Вызванный потенциал— электрическая реакция мозга на внешний раздражитель или на выполнение умственной (когнитивной) задачи. Наиболее широко используемыми раздражителями являются визуальные для регистрации зрительных ВП, звуковые для регистрации аудиторных ВП и электрические для регистрации соматосенсорных ВП. Запись ВП производится при помощи электроэнцефалографических электродов, расположенных на поверхности головы.
Тонким индикатором функционального состояния мозга является вызванная электрическая активность. Компоненты ВП могут существенно изменяться в зависимости от динамики внутреннего состояния испытуемых в разных ситуациях.
Метод вызванных потенциалов (ВП) применяется для исследования функции сенсорных систем мозга (соматосенсорной, зрительной, аудиторной) и систем мозга ответственных за когнитивные процессы. В основе метода лежит регистрация биоэлектрических реакций мозга в ответ на внешнее раздражение (в случае сенсорных ВП) и при выполнении когнитивной задачи (в случае когнитивных ВП). В зависимости от времени появления (латентности) вызванного ответа после предъявления стимула ВП принято разделять на коротко-латентные (до 50 миллисекунд), средне-латентные (50-100 мс) и длинно-латентные (свыше 100 мс). Особой разновидностью ВП являются моторные вызванные потенциалы, которые регистрируются с мышц конечностей в ответ на транскраниальное электрическое или магнитное раздражение моторной зоны коры ( транскраниальная магнитная стимуляция). Моторные ВП позволяют производить оценку функции кортико-спинальных (моторных) систем мозга. Кроме электроэнцефалографии, для регистрации ВП используют также магнитоэнцефалографию (МЭГ ).
Различают зрительные ВП (ЗВП), аудиторные ВП (АВП), соматосенсорные ВП (СВП), связанные с событиями ВП, когнитивные ВП (КВП), которые являются частным случаем ССВП и моторные ВП (МВП).
Характеристиками вызванных потенциалов являются латентный период (латентность), амплитуда (или площадь), полярность (негативная/позитивная) и форма.
Для диагностических целей наибольшее применение получили коротколатентные аудиторные, соматосенсорные, зрительные и моторные ВП. Например, стволовые АВП используются в качестве стандартного нейрофизиологического теста для исследования поражений ствола мозга и объективной оценки нарушений слуха. Соматосенсорные и моторные ВП позволяют выявить и оценить степень нарушения функции проводящих путей спинного мозга. Зрительные ВП имеют важное значение в диагностике рассеянного склероза.
В научной практике, ВП первоначально выступали как основа для анализа реакций мозга на внешние стимулы, в дальнейшем стали использоваться и для анализа внутренне обусловленных нервных процессов. На основании данных, полученных с помощью этого метода, строятся гипотезы относительно восприятия, внимания, интеллекта, функциональной асимметрии мозга и индивидуальной психофизиологической дифференциации. В частности, могут быть зафиксированы биоэлектрические колебания, связанные с активностью двигательной коры (моторный потенциал), с окончанием движения, с состоянием намерения произвести какое-либо действие (Е-волна), пропуска ожидаемого стимула. Форма, амплитуда и латентный период колебаний длинно-латентных вызванных потенциалов обусловлены местом локализации регистрирующего электрода, модальностью и интенсивностью стимула, состоянием и индивидуальными особенностей индивида.
Общие закономерности ВНД у человека и животных едины, однако ВНД человека имеет существенные отличия.
Труд человека качественно отличается от поведения животных, не имеющих социально-детерминированной направленности. Поведение животных направлено только на приспособление к природе. Человек изготавливает орудия производства, широко применяя их в своей производственной деятельности, а также применяет преемственный характер труда (например, работа на конвейере) и планирование труда.
У человека имеется образное (конкретное) и абстрактное мышление, у животных – только конкретное. Первая сигнальная система обеспечивает образное (конкретное) мышление и у человека, и у животных, вторая – абстрактное мышление только у человека.
