Взаимодействие первой и второй сигнальных систем

Взаимодействие двух сигнальных систем выражается в явле­нии элективной (избирательной) иррадиации нервных процессов между двумя системами. Оно обусловлено наличием связей между струк­турами, воспринимающими стимулы и обозначающими их слова­ми. Элективная иррадиация процесса возбуждения из первой сигнальной системы во вторую впервые была получена О.П. Капуст­ник в лаборатории И.П. Павлова в 1927 г. У детей при пищевом подкреплении вырабатывали условный двигательный рефлекс на звонок. Затем условный раздражитель заменяли словами. Оказа­лось, что произнесение слов «звонок», «звонит», а также показ карточки со словом «звонок» вызывали у ребенка условную дви­гательную реакцию, выработанную на реальный звонок. Электив­ная иррадиация возбуждения была отмечена, и после выработки условного сосудистого рефлекса на оборонительном подкрепле­нии. Замена звонка — условного раздражителя — на фразу «даю звонок» вызывала такую же сосудистую оборонительную реакцию (сужение сосудов руки и головы), как и сам звонок. Замена на другие слова была неэффективной. У детей переход возбуждения из первой сигнальной системы во вторую выражен лучше, чем у взрослых. По вегетативным реакциям ее выявить легче, чем по двигательным. Избирательная иррадиация возбуждения происхо­дит и в обратном направлении: из второй сигнальной системы в первую.

Между двумя сигнальными системами существует также ирра­диация торможения. Выработка дифференцировки к первосигнальному стимулу может быть воспроизведена и при замене дифференцировочного раздражителя его словесным обозначением. Обычно элективная иррадиация между двумя сигнальными системами — это кратковременное явление, наблюдаемое после выработки ус­ловного рефлекса.

А.Г. Иванов - Смоленский, ученик И.П. Павлова, исследовал индивидуальные различия в зависимости от особенностей переда­чи процессов возбуждения и торможения из одной сигнальной системы в другую. По этому параметру им выделено четыре типа взаимоотношений первой и второй сигнальных систем. Первый тип характеризуется легкостью передачи нервных процессов из первой во вторую, и наоборот; второй тип отличает затрудненная переда­ча в обоих направлениях; для третьего типа характерна затрудненность передачи процессов только из первой во вторую; у четвертого типа затруднения передачи возникают при переходе из второй сигнальной системы в первую.

Избирательную иррадиацию возбуждения и торможения мож­но наблюдать и в пределах одной сигнальной системы. В первой сигнальной системе она проявляется генерализацией условного реф­лекса, когда стимулы, похожие на условный, с места, без обуче­ния начинают вызывать условный рефлекс. Во второй сигнальной системе это явление выражается в селективном возбуждении сис­темы связей между семантически близкими словами.

Удобным объектом для изучения семантических связей является выработка условного оборонительного рефлекса при подкреплении словесного раздражителя болевым. Регистрация сосудистых реакций головы и руки позволяет отдифференцировать оборонительный рефлекс от ориентировочного. После формирования условного оборонительного рефлекса предъявление разных слов вместо условного показывает, что центр безусловного оборонитель­ного рефлекса образует не одну, а множество связей с целым набором близких по смыслу слов. Вклад каждого слова в оборони­тельную реакцию тем больше, чем ближе оно по смыслу слову, использованному в качестве условного стимула. Слова, близкие условному стимулу, образуют ядро смысловых связей, и вызывал оборонительную реакцию (сужение сосудов головы и руки). Слова, отличные по смыслу, но все же лежащие на границе семанти­ческой близости к условному, вызывают стойкий ориентировоч­ный рефлекс (сужение сосудов руки и расширение их на голове),

Семантические связи могут быть изучены также с помощью ориентировочного рефлекса. Словесный раздражитель включает две компонента: сенсорный (акустический, зрительный) и смысло­вой, или семантический, через который он связан со словами близкими ему по значению. Сначала угашают ориентировочный рефлекс, как на сенсорный, так и на смысловой компонент, предъявляя слова, входящие в одну смысловую группу (например, названия деревьев или минералов), но отличающиеся друг от дру­га по акустическим характеристикам. После такой процедуры предъявляют слово, близкое по звучанию к ранее угашенному, не сильно отличающееся от него по смыслу (т.е. из другой семанти­ческой группы). Появление ориентировочной реакции на это слово указывает, что оно относится к другой семантической группе, Тот набор словесных стимулов, на который распространился эф­фект угасания, представляет единую семантическую структуру. Как показали исследования, отключение словесных стимулов от ори­ентировочной реакции осуществляется группами в соответствии с теми связями, которыми они объединены у данного человека. Сход­ным образом, т.е. группами, происходит и подключение словес­ных раздражителей к реакциям.

Если к словесным раздражителям применить процедуру выра­ботки дифференцировки, то можно добиться сужения семанти­ческого поля. Подкрепляя током одно слово, и не подкрепляя дру­гие, близкие ему слова, можно проследить, как часть условных оборонительных реакций будет вытесняться ориентировочными. Кольцо ориентировочных реакций как бы сжимает центр семан­тического поля. Связь двух сигнальных систем, которую можно обозначить как «словесный раздражитель — непосредственная реакция», имеет самое широкое распространение. Все случаи управления поведением, движением с помощью слова относятся к этому типу связи. Речевая регуляция осуществляется не только с помощью внешней, но и через внутреннюю речь. Другая важная форма взаимоот­ношений двух сигнальных систем может быть обозначена как «непосредственный раздражитель — словесная реакция», она состав­ляет основу функции называния. Словесные реакции на непосредственные раздражители в рамках теории концептуальной рефлекторной дуги Е.Н. Соколова могут быть представлены как реакции командных нейронов, имеющих связи со всеми нейрона­ми-детекторами. Командные нейроны, ответственные за речевые реакции, обладают потенциально обширными рецептивными по­лями. Связи этих нейронов с детекторами пластичны, и их конк­ретный вид зависит от формирования речи в онтогенезе.

Основываясь на данных об изоморфизме цветовых перцептив­ных, мнемических и семантических пространств, Е.Н. Соколов предлагает следующую модель цветовой семантики, которая может быть распространена и на другие категории явлений. Существуют три основных экрана, обеспечивающих обработку информации о цвете. Первый — перцептивный экран — образован селективными нейронами-детекторами цвета. Второй — экран долговременной (дек­ларативной) памяти — образован нейронами долговременной па­мяти, хранящими информацию о перцептивном экране. Третий — семантический экран — представлен цветовыми символами в зри­тельной, слуховой или артикуляционной форме, которые связаны как с командными нейронами речевых реакций, так и с элемента­ми экрана долговременной памяти. Связь с командными нейрона­ми речевых реакций обеспечивает операцию называния цвета. Связь с элементами долговременной памяти обеспечивает понимание, которое достигается проекцией символа на экран долговременной памяти. При сравнении любого цветового термина с другими так­же используется проекция семантического экрана на экран долго­временной цветовой памяти. При предъявлении одного цветового термина происходит возбуждение определенного набора элемен­тов долговременной цветовой памяти, чему соответствует вектор возбуждения, определяющий положение цветового термина на гиперсфере цветовой памяти. При предъявлении другого цветово­го термина возникает другой вектор возбуждения на карте цвето­вой памяти. Сравнение этих векторов возбуждения происходит в вычитающих нейронах, которые вычисляют различие между ними подобно тому, как это происходит при цветовом восприятии. Модуль векторной разности является мерой семантического различия. Если два разных цветовых названия вызывают совпадающие по составу векторы возбуждения на карте долговременной цветовой памяти, они воспринимаются как синонимы.