпретации результатов исследования. С другой стороны, что с методической точки зрения еще важнее, физиологические яв­ления могут служить объективными индикаторами психических явлений, поскольку являются их материальными коррелятами.

С древнейших времен по физиологическим изменениям у че­ловека судили о его психологическом состоянии. Например, по­краснение лица сигнализирует о смущении или стыде, побледнение - о гневе или страхе, учащенное дыхание - о возбуждении и т. д. Причем считается, что физиологические показатели - бо­лее верное свидетельство, чем слова. «Чем энергичнее молодая леди отрицает свое смущение, тем больше в нем убеждается ее собеседник» .

Если в обыденной жизни достаточно простой констатации подобной связи между психическим и физиологическим, то в научной, врачебной или консультативной практике требуется более четкое обозначение этих связей, основанное на количествен­ных измерениях. Этим целям и служат психофизиологические ме­тоды.

Как известно, все физиологические процессы в организме че­ловека регулируются нервной системой. Элементарной единицей нервной системы выступает нервная клетка (нейрон), главной функцией которой является проведение возбуждения. Передача возбуждения от нейрона к нейрону есть нервный процесс , кото­рый осуществляется через электрохимические реакции (и внутри клеток, и между ними). Именно регистрация этих электрических показателей и лежит в основе многих психофизиологических ме­тодов.

Нервная система представляет собой целостное образование. Но для удобства ее изучения и понимания ее работы НС подраз­деляют на различные отделы. Наиболее известны деления по структурному (анатомическому) и функциональному принци­пам. В первом приближении различают центральную (ЦНС) и периферическую нервные системы. ЦНС состоит из головного и спинного мозга. Электрическая активность ЦНС выступает од­ним из главных предметов измерения современных психофизи­ологических методов. Периферическая система делится обычно на соматическую и вегетативную. Соматическая система состо­ит из нервов, идущих от ЦНС к чувствительным органам и от двигательных органов к ЦНС. Она активирует произвольную мускулатуру, представленную преимущественно полосатой мы­шечной тканью, чья электрическая активность регистрируется в виде электромиограммы (ЭМГ). Вегетативная , или висцераль­ная НС (от лат . viscera - "внутренности") иннервирует в основ­ном непроизвольную мускулатуру внутренних органов, представ­ленную обычно гладкой мышечной тканью. Эта система регулирует секрецию пота, ритм работы сердца, химический со­став крови, кровяное давление, изменение диаметра зрачков и т. п. функции организма. Их регистрация лежит в основе боль­шинства психофизиологических методов. Вегетативная систе­ма подразделяется на две функциональные подсистемы: симпа­тическую и парасимпатическую. Основная функция симпатической системы - это мобилизация организма в состояниях повышен­ного психического напряжения (вспомним мобилизационную функцию эмоций). Такая мобилизация реализуется через ряд сложнейших физиологических реакций. Например, расщепле­ние гликогена в печени, что дает дополнительную энергию; сек­реция надпочечниками адреналина и норадреналина; усиление секреции пота; расширение зрачков; торможение работы желудочно-кишечного тракта; усиление и учащение сердечного рит­ма; расширение бронхов; изменения в циркуляции крови - уменьшение кровотока в поверхностных частях тела, что сни­жает вероятность обильного кровотечения при повреждении кожи и увеличение снабжения кровью мышц для развития боль­ших физических усилий. Парасимпатическая система обеспечи­вает функционирование внутренних органов в нормальных ус­ловиях. Ее действие направлено на сохранение и поддержание ресурсов организма, что выражается в обратных по сравнению с действием симпатической системы эффектах. Так, работа серд­ца под ее влиянием замедляется, зрачки и бронхи сужаются, ак­тивизируется желудочно-кишечный тракт и т. д. Эта разнонаправленность воздействий двух вегетативных подсистем и четкая согласованность их работы часто даже мешает определить, чье влияние сказалось на том или ином эффекте: то ли усиление ак­тивности одной системы, то ли ослабление другой. Тем не менее это не препятствует соотнесению регистрируемых вегетативных реакций с психическими факторами.

Основная масса современных психофизиологических методов предполагает применение специальной аппаратуры , часто до­вольно сложной и дорогостоящей. Особенно это относится к ме­тодикам, связанным с измерением электрических показателей тела и различных органов. Отсюда вытекает требование основа­тельной подготовки и высокой квалификации специалистов, про­водящих эти опыты и измерения.

Процедура регистрации психофизиологических процессов со­стоит обычно из трех этапов. На первом процесс выделяется в виде электрического сигнала. Какие проводники применять, где и как располагать электроды для получения электрической цепи зави­сит от специфики изучаемой физиологической системы и целей эксперимента. Для подавляющего большинства случаев имеют­ся уже отработанные типовые схемы и рекомендации. На втором этапе производится акцентирование выделенного сигнала. Вна­чале его отфильтровывают от других сопутствующих сигналов, не имеющих прямого отношения к изучаемому явлению. Потом нужный сигнал усиливают до мощности, необходимой для пуска записывающего устройства или иной фиксирующей аппаратуры. Прибор фильтрующий и усиливающий исходный сигнал, назы­вается полиграфом . А сам второй этап часто называют уточняю­щим. Третий этап - демонстрационный . Здесь сигнал предстает в наглядной форме, удобной для анализа. Чаще всего это графики, записанные на бумажной ленте через самописцы или высвечива­емые на экране осциллографа. Полиграф, как правило, включает в себя и демонстрационные приборы. В настоящее время многие лаборатории компьютеризированы, и вся процедура регистрации управляется ЭВМ.

