Системный подход в психофизиологии кратко

Обновлено: 05.07.2024

7. СТРУКТУРА И ДИНАМИКА СУБЪЕКТИВНОГО МИРА ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

7.1. Историческая детерминация уровневой организации систем

Представления о закономерностях развития многими авторами разрабатываются в связи с идеями уровневой организации (см. в [Анохин, 1975, 1980; Роговин, 1977; Александров, 1989, 1995, 1997]). Процесс развития рассматривается как переход не от части к целому, но от одного уровня интегрированности к другому; причём формирование новых уровней в процессе развития не отменяет предыдущих [Бернштейн, 1966] и первые не вступают со вторыми в отношения доминирования управления–подчинения (исполнения) [Bunge, 1969].

Обнаружено, что осуществление поведения обеспечивается не только посредством реализации новых систем (рис. 14.3 НС), сформированных при обучении актам, которые составляют это поведение, но и посредством одновременной реализации множества более старых систем (рис. 14.3 СС), сформированных на предыдущих этапах индивидуального развития [Швырков, 1989, 1995; Александров, 1989, Александров и др., 1997]. Последние могут вовлекаться в обеспечение многих поведений, т.е. относиться к элементам индивидуального опыта, которые являются общими для разных актов (см. рис. 14.3).

Таким образом, системы, реализация которых обеспечивает достижение результата поведенческого акта, формируются на последовательных стадиях индивидуального развития, поэтому системная структура поведения отражает историю его формирования. Иначе говоря, реализация поведения есть, так сказать, реализация истории формирования поведения, т.е. множества систем, каждая из которых фиксирует этап становления данного поведения.

Рис. 14.3. Системная структура поведения

7.3. Структура субъективного мира и субъект поведения

Специализация нейронов относительно элементов индивидуального опыта означает, что в их активности отражается не внешний мир как таковой, а соотношение с ним индивида (см. также параграф 4). Именно поэтому описание системных специализаций нейронов оказывается одновременно описанием субъективного мира, а изучение активности этих нейронов изучением субъективного отражения. В рамках такого описания субъективный мир выступает как структура, которая представлена накопленными в эволюции и в процессе индивидуального развития системами, закономерности отношений между которыми межсистемные отношения могут быть описаны качественно и количественно и которые можно, упрощая, свести к отношениям синергии и оппонентности, а субъект поведения как весь набор функциональных систем, из которых состоит видовая и индивидуальная память. Состояние субъекта поведения при этом определяется через его системную структуру как совокупность систем разного филои онтогенетического возраста, одновременно активированных во время осуществления конкретного акта.

7.4. Динамика субъективного мира как смена состояний субъекта поведения

7.5. Модифицируемость системной организации поведенческого акта в последовательных реализациях

7.6. Человек и животное: системная перспектива

Ясно, что одной из главных целей изучения мозгового обеспечения формирования и реализации индивидуального опыта у животных является обнаружение таких закономерностей, которые могли бы быть использованы для разработки представлений о субъективном мире человека. Однако на традиционных путях достижения этой цели возникают существенные методологические препятствия; предполагается, что упомянутые закономерности могут существенно меняться от животного к человеку. В связи с этим высказывается следующая точка зрения: при изучении специфически человеческих функций, таких, например, как использование языка, данные, полученные в экспериментах с животными, не могут быть использованы [Tulving, Markowitsch, 1994]. Не отрицая специфики субъективного мира человека и понимая необходимость её анализа [Швырков, 1985], можно вместе с тем считать приведённую ранее радикальную и довольно распространённую точку зрения следствием методологии парадигмы реактивности, в которой активирование отдельных структур мозга связывается с выполнением специфических функций, таких, как сенсорный анализ, генерация моторных программ, построение когнитивных карт и т.д. При этом, естественно, оказывается, что в экспериментах с животными нельзя изучать те специфические функции, под которые у них не существует специальных структур и механизмов.

