Физиология ребенка-УП. Основы анатомии и физиологии ребенка

• Название: Основы анатомии и физиологии ребенка
• Анкор: Физиология ребенка-УП.doc
• Дата: 06.04.2018
• Размер: 1.3 Mb.
• Имя файла: Физиология ребенка-УП.doc
• Тип: Учебное пособие; #17722
• страница: 12 из 20

4.3. Функциональные системы организма
Расширение знаний о физиологических механизмах поведенческого акта привело исследователей к выводу о невозможности полного объяснения приспособительного характера поведения человека и животных с позиции теории условных рефлексов. Особенно это касается целенаправленного поведения. Согласно классической рефлекторной теории поведение заканчивается только движением, только действием. Однако для человека и животных важны, как правило, не действия, а их результаты.

Рефлекторная теория оказалась недостаточной для раскрытия физиологического содержания сложных этапов формирования приспособительного поведения. Работая с обезьянами, И.П.Павлов сталкивался порой с такими действиями животных, которые “условным рефлексом назвать нельзя”. Пример этому - накладывание обезьяной одного ящика на другой для того, чтобы достать приманку.

Важным шагом к новому пониманию механизмов работы мозга явилось учение А.А.Ухтомского о доминанте как функциональном ансамбле нервных центров с повышенной возбудимостью, расположенных на различных уровнях ЦНС. Доминанта включает в себя все элементы нервной системы и периферические аппараты. Основные свойства доминанты (повышенная возбудимость, способность к суммации и инерция) обеспечивают удержание возбуждения даже, когда первоначальный стимул перестал действовать. А.А.Ухтомский полагал, что механизм доминанты позволяет организму из огромной и разнообразной массы отбирать и закреплять те раздражители, которые представляют интерес и обеспечивают адаптивное поведение, нужное в данный момент.

Впервые понятие системности в русской физиологии было введено И.П.Павловым. Наиболее отчетливо черты системности отражены в разработанном И.П.Павловым учении о динамическом стереотипе. Сформированный динамический стереотип характеризуется рядом свойств, отличных от классических условных рефлексов. В динамическом стереотипе утрачивается значение условного раздражителя, а в качестве пускового стимула выступают “следы” от предшествующих раздражителей, то есть в данном случае проявляется механизм памяти.

Идеи И.П.Павлова о системности процессов ВНД оказали существенное влияние на развитие новой теории - теории функциональных систем, которая объясняет организацию физиологических функций на основе новых, отличных от рефлекторной теории, принципов. Сформированная П.К.Анохиным теория функциональных систем позволила понять “как единичные процессы, детали, результаты поведенческого действия соединяются в определенную гармоничную систему самоорганизующего характера”.

С позиций теории функциональных систем поведенческий акт рассматривается как системная динамическая структура, которая развертывается в определенной последовательности, имеет специфические узловые механизмы, объединенные различными уровнями ЦНС, и участвует в построении и реализации поведенческого акта. Следует отметить, что все функциональные системы, независимо от уровня организации и количества составляющих их компонентов, имеют одну и ту же функциональную организацию, в которой ведущим фактором является результат.

К узловым механизмам поведенческого акта любой степени относятся:

1) афферентный синтез;

2) стадия принятия решения;

3) формирование акцептора результата действия;

4) формирование эфферентной программы;

5) многокомпонентное действие;

6) достижение результата;

7) обратная афферентация о параметрах достигнутого результата и сопоставление его с ранее сформировавшейся моделью результата в акцепторе результата действия.

Нейрофизиологической основой афферентного синтеза является конвергенция (схождение) информации различной модальности на корковых нейронах и их обработка.

В основе стадии принятия решения лежит процесс освобождения организма “от чрезвычайно большого количества степеней свободы, способствующий формированию интеграла эфферентных возбуждений, необходимых и имеющих приспособительный смысл для организма именно в данный момент и именно в данной ситуации” (П.К.Анохин, 1968). Говоря иными словами, под принятием решения понимается избирательное возбуждение комплекса нейронов, которое обеспечивает возникновение единственной реакции, направленной на удовлетворение в данный момент доминирующей мотивации. При принятии решения выбирается какая-то одна поведенческая реакция, все остальные варианты тормозятся.

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

В ходе реализации целенаправленного поведения через звено обратной афферентации происходит постоянное сличение полученного результата с тем, который был запланирован в акцепторе результата действия. Результат этой оценки и определяет дальнейшее поведение.

Системный принцип организации живой материи прослеживается уже на ранних этапах эволюции. Так, первым этапом эволюции является возникновение “бесклеточных” систем: коацерватов и пробионтов. Они представляют собой своего рода “островки упорядоченности в океане беспорядка”. В процессе дальнейшей эволюции формируются несколько уровней организации живой материи. Организация клеточных структур обеспечивает субклеточный уровень жизни. Уже на этом уровне можно выделять системообразующий фактор, которым являются биохимические превращения. Так, в процессе биосинтеза белка складывается система взаимодействия органоидов клетки: ядра, ядрышки, рибосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольжди. Те же биосинтетические процессы определяют ритмичность на субклеточном уровне.

Единицей живой материи является клетка. На клеточном уровне уже прослеживается комплекс системообразующих факторов, которые обеспечивают само существование клетки, межклеточные взаимодействия, самовоспроизводство, рост, старение и смерть. Таким образом, на клеточном уровне возможно проследить все признаки живого организма. Целый ряд животных и растений “остановился” в эволюционном смысле именно на уровне одной клетки. Уже на этом уровне появляется способность к накоплению индивидуального опыта. Однако, на этом уровне для поведения характерна несигнальная форма приспособления, которая обеспечивается за счет макромолекулярных и ультраструктурных перестроек.

Исходя из представлений Л.А.Орбели о том, что в процессе эволюционного развития старые функциональные отношения не уничтожаются, а лишь затормаживаются новыми, можно предполагать сохранение протоплазмой клеток организмов, обладающих нервной тканью, свойств простейших - способности формировать следовые реакции за счет внутриклеточных перестроек. Это согласуется с точкой зрения П.К.Анохина о том, что эволюция изменила лишь “средства доставки информации”, но ее конечная обработка осуществляется на молекулярном уровне.

Следующим уровнем организации живой материи является тканевой уровень. Ткани представляют собой одинаковые по строению и функциям группы клеток, для которых характерна идентичная реакция на воздействие системообразующего фактора. На тканевом уровне происходит дифференцировка функций. Одни ткани начинают обеспечивать интегрирующие и поведенческие реакции организма (нервная ткань), другие - секреторные функции (эпителиальная), третьи - опорно-двигательные (костная, хрящевая, мышечная) и т.д. Важным фактором, определяющим нормальное взаимодействие тканей, является межклеточное взаимодействие, “узнавание” клеток, тенденция к объединению клеток, образующих идентичные ткани.

Следующим уровнем эволюции считается органный. Он связан с формированием органов и систем органов, в которых морфологически можно выделять разные ткани. Под системой органов понимают комплекс взаимозависимых, но в тоже время, относительно самостоятельных элементов, объединяемых выполнением определенной функции. Все системы организма связаны между собой в сложную иерархию, которая достигается за счет их взаимоподчиненности. В основе управления деятельностью всех систем и органов составляющих, организм человека, лежит деятельность нервной и эндокринной систем. Именно на основе иерархического принципа происходит объединение систем и органов в целостный организм.

Живой организм представляет собой сложнейшую многоэлементную систему. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается как единая система в развитии от момента зарождения до прекращения существования. Этот уровень можно также называть онтогенетическим.

Закономерные изменения организма в индивидуальном развитии составляют элементарные явления. В ходе онтогенеза в результате реализации наследственной информации в определенных условиях внешней среды формируется фенотип организмов данного биологического вида. Целостный организм выполняет функции живой системы, направленные на сохранение целостности, поддержание гомеостаза, саморегуляцию, самовоспроизведение и т.д. Для осуществления функций организма в целом необходима взаимосвязь и взаимозависимость функций составляющих его систем. Поэтому, наряду с внутренними механизмами саморегуляции систем, в организме должны существовать и внешние механизмы регуляции, соподчиняющие и координирующие их деятельность.

Организм является самоорганизующейся системой, т.е. он сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров, меняет их в зависимости от потребностей, что обеспечивает наиболее оптимальный характер функционирования его как биологической системы. Следует учесть, что основой физиологической регуляции является передача и переработка информации. Переработка информации осуществляется системой регуляции, которая состоит из отдельных элементов. Среди этих элементов можно выделить управляющее звено (ЦНС), входные и выходные каналы (нервы и жидкости, составляющие внутреннюю среду организма), воспринимающие системы (рецепторы). Часть управляющего устройства служит для хранения информации (аппарат памяти).

Вся система регуляции физиологических функций организма представляет собой иерархическую структуру трех уровней. Первый уровень составляют относительно автономные локальные системы, поддерживающие физиологические константы (гомеостаз). Второй уровень осуществляет приспособительные реакции в связи с изменениями внутренней среды. Здесь подбирается оптимальный режим работы физиологических систем для адаптации организма к нашей cреде. Третий уровень системы регуляции обеспечивает выработку критериев оценки состояния внутренней среды, настройку режимов работы первого и второго уровней, гарантирующих в итоге изменение вегетативных функций и поведения организма с целью оптимизации его жизнедеятельности.

Все организмы существуют не изолированно друг от друга, а образуют сообщества - популяции. Поэтому следующим уровнем организации живой материи является популяционно-видовой уровень. Объединение особей в популяцию происходит на основе общности генофонда. Популяция, в силу возможности межпопуляционных скрещиваний, представляет собой открытую генетическую систему.
4.3.1. Основные принципы теории функциональных систем.
Теория функциональных систем строится на основе ряда принципов:

1) результат деятельности является объективным и ведущим показателем активности функциональных систем в организме;

2) в основе динамической самоорганизации функциональных систем лежит принцип саморегуляции;

3) функциональные системы различных уровней характеризуются изоморфизмом;

4) избирательная мобилизация результатов деятельности отдельных органов и тканей в целостную организацию функциональной системы;

5) взаимное содействие элементов в функциональных системах при достижении конечных результатов;

6) консерватизм и пластичность в деятельности функциональных систем;

7) иерархия функциональных систем;

8) мультипараметрическое взаимодействие функциональных систем по конечным результатам;

9) последовательное динамическое взаимодействие функциональных систем;

10) принцип системогенеза.

Рассмотрим некоторые из этих принципов.

1. Результат действия - ведущий показатель деятельности функциональных систем. Результат действия выступает как ведущий фактор организации функциональных систем различного уровня. Активно воздействуя на организм, при постоянной сигнализации о его состоянии, адаптивный результат осуществляет своеобразную мобилизацию центральных и периферических элементов в функциональную систему. Такие результаты могут быть самыми разнообразными.

Метаболические результаты - это результаты деятельности метаболических процессов в организме, вследствии которых образуются продукты, необходимые для нормальной жизнедеятельности, или, наоборот, продукты, подлежащие удалению из организма.

Гомеостатические результаты - это ведущие показатели жидких сред организма - крови, лимфы, тканевой жидкости. Гомеостатические результаты представлены в крови уровнями питательных веществ, газов, физиологически активных веществ, рН, кровяного давления, температуры и т.д. Поддержание этих показателей на определенном уровне специальными функциональными системами определяет нормальное протекание метаболических процессов. Примером функциональной системы, контролирующей один из ведущих гомеостатических показателей, является система, определяющая оптимальное артериальное давление.

Результаты поведенческой деятельности удовлетворяют доминирующие метаболические и биологические потребности. Обменные процессы приводят к потреблению или накоплению определенных веществ, что формирует специальные потребности (пищевые, защитные, половые и т.д.). Удовлетворение этих потребностей требует от организма целенаправленной деятельности. Примером функциональной системы с поведенческим результатом является функциональная система питания, которая, формируясь на основе пищевой потребности, соответствующей пищевой мотивации, объединяет механизмы, направляющие человека на активный поиск пищи. Нахождение и потребление пищи составляют результат поведенческой деятельности.

Результаты социальной деятельности человека представлены прежде всего результатами его учебной и производственной деятельности, бытовой активности, мероприятиями по защите общества, общением с предметами культуры , искусства и т.д. Социальная деятельность обеспечивается специальными функциональными системами, включающими психическую деятельность. Результаты деятельности этих систем представлены отражением в сознании человека жизненно важных понятий, обратных представлений инструкций, знаний. Совокупная деятельность людей составляет социальные, функциональные системы, направленные на создание общественного продукта, мероприятий по общественной защите и т. д.

Многообразие полезных для организма приспособительных результатов свидетельствует о большом количестве функциональных систем, составляющих различные стороны жизнедеятельности целостного организма. Причем одни функциональные системы генетически детерминированы, другие - складываются по мере формирования отдельных потребностей организма, особенно поведенческих.

2. Любая функциональная система различного уровня организуется по принципу саморегуляции. Отклонение результата деятельности функциональной системы от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность организма, является фактором, мобилизирующим элементы этой системы, что обеспечивает восстановление оптимального уровня данного результата.

Поддержание различными функциональными системами определенного уровня физиологических показателей определяет “постоянство внутренней среды организма”, которое названо У. Кенноном гомеостазом. Следует понимать , что в организме отсутствует абсолютное постоянство внутренней среды, и все его константы динамичны и взаимосвязаны. В связи с этим точнее говорить не о гомеостазе, а о гомеокинезе. Те или иные отклонения показателей внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, составляют метаболическую или биологическую потребность организма. В каждый данный момент имеется ведущий параметр потребности - доминирующей потребности, которая возбуждает доминирующую функциональную систему и строит поведенческий акт, направленный на ее удовлетворение. То же самое относится и к поведенческим функциональным системам, деятельность которых направлена на достижение организмом биологических или социальных результатов во внешней среде. В этом случае поведение определяется внутренней потребностью, и достигнутые результаты деятельности по принципу саморегуляции оцениваются организмом исходя из удовлетворения потребности.

3. Изоморфизм функциональных систем проявляется в их однотипной организации. Согласно представлениям П.К.Анохина, любая функциональная система имеет универсальные периферические и центральные узловые механизмы: 1) полезный приспособительный результат как ведущее звено; 2) рецепторы результата; 3) обратную афферентацию, поступающую от рецепторов 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 целенаправленое поведение.

Любые изменения результата, а также и его оптимальное состояние, в каждой функциональной системе воспринимается соответствующими рецепторами. Сигнализация (обратная афферентация), возникающая в рецепторах, поступает в соответствующие нервные центры и избирательно вовлекает в данную функциональную систему элементы различного уровня для построения исполнительной деятельности, направленной на восстановление необходимого результата.

Наличие специфических рецепторов, контролирующих результаты, является исходным пунктом в механизме саморегуляции. Причем, степень отклонения результата обуславливает интенсивность раздражения рецепторов.

Любая функциональная система, согласно представлениям П.К. Анохина, независимо от сложности ее организации имеет однотипную центральную архитектонику, которая складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий: афферентного синтеза принятия решения, акцептора результата действия, эфферентного синтеза и, наконец, оценки достигнутого результата.

Исходной стадией центральной организации любой функциональной системы является стадия афферентного синтеза. На этой стадии в ЦНС осуществляется синтез информации, обусловленной внутренней потребностью, обстановочной и пусковой афферентацией с постоянным использованием генетических и индивидуальных приобретенных механизмов памяти. Эта стадия завершается стадией принятия решения, которая по своей физиологической сущности означает ограничение степеней свободы деятельности и выбор генеральной линии эффекторного действия, направленного на удовлетворение потребности организма, сформировавшейся на стадии афферентного синтеза. На стадии афферентного синтеза происходит программирование основных параметров результата и за счет обратной афферентации осуществляется их постоянная оценка. Эфферентный синтез проявляется формированием в ЦНС нейрональной программы эффекторного действия.

Изоморфизм различных функциональных систем отражает их принципиально одинаковую организацию. Однако в архитектонике функциональных систем различного уровня имеются некоторые различия. Большинство, систем гомеостатического уровня представлены внутренними т.е. генетически детерминированными механизмами саморегуляции. Результаты деятельности этих систем обеспечиваются в основном механизмами, не контролируемыми сознанием. Примером такой системы является система поддержания артериального давления.

Целенаправленное поведение обеспечивается функциональными системами с активным внешним звеном саморегуляции. Такие функциональные системы, как правило, строятся на основе многокомпонентных внутренних метаболических потребностей организма и обеспечивают их. Примером являются функциональные системы, которые своей деятельностью поддерживают оптимальный уровень в организме питательных веществ, продуктов обмена и т.п.

В функциональных системах психической деятельности человека, результат, находящийся вне организма, обычно не связан непосредственно с метаболическими потребностями, хотя может косвенно их обеспечивать. Подобные функциональные системы могут формироваться целиком функциями мозга и производной от этих функций - психической и поведенческой деятельностью, которые обеспечивают достижение полезных для организма приспособительных результатов. В качестве примера можно привести трудовую деятельность человека, направленную на достижение социально значимого для него и общества результата.

4. Принцип избирательной мобилизации заключается в объединении функциональной системой, для достижения полезного результата, анатомических элементов различных уровней. Причем, различные функциональные системы могут использовать в своей деятельности одни и те же или разные структуры. Каждая функциональная система обладает возможностью взаимозаменяемости и взаимокомпенсации эффекторных механизмов. В каждую функциональную систему, определяющую тот или иной результат, различные органы и даже тканевые структуры объединяются строго избирательно. Кроме того, каждая функциональная система избирательно включает нервно-гуморальные механизмы. Так, в функциональную систему, обеспечивающую необходимый уровень температуры тела, включаются легкие, почки, потовые железы, желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая система, нервная и эндокринная системы.

Системный принцип формирования может быть также применен к организации системы функциональных резервов организма. Так, в спортивной деятельности можно выделить систему функциональных резервов, которая складывается в зависимости от особенностей данного упражнения. В этой системе можно выделить несколько уровней: биохимический, физиологический, психологический, социальный. Согласно иерархии эти уровни функциональных резервов организма можно представить в виде пирамиды, где вершину образует социальный резерв, а в основании лежат биологические резервы.

Однако, для реализации резервных возможностей организма складывается сходная система, которая включает механизмы реализации движения, обратной связи, сенсорные системы, системы вегетативного обеспечения двигательной функции, системы регуляции данной функции. Главным системообразующим фактором является результат. Он же обеспечивает коррекцию деятельности в процессе ее выполнения. В системе представлены подсистемы всех уровней: биохимического, физиологического, психологического и социального.

5. Согласно представлениям П.К.Анохина, включение отдельных компонентов в функциональные системы осуществляется по принципу взаимодействия, что необходимо для достижения полезного для организма результата.

6. Принцип консерватизма и пластичности в деятельности функциональных систем указывает на качественные различия отдельных узловых механизмов. Так, результат действия и рецептор результата представляют консервативные элементы динамической организации. Специфические свойства рецепторов охватывают все возможные параметры меняющегося результата. Например, барорецепторы способны воспринимать любые изменения кровяного давления. Эти свойства рецепторов являются генетически детерминированными. Кроме рецепторов консервативность присуща афферентным нервам и центрам. Пластическими свойствами в функциональных системах обладают эффекторные центральные и периферические механизмы. Эти механизмы определяют взаимозаменяемость и компенсацию в деятельности функциональных систем при повреждениях того или иного звена. Так, после удаления легкого основная нагрузка в функциональной системе, обеспечивающей дыхание, приходится не столько на второе легкое, сколько на сердце, почки и т.д. Таким образом, функциональная система, включая элементы консерватизма и пластичности, представляет динамическое образование, заключающее в себе диалектическое противоречие устойчивости и изменчивости.

7. Принцип иерархии состоит в том, что в каждый временной момент деятельность организма определяется доминирующей мотивацией в плане адаптации к условиям среды. Доминирование функциональной системы в целостном организме определяется биологической, а для человека - прежде всего - социальной значимостью. По отношению к доминирующей функциональной системе остальные ”выстраиваются” в соответствии с их биологической и социальной значимостью в определенном иерархическом порядке, начиная от молекулярного уровня и заканчивая социальным. После достижения результата, удовлетворяющего доминирующую потребность, деятельность организма направляет другая доминирующая потребность, которая строит свою функциональную систему. Смена доминирующей функциональной системы на другую осуществляется всю жизнь индивида, отражая сущность непрерывно происходящего взаимодействия с окружающей средой.

Иерархическое взаимодействие различных функциональных систем всегда строится на основе сформированного А.А.Ухтомским принципа доминанты.
4.3.2. Системные механизмы поведения
С одной стороны поведение можно рассматривать как внешнее звено функциональных систем, которые обеспечивают своей деятельностью определенные показатели внутренней среды организма. С другой стороны, можно говорить о самостоятельных функциональных системах поведенческого уровня, формирующихся специальными системными механизмами деятельности мозга.

Как известно, живые существа возникли на Земле намного позже ее становления как космического тела. В связи с этим они должны бы принять все те физико-химические условия, которые сложились на планете. П.К.Анохин писал, что живые существа “вписались” в ранее сложившиеся на Земле атмосферные, температурные, водные, радиационные и т.д. явления. Изменения окружающих условий стали приводить к возникновению соответствующих пищевых, газовых, температурных и других потребностей живых организмов. В свою очередь, ведущие метаболические потребности инициировали активную деятельность живых существ, которая направлялась на преобразование среды существования с целью удовлетворения потребностей. Таким образом возникли сложные процессы саморегуляторной деятельности живой материи, которые включали активное воздействие на окружающую среду.

Адаптация к относительно постоянным и периодически повторяющимся событиям окружающего мира сформировала механизм генетически детерминированных форм поведения. Приспособление же к постоянно изменяющимся факторам окружающей среды выработало механизм динамических форм поведения, которые возникают в течение индивидуальной жизни. Наличие повторяющихся, особенно периодически, воздействий позволило организму приобрести, благодаря быстрым ферментативным реакциям, систему “предвидения” определенных свойств раздражителей, способствующих или препятствующих удовлетворению потребностей.

Согласно представлениям К.В.Судакова, ведущие потребности и их удовлетворение расчленяют поведенческую деятельность на отдельные отрезки - “кванты”. Каждый поведенческий “квант” формируется той или иной потребностью организма и завершается той или иной степенью ее удовлетворения. При удовлетворении потребности каждый “квант” заканчивается, и поведенческая деятельность определяется новой потребностью, которая формирует следующий “квант” поведения. Каждый “квант” поведения включает формирование соответствующей потребности, целенаправленную деятельность по ее удовлетворению, промежуточные и конечные результаты и их постоянную оценку за счет обратной афферентации.

Поскольку каждый полезный для организма результат определяется деятельностью специфической функциональной системы, каждый “квант” поведения имеет системную организацию, что позволяет говорить о системном “квантовании” поведения. Системные “кванты” целенаправленной деятельности могут основываться как на биологических (метаболических), так и социальных потребностях у человека. Биологические мотивации формируют целенаправленное поведение, приводящее к удовлетворению ведущих потребностей организма, обеспечивающих в конечном итоге его жизнеспособность. Социальные потребности человека в значительной мере определяются факторами социальной среды и включают такие мотивы как стремление к образованию, труду, творчеству и т.п. Социальные потребности человека значительно меняют характер его биологических потребностей и придают им социальную окраску. Поведенческие “кванты” у человека под влиянием предварительного обучения или инструкции могут строиться полностью на основе психической деятельности. Особенностью психического “квантования” поведения у человека является его выраженный опережающий по отношению к событиям окружающей среды характер. На основе “квантования” психической деятельности строятся процессы абстрагирования.

В каждом “кванте” целенаправленного поведения на основе врожденных и приобретенных механизмов памяти осуществляется опережающее программирование определенных свойств результатов, удовлетворяющих потребности организма. Любая потребность и формы взаимодействия организма со средой, а также процессы удовлетворения потребностей, запечатляются в мозговых структурах и по опережающему принципу воспроизводятся всякий раз при очередном возникновении соответствующей потребности. Программирование “кванта” определяется механизмом акцептора результата действия каждой функциональной системы.

Врожденная деятельность включает генетически детерминированные механизмы формирования метаболических потребностей, аппарат предвидения и оценки результатов поведенческой деятельности, а также генетически детерминированные механизмы удовлетворения потребностей, средства их достижения.

Инстинктивные “кванты” поведения характеризуются общими закономерностями.

1. Каждый “квант” инстинктивной деятельности развертывается на основе внутренней потребности и действия специальных факторов среды.

2. Генетически детерминированный “квант” поведения характеризуется жестким программированием этапных и конечных результатов поведения, удовлетворяющих лежащую в его основе доминирующую потребность организма.

3. Развертывание врожденного действия по удовлетворению потребности осуществляется при постоянном сравнении параметров достигнутых результатов с генетически запрограммированными свойствами акцептора результата действия. В случае отсутствия соответствующей этапной информации дальнейшее развертывание поведенческой реакции прекращается до тех пор, пока необходимая информация не будет получаться.

4. Получение информации о конечном результате, удовлетворяющем исходную потребность, завершает инстинктивный “квант” поведения и позволяет переключаться на другую форму деятельности.

5. Инстинктивное “квантование” поведения практически не использует механизмы индивидуального обучения.

В отличие от местного “квантования” поведения, которое наблюдается в относительно стабильных условиях существования, в меняющейся среде “квантование” поведения происходит, как было показано на животных, путем обучения. Классические исследования К.Лоренца и Н.Тинбергена показали, что обучение на первых стадиях онтогенеза происходит по принципу запечатления, импринтинга. Импринтингу способствует аппарат акцептора результата действия.

В обучении животных, и человека в том числе, на ранних стадиях онтогенеза важную роль играют родители, которые обеспечивают обогащение “квантов” поведенческой деятельности развивающегося организма. Однако настает момент, и начинается самостоятельное существование, процесс обучения приобретает индивидуальный характер. Следует отметить, что процесс обучения, в первую очередь, затрагивает механизмы предвидения результатов, удовлетворяющих ведущие потребности организма, и совершенствования способов и средств достижения необходимых результатов.

Все раздражители, с которыми сталкивается организм на пути удовлетворения потребности, фиксируются в его памяти, из которых в дальнейшем используются только наиболее значимые раздражители. Приобретенные “кванты” поведения, также как и врожденные, характеризуются рядом особенностей. Исследования, выполненные на животных, позволили выявить ряд особенностей приобретенных “квантов” поведенческой деятельности. Укажем некоторые из них.

1. Поведение животных в меняющейся среде отличается выраженной ориентировочно-исследовательской деятельностью. Приспособительное значение этой деятельности состоит в извлечении генетических и приобретенных навыков для удовлетворения ведущих потребностей организма в новой обстановке.

2. Программирование поведения в изменяющейся среде носит динамический, а иногда временный характер. Ориентируясь на условные раздражители, животные не программируют свойства менее значимых раздражителей внешней среды, предшествовавших удовлетворению потребностей.

3. Динамическое программирование поведения, по сравнению с жестким, характеризуется разветвленным и более обогащенным аппаратом акцептора результата действия, что позволяет более надежно предвидеть свойства потребного результата и способы его достижения.

4. Совершенствование “кванта” поведения в процессе обучения и общения с окружающей средой, наряду с обогащением аппарата программирования - акцептора результата действия, включает усовершенствование исполнительного аппарата и тех средств, с помощью которых индивидуум достигает жизненно важных результатов удовлетворения индивидуальных или общественных потребностей

Вероятно, сказанное выше можно экстраполировать и на приобретенное поведение человека. В эволюционном развитии человеческого общества в этот процесс все более интенсивно включаются различные средства производства, машины и т.д.

Центральным моментом организации любого системного “кванта” поведения является механизм динамического взаимодействия мотивационного и подкрепляющего возбуждения на различных уровнях ЦНС.

Для объяснения морфо-функциональных аспектов “кванта” поведения П.К.Анохин в 1968 г. выдвинул предположение, согласно которому распространение возбуждения по коллатералям пирамидных нейронов участвует в формировании акцептора результата действия. Этот аппарат рассматривается П.К.Анохиным как специальная группа интернейронов, связанных между собой такими взаимоотношениями, которые допускают между ними постоянную циркуляцию (реверберацию) возбуждения. П.К.Анохин полагал, что афферентная информация различной модальности на стадии афферентного синтеза первично перерабатывается на уровне корковых нейронов и на стадии принятия решения неизбежно распространяется в интегрированном виде на исполнители - пирамидные клетки коры. Эфферентная импульсация этих нейронов представляет “команду к действию”, выходящую на моторные и через лимбико-ретикулярную систему - на вегетативные исполнительные структуры. Копии этих команд по коллатералям пирамидного тракта достигают вставочных нейронов, возбуждение которых является основой формирования необходимого для организма результата. Механизм реверберации обеспечивает длительное сохранение возбуждения этих нейронов, что определяет продолжительность сохранения информации о цели и возможности оценки достигнутого результата за счет обратной афферентации.

Определенный интерес, особенно для педагога, представляет процесс формирования функциональных систем в пренатальном и раннем постнатальном периодах онтогенеза. Генетически детерминированное опережающее созревание специальных рецепторов как периферических, так центральных, обеспечивающих восприятие адаптивных результатов посредством обратной афферентации, участвует в формировании центральных и исполнительных внутренних звеньев саморегуляции функциональных систем гомеостатического уровня (функциональные системы питания, выделения, поддерживания определенного уровня физиологических показателей организма: артериальное давление, рН крови и т.д.). Другая группа рецепторов опережающе созревает по отношению к полезным приспособительным результатам поведения, которые на ранних этапах онтогенеза выступают как факторы, обеспечивающие жизнеспособность организма. Иллюстрацией этого является формирование и совершенствование функциональной системы, обеспечивающей держание головы ребенка. Первые неуверенные движения сменяются на быстрые, хорошо координированные действия. Таким образом, полезные приспособительные результаты являются системообразующими факторами становления функциональных систем разного уровня организации как развивающегося, так и зрелого организма.

Как уже указывалось, ведущими звеньями динамической организации различных функциональных систем являются доминирующая потребность и ее удовлетворение (результат деятельности), которые становятся узловыми в формировании деятельности систем. Наличие многообразия потребностей организма определяет функциональные системы как своеобразные единицы интегративной деятельности организма как единого целого. В таком случае актуализируется вопрос о том, каким образом каждая функциональная система “узнает” адекватную ей потребность, как на этой основе происходит объединение разнородных элементов в упорядоченную систему и каким образом функциональные системы, независимо от других, оценивают достижение своих полезных результатов. Очевидно, что для этого, помимо структурных особенностей организации и физиологических механизмов, в деятельности функциональных систем должен осуществляться, по мнению К.В.Судакова, информационный принцип. Информация о потребности и ее удовлетворении составляет новое качество, отличающее живые системы от систем неживой природы. Общая потребность организма обусловлена множеством параметров. Каждая отдельная функциональная система организма формируется каким-либо определенным параметром, составляющим часть общей потребности. Этот параметр тесно связан с другими параметрами общей потребности, которые также формируют функциональные системы. Таким образом, на каждом определенном этапе один из параметров является ведущим и будет наиболее важным для выживания, продления рода, для адаптации во внешней и социальной среде. В основе формирования функциональной системы лежит принцип доминирования.

Считается, что каждая потребность, помимо своих физико-химических параметров в тканях, характеризуется поступлением в циркулирующие жидкости организма специальных информационных молекул. Эту функцию выполняют молекулярные посредники (мессенджеры): олигопептиды, иммунные белковые комплексы, жирные кислоты и т.д. Молекулярные посредники взаимодействуют со специфическими рецепторами соответствующих тканей, в результате чего в нервных окончаниях возникает информационный процесс в форме распространяющейся нервной импульсации.

Помимо физико-химической и физиологической характеристики потребности, возможно наличие информационного сигнала потребности. Этот сигнал представляет собой совокупность физиологических процессов, несущих организму информацию о потребности. Информация о потребности посредством афферентных нервных импульсаций и гуморальных факторов поступает в центральную нервную систему.

В организме постоянно взаимодействует большое количество функциональных систем, в каждой из которых обмен информацией осуществляется на основе своих специфических информационных эквивалентов. Совокупная информационная деятельность их составляет общую информационную среду организма. Согласно представлениям К.В.Судакова и Е.Хидбома, важная роль в организации информационной среды организма принадлежит, кроме нервной, соединительной ткани. Как известно, эта ткань богата информационными молекулами. Здесь осуществляется тесное взаимодействие гормонов, олигопептидов, простагландинов, гликопротеинов, витаминов и других биологически активных информационных молекул.

Учитывая тот факт, что большинство функциональных систем поведенческого уровня включает внутренние (вегетативное) и внешние (поведенческие) звенья саморегуляции, можно их выделить отдельно. Внутреннее звено информационного ”каркаса” организма строится на эмоциональной оценке физико-химических и физиологических процессов, которые протекают в организме. В отличие от этого, внешнее звено строится на эмоциональной оценке взаимоотношений субъекта с окружающими условиями. У человека в процессе эволюции это звено приобрело ведущее значение в процессах афферентного синтеза в функциональных системах поведенческого и, особенно, психического уровня. Согласно представлениям Х.Б.Тяу, Л.К.Ниен (1988), Г.Келер (1989), Мак Лиан (1989) и Ч.В.Пак (1991) через информационную среду организма осуществляются различного рода воздействия: гипнотические, действие акупунктуры и т.д.

К.В.Судаков в целостном организме выделяет несколько качественно различных уровней информационных процессов.

1. Информационные процессы оценки и удовлетворения биологических потребностей. Оценка осуществляется в основном за счет аппарата отрицательных эмоций.

2. Информационные процессы удовлетворения биологических потребностей. Оценка производится на основе положительных эмоций на основе механизма обратной афферентации.

3. Информационные процессы психической деятельности. Оценка информации осуществляется на словесной основе.

4. Информационные процессы в зоопопуляциях. Оценка информации осуществляется на основе окраски, жестов, поведения и т.д. отдельных субъектов популяции.

5. Информационные процессы в социальных организациях человека. Оценка разнообразна : языковые символы, письмо, радио, телевидение, системы общественного контроля.

В настоящее время известно, что психическая деятельность человека осуществляется специальными мозговыми структурами и порождается различными психическими потребностями. Причем, психическая деятельность может отражаться в поведении, но может осуществляться и без выраженного поведенческого компонента. Согласно представлениям К.В.Судакова, психическая деятельность осуществляется у человека на основе самоощущения путем оперирования информационным интегралом субъективного - собственным “Я”, в постоянном взаимодействии с информацией из внутренней среды и окружающего мира.

Архитектоника психической деятельности в соответствии с теорией функциональных систем включает типичную для любого поведенческого акта последовательно сменяющие друг друга узловые механизмы (см. выше). На стадии афферентного синтеза на нейронах мозга происходит взаимодействие доминирующей мотивации с афферентацией, поступающей в ЦНС от действия обстановочных факторов, а также - с информацией, хранящейся в памяти. Информационным результатом этого механизма является критический момент психической деятельности - принятие решения. Важным этапом деятельности является формирование акцептора результата действия, в котором на информационной основе процессов памяти моделируются свойства потребного результата. После принятия решения психическая деятельность может осуществляться лишь мозговыми нейродинамическими исполнительными механизмами или включать поведенческую активность. В процессе деятельности человека осуществляется постоянное сравнение достигнутых результатов на отдельных “квантах” и их оценка, т.е. процессы психического подкрепления.

Таким образом, центральная архитектоника функциональных систем психической деятельности представляет собой динамику информационных процессов, разыгрывающихся на мозговом субстрате. Сюда включаются разнообразные процессы: трансформация доминирующей мотивации в деятельность, сопоставление подкрепляющих факторов со свойствами акцепторов результата действия и т.д. Механизмы этих процессов включают, наряду с импульсной активностью нейронов, участие олигопептидов. Эти вещества являются функционально специализированными: одни из них осуществляют передачу информации от метаболической потребности к нейронам мозга, формирующим соответствующую мотивацию, другие - определяют доминирование мотивации, третьи - ведут процессы трансформации доминирующей мотивации в поведение, четвертые - помогают оценивать достигнутые результаты (Судаков К.В., 1988).

В психической деятельности можно выделить две информационные основы “квантов” - эмоциональную и словесную. Согласно современным представлениям указанные основы обусловлены деятельностью разных полушарий головного мозга. Так, правое полушарие определяет преимущественно конкретно-образный компонент психической деятельности, тогда как левое полушарие - словесно-логический компонент.

Определенный интерес представляет анализ мыслительного процесса с позиций теории функциональных систем. Конечным результатом процесса мышления является формирование мыслей. Мыслительная деятельность может быть представлена как пространственно-временной континуум дискретных психических процессов: осознание потребности, предвидение потребных результатов и средств их достижения, оценка достигнутых результатов.

В процессе индивидуального развития системная организация мыслительной деятельности подвергается существенным изменениям. Так, началом мыслительной деятельности ребенка является осознание потребности и ее удовлетворение. Этот процесс обеспечивается благодаря специфическим эмоциям (очевидно здесь есть определенное сходство с животными). По мере обучения эти процессы начинают ассоциироваться со специальными словами. При этом ребенок, как правило, сначала усваивает слово, обозначающее удовлетворение потребности, а затем - устанавливает взаимосвязь ее удовлетворения с окружающими людьми, в первую очередь с родителями. Сами потребности и возникающие на их информационной основе желания сначала проявляются больше жестами, криком. Многократное удовлетворение однотипной потребности и ее ассоциация с определенным словом обеспечивает ребенку возможность обозначить ее словом.

В системном механизме запечатления важную роль играет информационный процесс подражания поступкам, что имеет место не только у человека, но и у животных. У людей это ведет к подражанию речи и укреплению приобретенных знаний.

Критическим этапом обучения, как известно, является процесс извлечения под влиянием доминирующей мотивации накопленного опыта, иначе говоря - процесс формирования мысли. В основе этого процесса лежит переход от пассивного запечатления ребенком реальной действительности к активному воздействию на нее, ее освоению и преобразованию.

Согласно представлениям Ю.М. Пратусевича и соавторов (1989), в процессе обучения создаются информационные “кванты” языка - ячейки, знаковые системы, которые характеризуют разнообразие потребностей, степень их выраженности и т.д., охватывающие обширные структуры мозга. Мыслительная деятельность, с одной стороны, может стимулироваться информационными влияниями доминирующей мотивации, с другой - она может строиться на основе информационного воздействия предварительной инструкции, что является основой обучения музыке, языку. Словесная или письменная инструкция формирует акцептор результата действия, который представляет цепь потребных результатов и ведущих к ним действий. Под влиянием внутренней мотивации или обстановочной афферентации эта своего рода информационная “энграмма” организуется в специальную функциональную систему психической деятельности.

Вершиной мыслительной деятельности является процесс творчества, который связан со способностью человека на основе полученных знаний формировать новый вопрос или проблему, что по сути является новой функциональной системой. В процессе мышления оценивается обстановка, восстанавливаются все ранее полученные знания, отделяется понятное от непонятного и формулируется гипотетический акцептор результата действия, который проверяется практической деятельностью.

Таким образом, функциональные системы психической деятельности организуются информационными процессами, которые обусловлены внутренними потребностями, словесной инструкцией, зрительными образами потребного результата и механизмами памяти. Процесс обучения осуществляется (при постоянном обогащении акцептора результата действия обученного) путем создания специальных моделей - “образов”, “матриц” и стереотипов необходимого знания. Впоследствии именно эти элементы системной деятельности воспроизводятся доминирующей мотивацией.