Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

Ясным стало одно, что сумма афферентных воздействий от мяса как внезапно возникшего фактора не соответствовала чему-то. Но чему? Если бы на том же самом месте и в то же самое время появился хлеб, то, как и в сотнях прежних подкреплений, животное съело бы хлеб без всякой ориентировочной реакции. Следовательно, мясо как раздражитель с определенными афферентными свойствами оказалось неадекватным для какого-то комплекса возбуждений, предупредительно заготовленных для хлеба, с афферентными признаками последнего.

Уже одни эти эксперименты заставили нас думать, что в ответ на условный раздражитель возбуждение не просто распространяется в сторону слюноотделительных центров, а создается, прежде всего, некоторый афферентный аппарат системного характера, который предвосхищает афферентные параметры будущих результатов еще не развившегося до конца действия (Анохин и Стреж, 1933). Он является по самой своей сути аппаратом сопоставления и контроля, организующимся по комплементному типу, а не только простым представительством безусловного центра.

Особенно отчетливо необходимость развития такого афферентного контрольного аппарата, в состав которого входят все параметры вероятных результатов будущего действия, выявилась при изучении компенсации нарушенных функций. Оказалось, что постепенный подбор компенсаторных приспособлений не вообще “проба”, а проба, лежащая непременно на пути к правильному эффекту. Какой аппарат регулирует и направляет этот направленный ряд компенсаторных проб и исправлений?

Уже в самом начале восстановления утраченной функции эта функция, например, вертикальное стояние после ампутации конечности у человека, в ее афферентных результатах сформировалась в виде контрольного аппарата, который и отбирает по признаку адекватности все промежуточные “пробы” восстановления функций.

Итак, мы видим, что акцептор действия является, в самом деле, аппаратом контроля результатов действия и сопоставления их с тем “что делать”, которое родилось после афферентного синтеза, как цель к действию.

Здесь мне хочется обратить внимание на одно важное обстоятельство: можно легко заметить, что архитектура функциональных систем организма, на каком бы уровне они ни складывались, является универсальной.

В самом деле, мы видели, что даже в таких простых функциональных системах, какой, например, является регулирование постоянства осмотического давления крови, имеется чрезвычайно стабильный по своим свойствам рецептор конечного эффекта — клетки гипоталамуса. Они служат тем аппаратом “сопоставления получившегося с заданным”, который определяет собой успех подбора необходимых приспособительных действий.

Итак, все функциональные системы организма имеют одну и ту же принципиальную физиологическую архитектуру. Различие их состоит лишь в технике определения. Система со стабильным жизненно важным конечным эффектом (например, осмотическое давление крови) в качестве аппарата сличения использует наследственно заданные свойства соответствующих живых клеток, что и определяет характер подбора промежуточных действий. Наоборот, в эпизодически складывающихся функциональных системах поведенческого типа аппарат сопоставления (акцептор действия) складывается экстренно и каждый раз заново на основе афферентного синтеза всех имеющихся в данный момент внутренних и внешних воздействий на организм.

Общее во всех этих функциональных системах то, что образование аппарата оценки возможных результатов предстоящего действия происходит раньше, чем формируется само действие и появляются его результаты.

В последнее время мы все чаще и чаще получаем материал, говорящий о том, что центральная нервная система весьма широко использует принцип акцептора действия.

Есть основание думать, что в момент выхода на периферию любого эфферентного возбуждения сразу же складывается и аппарат акцептора действия, которому предстоит сопоставить будущие результаты с тем, что “выдано” на эфферентной стороне.

Так, например, в нашей лаборатории была сконструирована такая саморегулирующаяся система дыхания, которая позволяла дыхательному центру управлять не непосредственно дыхательным мышечным аппаратом, как это происходит в норме, а с помощью специального электронного преобразователя нервные импульсы осуществляли управление работой аппарата искусственного дыхания (В.А.Полянцев, I960)⁵.

Такое сочетание физиологических и механических свойств в одной саморегулирующейся системе позволяло нам произвольно вмешиваться в разные моменты деятельности дыхательного центра.