Очевидно, что наиболее адекватным психофизиологическим методом исследования субъективного мира человека, предоставляющим возможность прямого описания таксономии и отношений между элементами опыта, был бы анализ динамики активности нейронов, специализированных относительно систем разного возраста [Швырков, 1995]. Однако по целому ряду этических и методических причин наиболее распространённым методом изучения активности мозга у человека продолжает оставаться анализ ЭЭГ, наряду с другими методами картирования мозга (см. гл. 2, 16). В.Б. Швырковым были теоретически и экспериментально обоснованы положения о соответствии компонентов ЭЭГ-потенциалов разрядам нейронов и динамике системных процессов на последовательных этапах реализации поведения, в том числе переходным процессам, и о неправомерности классификации потенциалов как сенсорных, моторных, когнитивных и т.д. [Швырков, 1978, 1987]. Кроме того, была также показана связь нейронов различной системной специализации с колебаниями ЭЭГ [Гаврилов, 1987]. В рамках упомянутых представлений знания о связи ЭЭГ и активности нейронов с динамикой системных процессов, полученные в экспериментах на животных, могут служить основой для использования регистрации суммарной электрической активности мозга в решении задач системной психофизиологии, относящихся к изучению закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта у человека [Швырков, 1978, 1987; Александров и др., 1997; см. также параграф 8 настоящей главы и гл. 16].

7.7. Направления исследований в системной психофизиологии

Теоретический и методический аппарат качественного и количественного анализа системных процессов, лежащих в основе формирования и реализации индивидуального опыта в норме и его реорганизации в условиях патологии (см. параграф 8), позволяет объединить в рамках системной психофизиологии исследования самого разного уровня: от клеточных и субклеточных механизмов формирования новых системных специализаций и межсистемных отношений; отражения истории обучения и межвидовых различий в системной организации активности нейронов; характеристик нейронных механизмов модификации и использования предсуществующих элементов опыта в рамках вновь формируемых потребностей до системной организации высокои низкоэффективной операторской деятельности и динамики её усовершенствования; закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта в деятельности, предполагающей субъектно-субъектные отношения; особенностей структуры индивидуального опыта, опосредующей валидные формы отчётной деятельности испытуемых. К актуальным для дальнейшего развития системной психофизиологии направлениям исследований, кроме уже упоминавшихся в этом и предыдущем параграфах, также можно отнести исследования генетической детерминации системной специализации нейронов, системных закономерностей категориального обучения, социальных детерминант структуры индивидуального опыта и др.

В соответствии с одним из главных принципов системного подхода - принципом целостности - свойства целого мозга не сводимы к свойствам отдельных его частей (будь это нейроны, отделы мозга или функциональные системы). В связи с этим появляется задача: связать отдельные структуры или элементы мозга в системные организации и определить новые свойства этих организаций по сравнению с входящими в них структурными компонентами.

Таким образом, применение системного подхода диктует необходимость сопоставлять психические явления не с частичными нейрофизиологическими процессами, а с их целостной структурной организацией.

Широкое внедрение системного подхода в физиологию изменило методологию и логику научных исследований.

Микроуровеньпредставляет собой совокупность популяций нервных клеток, осуществляющих относительно элементарные функции. Примером микросистемы может служить нейронный модуль - вертикально организованная колонка нейронов и их отростков.

Одинаковые по своим функциям модули объединяются в макросистемы, которые сопоставимы с отдельными структурными образованиями мозга; например, отдельные зоны коры больших полушарий, имеющие разное клеточное строение, представляют разные макросистемы.

Методология системного подхода находит свое отражение в конкретных экспериментальных исследованиях.

Уже в конце XIX в. - в основном в русле клинической неврологии - стали высказываться идеи о единстве функционирования частей мозга в связи этого единства с умственными возможностями человека.

Ф. Голтс (1881) утверждал, что местоположение ума следует искать во всех частях коры, точнее, во всех отделах мозга.

Широкую известность получили проведенные в начале ХХ в. эксперименты К. Лешли.

В отечественной науке одним из первых высказал идею системной организации мозга Л.С. Выготский.

Новое направление - системная психофизиология - ставит своей задачей изучение систем и межсистемных отношений, составляющих и обеспечивающих психику и поведение человека.

1. Что изучает психофизиология?

