Рассмотрев онтогенез сенсомоторных структур, мы обращаемся к формированию функциональных систем, описанных академиком П.К. Анохиным1. Теория функциональных систем рассматривает организм как сложную интегративную структуру, состоящую из множества функциональных систем, каждая из которых своей динамической деятельностью обеспечивает полезный для организма результат.
Системогенез является частью общего учения о функциональных системах, тесно связанных с показателями внутренней среды организма, удовлетворением биологических потребностей, результатами воздействия социальной среды. Любая целенаправленная деятельность животных и человека, с точки зрения функциональных систем, представляет собой завершающий этап деятельности. П.К. Анохин оценивает системогенез как избирательное созревание функциональных систем и отдельных составляющих их компонентов в онтогенезе. Наряду с ведущими генетическими и эмбриологическими аспектами созревания функциональных систем в пре- и постнатальном периодах развития системогенез включает в себя закономерности становления поведенческих функций. Весь процесс отражения внешнего мира живыми организмами, закрепленный в филогенезе наследственными факторами, находит свое выражение в развитии зародыша у млекопитающих. В эмбриональном периоде
1 Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональных систем. - М., Наука, 1980.
Зкизни происходит развитие именно тех функциональных систем, которые необходимы для осуществления жизненно важных функций новорожденного, приспосабливающих его
К внешней среде.
Основным процессом, осуществляющим подбор функциональных систем для существования в новой (внешней) среде, является ускоренное (гетерохронное) и избирательное созревание центральных и периферических структур. Эти приспособительные реакции организма наследственно закрепляются в фило- и эмбриогенезе.
Такое разновременное созревание различных структур зародыша необходимо для концентрации питательных веществ и энергии в определенных системах в заданные возрастные сроки. У человека имеется свой рано созревающий набор функциональных систем, т.е. свой системогенез. При этом система может начать функционировать, не получив еще полного развития. Для ее формирования необходимы сигналы (раздражения), поступающие из внешней среды. Последовательность созревания отделов центральной нервной системы обусловлена генетически. Спинной мозг начинает дифференцироваться раньше головного и независимо от него. Готовность нервной клетки и всего нейрона к деятельности обусловлена накоплением питательных веществ и наличием миелиновой оболочки, формированием синапсов.
В первую половину внутриутробного развития у плода происходит созревание спинного мозга. О его готовности к деятельности сигнализируют первые шевеления плода, которые появляются к 20-й неделе беременности. Постепенно движения плода становятся все более активными, что указывает на включение всего длинника спинного мозга. В головном мозге, по данным Б.Н. Клосовского, наиболее ранним онтогенетическим рецептором является вестибулярный аппарат, обеспечивающий определенное положение плода. Вестибулярный аппарат развивается усиленными темпами и к 6-7 месяцам внутриутробного развития достигает определенной зрелости. Во вторую половину беременности у плода активно формируется головной мозг, особенно его задние отделы: ствол мозга и мозжечок, который тесно связан в функциональном отношении с вестибулярной системой. В стволе головного мозга, являющегося продолжением спинного мозга, заложены ядра черепно-мозговых нервов, ретикулярная формация, проводящие пути. Во вторую половину беременности заканчивается
Формирование головного мозга плода, он приобретает полные очертания.
Акт рождения является переходом от внутриутробных условий к внеутробным и обозначается как критический период. Для наступления самого акта рождения необходимо накопление плодом достаточной энергии, чтобы продвигаться по родовым путям матери, а также включение функции блуждающего нерва, обеспечивающего деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, так как целый ряд изменений должен произойти в организме ребенка в связи с прекращением плацентарного кровообращения и переходом на легочное дыхание, самостоятельное кровообращение, пищеварение и т.д.
Ядро блуждающего нерва и ядра других черепно-мозговых нервов располагаются в стволе мозга и объединяются ретикулярной формацией - неспецифическим скоплением нервных клеток, - активизирующей и усиливающей импульсы, идущие с периферии в центр и из центра на периферию. Благодаря объединяющей и активизирующей функции ретикулярной формации образуются специальные блоки - функциональные системы для выполнения определенной деятельности.
В первые дни жизни у ребенка формируется сосательный рефлекс. Любое раздражение губ ребенка вызывает ответную реакцию. В реализации сосательного рефлекса участвуют расположенные в стволе головного мозга ядра черепно-мозговых нервов (тройничного, лицевого, вестибулярного, языко-глоточного, блуждающего и подъязычного). Объединение в одну функциональную систему осуществляет ретикулярная формация, располагающаяся также в стволовой части мозга. При выполнении сосательного действия также имеет место гетерохрония, проявляющаяся в том, что для сосания необходимы простейшие движения языком вперед-назад, смычка губ (захват соска), надувание щек, напряжение мягкого нёба, глотание.
Простейшие двигательные акты, выполняющие функцию сосания, осуществляются деятельностью не целого ядра черепно-мозгового нерва, а отдельной группой клеток в данном ядре. По мере усложнения двигательного акта (например, при переходе от сосания к употреблению пищи из чашки или при помощи ложки) включаются новые группы клеток тех же ядер, которые определяют формирование более сложной функциональной системы, в то время как ранее сформированная система (в данном случае сосательный рефлекс) ослабевает, тормозится.
Двигательное развитие ребенка обусловлено включением черной субстанции, красных ядер, четверохолмия, паллидума (более старое ядро подкорки). Таким образом, включается вся экстрапирамидная система и формируется новая сигнальная система, обеспечивающая восприятие раздражений внешней среды, переработку информации и ответную реакцию. Включение паллидума проявляется активизацией эмоциональной сферы: ребенок вначале улыбается на приятный голос или улыбку взрослого, а затем и смеется. На подкорковом уровне формируются зрительные, слуховые, чувствительные и двигательные связи.
В возрасте 4 месяцев, когда ребенок становится активнее (переворачивается с боку на бок, двигает ручками и ножками, рассматривает и прикасается к висящим перед ним игрушкам, проявляет к ним интерес), движения производятся под контролем зрения и слуха, с участием мозжечковых структур, обеспечивающих их коррекцию. Вначале отмечается мимопромахивание, затем движения становятся более координированными (ребенок захватывает игрушку). Формируется новая сигнальная система (мозжечок, рука, глаз), благодаря которой развиваются метричность и координация движений, действие на расстоянии, очень важное для последующей деятельности ребенка. В этот период восприятие комплексного раздражителя сенсорного компонента оказывает одновременное воздействие на различные анализаторы, формируя связи между ними.
К 5 месяцу включается другое ядро подкорки - стриатум, в результате деятельности которого движения становятся более плавными и целенаправленными. Движения постепенно совершенствуются (ребенок охотно захватывает игрушку, удерживает ее), формируется хватательный рефлекс и закрепляется новая функциональная система. В этот период ребенок очень активно произносит звуки, преимущественно гласные, и прислушивается к ним. Если взрослый поддерживает речевую активность и произносит звуки или слова вслед за ребенком, тот эмоционально реагирует и вступает в общение. При произнесении звуков включается двигательная система (проприорецепция от всей дыхательной и голосовой мускулатуры, слух и зрение), что обеспечивает комплексное восприятие звуков и формирование своей функциональной системы.
К б месяцам заканчивается анатомическое созревание (миелинизация) ствола, надстволья, подкорковых образований, а также формирование экстрапирамидной системы, обеспечивающей определенный уровень физического и психомоторного развития. Одним из наиболее заметных изменений в физическом развитии является возможность сидеть самостоятельно. При этом резко меняется возможность обзора окружающей обстановки (нахождение игрушек и игра с ними), совершенствуется хватательный рефлекс.
Начинают включаться первичные отделы коры головного мозга, раздражители достигают коры, появляется первичный гнозис (узнавание). Постепенно формируются связи первичных и вторичных полей в своей области мозга и связи вторичных полей из разных долей мозга. Так, первыми возникают пути между зрительной и моторной областью, образуя свою функциональную систему. Образуются связи между слуховой и моторной областями и соответственно формируется своя функциональная система для выполнения определенного действия. Рано появляются связи между зрительной и слуховой областями коры головного мозга. Большое значение приобретает в этих случаях включение сенсорных систем (слух, зрение, проприорецепция), благодаря которым формируются акустико-моторные и оптико-моторные связи, упрочиваются заученные движения (праксис).
На новый уровень поднимается и речевое развитие. Если до 6 месяцев ребенок произносил отдельные гласные звуки, эмоционально их окрашивая, то после этого критического периода ребенок начинает произносить слоговые элементы (лепет). Особенность формирования лепета состоит в том, что ребенок начинает использовать звуки родного языка. Лепет вначале бедный. Постепенно количество повторений увеличивается, удлиняется время активной речевой продукции. У ребенка отмечаются два пути слежения за речью: первый - восприятие слуховых раздражений, второй - по путям глубокой чувствительности (кинестетическим). Приходя в кору головного мозга, в ее височную и теменную области, они обеспечивают тесную связь, образуя функциональную систему, благодаря которой в последующем формируется фонематический слух и восприятие речи. В этот период приобретает большое значение речевой контакт со взрослыми, которые повторяют или сами активно произносят слоги и слова, доступные для повторения ребенком. Возникает восприятие не только собственных звуков, но и звуков речи окружающих, имеющих значение для дальнейшего развития речи.
Во втором полугодии жизни, показывая и называя предметы, окружающие формируют у ребенка связи между зрительной и слуховой областью, а затем и двигательной (когда ребенок начинает манипулировать предметами). Ощупывание предметов, игра с ними создает новую форму связей - тактильно-кинестетическую и моторную. Таким образом постепенно включаются все отделы коры головного мозга, создавая свои функциональные системы.
Речевое развитие связано с включением третичных полей, которые начинают активизироваться во втором полугодии. Вначале формируется пассивный словарь (понимание отдельных слов, связанных с каким-либо предметом). К концу первого года жизни ребенок произносит первые слова. Речевая функция тесно связана с развитием всей моторной области, на что указывает формирование локомоции (ползания). Ползание, прямостояние и хождение с поддержкой, а к одному году и самостоятельная ходьба обусловлены миелинизацией пирамидного пути и включением всех отделов коры головного мозга, принимающих участие в сложном двигательном акте. Постепенно, от первых шагов под контролем пространственно-вестибулярной системы, ходьба становится автоматизированным процессом, в котором принимают участие лобная (эфферентная), теменная (афферентная), затылочная и височная области коры головного мозга. Связи этих отделов образуют свою многоуровневую функциональную систему, постепенно усложняющуюся с возрастом. Артикуляционная моторика формируется несколько медленнее и включается в деятельность по мере развития речевого общения и нервной системы. Так заканчивается определенный этап формирования функциональных систем, объединяющихся в более крупные блоки, выполняющих сложные сенсомоторные функции, обеспечивающие дальнейшее развитие ребенка.
В течение второго года жизни ребенка общая моторная деятельность становится более активной и дифференцированной. Постепенно улучшается артикуляционная моторика, обусловливая особенности произношения звуков речи. Увеличивается пассивный и активный словарь, появляются словосочетания и короткие речевые цепи. При становлении определенной деятельности формируется своя функциональная система, в которой задействованы различные уровни нервной системы. В этот период активизируются познавательная деятельность, игровой процесс, интерес к общению, окрашенные эмоциональной реакцией. К концу второго года жизни ребенок произносит 200-300 слов, структура которых еще не упрочилась (могут присутствовать редукции слоговых элементов, упрощения и т.д.).
На третьем году жизни значительно активизируется общая моторика, улучшается обеспечивающая чистоту звукопроизношения артикуляция, появляется чувство языка, интерес к прослушиванию сказок, запоминание их и перенос в игровую деятельность, разворачивается способность к подражанию, интонационному повтору. Сенсорная активность (зрительная, слуховая, тактильно-кинестетическая) обеспечивает новый уровень формирования познавательной деятельности. Речь становится более связной, фраза развернутой, количество слов достигает 1000 (к концу третьего года жизни). Трехлетний возраст в физиологии, анатомии, невропатологии является критическим периодом, так как включаются сложные третичные поля лобной области коры, обеспечивающие связи со всеми отделами мозга. При этом префронтальная область обеспечивает переход всей деятельности человека на новый психический уровень, когда мышление становится речевым, а речь - осмысленной. Упрочиваются лексические и грамматические структуры, формируется программа высказывания, поведения, эмоционально-волевой сферы.
