Изучая психофизиологическую структуру поведенческого акта, П.К. Анохин пришел к выводу о том, что рефлекс характеризует двигательный или секреторный ответ определенной структуры, а не организма в целом. В этой связи он выдвинул гипотезу о существовании функциональных систем, определяющих ответ всего организма на любые стимулы и лежащих в основе поведения.

По П.К. Анохину, функциональная система-это динамическая саморегулирующая организация, временно объединяющая различные органы, системы и процессы, которые взаимодействуют для получения полезного приспособительного результата в соответствии с потребностями организма. В основе функциональной системы лежит положение о том, что именно конечный (приспособительный) результат определяет комбинирование частных механизмов в функциональную систему. Каждая функциональная система возникает для достижения полезного приспособительного результата, необходимого для удовлетворения той или иной потребности организма. Таким образом, полезный приспособительный результат есть основной системообразующий фактор.

Выделяют три группы потребностей, в соответствии с которыми формируются три вида функциональных систем: внутренние -для сохранения гомеостатических показателей; внешние (поведенческие) -для адаптации организма к внешней среде; и социальные - для удовлетворения социальных потребностей человека.

С этих позиций организм человека есть совокупность различных функциональных систем, которые формируются в зависимости от возникающих потребностей организма. В каждый данный момент времени одна из них становится ведущей, доминирующей.

Функциональная система отличается способностью к постоянной перестройке, к избирательному вовлечению мозговых структур для осуществления меняющихся поведенческих реакций. При нарушении функции в какой-то части системы происходит срочное перераспределение активности во всей системе. В результате включаются дополнительные механизмы, направленные на достижение конечного приспособительного результата.

В структуре функциональной системы выделяют несколько функциональных блоков (рис. 13.3):

• 1) мотивация;
• 2) принятие решения;
• 3) акцептор результата действия;
• 4) афферентный синтез;
• 5) эфферентный ответ;
• 6) полезный результат системы;
• 7) обратная афферентация.

Афферентный синтез - это процесс анализа и интеграции различных афферентных сигналов. В это время решается вопрос о том, какой результат должен быть получен. Все афферентные сигналы можно разделить на четыре компонента:

1. Мотивационное возбуждение. Любой поведенческий акт направлен на удовлетворение потребностей (физиологических, познавательных, эстетических, и т.д.). Задача афферентного синтеза-отбор из огромного количества информации наиболее значимой, соответствующей доминирующей потребности. Эта потребность является мотивом для организации соответствующей поведенческой реакции. Возбуждение, формирующееся в центрах функциональной системы для реализации доминирующей потребности, называется мотивационным. Оно создается благодаря избирательной активации структур коры головного мозга со стороны таламуса и гипоталамуса и определяет «что организму нужно?».

Рис.13.3.

Например, изменение параметров внутренней среды при длительном неупотреблении пищи приводит к формированию комплекса возбуждений, связанных с пищевой доминирующей мотивацией.

• 2. Обстановочная афферентация - второй компонент афферентного синтеза. Она представляет собой поток нервных импульсов, вызванных множеством раздражителей внешней или внутренней среды, предшествующих или сопутствующих действию пускового раздражителя, т.е. она определяет, «в каких условиях находится организм». Например, обстановочная афферентация будет нести информацию о том, где находится испытывающий чувство голода человек, какую деятельность он выполняет в данный момент и т.д.
• 3. Аппарат памяти в структуре афферентного синтеза обеспечивает оценку поступающей информации путем сопоставления ее со следами памяти, имеющими отношение к данной доминирующей мотивации. Например, находился ли человек ранее в этом месте, были ли здесь источники пищи и т.д.
• 4. Пусковая афферентация-это комплекс возбуждений, связанных с действием сигнала, который является непосредственным стимулом для запуска той или иной реакции, т.е. в нашем примере это вид пищи.

Адекватная реакция может осуществляться лишь при действии всех элементов афферентного синтеза, что создает предпусковую интеграцию нервных процессов. Один и тот же пусковой сигнал в зависимости от обстановочной афферентации и аппарата памяти может вызвать разную реакцию. В нашем примере она будет различной при наличии и отсутствии у человека денег на приобретение пищи.

