ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ И ПРОБЛЕМЫ ПРИКЛАДНОЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА

2

ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ И ПРОБЛЕМЫ ПРИКЛАДНОЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА

Автор: К.В.Судаков, ГУ НИИ нормальной физиологии имени П.К.Анохина РАМН

 

Теория функциональных систем, предложенная П.К.Анохиным, в на-стоящее время получает все большее признание в современной физиологии. В последние годы многие ведущие физиологи мира, неудовлетворенные аналити-ческой физиологией, настойчиво призывают вернуться к т.наз. интегративной физиологии, т.е. физиологии целого организма (см. напр. The logic of Life. The Мall enqe of infeqra five phytiolqу, 1993). Тем не менее трудами многих наших предшественников — И.М.Сеченова, А.А.Ухтомского, В.М.Бехтерева, И.П.Павлова и их многочисленными учениками в России заложены основы интегративной физиологии и в этом ведущую позицию занимает теория функциональных систем. Еще Н.Винер в одном из своих предсмертных интервью в ответ на вопрос журналиста как он видит развитие науки будущего, со всей определенностью заявил, что будущее науки будут определять системные организации.

Системный подход, как известно, был сформулирован канадским биологом Людвигом фон Берталанфи (Bertalanfy L. 1967) и развит его многочисленными последователями. Согласно определению Л.Берталанфи и его последователей системы представляют упорядоченное множество составляющих их элементов, что придает системам новые качества по сравнению с входящими в них отдельными элементами.

В отличие от общераспространенного понимания систем, как набора взаимосвязанных элементов, функциональные системы (что уж следует из их названия) отличаются тем, что они функционируют и на основе механизмов самоорганизации и саморегуляции определяют оптимальный для метаболизма и адаптации уровень различных метаболических, гомеостатических, поведенческих, групповых и др. полезных для живых организмов приспособительных ре-зультатов. Исходные идеи формирования теории функциональных систем тесно связаны с научной школой И.П.Павлова, с представлениями И.П.Павлова об организме «как саморегулирующейся системе», о рефлексе цели, об аналитико-синтетической деятельности коры больших полушарий и динамических стерео-типах головного мозга (Павлов И.П., 1949, 1951). Не менее значимое влияние на формирование теории функциональных систем оказали представления А.А.Ухтомского о доминанте (Ухтомский А.А., 1966).

С давних пор организм человека традиционно рассматривается как сово-купность различных органов, объединенных нервной и гуморальной регуляцией. В медицине исторически под влиянием естественных наук, а главное — анатомических исследований, несмотря на провозглашенный, начиная с осно-вополагающих работ отечественных ученых С.Г.Забелина, М.Я.Мудрова, Е.О.Мухина, И.М.

Сеченова, И.П.Павлова и др., принцип целостности организма, сложилось органное мышление. Любой современный учебник по важнейшим фундаментальным дисциплинам, таким, например как анатомия, физиология, гистология и др., строится по органному принципу. Этому следует органная патология — болезни сердца, легких, печени, желудочно-кишечного тракта, почек, мозга и т.д. Врачи разделились по органным специальностям. Патогенез, диагностика и лечение непосредственно связываются с функцией конкретных органов, и профессиональ-ный взгляд врача, как правило, в основном направлен в сторону больных органов

Теория функциональных систем открывает новый подход к пониманию функций целого организма. Взамен классической физиологии органов, традиционно следующей анатомическим принципам, теория функциональных систем провозглашает системную организацию функций живых существ, включая человека, начиная от молекулярного вплоть до социального и возможно — космического уровня.

Целый организм с этих позиций представляет слаженную интеграцию функциональных систем, одни из которых генетически детерминированы, другие складываются в индивидуальной жизни в процессе взаимодействия организма с разнообразными факторами внутренней и внешней среды, т.е. на основе обучения.

Большое число полезных для организма приспособительных результатов определяет множество функциональных систем организма различного уровня их организации.

Целостный организм на основе нервных, гуморальных и информационных механизмов объединяет множество слаженно взаимодействующих функциональных систем, часто принадлежащих к одним или разным структурным образованиям и обеспечивающих своей содружественной деятельностью гомеостазис и адаптацию организма к окружающей среде. Функциональные системы — самоорганизующиеся и саморегулирующиеся динамические организации, объединенные нервными и гуморальными регуля-циями, все составные компоненты которых взаимосодействуют обеспечению различных полезных для самих функциональных систем и для живых организ-мов в целом адаптивных результатов, удовлетворяющих их различные потреб-ности (Рис.1). Оценка параметров достигнутых результатов в каждой функцио-нальной системе постоянно осуществляется с помощью обратной афферента-ции (Анохин П.К. 1968; Судаков К.В. 1996, 1997). Адаптивные результаты, образующие различные функциональные системы, могут проявляться на молекулярном, клеточном, гомеостатическом, поведенческом, психическом уровнях и при объединении живых существ в популяции и сообщества.

Достижение полезных для жизнедеятельности организма результатов является критическим моментом формирования функциональных систем различного уровня организации. При этом полезный приспособительный результат организует ранее мобилизованные потребностью и доминирующей мотивацией клеточные элементы разных органов и тканей, включая центральную неровную систему в функциональную систему.

Организованные потребностью системы еще не являются функциональными. Только после удовлетворения соответствующих потребностей — дости-жения полезных приспособительных результатов — складываются функцио-нальные системы. Результаты деятельности выступают в функциональных сис-темах в форме системообразующих факторов. Кульминационным моментом организации функциональной системы при этом является формирование на структурах доминирующей мотивации аппара-та предвидения свойств потребного результата — акцептора результата действия — благодаря чему самоорганизующаяся функциональная система приобретает саморегулирующиеся свойства постоянной оценки состояния этого результата, различных степеней его отклонения от оптимального для жизнедеятельности уровня (Рис.2). Ранее не функционирующая система становится функциональ-ной. Объединенные в функциональные системы элементы начинают не только взаимодействовать, но и взаимосодействовать достижению полезных для сис-темы и организма в целом результатов.

Самоорганизация функциональных систем начинается с эмбрионального периода развития плода и продолжается всю жизнь индивидов.

Под влиянием генетической информации геном оплодотворенной яйце-клетки начинает экспрессировать биологически активные вещества, в частности, информационные молекулы — олигопептиды и белки. Эти молекулы опре-деляют рост и дифференцировку тканей, а также их объединение в специальные органы.

Навстречу этим информационным молекулам в определенных тканях на генетически детерминированной основе созревают специфические рецепторы. Под действием информационных молекул на эти рецепторы складывается спе-цифическая интеграция часто удаленных друг от друга органов и тканей, сово-купная деятельность которых организует специальную функцию. Функция этих органов приводит к определенным приспособительным результатам, которые на основе обратных связей формируют специальные функциональные системы развивающегося организма, определяющие в первую очередь оптимальный уровень метаболических процессов его внутренней среды.

 

Все эти процессы происходят под постоянным обратным контролем со стороны генома (Рис.3). К моменту рождения у плодов опережающе формируются специальные рецепторы внешней среды, направленные на восприятие различных параметров полезных приспособительных результатов, достигаемых новорожденными в процессах их активного взаимодействия с внешней средой и определяющих, прежде всего, удовлетворение их ведущих биологических потребностей.

 

При воздействии факторов, удовлетворяющих исходные потребности но-ворожденных (т.е. при достижении полезных приспособительных результатов), на основе механизмов обучения и эмоциональных ощущений складываются функциональные системы поведенческого уровня. В процессе удовлетворения потребностей, т.е. при достижении адаптивных результатов, происходит свое-образная фиксация (импринтинг) сложившейся под влиянием молекулярной потребности органной интеграции. Адаптивные результаты на основе обратных афферентаций консолидируют организованные исходной доминирующей по-требностью отдельные элементы в динамические саморегулирующиеся функ-циональные системы. Полезные приспособительные результаты снова высту-пают в роли системообразующих факторов. В формировании функциональных систем особенно поведенческого и психического уровня организации, существенную роль играют специальные факторы окружающей организм среды. У человека это в первую очередь фак-торы социальной среды. Механизмы памяти также могут быть причиной фор-мирования функциональных систем поведенческого и психического уровней. На основе внутренних потребностей, влияний окружающей среды и механиз-мов памяти организуются ведущие биологические и социальные мотивации че-ловека.

 

Для достижения полезных для отдельных организмов и их популяций ре-зультатов функциональные системы на основе ведущих потребностей избира-тельно объединяют элементы разного уровня. В организме это ткани различных органов, разные уровни нервной, гуморальной и иммунной регуляции в их сложном взаимодействии. Доминирующие мотивации направляют субъектов на удовлетворение лежащих в их основе потребностей. Регуляторные взаимоот-ношения пронизывают всю динамическую организацию функциональных сис-тем, обеспечивая на основе саморегуляции необходимую адаптивную устойчи-вость результатов их деятельности и взаимосодействие отдельных элементов в достижении полезных приспособительных результатов. С точки зрения теории функциональных систем, таким образом, утрачивается органный подход к по-строению организма. Одни и те же органы избирательно, разными сторонами своего метаболизма включаются в деятельность различных функциональных систем.

 

Жизнедеятельность включает несколько уровней организации функцио-нальных систем: метаболический, гомеостатический, поведенческий, психиче-ский и социальный. На метаболическом уровне функциональные системы обуславливают достижение завершающих этапов химических реакций в тканях организма.

 

На гомеостатическом уровне многочисленные функциональные системы, объединяющие нервные и гуморальные механизмы, по принципу саморегуля-ции обеспечивают оптимальный уровень важнейших показателей внутренней среды организма.

 

На поведенческом биологическом уровне функциональные системы оп-ределяют достижение человеком и животными биологически важных результа-тов — специальных факторов внешней среды, удовлетворяющих их ведущие ме-таболические потребности. В зоосоциальных популяциях функциональных сис-темы строятся обобщенными результатами, удовлетворяющими потребности составляющих популяции животных.

 

Функциональные системы психической деятельности человека формиру-ются на информационной основе идеального отражения человеком его различ-ных потребностей и свойств предметов окружающего мира с помощью эмо-циональных состояний, языковых символов и процессов мышления. Результаты функциональных систем психической деятельности представлены отражением в сознании человека его субъективных переживаний, важнейших понятий, аб-страктных представлений о внешних предметах и их отношений, инструкций, знаний и т.д.

 

На социальном уровне многообразные функциональные системы опреде-ляют достижение отдельными людьми или их группами социально значимых результатов.

 

Таким образом, число функциональных систем, организующих различ-ные стороны жизнедеятельности целого организма, чрезвычайно велико. Одни функциональные своей деятельностью определяют различные показатели внут-ренней среды.

 

Другие обусловливают поведение живых существ, их взаимо-действие с окружающей средой и себе подобными. . Одни функциональные системы, особенно метаболического и гомеостатического уровня, генетически детерминированы, другие складываются в индивидуальной жизни по мере формирования и удовлетворения метаболических и, особенно поведенческих потребностей организма.

 

В настоящее время сложились следующие постулаты теории функцио-нальных систем. Ведущая системообразующая роль полезных приспособительных результатов

 

Результат действия любой функциональной системы, как указывалось выше, представляет собой жизненно значимый адаптивный для организма по-казатель, обеспечивающий его нормальные отправления в биологическом и со-циальном плане. Полезными приспособительными для организма результатами, форми-рующими функциональные системы различного уровня организации, являются:

 

а) Метаболические результаты. Это — результаты деятельности многочис-ленных метаболических молекулярных процессов в организме, вследствие ко-торых образуются конечные продукты, необходимые для процессов жизнедея-тельности тканей или отдельных органов и их частей или же, наоборот, продук-ты, нарушающие нормальную жизнедеятельность и подлежащие удалению из организма. Конечные продукты останавливают или же ускоряют течение мета-болических реакций и выступают таким образом в форме полезных для орга-низма результатов.

 

б) Гомеостатические результаты. Это — ведущие показатели жидких сред организма, в частности крови — лимфы и межтканевой жидкости. Они представ-лены уровнем питательных веществ, газов, осмотического давления, реакции (рН), кровяного давления, температуры, содержания физиологически активных веществ: гормонов, олигопептидов, нейромедиаторов и т.д. Все эти показатели в их совокупности обеспечивают разные стороны нормального метаболизма тканей и составляют динамическую внутреннюю среду организма.

 

в) Результаты поведенческой деятельности животных и человека, удовле-творяющие их ведущие метаболические, биологические потребности. Благода-ря активным метаболическим процессам во внутренней среде организма все время происходит потребление или накопление определенных веществ. Это формирует специальные пищевые, половые, защитные, выделительные и дру-гие биологические потребности живых существ. Удовлетворение этих потреб-ностей часто требует активного воздействия живых существ на окружающую их среду. Специальные факторы внешней среды, такие как пища, вода, ком-фортная температура, особи противоположного пола, защитные приспособле-ния и т.п., удовлетворяющие внутренние потребности живых существ, состав-ляют находящиеся за пределами организма результаты поведенческих функ-циональных систем. Они обеспечивают удовлетворение субъектами их внут-ренних потребностей. Результатами поведенческой деятельности являются и факторы, препятствующие удовлетворению метаболических и других потреб-ностей организма которые субъекты в своей деятельности пытаются избегать.

 

г) Результаты стадной (зоосоциальной) деятельности животных. При объ-единении животных в сообщества их индивидуальные потребности подчиняют-ся интересам всего сообщества. Результаты зоосоциальной деятельности жи-вотных представлены определенными иерархическими соотношениями в попу-ляциях, общими убежищами, обобщенным удовлетворением пищевых, половых и других потребностей. Деятельность животных, направленная на достижение зоосоциальных результатов, часто приобретает альтруистический характер в интересах сообщества и прежде всего его выживания. В стадной деятельности у животных нередко наблюдается изменение характера их индивидуальных био-логических потребностей.

 

д) Результаты социальной деятельности человека. Данная группа полез-ных приспособительных результатов присуща только человеку.

 

Эффективность социальной деятельности человека представлена прежде всего в результатах его учебной и производственной деятельности, бытовой ак-тивности, мероприятиями по защите общества, общением с предметами куль-туры и искусства и т.д.

 

Роль результатов деятельности особенно значима для оценки социально-экономических отношений, в том числе взаимоотношений человека с орудиями производства.

 

В процессе производственной деятельности человек с помощью различ-ных функциональных систем метаболического, гомеостатического и поведен-ческого уровня достигает социально значимых результатов, постоянно взаимо-действует с ними и совершенствует их.

 

Социальная деятельность человека в значительной степени строится спе-циальными функциональными системами, определяющими его психическую и мыслительную деятельность. Результаты функциональных систем психическо-го уровня у человека представлены отражением в сознании человека жизненно важных понятий, абстрактных представлений о внешних предметах и их отно-шениях, инструкций, знаний и т.д. (Пратусевич Ю.М. с соавт. 1989). Совокуп-ная деятельность людей направлена на создание общественного продукта, ох-рану окружающей среды, мероприятия по общественной защите и др.

 

Саморегуляция — ведущий принцип организации функциональных систем

 

Как следствие процессов самоорганизации функциональные системы приобретают свойство саморегуляции и направленность на достижение полез-ных для организма приспособительных результатов в случае их отклонения от оптимального для жизнедеятельности уровня.

 

Отклонение результата деятельности функциональной системы от уров-ня, обеспечивающего оптимальную жизнедеятельность организма или сооб-ществ, вызывает цепь процессов, направленных на возвращение этого результа-та к оптимальному уровню. Благодаря динамической саморегуляторной дея-тельности функциональные системы определяют необходимую для нормальной жизнедеятельности устойчивость метаболических процессов в организме и уравновешенность живых существ с внешней средой.

 

Функциональные системы, обусловливающие своими саморегуляторны-ми механизмами устойчивость показателей внутренней среды, представляют конкретные аппараты, обеспечивающие гомеостазис. Результаты деятельности этих функциональных систем можно рассматривать как динамические констан-ты внутренней среды организма. Это уровень кровяного и осмотического дав-ления, уровень газов в крови, температура и реакция крови и т.д. В то же время, поскольку обмен веществ в организме происходит непрерывно, показатели внутренней среды организма постоянно или периодически изменяются под воз-действием внутренних факторов и факторов внешней среды. Следовательно, показатели деятельности функциональных систем, обеспечивающих разные стороны обмена веществ, и параметры результатов их деятельности непрерыв-но изменяются. Только благодаря механизмам саморегуляции функциональных систем эти показатели удерживаются на определенном, оптимальном для жиз-недеятельности организма уровне. Из этого следует, что понятие «константа» в организме условно. Можно говорить о «жестких» константах, которые активно удерживаются соответствующими функциональными системами у определен-ного значения и отклонение которых от этого уровня приводит к необратимым нарушениям метаболизма и смерти организма. Наряду с этим имеются «пла-стичные» константы, отклонение которых от определенного уровня возможно даже в течение довольно длительного времени, на фоне чего осуществляется относительно нормальная жизнедеятельность организма. Примером «жестких» констант являются уровень осмотического давления, реакция крови «Пластич-ные константы» — уровень артериального давления, температура, содержание питательных веществ в крови и т.д.

 

Интенсивность процессов саморегуляции функциональных систем опре-деляет эндогенные ритмы жизнедеятельности. Чем более важным для выжи-ваемости является тот или иной показатель внутренней среды, например осмо-тическое давление или рН среды, тем активнее и быстрее совершается цикл со-ответствующей функциональной системы, обеспечивающей своей деятельно-стью оптимальный для метаболизма уровень этого показателя. Деятельность других функциональных систем менее напряженная, в связи с чем ритм их ак-тивности более замедленный. Примером такой функциональной системы может служить функциональная система питания, определяющая оптимальный уро-вень питательных веществ в организме.

 

Процессы саморегуляции обусловливают оптимальный уровень любого показателя внутренней среды организма, определяющего ту или иную сторону процессов метаболизма. Отклонение показателя внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность организма, на основе обрат-ной афферентации немедленно вызывает цепь центрально-периферических процессов, направленных на восстановление оптимального уровня данного ре-зультата. То же самое относится к поведенческим функциональным системам, деятельность которых направлена на достижение субъектом или сообществом биологических или социальных результатов во внешней среде. В этом случае поведение определяется потребностью индивида или сообщества и достигну-тые результаты деятельности на основе обратной афферентации по принципу саморегуляции постоянно оцениваются с точки зрения удовлетворения исход-ной потребности организма. Наряду с этим поведение детерминируется и кор-ригируется многочисленными внешними воздействиями по так называемому «возмущению», а также генетическим и индивидуальным опытом каждого субъекта.

 

Обратим внимание на то, что внешняя среда органически включается в процессы саморегуляции отдельных функциональных систем организма. Толь-ко взаимодействие организма с внешней средой позволяет этим функциональ-ным системам обеспечивать свои полезные для организма результаты. Наибо-лее отчетливо выражено взаимодействие с внешней средой

 

в функциональных системах социального уровня, обеспечивающих своей деятельностью удовле-творение социальных потребностей человека.

 

Саморегуляция присуща функциональным системам любого уровня. По принципу саморегуляции обеспечивается оптимальный уровень любого показа-теля внутренней среды, характеризующего ту или иную сторону метаболизма, и строится поведенческая деятельность организма.

 

Функциональные системы — динамические организации. Сформирован-ные функциональные системы постоянно напряженно функционируют, под-держивая совокупной деятельностью всех составляющих их элементов опти-мальные для метаболизма и в конечном счете для нормальной жизнедеятельно-сти организма в целом адаптивные результаты. Функциональные системы, будучи открытыми системами, активно взаи-модействующими с окружающей их средой и потребляющими для своей дея-тельности энергию поступающих в организм веществ, в то же время всей своей активной деятельностью стремятся удерживать обеспечиваемые ими полезные для жизнедеятельности организма показатели на относительно постоянном уровне. Из этого следует, что функциональные системы работают против эн-тропии — усиления хаотических процессов. Можно вслед за И.Р.Пригожиным (Пригожин И.Р, Стенгерс И. 1994) рассматривать функциональные системы при определенных условиях как квазизакрытые системы.

 

Изоморфизм

 

Функциональным системам разного уровня организации присуще свойст-во изоморфизма. Все функциональные системы имеют принципиально одина-ковую архитектонику, включающую на основе саморегуляторных взаимодейст-вий полезный приспособительный результат, рецепторы результата, обратную афферентацию, идущую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы; центральную архитектонику, представляющую из-бирательное объединение функциональной системой нервных элементов раз-ных уровней, исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение (Рис. 5).

 

Центральная архитектоника функциональных систем изоморфно включа-ет последовательно сменяющие друг друга узловые стадии афферентного син-теза, принятия решения, акцептор результатов действия, эфферентный синтез, действие и постоянную оценку достигнутых результатов с помощью обратной афферентации (Рис. 4 ). Исходной стадией центральной архитектоники функциональной системы является стадия афферентного синтеза, на которой осуществляется синтез воз-буждений, обусловленных внутренней метаболической потребностью, обстано-вочной и пусковой афферентаций с постоянным использованием генетических и индивидуально приобретенных механизмов памяти.

 

Стадия афферентного синтеза завершается стадией принятия решения, которая о своей физиологиче-ской сущности означает ограничение степеней свободы деятельности функцио-нальной системы и выбор единственной линии эффекторного действия, направ-ленного на удовлетворение сформированной на стадии афферентного синтеза ведущей потребности организма. Следующая стадия в динамике последова-тельного развертывания центральной архитектоники, которая осуществляется одновременно с формированием эффекторного действия, — стадия предвидения потребного результата деятельности функциональной системы — акцептора ре-зультата действия. На этой стадии центральной организации функциональной системы на основе генетического и индивидуального опыта происходит про-граммирование основных параметров потребного результата и на основе обрат-ной афферентации о достигнутых параметрах результатов — их постоянная оценка. Деятельность функциональной системы снижается, если достигнут полноценный результат, удовлетворяющий исходную потребность организма. В противном случае, если параметры достигнутых результатов не соответству-ют свойствам акцептора результата действия, возникает рассогласование — ори-ентировочно-исследовательская реакция, перестраивается афферентный синтез, принимается новое решение; деятельность функциональной системы активиру-ется и осуществляется в новом, необходимом для удовлетворения исходной по-требности направлении.

 

Все этапы достижения полезного для организма результата поведенче-ской деятельности постоянно оцениваются за счет обратной афферентации, возникающей при раздражении параметрами среды соответствующих рецепто-ров и поступающей по соответствующим афферентным нервам и гуморально к структурам, составляющим аппарат акцептора результата действия.

 

Обратная афферентация является той стержневой основой, которая опре-деляет процессы саморегуляции каждой функциональной системы. С ее помо-щью любая функциональная система регулирует приспособительные реакции целого организма в соответствии с его потребностями и с условиями окружаю-щей среды.

 

Итак, по своей архитектуре каждая функциональная система представля-ет циклическую, замкнутую саморегулирующуюся организацию. Центральным пунктом функциональной системы различного уровня организации является полезный приспособительный результат. Всякое его отклонение от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность организма, немедленно вос-принимается рецепторными аппаратами и посредством нервной и гуморальной обратной афферентации избирательно мобилизует специальные нервные обра-зования. Последние через исполнительные приборы, включая поведение, веге-тативные и гормональные реакции, возвращают полезный приспособительный результат к необходимому для нормального метаболизма уровню. Все эти про-цессы протекают непрерывно с постоянным информированием центра функ-циональной системы об успехе достижения полезного приспособительного ре-зультата, т.е. по принципу саморегуляции.

 

В архитектонике функциональных систем различного уровня несмотря на изоморфизм их саморегулирующейся организации можно увидеть и некоторые различия (Рис.6).

 

В функциональных системах метаболического уровня отсутствует цен-тральная архитектоника. Большинство функциональных систем гомеостатиче-ского уровня представлены только внутренними генетически детерминирован-ными механизмами саморегуляции. Полезные приспособительные для орга-низма результаты деятельности этих функциональных систем обеспечиваются в основном вегетативными, не контролируемыми произвольно, механизмами. Примером таких функциональных систем являются те, что определяют опти-мальный для метаболизма организма уровень массы крови, форменных элемен-тов, реакцию рН, кровяное давление.

 

Другие функциональные системы гомеостатического уровня имеют внеш-нее звено саморегуляции, за счет которого организм взаимодействует с внеш-ней средой. Функциональная система дыхания, например, наряду с внутренним звеном саморегуляции имеет при наличии достаточного содержания газов в ок-ружающей среде относительно пассивное внешнее звено саморегуляции, кото-рое обеспечивает поступление воздуха в альвеолы легких, поглощение кисло-рода и выведение углекислоты организмом. Внешнее звено саморегуляции имеет функциональная система выделения и др. Третью разновидность функциональных систем гомеостатического уров-ня представляют функциональные системы с активным внешним звеном само-регуляции, включающим целенаправленное поведение животных во внешней среде, связанное нередко с преобразованием окружающей среды и с активным на нее воздействием. Как правило, это функциональные системы строятся на основе внутренних метаболических потребностей организма и обеспечивают их удовлетворение за счет специальных факторов внешней среды. Целенаправлен-ная поведенческая деятельность, обусловленная этими функциональными сис-темами, определяется деятельностью головного мозга, включая его высшие от-делы. Примером таких функциональных систем являются функциональные системы, обусловливающие своей деятельностью оптимальный уровень пита-тельных веществ в организме, осмотическое давление, уровень продуктов ме-таболизма, температуру тела и т.п. В функциональных системах зоопопуляционного уровня функцию цен-тральной архитектоники выполняют специальные, как правило, лидирующие особи.

 

В функциональных системах группового и социального уровня и в раз-личных функциональных системах психической деятельности человека полу-ченный результат, находящийся, как правило, за пределами организма, часто бывает непосредственно не связан с метаболическими потребностями, хотя может косвенно их обеспечивать. Такие функциональные системы могут опре-деляться объединенной деятельностью людей, функциями их мозга и произ-водной от этих функций поведенческой деятельностью, обеспечивающей дос-тижение тех или иных полезных для людей приспособительных результатов. Примером такой функциональной системы может являться производственная деятельность человека, направленная на получение социально значимого для отдельных личностей и общества в целом результата, например, сборка опреде-ленных деталей, конструирование специальных устройств, написание книги и т.п. иногда результат деятельности функциональных систем психического уровня не выносится за пределы мозга, как например, в случае творческой мыслительной деятельности человека.

 

В функциональных системах социально-общественного уровня у челове-ка роль центральной архитектоники берут на себя сложно образованные госу-дарственные устройства: правительственные, контролирующие, законодатель-ные, образовательные, культурные и т.д.

 

Нетрудно заметить, что несмотря на качественные особенности функцио-нальных систем разного уровня они, тем не менее, всегда сохраняют изомор-физм их саморегулирующихся организаций, обеспечивающих различные по-лезные для функциональной системы и для организма в целом приспособи-тельные результаты.

 

Голографический принцип организации функциональных систем В функциональных системах каждый входящий в них элемент в своих свойствах отражает деятельность всей функциональной системы в целом и, особенно состояние ее полезного приспособительного результата: потребность и ее удовлетворение.

 

По аналогии с физической голографией сигнализации от потребности можно рассматривать как опорную волну, сигнализацию от параметров под-крепления — как предметную волну (Рис. 7). Голографический принцип позволил в физиологических экспериментах объективизировать функциональные системы разного уровня организации.

 

Специальные исследования, проведенные Б.В.Журавлевым (Журавлев Б.В. 1986) показали, что в распределении доминирующих межимпульсных ин-тервалов нейронов головного мозга четко отражается их включение в различ-ные функциональные системы. Нейроны, включенные, например, в деятель-ность функциональной системы питания, в голодном состоянии кроликов име-ют доминирующий паттерн межимпульсных интервалов 10-20, 150 и 1000 мс. Нейроны, включенные в деятельность функциональной системы вододобыва-ния, при водной депривации кроликов имеют доминирующие паттерны меж-импульсных интервалов 10-20, 150 мс. Нейроны, включенные в деятельность оборонительной функциональной системы, у иммобилизированных кроликов, имеют доминирующие паттерны межимпульсных интервалов 40-50 и 150 мс. После кормления, приема животными воды или устранения опасности указан-ные нейроны переходят на другой паттерн активности: у них наблюдается до-минирование только одного какого-либо межимпульсного интервала.

 

Характерно, что стоит только изменить параметры потребных результа-тов, удовлетворяющих у обученных животных их ведущие потребности, на-пример, после выработанного условного раздражителя вместо пищи предоста-вить голодному животному кусочи поролона, как наблюдается немедленная пе-рестройка доминирующих межимпульсных интервалов нейронов, ранее отра-жающих доминирующую пищевую мотивацию, на паттерн оборонительной мо-тивации (Рис. 8).

 

Все это указывает на то, что в деятельности отдельных нейронов, вклю-ченных в различные доминирующие функциональные системы, отражается со-стояние их конечных приспособительных результатов. Имеются многочисленные примеры, свидетельствующие о том, что в ритме деятельного любого органа, например сердца, дыхательного аппарата, пищевода и желудка, отражается их включение в деятельность различных функциональных систем организма (Кромин А.А. и Зверев Ю.П. 1988).

 

Избирательное включение органов и тканей в функциональные системы.

 

Важным свойством функциональных систем является избирательная мо-билизация результатом деятельности отдельных органов и тканей в целостную организацию функциональной системы.

 

Каждая функциональная система для обеспечения своего полезного для организма в целом результата избирательно объединяет тканевые элементы различного уровня, принадлежащие к различным анатомическим образованиям. Различные функциональные системы для достижения приспособительных ре-зультатов могут использовать различные или одни и те же внутренние органы. Так, работа сердца может быть использована как для поддержания постоянного уровня кровяного давления, так и для обеспечения газообмена, сохранения оп-тимальной температуры тела, питательного гомеостаза и т.д. работа почки кро-ме выделительной функции может быть использования для обеспечения опти-мального метаболизма, уровня рН крови, оптимального уровня осмотического давления, для поддержания температуры тела и т.д. Внутри каждой функциональной системы имеется возможность чрезвы-чайной взаимозаменяемости, взаимокомпенсации их эффекторных механизмов. При выходе из строя одного или нескольких исполнительных компонентов ка-ждой функциональной системы обеспечение конечного приспособительного результата может быть осуществлено другими, входящими в нее компонента-ми. Среди исполнительных компонентов есть быстродействующие, так сказать оперативные и медленнодействующие стратегические. Например, при повыше-нии кровяного давления почти сразу включаются изменения просвета сосудов, сердечного ритма, скорости кровотока. Затем — меняется масса циркулирующей крови и ее свойства. Значительно позднее в процессы саморегуляции могут включаться почечные факторы, кровообразование и кроверазрушение.

 

Включение отдельных органов в функциональные системы всегда проис-ходит по принципу взаимосодействия, т.е. каждый элемент не просто пассивно включается в функциональную систему, но, взаимодействуя с другими элемен-тами системы, активно способствует достижению ею полезного приспособи-тельного результата. Взаимосодействие отдельных тканевых элементов и орга-нов в функциональной системе всегда осуществляется во имя достижения по-лезного приспособительного для системы и организма в целом результата. Наиболее отчетливо избирательное взаимосодействие осуществляется между объединенными в функциональные системы нервными элементами раз-личных уровней центральной нервной системы.

 

Системная организация целого организма

 

Как указывалось выше, целый организм представляет совокупность мно-жества функциональных систем. Многочисленные функциональные системы в целом организме слаженно взаимодействуют, определяя, в конечном счете, нормальное течение метаболизма организма в целом и его адаптацию к окру-жающей среде.

 

Иерархическое доминирование функциональных систем. Этот принцип состоит в том, что в каждый данный момент времени деятельность организма определяет доминирующая в плане выживаемости или адаптации к внешней среде функциональная система. Этот принцип вытекает из концепции А.А.Ухтомского о доминанте (Ухтомский А.А., 1966).

 

Доминирование функциональных систем в целом организме определяется их биологической, а для человека — в первую очередь социальной значимостью.

 

В каждый данный момент времени в живом организме совершается мно-жество разнообразных метаболических реакций, составляющих в целом его многопараметрическую общую потребность. Однако, каждая специфическая функциональная система организма формируется только каким-либо одним па-раметром, составляющим только часть общей потребности организма. Всегда один из параметров общей потребности организма выступает в роли ведущего доминирующего, будучи наиболее значимым для выживания, продления рода или для адаптации живого существа к внешней, а у человека, прежде всего, со-циальной среде, формируя доминирующую функциональную систему. При этом другие функциональные системы либо вытормаживаются, либо своей ре-зультативной деятельностью способствуют деятельности доминирующей функциональной системы. По отношению к каждой доминирующей функцио-нальной системе субдоминирующие функциональные системы, в соответствии с их биологической значимостью и значимостью для социальной деятельности человека, начиная от молекулярного вплоть до организменного и социально общественного уровня, выстраиваются в определенной иерархическом порядке. (Рис. 9).

 

После удовлетворения доминирующей потребности деятельностью орга-низма человека завладевает следующая ведущая по социальной и биологиче-ской значимости потребность. Теперь она организует доминирующую функ-циональную систему, по отношению к которой другие также выстраиваются в иерархическом порядке, и т.д. Практически вся жизнь животных и человека складывается из постоянной смены доминирующих функциональных систем, отражая сущность непрерывно происходящего обмена веществ и постоянного приспособления к окружающей среде.

 

Иерархия функциональных систем в организме человека, упрощенно го-воря, отражает их взаимодействие по вертикали. Другим принципом, отра-жающим взаимодействие функциональных систем по горизонтали, является мультипараметрическое их взаимодействие.

 

Мультипараметрическое взаимодействие. Этот принцип отражает обоб-щенную деятельность различных функциональных систем в организме. Осо-бенно отчетливо принцип мультипараметрического взаимодействия проявляет-ся в деятельности функциональных систем гомеостатического уровня, в кото-рых изменение одного показателя внутренней среды, представляющего резуль-тат деятельности какой-либо функциональной системы, немедленно сказывает-ся на результатах деятельности других связанных с ним функциональных сис-тем (Рис. 10). Принцип мультипараметрического взаимодействия отчетливо проявляется, например, в деятельности функциональной системы, определяю-щей уровень газовых показателей в организме. В этой функциональной системе одновременно осуществляется взаимодействие нескольких взаимосвязанных дыхательных показателей — рН, рО2, и рСО2. Изменение одного из показателей приводит к перераспределению содержания других (Юматов Е.А., 1976).

 

На основе принципа мультипараметрического взаимодействия строится гомеостазис в целом как обобщенный результат взаимосвязанной деятельности различных функциональных систем, одни из которых обеспечивают достиже-ние поведенческих или социально значимых результатов, а другие — различные показатели гомеостазиса. В результате этих взаимодействий происходит опти-мальное достижение поведенческих, так же как и социально значимых резуль-татов.

 

Для функциональных систем, объединенных принципом многосвязного взаимодействия, характерен качественно иной принцип саморегуляции: откло-нение оптимального уровня того или иного параметра обобщенного результата выступает в качестве стимула к направленному распределению в определенных соотношениях значений всех других параметров результатов деятельности дру-гих функциональных систем, связанных с данной функциональной системой.

 

Последовательное взаимодействие функциональных систем. Деятель-ность различных функциональных систем последовательно связана друг с дру-гом во времени, когда результат деятельности одной функциональной системы последовательно формирует другую потребность и соответствующую функ-циональную систему (Рис.11).

 

Принцип последовательного взаимодействия различных функциональных систем отчетливо проявляется в континууме процессов кровообращения, пище-варения, дыхания, выделения и т.д. Типичным примером последовательного взаимодействия функциональных систем является процесс питания. В этом процессе функциональная система, определяющая поиск и потребление пищи, сменяется функциональной системой, результатом деятельности которой явля-ется обработка принятой пищи в ротовой полости. Эта функциональная систе-ма, в свою очередь, последовательно завершается актом глотания. Процессы механической и химической обработки пищи в желудке последовательно за-вершаются конечным результатом – поступлением пищи в двенадцатиперстную кишку. Обработка пищи в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике за-вершается всасыванием принятых питательных веществ. После этого происхо-дит смена пищеварительных функциональных систем на функциональную сис-тему формирования и выведения из организма каловых масс, завершающим ре-зультатом деятельности которой является акт дефекации.

 

Особую разновидность последовательного взаимодействия функциональ-ных систем во времени представляют процессы системогенеза.

 

Системогенез — избирательное созревание функциональных систем и их отдельных частей в процессе пре- и постнатального онтогенеза.

 

Системогенез — часть общей теории функциональных систем. Процессы системогенеза определяют последовательное развитие, станов-ление и взаимодействие функциональных систем и их деструкцию в довольно длительных отрезах индивидуальной жизни живых существ.

 

Теория системогенеза описывает становление функциональных систем у эмбрионов, плодов, новорожденных и у взрослых особей в динамике их разви-тия и инволюции. Термин «системогенез» введен П.К.Анохиным в 1937 году. В отличие от теории морфогенеза, предложенной А.Н.Северцовым, и по-стулирующей избирательное и последовательное созревание в онтогенезе от-дельных органов, в концепции системогенеза подчеркивается избирательное созревание в онтогенезе на морфологической основе различных физиологиче-ских функций, каждая из которых определяется своей специфической функ-циональной системой.

 

Основной особенностью системогенеза является его опережающая на-правленность на будущие события. Так, эмбриональный системогенез направ-лен на избирательное созревание тех функциональных систем, которые обеспе-чивают полноценное созревание плода к моменту рождения. В пренатальном системогенезе происходит созревание функциональных систем и их отдельных фрагментов, обеспечивающих адаптацию новорожденного сразу после рожде-ния. В постнатальном системогенезе происходит созревание функциональных систем, обеспечивающих индивиду в будущем процессы размножения и инди-видуальной адаптации к условиям существования.

 

В настоящее время понятие «системогенез» расширилось применительно к динамике становления, автоматизации и утраты разнообразных целенаправ-ленных актов с конечными поведенческими результатами в процессе индиви-дуального обучения субъектов. Этот раздел теории функциональных систем получил название системогенеза поведенческих актов.

 

Процессы системогенеза оказалось возможным распространить практи-чески на весь период индивидуальной жизни — от рождения до старческого воз-раста. Все это составляет возрастной системогенез. Закономерности формиро-вания системных отношений в стаде животных, направленных на достижение стадом полезных приспособительных результатов, по мнению Н.Н.Кокиной (1987) составляют «популяционный системогенез». Наряду со становлением различных функциональных систем процессы системогенеза, как показал В.П.Праздников (1985), включают и избирательную инволюцию функциональных систем в пожилом и старческом возрасте, а также проявление в стрессорных ситуациях ранее элиминированных функциональных систем. Этот раздел общей теории функциональных систем еще недостаточно изучен, особенно процессы старческого системогенеза.

 

Системное квантование жизнедеятельности

 

Периодически возникающие метаболические потребности живых су-ществ переводят континуум их жизнедеятельности в дискретную форму. Все многообразие жизнедеятельности в ее динамике разбивается на последователь-ный ряд отрезков.

 

Каждый результативный отрезок жизнедеятельности, опре-деляемый специальной функциональной системой, рассматривается как «сис-темный квант» или «системоквант» (Судаков К.В. и др. 1997).

 

Системокванты обнаруживаются на разных уровнях жизнедеятельности. На уровне гомеостатических процессов квантование отчетливо проявляется в процессах пищеварения, дыхания, выделения, кровообращения, в половых функциях и т.д. В процессе дыхания, например, можно выделить следующие «системокванты» со своими конечными результатами: вдох и поступление оп-ределенного количества воздуха в альвеолы: диффузия газов из альвеол в ле-гочные капилляры; транспорт кислорода к тканям, диффузия газов из капилля-ров в ткани и из ткани в кровь, транспорт газов кровью, альвеолярный газооб-мен; выдох.

 

В процессах кровообращения квантование складывается из последующих последовательно сменяющих друг друга процессов: цикл работы сердца, закан-чивающийся выбросом крови: движение ее по артериальному руслу с опреде-ленной скоростью; обмен веществ на уровне капилляров; венозный кровоток; регионарные системокванты кровообращения в большом и малом круге крово-обращения и в отдельных органах.

 

Каждый функциональный системоквант гомеостазиса заканчивается сво-им полезным для организма результатом и осуществляется только после полу-чения полноценной обратной афферентации от результата предыдущего систе-мокванта.

 

Принцип системного квантования распространяется и на поведение жи-вых существ.

 

С позиции теории функциональных систем поведение животных и чело-века развертывается в последовательности: возникновение ведущей биологиче-ской или социальной потребности, формирование на ее основе доминирующей мотивации, взаимодействие мотивационного возбуждения в центральной нерв-ной системе с пусковыми и обстановочными возбуждениями и механизмами памяти, организация на основе принятия решения и формирования акцептора результата целенаправленного поведения и, наконец, взаимодействие со средой обитания, направленное на получение результатов поведения, удовлетворяю-щих исходную потребность. Каждый системоквант поведения включает этапные и конечные результа-ты поведения, удовлетворяющие исходную потребность. Причем оценка раз-личных параметров результатов поведенческой деятельности все время осуще-ствляется с помощью обратной афферентации, поступающей от разнообразных рецепторов организма в центральную нервную систему (Рис.12).

 

Системное квантование поведения осуществляется по принципу саморе-гуляции за счет постоянной оценки субъектом с помощью обратной афферен-тации промежуточных (этапных) и конечного результатов, удовлетворяющих его ведущие потребности. Каждый этап поведенческой деятельности, как и действие на организм различных факторов внешней среды, всегда оценивается акцептором результатов действия с точки зрения удовлетворения ведущей по-требности организма. В результате на каждом этапе системокванта происходит динамическая перестройка акцептора результата действия, его коррекция или обогащение. (Рис.13).

 

С точки зрения адекватного приспособления и выживания живых су-ществ их ведущие потребности обязательно должны быть удовлетворены.

 

Неудовлетворение ведущей метаболической потребности, как правило, означает гибель индивида, а в случае неудовлетворения половых потребностей — вымирание его вида. Неудовлетворение социальной потребности у человека ведет к потере престижа, материальных благ и т.д.

 

С другой стороны, при удовлетворении той или иной потребности каж-дый системоквант поведения заканчивается и поведенческая деятельность че-ловека и животного начинает определяться новой потребностью, которая фор-мирует следующий системоквант поведения и т.д.

 

Системокванты целенаправленной деятельности могут строиться на ос-нове как биологических (метаболических), так и социальных, особенно у чело-века, потребностей.

 

На основании генетических и индивидуально приобретенных механизмов памяти живые существа при возникновении у них различных ведущих метабо-лических потребностей способны предвидеть свойства тех факторов внешней среды, которые приводят к удовлетворению этих потребностей.

 

Возникающие на основе доминирующих потребностей системокванты поведения по своей сути, таким образом, направлены на будущие результаты поведения, удовлетворяющие эти потребности.

 

Такое программирование системокванта определяется механизмами ак-цептора результата действия каждой строящей соответствующий системоквант функциональной системы. Именно с этими опережающими реальные события механизмами акцептора результата действия в процессе жизнедеятельности по принципу саморегуляции и осуществляется постоянное сравнение субъектом достигнутых результатов, их оценка.

 

По характеру организации можно выделить последовательное, иерархи-ческое и смешанное квантование поведения (Рис.14).

 

Последовательное квантование поведения состоит в последовательной смене во времени отдельных поведенческих системоквантов различного значе-ния. В этом случае удовлетворение одной потребности приводит к формирова-нию следующей потребности. Ее удовлетворение, в свою очередь, приводит к формированию следующей потребности и т.д.

 

Примером последовательного квантования поведения может служить любая конвейерная операция человека. Совершив одну операцию, получив не-обходимый результат, человек переходит к следующей такой же операции и т.д. Такого рода операции, как правило, в процессе отработки навыков стано-вятся автоматизированными и осуществляются у человека на подсознательном уровне. Принцип последовательного квантования используется при построении устной и письменной фраз, предложений, мыслей и т.д.

 

В случае иерархического квантования поведения удовлетворение веду-щей потребности может быть значительно отодвинуто во времени и для этого должны быть удовлетворены несколько промежуточных потребностей, объеди-ненных как в последовательный, так и в иерархический ряд. Примером может служить конструирование человеком любого изделия, когда до создания конеч-ного продукта необходимо решить ряд промежуточных задач со своими конеч-ными результатами.

 

Точно так же для достижения конечных социально и лично значимых ре-зультатов спортсмены любого вида спорта совершенствуют отдельные этапы своей деятельности, включающие исходную позицию, общее положение тела в пространстве и специальные навыки.

 

Смешанный тип квантования включает поведение, при котором последо-вательное квантование поведения на определенных участках строится по типу иерархического квантования и наоборот. Смешанным квантованием поведения практически охвачена вся жизнь человека от рождения до смерти, включая от-дых и сон. Между системоквантами ответственной психической деятельности человека могут включаться системокванты, обусловленные биологическими и другими потребностями.

 

Взаимодействие функциональных систем гомеостатического и поведен-ческого уровней. Отдельные функциональные системы гомеостатического уровня для обеспечения своего полезного для организма результата постоянно взаимодей-ствуют с окружающей живые существа средой. Таковыми являются функцио-нальные системы, определяющие оптимальный для метаболизма организма уровень газовых показателей, питательных веществ, осмотического давления, уровень продуктов метаболизма, функциональная система половых функций и др. Во всех этих функциональных системах окружающая среда становится неотъемлемым компонентом, внешним звеном саморегуляции, биологической средой их деятельности. При этом механизмы саморегуляции вегетативных функций слаженно «обслуживают» поведенческую деятельность живых су-ществ. При отсутствии специфической биологической или социальной среды, своеобразной экологической «ниши», удовлетворяющей ведущие потребности живых существ, существование их практически невозможно.

 

Для человека особое значение имеет созданная всей историей развития человечества социальная среда. В человеческой популяции социальная среда становится доминирующей по отношению к отдельным личностям и их сис-темной биологической организации. Информационные социальные отношения приобретают для человека ведущее значение как в плане системной организа-ции его поведения, так и в состоянии его здоровья. Особенности функциональных систем социального уровня у человека.

 

Социальная среда за счет отношений к вещам и личностям формирует у человека функциональные системы, принципиально отсутствующе в биологи-ческих популяциях. Это чисто человеческие функциональные системы, направ-ленные на получение отдельными индивидами и популяциями людей социаль-но значимых результатов, определяющих учебную, производственную и быто-вую деятельность, деятельность по защите общества, духовное развитие, рели-гиозные культы и т.д. В социальных человеческих популяциях индивиды уже становятся отдельными элементами популяционных системных организаций, деятельность которых направлена на получение общественно значимых соци-альных результатов. Таким образом, внешняя среда, которая для функциональ-ных систем гомеостатического уровня является всего лишь внешним звеном саморегуляции, приобретает для человека самостоятельное значение и подчи-няет себе отдельных человеческих индивидов со всеми составляющими их функциональными системами гомеостатического и метаболического уровня. Функциональные системы, составляющие внутреннюю среду организма чело-века, начинают обеспечивать его социально значимую деятельность.

 

Интеграция функциональных систем при взаимодействии субъектов с окружающей средой

 

В обеспечении деятельности функциональных систем поведенческого и социального уровня принимают участие функциональные системы гомеостати-ческого и молекулярного уровня. (Рис. 15). Все они выстраиваются в доминантных и мультипараметрических соот-ношениях. По мере взаимодействия живых существ с окружающей средой с це-лью удовлетворения их исходных потребностей и достижения потребных ре-зультатов в соответствии с доминированием тех или иных функциональных систем, все время осуществляет динамическая мультипараметрическая пере-стройка взаимоотношений функциональных систем молекулярного, гомеоста-тического и поведенческого уровней.

 

Функциональные системы поведенческого уровня программируют дея-тельность функциональных систем гомеостатического уровня, которые, в своей деятельности отражают состояние результатов функциональных систем пове-денческого уровня. Функциональные системы гомеостатического уровня, в свою очередь, программируют деятельность образующих их функциональных систем клеточного и молекулярного уровней. Последние в своей деятельности отражают состояние результатов определяющих их функциональных систем гомеостатического уровня организации. Взаимоотношения функциональных систем разного уровня организации строятся кроме физико-химической — на информационной основе (Судаков К.В., 1999, 2004).

 

Информационные свойства функциональных систем

 

Деятельность каждой функциональной системы, наряду с физико-химическими процессами в организме, также строится также на информацион-ной основе.

 

Информация порождается соотношением физиологических процессов, происходящих как внутри функциональных систем, так и между ними. В функ-циональных системах первичной причиной, порождающей информацию, явля-ются различные потребности организма, как отклонение различных параметров внутренней среды организма от оптимального уровня жизнедеятельности.

 

Информация о потребности по различным каналам распространяется в центральную нервную систему. Однако, несмотря на смену при этом носите-лей, информация о потребности сохраняется. Оценка информации в функциональных системах осуществляется акцеп-тором результата действия. Акцептор результата действия с помощью обратной афферентации осуществляют информационную оценку потребности и ее удов-летворение. Информационные свойства отчетливо проявляются в системоквантах ди-намической деятельности функциональных систем: в отрезках жизнедеятельно-сти: от потребности до ее удовлетворения, т.е. достижения полезного для орга-низма приспособительного результата.

 

Теория функциональных систем — новый этап развития представлений о построении живых организмов. Теория функциональных систем радикально изменяет сложившиеся представления о строении живых организмов и их функциях. Взамен представ-лений о животном организме и организме человека как наборе органов, связан-ных нервной и гуморальной регуляцией, теория функциональных систем рас-сматривает живые организмы как совокупность множества слаженно взаимо-действующих функциональных систем различного уровня организации, каждая из которых, избирательно объединяя различные органы и ткани, так же как и потребные предметы окружающей действительности, обеспечивает достижение полезных для организма приспособительных результатов, обуславливающих в конечном счете устойчивость его метаболических процессов.

 

Образно говоря, морфологический субстрат представляет только клавиа-туру рояля, на которой различные функциональные системы разыгрывают раз-нообразные мелодии, удовлетворяющие различные потребности живых су-ществ. Функциональные системы человеческих социальных популяций пред-ставляют качественно новую форму их организации, отличную от животных. Необходимость содружественного достижения полезных в биологическом и социальном плане результатов привела к тому, что функциональные системы социального уровня организации на выраженной словесной основе объединяют человеческих индивидов в системные организации в качестве отдельных эле-ментов. Возможно, что и функциональные системы социального уровня явля-ются отдельными компонентами функциональных систем более высокого кос-мического уровня, существование которых можно предполагать на основе ра-бот В.И.Вернадского, А.Л.Чижевского, В.П.Казначеева и др.

 

Если сравнивать функциональные системы различного класса, то во всех функциональных системах можно выделить общие свойства, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность организма: 1) устойчивость результата деятельности системы, которая достигается соответствующими механизмами саморегуляции; 2) постоянная оценка достиг-нутого результата системой; 3) наличие множественных исполнительных меха-низмов активного воздействия на результат; 4) взаимосодействие отдельных элементов системы достижению полезного для системы результата; 5) общая функциональная архитектоника.

 

Широкое проявление общих закономерностей, присущих функциональ-ным системам в разных классах явлений природы и общества, позволяет опре-деленно говорить о том, что функциональные системы представляют собой объективно существующую реальность (Судаков К.В., 1984).

 

Результаты деятельности различных функциональных систем выступают на поверхность явлений как критерии их объективного существования. Оценка результата в свою очередь становится мощным фактором межличностных и общественных ( производственных) взаимоотношений людей. В организме оценка результатов деятельности осуществляется в функциональных системах соответствующими анализаторами при действии на них химических, физиче-ских и информационных параметров результата, а также субъективно, с помо-щью аппарата эмоций. Эмоции выступают в роли субъективного отношения индивидов к себе, к своим состояниям, потребностям и их удовлетворению, а также к внешним факторам и другим индивидам. Оценка результата в обществе производится специальными путями — моральным поощрением, материальным вознаграждением и др.

 

Можно с полным основанием утверждать, что только живые существа приобрели способность активно оценивать результаты своей поведенческой деятельности. В этом заключается принципиальное их отличие от системных организаций неживой природы.

 

Трудом человека созданы механические и электронные автоматы, рабо-тающие по принципу саморегуляции с оценкой результата действия. Однако любой результат деятельности, как бы успешно он ни оценивался машиной, в конечном счете оценивается человеком. Способность к постоянной оценке сво-ей деятельности, результатов своего труда явилась мощным фактором эволю-ционного развития живых существ, в том числе человека. Именно постоянная оценка результата труда и совершенствования орудий труда — важный фактор эволюционного развития человеческого общества.

 

Целостный организм в каждый данный момент времени представляет слаженное взаимодействие — интеграцию (по горизонтали и вертикали) — раз-личных функциональных систем с использованием принципов иерархии, мно-госвязного одновременного и последовательного их взаимодействия, что опре-деляет нормальное течение метаболических процессов. Нарушение этой инте-грации, если оно не компенсируется специальными механизмами, означает за-болевание и может привести к гибели организма.

 

Рефлекс и функциональная система. Открытие закономерностей систем-ной организации физиологических функций заставило признать, что они осу-ществляются не только по принципу рефлекса, т.е. от стимула к действию, но и по принципам самоорганизации и саморегуляции.

 

Теория функциональных систем, таким образом, не отвергает рефлектор-ную теорию. Рефлекс и функциональная система выступают в качестве двух равноправных принципов организации процессов жизнедеятельности. Рефлекс выступает как единица отраженной деятельности, а функциональная система — как единица процессов саморегуляции. В отличие от рефлекса, который строит-ся на основе элементарных процессов возбуждения и торможения, в организа-ции функциональных систем участвуют интегративные процессы.

 

В отличие от рефлекса, который в любой его форме является реакцией организма на тот или иной стимул, функциональные системы, участвующие в построении гомеостазиса и поведения, обладают рядом новых свойств. Они не только реагируют на внешние стимулы, но и с помощью обратных связей отве-чают на различные смещения контролируемого ими жизненно важного резуль-тата. Кроме того, в них формируются процессы, опережающие действительные события, а также происходит сличение (коррекция) достигнутого результата с текущими потребностями организма.

 

В отличие от рефлекторной теории теория функциональных систем исхо-дит из следующих постулатов:

 

1. Определяющим моментом деятельных различных функциональных систем является не само действие, а полезный для системы и для ор-ганизма в целом результат.

 

2. Функциональные системы формируются ведущими потребностями организма, влияниями окружающей среды, а также механизмами ге-нетической и приобретенной памяти.

 

3. Каждая функциональная система строится по принципу саморегуля-ции, при котором отклонение результата деятельности функциональ-ной системы от уровня, обеспечивающего нормальной метаболизм, само является стимулом к мобилизации соответствующих системных механизмов, направленных на достижение результатов, удовлетво-ряющих соответствующие потребности организма.

 

4. Функциональные системы избирательно объединяют различные орга-ны и ткани для обеспечения результативной деятельности организма.

 

5. В функциональных системах осуществляется постоянная оценка ре-зультата деятельности с помощью обратной афферентации.

 

6. Системная центральная организация функциональных систем разной степени сложности по сравнению с центральными механизмами реф-лекторной дуги имеет более сложную архитектонику и включает та-кие отсутствующие в рефлекторной дуге стадии, как афферентный синтез, принятие решения, предвидение потребного результата (ак-цептор результата действия), эфферентный синтез и само многоком-понентное действие. Рефлекторная дуга является только составной ча-стью системной организации физиологических функций.

 

7. В центральной структуре функциональных систем наряду с линейным принципом распространения возбуждения осуществляется специаль-ная интеграция опережающих возбуждений, программирующих свой-ства конечного результата деятельности.

 

Наиболее существенным для организации функциональных систем оказа-лось введение в их центральную архитектонику аппарата предвидения потреб-ных результатов — акцептора результата действия, с которым в процессе жизне-деятельности происходит постоянное сравнение реально достигнутых результа-тов. В объяснении механизмов целенаправленного поведения в отличие от рефлекторной теории теория функциональной системы выдвигает следующие принципиально новые положения.

 

1. Устраняется примат исключительного значения внешних стимулов в поведении. Поведение живых существ с этих позиций часто определяется внут-ренними потребностями, генетическим и индивидуально накопленным опытом, действием обстановочных раздражителей, которые создают так называемую «предпусковую интеграцию возбуждений», вскрываемую пусковыми стимула-ми.

 

2. Системное возбуждение, формирующее целенаправленный поведенче-ский акт, развертывается не линейно, а с опережением реальных результатов поведенческой деятельности. Это создает условия для сравнения достигнутых результатов с запрограммированными на основе предшествующего опыта их свойствами и позволяет животным и человеку корригировать целенаправлен-ный акт и исправлять ошибки поведенческой деятельности.

 

3. Целенаправленный поведенческий акт заканчивается не действием, как это постулирует классическая рефлекторная теория, а полезным приспособи-тельным результатом, удовлетворяющим доминирующую потребность орга-низма, и обратной афферентацией, поступающей к аппарату акцептора резуль-тата действия. По существу любой рефлекс развертывается на основе предсуществую-щей доминирующей в организме функциональной системы, формирующейся той или иной потребностью организма (Рис. 16). Обусловливаясь доминирую-щими потребностями, функциональные системы определяют активную, преоб-разующую внешнюю среду, целенаправленную деятельность живых существ.

 

Изложенное выше показывает, что, зародившись в рамках рефлекторной теории, теория функциональных систем сформировалась в самостоятельное на-правление изучения физиологических функций.

 

Прикладные аспекты теории функциональных систем. Как указывалось выше, в отличие от классической физиологии, которая изучает механизмы жиз-недеятельности органов и динамику их работы, физиология функциональных систем изучает организм как совокупность многочисленных системных органи-заций в их динамике и взаимосвязи. Отсюда становится понятным, что функции различных органов тоже должны рассматриваться с учетом их включения в различные функциональные системы. Аналогично теория функциональных систем заставляет исследовать участие мозговых структур в динамической системной организации поведенче-ских актов: в стадии афферентного синтеза, принятия решения, акцептора ре-зультата действия, многокомпонентного формирования целенаправленного по-ведения и, наконец, в оценке результатов совершенного действия. Системный анализ функций мозга становится особенно необходимым при повреждении различных его отделов, когда возникает необходимость определить, какая ста-дия системной организации целенаправленного поведенческого акта оказыва-ется нарушенной.

 

Теория функциональных систем позволяет классифицировать типы пси-хической деятельности человека по доминированию биологических мотиваций, по соотношению биологических мотиваций и влияний окружающей среды, по способности на основе процессов афферентного синтеза фиксировать память и извлекать ее для построения системной деятельности, по свойствам принятия решения, предвидения потребных результатов, по интенсивности процессов эфферентного синтеза и, наконец, по способностям оценивать достигаемые ре-зультаты психической и поведенческой деятельности. В этом плане Е.А.Умрюхиным (2004) создана компьютерная модель «Де-тектор интеллекта», позволяющая объективно оценивать различные стадии сис-темной архитектоники психической деятельности человека.

 

Системная классификация типов психической деятельности, в свою оче-редь, открывает новые возможности фармакологического и нелекарственного воздействия на указанные особенности системной организации типов психиче-ской деятельности человека.

 

Теория функциональных систем определила новые подходы к изучению нормальных функций здорового человека, устойчивости к действию экстре-мальных факторов.

 

Системные представления об организации функций человека его общест-венных популяций открывают новые возможности оценки его состояния в про-цессе различных проявлений жизнедеятельности, особенно трудовой активно-сти, а также при проведении реабилитационных мероприятий.

 

Системная диагностика здоровья

 

С позиций теории функциональных систем нормальное состояние чело-века может быть определено как слаженное взаимодействие функциональных систем разного уровня организации в их иерархических, мультипараметриче-ских и временных соотношениях по горизонтали и вертикали, обеспечивающее оптимальный для жизнедеятельности организма гомеостазис и адаптацию к ус-ловиям обитания. С этих же позиций социальная адаптация человека определя-ется как способность его функциональных систем обеспечивать достижение им социально значимых результатов. Здоровый организм человека характеризуется внутрисистемной и межсистемной гармонией. Слаженное взаимодействие функциональных систем в организме человека по иерархическому и мультипа-раметрическому принципам осуществляется на основе синхронизации ритмов их деятельности, а также ритмов, составляющих их отдельных элементов. Во всех случаях, когда физиологические функции работающего человека не соответствуют ритму производственной деятельности, заданному техноло-гическим процессом, когда утрачивается гармония ритма производственной деятельности с ритмом физиологических показателей, обеспечивающих рабо-чий процесс, и особенно нарушается синхронизация ритмов сердцебиений и дыхания, проявляется психоэмоциональное напряжение — стресс.

 

Системная диагностика ранних дисфункций. Теория функциональной системы открыла новые перспективы ранней диагностики нарушений физиоло-гических функций человека в различных условиях реальной жизнедеятельно-сти. При регистрации физиологических показателей в соответствии с результа-тами социально значимой производственной деятельности человека оказалось возможным профилактически определять физиологическую «цену» результа-тивной производственной деятельности и выявлять индивидов, сохраняющих нормальные физиологические показатели и проявляющих различные дисфунк-ции.

 

В соответствии с теорией функциональных систем любая производствен-ная деятельность каждого человека подразделяется на отдельные результатив-ные «системокванты», каждый из которых определяется совокупной деятельно-стью функциональных систем поведенческого и гомеостатического уровня. Оценка системных физиологических показателей на рабочем месте осуществ-ляется в соответствии с этапными и конечными результатами «системоквантов» производственной деятельности.

 

При системном подходе выявляются выраженные индивидуальные раз-личия физиологических показателей, обеспечивающих выполнение однотип-ных производственных системоквантов у различных рабочих. Рабочие, у кото-рых ритм сердечной деятельности и дыхания скоррелирован и соответствует этапным и конечным результатам «системоквантов» производственной дея-тельности, как правило, во время работы не обнаруживают психоэмоциональ-ного напряжения и утомления и показывают хорошие производственные ре-зультаты. Рабочие, ритм сердцебиений и дыхания у которых не синхронизиро-ван и не соответствует этапным и конечным результатам «системоквантов» производственной деятельности, во время работы предъявляют жалобы на пси-хоэмоциональное напряжение и утомление. Рабочие этой группы проявляют низкую производительность труда. У них отмечается более высокая заболевае-мость. Рабочие этой группы чаще увольняются с производства, хотя оно им нравится (Санатрон, 2001).

 

Таким образом, на основе теории функциональных систем оказалось воз-можным осуществлять своеобразную диагностику здоровья у людей в процессе их реальной производственной деятельности.

 

Системная диагностика эмоционального стресса

 

Эмоциональный стресс формируется в условиях конфликтных ситуаций, в которых субъекты лишены возможности удовлетворять свои ведущие по-требности, т.е. достигать полезных для них приспособительных результатов (Судаков К.В., 1998). В конфликтных ситуациях нарастают и суммируются от-рицательные эмоции, резко редуцируются антистрессорные положительные эмоции и на основе изменения химических свойств мозговых структур созда-ются условия перехода отрицательных эмоций в устойчивое стационарное воз-буждение мозга. В результате формируются такие психосоматические заболе-вания, как неврозы, психозы, артериальная гипертензия, стенокардия, иммуно-дефициты, гормональные нарушения, диабет, язвенные поражения желудочно-кишечного тракта и т.д.

 

Эмоциональный стресс нарушает имеющую место в нормальном орга-низме гармонию внутри — и межсистемных информационных отношений, кото-рая является наиболее чувствительной к различным повреждающим воздейст-виям. Вследствие этого при эмоциональных стрессах, прежде всего нарушают-ся основные биоритмы организма: бодрствования и сна, менструальные циклы и пр. Одним из ранних показателей дисфункций при эмоциональное стрессе яв-ляется нарушение синхронизации ритма дыхания и сердцебиения.

 

Сигналом информационных нарушений в организме является возникно-вение неприятных эмоциональных ощущений. С системных позиций генез вызванных эмоциональным стрессом психо-соматических заболеваний представляется следующим образом (Рис. 17).

 

В конфликтной ситуации при отсутствии возможности достижения субъ-ектом поведенческого результата происходит активация эмоциогенных лимби-ко-ретикулярных структур головного мозга. При этом также усиливаются нис-ходящие нервные и гуморальные влияния эмоциогенных центров на перифери-ческие органы. Это приводит к нарушению ранее согласованной иерархической и мультипараметрической интеграции функциональных систем организма, т.е. к их дезинтеграции. Эту стадию можно рассматривать как информационную стадию развития дисфункций. Механизмы саморегуляции функциональных систем в этих условиях стремятся удержать свои полезные для организма при-способительные результаты в рамках, обеспечивающих нормальное течение метаболических процессов. Они начинают работать весьма интенсивно, хотя это удается не во всех случаях.

 

При длительных и непрерывных конфликтных ситуациях, когда в цен-тральной нервной системе складывается «застойное» эмоциональное возбужде-ние, на основе непрерывных нисходящих влияний эмоциогенных структур моз-га на периферические органы повреждаются механизмы саморегуляции наибо-лее генетически или индивидуально ослабленных функциональных систем. При этом общая сумма механизмов, отклоняющих от нормального уровня тот или иной результат деятельности этих функциональных систем, становится преоб-ладающей над механизмами, возвращающими этот результат к оптимальному для метаболизма уровню. Чаще всего при этом страдают механизмы саморегу-ляции деятельности сердца, артериального давления, иммунитет, гормональный гомеостазис и устойчивость слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта.

 

В условиях длительного преобладания отклоняющих факторов наруша-ются нормальные механизмы саморегуляции и ткани переходят на местные па-тологические механизмы регуляции процессов жизнедеятельности. Нередко это приводит или к патологическому росту, или гибели клеток и различным дис-трофическим процессам. Эту стадию развития патологического процесса мож-но рассматривать как метаболическую. На этой стадии развития патологиче-ский процесс уже затрагивает молекулярные и клеточные механизмы, включая активность их генетического аппарата. Функциональные системы в патологии

 

При действии на организм повреждающих факторов физической, хими-ческой или биологической природы формируются патологические системы (Крыжановский Г.Н., 2002).

 

Патологический очаг может объединять в патологический процесс мест-ные метаболические реакции и ряд органов, так же как и регуляторные процес-сы. По отношению к патологическим системам происходит перестройка дея-тельности нормальных функциональных систем, причем их активность может быть направлена на ликвидацию патологической системы или становление но-вого компенсаторного уровня меж- и внутрисистемных отношений. Наличие в организме патологической системы, функционирующей по своим законам па-тологии, естественно, изменяет слаженную деятельность дефинитивных функ-циональных систем организма. В этом случае деятельность одних из них ока-зывается нарушенной, а другие компенсируют нарушенные функции, обеспе-чивая в меру возможности оптимальный уровень процессов жизнедеятельно-сти. При этом в целом организме складываются противодействующие взаимо-действия двух тенденций: с одной стороны, патологическая, создающая нару-шения нормальных физиологических функций, с другой — компенсаторная дея-тельность физиологических функциональных систем, направленная на ликви-дацию патологического процесса. Результаты деятельности самих патологических систем часто утрачивают адаптивное для организма значение. Наоборот, их достижение способствует де-струкции организма. Внешним проявлением деятельности патологических сис-тем является формирование патологических синдромов (Крыжановский Г.Н. 2002).

 

В некоторых случаях и естественные функциональные системы вследст-вие нарушения их нормальных саморегуляторных механизмов могут стать при-чиной патологических расстройств в организме.

 

Наиболее характерны в этом плане патологические системы, которые складываются, например, у алкоголиков или наркоманов под влиянием приемов алкоголя и наркотиков. Прием этих веществ, у отдельных индивидов приводит к серьезным изменениям свойств центров основных биологических мотиваций в гипоталамической области, их метаболическому перерождению и, как следст-вие, нарушению деятельности определяющих их функциональных систем. Сформированная при этом патологическая функциональная система теряет адаптивное значение и становится деструктивной.

 

В условиях патологии, в частности при эмоциональных стрессах и неко-торых инфекционных заболеваниях, наблюдается растормаживание отдельных функциональных систем, которые на ранних стадиях онтогенетического разви-тия имели адаптивное значение, а затем были заторможены вновь сформиро-ванными приспособительными функциональными системами, например соса-тельная и хватательная функции, спинальные автоматизмы, общедвигательные некоординированные реакции.

 

В связи с рассматриваемым вопросом естественно предположить, можно ли патологическую систему рассматривать как адаптивную? В большинстве случаев патологическая система не является адаптивной, так как она своей дея-тельностью направлена на деструкцию организма. Однако в отдельных случаях патологическая система через активацию дефинитивных физиологических функциональных систем может оказывать адаптивное действие на организм, повысив за счет компенсаторной деятельности устойчивость организма к пато-логическим воздействиям, например, при иммунизации. Патологические системы могут приводить к подавлению деятельности дефинитивных функциональных систем. При этом складывается дезинтеграция их деятельности, когда одни функциональные системы подавляются патологи-ческим процессом на фоне компенсаторного усиления деятельности других функциональных систем. Вопросы перестройки функциональных систем в ус-ловиях патологии все еще требуют дальнейшей разработки.

 

Клинические аспекты системной диагностики

 

Болезнь, как правило, затрагивает в целом организме деятельность мно-жества взаимосвязанных функциональных систем. В связи с этим оценка раз-личных показателей деятельности организма в условиях патологии должна учитывать системную интеграцию физиологических функций. При каждом за-болевании, прежде всего, необходимо определить, какие функциональные сис-темы затронул патологический процесс и нарушение деятельности которых усугубляет его, а деятельность каких функциональных систем имеет компенса-торную направленность.

 

Стойкое повышение артериального давления, например, может быть свя-зано с нарушениями в самых разных звеньях функциональные системы, опре-деляющей оптимальный уровень артериального давления а организме: бароре-цепторного аппарата, центральных эмоциогенных и сосудодвигательных меха-низмов, периферической сосудистой или гормональной регуляции и т.д. Одно-временно с этим изменяется деятельность других, связанных с этой функцио-нальной системой функциональных систем выделения, водно-солевого баланса, поддержания температуры тела и т.д.

 

При хирургическом удалении того или иного органа, исходя из представ-лений о том, что одни и те же органы различными сторонами своего метабо-лизма участвуют в деятельности различных функциональных систем, прежде всего необходимо определить, какие функциональные системы и в какой степе-ни затронула хирургическая операция, какие компенсаторные механизмы при этом продолжают обеспечивать ведущие физиологические функции организма, какие полезные приспособительные результаты деятельности организма при этом сохранены, а какие нарушены, а также какие стороны гомеостазиса или поведения они затрагивают?

 

При нарушении структур мозга особо значимо определить, какая стадия системной организации психической деятельности человека нарушена: аффе-рентный синтез, принятие решения предвидение или оценка достигнутых ре-зультатов.

 

Системная компенсация нарушенных функций

 

С системных позиций компенсация нарушенных функций всегда проис-ходит в направлении сохранения функциональными системами способности обеспечивать полезные для организма приспособительные результаты. Основным условием компенсации нарушенных функций в любой функ-циональной системе является сохранение хотя бы минимальной информации о конечном результате ее деятельности. По мере компенсации складывается но-вая системная интеграция которую в каждом конкретном случае необходимо хорошо представлять и, если она полезна, закреплять. При удалении одного легкого компенсаторный процесс, например, связан не только с деятельностью второго оставшегося легкого, но и с функциями сердца, почек, крови и других исполнительных компонентов разветвленного внутреннего звена саморегуляции функциональной системы дыхания. При этом нарушается деятельность и других функциональных систем, определяющих оптимальный для организма уровень кровяного и осмотического давления, реак-ции крови, выделения и т.д., которые по принципу многосвязного взаимодейст-вия компенсаторно перестраивают свою деятельность (Голубева Е.А. 1971).

 

Хирургическая операция, например замена протезом восходящей дуги аорты, может нарушить функции барорецепторов и хеморецепторов газового гомеостазиса. В этом случае компенсаторная функция в значительной степени ложится на другие хеморецепторы зоны: синокаротидную и центральные, со-стояние которых в этом случае необходимо оценить еще до операции.

 

Компенсаторные процессы при хирургических операциях, когда перере-заются некоторые афферентные нервы, могут затрагивать и механизмы распро-странения афферентации от периферических рецепторов в центральные образо-вания функциональных систем. В этом случае компенсаторные функции берут на себя другие рецепторы. При этом может усилиться значение прямых гумо-ральных влияний на центры нервной системы. При исключении афферентных влияний от результата той или иной функциональной системы изменяются свойства соответствующих мозговых структур, повышается их чувствитель-ность к физиологически активным веществам: гормонам, нейромедиаторам, нейропептидам. К тому же еще надо иметь в виду, что в нормальных условиях жизнедеятельности, как правило, большинство функциональных систем гомео-статического уровня работают в автоматическом режиме при значительном су-жении обратной афферентации от результата их действия. В условиях патологии, когда возникают затруднения в достижении полезного приспособительного результата, нередко объем обратной афферентации расширяется. Это, в свою очередь, приводит к расширению объема эффекторных механизмов различных функциональных систем, интенсификации их деятельности. Указанные процес-сы могут наблюдаться в функциональной системе, поддерживающей оптималь-ный уровень артериального давления при нарушении функций депрессорных нервов, и в функциональной системе дыхания при повреждении проводимости блуждающих нервов и т.д.

 

С другой стороны, при повреждении гуморального звена саморегуляции компенсаторная роль в значительно большей степени ложится на нервное зве-но.

 

Компенсация может затронуть сами центральные аппараты функцио-нальных систем, особенно связанные с приуроченностью гомеостатических функций к эмоциональным состояниям, движениям, речевым функциям, про-цессам пения и т.д.

 

Широкими резервами компенсации обладают исполнительные звенья са-морегуляции функциональных систем, у которых имеется огромная возможность перебора и взаимозаменяемости для достижения полезного приспособи-тельного результата. В любом случае при удалении или повреждении того или иного органа необходимо учитывать, на какие другие исполнительные органы и в каких функциональных системах ляжет дополнительная нагрузка.

 

Системные механизмы реабилитации

 

Теория функциональных систем позволяет по-новому подойти к проблеме реабилитации нарушенных функций человека. С позиции теории функциональных систем все реабилитационные меро-приятия выступают в роли дополнительного внешнего звена саморегуляции, компенсируя тем самым недостаточную функцию тех или иных звеньев функциональных систем организма.

 

Особого внимания в этом плане заслуживает первая информационная стадия формирования патологического процесса. На этой стадии нарушенные информационные внутри- и межсистемные отношения функциональных систем в организме легко восстанавливаются информационными методами реабилитации: гипнотическим воздействием, мас-сажем, гомеопатией, акупунктурой, суджоктерапией, теплохолодовыми пр-цедурами, гипоксией и т.д., позволяющими предупредить переход дисфункций в устойчивую патологическую форму. Исходя из того, что болезнь первично проявляется как нарушение информационных отношений в организме, стано-вится понятной роль культурных, семейных и производственных отношений как своеобразного «человеческого иммунитета». Эти же факторы важны и для сохранения и упрочения эффектов реабилитации (Зилов В.Г. 1996).

 

Отдельные мероприятия могут быть направлены непосредственно на элиминацию застойного эмоционального возбуждения при эмоциональных стрессах. Весьма эффективное действие в этом плане оказывают процедуры электросна и воздействие полями УВЧ. Изменения химических свойств нейронов лимбико-ретикулярного комплекса, составляющие «застойное» эмоцио-нальное возбуждение, в эксперименте успешно нормализуются применением олигопептидов, таких, как АКТГ4-10 вещества П, пептида, вызывающего дельта-сон, пролактина, а также мелатонина и др.

 

Как правило, человек не оценивает объективно и количественно резуль-таты деятельности функциональных систем, определяющих различные показа-тели гомеостазиса. Информационным сигналом метаболических потребностей и их удовлетворения выступают соответственно отрицательные и положительные эмоции. Установлено, что положительные эмоции играют реабилитацион-ную роль, нормализуя нарушенные эмоциональным стрессом метаболические свойства нейронов мозга. Положительные эмоции при предъявлении человеку приятной музыки, действия тепла, тепло-холодовых воздействий в сауне и во-обще при достижении любых полезных приспособительных результатов могут выступать в роли значимых реабилитационных факторов, особенно при невро-тических состояниях. Все это формирует дополнительное внешнее звено само-регуляции с положительным эмоциональным результатом. Такую же роль мо-гут выполнять олигопептиды, участвующие в формировании положительных эмоций.

 

Разработаны специальные технические устройства, позволяющие челове-ку объективно оценивать различные информационные параметры гомеостазиса. Эти приборы получили название «Стражи здоровья» (Юматов Е.А., 2002). Та-кое название отражает их профилактическую направленность на диагностику ранних дисфункций с целью их своевременной коррекции. С их помощью че-ловек получает возможность оценить состояние того или иного показателя го-меостазиса и в случае его нарушения выбрать адекватную форму поведения: прекратить напряженную деятельность, принять соответствующее лекарство, обратиться к врачу и т.п.

Рисунки к статье К.В.Судакова «Теория функциональных систем и про-блемы прикладной психофизиологии человека

 

Рис. 1 Функциональные системы гомеостатического и поведенческого уровня объединены общими нервными и гуморальными регуля-циями, направленными на поддержание оптимального уровня го-меостатических и поведенческих результатов. Центральная архитектоника функциональной системы включает стадии афферентного синтеза, принятия решения, предвидения по-требного результата — акцептор результата действия и эфферентный синтез. Параметры достигнутого поведенческого результата посто-янно оцениваются акцептором результата действия с помощью об-ратной афферентации. На схеме показаны два звена саморегуляции функциональной системы: внутреннее и внешнее. ОА — обстано-вочная афферентация. ПА — пусковая афферентация.

 

Рис. 2 Схема преобразования хаоса функциональной системой при ее формировании и после достижения полезного результата. а) исходное неупорядоченное состояние элементов; б) мотивация, формирующаяся на основе потребности избирательно активирует отдельные элементы хаотического состояния; в) удовлетворение потребности — подкрепление приводит к фиксации взаимодействия элементов, обеспечивающих получение функциональной системой на основе мотивации полезного результата; г) при очередном фор-мировании потребности на основе мотивации функциональная сис-тема опережающе программирует свойства потребного результата.

 

Рис. 3. Общая схема самоорганизации функциональной системы в эмбрио-генезе. Объяснения в тексте.

 

Рис. 4. Общая схема функциональной системы по П.К.Анохину. Объясне-ния в тексте.

 

Рис. 5. Центральная архитектоника функциональной системы поведенче-ского акта (Анохин П.К., 1970). ПА — пусковая афферентация; ОА — обстановочная афферентация.

 

Рис. 6. Изоморфизм функциональных систем различного уровня организа-ции. а) — метаболическая саморегуляция (торможение химической реак-ции А — Г конечным продуктом), Р — результат; б) — функциональ-ная система вегетативного уровня саморегуляции, обеспечивающая полезный для организма результат целиком за счет внутренних ме-ханизмов в) — функциональная система дыхания, обеспечивающая полезный для организма результат не только внутренним, но и внешним звеном саморегуляции за счет деятельности дыхательных органов ; г) — функциональная система с внешним активным звеном саморегуляции, включающим специальное поведение. М — мотива-ция; д) — функциональная система группового уровня организации. Конечный результат деятельности группы определяется совокуп-ной деятельностью отдельных индивидов и оценивается специаль-ными особями; е) — функциональная система социально значимой производственной деятельности человека. Мотивированная дея-тельность (М) завершается промежуточными (Р1 Р2 Р3) и конечным (Р) социально значимыми результатами, которые постоянно оцени-ваются человеком. На каждом результативном этапе специфически изменяются физиологические показатели рабочего.

 

Рис. 7. Схема, демонстрирующая голографические аналогии в механизмах формирования и взаимодействия доминирующей мотивации и под-крепления на структурах головного мозга. А — метаболическая по-требность; Б — подкрепление; а — «опорная» нервная и гуморальная сигнализации о потребности; б — афферентация о параметрах ре-зультата выступает в форме «предметной» волны.

 

Рис. 8. Изменение характера импульсной активности у нейрона сенсомо-торной области коры голодного кролика в ответ на выработанный условный раздражитель с последующей подачей кормушки с пищей (А) и кормушки с поролоном (Б), а — отметка условных сигналов (щелчки), б — момент подачи кормушки. N — число проанализированных межимпульсных интервалов (мсек) Р — средняя частота (имп/сек). Д — дисперсия длительности интерва-лов (мсек). КВ — коэффициент вариации интервалов. По оси абс-цисс — величина межимпульсных интервалов. По оси ординат — про-цент интервалов от общего числа исследованных интервалов.

 

Рис. 9. Иерархические взаимоотношения функциональных систем гомео-статического и поведенческого уровней. Для достижения поведен-ческого результата функциональные системы метаболического и гомеостатического уровней выстраиваются в иерархический ряд в соответствии со значимостью для жизнедеятельности результатов их деятельности. Р1 — Р5 — результаты деятельности функциональных систем метабо-лического и гомеостатического уровней; Р6 — результат поведения.

 

Рис. 10. Мультипараметрическое взаимодействие функциональных систем гомеостатического уровня по их конечным приспособительным ре-зультатам. 1 — артериальное давление; 2 — осмотическое давление; 3 — соотно-шение газовых показателей; 4 — пищевые вещества; 5 — объем крови; 6 — температура; 7 — рh.

 

Рис. 11. Последовательное взаимодействие функциональных систем.

 

Рис. 12. Схема системокванта жизнедеятельности как единицы системной деятельности организма. Р1 — Р6 — промежуточные результаты пове-дения, удовлетворяющие (+) и неудовлетворяющие (-) исходную потребность. n> А > Б > В > Г > n — события внешнего мира.

 

Рис. 13. Динамика перестройки центральной архитектоники, составляющей системоквант функциональной системы, под влиянием обратной афферентации о параметрах достигнутых результатов поведения.

 

Рис. 14. Разновидности системного квантования поведения. Слева — после-довательное. Справа — иерархическое квантование поведения.

 

Рис. 15. Взаимодействие множества функциональных систем в организме. Р?1 , Р?2 , Р?3 — результаты деятельности функциональных систем ме-таболического, а Р1 , Р2 , Р3 — гомеостатического уровня. РП — ре-зультат поведения, КР — кровяное русло.

 

Рис. 16. Соотношение системной центральной архитектуры поведенческого акта и рефлекторной дуги (по Анохину П.К., 1973). Компоненты рефлекторной дуги показаны толстой стрелкой.

 

Рис. 17. Генез нарушения механизмов саморегуляции показателей гомеоста-зиса при эмоциональном стрессе. Объяснения в тексте.

Литература

 

Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. – М.: Медицина. 1968. 548 с.

Анохин П.К. Системные механизмы высшей нервной деятельности. Избр. труды — М.: 1979.

Голубева Е.Л. Формирование центральных механизмов регуляции дыхания в онтогенезе. — Л.: 1971. 223 с.

Зилов В.Г. Саморегуляция организма в лечебных целях. — Вестник РАМН. 1996. № 12. С.23-26.

Журавлев Б.В. Системный анализ активности нейронов мозга при пищедобыва-тельном поведении животных. – Нейроны в поведении: системные аспекты. – М.: Наука. 1986. С.170-179.

Кокина Н.Н. Системогенез группового поведения. — Функциональные системы организма. — Под ред. К.В.Судакова. — М.: Медицина. 1987. С. 369-395.

Кромин А.А., Зверев Ю.П. Одновременная регистрация электрической и меха-нической активности исчерченных мышц в хроническом эксперименте. — Физи-ол. Журнал СССР им. И.М.Сеченова. 1988. Т.74. № 10. С.1496-1499.

Крыжановский Г.Н. Дизрегуляционная патология. — В кн.: Дизрегулярная пато-логия. — М.: Медицина. 2002. С.18-78.

Павлов И.П. Динамическая стереотипия высшего отдела головного мозга. — Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. — М.: Медгиз. 1951. С. 397-410

Павлов И.П. Рефлекс цели. — Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. М.: 1951. С.197-201.

Павловские среды. Среда 1-го ноября 1935 г. М.-Л.: 1949. С.261-264.

Праздников В.П. Некоторые особенности активности скелетной мускулатуры у человека и собаки в раннем постнатальном онтогенезе. — Журнал эвол. физиол. биох. 1985. Т.21. № 3. С.277-283.

Пратусевич Ю.М., Орбачевская Г.Н., Сербиненко М.В. Системный анализ про-цесса мышления. — М.: 1989. 336 с.

Пригожин И.Р., Стенгерс И. Время., хаос, квант. — М.: Прогресс. 1994. 272 с.

Санатрон: Система оценки и реабилитации ранних нарушений физиологиче-ских функций человека в реальных условиях жизнедеятельности. Ред. Судаков К.В. — М.: Из-во Горизонт. 2001. 395 с.

Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. – М.: Медицина. 1984. 224 с.

Судаков К.В. Теория функциональных систем. — М.: Из-во Мед. музей. 1996. 95 с.

Судаков К.В., Агаян Г.Ц., Вагин Ю.Е., Толпыго С.М., Умрюхин Е.А. Системо-кванты физиологических процессов. – Из-во Международного Гуманитарного фонда Арменоведения им. акад. Ц.П.Агаяна. 1997. 152 с.

Судаков К.В. Рефлекс и функциональная система. – Из-во НовГУ. 1997. 399 с.

Судаков К.В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. – М.: Из-во Горизонт. 1998. 267 с.

Судаков К.В. Информационный феномен жизнедеятельности. — М.: Из-во РМА ПО. 1999. 380 с.

Судаков К.В., Александров Е.А. Информационные свойства функциональных систем и их математическое моделирование. — В кн.: Информационные модели функциональных систем. Под ред. К.В.Судакова и А.А. Гусакова. М. Фонд «Новое тысячелетие». 2004. С.7-32.

Умрюхин Е.А. Компьютерная информационная модель интуитивной результа-тивной деятельности человека «Детектор интеллекта». — В кн.: Информацион-ные модели функциональных систем». Ред. К.В.Судаков и А.А.Гусаков. — М.: Фонд «Новое тысячелетие». 2004. С.33-54.

 

Ухтомский А.А. Доминанта. — Л.: 1966. С.236-265.

Юматов Е.А. Проблема многосвязного регулирования дыхательных показате-лей организма. — Успехи физиол. наук. 1976. Т.6. № 4. С.23-32.

Юматов Е.А. Микропроцессорные информационные системы для объективного контроля за физиологическими функциями человека в реальных бытовых и производственных условиях. — В кн.: Информационные медико-биологические технологии. Под ред. В.А. и К.В.Судакова. — М.: ГОЭТАРМЕД. 2002. С.197-220.

Bertalanfy L. G eneral theory of system applications to physiology. — Soc. Sci Inform. // Sci. Socials 1967. v.6, N 6. p.126.

The loqic of Life.The Mall enqe of inteq la five phystolоqу. El. By C.A.R Boyd and D.Noble Oхford-Univ.Press. Oxford — N — Y -Tokyo. 1993. 226 pp.

9 комментариев
  1. Картинка профиля Администратор

    Тестовый комментарий

  2. Картинка профиля TraceelXF
    TraceelXF 1 год ago

    [url=http://kshop2.biz/t5n6LT]Скидки до 70% на весь каталог[/url]

    [url=http://kshop2.biz/t5n6LT][img]http://s018.radikal.ru/i504/1709/1b/17ff6af60faf.png[/img][/url]

    [url=http://kshop2.biz/t5n6LT]Распродажа брендовых часов[/url]

  3. Картинка профиля ThomasopinkOI
    ThomasopinkOI 12 месяцев ago

    Компания [url=http://webrega.ru/]«WEBREGA.RU»[/url] (профессиональная раскрутка сайта)- гарант вашего успеха!

    Продвижение и сайта аудит – это то, с чего начинается раскрутка любого ресурса. Аудит сайта можно назвать одним из важных этапов работы по оптимизации и продвижению, поскольку детальное изучение всех составляющих грамотного анализа позволит правильно определить дальнейшую стратегию развития ресурса, исправить ошибки и недоработки, обозначить сильные стороны. В итоге будет выполнена качественная оптимизация и грамотная раскрутка сайта, гарантирующие не просто успех, а продолжительную эффективную деятельность вашего Интернет-ресурса.

    Качественно раскрутка сайта подразумевает проведение ряда мероприятий, начиная от проверки программной части и оценки внешнего оформления ресурса (сайт, дизайн, раскрутка) до размещения контекстной рекламы и вывода его в ТОП поисковых запросов (раскрутка ТОП, оптимизация сайта под Yandex).

    Для того чтобы обеспечить успех вашего сайта, мы проводим масштабную работу по изучению конкретного сегмента рынка и целевой аудитории, способной из разряда потенциальных клиентов перейти в разряд постоянных. По статистике, более 85% посетителей приходят на сайт из крупнейших поисковых систем. Наша задача сделать так, чтобы именно ваш сайт они видели в числе первых ответов на свои запросы.

    Полный список тарифов вы можете посмотреть у нас на сайте

    [url=http://webrega.ru/news/306][b]Для заказа этих тарифов вы должны зарегистрироваться на сайте Webrega.ru[/b][/url] и создать проект в меню- vip регистрация и оплатить согласно выбранному тарифу

    оптимизация сайтов липецк

    интернет маркетинг продвижение сайтов send message

    активная раскрутка сайтов

  4. Картинка профиля DonaldSibKM
    DonaldSibKM 12 месяцев ago

    [url=http://bit.ly/2tUE6Es]Получить кредит[/url]

    [url=http://bit.ly/2tUE6Es][img]http://s41.radikal.ru/i093/1709/70/fbb1a2aa5ab2.gif[/img][/url]

  5. Картинка профиля DonaldSibKM
    DonaldSibKM 12 месяцев ago

    [url=http://bit.ly/2tUE6Es]Моментальные деньги на любые цели[/url]

    [url=http://bit.ly/2tUE6Es][img]http://s41.radikal.ru/i093/1709/70/fbb1a2aa5ab2.gif[/img][/url]

  6. Картинка профиля FranknupsVT
    FranknupsVT 12 месяцев ago

    [url=http://bit.ly/2doNLIP]продвижение сайта самостоятельно[/url]
    с помощью агрегатора сайтов

    [url=http://site-agregator.ru][img]http://s45.radikal.ru/i110/1702/c6/e28611ea9003.gif[/img][/url]

    как самому продвигать сайт бесплатно

    $$+$$*

  7. Картинка профиля PatrickIneleAB
    PatrickIneleAB 12 месяцев ago
  8. Картинка профиля JosephgalTW
    JosephgalTW 12 месяцев ago

    Купить свидетельство, диплом курсов парикмахера-стилиста Ростов-на-Дону — Купить свидетельство, диплом курсов секретарей Уфа

  9. Картинка профиля harlowe
    harlowe 12 месяцев ago

    Die Idee ausgezeichnet, ist mit Ihnen einverstanden.
    Rexuiz FPS Game

Leave a reply

©2018 Наука Спорту

Log in with your credentials

Forgot your details?