0дна из них заключалась в том, чтобы в механизме тонального слуха заменить слуховой орган другим органом-рецептором. При этом эффекторный аппарат, производящий выделение частоты (т. е. аппарат интонирования), должен был сохранить свою функцию. Какой же рецептор мог заменить собой орган слуха? Очевидно, только такой, который отвечает на раздражители, обладающие параметром частоты. Таким рецептором являются органы вибрационных ощущений.
Восприятие механических вибраций имеет очень важную для нас особенность: на восприятие частоты вибрации влияет изменение другого ее параметра - интенсивности (амплитуды). Чем больше амплитуда, тем меньше кажется частота, и наоборот. Поэтому при сравнении вибрационных раздражителей по частоте испытуемые обычно ориентируются собственно не на их частоту, а на различия в их интегральном, "общем" качестве. Таким образом, мы могли применить и для измерения порогов вибрационной чувствительности наш "сопоставительный" метод. Условия опытов были следующие: колебания стержня бесшумного вибратора подавались на кончик указательного пальца; площадь контакта имела диаметр около 1,5 мм. Измерения велись в зоне частот 100 - 160 Гц; соотношение амплитуд при измерении порогов выделения было 1:2. Частота и амплитуда раздражителей контролировались аппаратурой непрерывно.
Сначала мы измеряли дифференциальные пороги на раздражителях с одинаковой амплитудой, Затем с помощью сопоставления частоты раздражителей, имеющих разную амплитуду, измеряли пороги выделения. Как и следовало ожидать, последние всегда были в 2 - 4 раза больше дифференциальных порогов. Задача последующих опытов состояла в том, чтобы включить у испытуемых в процессе восприятия частоты механической вибрации деятельность их вокального аппарата по уже описанной схеме "компарирования". Все испытуемые, участвовавшие в этих опытах, обладали достаточно хорошим тональным слухом.
Опыты проходили в той же последовательности, как и опыты со слухом. Вместе с тем процесс формирования этой новой воспринимающей функциональной системы отличался рядом особенностей. Главная из них заключалась в том, что наиболее трудным этапом был этап "налаживания" вокализации (пропевания) частоты воздействующей вибрации. Задача эта вначале казалась испытуемым неожиданной, "противоестественной", а некоторым - даже невозможной. Более трудным, требующим значительного числа опытов, был и процесс включения вокализации в задачу сравнения вибрационных раздражителей. Применяя некоторые дополнительные приемы, эти трудности удалось преодолеть. В результате пороги выделения частоты механических колебаний резко упали
Вот цифры.
У испытуемых 1 и 2: исходный порог выделения (в центах - 700), после опытов - 246, т. е. почти в 3 раза меньше. У испытуемого 3: исходный порог - 992, после опытов - 240, т. е. в 4 раза меньше. У испытуемого 4: исходный порог - 1180, после опытов - 246, т. е. почти в 5 раз меньше. Итак, новая функциональная система сложилась и стала "работать"! Параллельно с описанными опытами, которые были проведены в нашей лаборатории А.Я.Чумак, проходила еще одна серия опытов. Их задача состояла, наоборот, в том, чтобы, не меняя рецептора, ввести в воспринимающую функциональную систему другой "компаратор", т.е. другой эффекторный аппарат, а именно тоническое усилие мышц руки. Эта задача оказалась более сложной. Она потребовала специальной аппаратуры и, главное, очень длительной работы с каждым испытуемым. Опыты велись с лицами, обладающими ясно выраженной тональной глухотой.
В установку был введен прибор оригинальной конструкции. Нажимание на пластинку этого прибора, которая оставалась практически неподвижной, вызывало плавное изменение генерируемой частоты, передающейся на измеритель частоты, осциллограф и телефоны. (см. рисунок). Сила давления на пластину и генерируемая прибором частота были связаны между собой (в заданных пределах) прямой линейной зависимостью; это позволяло условно выражать силу давления (нажимания) на пластину числом генерируемых колебаний в секундах, т.е. в герцах. Задача на первом этапе работы состояла в том, чтобы образовать у испытуемых условную связь между частотой воздействующего звука и степенью статического усилия мышц руки. В опытах участвовали три испытуемых. Испытуемому давался чистый тон (100 - 500 Гц), на который он должен был реагировать нажиманием руки.