В основе нейрофизиологического механизма этой стадии лежит конвергенция возбуждений разной модальности к нейронам коры головного мозга, преимущественно лобных отделов. Большое значение в осуществлении афферентного синтеза играет ориентировочный рефлекс.

Принятие решения - это узловой механизм функциональной системы. На этом этапе формируется конкретная цель, к которой стремится организм. При этом возникает избирательное возбуждение комплекса нейронов, обеспечивающее возникновение единственной реакции, направленной на удовлетворение доминирующей потребности.

Организм имеет множество степеней свободы в выборе реакции. Именно при принятии решения происходит торможение всех степеней свободы, кроме одной. Например, когда человек хочет есть, он может купить еду, или поискать более дешевую, или пойти обедать домой. При принятии решения на основе афферентного синтеза будет избран единственный вариант, наиболее отвечающий всему комплексу информации о данной ситуации.

Принятие решения - это критический этап, который переводит один процесс (афферентный синтез) в другой -программу действий, после чего система приобретает исполнительный характер.

Акцептор результата действия - один из наиболее интересных элементов функциональной системы. Это комплекс возбуждений элементов коры и подкорки, обеспечивающий прогнозирование признаков будущего результата. Он формируется одновременно с реализацией программы действий, но до начала работы эффектора, т.е. опережающе. Когда действие осуществляется и афферентная информация о результатах этих действий переходит в ЦНС, эта информация в данном блоке сравнивается со сформированной ранее «моделью» результата. Если возникает несоответствие между моделью результата и результатом, полученным в действительности, в реакцию организма вносятся поправки до тех пор, пока запрограммированный и полученный в действительности результат не совпадут (причем коррекция может касаться и модели результата). В нашем примере, съев порцию пищи, человек может продолжать испытывать чувство голода и тогда он будет искать дополнительную пищу для удовлетворения пищевой потребности.

Эфферентный синтез - процесс формирования комплекса возбуждений в структурах ЦНС, обеспечивающий изменение состояния эффекторов. Это приводит к изменению деятельности различных вегетативных органов, включению желез внутренней секреции и поведенческих реакций, направленных на достижение полезного приспособительного результата. Эта комплексная реакция организма весьма пластична. Ее элементы и степень их вовлеченности могут варьировать в зависимости от доминирующей потребности, состояния организма, обстановки, предыдущего опыта и модели желаемого результата.

Полезный приспособительный результат-изменение состояния организма после совершения деятельности, направленной на удовлетворение доминирующей потребности. Как говорилось выше, именно полезный результат является системообразующим фактором функциональной системы. При совпадении полезного результата с акцептором результата действия данная функциональная система сменяется другой, формирующейся для удовлетворения новой доминирующей потребности.

П.К. Анохин подчеркивал важность обратной афферентации для достижения полезного приспособительного результата. Именно обратная афферентация позволяет сопоставить результат действия с поставленной задачей.

В нашем примере человек будет насыщаться, пока импульсация от внутренних органов о результате данного действия человека в акцепторе результата действия не совпадет с комплексом возбуждений, являющихся моделью «сытости».

Любая функциональная система работает по принципу опережения конечного результата (предвидения) и обладает рядом свойств, перечисленных ниже:

• Динамичность: функциональная система - временное образование из различных органов и систем для удовлетворения ведущей потребности организма. Различные органы могут входить в состав нескольких функциональных систем.
• Саморегуляция: поддержание гомеостаза обеспечивается без вмешательства извне за счет наличия обратной связи.
• Целостность: системный целостный подход как ведущий принцип регуляции физиологических функций.
• Иерархия функциональных систем: иерархия полезных для организма приспособительных результатов обеспечивает удовлетворение ведущих потребностей по уровню их значимости.
• Многопараметричность результата: любой полезный приспособительный результат имеет много параметров: физические, химические, биологические, информационные.
• Пластичность: все элементы функциональных систем, кроме рецепторов, обладают пластичностью и могут гибко взаимоза- менять и компенсировать друг друга для достижения конечного приспособительного результата.

