Теория функциональной системы.

Теория функциональной системы разрабатывалась на протяжении второй половины XX века. Она возникла как закономерный этап развития рефлекторной теории.

Главным постулатом рефлекторной теории явился постулат о ведущем значении стимула, вызывающего через возбуждение соответствующей рефлекторной дуги рефлекторное действие. Наивысший расцвет рефлекторной теории – учение И.П. Павлова о высшей нервной деятельности. Однако в рамках рефлекторной теории трудно судить о механизмах целенаправленной деятельности организма, о поведении животных. И.П. Павлов успел ввести принцип системности в представления о регуляции функций нервной системой. Его ученик П.К. Анохин, а затем ученики П.К. Анохина академик К.В. Судаков и сотрудники разработали современную теорию функциональной системы.

Изложение основных положений теории дается по К.В.Судакову [61].

1.Определяющим моментом деятельности различных функциональных систем, обеспечивающих гомеостазис и различные формы поведения животных и человека является не само действие (и тем более не стимул к этому действию – раздражитель), а полезный для системы и всего организма в целом результат этого действия.

2.Инициативная роль в формировании целенаправленного поведения принадлежит исходным потребностям, организующим специальные функциональные системы, включающие механизмы мотивации на их основе мобилизующие генетически детерминированные или индивидуально приобретенные программы поведения.

3.Каждая функциональная система строится по принципу саморегуляции, в соответствии с которым всякое отключение результата деятельности функциональной системы от уровня, обеспечивающего нормальный метаболизм, само (отклонение) является стимулом к мобилизации соответствующих системных механизмов, направленных на достижение результата, удовлетворяющего соответствующие потребности.

4.Функциональные системы избирательно объединяют различные органы и ткани для обеспечения результативной деятельности организма.

5.В функциональных системах осуществляется постоянная оценка результата деятельности с помощью обратной афферентации.

6.Архитектоника функциональной системы гораздо сложнее, чем рефлекторная дуга. Рефлекторная дуга – только часть функциональной системы.

7.В центральной структуре функциональных систем наряду с линейным принципом распространения возбуждения складывается специальная интеграция опережающих возбуждений, программирующих свойства конечного результата деятельности.

По П.К.Анохину [1] системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных в нее компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения принимают характер взаимосодействия компонентов, нацеленного на получение фокусированного полезного результата. Результат является неотъемлемым и решающим компонентом системы, инструментом, создающим упорядоченное содействие между всеми компонентами.

С точки зрения академика Анохина функциональные системы (пищеварения, выделения, кровообращения) – это динамические саморегулирующиеся организации всех составляющих элементов, деятельность которых подчинена получению жизненно важных для организма приспособительных результатов.

К.В.Судаков [61] условно выделяет четыре группы приспособительных результатов.

· Ведущие показатели внутренней среды, определяющие нормальный метаболизм тканей (сохранение констант внутренней среды, гомеостазис);

· Результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие основные биологические потребности (взаимодействие особи со средой обитания, поиск пищи);

· Результаты стадной деятельности животных, удовлетворяющие потребности сообщества (сохранение вида);

· Результаты социальной деятельности человека, удовлетворяющие его социальные потребности, обусловленные его положением в определенной общественно-экономической формации. (характерна для человека).

Поскольку в целом организме существует множество полезных приспособительных результатов, обеспечивающих различные стороны его обмена веществ, организм существует благодаря совокупной деятельности многих функциональных систем. Существует понятие об иерархии функциональных систем, из-за наличия иерархии результатов.

Узлы и компоненты функциональной системы.

1.Полезный приспособительный результат как ведущий фактор функциональной системы.

2.Рецептор результата.

3.Обратная афферентация от рецептора к центральным образованиям функциональной системы.

4.Центральная архитектура – избирательное объединение нервных элементов различных уровней.

5.Исполнительные соматические, вегетативные, эндокринные компоненты, включая целенаправленное поведение.

Компоненты.

А) Афферентный синтез. Этот компонент функциональной системы связан с действием обстановочных и пусковых раздражителей (что в данный момент доминирует). Кроме того, учитывается доминирующая в этот момент мотивация. Используются механизмы генетической и индивидуальной памяти. В этой стадии целенаправленного рефлекторного акта на отдельных нейронах ЦНС, прежде всего коры больших полушарий, осуществляются различные виды конвергентных возбуждений (от зрительного, слухового и др. анализаторов). Происходит решение извечного вопроса «что делать?»

Рисунок 3. Принципиальная схема функциональной системы [1].

Б) Принятие решения. Выбор линии поведения.

В) Формирование акцептора результата действия. Акцептор результата действия как идеальная модель потребного результата строится на механизмах памяти.

Г) Эфферентный синтез. Включение интеграции соматических и вегетативных компонентов, обеспечивающих возбуждение.

Д) Целенаправленное действие. По мере его реализации потоки афферентных импульсов от соответствующих рецепторов достигают центров ЦНС.

Е) Санкционирующая стадия. Оценка обратной афферентации. Если результат достигнут, совпадает с ожидаемым и прогнозируемым в акцепторе результата действия, поведенческий акт заканчивается. Возникает положительная эмоция. Если нет, будет рассогласование работы системы и отрицательная эмоция.

По сравнению с рефлекторной теорией теория функциональной системы выдвигает ряд новых принципиальных положений. Устраняется примат исключительности внешних стимулов в поведении. Поведение организма определяется внутренними мотивациями, потребностями, опытом, действием обстановочных раздражителей, которые создают предпусковую интеграцию, только вскрываемую внешними стимулами. Системное возбуждение, формирующее целенаправленное поведение, разворачивается не линейно, а с опережением реальных результатов поведенческой деятельности. Это дает возможность сравнивать достигнутые результаты с прогнозируемыми, что способствует коррекции поведения. Целенаправленный акт не заканчивается действием (что постулировано в рефлекторной теории), а завершается полезным приспособительным результатом, удовлетворяющим доминирующую потребность [1, 61].

Работа 1. Рефлексы устранения раздражающего агента.

А) “Рефлекс сгибания”.

Виртуальный опыт

Спинальную лягушку подвешиваем за нижнюю челюсть на штативе. Через 10-15 мин. (время, необходимое для исчезновения спинального шока) сдавливаем пинцетом кончики пальцев задней лапки и наблюдаем ответную реакцию.

Б) “Рефлекс потирания”.

Виртуальный опыт

Фильтровальную бумагу, смоченную 1% раствором серной кислоты, накладываем на наружную поверхность верхней трети бедра, затем – на нижнюю часть живота. Регистрируем ответную реакцию.

Работа 2 (48). Особенности распространения возбуждения в спинном мозге.

Виртуальный опыт