Достижения ранней физиологии

Достижения ранней физиологии

Физиологические исследования, которые вдохновили и направляли новую психологию, относятся к концу XIX столетия. Естественно, и у этих изысканий была своя предтеча — более ранние работы, на которые они опирались. Физиология стала экспериментальной дисциплиной в 30–х годах прошлого столетия — главным образом под влиянием немецкого физиолога Иоганнеса Мюллера (1801–1858), отстаивавшего применение экспериментальных методов в физиологии. Мюллер занимал престижную должность профессора анатомии и физиологии в Берлинском университете. Как ученый, он был феноменально плодовит: из — под его пера, в среднем, выходило по одной научной работе каждые 7 недель; он поддерживал этот темп в течение 38 лет — пока однажды не кончил жизнь самоубийством во время приступа депрессии.

Один из наиболее влиятельных его трудов — многотомное «Руководство по физиологии человека» (Handbuch der Physiologic des Menschen), где подводится итог физиологическим исследованиям середины прошлого века и систематизируется большой объем знаний этой области. Руководство, выходившее с 1833 по 1840 годы, содержит цитаты из многих передовых в то время работ, что подтверждает широкое распространение экспериментальных методов в физиологии. Ну а то, как быстро были переведены на английский язык первый и второй тома книги (в 1838 и 1842 годах соответственно), говорит, в свою очередь, о величайшей потребности в таком труде в тот период.

И для физиологии, и для психологии огромное значение имел сформулированный Мюллером принцип «специфической энергии органов чувств». Мюллер предположил, что возбуждение определенного нерва всегда вызывает характерное ощущение, потому что в каждом рецепторном отделе нервной системы заложена собственная «специфическая энергия». Эта идея вдохновила множество исследователей, стремившихся в своих работах разграничить функции нервной системы и точно определить механизм действия всех периферийных сенсорных рецепторов.

Исследование функций мозга

На раннем этапе развития физиологии рядом ученых был сделан существенный вклад в изучение функций мозга. Для психологии значимость их работ определяется открытием специфических отделов головного мозга и разработкой методов исследования, которые позже стали широко применяться в физиологической психологии.

Пионером в исследованиях рефлекторного поведения был работавший в Лондоне шотландский врач Маршалл Холл (1790–1857), Холл заметил, что при стимуляции нервных окончаний обезглавленные животные в течение некоторого времени продолжают двигаться. Он заключил, что за различные стороны поведения отвечают разные отделы мозга и нервной системы. В частности, он предположил, что произвольные движения зависят от головного мозга, рефлекторные движения — от спинного мозга, бессознательные — от прямого возбуждения мышц и дыхательные — от костного мозга.

Профессор естествознания Французского колледжа в Париже Пьер Флоранс (1794–1867) в своих исследованиях наблюдал и регистрировал последствия разрушения частей головного и спинного мозга животных (в частности, голубей). Он пришел к заключению, что головной мозг управляет высшими психическими процессами, части среднего мозга — зрительными и слуховыми рефлексами, мозжечок — координацией движений, а костный мозг — сердцебиением, дыханием и прочими жизненными функциями.

В данном случае для нас важны не столько выводы Холла и Флоранса, в целом справедливые, сколько тот метод, который они использовали — метод удаления[35]. Это технический прием, с помощью которого исследователь пытается установить функцию определенной части мозга, удаляя или уничтожая эту часть, и наблюдая за последующими изменениями в поведении животного.

В середине XIX века начали применять еще два экспериментальных подхода к изучению мозга: клинический метод[36] и электрическую стимуляцию. Клинический метод был предложен в 1861 году Полем Брока (1824–1880), хирургом одной из больниц для душевнобольных под Парижем. Брока произвел вскрытие трупа мужчины, который при жизни долгие годы не мог внятно говорить. При осмотре было выявлено поражение третьей лобной извилины коры головного мозга. Брока обозначил эту часть мозга как центр речи; позже за ней закрепилось название область Брока. Клинический метод стал прекрасным дополнением к методу удаления — ведь едва ли найдутся добровольцы, во имя науки готовые пожертвовать частью мозга. Удаление, проведенное после смерти, обеспечивает возможность исследовать поврежденную область мозга, которой приписывается ответственность за определенное поведение при жизни пациента.