Теория функциональных систем позволяет рассматривать разнообразные реакции организма-от простых, направленных на поддержание гомеостаза, - до сложных, связанных с сознательной социальной деятельностью человека. Она объясняет пластичность и направленность поведения человека в различных ситуациях.

Рассматривая образование функциональных систем в онтогенезе (теория системогенеза), П.К Анохин установил, что формирование всех ее элементов происходит с опережением возникновения ведущих потребностей организма. Это позволяет ему заблаговременно сформировать морфофункциональные и психофизиологические структуры для удовлетворения возникающих потребностей. Так, функциональная система свертывания крови формируется к первому году жизни, т.е. к периоду, когда ребенок начинает ходить и, следовательно, повышается угроза его травмирования. Функциональная система репродукции формируется к началу юношеского возраста, когда появляется физиологическая и психологическая готовность и возможность продолжения рода. Таким образом, знание периодов становления ведущих потребностей организма позволяет понять формирование соответствующих функциональных систем.

В русле системного подхода поведение рассматривается как целостный, определенным образом организованный процесс, направленный, во-первых, на адаптацию организма к среде и на активное ее преобразование, во-вторых. Приспособительный поведенческий акт, связанный с изменениями внутренних процессов, всегда носит целенаправленный характер, обеспечивающий организму нормальную жизнедеятельность. В настоящее время в качестве методологической основы психофизиологического описания поведения используется теория функциональной системы П.К. Анохина. Эта теория была разработана при изучении механизмов компенсации нарушенных функций организма. Как было показано П.К. Анохиным, компенсация мобилизует значительное число различных физиологических компонентов - центральных и периферических образований, функционально объединенных между собой для получения полезного приспособительного эффекта, необходимого живому организму в данный конкретный момент времени. Такое широкое функциональное объединение различно локализованных структур и процессов для получения конечного приспособительного результата было названо "функциональной системой".

Функциональная система (ФС) - это организация активности элементов различной анатомической принадлежности, имеющая характер ВЗАИМОСОДЕЙСТВИЯ, которое направлено на достижение полезного приспособительного результата. ФС рассматривается как единица интегративной деятельности организма. Результат деятельности и его оценка занимают центральное место в ФС. Достичь результата - значит изменить соотношение между организмом и средой в полезном для организма направлении.

Достижение приспособительного результата в ФС осуществляется с помощью специфических механизмов, из которых наиболее важными являются:

• афферентный синтез всей поступающей в нервную систему информации;

  принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели - акцептора результатов действия;

  собственно действие ;

  сличение на основе обратной связи афферентной модели акцептора результатов действия и параметров выполненного действия;

  коррекция поведения в случае рассогласования реальных и идеальных (смоделированных нервной системой) параметров действия.

Состав функциональной системы не определяется пространственной близостью структур или их анатомической принадлежностью. В ФС могут включаться как близко, так и отдаленно расположенные системы организма. Она может вовлекать отдельные части любых цельных в анатомическом отношении систем и даже детали отдельных целых органов. При этом отдельная нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа, весь орган в целом могут участвовать своей активностью в достижении полезного приспособительного результата, только будучи включены в соответствующую функциональную систему. Фактором, определяющим избирательность этих соединений, является биологическая и физиологическая архитектура самой ФС, а критерием эффективности этих объединений является конечный приспособительный результат. Поскольку для любого живого организма количество возможных поведенческих ситуаций в принципе неограниченно, то, следовательно, одна и та же нервная клетка, мышца, часть какого-либо органа или сам орган могут входить в состав нескольких функциональных систем, в которых они будут выполнять разные функции. Таким образом, при изучении взаимодействия организма со средой единицей анализа выступает целостная, динамически организованная функциональная система .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Формирование функциональных систем в процессе деятельности

В соответствии с выбранной целью и сформированным мотивом человек начинает планировать свою деятельность и отдельные действия, поступки. Это планирование происходит параллельно со сбором информации о внешней и внутренней среде, о наличии средств для достижения цели и о своих возможностях, с перебором способов использования средств достижения цели и т.д.