3. Какие отдельные направления выделяются в рамках психофизиологии?

4. Что изучает нейропсихология?

5. Какова психофизиологическая проблема? Каковы ее решения?

6. Что такое функциональная система (ФС)?

7. В чем суть системного подхода в психофизиологии?

Контрольные вопросы

Системный подход в психофизиологии

Широкое внедрение системного подхода в физиологию изменило методологию и логику научных исследований.

Методология системного подхода находит свое отражение в конкретных экспериментальных исследованиях.

Широкую известность получили проведенные в начале ХХ в. эксперименты К. Лешли.

В отечественной науке одним из первых высказал идею системной организации мозга Л.С. Выготский.

1. Что изучает психофизиология?

3. Какие отдельные направления выделяются в рамках психофизиологии?

Суть системного решения психофизиологической проблемы заключена в следующем положении. Психические процессы, характеризующие организм и поведенческий акт как целое, и нейрофизиологические процессы, протекающие на уровне отдельных элементов, сопоставимы только через информационные системные процессы, т.е. процессы организации элементарных механизмов в функциональную систему. Иначе говоря, психические явления могут быть сопоставлены не с самими локализуемыми элементарными физиологическими явлениями, а только с процессами их организации. При этом психологическое и физиологическое описание поведения и деятельности оказываются частными описаниями одних и тех же системных процессов.

Приведённое решение психофизиологической проблемы избегает

1. отождествления психического и физиологического, поскольку психическое появляется только при организации физиологических процессов в систему;

2. параллелизма, поскольку системные процессы есть процессы организации именно элементарных физиологических процессов;

3. взаимодействия, поскольку психическое и физиологическое – лишь аспекты рассмотрения единых системных процессов.

Постановка проблемы

Речной рак принимает решение

Речной рак принимает решение В нейробиологии успех исследований самым радикальным образом зависит от удачного выбора объекта. Эрик Кандель, получивший в 2000 году Нобелевскую премию за исследования памяти, рассказывает в своих мемуарах (в январе 2011 года, когда я пишу эти

Решение кембрийской головоломки

Решение кембрийской головоломки Из современных организмов со временем может превратиться в окаменелости менее пятой части. Многие просто не имеют устойчивых к разрушению тканей — минерального скелета, клетчатки и тому подобного. Сколько интересного исчезло навсегда

5.2. Варианты традиционного решения психофизиологической проблемы

5.2. Варианты традиционного решения психофизиологической проблемы Принципиальным недостатком коррелятивной психофизиологии является прямое сопоставление психического и физиологического, что с точки зрения психологии малопродуктивно [Шадриков, 1982; Рубинштейн, 1989;

Проблемы общения

Проблемы общения В концепции Л.В. Крушинского о рассудочной деятельности интересно представление о двух его механизмах, особенно о вербальном. Автор допускает существование вербального мышления у животных, в частности у человекообразных обезьян, и возможность

17 КРИСТОФЕР ЧЕРНЯК Загадка Вселенной и ее решение

17 КРИСТОФЕР ЧЕРНЯК Загадка Вселенной и ее решение Мы приготовили этот отчет, чтобы предоставить более полную информацию в связи с недавней пресс-конференцией Президента по так называемой “Загадке”. Мы надеемся, что этот отчет поможет рассеять царящее по всей стране

Проблемы макроэволюции

Проблемы макроэволюции В рамках макроэволюции рассматривается широкий круг вопросов, касающихся закономерностей эволюции таксонов. Это анализ филогенетических изменений органов в связи с их функцией, анализ основных типов филогенеза и факторов, их определяющих,

Решение обратной задачи

Решение обратной задачи Инженеры назвали бы этот поиск смысла обратной задачей. Наша рука представляет собой простое механическое устройство, вполне понятное инженерам. Ее основу составляют твердые стержни (кости), соединенные суставами. Мы двигаем рукой, прилагая силу

Решение жениться

Решение жениться К концу этого периода, за несколько месяцев до того, как естественный отбор созрел в нём, Дарвин решил жениться. Не в смысле — на ком-то конкретно; не ясно, держал ли он Эмму Веджвуд хотя бы в уголке памяти, и известно, что она не находилась в центре его

