УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2010, том 41, № 4, с. 45-62
УДК 612.821:612.822.3
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К АКТИВИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
© 2010 г. А. А. Земляная1, Т. А. Федотчева2, А. И. Федотчев3
1 Московский НИИ психиатрии Росздрава, 2 Российский государственный медицинский университет, Москва, 3 Институт биофизики клетки РАН, Пущино
Рассмотрены литературные данные последних лет по проблеме активизации познавательной деятельности человека. При обзоре фармакологических подходов к усилению когнитивной активности рассмотрены современные аспекты применения традиционных фармакологических препаратов и подходы с использованием специально разработанных лекарственных средств. Представлен также анализ нефармакологических подходов - психологических, физиологических, поведенческих и биофизических методов, направленных на совершенствование процессов познания, обучения и памяти у человека. Отдельно проанализированы нелекарственные подходы к увеличению эффективности познавательной деятельности на основе анализа биоэлектрических процессов организма человека и электрической активности его мозга - электроэнцефалограммы (ЭЭГ), отмечены перспективные пути практического использования компьютерных технологий для контроля функционального состояния человека и организации эффективных процессов познания и обучения.
Ключевые слова: познавательная деятельность, электроэнцефалограммы (ЭЭГ), нейропептиды, биоуправление с обратной связью.
1. ВВЕДЕНИЕ
Многие факторы современной жизни - суще-
ственное повышение требований к исполнительской деятельности человека-оператора, острая актуальность проблемы школьного, специального и дополнительного образования, переквалификации, освоения новых профессий и другие - требуют создания эффективных подходов к совершенствованию когнитивной, мыслительной и мнестической деятельности человека, увеличения эффективности процессов обучения и памяти. За последние годы появился целый ряд таких подходов, основанных на современных достижениях молекулярной фармакологии, нано-, био- и информационных технологий, психофизиологии, биофизики и нейрофизиологии. Кроме того, благодаря изучению ключевых закономерностей деятельности мозга, сознания и поведения человека через анализ физико-химических, биофизических и физиологических процессов на уровне нервной клетки и нейронных систем выявлены новые аспекты ранее существовавших подходов. Поэтому актуальной задачей является рассмотрение имеющихся литературных сведений и классификация основных направлений исследований по данной проблеме.
В литературе существуют разные определения активизации познавательной деятельности человека. Согласно одному из них [112], это усиление или расширение наиболее существенных способностей разума за счет улучшения или прироста внутренних или внешних возможностей систем обработки информации. Под "усилением интеллекта" понимается увеличение способности человека подойти к сложной проблемной ситуации, осмыслить ее основные элементы и наметить пути решения проблемы. В этом смысле увеличение интеллектуальных способностей включает более быстрое и адекватное понимание проблем и более успешный поиск их решений. Познание в свою очередь может быть определено как совокупность процессов, которые человек использует для организации информации. Они включают не только прием (восприятие), селекцию (внимание), представление (понимание) и сохранение (память) информации, но и ее использование в поведенческой активности (умозаключения и ответные реакции). Разнообразные современные средства активизации познавательной деятельности человека могут быть направлены на любую из перечисленных составляющих [112].
В другом определении процесс активизации познавательной деятельности рассматривается
в рамках более широкого круга свойств человека (сенсорных, мнестических, моторных и т.д.). Согласно этому определению, усиление сущностных характеристик человека - это совершенствование его навыков, свойств и компетентности через использование современных технологий, медицины и терапии для замены или увеличения природных возможностей организма [35].
В настоящее время наблюдается стремительное развитие целого ряда направлений науки, позволяющих более точно представлять природу человека и окружающего мира. Многими авторами выделяются четыре области науки, которые интенсивно развиваются и конвергируют. Это: 1) нанотехнологии; 2) биотехнология и биомедицина, включая генную инженерию; 3) информационные технологии, компьютеризация и средства коммуникации; 4) когнитивные науки, включая нейрофизиологию и системный анализ. Именно эти направления научных и технологических исследований рассматриваются как имеющие самое непосредственное отношение к активизации познавательной, мыслительной и интеллектуальной деятельности человека [48, 109].
Наиболее существенный прогресс в перечисленных областях науки произошел в самое последнее время, начиная с 2000 г. Одновременно было достигнуто более глубокое понимание механизмов влияния на человека разнообразных традиционных методов совершенствования его когнитивной активности. Как отмечается в литературе, примеры активизации познавательной деятельности широко представлены в повседневной жизни - взять хотя бы такие элементы ее инфраструктуры, как утренний кофе, решение кроссвордов, использование электронной почты или мобильных телефонов, но все эти моменты обычно не рассматриваются с точки зрения активизации познавательной деятельности [112].
Обилие публикаций, главным образом зарубежных, и большое разнообразие используемых подходов к активизации познавательной деятельности человека затрудняют общую оценку состояния данной области знаний и выделение наиболее перспективных направлений дальнейших исследований. В связи с этим в представленной работе обобщены литературные данные последних лет по проблеме активизации когнитивной деятельности человека. При обзоре фармакологических подходов к усилению когнитивной активности человека рассмотрены современные аспекты применения традиционных фармаколо-
- гических препаратов и подходы с использовани-. ем новых лекарственных средств. Представлен
- обзор психологических, физиологических, пове-
- денческих и биофизических методов, направленных на совершенствование процессов познания,
, обучения и памяти у человека. Детально проанализированы современные нефармакологические подходы к увеличению эффективности
- когнитивной деятельности, обучения и памяти , у человека на основе анализа биоэлектрических
процессов человека и электрической активно-^ сти его мозга - электроэнцефалограммы (ЭЭГ), намечены перспективные пути практического использования компьютерных технологий для организации эффективных процессов познания и обучения.
I
, 2. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ . К АКТИВИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ
- ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Прогресс в развитии нейронаук и психофармакологии привел к расширению возможностей активизации умственной активности человека. В настоящее время имеются многочисленные
- доказательства того, что фармакологические препараты, действующие на различные нейромедиа-
- торные системы мозга, могут усиливать позна-
- вательную и мнестическую активность, изменять
- настроение и социальное поведение человека
- [42, 78].
- Современное развитие исследований в области
- молекулярной фармакологии позволило выявить целый ряд молекулярных механизмов, лежащих в
- основе процессов познания. Создание новых экс, периментальных приемов, позволяющих приме- нять выявленные закономерности, дает возмож-1 ность устанавливать прямые причинные связи
между внутринейронными молекулярными собы-
- тиями и когнитивными феноменами. Благодаря этому не только уточняются механизмы действия
- многих традиционных лекарственных средств, но и создаются новые препараты, способные усили-
- вать познавательную и мнестическую активность,
- изменять настроение и социальное поведение че-
- ловека [25].
В связи с изложенным выше все многообразие существующих фармакологических подходов к
- активизации познавательной деятельности человека можно условно разделить на две основные
- группы. Первая группа - это современные аспекты использования традиционных лекарственных средств, вторая - применение специально создан- ных фармакологических препаратов.
2.1. Применение традиционных
лекарственных средств для активизации познавательной деятельности человека
К настоящему времени известен широкий круг традиционных фармакологических препаратов и веществ, способных оказывать влияние на различные когнитивные функции человека.
Для улучшения познавательной деятельности традиционно и широко используются такие стимулирующие препараты, как никотин и кофеин. Современными исследованиями показано, что никотин изменяет электрическую активность в распределенных сетях нейронов, ответственных за внимание и память [77] и усиливает способность к вычислительным операциям [92]. Однако в ряде случаев он негативно взаимодействует с процессами внимания и памяти [95]. У подростков-курильщиков после прекращения курения наблюдаются резкие нарушения вербальной и рабочей памяти, а также снижение уровня когнитивной активности, что свидетельствует о ней-ротоксических эффектах раннего пристрастия к никотину [70].
Кофеин широко известен как препарат, устраняющий усталость и усиливающий различные аспекты когнитивной деятельности [28, 126]. В сочетании с некоторыми аминокислотами, обычно содержащимися в чае, кофеин вызывает ускорение двигательных реакций, усиление рабочей памяти и увеличение точности выполнения задач на проверку предложений, а также увеличение уровня отсроченного узнавания слов [63].
Известно, что чай, являющийся источником флавоноидных антиоксидантов, является самым популярным напитком после воды. Однако недавно установлено, что чай содержит еще и уникальную аминокислоту, Х-теанин, которая может существенно модулировать когнитивную активность человека. Так, показано, что Х-теанин вызывает значимый рост выраженности альфа-ритма электроэнцефалограммы, сопровождаемый увеличением уровня направленного внимания и появлением состояния р
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.