После планирования наступает этап реализации плана, в процессе которой человек совершает ряд двигательных действий, требующих включения в работу многих мышечных групп, а если работа продолжается долго, то и развертывания вегетативных систем, обеспечивающих работающие мышцы энергией и сохранение гомеостаза (внутренней среды организма).

Естественно, чтобы деятельность осуществлялась эффективно, чтобы человек мог достигнуть поставленной цели, требуется упорядочение работы мозга, мышц, вегетативных систем. Достигается это благодаря управлению и регуляции рефлекторных реакций, деятельности и поведения.

Управление – это такая организация процессов, которая обеспечивает достижение целей. Частным случаем управления является регуляция , т.е. обеспечение постоянства состояния системы, деятельности и поведения.

Управление и регуляция деятельностью спортсмена – это не простое реагирование его на внешние стимулы (воздействие тренера, соперника, болельщиков и т.п.) – это «самоуправление». (И.П. Павлов) Он писал, что «человек есть система в высшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующая». Ведущей системой управления и регуляции у человека является сознание. Однако психическая регуляция невозможна без привлечения и нейрофизиологических механизмов управления и регуляции, в частности без формирования «функциональной системы» (по П.К. Анохину).

П.К. Анохин создал теорию функциональных систем. По его определению системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата.

Принципы взаимодействия блоков в функциональной системе

Полезным результатом для функциональной систем может быть ее устойчивое состояние в изменившейся внешней или внутренней1 среде, что называют принципом наименьшего взаимодействия. Суть этого принципа состоит в том, что всякая изолированная система (в том числе и человек) стремиться к успокоению и все происходящие в ней изменения направлены на удаление от возмущающего эту систему воздействия. Система как бы минимизирует взаимодействие со средой. Этот принцип распространяется и на взаимодействие блоков внутри сложной системы. Целесообразность каждого блока сложной системы состоит в наименьшем взаимодействии с остальными блоками. Такая автономность ведет к тому, что каждый блок выполняет свою задачу.

Обучение, которое происходит в процессе тренировки, подчиняется этому принципу. Так, например, известно, что улучшение управляющих воздействий в процессе обучения связано с уменьшением объема информации, необходимой для управления действиями, с формированием более компактных и целевых опознавательных эталонов-образцов, при свертывании операций и двигательных компонентов опознавания. Баскетболист быстрее опознает ситуацию, которая складывается на игровой площадке.

С позиции минимизации объясняются факты расхождения в направленности изменения различных психических функций при состоянии напряженности: наиболее важные для данной деятельности функции повышают уровень функционирования, а менее значимые – снижают.

Таким образом, уменьшение взаимодействия функциональных систем с внешней средой и между блоками в самой системе являются отражением адаптации к условиям существования. Это находит выражение в экономизации сил и средств, затрачиваемых на достижение цели.

Однако следует иметь в виду, что минимизация взаимодействия – это один из этапов в жизни систем, оптимальность, достигнутая лишь для данных условий. Как только условия, меняются для получения нового полезного результата принцип минимального взаимодействия будет мешать приспособлению к изменившейся среде.

А.А.Ухтомский полагал, что принцип наименьшего действия присущ отдельным функциональным единицам в составе сложных систем. Суммарная же деятельность организма не во всех случаях подчиняется этому принципу. Например, предвидение событий заставляет человека уклоняться от пути наименьшего взаимодействия. П.К. Анохин высказывал мысль, что для получения полезного результата системе может пойти на самые большие возмущения во взаимодействии своих компонентов.

Применительно к спортивной деятельности можно сказать, что усиление взаимодействия возникает в связи с использованием новых, более высоких нагрузок, с формированием новых двигательных действий, с переделкой старых, а уменьшение взаимодействий связано с адаптаций функциональных систем к нагрузкам, со стабилизацией техники выполнения упражнений, с возникновением состояния тренированности на данном этапе многолетнего тренировочного процесса.

Блоки функциональной системы и их роль в управлении действиями

Деятельность человека разнообразна как по смыслу и действиям, так и по тем условиям, в которых она протекает. Разные цели, задачи и условия деятельности предъявляют и разные требования к человека и его функциональным системам. Поэтому функциональные системы каждый раз при изменении программы и условий деятельности частично или полностью реорганизуются. Т.е. могут состоять из разного количества блоков, выполняющих свои специфические функции. Это значит, что строение функциональных систем, формирующихся для получения полезных результатов, различно.