Экспериментатор давал оценку каждой ответной реакции, подкрепляя случаи, когда сила нажима совпадала с условно связанной с ней частотой звука. Сам испытуемый звука, генерируемого прибором, не слышал. В результате этих опытов, продолжавшихся 25 - 33 сеанса по 40 мин, условная связь "высота звука - степень мышечного усилия" образовалась у всех испытуемых. Сравнение средней ошибки мышечной реакции после первого сеанса и в конце опытов дает следующие цифры (в условных единицах): у испытуемого К. - 65 и 1, у испытуемого Б. - 65 и 5, у испытуемого Л. - 25 и 10. Мы установили далее, что при переходе к звукам других тембров (у, и, а) выработанная слухо-проприоцептивная связь полностью сохраняется. Это важное явление свидетельствовало о том, что мышечная реакция с ее проприоцептивной сигнализацией связывалась именно с основной частотой звука. Но приобрели ли у наших испытуемых мышечные напряжения функцию выделения высоты?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы провели измерения порога выделения. В результате мы получили следующие цифры. Испытуемый К.: порог выделения до опытов 1994 цента, после опытов - 700. Испытуемый Б.: до опытов - 1615 центов, после опытов - 248. Испытуемый Л.: до опытов - 828 центов, после опытов 422.
Итак, после опытов порог выделения уменьшился, хотя в ходе этих опытов испытуемые в различении высоты не упражнялись. Поэтому мы были склонны объяснять полученное понижение порогов тем, что в механизм восприятия испытуемых включилась связь между высотой звука и степенью мышечного усилия.
Вместе с тем мы обратили внимание на то, что при высокой точности условных мышечных реакций, достигнутой испытуемыми, понижение порогов выделения у двух из них (К. и Л.) оказалось недостаточно большим - всего в два раза. Чем можно было объяснить это явление?
У нас сложилось впечатление, что у этих двух испытуемых при переходе к более сложной задаче сравнения разнотембровых звуков функционирование сформировавшейся связи разлаживалось. Поэтому мы продолжили с ними опыты. В результате оказалось, что, хотя точность мышечного усилия у них существенно не изменилась, пороги различения тем не менее сильно упали. Так, у испытуемого К. порог выделения уменьшился в 6 раз, а у испытуемого Л. - почти в 9 раз. Я придаю этому факту большое значение.
Его анализ показывает, что, после того как "каркас" данной функциональной системы построен, должно произойти еще одно преобразование. В результате этого скрытого внутреннего преобразования прежде "исполнительная" ее функция полностью сменяется функцией ориентировочной, отражательной и вся система интериоризуется. Мне осталось коснуться последнего вопроса: можем ли мы настаивать на том, что у наших испытуемых действительно сформировался такой искусственный механизм тонального слуха, в котором роль вокального аппарата выполняют мышцы руки? Я отвечу на этот вопрос данными контрольного эксперимента.
Во время измерения у наших последних испытуемых порогов выделения мы загружали в одном случае мышечный аппарат руки, а в другом случае - вокальный аппарат. Оказалось, что первое бесспорно расстраивало у них выделение высоты, в то время как второе никаких заметных изменений в процессе не вызывало.
Таким образом, можно считать, что и эту вторую функциональную рецепирующую систему нам удалось сформировать18 Конечно, эта функциональная система, так же как и описанная выше, является только лабораторным продуктом. По-видимому, она способна функционировать лишь в условиях относительно простых задач. Эта ограниченность искусственных систем объясняется тем, что они сформированы на основе неадекватных морфологических элементов. Но наши опыты и не преследовали задачи показать возможность создания способностей, обычно не свойственных человеку. Их целью было лишь экспериментально проверить механизм формирования воспринимающих функциональных систем.
Я не буду резюмировать результатов изложенного исследования и перехожу прямо к выводам. Старые научные взгляды неизменно связывали те или иные психические способности и функции с существованием соответствующих специализированных, биологически наследуемых мозговых структур. Это положение распространялось также и на такие способности, которые возникли в процессе общественно-исторического развития человека. Конечно, научная точка зрения необходимо требует признать, что всякая психическая функция есть результат работы определенного органа или органов. С другой стороны, как я уже говорил ранее, способности и функции, отвечающие специфически человеческим приобретениям, не могут закрепляться морфологически.
Эта контраверза заставила нас выдвинуть мысль, что специфически человеческие способности и функции складываются в процессе овладения индивидом миром человеческих предметов и явлений и что их материальный субстрат составляют прижизненно формирующиеся устойчивые системы рефлексов. Хотя формирование сложных функциональных рефлекторных систем мы находим и у животных, но только у человека они становятся настоящими функциональными органами мозга, складывающимися онтогенетически. 3то факт величайшего значения. Изложенное здесь исследование касается формирования функциональных органов только одного, относительно элементарного типа. Конечно, процесс формирования таких мозговых систем, которые реализуют, например, акты "усмотрения" (Einsicht) логических или математических отношений, протекает иначе. Все же, как это показывают материалы всей совокупности исследований, которыми мы располагаем, можно выделить некоторые особенности, общие для всех онтогенетически складывающихся функциональных органов.