Система префронтальной и теменно-затылочной области коры является наиболее молодой в фило- и онтогенезе. Она созревает позже других и создает новый уровень познавательной, моторной и речевой деятельности.
После трех лет резко меняется внешний вид и физическое состояние ребенка. Дети становятся более крепкими, самостоятельными, моторно-ловкими, появляется необходимость общения в игровом процессе, увеличивается запас общих понятий. Подготовленный ребенок переходит из ясель в детский сад, в котором значительно выше требования к его психомоторным функциям. В процессе игровой деятельности расширяется круг знаний, формируется процесс познания (прослушивание и запоминание сказок, стихов и другой литературы). Определяется эмоциональное отношение к окружающей обстановке. Большое значение приобретают внимание и усидчивость, с которыми ребенок выполняет определенные задания.
К этому времени у детей значительно активизируется мелкая моторика: они хорошо лепят, собирают мозаику, рисуют, правильно держат карандаш и ручку. Они достаточно хорошо ориентируются в пространстве и в схеме тела, что отражается в рисунках и игровых процессах.
К этому возрасту должна быть сформирована своя функциональная речевая система (звукопроизношение, фонематический слух, лексика и грамматика, произвольная речевая деятельность) в форме устной речи и начата подготовка к письменной (чтение и письмо). Новый сложный этап в развитии ребенка - подготовка к обучению в школе.
Таким образом, в результате ряда последовательных включений, накопления и скачков при ведущем участии высших лобных структур образуется многоуровневая функциональная система.
Формирование функциональных систем в процессе деятельности
В соответствии с выбранной целью и сформированным мотивом человек начинает планировать свою деятельность и отдельные действия, поступки. Это планирование происходит параллельно со сбором информации о внешней и внутренней среде, о наличии средств для достижения цели и о своих возможностях, с перебором способов использования средств достижения цели и т.д.
После планирования наступает этап реализации плана, в процессе которой человек совершает ряд двигательных действий, требующих включения в работу многих мышечных групп, а если работа продолжается долго, то и развертывания вегетативных систем, обеспечивающих работающие мышцы энергией и сохранение гомеостаза (внутренней среды организма).
Естественно, чтобы деятельность осуществлялась эффективно, чтобы человек мог достигнуть поставленной цели, требуется упорядочение работы мозга, мышц, вегетативных систем. Достигается это благодаря управлению и регуляции рефлекторных реакций, деятельности и поведения.
Управление – это такая организация процессов, которая обеспечивает достижение целей. Частным случаем управления является регуляция , т.е. обеспечение постоянства состояния системы, деятельности и поведения.
Управление и регуляция деятельностью спортсмена – это не простое реагирование его на внешние стимулы (воздействие тренера, соперника, болельщиков и т.п.) – это «самоуправление». (И.П. Павлов) Он писал, что «человек есть система в высшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующая». Ведущей системой управления и регуляции у человека является сознание. Однако психическая регуляция невозможна без привлечения и нейрофизиологических механизмов управления и регуляции, в частности без формирования «функциональной системы» (по П.К. Анохину).
П.К. Анохин создал теорию функциональных систем. По его определению системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата.
Принципы взаимодействия блоков в функциональной системе
Полезным результатом для функциональной систем может быть ее устойчивое состояние в изменившейся внешней или внутренней1 среде, что называют принципом наименьшего взаимодействия. Суть этого принципа состоит в том, что всякая изолированная система (в том числе и человек) стремиться к успокоению и все происходящие в ней изменения направлены на удаление от возмущающего эту систему воздействия. Система как бы минимизирует взаимодействие со средой. Этот принцип распространяется и на взаимодействие блоков внутри сложной системы. Целесообразность каждого блока сложной системы состоит в наименьшем взаимодействии с остальными блоками. Такая автономность ведет к тому, что каждый блок выполняет свою задачу.
Обучение, которое происходит в процессе тренировки, подчиняется этому принципу. Так, например, известно, что улучшение управляющих воздействий в процессе обучения связано с уменьшением объема информации, необходимой для управления действиями, с формированием более компактных и целевых опознавательных эталонов-образцов, при свертывании операций и двигательных компонентов опознавания. Баскетболист быстрее опознает ситуацию, которая складывается на игровой площадке.
С позиции минимизации объясняются факты расхождения в направленности изменения различных психических функций при состоянии напряженности: наиболее важные для данной деятельности функции повышают уровень функционирования, а менее значимые – снижают.
Таким образом, уменьшение взаимодействия функциональных систем с внешней средой и между блоками в самой системе являются отражением адаптации к условиям существования. Это находит выражение в экономизации сил и средств, затрачиваемых на достижение цели.
Однако следует иметь в виду, что минимизация взаимодействия – это один из этапов в жизни систем, оптимальность, достигнутая лишь для данных условий. Как только условия, меняются для получения нового полезного результата принцип минимального взаимодействия будет мешать приспособлению к изменившейся среде.
А.А.Ухтомский полагал, что принцип наименьшего действия присущ отдельным функциональным единицам в составе сложных систем. Суммарная же деятельность организма не во всех случаях подчиняется этому принципу. Например, предвидение событий заставляет человека уклоняться от пути наименьшего взаимодействия. П.К. Анохин высказывал мысль, что для получения полезного результата системе может пойти на самые большие возмущения во взаимодействии своих компонентов.
Применительно к спортивной деятельности можно сказать, что усиление взаимодействия возникает в связи с использованием новых, более высоких нагрузок, с формированием новых двигательных действий, с переделкой старых, а уменьшение взаимодействий связано с адаптаций функциональных систем к нагрузкам, со стабилизацией техники выполнения упражнений, с возникновением состояния тренированности на данном этапе многолетнего тренировочного процесса.
Блоки функциональной системы и их роль в управлении действиями
Деятельность человека разнообразна как по смыслу и действиям, так и по тем условиям, в которых она протекает. Разные цели, задачи и условия деятельности предъявляют и разные требования к человека и его функциональным системам. Поэтому функциональные системы каждый раз при изменении программы и условий деятельности частично или полностью реорганизуются. Т.е. могут состоять из разного количества блоков, выполняющих свои специфические функции. Это значит, что строение функциональных систем, формирующихся для получения полезных результатов, различно.