Рассмотрим схему управления функциональной системой (20 с). Она состоит из пяти блоков.

А - блок афферентного синтеза; Б – блок принятия решения; В – блок системы программы действия (деятельности); Г – блок исполнения и получения результата; Д – блок обратной связи.

Афферентный синтез осуществляется при взаимодействии четырех факторов:

• пусковой афферентации; (ПА)
• обстановочной афферентации; (ОА)
• памяти; (П)
• мотивации. (М)

Пусковой сигнал принимается с помощью органов чувств (в виде ощущений) передающим его в нервные центры, – афферентным нервам.

В ЦНС эти сигналы обрабатываются, в результате чего возникает образ объектов и ситуации. «Опознание» пусковой информации происходит с помощью памяти. Переработка в ЦНС пусковой информации имеет прежде всего задачу определить значимость данного сигнала для человека.

Человек должен выбрать, на какие сигналы следует реагировать, а на какие нет. Помогает осуществлять такой выбор механизм доминанты.

Опознание пускового сигнала приводит к появлению «модели потребного будущего» (по Н.А. Бернштейну), т.е., предвидению, что произойдет в будущем. Однако, прежде, чем принять решение человек должен сопоставить пусковую афферентацию и возможные виды реагирования, которые хранятся в памяти. Таким образом, афферентный синтез с учетом обстановочной афферентации необходим для того, чтобы еще до начала действия внести поправки в привычную (закрепленную в прошлом опыте) реакцию. Мотивация, особенно социального характера, либо усиливает реагирование, либо в качестве цензора отменяет намеченное действие.

Программирование действий. Афферентный синтез приводит к размышлению, т.е. сбору сведений для принятия обоснованного решения: что делать? какова цель действия? какая задача? Однако постановка задачи – это еще половина дела, необходим следующий этап управления: определение того как, с помощью каких средств, ресурсов можно решить эту задачу.

Наступает этап программирования деятельности. Принятие решения и программирование деятельности связаны со способностью мозга «заглядывать вперед», т.е. экстраполировать будущее.

Экстраполирование (предвидение) не может быть абсолютным, а носит вероятностный характер. Способность сопоставлять поступающую информацию о ситуации и хранящегося в памяти опыта о прошлом позволяет строить гипотезы о предстоящих событиях, приписывать им ту или иную вероятность.

По окончании программирования следует сигнал к реализации программы и выполнение самой программы (блок «Г»). Обратная связь и сличение. Контроль за действиями осуществляется с помощью обратной афферентации (по П.К. Анохину) или обратной связи (по Н.А. Бернштейну). Обратная связь – это информация о том, что произошло или происходит в данный момент в функциональной системе, как осуществляются действия, каковы их результаты. Обратная связь включает в себя не только сигналы с рецепторов, расположенных в работающих органах. Главное в обратной связи – это получение информации, на какой стадии решения задачи или достижения цели находится в данный момент функциональная система. Зная это, человек может дальше планировать свою деятельность. Для того, чтобы это узнать, надо сличать (сравнивать) информацию, поступающую по каналам обратной связи, с информацией, отражающей, что должно быть. Нервные образования, осуществляющие функцию сличения, названы Н.А. Бернштейном «аппаратом сличения», а П.К. Анохиным «акцептором действия» (блок В на схеме).

В результате этого сравнения возникает сигнал согласования или рассогласования, который передается в программирующий аппарат и учитывается при управлении действием. К исполнительным органам посылается «санкционирующая афферентация». Этот сигнал приводит либо к продолжению действия (если программа не выполнена), либо к остановке (если программа выполнена полностью, либо к переделке программы (если нужный результат при существующей программе не достигается). Важно отметить, что с помощью сличения различных видов информации предсказывается ход действия в предстоящее мгновение, т.е. аппарат сличения помогает осуществлять не только конечный контроль, но и текущий.

Обратная связь позволяет накапливать человеку опыт, что особенно ярко проявляется в тех случаях, когда информация о протекании действия вследствие кратковременности последнего не успевает проанализироваться человеком, а следовательно, не успевает совершиться коррекция по ходу действия. В этом случае обратная информация получается человеком уже после совершения действия путем оживления в памяти следов, а коррекция вносится при программировании повторного действия. Такого рода обратную связь называют «отставной».

Принцип доминанты и управление деятельностью

В условиях, когда к человеку поступает масса разнообразных раздражителей и сигналов, возникает задача отбора из них только имеющих для данной деятельности определяющее значение. Если бы каждая система в один и тот же момент реагировала на любой сигнал, было бы невозможно регулировать деятельность. Избежать хаоса в регуляции позволяет возникновение доминанты, т.е. временно господствующего очага возбуждения.

Впервые состояние доминанты описал А.А. Ухтомский, который установил, что если в одном из центров создается стойкий очаг возбуждения, то раздражение, адресованное в другой центр, вызывает реакцию, соответствующую не этому раздражителю, а стойкому очагу возбуждения. Это состояние он охарактеризовал как временно господствующий рефлекс, которым трансформируется и направляется работа прочих рефлекторных дуг и рефлекторного аппарата в целом.

А.А. Ухтомский сформулировал следующие признаки доминанты:

• повышенная возбудимость: доминантный очаг отвечает реакцией не только на адекватные для него раздражители, но и индифферентные (безразличные раздражители);
• стойкость возбуждения: способность доминантного очага находиться длительное время в состоянии возбуждения;
• способность к суммированию возбуждения: под влиянием посторонних раздражений сила возбуждения в доминантном очаге возрастает;
• сопряженное торможение: доминантный очаг тормозит другие рефлекторные реакции.

Следует, однако, отметить, что каждый признак сам по себе не характеризует состояние центра как доминантного. Необходимо наличие всех признаков.

Организующая роль доминанты проявляется в синхронизации активности центров, входящих в доминантный очаг, Каждый нервный центр имеет индивидуальный ритм, который при возбуждении дает импульсацию своей, отличной от других частоты. Если сравнивать различные центры друг с другом, то окажется, что они работают не ритмично, асинхронно. Когда же ряд центров начинает обеспечивать выполнение одной и той же функции, их работа проходит более синхронно, в близком ритме.

Однако синхронизация активности нервных центров связана не только с увеличением импульсации, но в случае необходимости и со снижением ее.

К учению А.А. Ухтомского о доминанте существенное дополнение сделано А.М. Ефимовой. Весь период существования доминанты она разделила на четыре этапа.

Первый этап – стадия взаимной корроборации – взаимное усиление уровня возбуждения доминантного и дополнительных очагов возбуждения. На этом этапе доминантный очаг, усиливая свое возбуждение за счет других очагов, способствует росту возбуждения и в недоминантных центрах.

Второй этап – стадия неконцентрированной доминанты, характеризующаяся ослаблением корроборации, причем в большей степени для недоминантных центров. Это приводит к тому, что доминантный очаг подкрепляется сторонними раздражителями, а недоминантные центры не подкрепляются. Однако рефлексы с недоминантных центров на этой стадии проявляются нормально, без угнетения их активности. Этот этап развития доминанты является наиболее типичным для повседневной жизни человека.

Третий этап – стадия концентрированной доминанты, характеризующаяся развитием сильного сопряженного торможения. Теперь с недоминантных центров рефлексы образуются меньше, чем прежде. В жизни такая доминанта встречается у людей, сильно увлеченных каким-либо делом.

Четвертый этап – торможение, затухание доминанты, которое происходит вследствие достижения цели, либо под влиянием появления другой, более сильной доминанты.

Роль доминанты в отборе сигналов имеет огромное значение в деятельности человека. Однако доминанта организует не только отбор сигналов и поиск необходимой для деятельности информации, но и ответную реакцию. Поскольку у функциональной системы, каким предстает человек во время деятельности, в каждый момент времени выход может быть только один, все многообразие осуществления двигательных актов должно быть сведено к одному единственному пути. Это обеспечивается доминантой, открывается лишь тот путь, который в данный момент обладает наибольшей возбудимостью. Созданию доминантного пути способствует мысленное проговаривание плана предстоящего действия, словесная инструкция педагога.

