авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

«Министерство транспорта России Дальневосточная государственная морская академия им. адм. Г.И. Невельского МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ...»

-- [ Страница 4 ] --

Рис. 6. Общая архитектоника функциональной системы как логической модели по веденческого акта, представляющая собой основу «концептуального моста» между уровнями системных и аналитических процессов Ниже мы приводим узловые специфические механизмы, представляющие собой внутреннюю архитектонику системы и вместе с тем обеспечивающие объединение в одной исходной концепции и высшего синтеза, и тончайшего анализа.

Афферентный синтез Как мы уже установили в начале раздела, для функциональной системы характерно то, что вопрос, какой результат должен быть получен, решается внутри системы и на основе ее закономерных механизмов. Это обстоятельство радикально отличает биосистему от самых сложных машинных устройств автоматической регуляции. Практически для всех машин цель поставлена за пределами машины, и для нее допускается лишь некоторая способность самоорганизации в процессе получения запрограммированного не ею результата. Биосистема даже очень простой иерархии сама, на основе своих внутренних процессов, принимает решение о том, какой результат нужен в данный момент ее приспособительной деятельности. Вопрос этот решается именно в стадии афферентного синтеза.

Поскольку этот процесс много раз описывался нами в различных публикациях, мы дадим здесь лишь краткую формулировку его особенностей. Прежде всего вопрос о его составе. Какие именно афференты синтезируются в этой стадии?

7. Различные типы конвергенции возбуждений на одном и том же нейроне I - мультисенсорная РИС.

конвергенция - встреча возбуждений от различных рецепторных поверхностей;

II - мультибиологическая конвергенция - возможность конвергенции от различных биологических состояний, например голода, боли, ориентировочно-исследовательской реакции;

III - сенсорно-биологическая конвергенция, благодаря которой различные сенсорные возбуждения имеют возможность вступать в контакт с биологическими состояниями организма, широко гене-рализованными по огромному количеству корковых и подкорковых нейронов;

IV аксонально сенсорно-биологическая конвергенция, благодаря которой на одном и том же нейроне или на комплексе нейронов создается возможность встречи не только сенсорных, биологических, антрацен-тральных возбуждений, но и тех возбуждений, которые выходят на конечный нейрон в виде эфферентных. Эти возбуждения отходят по коллатеральным ответвлениям от основного аксона. Такая конвергенция возбуждений с полифункциональным содержанием представляет собой подлинный интегративный блок Мы предложим четыре решающих компонента афферентного синтеза, которые должны быть подвергнуты одновременной обработке с одновременным взаимодействием на уровне отдельных нейронов: доминирующая на данный момент мотивация, обстановочная афферентация, также соответствующая данному моменту, пусковая афферентация и, наконец, память (рис. 7).

Основным условием афферентного синтеза является одновременная встреча всех четырех участников этой стадии функциональной системы. Микроэлектродный и микрохимический анализы и другие формы аналитического исследования нейрона в момент встречи на нем всех упомянутых выше типов возбуждений показали, что этот процесс поддерживается и облегчается рядом динамических процессов нервной системы. К ним относятся прежде всего восходящая активация, высказанная ориентировочно исследовательской реакцией, как правило, сопутствующая афферентному синтезу и предшествующая принятию решения, процесс корково-подкорковой реверберации и процесс центробежного повышения возбудимости вовлеченных в афферентный синтез рецепторов.

Своеобразие состоит в том, что этот синтетический процесс, если его отнести к масштабам нейрона, совершается на основе центральной закономерности интегративной деятельности мозга, именно на основе конвергенции возбуждений на одном и том же нейроне.

Нам хотелось бы обратить внимание на следующее: одновременность обработки всех четырех типов возбуждений в стадии афферентного синтеза основана на том, что каждый из них приобретает свои особенные физиологические свойства именно в процессе симультанной обработки. Именно здесь происходит освобождение нейрона от избыточных степеней свободы благодаря приходу к нему именно тех, а не других возбуждений.

В связи с этим уместно отметить, что существующая в нейрофизиологии тенденция изучать и рассматривать такие компоненты афферентного синтеза, как мотивация, память, стимул и т. п., в качестве отдельных, самодовлеющих, проблем неверна и малоэффективна.

Возьмем, например, проблему памяти. Взятая в отдельности, сама по себе, как самодовлеющая проблема, она может повести мысль исследователя совершенно в другую сторону. Действительно, в каком аспекте сейчас развивается проблема памяти?

Подавляющее большинство исследователей проблемы все внимание сосредоточивают на моменте фиксации пережитого опыта живой системы. Это, несомненно, важная сторона памяти, но совсем по-другому выглядит весь вопрос о ней, как только мы будем ее рассматри на динамическое извлечение этого опыта из молекулярных агрегатов большой системы.

Этот процесс извлечения из памяти является еще более поразительным, если вспомнить, с какой легкостью он ежесекундно и безошибочно помогает принять нужное решение в конце афферентного синтеза. Обратим внимание, с какой легкостью мы извлекаем из памяти самые тончайшие нюансы нашей мысли, разговора и всего того, что было накоплено за всю нашу жизнь. Совершенно очевидно, что эта чудесная способность памяти быть готовой ежесекундно отдать то, что было накоплено за много лет и что требуется в данной стадии афферентного синтеза, не может быть изучена иначе, как на ос нове полного контакта и взаимодействия всех четырех компонентов афферентного синтеза.

Значительное облегчение при решении проблемы афферентного синтеза нам принесла разработка концепции об интегративной деятельности нейрона. Она дала возможность сформулировать положение, на основе которого строится динамическое участие памяти в афферентном синтезе: извлечение прошлого опыта из памяти происходит по той же нейрохимической трассе, по которой он был зафиксирован в момент приобретения опыта [8].

Таким образом, афферентный синтез, приводящий организм к решению вопроса, какой именно результат должен быть получен в данный момент, обеспечивает постановку цели, достижению которой и будет посвящена вся дальнейшая логика системы.

Нетрудно видеть, что афферентный синтез, являющийся абсолютно необходимым этапом формирования функциональной системы, содержит все необходимое для постановки цели, которая так долго пугала исследователя-материалиста и так долго находилась в безраздельном владении идеализма.

Все детали афферентного синтеза в нашей лаборатории изучаются на протяжении многих лет с помощью экспериментально-физиологических методик. Так, например, неразделимое единство пусковой и обстановочной аф-ферентации было показано на основе опытов с экстирпацией лобных отделов коры мозга собаки и последующего изучения реакции выбора на различные условные раздражители [Шумилина, 1949].

В последнее время были подробно изучены различные виды восходящих активирующих влияний, которые своеобразно помогают афферентному синтезу. Здесь прежде всего надо указать на чрезвычайное увеличение дискриминационной способности коркового нейрона к частоте импульсаций под влиянием «мотивационных» раздражении гипоталамуса [Хаютин, 1972]. Другой важный механизм, выявляющийся при раздражении лимбической системы, - это перевод нейронов из категории мономодальных в мультикон вергентную категорию [25]. Легко видеть, что уже только эти два механизма могут значительно повысить информационную емкость нейрона и, следовательно, вместе с другими описанными выше механизмами сделать особенно эффективной стадию афферентного синтеза. К разряду механизмов, облегчающих афферентный синтез, надо отнести также детекторные свойства пе риферических рецепторов и побочное вытормаживание «шумовых процессов» при прохождении афферентной информации по центральной нервной системе.

Особенно подробно (до микроэлектродной и до микрохимической методик включительно) была изучена роль доминирующей мотивации в установлении синтетических взаимодействий в этой стадии на поверхности одиночного нейрона. Само собой разумеется, что возможность такого тонкого анализа отдельных процессов, составляющих систему, появилась только тогда, когда была выработана «улучшенная логика механизма», т. е. внутренняя операциональная архитектоника системы.

В управленческом деле, как и в биологических системах, также следует поставить вопрос: какой результат должен быть получен системой? Иначе говоря, совокупность всех предварительных расчетов и соображений должна составить (например, в торговом деле) основу афферентного синтеза, приводящего к решению и выбору действия с наилучшим результатом. Так, например, Ханике, касаясь проблемы управления, пишет: «Цель заключается в том, чтобы обеспечить принятие решений на основе систематического анализа» [1969, С. 41].

Насколько отчетливо именно в проблеме управления предприятиями встают вопросы о необходимости афферентного синтеза, совершенно схожие с биологическими проблемами, видно из того удивительного совпадения, которое получилось в аргументации Ханике и в нашей собственной по поводу роли афферентного синтеза.

Для выявления наличия широкого афферентного синтеза у человека перед принятием решения рассмотрим пример, когда пешеход переходит улицу. Перед тем как принять решение о переходе, человек должен тщательно оценить довольно большое количество компонентов этого афферентного синтеза (число машин, скорость движения, ширину улицы, свои силы и др.). Аргументируя наличие этой стадии в системной деятельности человека, Ханике также приводит именно этот пример, перечисляя все параметры, которые должны быть учтены для принятия решения о переходе.

Принятие решения Принятие решения - один из самых интересных моментов в развертывании системных процессов. Тот факт, что само понятие принятия решения долгое время изгонялось так называемой чистой наукой из области научных исследований, - лучшее доказательство того, что оно происходит на основе весьма комплексных процессов мозга.

В настоящее время, как видно из предыдущего изложения, теория функциональной системы сделала «принятие решения» полноценным участником объективного процесса формирования системы, критического процесса, благодаря которому афферентная оценка всех условий завершается доступным исследованию механизмом. Афферентный синтез, подчиняясь доминирую щей в данный момент мотивации и под коррекцией памяти, ведет такой подбор возможных степеней свободы, при котором возбуждения избирательно направляются к мышцам, совершающим нужное действие.

Возникает весьма существенный для всей нашей концепции вопрос, когда и как происходит принятие решения, связанного с получением именно этого, а не другого результата?

Последние данные сотрудников нашей лаборатории (А.И. Шумилина, В.Б. Швырков) заставляют думать, что оценка возможных результатов при конкретной доминирующей мотивации происходит уже в стадии афферентного синтеза. Однако эти результаты не получаются реально, а следовательно, их оценка происходит при помощи какого-то пока не изученного нами механизма. То же, что происходит в процессе «принятие решения», является уже результатом выбора на основе длительной оценки различных, внутренне (!) формирующихся результатов.

Иначе говоря, любое принятие решения, после того как закончится афферентный синтез, является выбором наиболее подходящих степеней свободы в тех компонентах, которые должны составить рабочую часть системы. В свою очередь, эти оставшиеся степени свободы дают возможность экономно осуществить именно то действие, которое должно привести к запрограммированному результату.

Как происходит это освобождение от избыточных степеней свободы? Почему момент принятия решения часто имеет характер внезапной интуиции?

В настоящее время мы еще не можем ответить на эти вопросы, но выработанный подход к ним дает полную гарантию того, что принятие решения в биологических системах с большой и малой иерархией является вполне анализируемым и доступным для объективной науки феноменом.

Опыты А.И. Шумилиной, которая удаляла лобные отделы у собаки, находящейся в условиях активного выбора одной из сторон станка, убедительно показали, что в этот момент, т. е. в момент принятия решения, вся обрабатываемая информация интегрируется именно в области лобных отделов, откуда и идет команда к подбору наиболее оптимальных аппаратов поведения.

Интересно отметить, что, являясь наиболее требовательным к объему афферентной информации, процесс принятия решения страдает в первую очередь после различных вмешательств в центральную нервную систему. Весьма доказательной иллюстрацией являются результаты опытов Gam-baryan (1971). Разрушая некоторые подкорковые аппараты (бледное тело и др.), он нашел, что прежде всего длительно страдает активный выбор стороны станка, на которой должно быть сделано пищевое подкрепление. Наоборот, казалось бы, более сложный «произвольный акт» - нажатие педали для подачи корма остается неразрушенным или мало пострадавшим.

Попытаемся понять сам момент принятия вполне определенного решения с точки зрения общефизиологических закономерностей. Его механизмы станут ясными, если мы представим себе на минуту, какое количество воз можных действий может сделать человек, употребляя хотя бы только один мышечный аппарат.

Мы уже знаем, что вся эфферентная часть организма должна обладать свойством экстренной мобилизуемости. Малейшего изменения в распределении мышечных усилий достаточно для того, чтобы было произведено вполне целенаправленное движение конечности или целого организма.

Принципиально таких возможностей движения у организма существует необозримое множество, - вероятно, не меньше, чем количества комбинаций взаимодействия на площадке с 400 лампочками. Вместе с тем мы знаем, что в каждом отдельном случае (в соответствии с принятием решений) возбуждения выходят на совершенно определенные мышечные группы. Иначе говоря, происходит очень быстрое отбрасывание всех тех степеней свободы в наших движениях, которые не соответствовали бы принятому решению. Таким образом, сама реализация принятого решения в физиологическом плане должна объяснять два важных вопроса.

1. Какие механизмы производят отбор нужных в данный момент степеней свободы и вытормаживают все те степени свободы на моторных нейронах и мышечных аппаратах, которые не имеют отношения к получению данного результата.

2. Где может быть преимущественная локализация этого в высшей степени конденсированного процесса, который одновременно обрабатывает на основе доминирующей мотивации всю пришедшую в мозг афферентную информацию, производит непрерывное сопоставление этих результатов с прошлым опытом и, наконец, переводит результаты этой обработки на эфферентные пути, точно соответствующие распределению возбуждений для совершения нужного акта, обеспечивающего получение нужных результатов?

Поставив эти два вопроса, мы переходим в область, абсолютно новую для нейрофизиологии и потому, естественно, совсем неразработанную. Насколько интересны те новые вопросы исследования, которые при этом возникают, показывает, например, роль доминирующей мотивации в отборе необходимой в данный момент афферентной информации на уровне коры, на ее нейронах.

Микрофизиологическое исследование нейронов вентро-медиального гипоталамуса показало, что уровень их возбудимости зависит от начального возбуждения латерального ядра гипоталамуса «голодной кровью».

Дозируя это возбуждение в натуральных условиях сроками голодания (1—4 дня), мы показали, что количество доминирующего возбуждения меняется на соответствующих синапсах корковых нейронов, и в связи с этим значительно меняется интегрирующее влияние доминирующей мотивации на соотношение других синаптических возбуждений данных кортикальных нейронов.

Есть основание предполагать, что этот механизм сосредоточен в наиболее интегрирующих и компактных структурах головного мозга. Однако вопрос физиологической интерпретации принятия решения, возникший благо даря системному подходу к предмету, должен быть фактически разработан заново.

Формирование акцептора результатов действия Аппарат акцептора результатов действия - один из самых интересных в деятельности мозга. Практически он так же универсален и «вездесущ», как обратная афферентация и афферентный синтез. Формирование этого механизма нарушает устоявшееся представление о поступательном ходе возбуждений по центральной нервной системе согласно рефлекторному процессу. Акцептор результатов действия на основе многостороннего механизма афферентного синтеза не является выражением последовательного развития всей цепи явлений поведенческого акта. Он «предвосхищает»

афферентные свойства того результата, который должен быть получен в соответствии с принятым решением, и, следовательно, опережает ход событий в отношениях между организмом и внешним миром.

Акцептор результатов действия является весьма сложным аппаратом. По сути дела он должен сформировать какие-то тонкие нервные механизмы, которые позволяют не только прогнозировать признаки необходимого в данный момент результата, но и сличать их с параметрами реального результата, информация о которых приходит к акцептору результатов действия благодаря обратной афферентации. Именно этот аппарат дает единственную возможность организму исправить ошибку поведения или довести несовершенные поведенческие акты до совершенных. Здесь следует также подчеркнуть, что различного рода «поиски» и компенсации также могут повести к полезному результату через такого рода оценку обратной афферентации. Циркулярное развитие этих возбуждений при «узнавании» и «поиске» может быть столь быстрым, что каждый блок этой функции, состоящей из компонентов:

результат, обратная афферентация, сличение и оценка реальных результатов в акцепторе результатов действия, коррекция, новый результат и т. д., - может развиться буквально в доли секунды. Особенно быстро этот процесс протекает в условиях «сканирования» и «слежения».

Факт организации этого аппарата непосредственно после принятия решения был доказан в нашей и других лабораториях как в обычном эксперименте с условными рефлексами, так и при помощи тонких электрофизиологических приемов.

Возможно, сам момент встречи опережающего комплекса возбуждений с информацией о реально полученных результатах происходит на основе каких-то весьма тонких признаков возбуждения вообще, допускающих количественное и композиционное сличения.

Одна из основных форм сличения в акцепторе результатов действия, хотя ее автор и не был знаком с общей архитектурой функциональной системы, была недавно представлена японским ученым Suga (1964). Он изучал получение обратного, отраженного от объекта, сигнала при ультразвуковой лока ции у летучих мышей. Оказалось, что при посылке ультразвукового поискового сигнала в пространство в мозге летучей мыши формируется комплекс из возбужденных клеток с различными латентными периодами, периодом торможения и частотной конфигурацией.

Именно эти комплексы в зависимости от фазы, в которой происходит встреча их с отраженным от объекта ультразвуковым сигналом, решают вопрос о расстоянии, на котором находится преследуемый объект.

Конечно, этот аппарат оценки результата действия сравнительно простой, но он подсказывает нам, какими возможностями и параметрами нервное возбуждение решает проблему сличения. В более сложных формах результата, например при очинке карандаша, этот аппарат, включающий несколько сенсорных компонентов, является, несомненно, более сложным. Наши последние исследования по составу акцептора результатов действия как комплекса разнородных возбуждений показали, что эти средства сличения могут быть очень различны.

Что может входить в состав этого аппарата? Совершенно очевидно, что существенные признаки будущего результата динамически формируются благодаря многосторонним процессам афферентного синтеза с извлечением из памяти прошлого жизненного опыта и его результата.

Некоторые последние данные заставляют, однако, думать, что в стадии афферентного синтеза складывается несколько возможных результатов, но они не выходят на эфферентные пути и поэтому не реализуются. Решение же совершается после того, как произведен выбор наиболее адекватного результата по отношению к данной доминирующей мотивации.

Этот комплекс возбуждений - в подлинном смысле слова афферентная модель будущего результата, и именно эта модель, являясь эталоном оценки обратных афферентаций, должна направлять активность человека и животных вплоть до получения запрограммированного результата.

В последнее время были получены дополнительные сведения о том, что в этот нервный комплекс, обладающий высокой степенью мультиконвер-гентного взаимодействия, приходит еще одно возбуждение совершенно иной, не афферентной, а уже эфферентной природы. Речь идет о коллатеральных ответвлениях пирамидного тракта, отводящих ко многим межуточным нейронам «копии» тех эфферентных посылок, которые выходят на пирамидный тракт. Интересно, что эти эфферентные возбуждения конвергируют на те же межуточные нейроны сенсомоторной области, куда поступают и все те афферентные возбуждения, которые могут составить параметры реального ре зультата.

Таким образом, момент принятия решения и начала выхода рабочих эфферентных возбуждений из мозга сопровождается формированием обширного комплекса возбуждений, состоящего из афферентных признаков будущего результата и из коллатеральной «копии» эфферентных возбуждений, вышедших на периферию по пирамидному тракту к рабочим аппаратам. В зависимости от интервала между постановкой цели и ее реализацией к этому же комплексу возбуждений через определенное время приходят возбуждения и от реальных параметров полученного результата. Самый процесс оценки полученного реального результата осуществляется сличением прогнозированных параметров и параметров реально полученного результата. Именно здесь, в этом пункте, осуществляется таинство оценки полученного результата, которое, как мы видели на примере с летучей мышью, производится специальным динамически формирующимся аппаратом. Оценка же и ее результат определяют дальнейшее поведение организма. Если результат соответствует прогнозированному, то организм переходит к следующему этапу поведенческого континуума.

Если же результат не соответствует прогнозу, то в аппарате сличения возникает рассогласование, активирующее ориентировочно-исследовательскую реакцию, которая, поднимая ассоциативные возможности мозга на высокий уровень, тем самым помогает активному подбору дополнительной информации. Все эти процессы поведения акцептора действия достаточно хорошо изучены в нашей лаборатории.

Так, например, было показано, что в момент выхода из коры головного мозга пирамидное возбуждение отдает «копию» эфферентного возбуждения не только в комплексы оценки результата, т. е. в кору мозга, но и в ретикулярную формацию.

Ретикулярная формация в обратном кортикопетальном направлении имеет возможность оказать дополнительное энергетическое воздействие на те циркулярные возбуждения («круги ожидания»), которые должны удержать свою активность до момента прихода информации о получении полезного результата. Как мы знаем, в некоторых случаях комплекс акцептора результатов действий должен очень долго быть в напряженном со стоянии, прежде чем будет получен реальный запрограммированный результат.

Заключение Большая часть раздела посвящена тем разграничительными линиями, которые отделяют общий системный подход от разработанной в нашей лаборатории теории функциональной системы, имеющей и иное начало, и иной путь отработки принципиальных позиций и понятий.

В одной из своих работ Берталанфи пишет, что идея «организменного» или «целостного» подхода родилась у него очень рано, кажется, в 1937 г., однако интеллектуальный климат того времени не был подходящим для восприятия «организменной» идеи, которую он предложил. Действительно, интеллектуальный климат того времени был воспитан на подражании законам физики и механики и потому считалось научным только то, что могло быть переведено на принципы и понятия этих наук.

И только в 1950 г. Берталанфи решился сделать официальные шаги в защиту своей идеи, ибо в это время, т. е. в послевоенные годы, резко изменился сам интеллектуальный климат. Весьма быстро и настоятельно про явился интерес к абстрактным формулам, моделям, синтетическим понятиям и вообще к интердисциплинарным взаимоотношениям между учеными, и только в этот период стало возможным говорить об общей теории систем.

Теория функциональной системы претерпела также немало изменений с момента ее первой формулировки, однако условия ее возникновения и самые первые шаги в ее развитии принципиально отличались от путей развития общей.теории систем. Как концепция она зародилась примерно в 1932-1933 гг. и была сформулирована в достаточно развитой форме уже в 1935 г. в сборнике «Проблема центра и периферии в физиологии нервной деятельности».

Однако в первых же формулировках функциональная система как инте-гративное образование организма включала все те компоненты, которые характерны для нее и сейчас, в том числе и обратную, или санкционирующую, афферентацию. В отличие от общей теории систем, которая до сих пор пребывает в стадии исканий конкретных и полезных путей, теория функциональной системы в первые же годы после ее формулировки явилась для нашей лаборатории толчком к бурному развития именно конкретной исследовательской работы, которая нашла в функциональной системе совершенно очевидный конструктивный стимул к формулировке новых задач исследова ния.

Эта особенность теории функциональной системы как конкретной конструктивной теории резко отличает ее от судьбы общей теории систем, которая даже к настоящему времени практически еще не имеет связи с конкретной исследовательской работой.

Достаточно указать, что уже в 1937 г. была опубликована кардинальная для наших исследований работа «Функциональная система как основа интеграции нервных процессов в эмбриогенезе». Фактически это было зарождением той эволюционной концепции, которая в 1945 г. была сформулирована как теория системогенеза.

Очень часто задают вопрос: к каким принципиальным обобщениям привели исследования на основе теории функциональной системы? Системоге-нез может служить самым демонстративным примером конструктивной продуктивности теории функциональной системы как методологического инструмента, помогающего поставить новые вопросы исследования.

Системогенез существенно изменил имевшиеся представления о путях эмбрионального развития. Это стало возможным только потому, что теория функциональной системы оказалась конструктивным принципом, подсказывающим в каждой области новый подход, новые трактовки и новые формы экспериментирования.

Мы не можем здесь перечислять все те направления исследований в различных областях биологии и физиологии, которые получили совершенно новое освещение при использовании теории функциональной системы как рабочего принципа в повседневном исследовании.

Казалось бы, общая теория систем в соответствии с ее весьма радикальными и даже эволюционными стремлениями в борьбе с механистическим аналитизмом должна была бы вызвать немедленное преобразование самой логики научного исследования и, несомненно, приобрести всеобщую симпатию реально мыслящих ученых.

Однако этого не произошло. Почему?

В этом разделе мы пытались выявить причины этого парадоксального явления. Нам кажется ясным, что имеются две причины того ничтожного результата, который был получен при обсуждении «общей теории систем».

Первая состоит в том, что авторы ее пошли по неправильному пути как в поисках понятия системы, так и в общей тактике ее разработки.

Как можно было видеть, при всякой попытке сформулировать само понятие системы, т. е. дать принципиальное кредо этому новому интересному направлению, положительно все исследователи попадают в заколдованный круг традиционных понятий. Здесь часто употребляются «целостность», «ор-ганизменность», «взаимодействие», «организованная сложность», «упорядоченное множество» и другие подобные термины, которые становятся даже центральными критериями понятия системы. Ясно, что все эти термины по своей сути являются лишь вариациями понятия целостности. Именно поэтому, не выходя за пределы понятийного поля целостности, все эти определения не дают какого-либо существенного скачка как в понимании системы, так и в конкретной разработке ее.

Между тем главный смысл системного подхода состоит именно в том, что любая деталь наблюдения или экспериментирования должна быть неизбежно вписана в какой-то из узловых механизмов внутренней архитектоники системы. Практически никакая новая научная тема не могла бы быть сформулирована вне конкретной внутренней архитектоники системы, где эта тема только и может получить широкий познавательный смысл. Точно так же и трактовка полученных результатов даст наибольший эффект, если она будет построена на основе системных механизмов.

Вторая причина состоит в том, что интеллектуальный климат для принятия системного воззрения действительно изменился. Однако большинство ученых с трудом отказываются от устоявшихся традиций рассматривать все накопление научных достижений в аналитическом аспекте. Такой переход -не простая перемена названий и выражений, как сначала думали некоторые исследователи;

он требует радикального изменения самих принципов подхода к элементарным процессам и общей тактике исследования.

Действительно, для исследователя, использующего теорию функциональной системы как методологический инструмент экспериментирования, не может быть «возбуждения вообще», «афферентации вообще», «мотивации вообще» и даже «памяти вообще».

Конструктивная роль этих привычных понятий выявляется благодаря их положению в качественно своеобразном механизме внутренней архитектоника функциональной системы?

Возьмем для примера зрительную афферентацию. Она обычно определяется как сенсорная модальность, и с точки зрения этой аналитической характеристики специфической чертой этой афферентации будет именно ее оп тический характер. Но так ли обстоит дело, если оценивать зрительную аф-ферентацию по ее месту в архитектонике функциональной системы?

Зрительная афферентация может быть «пусковой афферентацией», как это, например, наблюдается в случае условного зрительного стимула. Но та же зрительная афферентация в других условиях может составлять и обстановочную афферентацию, определяющую совсем другой механизм системы -предпусковую интеграцию нервных процессов.

И даже более того, зрительная афферентация может иметь еще третью и совершенно иную функциональную значимость: она может участвовать в оценке полученного системой результата. Таким образом, сформулировав внутреннюю операциональную архитектонику системы, мы тем самым изменили подход к привычным для нас физиологическим понятиям и процессам.

Еще более заметной становится роль функциональной системы, когда надо, так сказать, «анатомировать» какое-то сложное явление в работе мозга животных или человека. Так, например, оценка изменения психической деятельности человека после операции на мозге производится обычно при помощи стандартных тестов, а в последние годы - при помощи оценки различных электрофизиологических показателей в работе мозга (ЭЭГ, вызванного потенциала, активности нейронов).

Функциональная система вносит определенный порядок и логическую последовательность в эту оценку. Можно задать вопрос: изменился ли афферентный синтез у данного больного при выработке определенного решения? Если он изменился, то больной не может принять адекватного решения. Тогда сейчас же возникает следующий вопрос: какой из компонентов и какой из нейродинамических процессов, определяющих успех афферентного синтеза является нарушенным? Но мы знаем, что может оказаться ненарушенным ни один из компонентов афферентного синтеза и больной принимает вполне адекватное решение и выполняет соответствующее движение. Однако у этих больных может быть нарушен очень важный завершающий механизм системы: оценка результатов действия в акцепторе результатов действия. В этом случае мы видим, что, правильно выполняя инструкцию, больной не может остановиться на правильно выполненном результате и продолжает его «выполнять» повторно. Физиологически это значит, что больной не может оборвать действие при правильно полученном результате только потому, что аппарат сличения и, следовательно, торможение дальнейшего повторения оказывается неполноценным (систематические исследования А. Р. Лурия).

Можно назвать многие другие области научного знания, которые получили с применением теории функциональной системы иное и более конструктивное решение, чем при обычном подходе. Так, например, в корне изменилась расшифровка компенсаторного процесса при восстановлении нарушенных функций, более глубоко понят генез гипертензитивных состояний вообще и в частности гипертонической болезни, изменилась расшифровка понятий заболевания и выздоровления и т. д. Практически все формы нару шений и нормальные функции организма значительно более легко расшиф ровываются с точки зрения теории функциональной системы, чем при обычном подходе. И здесь, конечно, на первом плане стоит расшифровка самого поведения животного и человека. Каждый поведенческий акт, приносящий какой-то результат, большой или малый, неизбежно формируется по принципу функциональной системы.

И, наконец, решительно изменилось понимание онтогенетического развития функций и механизмов отбора на протяжении филогенеза животных.

Приведенные выше примеры являются далеко не единственными, и заметный практический успех во все этих случаях делает особенно необходимой глубокую и всестороннюю разработку теоретических основ функциональной системы.

Обратимся к вопросу о развитии системного подхода в Советском Союзе. Нам кажется, что попытки популяризировать системный подход как новую форму трактовки и, вообще, подхода к научным фактам весьма полезны. Мы должны вооружить нашу научно исследовательскую молодежь этим методом и дать ей возможность работать в ускоренном темпе, с более рациональным исходом. Однако надо отметить, что публикации последнего года, относящиеся к этой проблеме, весьма мало сдвигают проблему системного подхода именно в сторону конструктивных методов исследования. Виной этому, как мы уже отмечали, излишнее теоретизирование конкретных биологических, машинных или общественных систем.

Общая теория систем может быть интересна исследователям в области конкретных наук только в одном плане, именно в обогащении приемов и подходов к конкретному научному исследованию. В познавательном же отношении максимальный интерес и максимальное внимание должны заслужить те концепции, гипотезы и теории, которые показали совершенно очевидный конструктивный эффект в конкретном научном исследовании.

Можно только вкратце отметить важнейшие обобщения, которые нами были разработаны с помощью общей теории функциональных систем и не могли быть получены иначе. Прежде всего это - концепция системогенеза, которая сейчас помогла понять основной закон эмбрионального созревания функций, обеспечивающих выживание новорожденного [2, 3, 8, 5].

Концепция системогенеза по своей сути вступает в противоречие с общепринятым понятием органогенеза и дает реальное объяснение многому, что не находило до этого достаточно четкой расшифровки. Многочисленные работы наших сотрудников начиная с 1932 г. охватывают эмбриогенез животных самых разнообразных видов, включая и изучение живых плодов (рыб, амфибий, птиц, млекопитающих, человека) (Я.А. Милягин, К. В. Шу-лейкина, Е. Л. Голубева и др.).

Особенно интересно подчеркнуть, что приложение новой концепции, системогенеза, к онтогенетическому развитию животных разных видов дало возможность по-новому подойти к некоторым нерешенным проблемам теории естественного отбора и «биогенетического закона» Мюллера - Геккеля [II].

Эта широкая перспектива приложения системогенеза к раскрытию некоторых сторон фундаментальных проблем биологии сделала эту концепцию одним из отправных пунктов для построения теоретической биологии [7].

Однако все сказанное выше о системогенезе касается целиком той стадии созревания плода, когда отдельные фрагменты функциональной системы (мышцы, нервные центры, кости и др.) закладываются раздельно и развиваются, так сказать, навстречу друг другу до момента их функциональной консолидации. Последняя обычно происходит за несколько дней или недель до рождения, и к моменту рождения система готова функционировать и обеспечить новорожденному выживание.

Рано или поздно должен возникнуть вопрос о том, какие факторы в раннем эмбриогенезе направляют возникновение и развитие так гармонически сочетающихся впоследствии компонентов системы. Этот вопрос подвел нас вплотную к закономерностям общей генетики. Ибо только она может помочь решить кардинальные вопросы развития:

как закодированы функциональные системы в геномных организациях и какой фактор в дальнейшем дирижирует таким синхронным объединением всех компонентов функциональной системы (гетерохрония в закладках компонентов и синхронность в консолидации к моменту рождения)?

Для решения этих вопросов в настоящее время мы вступили в рабочий контакт с Институтом общей генетики АН СССР и надеемся, что новый вопрос о генетике конкретных функциональных систем организма будет в какой-то степени освещен.

Другим значительным обобщением, вытекающим из физиологической архитектоники функциональной системы, является формулировка интегра-тивной деятельности нейрона, построенная на совершенно иных основаниях, чем это принято в современной нейрофизиологии.

Эта новая концепция возникла как следствие тонкого анализа механизмов афферентного синтеза, являющегося аванпостным узловым механизмом в развертывании функциональной системы.

В самом деле, суть афферентного синтеза состоит в том, что процессы возбуждения различного функционального значения и пространственного рецепторного происхождения должны быть неминуемо обработаны совместно и часто одновременно.

Возникает критический вопрос: где может быть организлована эта «встреча»

возбуждений, составляющих афферентный синтез функциональной системы? Ответ может быть только один: такая встреча может произойти на одном и том же нейроне, сколько бы ни было переключении и обогащений этих возбуждений на пути к коре головного мозга.

Отсюда возникла целая серия работ, которая привела вначале к формулировке идеи о гетерохимиче-ском характере субсинаптических образований и новой концепции об инте гративной деятельности нейрона [8].

Сейчас можно лишь перечислить те новые направления, которые возникли у нас в лаборатории и которые, как правило, повели мысль по новому пути.

Совсем другой аспект возник в объяснении природы вызванного потенциала, и, что особенно важно, он перестал быть только электрическим феноменом с изменяемыми «параметрами»: амплитудой, частотой, длительностью латентного периода и др..

Благодаря системному подходу вызванный потенциал стал инструментом нейрофизиологического анализа субкортикальных взаимодействий, а вместе с тем дал возможность сделать оценку восходящих возбуждений этих подкорковых образований (Ф.

А. Ата-Мурадова).

Можно назвать области физиологии, которые получили благодаря общей теории функциональных систем новое направление и в объяснении и в разработке. Сюда относятся компенсация нарушенных функций, гипертоническая болезнь, эмоциональные стрессы и т. д.

Если к этому прибавить использование теории функциональных систем педагогами, медиками, музыкантами и многими другими специалистами, то можно достаточно уверенно утверждать, что в общей теории функциональных систем были найдены универсальные черты функционирования, изоморфные для огромного количества объектов, относящихся к различным классам явлений.

Это обстоятельство полностью удовлетворяет тем требованиям, которые мы предъявили в самом начале этой статьи к теории систем вообще и общей теории функциональных систем в частности.

Список литературы 1. Акоф Р. Л. Системы, организации и междисциплинарные исследования // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С. 143-144.

2. Анохин П. К. Проблема центра и периферии в современной физиологии нервной деятельности // Проблема центра и периферии в нервной деятельности. - Горький, 1935. С. 9-70.

3. Анохин П. К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса // Бюл. Экспер. биол., 1948. Т. 26. Вып. 2. № 8. С. 81-99.

4. Анохин П. К. О физиологическом субстрате сигнальных реакций // Журн. высш.

нерв. деят.. 1957. Т. 7. № 1. С. 39-48.

5. Анохин П. К. Методологическое значение кибернетических закономерностей // Материалистическая диалектика и методы естественных наук.-М., 1968. С. 547 587.

6. Анохин П. К. Функциональная система как методологический принцип биологического и физиологического исследования // Системная организация физиологических функций. - М., 1968. С. 5-7.

7. Анохин П. К. Теория функциональной системы // Успехи физиол. наук. 1970. Т. 1.

№1.С. 19-54.

8. Анохин П. К. Системный анализ интегративной деятельности нейрона // Успехи физиол. наук. 1974. Т. 5. № 2. С. 5-92.

9. Анохин П. К, Стреж Е. Изучение динамики высшей нервной деятельности.

Характеристика рецептивной функции коры больших полушарий в момент действия безусловного раздражителя // Физиол. журн. СССР. 1934. Т. 17. № 5. С.1225-1237.

10. Ата-Мурадова Ф. А. Анализ вызванных ответов коры мозга с помощью локального теплового блока ее поверхностных слоев // Физиол. журн. СССР. 1966. Т.

52. № 6. С. 696-708.

11. Ата-Мурадова Ф. А. Гетерохронное созревание отрицательных компонентов вызванного потенциала зрительной коры в онтогенезе кролика // Электрофизиологические исследования центральной нервной системы позвоночных.

- Л., 1970. С. 85-92.

12. Афанасьев В. Г. Управление обществом как социологическая проблема // Научное управление обществом. Вып. 2. - М., 1968. С. 183-224.

13. Бенталанфи Л. Общая теория систем - критический обзор // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С. 23-24.

14. Вейсс П. Динамика клетки // Современные проблемы биофизики. Т. 1.-М, 1961. С.

21-34.

15. ГвишианиД. М., Мику пинский С. Р., Ярошевский М. Г. Социальные и психологические аспекты изучения деятельности ученого // Вопр. Философии, 1971.

№ 3, С. 83-92.

16. Глушков В. М. Информация по кибернетике. - Киев, 1970.

17. Гудвин Б. Временная организация клетки. - М., 1966. - 251 с. ^.Дубинин Н. П.

Общая генетика. - М., 1970. С. 487.

19. Журавлев Б. В. Особенности реакций нейронов гипоталамуса у голодных кроликов на пищевое подкрепление // Труды Ин-та норм. и пат. физиол. АМН СССР, 1969. Т. 12. С. 194-196.

20. Зачиняева И. А. Выработка динамического стереотипа на двигательных условных реакциях // Проблема высшей нервной деятельности. -М., 1949. С. 521-539.

1\.Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем.-М., 1971.С. 400.

22. Кузнецов Б. Г. Этюды об Эйнштейне. - М., 1970.

23-Кухтин В. С. Системно-структурный подход и специфика философского знания // Вопр. философии. - 1968. № 11. С. 47-58.

24. Лонге О. Целое и развитие в свете кибернетики // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С. 181-251. Лобные доли и регуляция психических процессов.

Нейропсихологические исследования. -М., 1966. С. 740.

25. Макаров В. А. Роль миндалевидного комплекса в механизме конвергенции возбуждений различной сенсорной модальности на нейронах коры больших полушарий // Докл. АН СССР. 1970. Т. 194. № 6. С. 1454-1457.

26. Месарович М. Д. Теория систем и биология: точка зрения теоретика // Системные исследования. -М., 1970. С. 137-163.

27. МилсумДж. Анализ биологических систем управления. - М., 1968.

28. Павлов И. П. Рефлекс цели: Поли. собр. трудов. - М.-Л., 1949. Т. 3. С. 242-247.

29. Павлов И. П. Динамическая стереотипия высшего отдела головного мозга // Полн.

собр. трудов. - М.-Л., 1949. Т. 3. С. 496-499.

30. Паек Г. Естественная теория цепей // Саморегулирующаяся система.

-М., 1964. С. 318-357.

31. Полянцев В. А. Методика самоуправляемого искусственного дыхания // Пат.

физиол. и экспер. терапия:

- 1961. Т. 5. № 4. С. 77-79.

32. Правдивцев В. А. Эфферентно-афферентная конвергенция на нейронах зрительной коры // Интегративная деятельность мозга. - М., 1967. С. 67-69.

33. Pannonopm А. Математические аспекты абстрактного анализа систем.-М., 1969. С.

83-105.

34. Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Задачи, методы и приложения общей теории систем // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С.3-22.

35. Синичкин В.В. Особенности распространения возбуждения, вызнанного антидромным раздражением пирамидного тракта на нейроны зрительной области коры головного мозга // Интегративная деятельность мозга. - М., 1967. С. 72-74.

36. Системные исследования. Еженедельник. - М., 1970. 208 с. (Инсти-* тут истории естествознания и техники АН СССР).

37. Судаков КВ. Нейрофизиологические механизмы пищевого возбуждения. Докт.

дис. - М., 1965. 488 с.

38. Судаков KB. Пейсмекерный механизм пищевой мотивации: Рефераты докл. П Всесоюз. съезда физиологов. Т. 1. - Л., 1970. С. 187-192.

39. Судаков КВ., Котов А.В. Взаимодействие мотивационного и подкрепляющего возбуждений на нейронах коры мозга как основа пищевого условного рефлекса: Материалы симпозиумов 22-го совещания по проблемам физиол. высшей нервной деятельности. Л., 1969.

-С 20-21.

40. Судаков КВ., Фадеев Ю.А. Особенности восходящей активности коры головного мозга в состоянии физиологического голода и при болевом раздражении //Физиол. журн.

СССР, 1963. Т. 49. №11. С. 1310-1917.

41. Трапезников В.А. Человек в системе управления: Тез. 5-го Всесоюз. Совещания по проблемам управления. - М., 1970.

42. Уоддингтон К Предисловие // Б. Гудвин Временная организация клетки. - М., 1966.

43. Урсул А.Д. Природа информации. -М., 1968.

44. Ухтомский А.А. Собр. соч.. Т. 2. -Л., 1951.

Л5.Хаютин С.Н. Активность одиночных нейронов зрительной области коры в условиях выраженной пищевой мотивации // Структурная, функциональная и нейрохимическая организация эмоций. - Л., 1971. С.175-179.

46. Ханике Ф. Новые идеи в области управления. - М., 1969.

47. Холл А.Д., Фейджин Р.Е. Определение понятия системы // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С. 252-282.

48. Шумилина А.И. Функциональное значение лобных областей коры головного мозга в условнорефлекторной деятельности собаки // Проблемы высшей нервной деятельности. - М., 1949. С. 561-627.

49. Шумилина А.И. Экспериментальный анализ методом вызванных потенциалов корково-подкорковой реверберации возбуждений // Инте-гративная деятельность нервной системы в норме и патологии. - М., 1968. С. 276-287.

50. Эйнштейн А. Физика и реальность. - М., 1965. - 359 с.

51. Функциональная система как основа интеграции нервных процессов в эмбриогенезе: Сборник докл. 6-го Всесоюз. съезда физиологов, биохимиков и фармакологов. - Тбилиси, 1937. С. 148-156.

52. Эшби У. Р. Конструкция мозга. - М., 1964. - 411 с.

53. Эшби У. Р. Общая теория систем как новая научная дисциплина // Исследования по общей теории систем. - М., 1969. С. 125-142.

54. Юнг Р. Ярче тысячи солнц. - М., 1960.

55. Bross J.D. Design for decision. New York, 1953.

56. Bullock Т.Н. Parameters of integrative action of the nervous system at the neuronal level // The submicroscopic organization and function of nervous cells.l958.-P.323.

57. Marting D.C. La expirementacion instrumental a' la luz de conception de Anojin. - Bol.

Inst. Neurofisiol. Psychol., 1966, V. 2. - P. 14.

58. Suga N. Recovery cycles and responses to frequency modulated tone pulses in auditory neurones of echo-locating date // - J. Physiol., 1964. V. 175.-P. 50-80.

Н. А. БЕРНШТЕЙН Бернштейн Николай Александрович 1896 - 1966 г.г.

Советский нейро- и психофизиолог, член корреспондент АМН СССР. Лауреат Государственной премии СССР (1948).

Основное направление научной работы - исследования физиологии движения, которые явились теоретической основой современной биомеханики. Некоторые его идеи предвосхитили ряд положений кибернетики.

Создал и применил новые методы исследования - кимо циклографию и циклограмметрию, с помощью которых изучал движения человека в процессе труда, во время занятий спортом, фортепианной игры. Бернштейн показал, что движение направляется моделью потребного будущего. Изучение моторики людей с различными поражениями нервной системы позволило не только принципиально изменить представление о локализации функций в нервной системе, но и предложить эффективные приемы восстановления нарушенных функций, что оказалось очень важным для лечения раненых в период Великой отечественной войны.

Идеи Бернштейна были использованы при конструировании шагающих автоматов и разработке управляющих устройств на основе ЭВМ.

Созданная им общая теория построения движений изложена в монографии «О построении движения» (1947).

НЕКОТОРЫЕ НАЗРЕВАЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ АКТОВ** Время борьбы за признание биологической значимости, реальности и всеобщности принципа цикличности регуляции жизненных процессов осталось позади. Как нередко бывает в периоды ломки научных понятий, проблески новых идей и гениальные предвидения обнаружились уже в произведениях старых классиков физиологии (Белл, Сеченов, Джексон) и более близких к нашей эпохе (Ухтомский [16], Вагнер [20]).


Применительно к проблеме координации движений автор статьи в 1929 г. дал этому принципу общее механическое обоснование [З], а в 1935 г. выразил его в общей форме дифференциального уравнения [4], [5]. Борьба за этот назревший шаг была суровой, по к настоящему времени она является уже пройденным этапом. Сейчас мы переживаем период его экстенсивного развертывания, разрабаты-вания и обыгрывания на эвристических моделях и на автоматах самых разнообразных областей практического применения. По видимому, настает время заглянуть вперед и попытаться сформулировать некоторые из новых вопро * Психология. Словарь / Под общ. ред. А.В. Петровского, М.Г. Ярошевского. - М.: Изд. полит, лит-ры, 1990.

Советский энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1989. " Печ.

по // Вопр. психол. 1957. № 6. С. 70-90.

сов, назревающих в этой области, попутно заострив внимание на нескольких недостаточно освещенных и оцененных сторонах кольцевого принципа управления. Подходящим материалом как для того, так и для другого являются факты из области физиологии двигательных актов.

Очевидная огромная биологическая значимость двигательной деятельности организмов - почти единственной формы осуществления не только взаимодействия с окружающей средой, но и активного воздействия на эту среду, изменяющего ее с небезразличными для особи результатами, - заставляет особенно остро недоумевать перед тем теоретическим отставанием, которое наблюдается в физиологии движений по сравнению с разделами рецеп-торики или физиологии внутренних процессов, и перед тем пренебрежением, в каком до сего времени находится раздел движений в физиологических руководствах, уделяющих ему обычно от нуля до нескольких страниц. Необходимо вкратце показать, как велик был ущерб, понесенный вследствие этого общей физиологией.

Если классифицировать движения организма с точки зрения их биологической значимости для него, то ясно, что на первом плане по значимости окажутся акты, решающие ту или иную возникшую перед особью двигательную задачу. Отсрочивая пока анализ этого понятия, заметим, что значимые задачи, разрешаемые двигательной акцией, как правило, возникают из внешнего, окружающего организм мира. Сказанное сразу устраняет из круга значимых акций как все «холостые» движения, не связанные с преодолеванием внешних сил, так и значительную часть мгновенных, однофазных движений типа отдергивания лапы и т. п. Уже отсюда видно, что лабораторная физио логия, за малыми исключениями оставлявшая за порогом рабочей комнаты все движения, кроме рефлексов болевых, оборонительных, самое большее -чесательных1, тем самым обедняла свои познавательные ресурсы не только количественно, но и качественно, и, как мы сейчас увидим, отнюдь не только в отношении узко-двигательной проблематики.

Прежде всего, если относительно «холостых» движений (показывание, проведение линии по воздуху и т. п.) требуются некоторые сведения из механики и биомеханики, чтобы усмотреть для них неотвратимую необходимость кольцевых сенсорных регуляций, то в отношении двигательных актов, сопряженных с преодолеванием внешних сил, эта необходимость понятна с первого слова. Состоит ли решаемая двигательная задача в локомоции (особенно чем-либо осложненной: бежать по неровному месту, вспрыгивать на возвышение, плыть при волнах и мн. др.), в борьбе с другим животным, в ра ' Реакция, обозначаемая как ориентировочный рефлекс, была относима к этой категории только терминологически и, насколько мне известно, никогда не использовалась для прямого исследования рефлекторной деятельности.

бочем процессе, выполняемом человеком, - всегда предпосылкой для решения является преодоление сил из категории неподвластных, а следовательно, непредусмотримых и, значит, не могущих быть преодоленными никаким стереотипом движения, управляемым только изнутри. Неосторожное отмета-ние из поля зрения этих процессов активного взаимодействия с неподвластным окружением (видимо, самоограничение одними лишь «атомами движений» выглядело вполне оправданным для механицистов - атомистов про шлого века, считавших, что целое есть всегда сумма своих частей и ничего более) повело прежде всего к тому, что принцип сенсорной обратной связи, который именно на двигательных объектах мог бы быть легко усмотрен и обоснован сто лет тому назад, оставался в тени до столь недавнего времени.

Долгие годы в физиологии непреоборимо держался в качестве ведущего и универсального принцип разомкнутой рефлекторной дуги. Нельзя исключить возможности того, что действительно в таких элементарных процессах, как рефлекс слюноотделения, или в таких отрывистых и вообще второстепенных по биологическому значению, как рефлекс болевого отдергивания и т. п., дуга не замыкается в рефлекторное кольцо, характерное для схемы управляемого процесса, либо из-за кратковременности акта, либо вследствие его крайней элементарности. Но возможно и вероятно также, что в силу тех же причин краткости и элементарности имеющаяся и здесь циклическая структура ускользала до сих пор от внимания и регистрации (для слюноотделительного процесса это уже почти несомненно). Так или иначе, но представляется очень правдоподобным, что рефлекс по схеме дуги есть лишь рудимент или очень частный случай физиологического реагирования2.

Остается сказать еще об одном ущербе, понесенном физиологией от подмены реальных двигательных актов, разрешающих возникшую объективную задачу, обломками движений почти артефактного характера. Этот последний ущерб, до сего времени не подчеркивавшийся в достаточной степени, не только обеднил наши познания в области рецепторной физиологии, но и содержал в себе корни важных методологических ошибок.

Нельзя не заметить, что в роли приемника пусковых сигналов, включающих в действие ту или иную рефлекторную дугу, - единственной роли, изучавшейся физиологами классического направления, - афферентные системы, по крайней мере у высокоорганизованных животных и у человека, функционируют существенно и качественно иначе, нежели в роли следящих и корригирующих приборов при выполнении двигательного акта. Это различие уясняется, если, став снова на точку зрения биологической значимости, направить внимание на те качества, которые в том и другом случае должны были отсеиваться путем естественного отбора. Для сигналъно-пусковой функции рецептору существенно иметь высокую чувствительность, т. е. максимально Я не решился бы даже исключить возможность того, что первый в мире рефлекс по схеме разомкнутой дуги появился на свет там же, где возникло первое в мире «элементарное ощущение», то и другое в обстановке лабораторного эксперимента.

низкие пороги как по абсолютной силе сигнала, так и по различению между сигналами. На первый план по биологической значимости здесь выступают телерецепторы обоняния, слуха (также ультраслуха) и зрения в различных ранговых порядках у разных видов животных. Для вычленения, далее, значимых сигналов из хаотического фона «помех»

нужна и необходимо вырабатывается совершенная аналитическая или анализаторная способность реципирующих аппаратов центральной нервной системы (вполне естественно, что И. П. Павлов, в столь большой степени углубивший наши знания по сигналь-но пусковой функции рецепторов, присвоил им название анализаторов, только в самые последние годы его жизни дополненное приставкой «синтез»). Наконец, для этой же сигнально-пусковой роли важнейшим механизмом, который предугадывался уже Сеченовым [14] и был отчетливо экспериментально выявлен зарубежными исследователями (отправлявшимися от практических задач военного наблюдения), является совокупность процессов активного систематизированного поиска (scanning) или «просматривания» своего диапазона каждым из телерецепторов. Это процессы целиком активные, использующие эффекторику в полной аналогии с тем, как последняя экс плуатирует афферентацию в управлении движениями, но, замечу сразу, не имеющие ничего общего с процессами привлечения организованных двигательных актов к целостному активному восприятию объектов внешнего мира, о чем будет речь дальше.

Когда же двигательный смысловой акт уже «запущен в ход» тем или иным сенсорным сигналом, требования, предъявляемые биологической целесообразностью и приведшие к сформированию в филогенезе механизмов кольцевого сенсорного корригирования, оказываются существенно иными. Что бы ни представляли собою возникшая двигательная задача и тот внешний объект, на который она направлена, для правильной, полезной для особи реализации этой задачи необходимо максимально полное и объективное восприятие как этого объекта, так и каждой очередной фазы и детали собственного действия, направленного к решению этой задачи. Первая из названных черт рецепторики в этой ее роли - полнота, или синтетичность, - обеспечивается хорошо изученными как психо-, так и нейрофизиологами сенсорными синтезами (или сенсорными полями). К их числу относятся, например, схема своего тела, пространственно-двигательное поле, синтезы предметного или «качественного» (топологического) пространства и др. Роль этих «полей»

в управлении двигательными актами автор пытался подробно, обрисовать в книге о построении движений [7]. Здесь достаточно будет только напомнить, 1) что в этой функциональной области синтетичность работы рецепторных приборов фигурирует уже не декларативно (как было выше), а как реально прослеженный на движениях в их норме и патологии основной факт и 2) что в каждом из таких сенсорных синтезов, обеспечивающих процессуальное управление двигательными актами, структурная схема объединения между собой деятельности разных проприо-, танго- и телерецепторов имеет свои специфические, качественно и количественно различные свойства. При этом слияние элементарных информации, притекающих к центральным синтезирующим аппаратам от периферических рецепторов, настолько глубоко и прочно, что обычно почти недоступно расчленению в самонаблюдении. И в описываемой функции принимают участие все или почти все виды рецепторов (может быть, только за исключением вкусового), но уже в существенно иных ранговых порядках. На первом плане оказывается обширная система проприорецептрров в узком смысле;


далее она обрастает соучастием всей танго- и телерецепторики, организовавшейся на основе всего предшествующего практического опыта, для выполнения роли «функциональной про-приорецепторики». О других, еще только намечающихся чертах чисто физиологического своеобразия работы рецепторов в обсуждаемом круге функций - параметрах адаптации, порогах «по сличению», периодичности функционирования и др. - будет сказано во второй части статьи.

Вторая из названных выше определяющих черт рецепторики как участника кольцевого координационного процесса — объективность — имеет настолько важное принципиальное значение, что на ней необходимо остановиться более подробно.

В той сигнальной (пусковой или тормозной) роли, которая одна только и могла быть замечена при анализе рефлексов по схеме незамкнутой дуги и которая повела к обозначению всего комплекса органов восприятия в центральной нервной системе термином «сигнальная система», от афферентной функции вовсе не требуется доставления объективно верных информации. Рефлекторная система будет работать правильно, если за каждым эффектор-ным ответом будет закреплен свой а) неизменный и б) безошибочно распознаваемый пусковой сигнал-код. Содержание этого кода, или шифра, может быть совершенно условным, нимало не создавая этим помех к функционированию системы, если только соблюдены два названных сейчас условия. То, что подобный индифферентизм центральной нервной системы к смысловому содержанию сигнала не является каким-то странным чисто биологическим феноменом, а заложен в самом существе сигнально-пусковой функции, лучше всего доказывается тем, что такими же условными кодированными сигналами безукоризненно осуществляются все необходимые включения и переключения в телеуправляемых автоматах. Можно построить два совершенно одинаковых автомата - самолета-снаряда, мото-катера и т. п. - с одинаковыми моторами, рулями, схемами их радио-реле и т. д. и, не внося никаких конструктивных различий, сделать при этом так, чтобы на радио-коды А, Б, В, Г первый отвечал реакциями 1, 2, 3, 4, а второй - реакциями 4, 2, 1,3 или как угодно иначе.

Совершенно иными чертами характеризуется работа рецепторной системы при несении ею контрольно-координационных функций по ходу решаемой двигательной задачи. Здесь степень объективной верности информации является решающей предпосылкой для успеха или неуспеха совершаемого действия. На всем протяжении филогенеза животных органов естественный отбор неумолимо обуславливал отсев тех особей, у которых рецеп торы, обслуживавшие их двигательную активность, работали, как кривое зеркало. В ходе онтогенеза каждое столкновение отдельной особи с окружающим миром, ставящее перед особью требующую решения двигательную задачу, содействует, иногда очень дорогой ценой, выработке в ее нервной системе все более верного и точного объективного отражения внешнего мира как в восприятии и осмышлении побуждающей к действию ситуации, так и в проектировке и контроле над реализацией действия, адекватного этой ситуации. Каждое смысловое двигательное отправление, с одной стороны, необходимо требует не условного, кодового, а объективного, количественно и качественно верного отображения окружающего мира в мозгу, с другой стороны, оно само является активным орудием правильного познания этого окружающего мира. Успех или неуспех решения каждой активно пережитой двигательной задачи ведет к прогрессирующей шлифовке и перекрестной выверке показаний упоминавшихся выше сенсорных синтезов и их состав ляющих, а также к познанию через действие, проверке через практику, которая является краеугольным камнем всей диалектико-материалистической теории познания, а в разбираемом здесь случае служит своего рода биологическим контекстом к ленинской теории отражения3.

Проведенное на предшествующих страницах сопоставление двух родов функционирования воспринимающих систем организма, пока еще столь неравных по давности их выявления наукой и по степени изученности, позволит осветить несколько по новому и некоторые черты механизма действия «классических» сигнальных процессов включения или дифференцировочно-го торможения рефлекторных реакций.

Еще задолго до того, как телемеханика подтвердила существенную, принципиальную условность4 пусковых или переключательных кодов, этот же факт был установлен на биологическом материале знаменитым открытием И. П. Павлова. Факт, что любой раздражитель из числа доступных восприятию может быть с одинаковой легкостью превращен в пусковой сигнал для того или другого органического рефлекса, оказался в последующем чрезвычайно универсальным. Как показали последующие работы павловской школы (Сперанский [15]), во всем комплексе физиологических функций, вплоть до самых, казалось бы, недосягаемых глубинных процессов гормонального или клеточно-метаболического характера, нет ни одного отправления, которое не могло бы быть подсоединено, и в принципе одним и тем же методом, к любому пусковому раздражителю. Этот замечательный индифферентизм нервных систем к содержанию и качеству пусковых сигналов был отмечен И.

Бесспорный факт сосуществования в центральной нервной системе человека нескольких качественно различных между собой сенсорных синтезов не противоречит сказанному об объективности мозговых отражений и находит достаточное объяснение в физиологии координации движений.

Условность в обсуждаемом плане, не требуя объективности, разумеется, не исключает ее и не противоречит ей. К тому же сделанное в статье противопоставление и разграничение сигнально-пусковой и коррекци-онной функции рецепторов намеренно проведено более резко и альтернативно, чем это имеет место в физиологической действительности, где, несомненно, оба вида функционирования могут налагаться друг на друга во времени, и переходить один в другой.

П. Павловым в самом начальном периоде изучения открытого им круга явлений. Об этом свидетельствует и наименование, данное им раздражителям, вновь искусственно прививаемым к стволам старых, органических рефлексов, - условные раздражители.

Название, предложенное В. М. Бехтеревым [10] - сочетательные раздражители и рефлексы, - менее глубоко в отношении внутреннего смысла явлений, но зато вплотную подводит к схеме их механизмов, которая к нашему времени уяснилась уже вполне отчетливо.

Для превращения любого надпорогового агента в условный пусковой раздражитель того или другого органического рефлекса требуется всегда обеспечение двух условий: 1) главного - встречи или сочетания в пределах небольшого интервала времени этого агента с реализацией данного рефлекса и 2) побочного - некоторого числа повторений такого сочетания. Первое из этих условий прямо относит разбираемый феномен к циклу ассоциаций по смежности, как раз характеризующихся безразличием к смысловому содер жанию ассоциируемых представлений или рецепций. Интересно отметить, что для преобразования индифферентного раздражителя в условно-пусковой существенно совмещение его с эффекторной, а не с афферентной частью безусловного рефлекса, которая мобилизуется в типовом эксперименте только как средство заставить сработать эффекторную полудугу. Это доказывается, например, фактом осуществимости так называемых условных рефлексов 2-го порядка, когда индифферентный раздражитель приобретает пусковые свойства для данного рефлекса, несмотря на то что эффекторная часть последнего запускается в действие не безусловным, а ранее привитым к рефлексу условным же раздражителем первого порядка. Другое доказательство сказанному можно усмотреть в том, что в методах, применяемых при дрессировке, поощрительное подкрепление «безусловным» афферентным импульсом подкормки животного производится после правильного выполнения им требуемого действия по соответственной условной команде и не является при этом безусловным пусковым раздражителем дрессируемого действия. Эта недооценивавшаяся раньше деталь заслуживает внимания в настоящем контексте потому, что образование ассоциативной связи в мозгу между условным афферентным процессом и эффекторной частью рефлекса, как нам кажется, можно осмыслить только, если эта эффекторная реализация рефлекса отражается (опять таки по кольцевой обратной связи) назад в центральную нервную систему и может уже сочетаться ассоциативно с афферентным же процессом условного раздражения. Это могло бы послужить еще одним подтверждением тому, что возвратно-афферентационные акты как непосредственные соучастники процесса и в классических рефлексах-«дугах» не отсут ствуют, а лишь пока ускользают от наблюдения.

Второе из условий образования условной связи, названное выше побочным, а именно надобность некоторого числа повторных сочетаний, было бы трудно объяснить сейчас иначе, как необходимостью для подопытной особи выделить прививаемую новую рецепцию из всего хаоса бомбардирующих ее извне воздействий. Число повторений должно оказаться достаточным для то го, чтобы определилась неслучайность совмещения во времени интеро- или проприорецепции реализующегося рефлекса именно с данным элементом всей совокупности экстерорецепций. В этом смысле — в отношении необходимого и достаточного числа повторений - раздражитель, индифферентный по своему смысловому содержанию, может оказаться относительно труднее и длительнее вычленяемым как могущий не привлечь к себе интереса и внимания («ориентировочной реакции») особи.

Старую наивно-материалистическую концепцию о постепенных «проторениях» путей или синаптических барьеров в центральной нервной системе можно уже считать сданной в архивы науки5.

В нескольких словах заслуживает упоминания факт, который и в свете новых приобретений регуляционной физиологии продолжает оставаться неясным. Структура почти всех изучавшихся условных сочетаний такова, что к органической, безусловной эффекторной полудуге прививается новый условный афферентный пусковой сигнал.

Разнообразие как безусловных эффек-торных процессов, так и афферентных «позывных», которые могут быть привязаны к первым, совершенно безгранично;

но неизвестно почти ни одного случая, который обнаружил бы обратную структуру условной связи: прище пление нового условного эффекторного окончания к безусловной афферентной полу дуге.

До некоторой степени случаи такого обратного типа были наблюдаемы в давнишних опытах Ерофеевой, но сам И. П. Павлов, цитировавший их в своих «Лекциях о работе больших полушарий» [13;

43-45], сопровождает их описание целым рядом ограничений и оговорок. Как бы ни был объяснен в дальнейшем этот «структурный парадокс», ясно, что инертная неизменяемость именно эффекторной полудуги реально осуществимых условно двигательных рефлексов чрезвычайно затрудняет использование их структурного механизма для обучения незнакомым движениям, образования и усовершенствования двигательных навыков и сноровок и т. п.

Рассмотрение вопроса о сигнальных кодах и их сочетательной роли в аспекте регуляционной физиологии способно, как нам кажется, по-новому осветить вопрос о так называемой второй сигнальной системе. Из всего проанализированного выше ясно, что при ничем не ограниченном разнообразии возможных условно-сигнальных кодов в их число могут входить и речевые фонемы, вовсе не образуя в этой своей роли какого-либо особого класса и нуждаясь, как и все раздражения, пригодные для роли сигналов, только в воспринимаемости и распознаваемости. Никто не приписывал собаке, медведю, морскому льву, кошке обладания второй сигнальной системой или архитектоническими полями, гомологичными полю Вернике человека;

а между тем любое из этих животных (даже не сплошь «высших» млекопитающих) Если какая-либо индифферентная рецепция раз за разом, без пропусков сопутствует во времени тому или иному безусловному процессу, например интерорецепции слюноотделения и т.п., так называемая вероятность a posteriori того, что это совмещение не случайно, сама по себе растет очень быстро и уже после десятка повторений весьма мало отличается от единицы. Но для образования замыкания необходимо еще, чтобы и сам индифферентный раздражитель и факт постоянства совмещения обеих стимуляций привлекли к себе внимание, т. е. процессы активной рецепции особи.

дрессируется на словесные сигналы с такой же легкостью, с какой образуются у них условные замыкания и дифференцировки на другие виды раздражении. Эти фонематические сигнальные коды, ничем существенным не выделяющиеся из других кодов, могли генетически у первобытного человека явиться зародышами фонем-приказов, своего рода рудиментарными повелительными наклонениями, из которых впоследствии эволюционировали речевые формы глагола6. С другой стороны, назывательные элементы речи, из которых у человека сформировалась категория имен, никогда не несли и не могли, разумеется, нести какой-либо сигнальной функции в вышеопределен-ном смысле. Поэтому трактовка «второй сигнальной системы» как системы словесного отображения предметов (вообще первичных рецепций внешних объектов, образующих по этой концепции в совокупности «первую сигнальную систему»), что полностью проявляется и в составе словника, применяемого в экспериментах по так называемой речедвигательной методике, представляется результатом глубоко ошибочного смешения двух резко различных физиологических функций и речевых категорий. Слова как сигналы не образуют никакой особой системы и в роли пусковых фонем полностью доступны многим животным, еще чрезвычайно далеким от функции речи. Слова и речь как отражение внешнего мира в его статике (имена) и динамике действий и взаимодействий с субъектам (глаголы, суждения) действительно образуют систему, доступную и свойственную только человеку;

но обозначать речь, достигшую этой ступени значения и развития, как сигнальную систему значит подменять ее одним из самых несущественных и рудиментарных ее проявлений.

Идея второй сигнальной системы, несомненно, явилась одним из следствий упоминавшегося выше методологического ущерба, понесенного физиологией из-за признания ею одной только сигнально-пусковой роли рецеп-торики и недооценки ее важнейших биологических и социальных функций:

познавания через действие и регуляции активного воздействия на окружающий мир. Знак равенства, ставившийся между понятиями рецепции и сигнала, вынуждал относить к категории сигналов и перципируемое слово;

между тем нельзя было пройти мимо огромного качественного своеобразия речи как специфически присущего виду homo sapiens символического отображения воспринимаемого мира и себя самого в нем.

Упоминавшаяся уже выше терпимость к атомизму легко позволила зато пройти мимо структурности речи (делающей ее не скоплением слов, а орудием мышления) и трактовать ее как сумму слов-сигналов преимущественно конкретно-предметного содержания.

Должен оговорить здесь, во-первых, что в сказанном не заключается никакой попытки предрешить хронологический порядок, в каком у первобытного человека могли возникать и формироваться глагольные и номинативные категории речи, и, во-вторых, что я оставляю совершенно в стороне известные языковедам явления вторичного приобретения номинативными элементами примитивных языков побудительно-сигнальных значений.

К сказанному стоит добавить, что построение автомата-робота, способного к пониманию речи, для сегодняшней техники - задача совершенно безнадежная. Робот же способный дифференцированно реагировать на несколько разных подаваемых ему голосом словесных приказов-фонем, может быть уже теперь осуществлен без каких-либо принципиальных затруднений.

Отечественная физиология сумела избегнуть другой, гораздо более важной гносеологической ошибки, в которую легко впадали многие мыслители западного мира и которая также целиком проистекает из одностороннего понимания рецепторной функции:

от несомненного факта примиримости безукоризненного функционирования рефлекторных приборов с полной условностью вызывающих их сенсорных кодов очень легко соскользнуть на путь признания символичности всяких вообще рецепций, условности картины мира в мозгу и психике, непознаваемости объективной реальности и прочих идеалистических концепций, давно ниспровергнутых подлинною наукой. Перейдем к уточненному анализу механизмов двигательной координации у высших организмов, имея в виду две задачи: 1) извлечь из этого анализа максимум доступных на сегодняшний день указаний на общие закономерности механизмов управления и 2) попытаться выявить, в чем состоит то своеобразие моторики высших животных, и в особенности человека, которое резко качественно отграничивает ее действия и ресурсы от всего того, чего мы можем ожидать от автоматной техники сегодняшнего и, вероятно, даже завтрашнего дня. Мне неизбежно придется касаться многих пунктов, в свое время уже подробно проанализированных [7], [8];

во избежание неуместных повторений я в настоящей статье буду касаться их как можно более кратко, лишь в меру соблюдения непрерывности логической линии изложения, прося читателей, интересующихся деталями, обратиться к названным работам. Здесь будет более правильным постараться дополнить и углубить затрагивавшиеся там вопросы, преимущественно касающиеся основных, принципиальных механизмов координационного управления, попутно исправляя ошибки, уяснившиеся к настоящему времени.

Первое резкое биомеханическое отличие двигательного аппарата человека и высших животных от любого из искусственных самодействующих устройств, неоднократно мною подчеркивавшееся, состоит в огромном, выражающемся трехзначными числами, количестве доступных ему степеней свободы как кинематических, зависящих от многозвенности его свободно сочлененных кинематических цепей, так и эластических, обусловленных упругостью движущих тяг - мышц и отсутствием в силу этого однозначных отношений между мерой активности мышцы, ее напряжением, длиной и скоростью ее изменения. Для уяснения того, как осложняет управление движением каждая лишняя степень свободы, ограничусь здесь двумя примерами.

Судно на поверхности моря имеет три степени свободы (если пренебречь движениями качки), но практически достаточным является управление одной единственной степенью — направлением или курсом, так как на морских просторах, если судно, отклоненное чем-нибудь от курса, восстановит прежнее направление, то ему нет необходимости возвращаться на старую трассу и вполне достаточно продолжать путь параллельно ей, в паре кабель-товов в ту или другую сторону. Эта задача успешно и легко решается ком пасным автопилотом. Но представим себе автомобиль, который должен ехать по шоссе ограниченной ширины, автоматически выполняя все встречаемые кривизны и повороты.

Здесь управлению практически подлежат всего две степени свободы его подвижности.

Анализ же показывает, что независимо от способа получения машиной информации о ходе шоссе (относительно, например, его средней линии), будут ли они восприниматься фото-, электро-, механорецепторами и т. д., блок-схема такого автомата рулевого управления, способного вести автомобиль по изгибам шоссе, удерживая его близ средней линии, должна содержать в себе: 1) рецептор расстояния от линии с его знаком, 2) рецептор угла между осью машины и средней, линией с его знаком, 3) рецептор фактической кривизны пути, 4) суммирующий смеситель и 5) систему регуляторов для гашения паразитных «болтаний» машины в ту и другую сторону от курса. Столько осложнений вносится в проблему автоматизации всего одной лишней степенью свободы;



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.