Рассмотрим схему управления функциональной системой (20 с). Она состоит из пяти блоков.
А - блок афферентного синтеза; Б – блок принятия решения; В – блок системы программы действия (деятельности); Г – блок исполнения и получения результата; Д – блок обратной связи.
Афферентный синтез осуществляется при взаимодействии четырех факторов:
- пусковой афферентации; (ПА)
- обстановочной афферентации; (ОА)
- памяти; (П)
- мотивации. (М)
Пусковой сигнал принимается с помощью органов чувств (в виде ощущений) передающим его в нервные центры, – афферентным нервам.
В ЦНС эти сигналы обрабатываются, в результате чего возникает образ объектов и ситуации. «Опознание» пусковой информации происходит с помощью памяти. Переработка в ЦНС пусковой информации имеет прежде всего задачу определить значимость данного сигнала для человека.
Человек должен выбрать, на какие сигналы следует реагировать, а на какие нет. Помогает осуществлять такой выбор механизм доминанты.
Опознание пускового сигнала приводит к появлению «модели потребного будущего» (по Н.А. Бернштейну), т.е., предвидению, что произойдет в будущем. Однако, прежде, чем принять решение человек должен сопоставить пусковую афферентацию и возможные виды реагирования, которые хранятся в памяти. Таким образом, афферентный синтез с учетом обстановочной афферентации необходим для того, чтобы еще до начала действия внести поправки в привычную (закрепленную в прошлом опыте) реакцию. Мотивация, особенно социального характера, либо усиливает реагирование, либо в качестве цензора отменяет намеченное действие.
Программирование действий. Афферентный синтез приводит к размышлению, т.е. сбору сведений для принятия обоснованного решения: что делать? какова цель действия? какая задача? Однако постановка задачи – это еще половина дела, необходим следующий этап управления: определение того как, с помощью каких средств, ресурсов можно решить эту задачу.
Наступает этап программирования деятельности. Принятие решения и программирование деятельности связаны со способностью мозга «заглядывать вперед», т.е. экстраполировать будущее.
Экстраполирование (предвидение) не может быть абсолютным, а носит вероятностный характер. Способность сопоставлять поступающую информацию о ситуации и хранящегося в памяти опыта о прошлом позволяет строить гипотезы о предстоящих событиях, приписывать им ту или иную вероятность.
По окончании программирования следует сигнал к реализации программы и выполнение самой программы (блок «Г»). Обратная связь и сличение. Контроль за действиями осуществляется с помощью обратной афферентации (по П.К. Анохину) или обратной связи (по Н.А. Бернштейну). Обратная связь – это информация о том, что произошло или происходит в данный момент в функциональной системе, как осуществляются действия, каковы их результаты. Обратная связь включает в себя не только сигналы с рецепторов, расположенных в работающих органах. Главное в обратной связи – это получение информации, на какой стадии решения задачи или достижения цели находится в данный момент функциональная система. Зная это, человек может дальше планировать свою деятельность. Для того, чтобы это узнать, надо сличать (сравнивать) информацию, поступающую по каналам обратной связи, с информацией, отражающей, что должно быть. Нервные образования, осуществляющие функцию сличения, названы Н.А. Бернштейном «аппаратом сличения», а П.К. Анохиным «акцептором действия» (блок В на схеме).
В результате этого сравнения возникает сигнал согласования или рассогласования, который передается в программирующий аппарат и учитывается при управлении действием. К исполнительным органам посылается «санкционирующая афферентация». Этот сигнал приводит либо к продолжению действия (если программа не выполнена), либо к остановке (если программа выполнена полностью, либо к переделке программы (если нужный результат при существующей программе не достигается). Важно отметить, что с помощью сличения различных видов информации предсказывается ход действия в предстоящее мгновение, т.е. аппарат сличения помогает осуществлять не только конечный контроль, но и текущий.
Обратная связь позволяет накапливать человеку опыт, что особенно ярко проявляется в тех случаях, когда информация о протекании действия вследствие кратковременности последнего не успевает проанализироваться человеком, а следовательно, не успевает совершиться коррекция по ходу действия. В этом случае обратная информация получается человеком уже после совершения действия путем оживления в памяти следов, а коррекция вносится при программировании повторного действия. Такого рода обратную связь называют «отставной».
Принцип доминанты и управление деятельностью
В условиях, когда к человеку поступает масса разнообразных раздражителей и сигналов, возникает задача отбора из них только имеющих для данной деятельности определяющее значение. Если бы каждая система в один и тот же момент реагировала на любой сигнал, было бы невозможно регулировать деятельность. Избежать хаоса в регуляции позволяет возникновение доминанты, т.е. временно господствующего очага возбуждения.
Впервые состояние доминанты описал А.А. Ухтомский, который установил, что если в одном из центров создается стойкий очаг возбуждения, то раздражение, адресованное в другой центр, вызывает реакцию, соответствующую не этому раздражителю, а стойкому очагу возбуждения. Это состояние он охарактеризовал как временно господствующий рефлекс, которым трансформируется и направляется работа прочих рефлекторных дуг и рефлекторного аппарата в целом.
А.А. Ухтомский сформулировал следующие признаки доминанты:
- повышенная возбудимость: доминантный очаг отвечает реакцией не только на адекватные для него раздражители, но и индифферентные (безразличные раздражители);
- стойкость возбуждения: способность доминантного очага находиться длительное время в состоянии возбуждения;
- способность к суммированию возбуждения: под влиянием посторонних раздражений сила возбуждения в доминантном очаге возрастает;
- сопряженное торможение: доминантный очаг тормозит другие рефлекторные реакции.
Следует, однако, отметить, что каждый признак сам по себе не характеризует состояние центра как доминантного. Необходимо наличие всех признаков.
Организующая роль доминанты проявляется в синхронизации активности центров, входящих в доминантный очаг, Каждый нервный центр имеет индивидуальный ритм, который при возбуждении дает импульсацию своей, отличной от других частоты. Если сравнивать различные центры друг с другом, то окажется, что они работают не ритмично, асинхронно. Когда же ряд центров начинает обеспечивать выполнение одной и той же функции, их работа проходит более синхронно, в близком ритме.
Однако синхронизация активности нервных центров связана не только с увеличением импульсации, но в случае необходимости и со снижением ее.
К учению А.А. Ухтомского о доминанте существенное дополнение сделано А.М. Ефимовой. Весь период существования доминанты она разделила на четыре этапа.
Первый этап – стадия взаимной корроборации – взаимное усиление уровня возбуждения доминантного и дополнительных очагов возбуждения. На этом этапе доминантный очаг, усиливая свое возбуждение за счет других очагов, способствует росту возбуждения и в недоминантных центрах.
Второй этап – стадия неконцентрированной доминанты, характеризующаяся ослаблением корроборации, причем в большей степени для недоминантных центров. Это приводит к тому, что доминантный очаг подкрепляется сторонними раздражителями, а недоминантные центры не подкрепляются. Однако рефлексы с недоминантных центров на этой стадии проявляются нормально, без угнетения их активности. Этот этап развития доминанты является наиболее типичным для повседневной жизни человека.
Третий этап – стадия концентрированной доминанты, характеризующаяся развитием сильного сопряженного торможения. Теперь с недоминантных центров рефлексы образуются меньше, чем прежде. В жизни такая доминанта встречается у людей, сильно увлеченных каким-либо делом.
Четвертый этап – торможение, затухание доминанты, которое происходит вследствие достижения цели, либо под влиянием появления другой, более сильной доминанты.
Роль доминанты в отборе сигналов имеет огромное значение в деятельности человека. Однако доминанта организует не только отбор сигналов и поиск необходимой для деятельности информации, но и ответную реакцию. Поскольку у функциональной системы, каким предстает человек во время деятельности, в каждый момент времени выход может быть только один, все многообразие осуществления двигательных актов должно быть сведено к одному единственному пути. Это обеспечивается доминантой, открывается лишь тот путь, который в данный момент обладает наибольшей возбудимостью. Созданию доминантного пути способствует мысленное проговаривание плана предстоящего действия, словесная инструкция педагога.
Следует отметить, что наряду с явным проявлением имеется и скрытое доминантное состояние. П.К. Анохин определял доминирование как стационарное поддерживание повышенной возбудимости и готовности к действию. Именно в силу этого свойства доминанта, формирующаяся в высших психических уровнях регуляции, может направлять и определять поведение человека на многие годы, а подчас и на всю жизнь.
Положительная роль доминанты в управлении деятельностью состоит в том, что свойство ее подкрепляться постоянными раздражителями и тормозить другие очаги возбуждения обеспечивает достижение цели даже в неблагоприятных условиях.
Однако всякое положительное явление, в том числе и доминанта, при определенных условиях может превратиться в свою противоположность, о чем хорошо сказал А.А. Ухтомский: «Доминанта, как общая формула, еще ничего не обещает, как общая формула, доминанта говорит лишь то, что из самых умных вещей глупец извлечет повод для продолжения глупостей, а из самых неблагоприятных условий умный извлечет умное». В ряде случаев инертность доминанты может помешать спортсмену быстро и адекватно приспособиться к изменившейся ситуации, сменить план ведения поединка, изменить представление о методике тренировки.
В истории цивилизации практически нельзя найти такого момента, когда можно сказать, что именно в этот момент появилась идея о единстве мира. Уже тогда человек столкнулся с уникальной гармонией между целым и отдельными частями. Эта проблема является актуальной не только в биологии, но и в физике, экономике, математике и иных науках. Системный подход, который выливается в теоретическую трактовку, носит название «Общая теория функциональных систем». Он образовался в результате реакции на бурное развитие аналитических концепций в науке, которые удаляют творческую идею от того, что длительный период времени именовалось проблемой целостного организма. Что же представляют собой функциональные системы в понимании различных наук? Давайте разбираться.
Понятие в анатомии и физиологии
Человеческий организм представляет собой совокупность разных функциональных систем. В данный момент есть только одна из всех систем, которая доминирует. Цель ее деятельности заключается в возвращении к норме определенной величины. Она образуется временно и направлена на достижение результата. Функциональная система (ФС) - это комплекс тканей и органов, что относятся к разным анатомическим структурам, но объединяются для того, чтобы достичь полезного результата.
Существует два вида ФС. Первый вариант обеспечивает саморегуляцию организма за счет внутренних его ресурсов, не нарушая его границ. Примером этого может выступать поддержание постоянного кровяного давления, температуры тела и прочее. Эта система автоматически компенсирует сдвиги во внутренней среде организма.
Второй вид ФС обеспечивает саморегуляцию путем изменения поведенческих актов, взаимодействия с внешней средой. Этот вид функциональных систем является основой формирования разных типов поведения.
Структура
Структура функциональной системы достаточно проста. Каждая из таких ФС состоит из:
- центральной части, характеризующейся комплексностью нервных центров, которые регулируют определенную функцию;
- исполнительной части, обусловленной совокупностью органов и тканей, деятельность которых нацелена на достижение результата (сюда относят также и поведенческие реакции);
- обратной связи, что характеризуется возникновением после деятельности второй части системы вторичного потока импульсов в ЦНС (она дает информацию об изменении величины);
- полезного результата.
Свойства
Каждые функциональные системы организма имеют некоторые свойства:
- Динамичность. Каждая ФС является временной. Разные органы человека могут входить в комплекс одной ФС, тогда как одни и те же органы могут находиться в разных системах.
- Саморегуляция. Каждая ФС способствует поддержанию на постоянном уровне величин без внешнего вмешательства.
Все системы работают следующим образом: при изменении величины импульсы поступают в центральную их часть и формируют образец будущего результата. Дальше в деятельность включается вторая часть. Когда полученный результат будет совпадать с образцом, функциональная система распадается.
Теория Анохина П.К.