Хотя принципиально большинство методик возможно исполь­зовать в групповом варианте, но организационные трудности и риск снижения качества работы, как правило, вынуждают к их индивидуальному применению. Психофизиологические методы позволяют вести исследования по различным проблемам психо­логии: изучение психических процессов (сенсорных, мнемических, речемыслительных и др.); функциональных состояний; пси­хических свойств на индивидуальном, субъектном и личностном уровнях. Особое значение методы имеют при изучении эмоций, мотивационной сферы, состояний в экстремальных условиях (в частности, в стрессовых ситуациях), индивидуально-психологи­ческих различий (проблемы дифференциальной психологии). Широко применяются методы в психодиагностике и в клиничес­кой практике.

Ключевые вопросы психофизиологических опытов - это:

а) адекватное соотнесение регистрируемого сигнала с тем или иным физиологическим явлением, лежащим в его основе, и

б) правильное увязывание данного физиологического явления с его психологическими коррелятами.

История психофизиологии знаменуется освоением сначала вегетативной сферы, позже соматической и, наконец, ЦНС. В та­кой последовательности и рассмотрим соответствующие методы.

21.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

21.2.1. Измерение кожно-гальванической реакции

В 1888 г. Ч. Фере, обследуя больную с жалобами на электри­ческие покалывания в кистях и ступнях, обнаружил, что при про­пускании слабого тока через предплечье происходили отклоне­ния стрелки включенного в цепь гальванометра в моменты сенсорных или эмоциональных воздействий. Независимо от Фере в 1890 г. И. Тарханов показал, что электрические сдвиги наблюдаются и без приложения внешнего тока. Таким образом, он открыл кожный потенциал, величина которого тоже изменяется в ответ на сенсорные и эмоциональные раздражители. Подобные эффекты были названы «кожно-гальванической реакцией» (КГР).

Одним из первых исследователей КГР был знаменитый уче­ник (а впоследствии оппонент) 3. Фрейда Карл Юнг. Он рассмат­ривал КГР как объективное физиологическое «окно» в сферу бес­сознательного, подлежащего изучению через психоанализ. К. Юнг первым выявил прямую зависимость между величиной КГР и си­лой эмоционального переживания. В дальнейшем исследования в этой области пережили настоящий «бум». При этом считалось, что и метод Фере, использующий внешний ток, и метод Тархано­ва, внешний ток не использующий, дают одинаковые результаты. Однако позже выяснилось, что это не так и каждый метод изме­ряет разные физиологические явления, протекающие в кожном покрове человека.

По современным представлениям, метод Фере (экзосоматический метод) измеряет электрическое сопротивление (или чаще го­ворят о проводимости) кожи (ПрК), а метод Тарханова (эндосоматический метод) измеряет электрический потенциал кожи (ПК). Кроме того, следует различать тоническую и фазическую активность кожи. В первом случае речь идет о показателях, отно­сящихся к достаточно долгому периоду времени проявления элек­трической активности. И тогда говорят о ее уровне . Во втором слу­чае имеются в виду показатели кратковременного проявления активности. И тогда говорят о реакциях . При этом реакции, по­явление которых трудно связать с каким-либо конкретным сти­мулом, называют спонтанными (вспомним спонтанную дви­гательную активность). Всю же совокупность этих явлений называют «электрической активностью кожи» (ЭАК) вместо КГР. Тем не менее историческая традиция сильна и термин КГР ис­пользуют до сих пор.

Природа ЭАК (или КГР) все еще до конца не выяснена. В об­щем виде ее усматривают в обменных процессах организма, так как в любом случае она является следствием повышенной актив­ности организма, сопровождающейся всегда активацией обмена веществ, совершающегося при участии вегетативной нервной системы. Из частных теорий наиболее известны мышечная, со­судистая и потовая. Согласно первой считалось, что ЭАК отра­жает мышечную активность, а вторая указывала на участие в КГР периферических кровеносных сосудов. Но обе эти версии к сере­дине XX века были отвергнуты. Наиболее приемлемой призна­ется третья гипотеза.

Суть ее состоит в признании влияния на электрические ха­рактеристики кожи работы потовых желез. В наиболее завершен­ном виде этот механизм представлен в модели «цепи потоотделе­ния», предложенной Р. Эдельбергом (1972). Согласно этой модели основной электродвижущей силой является отрицательный по­тенциал полости потовой железы по отношению к окружающей ткани. Потовая железа проходит сквозь весь кожный покров че­ловека, состоящий из трех основных слоев. Верхний слой - эпи­дерма - в свою очередь, включает два слоя: поверхностный (ро­говой), состоящий из отмерших клеток и выполняющий защитную функцию, и нижележащий - зернистый (мальпигиев), где непрерывное деление клеток восполняет их потерю в роговом слое. Эпидерма электрофизиологически нейтральна. Ниже эпи­дермы расположен другой слой кожи - субдерма, где расположе­ны секреторные отделы потовых желез. В психологически спокой­ных ситуациях потовые протоки желез заполнены потом (раствор NaCl ) до эпидермы. Это количество жидкости в протоках опре­деляет тонический уровень ЭАК. В психогенных ситуациях под действием симпатических нервов или некоторых гормонов на­чинает производиться потовой секрет и канал железы заполняет­ся потом дальше до рогового слоя, где он в него диффундирует.

