Понятие о полезном приспособительном результате как системообразующем факторе
1.Важнейшим событием в развитии ТФС(теории функциональных систем) стало определение системообразующего фактора (результата системы), под которым понимался полезный приспособительный эффект в соотношении «организм–среда», достигаемый при реализации системы. Таким образом, в качестве детерминанты поведения в ТФС рассматривается не прошлое по отношению к поведению событие – стимул, а будущее – результат. При анализе внешнего поведения индивида мы можем описать результат как определенное соотношение организма и внешней среды, которое прекращает действие, направленное на его достижение, и делает возможной реализацию следующего поведенческого акта [Швырков, 1978]. Как выглядит достижение результата «изнутри», станет ясно, когда мы обсудим проблему системной детерминации активности нейронов.
На основании результатов уже самых ранних своих экспериментов П.К. Анохин пришел к выводу о том, что для понимания приспособительной активности индивида следует изучать не «функции» отдельных органов или структур мозга в их традиционном понимании (как непосредственных отправлений того или иного субстрата (см. в [Александров, 1989]), а организацию целостных соотношений организма со средой. Суть подобных организаций состоит в том, что отдельные вовлеченные в них компоненты не взаимодействуют, а взаимосодействуют, т.е. координируют свою активность для получения конкретного результата. Рассмотрев функцию как достижение этого результата, П.К. Анохин дал следующее определение функциональной системы: системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимосодействия компонентов, направленного на получение полезного результата.
2. Значение приспособительного результата как системообразующего фактора ярко выступает в процессах онтогенетического развития животных. Как только в процессе поведенческой деятельности новорожденных складывается полезная для приспособления интеграция физиологических процессов, она немедленно закрепляется в функциональную систему.
Значение адаптивного результата отчетливо выступает в любой форме деятельности. При этом теория функциональных систем при ее ориентации на адаптивные для организма результаты открывает по сравнению с рефлекторной теорией новые аспекты анализа физиологических явлений, в частности поведения.
Функциональная система любого уровня организации не останавливается при своем формировании на действии. Многочисленные входящие в функциональную систему подрезультаты в их динамике определяют общий полезный для системы и организма в целом приспособительный результат – от молекулярного до социального уровня.
Теория функциональных систем в объяснении физиологических явлений идет дальше рефлекторной теории. Она не ограничивается рефлекторным действием, а распространяет деятельность функциональных систем до результата действия включительно.
Предпусковая интеграция.
В стабильных условиях, например, в ситуации лабораторного эксперимента, пусковой стимул реализует готовую предпусковую интеграцию, которую можно охарактеризовать как готовность систем будущего поведения, формирующуюся в процессе выполнения предыдущего. Она направлена в будущее, но стабильность ситуации делает очевидной связь стимул – ответ. Однако анализ нейронной активности в поведении четко показывает, что организация последней определяется тем, какой результат достигается в данном поведении, тогда как стимул лишь «запускает», «разрешает» реализацию.
В тех случаях, когда один и тот же по физическим параметрам стимул «запускает» разные поведенческие акты (например, пищедобывательный или оборонительный), разными в этих актах оказываются не только характеристики активности нейронов, но даже и сам набор вовлеченных клеток, в том числе и в «специфических» по отношению к стимулу областях мозга (например, в зрительной коре при предъявлении зрительного стимула).
Теория
функциональных систем описывает
организацию процессов жизнедеятельности
в целостном организме, взаимодействующем
со средой.
Эта теория была разработана
при изучении механизмов компенсации
нарушенных функций организма.
Как
было показано П.К.Анохиным, компенсация
мобилизует значительное число различных
физиологических компонентов –
центральных и периферических
образований, функционально объединенных
между собой для получения полезного,
приспособительного эффекта, необходимого
живому организму в данный конкретный
момент времени. Такое широкое
функциональное объединение различно
локализованных структур и процессов
для получения конечного приспособительного
результата было названо «функциональной
системой».
Функциональная
система (ФС)
– единица интегративной деятельности
целого организма, включающая элементы
различной анатомической принадлежности,
активно взаимодействующие между собой
и с внешней средой в направлении
достижения полезного, приспособительного
результата.
Приспособительный
результат – определенное соотношение
организма и внешней среды, которое
прекращает действие, направленное на
его достижение, и делает возможным
реализацию следующего поведенческого
акта. Достичь результата – значит
изменить соотношение между организмом
и средой в полезном для организма
направлении. Достижение приспособительного
результата в ФС осуществляется с помощью
специфических механизмов, из которых
наиболее важными являются:
–
афферентный синтез всей поступающей
в нервную
системуинформации;
–
принятие решения с одновременным
формированием аппарата прогнозирования
результата в виде афферентной модели
акцептора результатов действия;
–
собственно действие;
–
сличение на основе обратной связи
афферентной модели акцептора результатов
действия и параметров выполненного
действия;
–
коррекция поведения в
случае рассогласования реальных и
идеальных (смоделированных нервной
системой) параметров действия.
Состав
функциональной системы не определяется
пространственной близостью структур
или их анатомической принадлежностью.
В ФС могут включаться как близко, так
и отдаленно расположенные структуры
организма. Она может вовлекать отдельные
части любых цельных в анатомическом
отношении систем и даже детали отдельных
целых органов. При этом отдельная нервная
клетка,
мышца, часть какого-либо органа, весь
орган могут участвовать своей активностью
в достижении полезного приспособительного
результата, только будучи включены в
соответствующую функциональную
систему.
Фактором, определяющим избирательность
этих соединений, является биологическая
и физиологическая архитектура самой
ФС, а критерием эффективности этих
объединений является конечный
приспособительный результат.
Поскольку
для любого живого организма количество
возможных приспособительных ситуаций
в принципе неограниченно, то, следовательно,
одна и та же нервная
клетка,
мышца, часть какого-либо органа или сам
орган могут входить в состав нескольких
функциональных систем, в которых они
будут выполнять разные функции.
Таким
образом, при изучении взаимодействия
организма со средой единицей анализа
выступает целостная, динамически
организованная функциональная система.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Теория функциональных систем описывает организацию процессов жизнедеятельности в целостном организме, взаимодействующем со средой.
Эта теория была разработана при изучении механизмов компенсации нарушенных функций организма.
Как было показано П.К.Анохиным, компенсация мобилизует значительное число различных физиологических компонентов – центральных и периферических образований, функционально объединенных между собой для получения полезного, приспособительного эффекта, необходимого живому организму в данный конкретный момент времени. Такое широкое функциональное объединение различно локализованных структур и процессов для получения конечного приспособительного результата было названо «функциональной системой».
Функциональная система (ФС) – единица интегративной деятельности целого организма, включающая элементы различной анатомической принадлежности, активно взаимодействующие между собой и с внешней средой в направлении достижения полезного, приспособительного результата.
Приспособительный результат – определенное соотношение организма и внешней среды, которое прекращает действие, направленное на его достижение, и делает возможным реализацию следующего поведенческого акта. Достичь результата – значит изменить соотношение между организмом и средой в полезном для организма направлении. Достижение приспособительного результата в ФС осуществляется с помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными являются:
– афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации;
– принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели акцептора результатов действия;
– собственно действие;
– сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результатов действия и параметров выполненного действия;
– коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных (смоделированных нервной системой) параметров действия.
Состав функциональной системы не определяется пространственной близостью структур или их анатомической принадлежностью. В ФС могут включаться как близко, так и отдаленно расположенные структуры организма. Она может вовлекать отдельные части любых цельных в анатомическом отношении систем и даже детали отдельных целых органов. При этом отдельная нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа, весь орган могут участвовать своей активностью в достижении полезного приспособительного результата, только будучи включены в соответствующую функциональную систему. Фактором, определяющим избирательность этих соединений, является биологическая и физиологическая архитектура самой ФС, а критерием эффективности этих объединений является конечный приспособительный результат.
Поскольку для любого живого организма количество возможных приспособительных ситуаций в принципе неограниченно, то, следовательно, одна и та же нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа или сам орган могут входить в состав нескольких функциональных систем, в которых они будут выполнять разные функции.
Таким образом, при изучении взаимодействия организма со средой единицей анализа выступает целостная, динамически организованная функциональная система.
Определение функциональной системы
Морфофункциональными единицами саморегуляции в организме являются функциональные системы.Теория функциональных систем, сформулированная П.К. Анохиным в 1935 г., является приоритетной в области физиологической кибернетики.
Под функциональными системами понимают такие само-организующиеся и саморегулирующиеся динамические организации, деятельность всех составных компонентов которых взаимосодействует достижению полезных для организма в целом приспособительных результатов.
Такими результатами прежде всего являются различные показатели метаболизма и внутренней среды организма. Более высокий уровень составляют результаты поведенческой деятельности отдельных индивидов и популяций, и, наконец, результаты социальной деятельности человека и его психической деятельности.
Функциональные системы формируются как на генетической, врожденной, основе, так и в процессе индивидуальной жизни животных и человека.
Архитектоника функциональной системы
полезный приспособительный результат, как ведущий показатель деятельности функциональной системы;
рецепторы результата;
обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы;
центральную архитектонику, представляющую избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней в специальные узловые механизмы;
исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.
Рис.Общая схема функциональной системы (по П.К. Анохину).
Полезные приспособительные для организма результаты
Метаболические результаты представлены обширной группой результатов деятельности многочисленных, главным образом метаболических молекулярных процессов в организме, вследствие которых образуются продукты, необходимые для процессов тканевого метаболизма, и продукты, нарушающие нормальную жизнедеятельность и подлежащие удалению из организма. Конечные продукты останавливают или, наоборот, ускоряют течение метаболических реакций и выступают, таким образом, в форме полезных для организма результатов.
Гомеостатические результатыпредставлены показателями крови и других жидких сред организма — лимфы тканевой, внутрикишечной, цереброспинальной и других жидкостей, а именно уровнем питательных веществ, газов, осмотического давления, рН, давления крови, температуры, содержания физиологически активных веществ: гормонов, олигопептидов, нейромедиаторов и др. Все эти показатели в совокупности обеспечивают разные стороны нормального метаболизма тканей и составляют динамическую внутреннюю среду организма.
Результаты поведенческой деятельности животных и человека, удовлетворяющие их ведущие метаболические, биологические потребности.Благодаря активным метаболическим процессам во внутренней среде организма постоянно происходит потребление или накопление определенных веществ. Это формирует пищевые, половые, выделительные, защитные и другие биологические потребности живых существ, удовлетворение которых часто требует активного воздействия живых существ на окружающую их среду. Многочисленные факторы окружающей среды — пища, вода, комфортная температура, особи противоположного пола, защитные приспособления и др., удовлетворяющие внутренние потребности животных, составляют находящиеся за пределами организма результаты поведенческих функциональных систем. Результатами поведенческой деятельности являются и факторы, препятствующие удовлетворению метаболических и других потребностей организма, которых живые существа в своей деятельности пытаются избегать или преодолевать.
Результаты стадной (зоосоциальной) деятельности животных.При объединении животных в сообщества их индивидуальные потребности подчиняются интересам сообщества. Результаты зоосоциальной деятельности животных представлены определенными иерархическими соотношениями в популяциях, общими убежищами, обобщенным удовлетворением пищевых, половых и других потребностей. Деятельность животных, направленная на достижение зоосоциальных результатов, нередко приобретает альтруистический характер в интересах сообщества и прежде всего его выживания. В стадной деятельности у животных нередко наблюдается изменение характера их индивидуальных биологических потребностей.
Результаты социальной деятельности человекапредставлены прежде всего плодами учебной и производственной деятельности, бытовой активности, мероприятиями по защите общества, общением с предметами культуры и искусства и др.
Роль результата деятельности особенно значима в социально-экономических отношениях, в частности при взаимоотношениях человека с орудиями производства. В процессе производственной деятельности человек с помощью различных функциональных систем метаболического, гомео-статического и поведенческого уровней достигает социально значимых результатов.
Социальная деятельность человека в значительной степени строится специальными функциональными системами, определяющими его психическую, мыслительную деятельность. Результаты функциональных систем психической деятельности человека представлены отражением в сознании человека жизненно важных понятий, абстрактных представлений о внешних предметах и их отношениях, инструкций, знаний и др.
Совокупная деятельность людей направлена на создание общественного продукта, охрану окружающей среды, мероприятия по общественной защите и др.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Важнейшим событием в развитии ТФС стало определение системообразующего фактора (результата системы), под которым понимался полезный приспособительный эффект в соотношении «организм–среда», достигаемый при реализации системы. Таким образом, в качестве детерминанты поведения в ТФС рассматривается не прошлое по отношению к поведению событие – стимул, а будущее – результат. При анализе внешнего поведения индивида мы можем описать результат как определенное соотношение организма и внешней среды, которое прекращает действие, направленное на его достижение, и делает возможной реализацию следующего поведенческого акта [Швырков, 1978]. Как выглядит достижение результата «изнутри», станет ясно, когда мы обсудим проблему системной детерминации активности нейронов.
На основании результатов уже самых ранних своих экспериментов П.К. Анохин пришел к выводу о том, что для понимания приспособительной активности индивида следует изучать не «функции» отдельных органов или структур мозга в их традиционном понимании (как непосредственных отправлений того или иного субстрата (см. в [Александров, 1989]), а организацию целостных соотношений организма со средой. Суть подобных организаций состоит в том, что отдельные вовлеченные в них компоненты не взаимодействуют, а взаимосодействуют, т.е. координируют свою активность для получения конкретного результата. Рассмотрев функцию как достижение этого результата, П.К. Анохин дал следующее определение функциональной системы: системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимоСОдействия компонентов, направленного на получение полезного результата.
Временной парадокс
Каким образом результат (событие, которое наступит в будущем) может детерминировать текущую активность, быть ее причиной? Решением этого «временного парадокса» была разработка представления об «информационном эквиваленте результата», о модели будущего результата (цели), которая и выступает в качестве такой детерминанты. Введение понятия об акцепторе результатов действия, формируемом до реального появления результата и содержащем его прогнозируемые параметры, стало существеннейшим этапом в развитии ТФС. Закономерности формирования и функционирования акцептора были проанализированы в многочисленных экспериментах и на самых разных уровнях: от поведенческого до тончайших нейрофизиологического и молекулярно-биологического. Почему же формулировке представления об акцепторе результатов действия придается такое значение в развитии ТФС?
Целенаправленность поведения
Уже для Аристотеля [1937] была очевидна целенаправленность поведения. Таким образом, идея целенаправленности никак не может считаться новой, хотя в истории можно выделить период, когда она была надолго вытеснена из научного обихода формирующимся механицизмом. В результате открытий эпохи Ренессанса в области анатомии и физиологии, а главное – вследствие появления классической механики, в которой детерминистическое описание исключало ссылки на цель, возникло представление о природе, оказавшееся полностью механистическим [Бор, 1961].
Однако позже понятие целенаправленности вновь стали использовать в своих теоретических построениях как физиологи, так и психологи. И в самое последнее время утверждается, что цель должна быть «центральной концепцией в любой модели поведения» [Heisenberg, 1994]. Но в связи с отсутствием у авторов адекватной теории, позволяющей изучать целевую детерминацию естественнонаучными методами, целенаправленность, присутствующая у них на уровне концептуальных схем, сразу исчезает, сменяясь реактивностью, как только дело доходит до «реальных механизмов» обеспечения активности организма и, в частности, мозга. В результате неизменно появляются эклектические представления (см. параграф 1).
По-видимому, подмена активности и целенаправленности реактивностью определялась и определяется тем, что естественнонаучные и вообще экспериментальные методы сочетаются, как правило, с каузальным объяснением поведения. Это объяснение традиционно связывается с парадигмой реактивности, в то время как парадигма активности, целенаправленности соотносится с телеологическим объяснением (см. в [Дружинин, 1993]). Данная ситуация противоречия между «респектабельным» каузальным и «сомнительным» телеологическим объяснением остроумно описывается словами, которые любил цитировать П.К. Анохин: «Телеология – это дама, без которой ни один биолог не может жить, но стыдится появляться с ней на людях».
Итак, заслуга П.К. Анохина состоит не в том, что он использовал понятие цели в анализе поведения, а в том, что, введя представление об акцепторе результатов действия, он устранил противоречие между каузальным и телеологическим описанием поведения. Именно поэтому рассмотрение поведенческого акта с позиций ТФС и как целенаправленного, и как причинного вполне правомерно [Швырков, 1978].
Проблема цели, которая организует части в целое, придавая ему особые свойства, тесно связана с вопросом о специфике жизни. С виталистических позиций она решалась постулированием существования особой силы, такой, как «мнема Блейлера», «руководящая сила Бернара» или «энтелехия Дриша». Так, Г. Дриш [1915] на вопрос о том, есть ли в цели нечто, объясняемое присущей только живому закономерностью, отвечал утвердительно. В качестве такой закономерности, не сводимой к явлениям неорганического мира, рассматривалась энтелехия – «элементарное начало» или «витальный фактор» жизни. Разработка представления об энтелехии способствовала критике механистических взглядов на причинность в биологии. Именно поэтому данное представление можно оценить, используя терминологию Ю.А. Шрейдера, как плюс-фикцию, сыгравшую позитивную роль в развитии науки наряду с такими фикциями, как флогистон, «демоны» Максвелла, гравитационные, электромагнитные поля и многие другие представления, фиктивный характер которых очевиден [Клайн, 1984].
Опережающее отражение
Анализ проблем происхождения и развития жизни с позиций ТФС привел П. К. Анохина [1978] к необходимости введения новой категории: опережающее отражение. Опережающее отражение появилось с зарождением на Земле жизни и является отличительным свойством последней. Как условие, определившее возможность появления жизни, П.К. Анохин рассматривал существование «предбиологических систем». Они обладали свойствами, обеспечивавшими устойчивость против возмущающих воздействий. Примером могут служить «аллостерические системы», устойчивость которых достигается за счет ретроингибирования: торможения начальных стадий химических превращений при достижении определенной концентрации конечного продукта этих превращений.
Опережающее отражение связано с активным отношением живой материи к пространственно-временной структуре мира и состоит в опережающей, ускоренной подготовке к будущим изменениям среды. Ясно, что опережающее отражение могло появиться только постольку, поскольку в мире имелись повторяющиеся ряды событий. Если бы временная структура мира была представлена только рядами никогда не повторяющихся событий, то опережающее отражение и, следовательно, жизнь не могли бы возникнуть. Так как принцип активного опережающего отражения начал действовать вместе с возникновением жизни, он представлен на всех уровнях ее организации. Именно поэтому речь должна идти не о смене реактивности активностью на определенном этапе онтоили филогенеза, на определенном уровне организации тех или иных процессов, а только о том, в какой форме этот принцип представлен на данном этапе и уровне.
Рассматривая в связи со сказанным утверждение В.М. Бехтерева о том, что «реакция на внешнее воздействие происходит не в одних только живых организмах, но и в телах мертвой природы» [Бехтерев, 1991, с. 21], мы можем согласиться только с последней его частью. Да, тела мертвой природы реагируют, т.е. отвечают реакциями на внешние воздействия. Что же касается живого организма, если рассматривать его не как физическое тело, а как целостный индивид, совершающий приспособительное поведение, то следует признать, что он отражает мир опережающе: его активность в каждый данный момент – не ответ на прошлое событие, а подготовка и обеспечение будущего.