Функциональная система как универсальный принцип изучения уровней биологической организации

 

Обычно когда говорят «система», под этим подразумевают всего только «нечто более организованное, чем, если бы не было системы». Для физиологов, биологов система появляется там, где у этой организации имеются какие-то приспособительные, полезные для жизни животного результаты. Нет системы там, где не получается никаких полезных результатов для животного. Тогда это просто собрание множества каких-то компонентов, пусть даже внешне и организованное.

В период разработки теории функциональной системы (1935г.) мы установили, что компоненты системы, сколько бы их ни было, как бы они ни функционировали, ведут себя таким образом, что их «взаимодействие» неизбежно превращается во «взаимосодействие». По сути дела, система может включать новые компоненты только по одному-единственному критерию, – в какой степени этот компонент способствует и облегчает получение приспособительного результата.

На меня неизгладимое впечатление произвело одно случайное наблюдение в поле у пасущегося стада коров. Был жаркий летний день, и я заметил, как животные хлестали себя непрерывными ударами кончика хвоста по местам, на которые садились кровососущие насекомые – оводы. Но вот один овод, очевидно, сел и кусал на таком месте кожи, которое не могло быть, так сказать, (прострелено) ударом хвоста. Все туловище животного изогнулось дугой, голова сделала максимальный поворот в области шейных суставов, вытянулась шея, и язык, вытянувшись в неожиданно для меня длинную «палку», пытаясь достать то место туловища, где уселся овод. Все мышцы туловища находились в судорожном движении, однако, все до единого сокращения были направлены в одну сторону – обеспечить прикосновение кончика языка к месту укуса. Одновременно подкожная мышца того места, на котором сидел овод, сильно сокращалось, приближало овод к кончику языка. Здесь, таким образом, мы наблюдаем поразительное взаимодействие самых разнообразных мышц тела для обеспечения сбрасывания овода с кожи. Вот такая обширная организация, включающая мышцы, нервы, рецепторы, нервные центры и т.д. и может быть названа системой, поскольку она приводит к получению конечного полезного результата.

Это рассуждение приводит нас к выводу, что это результат системы является главным ведущим ее фактором. В самом деле, мы легко можем выразить ее все процессы в системе в понятиях результата, ибо именно он представляет собой жизненнонеобходимый момент в поведении животного.

Любая система, прежде всего, должна решить вопрос, «какой» и «когда» должен быть получен результат. После этого возникает вопрос, «каким образом» должен быть получен результат. И когда уже получен результат, в соответствии с потребностями биологической системы. В случае, если этот результат достаточен, животное переходит к выполнению следующего этапа своего поведенческого цикла. Если же этот результат недостаточен, то у животного начинает действовать весьма интересный механизм, который возбуждает его ориентировачно-исследовательскую реакцию, обеспечивающую высокий уровень возбудимости всей ЦНС и, в особенности коры головного мозга. Этот последний механизм способствует подбору новой информации, ведущий к построению новой программы действия, которая и обеспечивает, в конце концов, тот результат, который более соответствует потребностям данного момента.

После этого обратная афферентация сигнализирует о достаточном результате, чем и заканчивается поиск. Именно поэтому она и была названа нами много лет тому назад «санкционирующей афферентацией».

Итак, мы видим, что результат обеспечивает все стадии развития системы и, следовательно, он является тем своеобразным «паспортом» по которому и должна быть оценена сторона системы.

Мы смогли раскрыть целый ряд специфических свойств функциональной системы, который принадлежит только ей, и составляет предмет ее специфических отличий от общего «системного подхода», оперирующего с глобальными и гомогенными понятиями. Эти отличия следующие:

1. Функциональная система включает в себя «системообразующий фактор», который на закономерных вполне изучаемых основаниях превращает хаотические множества компонентов в функциональную систему. Этим фактором является полезный результат системы, обладающий через обратную афферентацию императивным влиянием на распределение активностей по компонентам системы. Признание решающим фактором системы результата ее деятельности дает возможность вскрыть изоморфические черты и приложить теорию функциональной системы к самым различным классам систем, где полезный результат является решающим компонентом. Из этого следует, что функциональная система является теоретическим принципом универсальным применением.

2. Функциональная система имеет хорошо развивающуюся в деятельности внутреннюю систему архитектонику, составленную из вполне конкретных специфических узлов механизмов. Это последнее обстоятельство дает возможность избежать таких глобальных и гомогенных понятий, как «общая теория систем», «целостность», «система вообще» и т.д. Совокупность всех этих качеств, присущих именно функциональным системам, дает нам основание сформулировать «общую теорию функциональных систем».

Философский смысл этих, казалось бы, на первый взгляд чисто экспериментальных исследований функциональных систем состоит в том, что многие проблемы стоявшие как перед физиологией, так и перед философией, оказались разрешенными на материалистической основе. Так, например, понятие целесообразности являвшееся много лет одиозным, поскольку оно всегда несло в себе привкус «надорганических целей», в настоящее время легко может быть понятно и расшифровано до тончайших нейрофизиологический процессов нервной системы. Точно также можно сказать и относительно понятий «предвидение», «интуиция» и других, которые долгое время были форменным жупелом для рационалистически настроенных исследователей.

Так, например, при анализе «больших систем» рассуждения всегда начинаются с постановки «цели» или «задачи» данной системы. Между тем такая цель не может сформироваться, как выражался И.П. Павлов, «ни оттуда, ни отсюда». Ей неизбежно должна предшествовать обширная работа по перебору многочисленных информационных материалов, прежде чем будет принято решение о том, как надо получить наиболее подходящий, именно к данной ситуации, результат.

Так постепенно в нашей лаборатории сформулировано было понятие об «афферентном синтезе». Афферентный синтез, как один из узловых механизмов функциональной системы, является абсолютно неизбежной стадией в развитии, как сложных поведенческих актов животного, так и в формировании функций со значительно более простым результатом (например, поддержание постоянства кровяного давления, поддержания постоянного осмотического давления крови и т.д.).

Прежде всего, перед нами встал вопрос о составе афферентного синтеза в смысле специфических процессов, участвующих в нем. Мы установили, что, по крайней мере 4 составных механизма участвуют в афферентном синтезе, а их участие и взаимодействие обеспечиваются нейродинамическими процессами, которые помогают осуществлению самого афферентного синтеза. Специфические афферентации, которые являют афферентный синтез являются следующими:

А. Доминирующая на данный момент мотивация организма, или мотивационная афферентация;

Б. Обстановочная, или ситуационная, афферентация, которая определяет в нервной системе фон внешних и внутренних процессов, вмешивающихся в формулировку цели на данном этапе проведения;

В. Пусковой стимул, или пусковая афферентация (под этим понимается обычно тот толчок, который приурочивает действие и получение результата к определенному моменту жизни организма);

Г. Память как источник постоянных процессов, включающихся в афферентный синтез и корригирующих задачу данного момента на основе прошлого опыта организма.

На ряду с этим имеются еще 3 нейродинамических процесса нервной системы, которые представляют собой непрерывно сопутствующие факторы, облегчающие сам афферентный синтез.

Первым из них является процесс восходящей активации, который всегда сопровождает ориентировочно-исследовательскую реакцию и создает благоприятное соотношение общей возбудимости на синоптических образованиях коры мозга. Вторым динамическим процессом является процесс реверберации возбуждений между различными функционально связанными пунктами ЦНС (и в особенности между корой и подкоркой) и, наконец, третий процесс, который, очевидно также имеет реверберационный характер, - это центробежное повышение возбудимости или снижение порога периферических рецепторов, вовлеченных в активный подбор дополнительной информации из внешнего мира в момент афферентного синтеза.

Характерными физиологическими признаками афферентного синтеза являются два признака, делающее понятной необходимость этой стадии в формировании поведенческого акта.

Прежде всего, надо отметить первый факт, что все компоненты афферентного синтеза должны обрабатываться абсолютно одновременно (симультанно), несмотря иногда на последовательность поступления их в ЦНС, и именно только в этом заключается успех окончательного восприятия решения. Мы изучали нейрофизиологически эту симультанность всех процессов афферентного синтеза и нашли, что встреча всех видов афферентаций неизбежно должна произойти на одном и том же нейроне и только после этой взаимной «примерки» формулируется как «принятие решения», как и вся дальнейшая цель механизмов функциональной системы.

Второй особенностью афферентного синтеза является то, что в нем также, как и в других узловых механизмах, физиологическая и морфологическая, т.е. функция и структура неотделима друг от друга, а если опуститься до молекулярных процессов клетки, то они, по сути дела, являются реально едиными.

Вся эволюция мозга, и особенно эволюция рецепторных частей, и особенно эволюция рецепторных частей, т.е. органов чувств, отражала усложнение условий жизни, а. следовательно, и усложнение принятия решения.

Детальные исследования показывают, что в момент начала действия тысячи таких кругов, «ожидающих» результата, уже возбуждены и находятся в непрерывном возбуждении. Когда действие совершается, по всем рецепторам идет обратная афферентация. Она поступает в нервные круги, где и осуществляется оценка результата действия.

Сейчас у нас возникло предположение, что эти комплексы, оценивающие результат, отличаются и некоторыми особенностями своей структуры в нейрохимическом отношении. По крайней мере, клетки этого комплекса (синапсы) реагируют, например, на наркотики раньше всех остальных клеток коры мозга. Это открывает широчайшие возможности новых исследований.

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Ю. И. Александров, В. Н. Дружинин. Теория функциональных систем в психологии. Психологический журнал. Том 19,№6, 1998.

2. Александров Ю.И., Греченко Т.Н., Гаврилов В.В., Горкин А.Г., Шевченко Д.Г., Гринченко Ю.В., Александров И.О., Максимова Н.Е., Безденежных Б.Н., Бодунов MB. Закономерности формирования и реализации индивидуального опыта // Журн. высш. нервн. деят. 1997. Т. 47. № 2. С. 243-260.

3. Анохин ПК. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975

4. Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Наука, 1978.

5. Гиппенрейтер Ю.Б. Введение в общую психологию. Минск, 2004, С. 328-334.

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: