Основные понятия теории функциональных систем
П.К.Анохин развил учение И.П.Павлова об условных рефлексах для объяснения словесных, поведенческих, мыслительных актов и действий человека Он показал, что на любые раздражения человек реагирует не как реактивная машина, а всегда стоит перед выбором наиболее оптимального рационального решения.
Функциональные системы — динамические, избирательно объединенные соответствующими потребностями организма саморегулирующиеся центрально-периферические организации9 деятельность которых направлена на достижение полезных для системы и организма в целом приспособительных результатов —удовлетворение его ведущих потребностей (акад. К.В.Судаков).
Функциональные системы — это динамические образования: если результат получен, то система может быть ликвидирована. Функциональная система работает ради получения определенного конкретного результата действия, а точнее — положительного приспособительного результата. Иначе говоря, системы и создаются ради получения положительного результата. Отсюда, согласно П.К.Анохину, результат действия — это системообразующий фактор, именно результат организует систему:
Каждой функциональной системе присущи следующие свойства: 1 —самоорганизация, 2 — системообразующая роль результата, 3 — саморегуляция, 4 — изоморфизм (принципиально одинаковая организация различных функциональных систем в организме), 5 — голографический принцип построения (в функциональных системах каждый входящий в них элемент в своих свойствах отражает деятельность всей функциональной системы в целом и особенно состояние ее полезного приспособительного результата), 6 — избирательная мобилизация органов и тканей, 7 — взаимодействие элементов, приводящее к результату, 8 — информационные свойства, 9 — консерватизм и пластичность.
Функциональные системы различного уровня организации принципиально построены одинаково и включают в себя ряд периферических и центральных механизмов: полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы, рецепторы результата, обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы, центр, представляющий избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней в специальные системные механизмы и исполнительные соматические, вегетативные, эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.
Центральная архитектоника функциональных систем складывается из 6 основных звеньев или компонентов:
1) афферентный синтез;
2) цель действия или решение;
3) программа действия;
1) акцептор результата действия (от lat. — acceptere— сличаю, сопоставляю) представляет собой центральную «нервную» модель будущего результата. В этом аппарате производится оценка полученного результата на основании сличения заготовленной ранее модели с параметрами реального результата;
2) действие;
3) обратная афферентация.
Пункты 2 и 3 объединяют под названием « Стадия принятия решения».
Все эти звенья можно представить в виде следующей схемы:
Схема функциональной системы по П. К. Анохину (или «схема биокибернетической системы» по П. К. Анохину)
ОА — пусковая афферентация, ОА — обстановочная афферентация
На схеме первые четыре блока расположены сверху, чтобы показать, что все вышележащее предшествует нижележащему. Система начинается с «афферентного синтеза», который переходит во второй блок «Цель действия», а последний формирует «Программу», переходящую в «Акцептор действия». Соотвественно программе совершается «Действие». Место же обратной афферентации между «Действием» и «Акцептором действия».
Что же происходит на каждом этапе или в каждом звене функциональной системы?
I— афферентный синтез— основу афферентного синтеза составляют мотивационное возбуждение и механизмы памяти, которые, взаимодействуя с обстановочной и пусковой афферентацией, обеспечивают принятие решения. Здесь из массы поступающей в организм информации отбирается наиболее необходимая, нужная в данный момент. Вся лавина импульсов просеивается, и после тщательного отбора начинается «синтез», являющийся началом формирования «цели» и «решения».
II — цель действия — физиологически (по Анохину) характеризуется «ограничением степеней свободы подвижности нейронов», т.е. часть различных нейронов начинает работать в одном изоритме, как бы настраиваясь на волну одной деятельности.
Если до этого они работали в самом различном ритме, то теперь все они настраиваются на одну волну (в то время как другие нейроны могут работать и в другом ритме). При прочих равных условиях «Цель действия» нередко бывает различной, т.е. «Цель» — сугубо индивидуальна.III — программа действия — физиологической основой программы является формирование в нервной системе очага доминанты. Она характеризуется тем,что:
— во-первых, не только отдельные нейроны начинают работать в одном изоритме, но и многие центры настраиваются на определенный единый ритм, который становится господствующим или доминирующим;
— во-вторых, резким повышением возбудимости соответствующих центров;
— в-третьих, возможностью достаточно длительно удерживать возникшее возбуждение;
— в-четвертых, способностью к суммации самых различных, порою, казалось бы, неспецифических раздражителей;
— в-пятых, векторной или как говорил Ухтомский, — векториальной направленностью доминанты, т.е. из соответствующих центров к определенным мышцам, благодаря чему и совершается действие.
Однако обычно (по Анохину) вслед за «Программой» формируется не «Действие», а «Акцептор действия».
IV — акцептор действия — формируется в нервной системе до свершения действия, акцептор направлен не на само действие, в нем заложены параметры будущих результатов действия, т.е. акцептор — это идеальный образ результата действия, того, что мы должны достичь в результате какого- то практического действия.
И когда осуществляется само действие то импульсы от работающих мышц поступают благодаря обратной афферентации к акцептору, где производится сверка, сличение, сопоставление практически осуществляемого нами действия с тем результатом, который заложен в акцепторе. Как только практика (практическое действие) совпадет с теорией результата (акцептором, заложенном в мозгу), то функциональная система перестает существовать, она распадается. Если же совпадения не происходит, то акцептор посылает импульсы к «Программе», внося соответствующие коррективы.
Например, П.К.Анохин говорил: «Нам надо подточить карандаш — мы решили какой? — цель — простой карандаш, не остро отточенный — далее идет «Программа» — чем, как точить?! Скажем — бритвой, ножом? — Решили— скальпелем! Начинаю точить. Вот представьте, строганул 2 раза и перестал. Я точил? Да! Но до конца? Нет! А откуда нервная система знает, что не до конца? Да потому, что в ней уже есть образ этого отточенного карандаша! И до тех пор он не исчезнет, пока реальный карандаш не совпадет с этим идеальным. А если я точу и сломал карандаш — действие не пре-
кращає і ся, гак как сломанный карандаш не совпадет с тем, чю в акцеїпо- ре о і сюда идет поправка в «Программу», и мы снова точим до нужного
и і оі а».
Таким образом, акцептор всегда стоит на страже целесообразности наших действий.
Сам П.К,Анохин в последние годы высказался, что правильнее говорить не об акцепторе действия, а об «Акцепторе результата действия».
V — действие — является единственным видимым проявлением функциональной системы, «И все многообразие мозговой деятельности сводится в конечном итоге к одному — мышечному движению. Действительно, смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к Родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, сочиняет ли Ньютон свои законы и пишет их на бумаге — везде конечным фактом является мышечное сокращение.» И.М.Сеченов «Рефлексы головного мозга», 1863 г.
Реализация ответа через мышечные сокращения обусловлена тем, что в процессе антропогенеза наибольшее развитие получили наиболее работающие органы, т.е. мозг и мышцы, а в мозге те структуры, которые связаны с мышцами. Академик Д.С. Саркисов показал, что кинестетические (двигательные) клетки сосредоточены не только в передней центральной извилине, но и по всей коре. Кроме того, двигательные клетки обладают наиболее низким порогом возбуждения, т.е. наиболее высокой возбудимостью, и все импульсы неизбежно сворачивают, конвергируют к ним. Имеется как бы физиологический наклон, скат, по И.П.Павлову, к передней центральной извилине.
Отсюда импульсы по пирамидной и экстрапирамидной системам поступают к мышцам. Последний нейрон идет от передних рогов спинного мозга. Есть 3 вида мотонейронов:а-малые с экстрапирамидой путем непроизвольных движений, а-большие — связаны с пирамидой путем произвольных движений, g-мотонейроны — идут к рецепторам мышц, сухожилий, связок и через задний рог получают чувствительную информацию о состоянии мышц. Т.е. g-мотонейроны — это материальный субстрат, выраженный обратной аф- ферентацией в функциональной системе.
Таким образом, функциональную систему называют замкнутой функциональной физиологической саморегулирующейся биокибернетической: — замкнутой-— т.к. всякое действие осуществляется не по рефлекгор- ной линейной дуге, а по рефлекторному кольцу,
--функциональной — т.к. существует время осуществления какой-либо функции -- ведь нет центров оттачивания карандашей или игры на фортепиано, хотя в обоих этих действиях участвуют многие общие мышцы. Т.е. не г жесткой морфологической обусловленности, а после совершения функции система распадается.
VI — обратная афферентация — функциональная система завершается обратной афферентацией, последним ее импульсом, несущим информацию о совпадении практики с теоретическим акцептором.