Следует отметить, что наряду с явным проявлением имеется и скрытое доминантное состояние. П.К. Анохин определял доминирование как стационарное поддерживание повышенной возбудимости и готовности к действию. Именно в силу этого свойства доминанта, формирующаяся в высших психических уровнях регуляции, может направлять и определять поведение человека на многие годы, а подчас и на всю жизнь.

Положительная роль доминанты в управлении деятельностью состоит в том, что свойство ее подкрепляться постоянными раздражителями и тормозить другие очаги возбуждения обеспечивает достижение цели даже в неблагоприятных условиях.

Однако всякое положительное явление, в том числе и доминанта, при определенных условиях может превратиться в свою противоположность, о чем хорошо сказал А.А. Ухтомский: «Доминанта, как общая формула, еще ничего не обещает, как общая формула, доминанта говорит лишь то, что из самых умных вещей глупец извлечет повод для продолжения глупостей, а из самых неблагоприятных условий умный извлечет умное». В ряде случаев инертность доминанты может помешать спортсмену быстро и адекватно приспособиться к изменившейся ситуации, сменить план ведения поединка, изменить представление о методике тренировки.

Поведенческий акт – это взаимодействие с окружающим миром, опосредованное внешней (двигательной) и внутренней (психофизиологической) активностью, направленное на достижение конкретного результата. Принцип интегрирования частных механизмов был назван П.К.Анохиным принципом «функциональной системы».

Согласно П. К. Анохину, физиологическая архитектура поведенческого акта строится из последовательно сменяющих друг друга стадий: афферентного синтеза, принятия решения, акцептора результатов действия, эфферентного синтеза, формирования самого действия и оценки достигнутого результата. Поведенческий акт любой степени сложности начинается со стадии афферентного синтеза. Афферентный синтез – это процесс сопоставления, отбора и синтеза разнообразных афферентных сигналов, на основе которого строится всё последующее поведение. Важность А.С. состоит в том, что этот этап определяет всё последующее поведение. Благодаря А.С. организм из множества раздражителей отбирает главное и создаёт цель поведения. , вызванное внешним , действует не изолированно. Оно непременно вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими другой функциональный смысл. Головной мозг производит обширный синтез всех сигналов внешнего мира, которые поступают в мозг по многочисленным сенсорным каналам. И только в результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для осуществления определённого целенаправленного поведения. Мотивационное возбуждение появляется в ЦНС с возникновением какой-либо , оно имеет доминирующий характер, т.е. подавляет остальные и направляет поведение организма на достижение полезного результата, который удовлетворяет имеющуюся потребность. Мотивационное возбуждение, возникающее в лобных долях больших полушарий (идеальные потребности) или в рецепторах внутренней среды организма (физиологические потребности), направляется в лимбическую систему и . В результате осуществляется неспецифическая активация мозга, без которой была бы невозможна любая деятельность организма. Активирующее влияние РФ даёт возможность мозгу изучить окружающую обстановку и выбрать удобный момент для осуществления наиболее целесообразной в данный ситуации реакции. Обстановочная афферентация – это, по мнению П.К.Анохина, тип афферентных воздействий, включающий в себя не только стационарную обстановку, в которой предпринимается тот или иной поведенческий акт, но и ряд последовательных афферентных воздействий, приводящих в конечном итоге к созданию общей ситуации поведенческого акта. На основе обстановочных раздражителей организм оценивает возможность реализации доминирующей потребности. В одних случаях обстановочная афферентация может способствовать, а в других – препятствовать реализации (например, приём пищи человеком в раной обстановке). Мотивационное возбуждение и обстановочная афферентация, активируя мозг, обеспечивают извлечение из блоков памяти информации, необходимой для будущего поведения. П.К.Анохин в кн. «Узловые вопросы теории функциональных систем» писал: «Если бы совокупность обстановочных и пусковых раздражений не была бы тесно связана с прошлым опытом, отложенным в аппаратах памяти», афферентный синтез был бы невозможен. На основе взаимодействия мотивационного возбуждения, обстановочной афферентации и механизмов памяти формируется готовность к определённому поведению. Но для того чтобы она трансформировалась в целенаправленное поведение, необходимо воздействие со стороны пусковых раздражителей. Пусковая афферентация связана с действием сигнала, который является непосредственным стимулом для запуска той или иной реакции. Пусковыми могут быть как условно-рефлекторные раздражителя, так и новые, необычные для данной систуации (например, крадущийся по крыше котёнок при резком звуке отпрыгивает от края. Или: звонок, извещающий об окончании урока ускоряет движения дописывающего работу ученика). Иногда целенаправленное поведение начинается и при отсутствии явного пускового стимула (например, реакции на время: , приём пищи и т.д.). Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, под которой понимают избирательное возбуждение комплекса нейронов, обеспечивающее возникновение единственной реакции, направленной на удовлетворение доминирующей потребности. Организм обладает множеством степеней свободы в выборе реакции. При принятии решения выбирается какая-то одна поведенческая реакция, все остальные степени свободы тормозятся. Именно стадия принятия решения формирует физиологический аппарат предвидения результатов, удовлетворяющих доминирующую потребность организма – акцептор результатов действия (АРД). В нём формируется модель будущего действия и складывается его программа. Кроме того, акцептор результатов действия обеспечивает постоянное сопоставление и оценку результатов действия с составленной ранее программой. Именно этот аппарат даёт организму единственную возможность исправить поведения или довести несовершенные поведенческие акты до совершенных (например, когда человек чинит карандаш, то его действия будут продолжаться до тех пор, пока реальный итог не согласуется с моделью очиненного карандаша, сформированной в АРД). Предполагают, что АРД представлен сетью вставочных нейронов, охваченных кольцевым взаимодействием. Возбуждение, попав в эту сеть, длительное время продолжает в ней циркулировать. Благодаря этому механизму и достигается продолжительное удержание цели как основного регулятора поведения. В структуру АРД включается также и эмоциональный компонент. Если реальные данные о ходе выполнения действия согласуются с моделью, находящейся в АРД, то человек испытывает положительные . Если получаемые сведения не согласуются с моделью действия, то человек испытывает отрицательные , которые мобилизуют резервы его организма на достижение поставленной цели. Но до того как целенаправленное поведение начнёт осуществляться, развивается ещё одна стадия – стадия эфферентного синтеза , на которой осуществляется динамическое объединение вегетативных и соматических функций в целостный поведенческий акт. Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано как центральный процесс, но внешне ещё не реализуется. Стадия целенаправленного действия осуществляется под влиянием эфферентного возбуждения, достигающего исполнительных механизмов. Ведущим компонентом функциональной системы является результат. Стадия оценки достигнутого результата реализуется с помощью обратной афферентации , под которой понимается информация о конечных результатах действия. Через звено обратной афферентации осуществляется постоянная оценка реально достигнутого результата с тем, который был запрограммирован в АРД. Результат этой оценки и определяет дальнейшее поведение. Если результат соответствует прогнозированному, то организм переходит к формированию другого поведенческого акта. При несоответствии результата прогнозу в АРД возникает рассогласование, являющееся стимулом для новой цепи реакций. В этом случае возникает ориентировочно-исследовательская реакция, в результате которой перестраивается афферентный синтез, принимается новое решение, создаётся новый акцептор результатов действия и строится новая программа действий. Это происходит до тех пор, пока результаты поведения не станут соответствовать свойствам нового акцептора действия. Согласно теории функциональной системы, хотя поведение и строится на рефлекторном принципе, но оно не может быть определено как последовательность или цепь . Поведение отличается от совокупности рефлексов наличием особой структуры, включающей в качестве обязательного элемента программирование, которое выполняет функцию опережающего отражения действительности. Постоянное сравнение результатов поведения с этими программирующими механизмами и обусловливают целенаправленность поведения. Таким образом, в рассмотренной структуре (архитектонике) поведенческого акта отчётливо представлены главные характеристики поведения: его целенаправленность и активная роль субъекта в процессе построения поведения.

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

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

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

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

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

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

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