Проблемы

Проблемы Современные проблемы — экологические, политические, социальные, бытовые — в конечном счете представляют собой различные аспекты конфликтности человеческого существования, в основе которой лежит конкуренция между отдельными людьми, экономическими

Пикабу, или Решение проблемы восприятия

Лобовое решение

Лобовое решение Как должны мы реагировать на биотехнологию, которая сочетает обещание колоссальных потенциальных выгод с угрозами, как физическими и явными, так духовными и весьма скрытыми? Ответ очевиден: мы должны использовать силу государства, чтобы эту технологию

8.4.3. Клонирование людей как семейное решение

8.4.3. Клонирование людей как семейное решение Клонирование может стать еще одним подходом к созданию особей с повышенным интеллектом. Напомним, что при клонировании ядро диплоидной соматической клетки (как правило, для этой цели выбирают слабо дифференцированную

Проблемы стока

Проблемы стока Большое значение для охраны вод суши имеют Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик, которые были приняты Верховным Советом СССР в декабре 1970 г. В законе подчеркивается, что в результате Великой Октябрьской социалистической

190 миллионов долларов на решение грандиозной задачи

При всём многообразии теорий и подходов, используемых в психологии, психофизиологии и нейронауках, их можно условно разделить на две группы. В первой из групп в качестве основного методологического принципа, определяющего подход к исследованию закономерностей организации поведения и деятельности, рассматривается реактивность, во второй – активность.

Рассмотрение поведения и деятельности как активности, направленной в будущее, включает понимание активности как принципиального свойства живой материи; конкретная форма проявления активности зависит от уровня организации этой материи [Анохин, 1978]. Категориальное ядро представлений данной группы значительно менее гомогенно по сравнению с первой. Это ядро сформировалось в результате многочисленных, особенно в последнем столетии, попыток, исходя из разнообразных теоретических посылок преодолеть механистические реактивностные схемы, заменив их представлениями об активном, целенаправленном поведении (см. в [Alexandrov, Jarvilehto, 1993]).

1.4. Эклектика в психологии и психофизиологии

Оценивая системность как один из основных объяснительных принципов в науке, М.Г. Ярошевский [1996] справедливо замечает, что антиподом системности является эклектизм – смешение разнородных, зачастую противоположных, положений и принципов, замена одних логических оснований другими. Именно эклектика, наряду с неадекватным решением психофизиологической проблемы (см. параграф 5), является наиболее серьёзным препятствием на пути синтеза психологического и физиологического знания в рамках методологически непротиворечивой психофизиологии.

Основная задача этой главы состоит в том, чтобы изложить целостную и, как нам кажется в данный момент, свободную от эклектики систему представлений, объединяющую в рамках единой теории понимание активности отдельного нейрона и целостного поведения, соотношения функционирования и развития, структуры и функции, психики и мозга, индивида и среды, нормы и патологии. Здесь будет продемонстрировано, как последовательное развитие системного подхода заставило отказаться от представления о реактивности не только на уровне организма, но и на клеточном уровне в пользу представлений об активности и целенаправленности, что, в свою очередь, обусловило существенное изменение методологии, задач и методов объективного исследования субъективного мира и привело к формированию нового направления в психологии – системной психофизиологии.

2. ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ

2.1. Что такое система?

Главным препятствием для использования проанализированных вариантов системного подхода в конкретном исследовании П. К. Анохин считал отсутствие в их методологии понятия о системообразующем факторе, детерминирующем формирование и реализацию системы. До тех пор, пока исследователь не определит такой фактор, который: а) являясь неотъемлемым компонентом системы, ограничивал бы степени свободы её элементов, создавая упорядоченность их взаимодействия, и б) был бы изоморфным для всех систем, позволяя использовать систему как единицу анализа в самых разных ситуациях, – все разговоры о системах и преимуществах системного подхода перед несистемным останутся только разговорами [Анохин, 1975, с. 32].

2.2. Результат – системообразующий фактор

2.3. Временной парадокс

2.4. Целенаправленность поведения

Уже для Аристотеля [1937] была очевидна целенаправленность поведения. Таким образом, идея целенаправленности никак не может считаться новой, хотя в истории можно выделить период, когда она была надолго вытеснена из научного обихода формирующимся механицизмом. В результате открытий эпохи Ренессанса в области анатомии и физиологии, а главное – вследствие появления классической механики, в которой детерминистическое описание исключало ссылки на цель, возникло представление о природе, оказавшееся полностью механистическим [Бор, 1961].

Итак, заслуга П.К. Анохина состоит не в том, что он использовал понятие цели в анализе поведения, а в том, что, введя представление об акцепторе результатов действия, он устранил противоречие между каузальным и телеологическим описанием поведения. Именно поэтому рассмотрение поведенческого акта с позиций ТФС и как целенаправленного, и как причинного вполне правомерно [Швырков, 1978].

2.5. Опережающее отражение

Опережающее отражение связано с активным отношением живой материи к пространственно-временной структуре мира и состоит в опережающей, ускоренной подготовке к будущим изменениям среды. Ясно, что опережающее отражение могло появиться только постольку, поскольку в мире имелись повторяющиеся ряды событий. Если бы временная структура мира была представлена только рядами никогда не повторяющихся событий, то опережающее отражение и, следовательно, жизнь не могли бы возникнуть. Так как принцип активного опережающего отражения начал действовать вместе с возникновением жизни, он представлен на всех уровнях её организации. Именно поэтому речь должна идти не о смене реактивности активностью на определённом этапе онтоили филогенеза, на определённом уровне организации тех или иных процессов, а только о том, в какой форме этот принцип представлен на данном этапе и уровне.

2.6. Теория П.К. Анохина как целостная система представлений

Итак, первое важнейшее преимущество и признак, отличающий ТФС от других вариантов системного подхода, – введение представления о результате действия в концептуальную схему. Таким образом, ТФС, во-первых, включила в концептуальный аппарат системного подхода изоморфный системообразуюший фактор и, во-вторых, кардинально изменила понимание детерминации поведения.

2.7. Системные процессы

В качестве ключевых положений рефлекторной теории П.К. Анохин выделял следующие:

1. исключительность пускового стимула как фактора, детерминирующего действие, которое является его причиной;

2. завершение поведенческого акта рефлекторным действием, ответом;

3. поступательный ход возбуждения по рефлекторной дуге.

Все эти положения отвергаются при рассмотрении поведения с позиций ТФС [Анохин, 1978].

Наличие пускового стимула не является достаточным для возникновения адекватного поведения. Оно возникает: а) после обучения, т.е. при наличии соответствующего материала памяти; б) при наличии соответствующей мотивации и в) в соответствующей обстановке. Эти компоненты рассматривали, конечно, и другие авторы, но лишь как модуляторы или условия, при которых данный стимул вызывает данную, связанную с ним реакцию. П.К. Анохин же отмечал, что при появлении данного стимула и изменении условий животное может достигать результат поведения самыми разными способами, никогда с этим стимулом не связывавшимися. Например, оно может использовать вместо подхода к кормушке подплывание к ней, если вода вдруг становится преградой.

Согласно ТФС, интеграция всех этих компонентов осуществляется в рамках специального системного механизма афферентного синтеза, в процессе которого на основе мотивации, при учёте обстановки и прошлого опыта создаются условия для устранения избыточных степеней свободы – принятия решения о том, что, как и когда сделать, чтобы получить полезный приспособительный результат. Принятие решения завершается формированием акцептора результатов действия, который представляет собой аппарат прогнозирования параметров будущих результатов: этапных и конечного, и их сличения с параметрами результатов, реально полученных при реализации программы действия. При сличении с параметрами полученных этапных результатов выявляется соответствие хода выполнения программы запланированному (подробнее см. [Батуев, 1978; Пашина, Швырков, 1978]) при сравнении с параметрами конечного – соответствие достигнутого соотношения организма и среды тому, для достижения которого была сформирована система. Эти системные механизмы составляют операциональную архитектонику любой функциональной системы (рис. 14.1). Их введение в концептуальную схему – второе важнейшее преимущество и признак, отличающий ТФС от других вариантов системного подхода.

