Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

туры поведенческого акта. Я уже имел однажды счастливый случай — на Международном симпозиуме по обработке информации в центральной нервной системе (Лейден, 1962) — предложить такую физиологическую архитектуру, которая, как нам кажется, отвечает поставленным выше требованиям и которая построена на основе нашей более ранней концепции функциональной системы, как саморегуляторной организации с обратной афферентацией (рис. 1).

Однако к настоящему времени моими сотрудниками получены многие новые результаты, которые позволяют еще глубже понять те универсальные механизмы, которые поддерживают в единстве все многочисленные компоненты функциональной системы на всем протяжении формирования конечного полезного эффекта. Интегративные механизмы в работе целого мозга, предлагаемые нами для объяснения структуры поведенческих актов, вступают в тесный контакт с принципами самоорганизации и моделирования работы мозга, разрабатывающимися в настоящее время в нейрокибернетике.

Описываемая ниже физиологическая архитектура интегративной деятельности целого мозга в настоящее время уже перерастает свое значение только как модели, объясняющей механизмы деятельности, и становится методом для формулировки новых исследовательских задач на уровне тончайших аналитических нейрофизиологических приемов. Эта модель упорядочивает многочисленные поиски в нейрофизиологических условиях и точно определяет то частное место, которое каждое из этих исследований занимает в большой архитектуре поведенческого акта.

Ниже мы последовательно разберем узловые механизмы этой физиологической архитектуры, пригодной для любого поведенческого акта и вместе с другими составляющей модель поведенческого акта.

1. СТАДИЯ АФФЕРЕНТНОГО СИНТЕЗА

Нейрофизиологический смысл этой стадии в формировании поведенческого акта состоит в том, что она позволяет тщательно обработать, сопоставить и синтезировать всю ту информацию, которая необходима организму для совершения наиболее адекватного для данных условий приспособительного акта.

Афферентный синтез является наиболее ответственным моментом интеграции, он является в полном смысле этого слова узловым механизмом функциональной системы. Он помогает решению трех основных параметров всякого поведенческого акта: что делать, как делать и когда делать?

Эти три параметра вписывают всякий данный поведенческий акт в гармоническую последовательность многих поведенческих актов и устанавливают то адаптивное отношение животного к внешнему миру, без которого невозможно было бы его выживание. Афферентный синтез позволяет животному с определенной точностью удовлетворять его непрерывно сменяющиеся потребности и приводить их в соответствие с бесконечно разнообразными воздействиями внешнего мира.

Сама необходимость учета невероятно большого количества переменных параметров, определяющих поведенческий акт, исторически сделала совершенно необходимым формирование стадии афферентного синтеза. Непременное наличие многочисленных афферентных воздействий на организм из внешнего мира сделало афферентный синтез универсальным фактором всякой жизни, поскольку последняя даже в самой примитивной форме должна устанавливать адекватные соотношения между своими потребностями и совокупностью последовательно развивающихся внешних воздействий.

Другим фактором, относящимся к характеристике роли афферентного синтеза, является то, что он непременно и всегда должен предшествовать принятию решения (dicision making).

Едва ли сейчас надо говорить о том, что момент “принятия решения” является физиологическим “рубиконом” в формировании поведенческого акта.

Как уже говорилось, афферентный синтез призван решить наиболее общие вопросы поведения: что делать, как делать и когда делать? Если вдуматься в эти три вопроса, связанные с принятием решения, то станет очевидным, что каждый из этих вопросов представляет собой фактор выбора, т.е. исключения избыточных степеней свободы, являющихся неизбежным следствием анатомической и физиологической композиции организма.

В самом деле, попытаемся проанализировать, какой смысл вложен в решение вопроса: что делать? В силу особенностей расположения и иннервации отдельных, часто весьма дробных мышечных образований организм животных так сконструирован, что практически в каждый данный момент потенциально он может совершить миллионы возможных движений и, следовательно, миллионы моторных актов. Иллюстративно говоря, человек может указать пальцем на какой-то предмет, он может встать со стула, он может повернуть голову к окну и т.д. и т.п. Ясно, что таких индивидуализированных моторных актов он может произвести миллионы. Однако в данной ситуации, например, человек протягивает руку именно к карандашу и берет его.

Возникает естественный вопрос: на каком физиологическом основании к периферическим органам, т.е. к мышечным аппаратам, вышли возбуждения именно для этого моторного акта, а все остальные миллионы степеней свободы были исключены?