Этот процесс вызывает электрические изменения в коже в виде либо реакции изменения проводимости (ПрК), либо реакции изменения потенциала кожи (ПК). Подобные электрофизиоло­гические кожные явления характерны не для всех участков на­шего тела. Они наблюдаются только на ладонях, подошвах ступ­ней и в небольшой степени на лбу и под мышками. Дело в том, что только на этих участках сосредоточены железы, реагирующие на психологические воздействия. Эти специализированные «эмо­циональные» железы входят в группу так называемых эккринных потовых желез, масса которых распределена по всей поверхности тела. Функция эккринных желез - терморегуляция, поддержание постоянной температуры тела. При повышении внутренней тем­пературы в результате усиленного обмена веществ или при работе мышц эти железы выделяют пот, испарение которого способствует теплоотдаче. Такие железы развиты только у человека и челове­кообразных обезьян. Регулирует потоотделение гипоталамус, реагирующий на температуру крови в организме. Подразделение эккринных желез на «тепловые» и «эмоциональные» не абсолют­но. Так, при сильном перегреве «эмоциональные» железы могут взять на себя функцию терморегуляции, а при сильном стрессе «тепловые» железы могут на него тоже откликнуться. Система потоотделения не исчерпывается эккринными железами. В нашем организме имеется еще одна группа желез, называемая апокринными . Они расположены в подмышках и в области половых орга­нов. Их секрет отличен от солевого раствора эккринных желез и определяет «запах тела». Биологическая роль этих желез еще до конца не выяснена. Считается, что наиболее вероятное их назна­чение - регуляция полового поведения. Выделяемый ими секрет сопоставим с так называемыми феромонами у животных, т. е. па­хучих веществ, служащих сигналами привлечения для половых партнеров.

В психологическом плане, естественно, интерес представляет работа «эмоциональных» желез. Правда, не совсем ясно, как и для чего в эволюции человека выделились эти механизмы. Био­логическая целесообразность эккринных «тепловых» и апокринных желез понятна. Для «эмоциональных» же, пожалуй, наибо­лее приемлемое объяснение заключается в следующем. Увлажнение кожного покрова ладоней и ступней повышает плот­ность захвата ими различных предметов. Для обезьян, у которых ведущий образ передвижения - брахиация (перелеты, прыжки по деревьям), это существенно при захватывании ветвей в отсут­ствие других приспособлений, улучшающих контакт с точками опоры (например, когтей, присосок и т. п.). У человека этот ме­ханизм получил дальнейшее развитие. Увлажнение ступней при босом передвижении по земле способствует лучшему сцеплению ноги с грунтом. А польза от увлажнения ладоней очевидна:уплотняется захват орудий труда, оружия и других удерживаемых руками предметов. Недаром у многих народов существует при­вычка «поплевать на ладони» перед трудной работой.

КГР является ярким выражением вегетативных сдвигов, вы­зываемых состоянием эмоционального или интеллектуального напряжения. Ее особенностью является отсутствие для нее спе­цифических раздражителей. КГР могут вызывать любые воздей­ствия: внешние - звук, свет, запах, вкусовые и тактильные раз­дражители, изменение температуры, электрический удар; внутренние - интерорецептивные (органические) раздражители внутренних органов, проприорецептивные (кинестетические, двигательные) воздействия.

При восприятии КГР появляется только на новизну стимула как компонент активной ориентировочной деятельности. В том же качестве ЭАК выступает при работе внимания, когда требует­ся сосредоточение. При снижении концентрации и устойчивос­ти внимания исчезает и КГР. В мыслительной деятельности КГР сопровождает только фазы высокого умственного напряжения, связанные либо с трудностью решаемой задачи, либо с новизной проблемной ситуации (т. е. в начале работы мысли). Особенно ярко ЭАК проявляется при эмоциональном возбуждении, при переживании чувств: происходит увеличение частоты спонтан­ных колебаний и проводимости кожи.

При анализе параметров КГР учитывают амплитуду колеба­ний (величину реакции), латентный период ее возникновения, скорость и время нарастания, исходный уровень электрической проводимости (при использовании метода Фере) и другие пока­затели. Обычно величина ЭАК примерно пропорциональна ин­тенсивности внутренних переживаний.

Четкость и выраженность связи параметров КГР с психичес­кими явлениями предопределили широкое распространение в психологии рассмотренного метода.

21.2.2. Методы исследования работы сердечно-сосудистой системы

Если работа потовых желез может в обыденной жизни пока­заться несущественным явлением, а иногда даже и фактором дис­комфорта, с которым призваны бороться различные дезодоран­ты и прочие гигиенические препараты, то вряд ли кто-нибудь усомнится в важнейшей роли сердечно-сосудистой системы (ССС). С древнейших времен сердце почиталось как главный орган нашего тела. В Древнем Египте и Междуречье сердце счи­талось ответственным за наши чувства. Античные авторы при­писывали ему большую часть функций, которые, как мы теперь знаем, связаны с мозгом. Да и сейчас еще мы сферу наших чувств относим к «делам сердечным».

Первый крупнейший шаг на пути научного познания ССС был сделан в 1628 г. Уильямом Гарвеем, открывшим кровообраще­ние и два круга его циркуляции (большой и малый). Сложность системы кровообращения настолько потрясла Гарвея, что он вернулся к античным представлениям о крови как вместилище души. Примерно через сто лет английский священник Стефан Хейлс су­мел измерить артериальное давление (правда, не у человека, а у лошади). Итальянский криминалист и один из основоположни­ков физиогномики Чезаре Ломброзо (XIX в.) высказал идею о свя­зи кровяного давления с психическими явлениями. И в частности, имел в виду возможность на этом основании уличать преступни­ков во лжи. В настоящее время получена масса убедительных до­водов значительных изменений в работе ССС под действием стрессоров и мышечных усилий. В первую очередь, это учащение ритма сердцебиений (PC ), рост артериального давления (АД) и перерас­пределение крови (например, румянец смущения).

Как и в случае ЭАК (КГР), изменения в деятельности ССС свя­заны с изменениями общей активации организма. Разница в том, что КГР вызывается даже умеренными по силе психическими раздражителями, а показатели работы ССС изменяются только при сильных воздействиях. То есть ССС менее чувствительна к психогенным факторам, чем ЭАК. Но концепция общей актива­ции - лишь первое приближение в объяснении психофизиоло­гических явлений. Следующий шаг - это дифференциация типов сердечно-сосудистых реакций в зависимости от вида психоген­ного фактора (и соответствующих обстоятельств). И здесь иссле­дователи столкнулись с большими трудностями. Во-первых, потому, что разные факторы приводят зачастую к сходным физи­ологическим сдвигам. Во-вторых, сложность моделирования не­обходимых эмоционально напряженных ситуаций в лаборатор­ных условиях без нанесения психологического, физического или нравственного ущерба испытуемому. Тем не менее некоторые ус­пехи в этом вопросе имеются. Так, считается, что повышение диастолического АД и замедление PC более характерно для состоя­ния ярости, чем страха.

Для характеристики работы ССС используют следующие ос­новные показатели:

1) ритм сердца (PC ) - частота сердцебиений;

2) сила сокращения сердца (сила накачивания крови);

3) минутный объем сердца (количество крови, проталкивае­мое за 1 мин.);

4) артериальное давление (АД);

5) кровоток (локальные показатели распределения крови).

Понятно, что все эти показатели связаны. В настоящее время наибольшее внимание психофизиологи обращают на PC , АД и кровоток (точнее, объем кровотока).

Как и в ЭАК, здесь очень важно различать тонические показа­тели, относящиеся к длительным временным интервалам (напри­мер, число сокращений сердечной мышцы за 1 мин.), и показа­тели фазические , характеризующие быструю адаптацию к данному моменту (например, интервалы между двумя и тремя последова­тельными сокращениями сердца). В общем можно считать, что тонические показатели PC и АД отражают степень мобилизации организма. По поводу фазических показателей мнения противо­речивы и обобщению пока не поддаются.

В арсенале психофизиологии наиболее популярными метода­ми являются электрокардиография , измерение артериального давления и вазомоторные методы.

Электрокардиография (ЭКГ) . В 1903 г. голландский ученый В. Эйнтховен открыл электрическую активность сердца и сумел записать его биотоки в виде графика, который получил название электрокардиограммы (ЭКГ). После многочисленных опытов вы­яснилось, что удобнее всего записывать эти биотоки от конечнос­тей (руки-ноги), так как сюда от работающего сердца доходят хо­рошо улавливаемые импульсы. Со времен Эйнтховена основными считаются три варианта расположения датчиков. Их называют пер­вым, вторым и третьим отведением. При первом биотоки отводят от обеих рук, при втором - от правой руки и левой ноги, при тре­тьем - от левой руки и левой ноги. В современной практике к этим основным добавляют еще другие дополнительные схемы, доводя их суммарное число до 12. Половина из них связана с грудной клет­кой, а другая половина - с конечностями. При заболеваниях сер­дца в одном (или нескольких) отведениях обнаруживаются откло­нения от нормы, позволяющие устанавливать диагноз. При исследовании психических явлений (чаще всего эмоциональных состояний) сравниваются показатели ЭКГ снятые в спокойном со­стоянии (фоновые показатели) и при психическом воздействии (эмоциональное напряжение, решение сложной интеллектуальной задачи, сильное сенсорное воздействие, мышечное усилие и т. п.).

Кардиограмма - это запись электрических процессов, связан­ных с сокращением сердечной мышцы. ЭКГ имеет вид волнис­то-зубчатой кривой (см. рисунок 15), участки которой соответ­ствуют работе различных отделов сердца.

Рис. 15. Схема электрокардиограммы

Ось x – время (сек.)

Ось y – сила (мм.)

В каждом отведении эти кривые несколько отличаются друг от друга, но общий графический комплекс, отображающий одно со­кращение сердца, одинаков. Этот комплекс включает три поло­жительных зубца R , Р и Т и два отрицательных - Q и S . Положи­тельные - это отклонения вверх от горизонтальной линии общего хода графика. Отрицательные - отклонения вниз от этой же го­ризонтали. Буквы латинского алфавита для обозначения этих зуб­цов были предложены еще Эйнтховеном и используются поныне. Зубец Р характеризует силу, активность сокращающихся предсер­дий. Восходящая ветвь зубца соответствует возбуждению правого предсердия, а нисходящая - левого. Зубцы Q , R , S и Т объединя­ются в понятие «желудочковый комплекс». Участок Q - R - S соот­ветствует сокращению желудочков, а зубец Т - их расслаблению. Последующая прямая Т-Р соответствует периоду покоя сердца (ди­астоле - паузе). К сожалению, форма ЭКГ не дает информации о влиянии на работу сердца психических воздействий. Поэтому психодиагностическую информацию извлекают из временных интерва­лов между зубцами, т. е. частоты PC . Так, при высоком эмоцио­нальном напряжении частота сокращений достигает у взрослого человека 150-180 ударов в мин. Однако есть и обратные данные: уменьшение частоты при переживании некоторых эмоций.

Измерение артериального давления . Артериальное давление (АД) - это сила, создающаяся в артериях, когда кровь встречает сопротивление. В периферических сосудах АД достигает макси­мума во время систолы (сокращение сердечной мышцы) и пада­ет до минимума в диастоле (расслабление сердечной мышцы). Обычно величина АД указывается в виде дроби, в числителе ко­торой дается систолическое значение, а в знаменателе диастолическое . Измеряется АД в мм. ртутного столба, как и любое другое (например, атмосферное) давление. В норме у взрослого челове­ка АД равно 130/90 мм. рт. ст., несколько варьируя в зависимости от физического и психического состояния и возраста. Третьим показателем, изредка используемым исследователями, выступа­ет пульсовое давление: разность между систолическим и диастолическим давлением. В норме оно равно примерно 40-60 мм. рт. ст. АД считается повышенным , если в покое оно превышает 140/90. Тогда говорят о гипертонии , одной из наиболее распрост­раненных болезней в современном обществе с его обилием стрессоров. Именно психологические факторы являются причиной гипертонии в подавляющем числе случаев (по некоторым дан­ным до 90%). Этот эффект называется «эссенциальной гиперто­нией». Многочисленные наблюдения показали, что эмоциональ­ное напряжение может значительно повысить актуальное АД. Есть сведения об изменении под действием эмоциогенных фак­торов систолического АД с 90 до 190 мм.