У человека имеются специфические, присущие только ему типы ВНД. Концепция И. П. Павлова о двух сигнальных системах действительности привела его к представлению о специальных человеческих типах ВНД. В основе их деления положены соотношения между первой и второй сигнальными системами. Преобладание первой сигнальной системы над второй характеризует художественный тип, при обратном соотношении – мыслительный тип, при их равенстве – средний тип. Художественный тип (писатели, художники, музыканты и др.) характеризуется цельным восприятием действительности. Мыслительный тип (преимущественно философы, математики и др.) воспринимает окружающую действительность через словесные сигналы, т.е. дробит ее. Средний тип (промежуточный) характеризуется определенными свойствами мыслительного и художественного типов.
У человека есть первая и вторая сигнальные системы, у животных – только первая. Представление о сигнальных системах человека и животных обосновал И.П.Павлов.
Первая сигнальная система – это система организма, обеспечивающая формирование конкретного (непосредственного) представления об окружающей действительности и приспособительных реакций посредством условных связей. Сигналами первой сигнальной системы являются предметы, явления и их отдельные свойства (запах, цвет, форма и т.п.). Например, появление запаха пищи может свидетельствовать о наличии поблизости столовой.
Вторая сигнальная система – это система организма, обеспечивающая формирование обобщенного представления об окружающей действительности с помощью языка человека.
Язык человека – средство общения людей друг с другом, главной формой которого является письменная и устная речь, а также – формулы и символы, рисунки, жесты, мимика.
Речь – форма общения людей друг с другом с помощью сигналов (слов), обеспечивающая мышление человека. Речь может быть внутренней, являющейся необходимой формой процесса мышления, и внешней (письменная и устная), с помощью которой человек сообщает свои мысли другим людям.
Таким образом, сигналом второй сигнальной системы является язык человека, с помощью которого осуществляется переход от чувственного образа первой сигнальной системы к понятиям, представлениям второй сигнальной системы. Главной формой языка является речь, сигналами которой являются слова. Причем смысловое содержание слова, например стол, не зависит от звучания этого понятия на различных языках. Высшие формы абстракции в сигнальных системах мозга обычно ассоциируются с актом художественной творческой деятельности человека, где продукт творчества выступает также как одна из форм языка.
Первая сигнальная система свойственна животным и человеку, однако благодаря тесному взаимодействию (у человека) со второй сигнальной системой, она качественно отличается от таковой у животных и несет на себе отпечаток культурно-исторических влияний. Первая сигнальная система обеспечивает конкретно-чувственное отражение окружающей действительности. При этом вначале в организме формируется ощущение отдельных свойств предметов и явлений, воспринимаемых соответствующими рецепторными образованиями и ведущими к более сложной форме отражения – восприятию.
У животных тоже имеется язык – это язык сигналов, но словесные сигналы человека отличаются от условных сигналов животных. Во-первых, их действие зависит не столько от физических особенностей, сколько от смысловых, т.е. слово действует своим смысловым содержанием. Во-вторых, язык человека и, в первую очередь, речь позволяют передавать знания предков их потомкам, что качественно отличает человека от животных, способствуя накоплению знаний об окружающей природе и безмерно повышая власть человека над окружающим миром. Вся кора большого мозга имеет отношение к обеим сигнальным системам, которые тесно взаимодействуют между собой: вторая сигнальная система в своей деятельности в определенной степени зависит от функционирования первой сигнальной системы, так как через первую во вторую поступает необходимая информация.
Структуру языка и его сущность составляют его грамматический строй и основной словарный запас. В антропогенезе язык сформировался как форма общения в процессе охоты на диких зверей, защиты при их нападении, сооружения жилища, поиска пещеры и т.д. Вначале это были отдельные звуки в виде сигналов, например об опасности, как у животных. В процессе труда возникла необходимость обращения друг к другу. Отдельные звуки превращались в более сложные сигналы, из которых впоследствии сформировались слова и фразы.