Что означает понятие функциональная система. Функциональные системы. Понятие в анатомии и физиологии

В истории цивилизации практически нельзя найти такого момента, когда можно сказать, что именно в этот момент появилась идея о единстве мира. Уже тогда человек столкнулся с уникальной гармонией между целым и отдельными частями. Эта проблема является актуальной не только в биологии, но и в физике, экономике, математике и иных науках. Системный подход, который выливается в теоретическую трактовку, носит название «Общая теория функциональных систем». Он образовался в результате реакции на бурное развитие аналитических концепций в науке, которые удаляют творческую идею от того, что длительный период времени именовалось проблемой целостного организма. Что же представляют собой функциональные системы в понимании различных наук? Давайте разбираться.

Понятие в анатомии и физиологии

Человеческий организм представляет собой совокупность разных функциональных систем. В данный момент есть только одна из всех систем, которая доминирует. Цель ее деятельности заключается в возвращении к норме определенной величины. Она образуется временно и направлена на достижение результата. Функциональная система (ФС) - это комплекс тканей и органов, что относятся к разным анатомическим структурам, но объединяются для того, чтобы достичь полезного результата.

Существует два вида ФС. Первый вариант обеспечивает саморегуляцию организма за счет внутренних его ресурсов, не нарушая его границ. Примером этого может выступать поддержание постоянного кровяного давления, температуры тела и прочее. Эта система автоматически компенсирует сдвиги во внутренней среде организма.

Второй вид ФС обеспечивает саморегуляцию путем изменения поведенческих актов, взаимодействия с внешней средой. Этот вид функциональных систем является основой формирования разных типов поведения.

Структура

Структура функциональной системы достаточно проста. Каждая из таких ФС состоит из:

• центральной части, характеризующейся комплексностью нервных центров, которые регулируют определенную функцию;
• исполнительной части, обусловленной совокупностью органов и тканей, деятельность которых нацелена на достижение результата (сюда относят также и поведенческие реакции);
• обратной связи, что характеризуется возникновением после деятельности второй части системы вторичного потока импульсов в ЦНС (она дает информацию об изменении величины);
• полезного результата.

Свойства

Каждые функциональные системы организма имеют некоторые свойства:

1. Динамичность. Каждая ФС является временной. Разные органы человека могут входить в комплекс одной ФС, тогда как одни и те же органы могут находиться в разных системах.
2. Саморегуляция. Каждая ФС способствует поддержанию на постоянном уровне величин без внешнего вмешательства.

Все системы работают следующим образом: при изменении величины импульсы поступают в центральную их часть и формируют образец будущего результата. Дальше в деятельность включается вторая часть. Когда полученный результат будет совпадать с образцом, функциональная система распадается.

Теория Анохина П.К.

Анохиным П.К. была выдвинута теория функциональных систем, которая описывает модель поведения. Согласно ей все отдельные механизмы организма объединяются в единую систему приспособительного акта поведения. Акт поведения, каким бы сложным он ни был, начинается с афферентного синтеза. Возбуждение, которое было вызвано внешним раздражителем, вступает в связь с другими возбуждениями, которые являются иными по функциям. Мозг синтезирует эти сигналы, которые поступают в него по сенсорным каналам. В результате этого синтеза он создает условия для осуществления целеустремленного поведения.Синтез включает в себя такие факторы, как мотивацию, афферентацию пусковую, обстановочную, а также память.

Дальше переходит в стадию принятия решения, от которой зависит тип поведения. Эта стадия возможна при наличии сформированного аппарата акцептора результатов действия, который закладывает результаты событий, что произойдут в будущем. Потом происходит осуществление программы действия, где возбуждения интегрируются в единый акт поведения. Таким образом, действие является сформированным, но не реализованным. Дальше идет стадия выполнения поведенческой программы, потом происходит оценка результатов. На основании этой оценки поведение корректируется или действие прекращается. На последней стадии прекращают свою деятельность, совершается удовлетворение потребности.

Менеджмент

Постоянное развитие рыночных отношений и конкуренция предполагают, что должна использоваться новейшая функциональная система управления. Это будет способствовать увеличению результативности предприятия. ФС должны быть гибкими, иметь способность самосовершенствоваться, вести высокоэффективные формы организации деятельности, а также создавать условия для новых научных и технических открытий. Главная задача - организация работы компании на рынке в настоящее и будущее время, оценивание возможностей фирмы, а также поиск нужных возможностей в условиях конкуренции.

Положения

Функциональная информационная система управления имеет несколько положений:

1. Чтобы достичь цели, необходимо провести анализ средств, отбор и применение сотрудников компании в соответствии с их квалификацией, обеспечение их необходимыми ресурсами.
2. Необходимо проводить анализ внешней среды, изучать ее изменения, а также управление фирмой в зависимости от этих изменений.

Хорошо построенная ФС менеджмента предусматривает наблюдение за развитием персонала, умелое применение их ресурсов. Поэтому рекомендуется вовлекать умелых талантливых людей, удерживать их, мотивируя их деятельность. Функциональные возможности системы управления направлены на отбор сотрудников и их развитие. Это и есть приоритетная задача в развитии ФС менеджмента. Пристальное внимание здесь уделяется и стратегии управления, когда руководство компании продумывает модель функционирования фирмы длительный период времени. Делается это для обеспечения конкурентоспособности компании. Модель продумывается с учетом потенциала фирмы, где главным является улучшение жизни персонала.

Математика

Математические функциональные системы тесно связаны с биологическими системами. Некоторые авторы рассматривают системный подход как применение математических ФС для изучения явлений в биологии, их научного объяснения. После построения ФС (математической модели) и определения задания происходит изучение свойств этой системы математическими методами: дедукцией и машинным моделированием.

Этапы системного подхода

В биологии системный подход слагается из нескольких этапов:

• абстрагирование, то есть построение системы и определение для нее задания;
• дедукция, то есть рассмотрение свойств системы с применением методов дедукции;
• интерпретация, то есть рассмотрение смысла свойств, что были найдены дедуктивными методами в биологическом явлении.

Точно также математические функциональные системы применяются для изучения явлений на производстве. Сначала теоретически формулируется математическая ФС, после этого ее задачи применяют к объяснению явлений, как в биологии, так и в менеджменте. На практике же системные закономерности могут разрабатываться на основе конкретного биологического материала, который должен быть основой формализации. При помощи быстрого математического осмысления закономерностей становится реальной перспектива развития знаний в биологии и физиологии. Но математическая теория систем биологических должна быть построена с привлечением целенаправленного поведения.

Специфика биологической системы заключается в том, что потребность в результате и путь его получения созревают внутри системы, в ее метаболических и гормональных процессах, после чего по нервным цепям потребность реализуется в актах поведения, которые допускают математическую формализацию. Таким образом, вопрос об использовании математических ФС в различных отраслях должен быть хорошо изучен.

Выводы

В основе каждой ФС находится потребность. Именно потребность и ее удовлетворение выступают в роли основных позиций в становлении и организации работы разных функциональных систем. Так как потребности изменчивы, все ФС тесно связаны между собой во времени. Полезный результат достигается через определенную деятельность, которая протекает на различных уровнях: биохимическом, психологическом, социальном. Именно деятельность представляется иерархией биохимической, индивидуально-психологической и психологически-социальной физиологическими системами. Таким образом, каждая ФС представляется в виде циклической замкнутой организации, которая постоянно саморегулируется и самосовершенствуется.

Основным критерием ФС является положительный результат. Какие-либо отклонения от уровня, что способствует обеспечению нормальной жизнедеятельности организма, воспринимаются рецепторами. С помощью нервной и гуморальной афферентации они включают в работу определенные нервные образования. Дальше через поведение, гормональные и вегетативные реакции возвращают результат к уровню, который необходим для нормального метаболизма. Все процессы происходят непрерывно по принципу саморегуляции.

Напоследок

Таким образом, изучение функциональных систем необходимо не только в биологии, физиологии, но и других науках. У всех них одна задача - получить необходимый позитивный результат. Знания о ФС можно успешно использовать для построения модели управления на предприятии, мотивируя сотрудников на положительный результат. Также математические навыки применяют для изучения биологических систем.

Теория функциональных систем , предложенная П.К.Анохиным, постулирует принципиально новый подход к физиологическим явлениям. Она изменяет традиционное “органное” и открывает картину целостных интегративных функций организма.

Возникнув на основе теории условных И.П.Павлова, теория функциональных систем явилась ее творческим развитием. Вместе с тем в процессе развития самой теории функциональных систем она вышла за рамки классической рефлекторной теории и оформилась в самостоятельный принцип организации физиологических функций. Функциональные системы имеют отличную от рефлекторной дуги циклическую динамическую организацию, вся деятельность составляющих компонентов которой направлена на обеспечение различных приспособительных результатов, полезных для организма и для его взаимодействия с окружающей средой и себе подобными. Любая , согласно представлениям П.К.Анохина, имеет принципиально однотипную организацию и включает следующие общие, притом универсальные для разных функциональных систем периферические и центральные узловые механизмы:

1. Полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы;
2. результата;
3. Обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы;
4. Центральную архитектонику, представляющую избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней;
5. Исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное .

С общетеоретической точки функциональные системы представляют саморегулирующиеся организации, динамически и избирательно объединяющие и периферические органы и ткани на основе нервной и для достижения полезных для системы и организма в целом приспособительных результатов. Полезными для организма адаптивными результатами являются в первую очередь обеспечивающие различные стороны метаболических процессов гомеостатические показатели, а также находящиеся за пределами организма результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие различные биологические (метаболические) организма, потребности зоосоциальпых сообществ, социальные и духовные потребности человека.

Функциональные системы строятся прежде всего текущими потребностями живых существ. Они постоянно формируются метаболическими процессами. Кроме того, функциональные системы организма могут складываться под влиянием специальных факторов окружающей организм среды. У человека это в первую очередь факторы социальной среды. Механизмы также могут быть причиной формирования функциональных систем, особенно поведенческого и психического уровней.

Совокупная деятельность множества функциональных систем в их взаимодействии определяет сложные процессы гомеостазиса организма и его взаимодействия со средой обитания.

Функциональные системы представляют, таким образом, единицы интегративной деятельности организма.

В русле системного подхода поведение рассматривается как целостный, определенным образом организованный процесс, направленный, во-первых, на адаптацию организма к среде и на активное ее преобразование, во-вторых. Приспособительный поведенческий акт, связанный с изменениями внутренних процессов, всегда носит целенаправленный характер, обеспечивающий организму нормальную жизнедеятельность. В настоящее время в качестве методологической основы психофизиологического описания поведения используется теория функциональной системы П.К. Анохина. 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) - это организация активности элементов различной анатомической принадлежности, имеющая характер ВЗАИМОСОДЕЙСТВИЯ, которое направлено на достижение полезного приспособительного результата. ФС рассматривается как единица интегративной деятельности организма. Результат деятельности и его оценка занимают центральное место в ФС. 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 системы 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 в целом 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 поведенческих 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 .

Типы и уровни сложности ФС. Функциональные системы имеют разную специализацию. Одни осуществляют дыхание, другие отвечают за движение, третьи за питание и т.п. ФС могут принадлежать к различным иерархическим уровням и быть разной степени сложности: одни из них свойственны всем особям данного вида (и даже других видов), например функциональная система сосания. Другие индивидуальны, т.е. формируются прижизненно в процессе овладения опытом и составляют основу обучения. Функциональные системы различаются по степени пластичности , т.е. по способности менять составляющие ее компоненты. Например, ФС дыхания состоит преимущественно из стабильных (врожденных) структур и поэтому обладает малой пластичностью: в акте дыхания, как правило, участвуют одни и те же центральные и периферические компоненты. В то же время ФС, обеспечивающая движение тела, пластична и может достаточно легко перестраивать компонентные взаимосвязи (до чего-то можно дойти, добежать, допрыгать, доползти).

Афферентный синтез. Начальную стадию поведенческого акта любой степени сложности, а следовательно, и начало работы ФС, составляет афферентный синтез. Важность афферентного синтеза состоит в том, что эта стадия определяет все последующее поведение организма. Задача этой стадии собрать необходимую информацию о различных параметрах внешней среды. Благодаря афферентному синтезу из множества внешних и внутренних раздражителей организм отбирает главные и создает цель поведения. Поскольку на выбор такой информации оказывает влияние как цель поведения, так и предыдущий опыт жизнедеятельности, то афферентный синтез всегда индивидуален. На этой стадии происходит взаимодействие трех компонентов: мотивационного возбуждения, обстановочной афферентации (т.е. информации о внешней среде) и извлекаемых из памяти следов прошлого опыта. В результате обработки и синтеза этих компонентов принимается решение о том, "что делать" и происходит переход к формированию программы действий, которая обеспечивает выбор и последующую реализацию одного действия из множества потенциально возможных. Команда, представленная комплексом эфферентных возбуждений, направляется к периферическим исполнительным органам и воплощается в соответствующее действие. Важной чертой ФС являются ее индивидуальные и меняющиеся требования к афферентации . Именно количество и качество афферентных импульсаций характеризует степень сложности, произвольности или автоматизированности функциональной системы.

Акцептор результатов действия. Необходимой частью ФС является акцептор результатов действия - центральный аппарат оценки результатов и параметров еще не совершившегося действия. Таким образом, еще до осуществления какого-либо поведенческого акта у живого организма уже имеется представление о нем, своеобразная модель или образ ожидаемого результата. В процессе реального действия от "акцептора" идут эфферентные сигналы к нервным и моторным структурам, обеспечивающим достижение необходимой цели. Об успешности или неуспешности поведенческого акта сигнализирует поступающая в мозг эфферентная импульсация от всех рецепторов, которые регистрируют последовательные этапы выполнения конкретного действия (обратная афферентация ). Оценка поведенческого акта как в целом, так и в деталях невозможна без такой точной информации о результатах каждого из действий. Этот механизм является абсолютно необходимым для успешности реализации каждого поведенческого акта. Более того, любой организм немедленно погиб, если бы подобного механизма не существовало. Каждая ФС обладает способностью к саморегуляции, которая присуща ей как целому. При возможном дефекте ФС происходит быстрая перестройка составляющих ее компонентов, так, чтобы необходимый результат, пусть даже менее эффективно (как по времени, так и по энергетическим затратам), но все же был бы достигнут.

Основные признаки ФС. В заключение приведем следующие признаки функциональной системы, как они были сформулированы П.К. Анохиным:

• ФС, как правило, является центрально-периферическим образованием, становясь, таким образом, конкретным аппаратом саморегуляции. Она поддерживает свое единство на основе циркуляции информации от периферии к центрам и от центров к периферии.

  Существование любой ФС непременно связано с существованием какого-либо четко очерченного приспособительного эффекта. Именно этот конечный эффект определяет то или иное распределение возбуждения и активности по функциональной системе в целом.

  Еще одним абсолютным признаком ФС является наличие рецептурных аппаратов, оценивающих результаты ее действия. В ряде случаев они могут быть врожденными, а в других - выработанными в процессе жизни.

  Каждый приспособительный эффект ФС, т.е. результат какого-либо действия, совершаемого организмом, формирует поток обратных афферентаций, достаточно подробно представляющий все наглядные признаки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закрепляет наиболее успешное действие, она становится "санкционирующей" (определяющей) афферентацией.

  Функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей ФС (принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения.

Значение теории ФС для психологии. Начиная с первых своих шагов, теория функциональных систем получила признание со стороны естественно-научно ориентированной психологии. В наиболее выпуклой форме значение нового этапа в развитии отечественной физиологии было сформулировано А.Р. Лурией (1978).

Он считал, что внедрение теории функциональных систем позволяет по-новому подойти к решению многих проблем в организации физиологических основ поведения и психики. Благодаря теории ФС:

• произошла замена упрощенного понимания стимула как единственного возбудителя поведения более сложными представлениями о факторах, определяющих поведение, с включением в их число моделей потребного будущего или образа ожидаемого результата;

  было сформулировано представление о роли "обратной афферентации" и ее значении для дальнейшей судьбы выполняемого действия, последнее радикально меняет картину, показывая, что все дальнейшее поведение зависит от успехов выполненного действия;

  было введено представление о новом функциональном аппарате, осуществляющим сличение исходного образа ожидаемого результата с эффектом реального действия - "акцепторе" результатов действия.

Тем самым П.К. Анохин вплотную подошел к анализу физиологических механизмов принятия решения, ставшему одним из важнейших понятий современной психологии. Теория ФС представляет образец отказа от тенденции сводить сложнейшие формы психической деятельности к изолированным элементарным физиологическим процессам и попытку создания нового учения о физиологических основах активных форм психической деятельности. Следует, однако, подчеркнуть, что, несмотря на непреходящее значение теории ФС, существует немало дискуссионных вопросов, касающихся сферы ее применения. Так, неоднократно отмечалось, что универсальная теория функциональных систем нуждается в конкретизации применительно к психологии и требует более содержательной разработки при изучении психики и поведения человека. Весьма основательные шаги в этом направлении были предприняты В.Б. Швырковым (1978, 1989), В.Д. Шадриковым (1994, 1997), В.М. Русаловым (1989). Тем не менее было бы преждевременно утверждать, что теория ФС стала главной исследовательской парадигмой в психофизиологии. Более того, существуют устойчивые психологические конструкты и явления, которые не получают необходимого обоснования в контексте теории функциональных систем. Речь, в первую очередь, идет о проблеме сознания, психофизиологические аспекты которой разрабатываются в настоящее время весьма продуктивно.

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 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. Типы и уровни сложности ФС. Функциональные системы имеют разную специализацию. Одни отвечают за дыхание, другие - за движение, третьи - за питание и т.п. ФС могут принадлежать к различным иерархическим уровням и быть разной степени сложности: одни из них свойственны всем особям данного вида (и даже других видов); другие индивидуальны, т.е. формируются пожизненно в процессе овладения опытом и составляют основу обучения.

Иерархия – расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему, причем каждый вышележащий уровень наделен особыми полномочиями по отношению к нижележащим. Гетерархия – принцип взаимодействия уровней, когда ни за одним из них не зафиксирована постоянная роль ведущего и допускается коалиционное объединение высших и низших уровней в единую систему действия.

Функциональные системы различаются по степени пластичности, т.е. по способности менять составляющие их компоненты. Например, ФС дыхания состоит преимущественно из стабильных (врожденных) структур и поэтому обладает малой пластичностью: в акте дыхания, как правило, участвуют одни и те же центральные и периферические компоненты. В то же время ФС, обеспечивающая движение тела, пластична и может достаточно легко перестраивать компонентные взаимосвязи (до чего-то можно дойти, добежать, допрыгать, доползти).

Афферентный синтез. Начальную стадию поведенческого акта любой степени сложности, а, следовательно, и начало работы ФС составляет афферентный синтез. Афферентный синтез – процесс отбора и синтеза различных сигналов об окружающей среде и степени успешности деятельности организма в ее условиях, на основе которого формируется цель деятельности, управление ею.

Важность афферентного синтеза состоит в том, что эта стадия определяет все последующее поведение организма. Задача этой стадии – собрать необходимую информацию о различных параметрах внешней среды. Благодаря афферентному синтезу из множества внешних и внутренних раздражителей организм отбирает главные и создает цель поведения. Поскольку на выбор такой информации оказывают влияние, как цель поведения, так и предыдущий опыт жизнедеятельности, постольку афферентный синтез всегда индивидуален. На этой стадии происходит взаимодействие трех компонентов: мотивационного возбуждения, обстановочной афферентации (т.е. информации о внешней среде) и извлекаемых из памяти следов прошлого опыта.

Мотивация – побуждения, вызывающие активность организма и определяющие ее направленность. Мотивационное возбуждение появляется в центральной нервной системе с возникновением у животного или человека какой-либо потребности. Оно – необходимый компонент любого поведения, которое всегда направлено на удовлетворение доминирующей потребности: витальной, социальной или идеальной. Важность мотивационного возбуждения для афферентного синтеза видна уже из того, что условный сигнал теряет способность вызывать ранее выработанное поведение (например, приход собаки к определенной кормушке для получения пищи), если животное уже хорошо накормлено и, следовательно, у него отсутствует пищевое мотивационное возбуждение.

Мотивационное возбуждение играет особую роль в формировании афферентного синтеза. Любая информация, поступающая в центральную нервную систему, соотносится с доминирующим в данное время мотивационным возбуждением, которое является как бы фильтром, отбирающим нужное и отбрасывающим ненужное для данной мотивационной установки.

Обстановочная афферентация – информация о внешней среде. В результате обработки и синтеза стимулов внешней среды принимается решение о том, “что делать” и происходит переход к формированию программы действий, которая обеспечивает выбор и последующую реализацию одного действия из множества потенциально возможных. Команда, представленная комплексом эфферентных возбуждений, направляется к периферическим исполнительным органам и воплощается в соответствующее действие. Важной чертой ФС являются ее индивидуальные и меняющиеся требования к афферентации. Именно количество и качество афферентных импульсаций характеризует степень сложности, произвольности или автоматизированности функциональной системы. Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, которая и определяет тип и направленность поведения. Стадия принятия решения реализуется через специальную, важную стадию поведенческого акта – формирование аппарата акцептора результатов действия.

Необходимой частью ФС является акцептор результатов действия – центральный аппарат оценки результатов и параметров еще не совершившегося действия. Таким образом, еще до осуществления какого-либо поведенческого акта у живого организма уже имеется представление о нем, своеобразная модель или образ ожидаемого результата.

Поведенческий акт – отрезок поведенческого континуума от одного результата до другого результата. Поведенческий континуум – последовательность поведенческих актов. В процессе реального действия от акцептора идут эфферентные сигналы к нервным и моторным структурам, обеспечивающим достижение необходимой цели. Об успешности или не успешности поведенческого акта сигнализирует поступающая в мозг афферентная импульсация от всех рецепторов, которые регистрируют последовательные этапы выполнения конкретного действия (обратная афферентация). Обратная афферентация – процесс коррекции поведения, на основе получаемой мозгом информации извне о результатах осуществляющейся деятельности. Оценка поведенческого акта, как в целом, так и в деталях невозможна без такой точной информации о результатах каждого из действий. Этот механизм является абсолютно необходимым для успешности реализации каждого поведенческого акта.

Каждая ФС обладает способностью к само регуляции, которая присуща ей как целому. При возможном дефекте ФС происходит быстрая составляющих ее компонентов так, чтобы необходимый результат, пусть даже менее эффективно (как по времени, так и по энергетическим затратам), но все же был бы достигнут.

Основные признаки ФС. П.К.Анохиным были сформулированы следующие признаки функциональной системы:

1) ФС, как правило, является центрально-периферическим образованием, становясь, таким образом, конкретным аппаратом само регуляции. Она поддерживает свое единство на основе циркуляции информации от периферии к центрам и от центров к периферии.
2) Существование любой ФС непременно связано с существованием какого-либо четко очерченного приспособительного эффекта. Именно этот конечный эффект определяет то или иное распределение возбуждения и активности по функциональной системе в целом.
3) Наличие рецепторных аппаратов позволяет оценивать результаты действия функциональной системы. В ряде случаев они могут быть врожденными, а в других – выработанными в процессе жизни.
4) Каждый приспособительный эффект ФС (т.е. результат какого-либо действия, совершаемого организмом) формирует поток обратных афферентаций, достаточно подробно представляющий все наглядные признаки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закрепляет наиболее успешное действие, она становится “санкционирующей” (определяющей) афферентацией.
5) Функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей ФС (принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения.

Значение теории ФС для психологии. Начиная с первых своих шагов, теория функциональных систем получила признание со стороны естественно-научной психологии. В наиболее выпуклой форме значение нового этапа в развитии отечественной физиологии было сформулировано А.Р.Лурией (1978).

Он считал, что внедрение теории функциональных систем позволяет по-новому подойти к решению многих проблем в организации физиологических основ поведения и психики.

Благодаря теории ФС:

Произошла замена упрощенного понимания стимула как единственного возбудителя поведения более сложными представлениями о факторах, определяющих поведение, с включением в их число моделей потребного будущего или образа ожидаемого результата.
- было сформулировано представление о роли “обратной афферентации” и ее значении для дальнейшей судьбы выполняемого действия, последнее радикально меняет картину, показывая, что все дальнейшее поведение зависит от выполненного действия.
- было введено представление о новом функциональном аппарате, осуществляющем сличение исходного образа ожидаемого результата с эффектом реального действия – “акцепторе” результатов действия. Акцептор результатов действия – психофизиологический механизм прогнозирования и оценки результатов деятельности, функционирующий в процессе принятия решения и действующий на основе соотнесения с находящейся в памяти моделью предполагаемого результата.

П.К.Анохин вплотную подошел к анализу физиологических механизмов принятия решения. Теория ФС представляет образец отказа от тенденции сводить сложнейшие формы психической деятельности к изолированным элементарным физиологическим процессам и попытку создания нового учения о физиологических основах активных форм психической деятельности. Однако следует подчеркнуть, что, несмотря на значение теории ФС для современной психологии, существует немало дискуссионных вопросов, касающихся сферы ее применения.

Так, неоднократно отмечалось, что универсальная теория функциональных систем нуждается в конкретизации применительно к психологии и требует более содержательной разработки в процессе изучения психики и поведения человека. Весьма основательные шаги в этом направлении были предприняты В.Б.Швырковым (1978, 1989), В.Д.Шадриковым (1994, 1997). Было бы преждевременно утверждать, что теория ФС стала главной исследовательской парадигмой в психофизиологии. Существуют устойчивые психологические конструкты и явления, которые не получают необходимого обоснования в контексте теории функциональных систем. Речь идет о проблеме сознания, психофизиологические аспекты которой разрабатываются в настоящее время весьма продуктивно.

Назад | |

Глубинные физиологические процессы, обеспечивающие такой сложный механизм организации поведения с помощью рассудочного мышления, во многом еще не выяснены. На сегодня общая схема формирования такого механизма наиболее точно сформулировал П.К. Анохин в своей гипотезе о функциональную систему.

Большинство сравнительно сложных форм целенаправленного поведения основываются на предыдущем видении цели, задачи и ожидаемого результата действия. В ЦНС можно выделить несколько стадий (этапов) формирования соответствующих механизмов обеспечения такой формы деятельности.

Аферентний синтез.

Первый этап заключается в "аферентному синтезе", что предшествует принятию решения. Он основывается на анализе и синтезе аферентної информации четырех компонентов: биологической мотивации (пищевые, половые, оборонительные и т. п), обстановкової афферентации (окружающая среда), пусковой афферентации (непосредственный стимул) и памяти.

Основным побудительным мотивом формирования аферентного синтеза являются биологически важные мотивации. Они формируют доминантное очаг возбуждения, к которому обращаются остальные компоненты и, в частности, память, что включает как генетически врожденный, так и приобретенный опыт по удовлетворению указанной потребности. Кроме того, в формировании первой стадии поведенческого акта большое значение имеет анализ всей сенсорной импульсации, поступающей. ее можно расчленить на две части: обстановкову (фоновую) и пусковую афферентации. Последний компонент-тот конкретный механизм, который запускает эту и последующие фазы формирования всей системы поведенческого акта.

Ведущую роль как структурное основание осуществления указанных процессов играют лобная и теменная ассоциативные зоны коры (об этом подробнее изложено в предыдущем разделе), в которых выражено процессы конвергенции нервных импульсов от различных образований ЦНС, которые обеспечивают аферентний синтез. Эти процессы дополнительно усиливаются конвергенцией активувальних влияний подкорковых структур и особенно ретикулярной формации аміноспецифічних систем мозга.

Формирование программы действия.

в Результате взаимодействия указанных факторов аферентний синтез формирует программу действия, состоящий из набора рефлекторных команд исполнительных органов (мышц, желез). Например, для двигательных рефлексов исполнительные команды выходят из пирамидных нейронов коры. В таком случае большое значение имеет вигальмовування побочных вариантов поведения, которые могли бы помешать выполнению адекватной реакции.

Акцептор результата действия.

самым Существенным (и спорным) в этой гипотезе считают предположение, что одновременно с указанными выше механизмами формируется так называемый акцептор результата действия, то есть нейронная модель предполагаемого эффекта действия. В обеспечении функционального назначения этого механизма участвуют кольцевые взаимодействия нейронов, которые при выполнении двигательных рефлексов получают импульсную активность от коллатералей пирамидного канала, передает команды к исполнительным органам.

Значение обратных связей в организации функциональных систем.

Выполнение команд (рефлексов) предопределяет результат, параметры которого оцениваются рецепторами. Информация об этом оценивание каналами "обратной связи" поступает в акцептора результата действия. И если эффект совпадает с предыдущей моделью результата, рефлекторные реакции прекращаются, то цель достигнута. Если такого совпадения нет, в программу действия вносятся коррективы, и ефекторне возбуждение способствует удлинению действия. Так происходит до тех пор, пока не будет достигнуто совпадения результата с его предсказуемой моделью. Указанные процессы реализуются ассоциативными зонами коры полушарий большого мозга, где с помощью нейронных ловушек происходит реверберация импульсных потоков, что обеспечивает кратковременное хранение следов интегративной программы.

После выполнения соответствующего поведенческого акта весь этот сложный цепь взаимодействующих нейронов розпалається. Поэтому к названию этого механизма входит слово "функциональный", то есть такой, что создается на время выполнения какой-либо функции. Если достичь полезного результата не удается, это может вызвать проявление негативных эмоций.

Принципиально по такой же схеме в ЦНС могут формироваться не только сложные программы для целенаправленного поведения субъекта, но и для регуляции относительно простых функций организма. Как наглядный пример функции такого рода можно привести механизмы терморегуляции, которые обеспечиваются заданістю параметров температуры в центре терморегуляции - гипоталамусе. То есть место формирования в ЦНС акцептора результата действия определяется самой функцией. Как отмечалось выше, при выполнении сложных движений такой акцептор образуется в корковом отделе двигательного анализатора.