Прямой способ измерения АД - это введение в крупную ар­терию чувствительного датчика давления. Но это болезненно и даже опасно для пациента. Поэтому на практике используется менее точный, но безопасный прием. Он основан на открытии русского врача В. Короткова (1906), который с помощью прижа­того к артерии стетоскопа обнаружил ее пульсацию, при созда­нии препятствия для периферического кровообращения. Слыши­мые при этом звуки назвали тонами Короткова.

Обычно на руку или ногу надевают манжет, наполняемый воз­духом. По мере накачивания воздуха создается препятствие кровотоку и коротковские тоны исчезают. Это говорит о том, что дав­ление стало выше систолического и кровь больше по сосуду не проходит. Последующее медленное опускание давления в манжете позволяет уловить первые тоны Короткова, что соответствует си­столическому (верхнему) давлению, регистрируемому на мано­метре. Дальнейшее выпускание воздуха из манжета проводится до исчезновения тонов. Этот момент соответствует диастолическому (нижнему) давлению. Из-за сильной чувствительности по­казателей АД к изменениям в уровне давления от одного сокра­щения сердца к другому необходима серия замеров и определение среднего арифметического.

Вазомоторные измерения . Вазомоторика (лат . vas - сосуд) - это изменение диаметра кровеносных сосудов. Уменьшение диа­метра - вазоконстрикция , расширение - вазодилятация . Сужение периферических артерий в результате симпатической активации ведет к понижению температуры соответствующих участков кожи и уменьшению объема соответствующего участка тела или орга­на. Расширение артерий в результате снижения симпатического тонуса ведет к повышению температуры и увеличению объема тех же участков тела.

Температурные измерения показали, что кожа реагирует изме­нением своей температуры не только на тепловые воздействия среды, но и на психологические факторы. Например, смущение, тревога, депрессия связаны с похолоданием пальцев; состояния расслабления и эротического возбуждения повышают темпера­туру пальцев. «Приятные» мысли вызывают потепление кожи в области рта, «грустные» - понижение температуры тех же участ­ков кожи. Были обнаружены разительные половые различия по температурным показателям. Крайняя трудность точного и од­нозначного измерения кожной температуры обусловила редкое использование этого метода в психофизиологических исследова­ниях. Амплитуда измеряемых температурных колебаний обычно не превышает 1 ° С, и сложности возникают даже из-за движения воздуха в помещении. Наиболее используемый прибор при та­ких измерениях - термистор. Указанных трудностей можно из­бежать, используя радиометрические устройства. Но они громоз­дки и дороги, вследствие чего имеют небольшое распространение.

Плетизмография - отражает изменения в объеме органа, вы­званные изменениями количества крови в нем. Обычно измере­нию подлежат пальцы или рука, помещаемые в датчик плетиз­мографа. Плетизмограф представляет собой герметически закрытое пространство. Любое изменение объема в нем (напри­мер, руки) тут же сказывается на растяжении (сжатии) его стенок (или специальных мембран), что регистрируется соответствую­щими приборами.

Эмоциональное напряжение проявляется в виде сужения пе­риферических сосудов. При анализе показателей плетизмографии учитывают амплитуду реакции, латентный период ее появления и скорость нарастания.

21.2.3. Методы исследования работы дыхательной системы

Дыхание наряду с показателями пульса считается весьма чув­ствительным индикатором эмоциональных состояний. В эмоци­онально значимых напряженных ситуациях частота дыхания возрастает с 20 до 40-60 движений в минуту; превышая, таким обра­зом, исходные данные в 2-3 раза. На графике дыхательных дви­жений (дыхательной кривой) при эмоциональных состояниях информативными являются следующие характеристики: частота дыхания, амплитуда дыхательных волн, соотношение глубины вдоха и выдоха, изменения типа последействия (очень глубокий вдох или выдох). При эмоциональном возбуждении обычно на­блюдается учащение дыхательных движений, сопровождающее­ся уменьшением глубины дыхания, а также нарушениями формы дыхательной кривой. Изменения дыхания могут происходить так­же по типу уменьшения частоты дыхания.

Изменения в форме записи дыхания выражаются обычно од­ним из двух способов: 1) как отношение длительности вдоха к длительности выдоха, 2) как отношение длительности вдоха к длительности целого дыхательного цикла.

Наряду с изменениями в форме дыхательной кривой при эмо­циональном напряжении отмечаются задержки, «затаивания» ды­хания часто с последействием в виде глубокого вдоха или выдоха.

Обычным методом измерения является пневмография , осуще­ствляемая с помощью грудного или брюшного пневмографа (спе­циального пояса). При электрической записи дыхания меха­нические изменения преобразовываются в электрические с помощью тензометра.

Иногда используются данные спирометрии , т. е. измерения объема легких. Несмотря на очевидность связи дыхания с психи­ческими напряжениями его психофизиологические исследования ведутся вяло. Психофизиологи, ссылаясь на грубость применяе­мых методов его оценки, не принимают его показатели всерьез. Представляется, что в дальнейшем этой сфере психофизиологи­ческих измерений будет уделено большее внимание.

21.2.4. Методы исследования работы пищеварительной системы

Психофизиологические измерения желудочно-кишечного тракта еще менее популярны, чем дыхательной системы. Главная причина - трудность наблюдений в глубине тела. Основные дан­ные получены на больных с желудочной фистулой.

Регистрации подлежат два типа физиологических изменений пищеварительного тракта: химические и двигательные. Немногочисленные наблюдения показали, что эмоциональные пережи­вания вызывают изменения слизистой желудка. Гнев и возмуще­ние сопровождаются повышенной секрецией соляной кислоты (НС l ) в желудке и усилением его двигательной активности. Ис­пуг и депрессия, наоборот, вызывают ослабление желудочных функций. Но поскольку это единичные наблюдения, их данные нет возможности обобщить.

В недавнее время стали внедряться новые методы: электрогастрограмма (ЭГГ), проглатывание специального баллончика . ЭГГ - это запись потенциалов, связанных с сокращениями желудка, сделанная с поверхности тела.

Сопоставление объективных данных желудочной моторики с субъективными оценками обследуемых (в том числе их чувство го­лода и насыщения) дало основание для выявления индивидуальных различий в поведении, обусловленных привычками в питании.

21.2.5. Методы исследования работы глаз

Пупиллометрия - это метод регистрации изменения диаметра зрачка. Эту регистрацию вначале осуществляли путем обычного наблюдения, что, естественно, и психологически дискомфортно (как для исследователя, так и для испытуемого), и весьма неточ­но. Позже стали применять фотографию. Более современные ме­тодики используют различные устройства, преобразующие вели­чину зрачка в постоянно варьирующий уровень потенциала для записи на полиграфе.

Связь величины зрачка с психическими переживаниями заме­чена давно. Еще Конфуций говорил: «Загляни человеку в зрач­ки - и он не сможет спрятаться». Для турецких торговцев ковра­ми расширение зрачков у покупателя служило знаком интереса последних к товару. И они повышали цену. В противном случае они не торговались. Замечено, что зрачки увеличиваются даже при простом рукопожатии. При счете ударов метронома зрачки сужаются и расширяются в такт его ритму. При разглядывании фотографий красивых женщин у мужчин зрачки расширяются, то же самое наблюдается у женщин, рассматривающих мужские изображения. Некоторые рекламные фирмы даже пытались раз­рабатывать способы оценки привлекательности рекламы по сте­пени выраженности зрачкового эффекта. Справедливости ради следует сказать, что эти попытки успехом не увенчались.

Наиболее слабым местом пупиллометрии является невозмож­ность стандартизировать точку фиксации, поскольку психологи­ческий эффект сильно маскируется чисто физиологическим - ре­акцией зрачка на свет, что собственно и является главной функцией зрачка. Его диаметр может изменяться от 1,5 до 9,0 мм, реагируя на изменение освещенности всего за 0,2 с. Научные исследования показали прямую зависимость увеличения зрачка от интенсивно­сти переживания. Кроме того, обнаружена хорошая корреляция между зрачковым эффектом и реакцией «эмоциональных» пото­вых желез. Расширение зрачков отмечено не только при эмоцио­нальном напряжении, но и при умственных усилиях.

«В целом пупиллометрия позволила получить много интерес­ных данных, но пока еще не известно, какие из сделанных за­ключений выдержат испытание временем» . Наибо­лее полный свод сведений о факторах, влияющих на величину зрачка (от длины световой волны до политических взглядов), при­веден в работе В. Трайона .

Изучение мигания . Мигание - это смыкание век вокруг глаз­ного яблока. Различают три типа мигания. Первый - произволь­ное закрывание глаз на некоторое время. Например, с целью отвлечься от посторонних зрительных раздражителей при напря­женном обдумывании, эстетическом наслаждении музыкой, для отдыха и т. д. Второй тип - непроизвольные рефлекторные ми­гания в ответ на физические воздействия. Это могут быть меха­нические прикосновения к глазу (от легкого дуновения до удара, соринка в глазу и пр.), внезапные вспышки света, резкий звук. Третий тип - периодическое непрерывное мигание. Средняя ча­стота такого мигания у людей около 7,5 раз в мин. Но индивиду­альные различия очень велики и размах этих значений от 1 до 70 в мин. Одно мигание занимает в среднем примерно 0,35 с. Ней­рофизиология этого типа мигания пока плохо изучена. Но, по-видимому, оно контролируется ЦНС через лицевой нерв. Биоло­гическая роль периодических миганий тоже пока не совсем ясна. Считается, что главная функция его - увлажнение роговицы гла­за. Но многие факты этого не подтверждают. Так, у детей до полу­года этих миганий нет, а сверхсухие и сверхвлажные условия сре­ды практически не влияют на частоту смежения век.

Для психофизиологии именно третий тип представляет наи­больший интерес, поскольку демонстрирует подверженность вли­янию со стороны психических факторов. Доказано, что частота этих миганий зависит от состояния психики. Некоторые авторы считают, что с увеличением психического напряжения повыша­ется частота мигания, а при оптимальном уровне внимания час­тота умеренно увеличивается.

Неясность с закономерностями в связях мигания с психичес­кими явлениями обусловлена малым объемом исследований в этой области. Частично это связано с отсутствием стандартных методик регистрации. Различные механические и оптические приспособления неудобны в использовании, а электрическая ре­гистрация сильно маскируется потенциалами глазного яблока (сетчатки и роговицы), возникающими при рефлекторном пово­роте глаза вверх в момент мигания.

Изучение глазодвигательной активности . Общеизвестна комму­никативная роль глаз при общении. Вспомним такое невербаль­ное средство коммуникации как «контакт глаз». Известно значе­ние направленности взгляда при социальной перцепции. По характеру и скорости глазных движений мы часто судим о личностных особенностях человека. Бегающий взгляд нам неприя­тен, поскольку ассоциируется с подлостью, скрытностью и т. п. отрицательными чертами личности. Неподвижный пристальный взгляд мы часто связываем с нахальством, наглостью, самоуве­ренностью. Известно также, что интеллектуальное напряжение сопровождается отстраненностью взора вплоть до «отсутствую­щего» взгляда. Поиск ответа на вопрос собеседника сопровожда­ется устремлением взора в сторону от партнера (смотрим в пото­лок), ответ сочетается с взглядом на партнера по общению.

Однако, как ни странно, эта сторона глазодвигательной ак­тивности не является областью интересов психофизиологии. Ее внимание привлечено больше к связям движений глаз с билате­ральной асимметрией и сновидениями. Как правило, исследуются при этом макродвижения. Физиологические методы измерения применяются также при изучении зрительного восприятия тек­стов.

Что касается межполушарной асимметрии, то обнаружено, что активация при психической деятельности одного из полушарий сопровождается поворотом глаз в противоположную сторону. Так, глаза поворачиваются направо, когда человек решает «вербаль­ную» задачу, что связано с включением в большей степени левого полушария (у праворуких). А при решении образных задач, за которые «отвечает» правое полушарие, глаза обращаются влево.

Глазодвигательная активность во сне связывается с фазой так называемого «быстрого», или «парадоксального», сна, который сопровождается сновидениями. Свое название «быстрый» сон и получил как раз в связи с быстрыми движениями в это время глаз­ных яблок.

Основные методы изучения глазодвигательной активности: объективное наблюдение, фотография и электроокулография. В настоящее время последний метод приобрел широкое признание. Его суть заключается в записи электрических потенциалов, возникающих при движении глаз, что графически представляет­ся электроокулограммой (ЭОГ). Потенциал возникает в силу того, что роговица заряжена положительно по отношению к сетчатке. А при изменении положения глаза происходит переориентация этого потенциала. Глазное яблоко действует как миниатюрная электрическая батарея. При его повороте полюса этой батареи изменяют положение относительно электродов, размещенных около глаза. Регистрируется изменение электрического потенциала, по которому можно судить об угле поворота глаза (направле­ние и амплитуда) и скорости движения. Ограничение метода - минимальный регистрируемый угол - 1 ° .

21.3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СОМАТИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Соматическая НС, как уже говорилось, «ведает» поперечно-полосатой мускулатурой нашего тела. Это преимущественно ске­летные мышцы. На изучение движений этих мышц в связи с раз­личными психологическими воздействиями и переживаниями и нацелены методы данной группы. Фактически это область пси­хомоторных исследований, но с помощью психофизиологи­ческих методов. Психомоторика - это объективация нашей внутренней психической жизни. И поэтому реконструкция пси­хических явлений на основании изучения двигательных актов и установление закономерностей в проявлении психических яв­лений в движениях - благодатная почва для психологов и пси­хофизиологов.

Опора на физиологические показатели в этой работе дает не­сравненно более «тонкую» и адекватную информацию, неулови­мую при использовании традиционных для психологии методов наблюдений, самооценки или психомоторных испытаний. Психофизиолог регистрирует здесь не самодвижение, т. е. изменение положения в пространстве мышцы и управляемых ею частей тела, а электрические показатели, сопровождающие сокращения мышц. И эти данные - более прямой и непосредственный ин­дикатор активности, чем любое визуальное наблюдение, механи­ческая регистрация или какие-либо иные косвенные показатели (например, величина коленного рефлекса как показатель мышеч­ной расслабленности).

Ведущий современный метод психофизиологического изуче­ния работы мускулатуры - электромиография . В ее основе лежит регистрация изменений электрических потенциалов в отдельных мышцах или в их группах при совершении действий. При сокра­щении мышцы частота и амплитуда потенциалов резко возраста­ет. Графическая запись этих изменений называется электромиограммой (ЭМГ).

ЭМГ обычно снимается с неработающих мышц, обнаружива­ющих тем большую суммарную электроактивность, чем выше эмоциональное возбуждение. Чаще всего в подобных исследова­ниях регистрации подлежат состояния трапециевидной мышцы шеи, плечелучевой мышцы предплечья и лицевых мышц (в пер­вую очередь, мускулатуры лба).

ЭМГ широко используется в нейрофизиологии. В психологии применяется при изучении двигательных навыков, интенсивно­сти двигательной деятельности, механизмов внутренней речи.

21.4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

21.4.1. Электроэнцефалография (ЭЭГ)

Психофизиологическое исследование ЦНС связано с прин­ципиальной возможностью регистрации электрической активно­сти головного мозга. Эта возможность реализована на сегодняш­ний день с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), т. е. записи электрических разрядов отдельных нейронов, их совокупностей в различных участках мозга и, наконец, электрических показате­лей работы мозга как единого целого. Но, по-видимому, надо сразу же разочаровать неискушенного энтузиаста-психолога. Дело в том, что невообразимо сложная картина взаимосвязей между ней­ронами, между мозгом и управляемым им организмом, между физиологическими и психологическими функциями ЦНС пока что не поддается ни системному и одновременно наглядному ото­бражению, ни достаточно вразумительной трактовке.

Хотя электроэнцефалография и приоткрыла возможные пер­спективы в изучении мозга и психики, вселила веру в мощь на­уки и человеческого разума в деле познания природы, иниции­ровала небывалый всплеск энтузиазма в научном мире, но… ее результаты в большей своей части оказались не соответствующи­ми ожиданиям.