Формирование в ТФС представления о том, что интеграция элементарных физиологических процессов осуществляется в рамках качественно отличных от них специфических системных процессов, имело принципиальное значение для развития психофизиологического подхода к анализу поведения и деятельности, а также системного решения психофизиологической проблемы (см. параграф 5). Разработка представлений о качественной специфичности процессов интеграции явилась открытием нового вида процессов в целостном организме – системных процессов, организующих частные физиологические процессы, но несводимых к последним.

Открытие системных процессов позволило, в отличие от рассмотрения в качестве основы поведения материально-энергетических отношений между локальным воздействием и реакцией, протрактовать поведение как обмен организованностью, или информацией между организмом и средой, осуществляемый в рамках этих информационных процессов. При этом было обосновано положение о том, что системные категории ТФС описывают одновременно и организацию активности элементов организма, и её связь с организацией внешней среды [Швырков, 1995].

Рис. 14.1. Функционольная система и поведенческий континуум

Поведенческий континуум (внизу). Р n’, Р n+1 – результаты поведенческих актов; p1,2,3, – этапные результаты; Т– трансформационные процессы (см. параграф 2). О наборах систем, обеспечивающих реализацию последовательных актов континуума (каждому набору соответствует свой тип штриховки) и о вовлечении в трансформационные процессы систем, не участвующих в реализации актов, смена которых данными процессами обеспечивается (эти системы обозначены незаштрихованными овалами), см. в параграфе 7

Второе положение рефлекторной теории, которое отвергается ТФС, – оценка действия как завершающего этапа поведенческого акта. С позиций ТФС заключительный этап развёртывания акта – сличение прогнозируемых в акцепторе параметров с параметрами реально полученного результата. Если параметры соответствуют прогнозируемым, то индивид реализует следующий поведенческий акт; если же нет, то в аппарате акцептора возникает рассогласование, ведущее к перестройке программ достижения результата.

Наконец, ТФС отвергает положение о поступательном ходе возбуждения по дуге рефлекса. В соответствии с этим положением, реализацию поведения обеспечивает активация последовательно включающихся в реакцию структур мозга: сначала сенсорных структур, обрабатывающих сенсорную информацию, затем эффекторных структур, которые формируют возбуждение, активирующее железы, мышцы и т.д. Однако многочисленными экспериментами было показано, что при реализации поведенческого акта имеет место не последовательное включение афферентных и эфферентных структур, а синхронная активация нейронов, расположенных в самых разных областях мозга. Паттерн активации нейронов в этих структурах оказывается общим, имеет общемозговой характер. Компоненты этого паттерна – последовательные фазы активации – соответствуют последовательности развёртывания описанных ранее системных механизмов (см. [Швырков, 1978, 1995]). Экспериментальные результаты, подтверждающие данные о синхронности активации нейронов в поведении, продолжают накапливаться и в последнее время [Roelfsema et al., 1997], и им придаётся всё большее значение в понимании не только организации дефинитивного поведения, но и обучения.

Таким образом, вовлечение нейронов разных областей мозга в системные процессы происходит синхронно. Эти процессы – общемозговые и не могут быть локализованы в какой-либо области мозга. В различных областях мозга в поведении протекают не локальные афферентные или эфферентные, а одни и те же общемозговые системные процессы организации активности нейронов в систему, которая является не сенсорной или моторной, а функциональной. Активность нейронов этих областей отражает не обработку сенсорной информации или процессы регуляции движений, а вовлечение нейронов в определённые фазы организации (афферентный синтез и принятие решения) и реализации системы. Активность любой структуры одновременно соответствует как определённым свойствам среды, так и характеру двигательной активности.

Единый паттерн активации и синхронность вовлечения нейронов разных областей мозга в общемозговые системные процессы не означают эквипотенциальности (равнозначности) мозговых структур; вклад этих структур в обеспечение поведения зависит от специфики проекции на них индивидуального опыта (см. параграф 8).

Читайте также: