Типи багатофункціональних систем. Теорія функціональної системи анохіна п

Академік П.К. Анохін у фундаментальних працях з нейрофізіології – механізмів умовного рефлексу, онтогенезу нервової системи запровадив поняття системоутворюючого чинника (результату системи). Під наслідком системи П.К. Анохін розумів корисний пристосувальний ефект у взаємодії «організм – середовище», що досягається під час реалізації системи.

Поведінка індивіда можна описати як результат певної взаємодії організму із зовнішнім середовищем. Причому після досягнення певного результату, вихідний вплив припиняється, що уможливлює реалізацію наступного поведінкового акта [Швирков, 1978]. Тож у системної психофізіології поведінка розглядається з позиції майбутнього – результату.

З узагальнення експериментів П. До. Анохин дійшов висновку, що з розуміння взаємодії організму із середовищем слід вивчати не «функції» окремих органів чи структур мозку, які взаємодія, тобто координацію їхньої активності щоб одержати конкретного результату.

У системній психофізіології активність нейронів пов'язується не з якими - або специфічними «психічними» або «тілесними» функціями, а із забезпеченням систем, в які залучаються клітини найрізноманітнішої анатомічної локалізації і які, розрізняючись за рівнем складності та якості досягається результату, підпорядковуються загальним принципом функціональних систем [Анохін, 1975, 1978].

Саме тому системні закономірності, виявлені щодо нейронної активності у тварин, можуть бути застосовані для розробки уявлень про системні механізми формування та використання індивідуального досвіду в різноманітній діяльності людини [Александров, 2001].

У теорії функціональних систем П. К. Анохіна розроблено концепцію ізоморфності ієрархічних рівнів. Ізоморфність рівнів полягає в тому, що всі вони представлені функціональними системами, а не будь-якими спеціальними процесами та механізмами, специфічними для даного рівня, наприклад периферичного кодування та центральної інтеграції, класичного обумовлення та інструментального навчання, регуляції простих рефлекторних та складних довільних рухів тощо п. Незалежно від рівня системоутворюючим фактором для всіх цих систем є результат, а фактором, що визначає структурну організацію рівнів, їх упорядкованість, - історія розвитку.

Цей висновок узгоджується з уявленням про перетворення послідовності стадій психічного розвитку на рівні психічної організації - стрижнем концепції Я. А. Пономарьова перетворення етапів розвитку явища на структурні рівні його організації. І з позицією Л. С. Виготського, який вважав, що «індивід у своїй поведінці виявляє в застиглому вигляді різні вже закінчені фази розвитку». Ж. Піаже також наголошував на відповідності стадій розвитку рівням організації поведінки, вважаючи при цьому, що формування нової поведінки означає «асиміляцію нових елементів у вже побудовані структури».

Модель функціональної системи

Академік П.К. Анохін запропонував модель організації та регулювання поведінкового акту, в якій є місце для всіх основних процесів та станів. Вона отримала назву моделі функціональної системи. Її загальна будова показана на рис. 1.

Модель функціональної системи. Рис. 1.

Суть цієї концепції П.К. Анохіна полягає в тому, що людина не може існувати ізольовано від навколишнього світу. Він завжди відчуває вплив певних чинників довкілля. Вплив зовнішніх факторів був названий Анохіним обстановковою аферентацією. Одні дії для людини несуттєві або навіть неусвідомлювані, але інші, як правило, незвичайні, викликають у нього реакцію у відповідь. Ця реакція у відповідь носить характер орієнтовної реакції.

Усі які впливають людини об'єкти і умови діяльності, незалежно від своїх значимості, сприймаються людиною як образу . Цей образ співвідноситься з інформацією, що зберігається у пам'яті, та мотиваційними установками людини. Причому процес зіставлення здійснюється, швидше за все, через свідомість, що призводить до виникнення рішення та плану поведінки.

У центральній нервовій системі очікуваний результат дій представлений у вигляді своєрідної нервової моделі, названої Анохіним акцептором результату дії. Акцептор результату дії - це мета, яку спрямовано дію. За наявності акцептора дії та програми дії, сформульованої свідомістю, починається безпосереднє виконання дії. При цьому включається воля, а також отримання інформації про виконання поставленої мети.

Інформація про результати дії має характер зворотного зв'язку (зворотної аферентації) і спрямована на формування установки та відношення до дії, що виконується. Оскільки інформація проходить через емоційну сферу, вона викликає певні емоції, які впливають характер установки. Якщо емоції мають позитивний характер, то дія припиняється. Якщо емоції негативні, то виконання дії вносяться корективи [Маклаков, 2001].

Теорія функціональних систем П. К. Анохіна. Інформаційний аналіз та синтез

Теорія функціональних систем П. К. Анохіна дозволяє наблизитися до вирішення питання взаємозв'язку фізіологічних і психічних процесів і явищ. Ця теорія стверджує, що психологічний та фізіологічний опис поведінки та діяльності – це приватні описи єдиних системних процесів.

Властивість сприйняття навколишнього світу, в якому стимули, що відображаються, розрізняються як належні окремим підмножинам систем моделі суб'єктивного світу людини або тварини, називається рівнями сприйняття навколишнього світу.

- Структура, представлена ​​накопиченими в еволюції і в процесі суспільного та індивідуального досвіду людини сімома підмножиною систем, в яких представлені та відокремлені категорії суб'єктивної оцінки індивідом середовища та власної поведінки.

Психологічними дослідженнями виявлено сім рівнів сприйняття людини, що графічно зображуються у формі піраміди: місія, самоподання, переконання, здібності, люди мого оточення, поведінка, оточення.

Послідовність пірамідального розташування рівнів сприйняття моделі суб'єктивного світу людини відповідає послідовності формування суспільного та індивідуального досвіду індивіда.

Рівні сприйняття навколишнього світу людини- Структура, представлена ​​накопиченими в еволюції і в процесі суспільного та індивідуального досвіду людини сімома підмножиною систем, в яких представлені та відокремлені категорії суб'єктивної оцінки індивідом середовища та власної поведінки.

Щоб ефективно функціонувати у складному соціальному оточенні, люди мали розвинутися інтелектуальні здібності до ефективної комунікації, навчання, а головне - до розуміння як вчинків, а й думок і бажань своїх одноплемінників. Як з'явилися в людей ці здібності?

Деякі здібності під час еволюції людини могли розвиватися швидше за інших - наприклад, соціальний інтелект. Ключове значення має обсяг короткочасної пам'яті, що вимірюється кількістю ідей чи концепцій, із якими «виконавчий компонент» робочої пам'яті може працювати одночасно. Цю найважливішу характеристику робочої пам'яті називають short-term working memory capacity (ST-WMC). Численні експерименти показали, що в людини ST-WMC = 7. Більшість тварин не може обмірковувати комплексно, як частина єдиної логічної операції, більше однієї максимум двох ідей (ST-WMC = 2) .

Йдеться таким чином про магістральний напрям еволюції нашого розуму. Чи ми ставали «взагалі розумнішими», чи в нас удосконалювалися насамперед суворо певні, соціально-орієнтовані розумові здібності. Експериментальні дані свідчать на користь другої версії. Основне напрям еволюції нашого розуму пов'язані з формуванням мовних навичок - вживанням в трьохрічних дітей речень більш ніж 3 слів. Далі цей процес продовжує розвиватися колишньою «траєкторією», досягаючи рівня близько семи слів приблизно до 12 років і нарешті, семи ідей або концепцій, з якими «виконавчий компонент» робочої пам'яті може працювати одночасно у дорослих людей.

Спілкування у колективі та суспільстві сприяли формуванню та функціонуванню додаткових функціональних систем, пов'язаних із промовою. Поруч із виникненням мови проходив процес формування внутрішнього світу (суб'єктивного світу) людини, і розвивається соціальне спілкування.

Соціальне спілкування та індивідуальна біологічна унікальність індивідів є необхідними, але не достатніми ознаками персоніфікації спільноти. Ще одна обов'язкова умова полягає в наявності «міжіндивідуальних» відносин, тобто відносин індивіда до інших членів спільноти як до самостійних «персон», що мають не тільки власний зовнішній вигляд, але й власний внутрішній світ. Здатність до такого роду психофізичної персоніфікації вперше з'явилися у приматів і набула максимального розвитку у людей, які можуть «витончено» сприймати та оцінювати внутрішній світ (суб'єктивний світ) оточуючих як відмінний від їхнього власного.

За сучасними уявленнями, робоча пам'ять має досить складну структуру. Центральне місце у ній посідає «виконавчий компонент» (central executive component), локалізований у одному з ділянок префронтальної кори (зокрема полях Бродмана 9 і 46). Його головне завдання - утримувати увагу до тієї інформації, яка необхідна суб'єкту на вирішення нагальних завдань. Сама ця інформація може зберігатися десь ще. Її зазвичай називають короткочасною пам'яттю (short-term memory) та розглядають як компонент робочої пам'яті.

Пам'ять зберігається не в якійсь спеціально виділеній для цієї мети ділянці мозку, а розподіляється по всіх відділах, причому для запам'ятовування використовуються ті ж нейрони, які порушувалися при безпосередньому переживанні події (див.: Нейрони змагаються за право участі у формуванні рефлексів, « Елементи», 26.04.2007).

Суб'єктивний світ людини (СМЧ)– структура, представлена ​​накопиченими в еволюції та в процесі суспільного та індивідуального досвіду людини сімома підмножиною систем, у яких представлені та відокремлені категорії суб'єктивної оцінки індивідом середовища та власної поведінки . Що дозволяє «виконавчому компоненту» робочої пам'яті реалізувати обробку інформації одночасно (паралельно) за семи підмножинами систем , активізувати фактор новизни, і призвело до посиленої активації ранніх генів у клітинах мозку людини; в еволюції ці адаптивні модифікації функціональних систем забезпечили диференціальне виживання, привели до феномену людини і нової фази нейроеволюції.

Наша гіпотеза пояснює виникнення функції безпеки у соціальному спілкуванні.

У тварин всі основні функціональні системи представлені на двох (для мавп не більше 3) нижніх рівнях моделі сприйняття навколишнього світу відповідно рівень оточення (з ключовим питанням, що навколо?) і рівень поведінки (ключове питання, що роблю?). Ці рівні моделі сприйняття навколишнього світу відображають основну здатність тварин - пристосується до навколишнього середовища і тим самим вижити. При цьому системи, сформовані в природному середовищі, стають для тварин основними та необхідними для співіснування у природних умовах. Тому доросла вища тварина з системами, сформованими в штучному середовищі за участю людини, як правило, гине, при поміщенні її начебто звичні та природні природні умови її проживання. Це, звичайно, не знаходить пояснення у деяких учених, яких вважають, що у тварин поведінка, розумова та психічна діяльність спочивають на вроджених, спадково обумовлених інстинктах, закріплених у генетичній програмі протягом усієї еволюції.

Людина пристосована до різких змін довкілля та її функціональні системи крім двох нижніх рівнів сприйняття представлені ще п'яти рівнях сприйняття.

Рівні сприйняття моделі суб'єктивного світу людини та відповідні їм системи, безперервно підтримуючи активним фактором новизни, дозволили здійснити позитивний зворотний зв'язок генерації процесу виникнення та розвитку мови та мови .

За рахунок генерації процесу виникнення та розвитку мови та мови, більш об'єктивної оцінки навколишнього середовища, у процесі суспільного та індивідуального досвіду людини відбувається виділення все більшої кількості підмножин систем, у яких представлені та відокремлені категорії суб'єктивної оцінки індивідом середовища та власної поведінки. Ці підмножини систем якісно покращують об'єктивну оцінку навколишнього середовища та результатів власної діяльності, що забезпечує не тільки диференціальне виживання, але зумовлює феномен людини та нову фазу еволюційного циклу. .

Таким чином, обробка інформації із довкілля у людини йде одночасно і паралельно за семи підмножинами систем.

У більшості тварин обробка інформації із довкілля йде також паралельно, але з участю трохи більше 2 підмножин систем. В обох випадках цей процес пов'язаний із реалізацією вбудованих систем безпеки .

Основні становища ТФС П.К. Анохіна відображають уявлення П. К. Анохіна про те, що психіка виникла в еволюції тому, що психічні переживання містять узагальнену оцінку ситуації, завдяки чому вони виступають як важливі чинники поведінки (П. К. Анохін, 1978). Питання про функціональному сенсі суб'єктивного досвіду та переживань, їх роль у поведінці – одна з найважливіших проблем науки про мозок. Представляючи собою результат синтезу інформації, психічні феномени містять інтегровану оцінку ситуації, сприяючи цим знаходження поведінкової відповіді. Елементи узагальнення містяться у найпростіших психічних феноменах, таких як відчуття. При мисленні інформаційний синтез включає не лише з'єднання, а й перекомбінацію вже відомих відомостей, що є основою знаходження рішення. Це стосується як перцептивному рішенню, т. е. пізнання стимулу, і до висування і селекції гіпотез, побудові моделей майбутніх подій .

Комплексна функціональна система- Комплекс вибірково залучених компонентів - безліч систем, у яких взаємодія та взаємовідносини набувають характеру взаємосприяння компонентів, спрямованого на отримання корисного результату у співвідношенні «організм - середовище».

Подальший розвиток теорії функціональних систем П. К. Анохіна пов'язаний з .

Безліч досліджень у галузі штучного інтелекту стикаються з проблемою відсутності на сьогоднішній момент будь-якої потужної теорії свідомості та мозкової активності. Фактично ми маємо досить убогі знання про те, яким чином мозок навчається і досягає адаптивного результату. Однак, на даний момент відбувається помітне збільшення взаємовпливу галузі штучного інтелекту та нейробіології. За результатами математичного моделювання мозкової активності ставляться нові цілі для експериментів у галузі нейробіології та психофізіології, а експериментальні дані біологів у свою чергу багато в чому впливають на вектор розвитку ІІ.

Виходячи з вищесказаного, стає ясно, що для майбутнього успішного розвитку біонічного ІІ необхідна щільна співпраця математиків і нейробіологів, яка в результаті буде плідною для обох областей. Для цього, зокрема, необхідно вивчення сучасних успіхів теоретичної нейробіології.

На даний момент існують три найбільш опрацьовані та почасти експериментально перевірені теорії будови свідомості в галузі теоретичної нейробіології: теорія функціональних систем П.К. Анохіна, теорія селекції нейрональних груп (нейродарвінізм) Джеральда Едельмана та теорія глобальних інформаційних просторів Жана-П'єра Шанже (спочатку сформульована Бернардом Баарсом). Решта теорій або є модифікаціями названих, або не підтверджена ніякими експериментальними даними. У цій статті мова піде про першу з цих теорій. Теорії функціональних систем П.К. Анохіна.

Парадигми реактивності та активності

Рис. 1. Дві парадигми нейрофізіології - реактивність та активність

Відповідно до парадигми реактивності за стимулом слідує реакція – поведінкова у індивіда, імпульсна у нейрона. В останньому випадку як стимул розглядається імпульсація пресинаптичного нейрона.

Відповідно до парадигми активності дія завершується досягненням результату та його оцінкою. У схему включається модель майбутнього результату: для людини, наприклад, контакт з об'єктом-метою.

Відповідно до реактивнісного підходу, агент не повинен проявляти активність без стимулів. Навпаки, при використанні парадигми активності ми можемо допустити випадок, коли агенту не надійшло жодного стимулу із зовнішнього середовища, проте, згідно з очікуванням агента, він мав надійти. У цьому випадку агент діятиме і навчатиметься для усунення неузгодженості, чого не може бути у разі найпростішої безумовної відповіді агента на стимул із зовнішнього середовища.

Теорія функціональних систем

Рис. 2. Загальна архітектура функціональної системи
(ОА – оточувальна аферентація, ПА – пускова аферентація)

Архітектура функціональної системи наведено на рис. 2. На схемі представлена ​​послідовність процесів при реалізації однієї функціональної системи. Спочатку відбувається аферентний синтез, який акумулює сигнали із зовнішнього середовища, пам'ять та мотивацію суб'єкта. На основі аферентного синтезу приймається рішення, на основі якого формується програма дій та акцептор результату дії – прогноз результативності дії, що здійснюється. Після чого безпосередньо відбувається дія та знімаються фізичні параметри результату. Однією з найважливіших частин цієї архітектури є зворотна аферентація – зворотний зв'язок, яка дозволяє будувати висновки про успішності тієї чи багато дії. Це безпосередньо дозволяє суб'єкту навчатися, оскільки порівнюючи фізичні параметри отриманого результату та передбачуваного результату, можна оцінювати результативність цілеспрямованої поведінки. Причому слід зазначити, що у вибір тієї чи іншої дії впливає дуже багато чинників, сукупність яких обробляється у процесі аферентного синтезу.

Такі функціональні системи виробляються у процесі еволюціїі навчання протягом життя. Якщо узагальнювати, то вся мета еволюції – це вироблення багатофункціональних систем, які будуть давати кращий пристосувальний ефект. Функціональні системи, що виробляються еволюцією, розвиваються ще до народження, коли немає прямого дотику із середовищем, та забезпечують первинний репертуар. Саме цей факт свідчить про еволюційну природу цих явищ. Такі процеси отримали загальну назву – первинний системогенез .

Системно-еволюційна теорія, розроблена Швирковим В.Б. з урахуванням теорії функціональних систем, відкидала навіть поняття «пускового стимулу» і розглядала поведінковий акт не ізольовано, бо як компоненту поведінкового континууму: послідовності поведінкових актів, здійснюваних індивідом протягом життя (рис. 3) . Наступний акт у континуумі реалізується після досягнення та оцінки результату попереднього акта. Така оцінка - необхідна частина процесів організації наступного акта, які, таким чином, можуть бути розглянуті як трансформаційні або процеси переходу від одного акта до іншого.

Рис. 3. Поведінково-тимчасовий континуум

З усього вищесказаного випливає, що індивід, і навіть окремий нейрон, повинні мати здатність виробляти образ результату дії і можливість оцінювати результативність своєї поведінки. За виконання цих умов поведінка можна з упевненістю називати цілеспрямованим.

Проте, процеси системогенезу відбуваються у мозку у розвитку (первинний системогенез), а й протягом життя суб'єкта. Системогенез– це утворення нових систем у процесі навчання. У рамках системно-селекційної концепції навчання – формування нової системи – розглядається як формування нового елемента індивідуального досвіду у процесі навчання. В основі формування нових функціональних систем при навченні лежить селекція нейронів з «резерву» (імовірно низько активних або клітин, що «мовчать»). Ці нейрони можуть бути позначені як преспеціалізовані клітини.

Селекція нейронів залежить від своїх індивідуальних властивостей, тобто. від особливостей їх метаболічних потреб. Відібрані клітини стають спеціалізованими щодо новоствореної системи – системно-спеціалізованими. Ця спеціалізація нейронів щодо новостворених систем постійна. Таким чином, нова система виявляється «добавкою» до раніше сформованих, «нашаровуючись» на них. Цей процес називається вторинним системогенезом .

Наступні положення системно-еволюційної теорії:
про наявність у мозку тварин різних видів великої кількості клітин, що «мовчать»;
про збільшення кількості активних клітин під час навчання;
про те, що новостворені спеціалізації нейронів залишаються постійними
що при навчанні відбувається швидше залучення нових нейронів, ніж перенавчання старих,
узгоджуються з даними, отриманими у роботах низки лабораторій.

Окремо хотілося б відзначити, що згідно з сучасними уявленнями психофізіології та системно-еволюційної теорії кількість та склад функціональних систем індивіда визначається як процесами еволюційної адаптації, які відображаються в геномі, так і індивідуальним прижиттєвим навчанням.

Теорія функціональних систем успішно досліджується шляхом імітаційного моделювання і її основі будуються різні моделі управління адаптивним поведінкою .

Замість ув'язнення

Хотілося б ще раз відзначити, що з моєї точки зору подальший розвиток області ІІ неможливий без тісної співпраці з нейробіологами, без побудови нових моделей на основі потужних теорій.

Список літератури

Багато галузей природознавства застосовують на практиці теорію функціональних систем П. К. Анохіна, що свідчить про її універсальність. Академіка вважають учнем І. П. Павлова, лише у студентські роки йому пощастило працювати під чуйним керівництвом У. М. Бехтерєва. Вплив важливих поглядів цих великих учених підштовхнуло П. До. Анохіна до створення та обгрунтування загальної теорії функціональних систем.

Історичні передумови

Деякі результати досліджень Павлова і сьогодні вивчаються в освітніх закладах. Слід зазначити, що теорію Дарвіна не видалено зі шкільної програми, але конкретних доказів її істинності не надано науковому загалу. Вона сприймається "на віру".

Однак спостереження за екосистемою Землі підтверджують, що не існує: рослини діляться одна з одною поживними речовинами, вологою, поступово все розподіляючи.

У тваринному світі можна помітити, що особи не вбивають більше, ніж потрібно для забезпечення їхньої життєдіяльності. Тварини, що порушують природний баланс через аномальну поведінку (наприклад, починають вбивати всіх підряд), як це часом трапляється з деякими представниками вовчої зграї, зазнають винищення своїми родичами.

Спостереження за первісними племенами, що збереглися в ХХ столітті, вивчаючи їхню культуру, побут можна зробити висновок про первісну людину, яка відчувала, розуміла, знав, що є частиною навколишнього середовища. Вбиваючи якусь тварину для харчування, він залишав дещо від убитого ним, але не як трофей, а як нагадування про витрачене чиєсь життя для продовження свого.

З цього випливає висновок про існування у давніх людей поняття спільності, залежності від різних факторів навколишнього середовища.

Сфера досліджень Петра Кузьмича

Теорія П. К. Анохіна навпаки побудована на основі великої експериментальної бази, чітко структурованої методології. Однак до цієї концепції академіка привели довгі роки спостережень, практики, експериментів, теоретичного опрацювання результатів. Не останню роль формуванні системного підходу до проблеми цілеспрямованої діяльності зіграли результати експериментів Павлова, Бехтерева, Сєченова. Разом про те, концепцію функціональних систем не можна назвати «копіюванням» чи «продовженням» теорій перелічених авторів через відмінність методології, загальної структури.

Методологічні підходи Павлова та Анохіна

p align="justify"> При детальному розгляді концепцій можна помітити, що позиції методології авторами розуміються і пояснюються зовсім по-різному.

Наведені основні методологічні принципи авторів дозволяють зробити висновок про їхню «протилежність». Теорія функціональних систем Петра Анохіна може бути логічним продовженням матеріалістичного вчення І. П. Павлова.

Вплив робіт В. М. Бехтерєва

Історичним фактом є розбіжності між творцем Об'єктивної психології та Павловим. Завдяки мстивості та дріб'язковості останнього Бехтерєв не був удостоєний Нобелівської премії.

Автор теорії функціональних систем описує функціонування школи Павлова як озвучення безлічі гіпотез (що приймаються на віру) і натомість одного фундаментального відкриття (умовний рефлекс). Дійсно, праці знаменитого фізіолога (це кілька томів павлівських середовищ) – це обговорення зі співробітниками основних гіпотез та припущень.

Наукові праці Павлова отримали визнання світової громадськості і були, для свого часу, досить прогресивними, проте «рефлексологія», оформлена Бехтерєвим, мала недостатню павлівську теорію об'єктивністю. Вона вивчала вплив фізіології людини на її соціалізацію та поведінку.

Слід зазначити, що після загадкової смерті Володимира Михайловича і Рефлексологія, і Об'єктивна психологія, як наукові течії, були заморожені.

Вивчаючи спадщину Бехтерева і Анохіна, можна побачити деякі загальні принципи методології вивчення предмета. Достойний уваги і те що, що теоретичні припущення обох авторів завжди грунтувалися на практичних дослідженнях, спостереженнях. Тоді як Павлов допускав «винесення розгромних рецензій» лише через особистісну неприязнь.

Поява концепції, її розробка

Основи теорії функціональних систем закладалися ще в тридцятих роках ХХ століття на основі вивчення взаємодії центральної та периферичної нервової діяльності. Багатий практичний досвід Петро Кузьмич отримав у Всесоюзному інституті експериментальної медицини імені А. М. Горького, який став основою для створення в сорокових роках АМН СРСР та Ленінградського інституту експериментальної медицини.

Академік зміг вивчати нервову діяльність не лише на загальнобіологічному рівні. Перші кроки було зроблено у дослідженнях ембріологічних аспектів функціонування вищої нервової діяльності. У результаті структурний і функціональний підходи теорії систем Анохіна визнані найбільш досконалими. У ньому виділено приватні механізми та його інтеграція у складнішу систему вищого порядку.

Описуючи структуру поведінкових реакцій, академік дійшов висновку про інтегрування приватних механізмів у цілісний акт поведінки. Цей принцип і було названо «функціональною системою». Не проста сума рефлексів, а саме об'єднання їх у комплекси вищого порядку, згідно з теорією функціональних систем, ініціює поведінку людини.

З допомогою тих самих принципів можна як складні поведінкові реакції, а й окремі рухові акти. Саморегуляція є основним дієвим принципом теорії функціональної системи Анохіна. Досягнення запланованих цілей, які приносять користь для організму, відбувається за допомогою взаємодії та саморегуляції дрібніших компонентів системи.

До видання книги Анохіна «Філософські аспекти теорії функціональної системи» увійшли вибрані праці, які висвітлюють питання природного та штучного інтелекту, фізіології та кібернетики, а також системоутворюючих факторів.

Системогенез як основа теорії

У визначенні «функціональна система» описується як отримання корисного результату через взаємодію елементів широкої розподіленої системи, що постійно перетворюється. Універсальність теорії функціональної системи Анохіна П. К. полягає у застосуванні її по відношенню до будь-якої цілеспрямованої дії.

З погляду фізіології функціональні системи поділяються на дві категорії:

• Перша їх покликана зберегти сталість основних параметрів організму з допомогою саморегуляції, наприклад, підтримання температури тіла. У разі відхилень запускаються процеси саморегулювання внутрішнього середовища.
• Друга забезпечує пристосування до довкілля завдяки зв'язку з нею, яка регулює зміну поведінки. Саме ця система є основою різних поведінкових реакцій. Інформація про зміну довкілля є природним стимулом до коригування різних поведінкових форм.

Будова центральної системи складається з стадій, що змінюють один одного:

• аферентний синтез (або «приносить» до органу чи нервового центру);
• прийняття рішення;
• акцептор результатів дії (або "прийняття" результатів дії);
• еферентний синтез («що виносить», що передає імпульси);
• формування дії;
• оцінка досягнутого результату.

Різного роду мотиви та потреби (вітальні (спрага, голод), соціальні (спілкування, визнання), ідеальні (духовна та культурна самореалізація)) стимулюють та коригують форму поведінки. Однак, щоб перейти в стадію цілеспрямованої діяльності потрібна дія «пускових подразників», за допомогою яких відбувається перехід до стадії ухвалення рішення.

Ця стадія реалізується на основі програмування результатів майбутніх дій через залучення індивідуальної пам'яті людини по відношенню до навколишніх об'єктів та способів дії з досягнення мети.

Цілепокладання в теорії

Виділення мети поведінки у теорії функціональної системи Анохіна є ключовим моментом. Пряме відношення до цілепокладання мають як позитивні, так і негативні провідні емоції. Вони визначають вектор і сприяють виділенню мети поведінки, закладаючи основи моральності з позиції теорії функціональних систем. Ситуативні емоції діють як регулятор поведінки на даному етапі досягнення мети та можуть спровокувати відмову від мети чи зміну плану досягнення бажаного.

Принципи теорії функціональної системи Анохіна П. К. ґрунтуються на утвердженні неможливості прирівнювання послідовності рефлексів до цілеспрямованої поведінки. Поведінка відрізняється від ланцюга рефлексів наявністю систематизованої структури, що спирається програмування дій з допомогою випереджаючого відображення дійсності. Порівняння результатів дії з програмою та інші супутні процеси та визначають цілеспрямованість поведінки.

Схема функціональної системи

Теорія академіка та кібернетика

Кібернетика є наукою про закономірності процесів управління у різних системах. Методи кібернетики застосовуються у випадках, якщо зіткнення системи з навколишнім середовищем викликало певні зміни (підстроювання) у способах поведінки самої системи.

Неважко помітити, що існують певні межі дотику кібернетики та теорії функціональних систем Анохіна. Коротко слід описати ставлення Петра Кузьмича до нової на той час науці. Його по праву називають пропагандистом та розробником питань кібернетики. Про це свідчать статті, включені до збірки "Філософські аспекти теорії функціональної системи".

Цікавою в цьому плані є книга «Вибрані праці. Кібернетика функціональних систем». У ній докладно описуються питання та проблеми кібернетики та можливе їх вирішення за допомогою теорії функціональних систем, що наводиться як основний принцип управління серед біологічних систем.

Роль П. К. Анохіна у розвитку системного підходу полягає в обґрунтуванні наукової теорії з точною фізіологічною аргументацією, на відміну від його попередників. Теорія Анохіна - це універсальна модель роботи організму, що має точні формулювання. Так само не можна залишити без уваги функціонування моделі на основі процесів саморегуляції.

Універсальність теорії функціональних систем виявляється у можливості вивчення діяльності систем будь-якої складності, оскільки вона має досить опрацьовану структуровану модель. За допомогою численних експериментів було доведено, що закономірності кібернетики властиві будь-яких функціональних систем, включених у живі організми.

На закінчення

Існуюча вже понад п'ятдесят років теорія Анохіна Петра Кузьмича визначає людину як саморегулюючу систему, що єднається з навколишнім світом. На цьому ґрунті з'явилися нові теорії про виникнення хвороб та їх лікування, а також багато психологічних концепцій.

1 . Поведінковий акт будь-якого ступеня складності починається зі стадії аферентного синтезу .
Порушення, спричинене зовнішнім стимулом, діє не ізольовано. Воно обов'язково вступає у взаємодію Космосу з іншими аферентними збудженнями, мають інший функціональний сенс. Головний мозок безперервно обробляє всі сигнали, що надходять численними сенсорними каналами. І лише в результаті синтезу цих аферентних збуджень створюються умови для реалізації певної цілеспрямованої поведінки. Зміст аферентного синтезу визначається впливом кількох факторів: мотиваційного збудження, пам'яті, обстановної та пускової аферентації.

Мотиваційне збудження з'являється в центральній нервовій системі внаслідок тієї чи іншої вітальної, соціальної чи ідеальної потреби. Специфіка мотиваційного порушення визначається особливостями, типом викликала його потреби. Воно - необхідний компонент будь-якої поведінки. Важливість мотиваційного збудження для аферентного синтезу випливає вже з того, що умовний сигнал втрачає здатність викликати раніше вироблену харчодобувну поведінку (наприклад, біг собаки до годівниці для отримання їжі), якщо тварина вже добре нагодована і, отже, у неї відсутня мотиваційне харчове збудження.

Роль мотиваційного порушення у формуванні аферентного синтезу визначається тим, що будь-яка інформація, що надходить, співвідноситься з домінуючим в даний момент мотиваційним збудженням, що діє як фільтр, що відбирає найбільш необхідне для даної мотиваційної установки. Домінуюча мотивація як первинний системоутворюючий фактор визначає всі наступні етапи мозкової діяльності з формування поведінкових програм. Специфіка мотивацій визначає характер і «хімічний статус» внутрішньоцентральної інтеграції та набір мозкових апаратів, що залучаються. Як корисний результат певного поведінкового акту виступає задоволення потреби, тобто. зниження рівня мотивації.

Нейрофізіологічною основою мотиваційного збудження є виборча активація різних нервових структур, створювана насамперед лімбічною та ретикулярною системами мозку. На рівні кори мотиваційне збудження представлене специфічним патерном збудження.

Хоча мотиваційне збудження є дуже важливим компонентом аферентного синтезу, воно не єдиний його компонент. Зовнішні стимули зі своїми різним функціональним змістом стосовно даному, конкретному організму також роблять свій внесок у аферентний синтез. Виділяють два класи стимулів з функціями пускової та обстановної аферентації.

Умовні та безумовні подразники, ключові стимули (вид яструба – хижака для птахів, що викликає поведінку втечі, та ін) служать поштовхом до розгортання певної поведінки чи окремого поведінкового акту. Цим стимулам властива пускова функція. Картина збудження, створювана біологічно значущими стимулами в сенсорних системах, є пускова аферентація. Однак здатність пускових стимулів ініціювати поведінку не є абсолютною. Вона залежить від тієї обстановки та умов, у яких вони діють.

Залежність формування умовного рефлексу від обстановки досвіду було описано вже І.П. Павловим. Несподівана зміна обстановки може руйнувати раніше вироблений рефлекс. Однак обстановкова аферентація , хоч і впливає на появу та інтенсивність умовнорефлекторної реакції, сама нездатна викликати ці реакції.

Вплив обстановкової аферентації на умовний рефлекс найвиразніше виступив щодо явища динамічного стереотипу. У цих дослідах тварину тренували до виконання у порядку серії різних умовних рефлексів. Після тривалого тренування виявилося, що будь-який випадковий подразник може відтворити всі специфічні ефекти, характерні для кожного подразника в системі рухового стереотипу. Для цього лише необхідно, щоб він слідував у завченій тимчасовій послідовності. Таким чином, вирішальне значення при виклику умовних рефлексів у системі динамічного стереотипу набуває порядку їх виконання. Отже, атмосферна аферентація включає не тільки збудження від стаціонарної обстановки, а й ту послідовність аферентних збуджень, яка асоціюється з цією обстановкою. Ситуаційна аферентація створює приховане збудження, яке може бути виявлено, як тільки подіє пусковий подразник. Фізіологічний сенс пусковий аферентації у тому, що, виявляючи приховане збудження, створюване обстановочной аферентацією, вона приурочує його до певних моментів часу, найбільш доцільним з погляду самого поведінки.

Вирішальний вплив обстановкової аферентації на умовнорефлекторну відповідь було показано у дослідах І.І. Лаптєва – співробітника П.К. Анохіна. У його експериментах дзвінок вранці підкріплювався їжею, і той самий дзвінок увечері супроводжувався ударом електричного струму. В результаті було вироблено два різні умовні рефлекси: вранці – слиновидільна реакція, увечері – оборонний рефлекс. Тварина навчилася диференціювати два комплекси подразників, що відрізняються лише тимчасовим компонентом.

Аферентний синтез включає також використання апарату пам'яті. Очевидно, що функціональна роль пускових та обстановкових подразнень певною мірою вже обумовлена ​​минулим досвідом тварини. Це і видова пам'ять, і індивідуальна, набута внаслідок навчання. На стадії аферентного синтезу з пам'яті вилучаються і використовуються ті фрагменти минулого досвіду, які корисні, потрібні для майбутньої поведінки.

Таким чином, на основі взаємодії мотиваційного, обстановного збудження та механізмів пам'яті формується так звана інтеграція чи готовність до певної поведінки. Але, щоб вона трансформувалася в цілеспрямовану поведінку, потрібна дія з боку пускових подразників.
Пускова аферентація - Останній компонент аферентного синтезу.

Процеси аферентного синтезу, що охоплюють мотиваційне збудження, пускову та обстановкову аферентацію, апарат пам'яті, реалізуються за допомогою спеціального модуляційного механізму, що забезпечує необхідний для цього тонус кори великих півкуль та інших структур мозку. Цей механізм регулює та розподіляє активуючі та інактивуючі впливи, що виходять з лімбічної та ретикулярної систем мозку. Поведінковим виразом зростання рівня активації в центральній нервовій системі, створюваним цим механізмом, є поява орієнтовно-дослідних реакцій та пошукової активності тварини.

2. Завершення стадії аферентного синтезу супроводжується переходом до стадії прийняття рішення, яка визначає тип і спрямованість поведінки. Стадія ухвалення рішення реалізується через спеціальну та дуже важливу стадію поведінкового акту – формування апарату акцептора результатів дії. Це апарат, що програмує результати майбутніх подій. У ньому актуалізована вроджена та індивідуальна пам'ять тварини і людини щодо властивостей зовнішніх об'єктів, здатних задовольнити потребу, що виникла, а також способів дії, спрямованих на досягнення або уникнення цільового об'єкта. Нерідко в цьому апараті запрограмовано весь шлях пошуку у зовнішньому середовищі відповідних подразників.

Передбачається, що акцептор результатів дії подано мережею вставних нейронів, охоплених кільцевою взаємодією.Порушення, потрапивши до цієї мережі, тривалий час продовжує у ній циркулювати. Завдяки цьому механізму досягається тривале утримання мети як основного регулятора поведінки.

Перш ніж цілеспрямоване поведінка почне здійснюватися, розвивається ще одне стадія поведінкового акта – стадія програми дії чи еферентного синтезу. На цій стадії здійснюється інтеграція соматичних та вегетативних збуджень у цілісний поведінковий акт. Ця стадія характеризується тим, що дія вже сформована, але зовні вона ще не реалізується.

3. Наступна стадія – саме виконання програми поведінки. Еферентне збудження досягає виконавчих механізмів, і дія здійснюється.

Завдяки апарату акцептора результатів дії, в якому програмується мета і способи поведінки, організм має можливість порівнювати їх з афферентною інформацією про результати і параметри чинної дії, тобто. з зворотною аферентацією. Саме результати порівняння визначають наступну побудову поведінки, або вона коригується, або вона припиняється як у разі досягнення кінцевого результату.
Отже, якщо сигналізація про скоєну дію повністю відповідає заготовленої інформації, що міститься в акцепторі дії, пошукова поведінка завершується. Відповідна потреба задовольняється. І тварина заспокоюється. У разі коли результати дії не збігаються з акцептором дії і виникає їх неузгодженість, з'являється орієнтовно-дослідницька діяльність. Внаслідок цього заново перебудовується аферентний синтез, приймається нове рішення, створюється новий акцептор результатів дії та будується нова програма дій. Це відбувається до тих пір, поки результати поведінки не відповідатимуть властивостям нового акцептора дії. І тоді поведінковий акт завершується останньою санкціонуючою стадією задоволенням потреби.

Отже, у концепції функціональної системи найважливішим ключовим етапом, визначальним розвиток поведінки, є виділення мети поведінки. Вона представлена ​​апаратом акцептора результатів дії, що містить два типи образів , що регулюють поведінку, - самі цілі та способи їх досягнення. Виділення мети пов'язується з операцією ухвалення рішення як заключного етапу аферентного синтезу. У чому суть механізму, що призводить до ухвалення рішення, в результаті якого і формується мета?

Дослідники виділяють дві групи емоційних явищ.
1. Перша група – це провідні емоції . Їх виникнення пов'язане з появою чи посиленням потреб. Так, виникнення тієї чи іншої біологічної потреби, перш за все відбивається у появі негативних емоційних переживань, що виражають біологічну значущість тих змін, що розвиваються у внутрішньому середовищі організму. Якість і специфіка провідного емоційного переживання тісно пов'язані з типом і особливостями його потреби.
2. Друга група емоційних переживань - ситуативні емоції .
Вони виникають у процесі дій, які здійснюються щодо мети, і є наслідком порівняння реальних результатів з очікуваними. У структурі поведінкового акта, за П.К. Анохіна, ці переживання виникають в результаті зіставлення зворотної аферентації з акцептором результатів дії. У випадках неузгодженості виникають емоційні переживання з негативним знаком. При збігу параметрів результатів дії з очікуваними емоційні переживання мають позитивний характер.

Найбільш пряме ставлення до формування мети поведінки мають провідні емоції. Це стосується як негативних, і позитивних емоційних переживань. Провідні емоції з негативним знаком сигналізують суб'єкту про біологічну значущість тих відхилень, які відбуваються у його внутрішньому середовищі. Вони визначають зону пошуку цільових об'єктів, оскільки емоційні переживання, породжені потребою, спрямовані ті предмети, які здатні її задовольнити. Наприклад, у ситуації тривалого голодування переживання голоду проектується на їжу. Внаслідок цього змінюється ставлення тварини до харчових об'єктів. Воно емоційне, жадібно накидається на їжу, тоді як сита тварина може проявити повну байдужість до їжі.

Цілеспрямована поведінка – пошук цільового об'єкта, що задовольняє потреба, - спонукається як негативними емоційними переживаннями. Сприятливою силою володіють і уявлення про ті позитивні емоції, які в результаті індивідуального минулого досвіду пов'язані в пам'яті тварини та людини з отриманням майбутнього позитивного підкріплення або нагороди, що задовольняє конкретну потребу. Позитивні емоції фіксуються в пам'яті і згодом виникають щоразу як своєрідне уявлення про майбутній результат у разі виникнення відповідної потреби.

Отже, у структурі поведінкового акта формування акцептора результатів дії опосередковано змістом емоційних переживань. Провідні емоції виділяють мету поведінки і цим ініціюють поведінка, визначаючи його вектор. Ситуативні емоції, що у результаті оцінок окремих етапів чи поведінки загалом, спонукають суб'єкт діяти або у колишньому напрямі, або змінювати поведінка, його тактику, способи досягнення мети.

Згідно з теорією функціональної системи, хоча поведінка і будується на рефлекторному принципі, але вона не може бути визначена як послідовність або ланцюг рефлексів. Поведінка відрізняється від сукупності рефлексів наявністю особливої ​​структури, що включає як обов'язковий елемент програмування, яке виконує функцію випереджального відображення дійсності. Постійне порівняння результатів поведінки з цими програмуючими механізмами, оновлення змісту самого програмування та зумовлюють цілеспрямованість поведінки.

Таким чином, у розглянутій структурі поведінкового акта чітко представлені головні характеристики поведінки: його цілеспрямованість та активна роль суб'єкта у процесі побудови поведінки. Фахівці викреслюють карту мозку

Література
Анохін П.К. Біологія та нейрофізіологія умовного рефлексу. М., 1968.
Данилова Н.М. Функціональні стани: механізми та діагностика. М., 1985.
Данилова Н.М., Крилова А.Л. Фізіологія найвищої нервової діяльності. М., 1997.
Данилова Н.М. Психофізіологія. М., 1998.
Судаков К.В. Системна організація цілісного поведінкового акта// Фізіологія поведінки. Л., 1987.
Судаков К.В. Загальні засади побудови поведінкових актів з урахуванням теорії функціональних систем // Системні механізми поведінки / Під ред. К.В. Судакова, М. Баїч. М., 1990.
Судаков К.В. Загальні закономірності системогенезу// Теорія системогенезу/За ред. К.В. Судакова. М., 1997.
Mogenson GJ, Jones DL, Jim CJ. Від стимулювання до функціонування функцій між лімбічної системи і моторної системи // Progress in Neurobiology. 1980. Vol. 14.

1. Функціональна система є центральнопериферичною освітою, стаючи, таким чином, конкретним апаратом саморегуляції. Вона підтримує свою єдність на основі циклічної циркуляції від периферії до центрів і від центрів до периферії, хоч і не є «кільцем» у сенсі цього терміну.
2. Існування будь-якої функціональної системи обов'язково пов'язані з отриманням будь-якого чітко окресленого результату. Саме цей результат визначає той чи інший розподіл збуджень та активностей за функціональною системою загалом.
3. Іншою абсолютною ознакою функціональної системи є наявність рецепторних апаратів, що оцінюють результати її дії. Ці рецепторні апарати в одних випадках можуть бути вродженими, в інших це можуть бути великі аферентні утворення центральної нервової системи, які сприймають аферентну сигналізацію з периферії результатів дії. Характерною рисою такого аферентного апарату і те, що складається до отримання самих результатів дії.
4. Кожен результат дії такої функціональної системи формує потік зворотних аферентацій, що становлять усі найважливіші ознаки (параметри) отриманих результатів. У тому випадку, коли при доборі найефективнішого результату ця зворотна аферентація закріплює останню найефективнішу дію, вона стає «афферентацією, що санкціонує» [П.К.Анохін, 1935].
5. У поведінковому сенсі функціональна система має низку додаткових широко розгалужених апаратів.
6. Життєво важливі функціональні системи, на основі яких будується пристосувальна діяльність новонароджених тварин до характерних для них екологічних факторів, мають всі зазначені вище риси і архітектурно виявляються дозрілими точно до моменту народження. З цього випливає, що об'єднання частин кожної життєво важливої ​​функціональної системи (принцип консолідації) має стати функціонально повноцінним певному терміні розвитку плоду ще до народження [П.К.Анохин, 1968].

1. Аферентний синтез.
2. Прийняття рішення.
3. Формування акцептора результату дії.
4. Зворотній аферентації (еферентний синтез).
5. Цілеспрямована дія.
6. Санкціонуюча стадія поведінкового акта [П.К.Анохін, 1968].