Анохиным П.К. была выдвинута теория функциональных систем, которая описывает модель поведения. Согласно ей все отдельные механизмы организма объединяются в единую систему приспособительного акта поведения. Акт поведения, каким бы сложным он ни был, начинается с афферентного синтеза. Возбуждение, которое было вызвано внешним раздражителем, вступает в связь с другими возбуждениями, которые являются иными по функциям. Мозг синтезирует эти сигналы, которые поступают в него по сенсорным каналам. В результате этого синтеза он создает условия для осуществления целеустремленного поведения.Синтез включает в себя такие факторы, как мотивацию, афферентацию пусковую, обстановочную, а также память.
Дальше переходит в стадию принятия решения, от которой зависит тип поведения. Эта стадия возможна при наличии сформированного аппарата акцептора результатов действия, который закладывает результаты событий, что произойдут в будущем. Потом происходит осуществление программы действия, где возбуждения интегрируются в единый акт поведения. Таким образом, действие является сформированным, но не реализованным. Дальше идет стадия выполнения поведенческой программы, потом происходит оценка результатов. На основании этой оценки поведение корректируется или действие прекращается. На последней стадии прекращают свою деятельность, совершается удовлетворение потребности.
Менеджмент
Постоянное развитие рыночных отношений и конкуренция предполагают, что должна использоваться новейшая функциональная система управления. Это будет способствовать увеличению результативности предприятия. ФС должны быть гибкими, иметь способность самосовершенствоваться, вести высокоэффективные формы организации деятельности, а также создавать условия для новых научных и технических открытий. Главная задача - организация работы компании на рынке в настоящее и будущее время, оценивание возможностей фирмы, а также поиск нужных возможностей в условиях конкуренции.
Положения
Функциональная информационная система управления имеет несколько положений:
- Чтобы достичь цели, необходимо провести анализ средств, отбор и применение сотрудников компании в соответствии с их квалификацией, обеспечение их необходимыми ресурсами.
- Необходимо проводить анализ внешней среды, изучать ее изменения, а также управление фирмой в зависимости от этих изменений.
Хорошо построенная ФС менеджмента предусматривает наблюдение за развитием персонала, умелое применение их ресурсов. Поэтому рекомендуется вовлекать умелых талантливых людей, удерживать их, мотивируя их деятельность. Функциональные возможности системы управления направлены на отбор сотрудников и их развитие. Это и есть приоритетная задача в развитии ФС менеджмента. Пристальное внимание здесь уделяется и стратегии управления, когда руководство компании продумывает модель функционирования фирмы длительный период времени. Делается это для обеспечения конкурентоспособности компании. Модель продумывается с учетом потенциала фирмы, где главным является улучшение жизни персонала.
Математика
Математические функциональные системы тесно связаны с биологическими системами. Некоторые авторы рассматривают системный подход как применение математических ФС для изучения явлений в биологии, их научного объяснения. После построения ФС (математической модели) и определения задания происходит изучение свойств этой системы математическими методами: дедукцией и машинным моделированием.
Этапы системного подхода
В биологии системный подход слагается из нескольких этапов:
- абстрагирование, то есть построение системы и определение для нее задания;
- дедукция, то есть рассмотрение свойств системы с применением методов дедукции;
- интерпретация, то есть рассмотрение смысла свойств, что были найдены дедуктивными методами в биологическом явлении.
Точно также математические функциональные системы применяются для изучения явлений на производстве. Сначала теоретически формулируется математическая ФС, после этого ее задачи применяют к объяснению явлений, как в биологии, так и в менеджменте. На практике же системные закономерности могут разрабатываться на основе конкретного биологического материала, который должен быть основой формализации. При помощи быстрого математического осмысления закономерностей становится реальной перспектива развития знаний в биологии и физиологии. Но математическая теория систем биологических должна быть построена с привлечением целенаправленного поведения.
Специфика биологической системы заключается в том, что потребность в результате и путь его получения созревают внутри системы, в ее метаболических и гормональных процессах, после чего по нервным цепям потребность реализуется в актах поведения, которые допускают математическую формализацию. Таким образом, вопрос об использовании математических ФС в различных отраслях должен быть хорошо изучен.
Выводы
В основе каждой ФС находится потребность. Именно потребность и ее удовлетворение выступают в роли основных позиций в становлении и организации работы разных функциональных систем. Так как потребности изменчивы, все ФС тесно связаны между собой во времени. Полезный результат достигается через определенную деятельность, которая протекает на различных уровнях: биохимическом, психологическом, социальном. Именно деятельность представляется иерархией биохимической, индивидуально-психологической и психологически-социальной физиологическими системами. Таким образом, каждая ФС представляется в виде циклической замкнутой организации, которая постоянно саморегулируется и самосовершенствуется.
Основным критерием ФС является положительный результат. Какие-либо отклонения от уровня, что способствует обеспечению нормальной жизнедеятельности организма, воспринимаются рецепторами. С помощью нервной и гуморальной афферентации они включают в работу определенные нервные образования. Дальше через поведение, гормональные и вегетативные реакции возвращают результат к уровню, который необходим для нормального метаболизма. Все процессы происходят непрерывно по принципу саморегуляции.
Напоследок
Таким образом, изучение функциональных систем необходимо не только в биологии, физиологии, но и других науках. У всех них одна задача - получить необходимый позитивный результат. Знания о ФС можно успешно использовать для построения модели управления на предприятии, мотивируя сотрудников на положительный результат. Также математические навыки применяют для изучения биологических систем.
Функциональная система – совокупность органов и тканей, относящихся
к различным анатомо-функциональным образованиям и временно объеди-
няющихся для достижения полезного приспособительного результата.
Функциональная система состоит из 4 звеньев:
1. Центральное звено – нервные центры, которые возбуждаются для дос-
тижения полезного приспособительного результата;
2. Исполнительное звено – внутренние органы
3. Обратная связь
4. Полезная приспособительная реакция.
Выделяют следующие стадии формирования и деятельности функцио-
нальных системы:
1-я - афферентного синтеза;
2-я - принятия решения;
3-я – формирования акцептора результата действия;
4-я – действие;
5-я – результат действия;
6-я – обратной афферентации;
7-я – сопоставление полученного результата с эталоном
Основные свойства функциональных систем состоят в следующем:
1. Динамичность – функциональная система временное образование, фор-
мируется в процессе жизнедеятельности в соответствии с преобла-
дающими потребностями организма.