Метод электростимуляции[37] для изучения мозга был впервые применен в 1870 году Густавом Фритшем и Эдуардом Хитцигом. Этот метод предполагает исследование коры головного мозга путем воздействия на ее участки слабыми электрическими разрядами. Проводя эксперименты с кроликами и собаками, Фритш и Хитциг обнаружили, что электростимулирование отдельных областей коры головного мозга у животных приводит к ответным моторным реакциям — таким как подергивание лап. С появлением более совершенного электронного оборудования электростимуляция стала весьма эффективным приемом для изучения функций мозга.

Исследования нервной системы

В середине XIX столетия проводилось большое число исследований структуры нервной системы и природы нервной деятельности. К первым теориям нервной деятельности относятся теория нервных «трубок» Декарта и теория вибрации Давида Гартли.

В конце XVIII века итальянский исследователь Луиджи Гальвани (1737–1798) предположил, что нервные импульсы имеют электрическую природу. Его племянник и последователь Джованни Альдини «смешал серьезное исследование с леденящим душу зрелищем. В одном из самых ужасных публичных экспериментов Альдини, призванном подчеркнуть эффективность электрического возбуждения для получения спазматических движений мускулов, использовались отсеченные головы казненных преступников» (Boakes. 1984. P. 96).

Исследования нервных импульсов росли числом и были такими убедительными, что к середине XIX века электрическая природа импульсов стала общепринятым фактом. Ученые полагали, что нервная система по существу является проводником электрических импульсов, а центральная нервная система функционирует подобно коммутатору, переключающему импульсы на сенсорные или двигательные нервные волокна.

Такой взгляд был значительным шагом вперед по сравнению с теорией нервных <трубок> Декарта и теорией вибраций Гартли, но концептуально они похожи. Все эти подходы были рефлекторными. При таком подходе предполагается воздействие внешнего мира (в виде стимула) на орган чувств, вследствие чего происходит возбуждение нервного импульса, который перемещается к соответствующей точке мозга или центральной нервной системы. Там, в ответ на импульс, возникает новый импульс, который передается через двигательные нервы и вызывает определенную реакцию организма.

В XIX веке проводились изыскания и анатомической структуры нервной системы. Ученые установили, что нервные волокна состоят из отдельных структур, нейронов, которые определенным образом соединены между собой в точках, называемых синапсами. Эти выводы последовательно вытекали из механистического, материалистического представления человеческой сущности. В то время считалось, что нервная система, как и мозг, состоит из <атомов>, соединение которых приводит к появлению нового качества.

Физиология XIX столетия была проникнута духом распространенной в то время философии механицизма. Нигде дух этот не был столь явным, как в Германии. В 40–х годах прошлого столетия группа ученых, многие из которых были в свое время студентами Иоганнеса Мюллера, организовали Берлинское физическое общество. Этих молодых (всем до тридцати) ученых объединяло убеждение, что любые явления можно объяснить, руководствуясь законами физики. Они надеялись соединить физиологию с физикой, развивать физиологию в рамках механистических представлений. Окрыленные своими идеями, четверо ученых (включая Гельмгольца, о котором вскоре пойдет речь) приняли торжественную клятву, подписав ее, согласно легенде, собственной кровью. В клятве говорилось: жизнь есть результат физико — химических реакций и только. Итак, в XIX столетии в физиологии пересеклись все нити: материализм, механицизм, эмпиризм, экспериментальный и измерительный методы.

Эти достижения ранней физиологии указывают на методы исследования и открытия, которые способствовали формированию научного подхода к психологическому исследованию мышления. Философы расчистили дорогу для применения экспериментальных методов в изучении мышления: физиологи уже начали ставить эксперименты для исследования механизмов, лежащих в основе психических процессов, — следующим шагом должно было стать применение экспериментальных методов непосредственно к мышлению.

Британские эмпирики доказывали, что единственным источником знания является ощущение. Астроном Бессель продемонстрировал важность факторов ощущений и восприятия в науке. Физиологи определяли структуру и функцию чувств. Пришло время подходить к оценке ощущений с количественной мерой. Уже были доступны методы исследования человеческого тела: теперь возникла необходимость разработки методов изучения мышления. Почва для возникновения экспериментальной психологии была подготовлена.