В одном из давних обзоров литературы по ЭЭГ находим: «По­пытки установить соответствие между особенностями ЭЭГ и столь же туманными психологическими процессами, такими как «вни­мание», «сознание», «мышление» и разного рода сложные атри­буты «личности»... могут только усугубить путаницу, существую­щую сейчас в психологической терминологии» . Комментируя это высказывание, Дж. Хэссет пишет: «С тех пор были проведены тысячи исследований, и они во многом подтвер­дили это мрачное предсказание, хотя оно не во всем оказалось верным», и далее: «В мозгу человека больше 10 миллиардов не­рвных клеток, сплетенных в плотную сеть взаимными связями. Даже в самых тонких записях ЭЭГ неизбежно выявляется лишь слитная трескотня сотен тысяч клеток, приглушенная и искажен­ная черепом» . Этим авторам вторит другой

Основные методы психофизиологического исследования

Психофизиология - экспериментальная наука, поэтому важное значение имеет применение адекватных методов исследования. К основным методам психофизиологического исследования относятся следующие:

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод неинвазивной регистрации и анализа суммарной биоэлектрической активности, отводимой как с поверхности черепа, так и из глубоких структур мозга. ЭЭГ-сигнал представляет собой изменяющуюся во времени разность потенциалов между находящимися на скальпе электродами. Важнейший вклад в этот процесс вносят градуально изменяющиеся постсинаптические потенциалы нейронов III–V слоев коры головного мозга. Мощные синхронные колебания, генерируемые в глубоких структурах мозга (таламус, ствол мозга), также могут оказывать существенное влияние на общую картину ЭЭГ-активности, регистрируемую с поверхностных электродов. Важным приемом, обеспечивающим комплексную оценку активности мозга, является многоканальность регистрации, т. е. одномоментная запись с многих пар электродов.

Магнитоэнцефалография (МЭГ) - метод регистрации и анализа параметров магнитных полей организма человека и животных. Магнитные поля создаются слабыми электрическими токами как результатом активности нервных клеток. Данный метод дополняет информацию об особенностях функционирования мозга, получаемую с помощью ЭЭГ. Общность нейрофизиологических процессов, регистрируемых ЭЭГ и МЭГ, отражается в одинаковых характеристиках временного разрешения. Оба метода позволяют наблюдать события, происходящие в диапазоне сотен миллисекунд. В то же время МЭГ имеет более точное пространственное разрешение порядка миллиметров, так как магнитная активность нейронов не зависит от электропроводящих свойств окружающих тканей (мозговых оболочек, спинномозговой жидкости, костей черепа и т. д.) и регистрируется неискаженной, в отличие от ЭЭГ, характер которой на поверхности черепа может существенно отличаться от электрокортикограммы, соответствующей локализации за счет проведения сигналов от дальних областей мозга.

Метод вызванных потенциалов (ВП) - метод регистрации и анализа биоэлектрических колебаний, возникающих в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящихся в определенной временной связи с началом его действия. Наряду с ЭЭГ ВП является ведущим методом изучения мозговых механизмов психической деятельности. ВП имеют низкую амплитуду (несколько микровольт) и длительность порядка нескольких сотен миллисекунд, поэтому при однократной записи в ответ на единичное предъявление сигнала не распознаются на фоне спонтанной ритмики ЭЭГ-активности. Для анализа ВП используется предварительное выделение «полезного сигнала» (колебаний, непосредственно связанных с внешним воздействием) из «шума» (фоновой ЭЭГ). Наиболее распространенной является процедура усреднения, когда несколько отрезков ЭЭГ-активности, синхронных с повторяющимся предъявлением стимула, суммируются. При этом колебания, связанные с рассматриваемым событием увеличиваются по амплитуде.

Электроокулография (ЭОГ) - метод регистрации и анализа движений глаз, основанный на измерении разности потенциалов роговицы и сетчатки глаза. Используемый в комплексе с регистрацией ЭЭГ, метод позволяет выделить в картине биоэлектрической активности мозга артефакты (искажения), вносимые движениями глаз.

Электромиография (МЭГ) - метод регистрации и анализа суммарных колебаний потенциалов, возникающих в области нервно-мышечных окончаний и мышечных волокнах при поступлении к ним импульсов от мотонейронов спинного и головного мозга. Метод позволяет регистрировать изменения в тонусе мышц в ситуациях, не сопровождающихся внешне наблюдаемыми движениями. МЭГ наиболее информативна в комплексе с другими методами психофизиологического исследования.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - метод исследования, в котором используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы - «красители», входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм внутривенно или через дыхательные пути. Накапливаясь в активных участках мозга, они дают возможность построить «картину» мозга на основе данных о метаболической активности его структур. ПЭТ представляет возможность наблюдать мозг объемно, включая локальные взаимодействия нейронов и нейронных популяций при выполнении экспериментальных задач за счет регистрации пространственного распределения и концентрации радиактивно меченных веществ, участвующих в обменных процессах, синаптической передаче, нейрохимической рецепции. Временная разрешающая способность ПЭТ зависит от используемого изотопа и составляет порядок десятков минут.

Ядерная магнитная резонансная интроскопия (ЯМРИ) - метод исследования, основанный на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. ЯМРИ позволяет получить информацию об анатомической и физико-химической организации изучаемых структур головного мозга. Пространственное разрешение ЯРМИ составляет десятки микрон, при этом не происходит его снижение в зависимости от глубины расположения ткани. Важным свойством данного метода является неионизирующий характер внешнего воздействия, т. е. отсутствие повреждающего воздействия на ткань. Следует отметить, что опосредованный характер регистрируемой нервной активности снижает временную разрешающую способность данного метода. Достижение пика магнитного сигнала после стимула занимает несколько секунд.