В первой сигнальной системе все формы поведения, включая способы и средства взаимного общения, базируются исключительно на непосредственном восприятии действительности и реакции на натуральные раздражители. Первая сигнальная система обеспечивает формы конкретно-чувственного отражения. При этом вначале в организме формируется ощущение отдельных свойств, предметов, явлений, воспринимаемых соответствующими рецепторными образованиями. На следующем этапе нервные механизмы ощущений усложняются, на их основе возникают другие, более сложные формы отражения — восприятия. И только с возникновением и развитием второй сигнальной системы появляется возможность осуществления абстрактной формы отражения — образование понятий, представлений.
В отличие от условных рефлексов животных, отражающих окружающую действительность с помощью конкретных слуховых, зрительных и других сенсорных сигналов, раздражители второй сигнальной системы отражают окружающую действительность с помощью обобщающих, абстрагирующих понятий, выражаемых словами. В то время как животные оперируют лишь образами, формируемыми на основе непосредственно воспринимаемых сигнальных раздражителей, человек с его развитой второй сигнальной системой оперирует не только образами, но и связанными с ними мыслями, осмысленными образами, содержащими семантическую (смысловую) информацию. Раздражители второй сигнальной системы в значительной степени опосредованы мыслительной деятельностью человека.
Физическая структура знака не зависит от объекта, который он обозначает. Одни и те же явление, предмет, мысль могут быть выражены с помощью различных звукосочетаний и на разных языках. Словесные сигналы совмещают в себе два свойства: смысловое (содержание) и физическое (звучание в устной речи, очертание букв и слов — в письменной). С помощью слова осуществляется переход от чувственного образа первой сигнальной системы к понятию, представлению второй сигнальной системы.
Существенное отличие словесных сигналов от естественных сигналов первой сигнальной системы обусловлено особенностями лежащих в их основе безусловных раздражителей. У животных биологическое значение воспринимаемых сигналов обусловлено только характером последующего подкрепления, при этом связь между новым сигнальным раздражителем и подкрепляющим его раздражителем каждый раз вырабатывается заново. Сигнальное значение слова определяется всем коллективным опытом людей, пользующихся данной системой словесных знаков. Таким образом, информация, содержащаяся в самих словах, связана не с природой сигнализации явлений и предметов реальной действительности, а с отраженной, преломленной человеческим сознанием деятельностью.
Умение использовать знаковую систему языка позволяет человеку оперировать осознанными понятиями об окружающей среде и представлять любой предмет, любую ситуацию в форме мысленных моделей. Способность оперировать абстрактными понятиями, выражаемыми произнесенными или написанными словами, служит основой мыслительной деятельности и составляет сущность высшей формы абстрактно-обобщенного отражения окружающей действительности. Оперирование речью (устной или письменной) дает человеку огромные преимущества в адаптивно-приспособительном поведении, в познании и рациональном использовании окружающей природы или искусственной среды.
Функция речи включает в себя способность не только кодировать, но и декодировать данное сообщение при помощи соответствующих условных знаков, сохраняя при этом его содержательное смысловое значение. В отсутствие такого информационного моделирующего изоморфизма становится невозможным использование этой формы общения в межличностной коммуникации. Так, люди перестают понимать друг друга, если они пользуются разными кодовыми элементами (разными языками, недоступными всем участвующим в общении лицам). Такое же взаимное непонимание наступает и в том случае, если в одни и те же речевые сигналы закладывается разное смысловое содержание.
Система символов, используемая человеком, отражает наиболее важные перцептивные и символические структуры в системе коммуникации. Следует при этом заметить, что овладение языком существенно дополняет способность его к восприятию окружающего мира на базе первой сигнальной системы, составляя тем самым ту «чрезвычайную прибавку», о которой говорил И. П. Павлов, отмечая принципиально важное различие в содержании высшей нервной деятельности человека по сравнению с животными.
Слова как форма передачи мысли образуют единственную реально наблюдаемую основу речевой деятельности. В то время как слова, составляющие структуру конкретного языка, можно видеть и слышать, смысл, содержание их остаются за пределами средств непосредственного чувственного восприятия. Смысл слов определяется структурой и объемом памяти, информационным тезаурусом индивида. Смысловая (семантическая) структура языка содержится в информационном тезаурусе субъекта в форме определенного семантического кода, преобразующего соответствующие физические параметры словесного сигнала в его семантический кодовый эквивалент. При этом устная речь служит в качестве средства непосредственного прямого общения, письменная позволяет накапливать знания, информацию и выступает в качестве средства опосредованного во времени и пространстве общения.
В нейрофизиологических исследованиях речевой деятельности показано, что при восприятии слов, слогов и их сочетаний в импульсной активности нейронных популяций мозга человека формируются специфические паттерны с определенной пространственной и временной характеристикой. Использование разных слов и частей слов (слогов) в специальных опытах позволяет дифференцировать в электрических реакциях (импульсных потоках) центральных нейронов как физические (акустические), так и смысловые (семантические) компоненты мозговых кодов психической деятельности (Н. П. Бехтерева).
Наличие информационного тезауруса индивида и его активное влияние на процессы восприятия и переработки сенсорной информации являются существенным фактором, объясняющим неоднозначную интерпретацию входной информации в разные временные моменты и в разном функциональном состоянии человека. Для выражения любой смысловой структуры существует множество разнообразных форм представлений, например предложений. Известная фраза: «Он встретил ее на поляне с цветами»,—допускает три разных смысловых понятия (цветы у него в руках, у нее в руках, цветы на поляне). Одни и те же слова, словосочетания также могут означать разные явления, предметы (бор, ласка, коса и т. д.).
Языковая форма коммуникации как ведущая форма обмена информацией между людьми, ежедневное использование языка, где лишь немногие слова имеют точный однозначный смысл, во многом способствует развитию у человека интуитивной способности мыслить и оперировать неточными размытыми понятиями (в качестве которых выступают слова и словосочетания — лингвистические переменные). Человеческий мозг в процессе развития его второй сигнальной системы, элементы которой допускают неоднозначные отношения между явлением, предметом и его обозначением (знаком — словом), приобрел замечательное свойство, позволяющее человеку действовать разумно и достаточно рационально в условиях вероятностного, «размытого» окружения, значительной информационной неопределенности. Это свойство основано на способности манипулировать, оперировать неточными количественными данными, «размытой» логикой в противоположность формальной логике и классической математике, имеющим дело только с точными, однозначно определенными причинно-следственными отношениями. Таким образом, развитие высших отделов мозга приводит не только к возникновению и развитию принципиально новой формы восприятия, передачи и переработки информации в виде второй сигнальной системы, но функционирование последней в свою очередь результируется в возникновении и развитии принципиально новой формы мыслительной деятельности, построении умозаключений на базе использования многозначной (вероятностной, «размытой») логики, Человеческий мозг оперирует «размытыми», неточными терминами, понятиями, качественными оценками легче, чем количественными категориями, числами. По-видимому, постоянная практика использования языка с его вероятностным отношением между знаком и его денотатом (обозначаемым им явлением или предметом) послужила прекрасной тренировкой для человеческого ума в манипулировании нечеткими понятиями. Именно «размытая» логика мыслительной деятельности человека, основанная на функции второй сигнальной системы, обеспечивает ему возможность эвристического решения многих сложных проблем, которые невозможно решать обычными алгоритмическими методами.
Функция речи осуществляется определенными структурами коры большого мозга. Двигательный центр речи, обеспечивающий устную речь, известный как центр Брока, расположен у основания нижней фронтальной извилины (рис. 15.8). При повреждении этого участка мозга наблюдаются расстройства двигательных реакций, обеспечивающих устную речь.
Акустический центр речи (центр Вернике) находится в области задней трети верхней височной извилины и в прилегающей части — надкраевой извилине (gyrus supramarginalis). Повреждение этих областей приводит к потере способности понимать смысл услышанных слов. Оптический центр речи расположен в угловой извилине (gyrus angularis), поражение этого участка мозга лишает возможности узнавать написанное.
Левое полушарие ответственно за развитие отвлеченного логического мышления, связанного с преимущественной обработкой информации на уровне второй сигнальной системы. Правое полушарие обеспечивает восприятие и переработку информации, преимущественно на уровне первой сигнальной системы.
Несмотря на указанную определенную левополушарность локализации центров речи в структурах коры большого мозга (и как результат — соответствующие нарушения устной и письменной речи при их повреждении) следует отметить, что нарушения функции второй сигнальной системы обычно наблюдаются и при поражении многих других структур коры и подкорковых образований. Функционирование второй сигнальной системы определяется работой целостного мозга.