2. Саморегуляция – функциональная система обеспечивает поддержание
на постоянном уровне констант организма.
ПСИХИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
1. Типы ВНД.
2. Асимметрия мозга. Понятие о первой и второй сигнальных системах.
3. Физиологические основы сознания у человека и животных.
4. Функциональные расстройства ВНД. Неврозы.
5. Память. Виды запоминания. Забывание. Гигиена памяти и методы её
улучшения.
1. Типы внд
В повседневной жизни мы замечаем, что люди, попадая в одни и те же
ситуации, ведут себя по разному. Однако за этим большим разнообразием
поведенческих реакций и поступков проступают некоторые общие схемы или
типы поведения. Это обстоятельство было отмечено ещё в древние времена и
было положено в основу греческой медицины, испытавшей сильное влияние
Гиппократа. Греко-арабско- персидско-таджикская медицина основана на
признании четырёх элементов или стихий природы: воздуха, воды, огня и
земли. Соответственно и в организме различаются четыре основные материи,
каждая из которых соответствует одному из элементов или стихий природы
(кровь, лимфа, желчь, чёрная желчь). Комбинации этих материй и определяет
особенности, тип поведения человека. Эта идея легла в основу первой клас-
сификации темпераментов, изложенной в трудах Гиппократа. Он считал, что
уровень жизнедеятельности человека зависит от соотношения четырёх жид-
костей (материй), циркулирующих в организме – крови, желчи, чёрной желчи
и слизи (лимфы, флегмы). Смесь этих жидкостей определяет индивидуальное
своеобразие каждого организма. В переводе с греческого на латинский слово
«смесь» звучит как «temperamentum». Отсюда классификация индивидов бы-
ла названа классификацией темпераментов. Так, Гиппократ, исходя из учения
о «соках тела», считал, что преобладание горячей крови (sangvis) делает че-
ловека энергичным и решительным сангвиником , избыток охлаждающей сли-
зи (phlegma) предают ему черты хладнокровного и медлительного флегма-
тика, едкая желчь (chole) обусловливает вспыльчивость и раздражительность
холерика, а чёрная испорченная желчь (melan chole) определяет поведение
вялого и унылого меланхолика
Сейчас эта классификация известна как учение Гиппократа о четырёх
видах темпераментов.
Для сангвиника характерны высокая психическая, эмоциональная ак-
тивность, богатая жестикуляция. Он подвижен, впечатлителен, быстро отзы-
вается на окружающие события, сравнительно легко переживает неудачи и
неприятности.
Поведение холерика отличает высокий уровень активности, энергич-
ность действий, резкость и стремительность движений, сильные, импульсив-
ные и ярко выраженные эмоциональные переживания. Несдержанность,
вспыльчивость в эмоциогенных ситуациях.
Темперамент меланхолика отличается низким уровнем нервнопсихиче-
ской активности, высокой эмоциональной реактивностью; отсюда эмоцио-
нальная ранимость, сниженный уровень двигательной и речевой активности.
Меланхолик замкнут, склонен к тяжёлым внутренним переживаниям при от-
сутствии серьёзных причин.
Флегматика отличает низкий уровень поведенческой активности. Он
медлителен, спокоен, ровен. Ему трудно переключаться с одной деятельно-
сти на другую. Характеризуется постоянством чувства и настроений.
Классификация Гиппократа относится к гуморальным теориям.
Позже эта линия была продолжена немецким философом И. Кантом, ко-
торый также считал природной основой темперамента особенности крови.
Теория темперамента Э. Кречмера, получившая распространение в 30-
40х годах нашего века, строилась на изучении связи психических особенно-
стей человека с его конституцией. Он определяет темпераменты на основе
выделенных им конституционных типов сложения. Им было замечено, что у
большинства страдающих маниакально – депрессивным психозом часто
встречается пикническое телосложение: широкая грудь, коренастая, широкая
фигура, крупная голова, выступающий живот. У больных шизофренией чаще
астеничесий тип конституции: длинная и узкая грудная клетка, длинные ко-
нечности, удлинённое лицо, слабая мускулатура. Пикническому конституци-
онному типу, по Кречмеру, соответствует циклоидный темперамент, для ко-
торого характерна адекватная реакция на внешние стимулы, открытость, ес-
тественность, плавность движений. Настроение таких лиц изменяется от ве-
сёлого у маниакальных субъектов до сниженного, мрачного у депрессивных
индивидов. Астеническому типу свойственен шизоидный темперамент:
замкнутость, уход в себя, неадекватность реакций внешним воздействиям.
Настроение меняется от раздражительности до бесчувствия, равнодушия. По
мнению Кречмера, связь телосложения с психикой, отчётливо выступившая у
больных, существует и у здоровых, но в скрытой форме.
К морфологическим теориям темперамента относится не только теория
Кречмера, но и концепция американского психолога У.Шелдона, который
выделил три основных типа соматической конституции: эндоморфный, ме-
зоморфный и эктоморфный. Эндоморфный тип отличается мягкостью и ок-
руглостью внешнего облика, слабым развитием костной и мышечной систем.
Ему соответствует темперамент с чувственными устремлениями, любовь к
комфорту, мышечная расслабленность, наслаждение едой, душевная теплота
в общении с другими людьми. Мезоморфный тип характеризуется развитой
костно-мышечной системой, атлетичностью, силой. Для него характерна рез-
кость движений, склонность к риску, потребность в физических упражнени-
ях, активность, смелость, властолюбие, безразличие к боли, агрессивность.
Экстроморфному типу свойственна хрупкость телосложения, отсутствие вы-
раженной мускулатуры. Такие лица сдержанны, заторможены, скрытны, пуг-
ливы, склонностью к одиночеству.
Эти выводы во многом противоречивы. Однако в целом между телосло-
жением и психическими качествами существует хотя и слабая, но статисти-
чески достоверная связь.
Теории И.П. Павлова о типах ВНД
Заслугой Павлова явилось то, что он связал четыре типа темперамента,
выделяемые античной классификацией, со свойствами нервной системы, вы-
делив среди них силу, уравновешенность и подвижность возбудительного и
тормозного процесса. Четыре основных типа комбинаций этих свойств Пав-
лов описал как четыре типа высшей нервной деятельности.
Сильный, уравновешенный, подвижный тип нервной системы у сангвиников.
Сильный, уравновешенный, инертный тип нервной системы – у флегматиков.
Сильный, неуравновешенный тип н.с. – у холериков.
Слабые нервные процессы отличают меланхоликов.
Павлов проводил опыта на собаках, оказалось, что у одних собак услов-
ные рефлексы вырабатываются быстро и прочно, а у других – с трудом и лег-
ко угасают. В этом проявляется первый прямой показатель типологических
различий – сила процесса условного возбуждения. В свою очередь собаки с
сильным возбудительным процессом разделились на таких, которые хорошо
вырабатывали дифференцировки, и не справляющихся с этой задачей. Так
определился второй показатель типологических различий – сила процесса
условного торможения. Наконец, при сильных возбудительных и тормозных
процессах одни собаки лучше, а другие хуже могли переделывать сигнальное
значение положительных и отрицательных условных раздражителей, т.е.
проявляли разную способность переучивания. Отсюда третий показатель ти-
пологических различий – подвижность нервных процессов.
конкретный физиологический аппарат, механизм саморегуляции и гомеостаза, осуществляющий избирательное вовлечение и обьединение структур в процесс выполнения какого-либо очередного акта поведения или функции организма (по П.К. Анохину); психологический подход к данному механизму близок к теории установки Д.Н. Узнадзе.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
англ. functional system) - единица интегративной деятельности организма, представляет собой динамическую морфофизиологическую организацию центральных и периферических образований, избирательно объединенных для достижения полезного для организма приспособительного результата. Теория Ф. с. разработана П. К. Анохиным.
Ф. с. обладает способностью экстренной самоорганизации за счет внезапной мобилизуемости взаимодействующих компонентов, позволяющих динамически и адекватно приспосабливать организм к изменениям обстановки для удовлетворения возникшей потребности. Решающую роль в организации неупорядоченного множества компонентов в Ф. с. играет результат, который является систематизирующим фактором. Достижение приспособительного результата Ф. с. осуществляет при помощи специфических механизмов, из них наиболее важныме: 1) афферентный синтез всей поступающей в ц. н. с. информации; 2) принятие решения с одновременным формированием аппарата прогнозирования результата в виде афферентной модели - акцептора результатов действия; 3) реализация принятого решения в действии и 4) сличение афферентной модели акцептора результатов действия и параметров результатов выполненного действия, полученных организмом при помощи обратной афферентации.
Начальной стадией формирования Ф. с. является афферентный синтез, в процессе которого происходит взаимодействие мотивационного возбуждения, обстановочной афферентации и извлеченных из памяти следов прошлого опыта. В результате обработки и синтеза этих воздействий принимается решение "что делать" и происходит переход от обработки информации к формированию программы действия - выбору из множества потенциально возможных действий одного, соответствующего результату обработанной информации.
Под влиянием пускового стимула скрытая предпусковая интеграция в виде команды, представленной комплексом эфферентных возбуждений, направляется к периферическим органам и реализуется в соответствующем действии. Неизбежным следствием совершаемого действия для организма животных и человека являются результаты, ради которых совершалось действие. Информацию о них ц. н. с. получает путем обратной афферентации от реально выполненного действия, которая сличается с афферентной моделью акцептора действия, сформировавшейся на основе афферентного синтеза. Совпадение заготовленного возбуждения и наличного, вызванного реальным действием, является сигналом успеха приспособительного действия, и организм переходит к след. действию. Несовпадение модели акцептора действия с обратной афферентацией, т. е. рассогласование, вызывает ориентировочно-исследовательскую реакцию, новый афферентный синтез с подбором информации, необходимой для принятия решения, соответствующего изменившейся обстановке.
Одновременно с эфферентной командой в н. с. формируется афферентная модель, предвосхищающая параметры будущего результата, что позволяет в конце действия сличать это предсказание с истинными результатами. Предсказание {антиципация) результатов является универсальной функцией мозга, предупреждающей ошибочные действия, не соответствующие поставленной организмом цели и принятому решению. Формирование афферентной модели будущего результата - необходимое условие нормального функционирования дыхания, уровня артериального давления, сложных поведенческих актов, совершаемых с различными целями. Все основные механизмы Ф. с. представляют собой физиологическое единство, и любой из них необходим в развертывании процессов Ф. с.
Добавление: На Анохина и его представления о Ф. с. оказал влияние Л. А. Ухтомский, с которым он сотрудничал в начале своей карьеры и о чем упоминает лишь в конце своей жизни. В теории Анохина "функциональные констелляции центров" Ухтомского и механизмы взаимодействия центров - участников этой констелляции, описанные Ухтомским, были пополнены данными о роли обратных связей и специальных высших центральных аппаратов управления - афферентного синтеза и акцептора результатов действия. Последние выполняют те же функции, что и доминанта у Ухтомского, являющаяся конкретнейшим аппаратом познавания-предвидения. (В. П. Зинченко.)
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
лат. functio - исполнение и systema - целое, соединение) - сложно организованная психофизиологическая система, обеспечивающая согласованную работу физиологических и психологических процессов, участвующая в регуляции целостного поведенческого акта.
Функциональная система
Словообразование. Происходит от лат. functio - исполнение.
Специфика. Направлена на приспособление организма, что достигается за счет таких механизмов, как:
Афферентный синтез поступающей информации;
Принятие решения с одновременным построением афферентной модели ожидаемого результата (акцептора результатов действия);
Реальное осуществление решения в действии;
Организация обратной афферентации, за счет которой оказывается возможным сличение прогноза и полученных результатов действия.
Функциональная система
понятие, разработанное П.К. Анохиным и выступающее в его теории построения движения в качестве единицы динамической морфофизиологической организации, функционирование которой направлено на приспособление организма. Это достигается за счет таких механизмов, как:
1) афферентный синтез поступающей информации;
2) принятие решения с одновременным построением афферентной модели ожидаемого результата - акцептора результатов действия;
3) реальное осуществление решения в действии;
4) организация обратной афферентации, за счет которой оказывается возможным сличение прогноза и полученных результатов действия (см. Теория функциональных систем).