Компонент афферентного синтеза функциональной системы отвечающий на вопрос что делать это

АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ

АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ (afferens приносящий; греческий synthesis соединение, составление) — процесс сопоставления, отбора и синтеза многочисленных и разных по функциональному значению афферентаций, вызванных различными воздействиями на организм, происходящий в центральной нервной системе, на основе которого формируется цель действия.

Афферентный синтез согласно теории функциональной системы Анохина — первая, универсальная, стадия любого целенаправленного поведенческого акта (см. Функциональные системы).

Афферентныйсинтез включает обработку 4 основных видов афферентных возбуждений.

1. Мотивационное возбуждение отражает доминирующую потребность организма, которая возникает под влиянием метаболических, гормональных, а у человека — и социальных факторов Мотивация играет решающую роль в формировании цели действия (см. Мотивации). Специфически повышая реактивность корковых нейронов с помощью ориентировочно-исследовательской реакции (см.), мотивационное возбуждение способствует обработке и активному отбору сенсорной информации, необходимой для построения целенаправленного поведения.

2. Обстановочная афферентация представляет собой воздействие на организм всей совокупности внешних факторов, составляющих конкретную обстановку, на фоне которой развертывается приспособительная деятельность. Обстановочная афферентация формируется не только постоянными компонентами обстановки, но и рядом последовательных афферентных воздействий на организм. Характерная особенность обстановочной афферентации состоит в том, что она придает специфику будущей поведенческой реакции, обеспечивая ее приспособительное значение только в данной обстановке.

Наиболее отчетливо роль обстановочной афферентации проявляется в опытах с условными рефлексами. В этих случаях на один и тот же условный раздражитель животное отвечает условной оборонительной реакцией в одной экспериментальной камере и условной пищевой — в другой (или в одной и той же экспериментальной камере утром животное отвечает пищевой реакцией, а вечером — оборонительной).

3. Аппарат памяти с учетом мотивационного возбуждения и обстановочной афферентации дает возможность организму использовать результаты прошлого опыта для принятия решения, наиболее адекватного для достижения полезного эффекта в данной обстановке.

В результате взаимодействия различных по своему функциональному значению возбуждений — доминирующей мотивации, обстановочной афферентации и механизмов памяти в центральной нервной системе создается скрытая предпусковая интеграция возбуждений. Она определяет форму и особенности будущего поведенческого акта, для реализации которого необходим толчок, стимул, пусковое афферентное возбуждение.

4. Пусковая афферентация. Характерным видом пусковой афферентации является условный раздражитель. Вскрывая заранее сформировавшуюся предпусковую интеграцию возбуждений, пусковой стимул нередко утрачивает самостоятельное значение. Наиболее отчетливо это проявляется в динамическом стереотипе.

Основу физиологических процессов афферентного синтеза составляет конвергенция (схождение) возбуждений от различных рецепторных образований на одних и тех же нейронах уже на уровне подкорковых образований: ретикулярной формации ствола головного мозга, некоторых ядер таламуса и др. (см. Головной мозг, физиология).

Восходящие от ретикулярной формации, гипоталамуса и таламуса потоки возбуждений имеют биологическую специфику. Они создают широкие перекрытия нейронов в коре головного мозга, избирательно вовлекают в процесс те синаптические организации нейронов, которые в фило- и онтогенезе были связаны с определенным биологическим состоянием. Каждая клетка коры принимает на себя огромное количество импульсаций, сходящихся от подкорковых образований и других клеток коры, и таким образом участвует в процессах афферентного синтеза.

Экспериментальное изучение афферентногосинтеза показало, что способность объединять и удерживать в синтетическом объединении различные виды афферентных возбуждений принадлежит преимущественно нейронам лобных отделов коры головного мозга.

Способность нервных клеток принимать на себя возбуждения различного сенсорного и в особенности биологического значения определяется, как показано в лаборатории П. К. Анохина, специфической химической чувствительностью субсинаптических мембран. Можно предположить, что химические различия субсинаптических мембран являются отправным пунктом для запуска цепей ферментативных процессов в самой цитоплазме нервных клеток.

Конкретными нейрофизиологическими механизмами, обеспечивающими афферентный синтез, являются корково-подкорковая реверберация (циркуляция) возбуждения и центробежная настройка периферических рецепторов, позволяющая устранять избыточную информацию.

Библиография: Анохин П. К. Физиология и кибернетика, в кн.: Философск. вопр. кибернетики, под ред. В. А. Ильина и др., с. 262, М., 1961; он же, Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968, библиогр.; он же, Методологическое значение кибернетических закономерностей, в кн.: Материалистич. диалектика и методы естеств. наук, под ред. М. Э. Омельяновского, с. 547, М., 1968; он же, Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем, М., 1971; он же, Системный анализ интегративной деятельности нейрона, Усп. физиол, наук, т. 5, № 2, с. 5, 1974; Судаков К. В. Биологические мотивации, М., 1971.

Источник

Афферентный синтез как специфический механизм функциональной системы

Всякому эффекту, рабочему или приспособительному результату обязательно предшествует стадия синтеза разнородных по качеству возбуждений.

Физиологический смысл любого из внешних и внутренних раздражений состоит в том, что оно может иметь или пусковой характер (например, сигнал к началу выполнения какого-либо действия) или оно может быть своеобразным фактором, который подготавливает интегрированную реакцию.

Школой П.К. Анохина были выделены основные формы афферентации, из которых складывается стадия афферентного синтеза.

Доминирующая мотивация.Любой поведенческий акт направлен на удовлетворение потребности организма. Если потребности нет, то нет и избирательной системы возбуждений (например, пищевых и других жизнеобеспечивающих потребностей). Трудно представить себе поведенческий акт без соответствующего побуждения. Любая внешняя информация, попадающая в ЦНС, сопоставляется и оценивается “на весах” мотивации, доминирующей в данный момент.

Доминирующая мотивация играет как бы роль фильтра, который отбирает нужное для удовлетворения потребности и отбрасывает лишние раздражители, неадекватные для исходной мотивационной установки. То есть в данный момент определяется значимость афферентной информации для господствующих мотивационных возбуждений. Она, т.е. доминирующая мотивация, подбирает информацию, необходимую для выработки решения к действию для получения соответствующего приспособительного эффекта.

Обстановочная афферентация.Этот вид раздражений относится не только к стационарной обстановке, в которой осуществляется тот или иной поведенческий акт, но включает большое число последовательных и одновременных раздражителей, которые в конечном итоге создают общую ситуацию для реализации действия. Эти раздражители создают предпусковую интеграцию возбуждения, которая позволяет организму быть готовым к осуществлению определенного действия.

Пусковая афферентация.Представляет собой стимул или условный раздражитель по И.П. Павлову.

Память.Большую роль в афферентном синтезе играют механизмы памяти. Это прошлый опыт живого организма, как генетический, так и онтогенетический. Совокупность обстановочных и пусковых афферентаций тесно связана с мобилизацией из аппаратов памяти необходимых компонентов, способных сделать поведенческий акт максимально точным

Ориентировочный рефлекс.Синтетическая обработка притекающей информации была бы неполной, если бы все время не пополнялась активным процессом ориентировочно-исследовательского рефлекса. Этот рефлекс имеет два нейрофизиологических компонента: корковый и подкорковый. Появление ориентировочного рефлекса связано с активацией гипоталамуса и ретикулярной формации, которые тонизируют кору больших полушарий мозга снизу вверх, а угашение его связано с активным корковым тормозным процессом, который идет сверху вниз.

Афферентный синтезне может иметь места без взаимодействия всех тех возбуждений, которые рождаются в рецепторных аппаратах, возникают на подкорковом уровне и затем в различных комбинациях поднимаются до клеток коры больших полушарий. Именно на уровне коры головного мозга происходит то наиболее полное взаимодействие восходящих возбуждений, в результате которого формируется цель действия.

На стадии афферентного синтеза происходит тесное взаимодействие мотивационных возбуждений с возбуждениями, обусловленными действием на организм внешних обстановочных афферентаций и специальных пусковых раздражителей. Это взаимодействие строится на основе доминантных взаимоотношений. В каждом конкретном случае может доминировать либо возбуждение, сформированное на основе внутренней потребности организма, либо обусловленное воздействием на организм внешних раздражителей. Каждое из этих возбуждений в построении целенаправленной деятельности использует механизм генетической и индивидуальной памяти.

Афферентный синтез чрезвычайно многогранен в тех случаях, когда формируется поведенческий акт. Ни один поступок и ни одна цель поведения не могут быть сформированы без предварительного сопоставления многочисленных внутренних и внешних сигнализаций организма, т.е. без афферентного синтеза. Стадия афферентного синтеза завершается принятием решения.

Принятие решения.На этой стадии происходит выбор ведущей для данного момента “линии поведения”.

Процесс “принятия решения” неизбежно является выбором одной определенной формы поведения. Этот выбор может протекать быстро, автоматически, т.е. автоматизированным путем. Он может включать и сознание, тогда выбор совершается значительно медленнее.

Четко проследить затруднение выбора можно на многих примерах. Чаще всего это связано с наличием сильной ориентировочной реакции, т.е. получением новой информации, которую организм не связывал до этого с ожидаемым результатом действия. Рефлекс “Что такое?” часто тормозит действие, не дает ему проявиться вовсе.

Например, человеческий мозг способен улавливать тончайшие нюансы в процессе коммуникативной функции, и здесь принятие решения протекает, как правило, с участием сознания. Импульсивные поступки могут возникать в тех случаях, если кора избыточно возбуждена или заторможена.

Второй существенный объективный признак “принятия решения” — соотношение между большим объемом исходной афферентации, использованной в стадии афферентного синтеза, и строго определенным ограниченным количеством афферентных возбуждений, которые используются после “принятия решения” для формирования поведенческого акта.

Нейрофизиологические данные последних лет отчетливо показали, что к одному и тому же нейрону могут конвергировать самые разнообразные формы возбуждений. Таким образом, “принятие решения” представляет собой критический пункт, в котором происходит быстрое освобождение “избыточных степеней свободы” и организация комплекса афферентных возбуждений, способных обеспечить вполне определенное действие.

Результат действия как самостоятельная физиологическая категория.Центральные афферентные возбуждения в комплексе формируют программу действия.Непосредственно после “принятия решения” реализуется поток афферентных возбуждений, который обеспечивает периферическое действие в соответствии с программой действия.

Совершенно очевидно, что действие совершается не ради самого действия. Организм интересует конечный результат,т.е. соответствует ли достигнутое желаемому.

Целенаправленное поведение постоянно находится под контролем поступающих от проприорецепторов потоков обратной афферентациив процессе осуществляемого действия. Кроме того, динамически происходит оценка этапных результатов совершаемого действия.

За счет процессов постоянного сравнения этапов действия и его результатов во внешней среде, благодаря обратным афферентациям и коррекции афферентного синтеза, осуществляется достижение конечного приспособительного результата.Таким образом, целенаправленный поведенческий акт заканчивается последней “санкционирующей” стадией (“санкционирующая” обратная афферентация).

Обратная афферентация.Первые указания на большую роль мышечных афферентных импульсов были сделаны Сеченовым (1863), однако он им придавал несколько иное значение, подчеркивая этим лишь всеобъемлющее значение кинестезии, т.е. участия мышечных импульсов во всех проявлениях организма животного и человека.

Представления об обратной афферентации связаны с информацией организма о результатах совершенного действия, которая дает возможность организму оценить степень успеха выполняемого действия. Это не только проприорецепция. Эта оценка шире, она позволяет организму получить информацию о том, удовлетворяет ли его совершенное действие или это действие надо повторить, изменить и т.д.

Всю категорию обратных афферентации (по П.К. Анохину) можно разделить на две отдельные формы: поэтапная обратная афферентация, которая соответствует осуществлению определенного этапа данного поведенческого акта, и “санкционирующая” обратная афферентация, которая закрепляет наиболее успешную интеграцию афферентных возбуждений и завершает логическую функциональную единицу поведения.

Количество этапов выполнения действия зависит от широты задачи и от характера действия. В простейших случаях этапная афферентация может стать и “санкционирующей”, т.е. конечной.

Корригирующее вмешательство обратной афферентации происходит только тогда, когда нарушаются стандартные функциональные взаимоотношения в пределах целой функциональной системы.

Санкционирующая стадия.На этой стадии происходит оценка организмом результата своего целенаправленного действия. Иными словами, параметры достигнутого результата (через возбуждение соответствующих рецепторов) вызывают потоки обратной афферентации. Если характер обратной афферентации соответствует ранее запрограммированной модели (как бы “сличение” того, что надо получить, с тем, что вышло на самом деле), то происходит удовлетворение ведущей потребности, и поведенческий акт заканчивается.

В состав афферентного контрольного аппарата входят все параметры вероятных результатов будущего действия. По П.К. Анохину, это акцептор результата действия, по Е.Н. Соколову — модель результата действия.

Аппарат акцептора результата действия.П.К. Анохин (1968) и Е.Н. Соколов (1972) разработали представления о том, что внешнему действию всегда предшествует стадия формирования модели результата данного действия. Всякий раз создаются условия для сравнения реально достигнутых результатов с результатами, запрограммированными на основе предшествующего опыта. Это позволяет животному или человеку исправлять ошибки своей поведенческой деятельности.

Целенаправленный поведенческий акт заканчивается не просто действием, а завершается полезным приспособительным результатом, удовлетворяющим доминирующую потребность.

Согласно П.К. Анохину, именно полезный результат является подлинным системообразующим фактором.

Таким образом, функциональная система — это результат интегративной деятельности целого организма, который складывается динамически для достижения любого его приспособительного акта на основе определенных взаимоотношений, объединяющих специальные центральные и периферические образования (рис. 4).

Источник

АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ В ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ

Как мы уже установили в начале раздела, для функциональной системы характерно то, что вопрос, какой результат должен быть получен, решается внутри системы и на основе ее закономерных механизмов. Это обстоятельство радикально отличает биосистему от самых сложных машинных устройств автоматической регуляции.

Практически для всех машин цель составлена за пределами машины и для нее допускается лишь некоторая способность самоорганизации в процессе получения запрограммированного не ею результата.
Биосистема даже очень простой иерархии сама, на основе своих внутренних процессов, принимает решение о том, какой результат нужен в данный момент ее приспособительной деятельности. Вопрос этот решается именно в стадии афферентного синтеза

Поскольку этот процесс много раз описывался нами в различных публикациях, мы дадим здесь лишь краткую формулировку его особенностей. Прежде всего вопрос о его составе. Какие именно афференты синтезируются в этой стадии?

Мы предложили четыре решающих компонента афферентного синтеза, которые должны быть подвергнуты одновременной обработке с одновременным взаимодействием на уровне отдельных нейронов: доминирующая на данный момент мотивация, обстановочная афферентация, также соответствующая данному моменту, пусковая афферентация и, наконец, память.

Основным условием афферентного синтеза является одновременная встреча всех четырех участников этой стадии функциональной системы. Микроэлектродный и микрохимический анализы и другие формыаналитического исследования нейрона в момент встречи на нем всех упомянутых выше типов возбуждений показали, что этот процесс поддерживается и облегчается рядом динамических процессов нервной системы. К ним относятся прежде всего восходящая активация, вызванная ориентировочно-исследовательской реакцией, как правило, сопутствующая афферентному синтезу и предшествующая принятию решения, процесс корково-подкорковой реверберации и процесс центробежного повышения возбудимости вовлеченных в афферентный синтез рецепторов.

Своеобразие состоит в том, что этот синтетический процесс, если его отнести к масштабам нейрона, совершается на основе центральной закономерности интегративной деятельности мозга, именно на основе конвергенции возбуждений на одном и том же нейроне.

Нам хотелось бы обратить внимание на следующее: одновременность обработки всех четырех типов возбуждений в стадии афферентного синтеза основана на том, что каждый из них приобретает свои особенные физиологические свойства именно в процессе симультанной обработки. Именно здесь происходит освобождение нейрона от избыточных степеней свободы благодаря приходу к нему именно тех, я не других возбуждений.

В связи с этим уместно отметить, что существующая в нейрофизиологии тенденция изучать и рассматривать такие компоненты афферентного синтеза, как мотивация, память, стимул и т.п., в качестве отдельных, самодовлеющих проблем неверна и малоэффективна.

Возьмем, например, проблему памяти. Взятая в отдельности, сама по себе, как самодовлеющая проблема, она уже показала, что может повести мысль исследователя совершенно в другую сторону. Действительно, в каком аспекте сейчас развивается проблема памяти? Подавляющее большинство исследователей проблемы памяти все внимание сосредоточивают на моменте фиксации пережитого опыта живой системы. Это, несомненно, важная сторона памяти, но совсем по-другому выглядит весь вопрос о ней, как только мы будем ее рассматривать как один из компонентов, органически включенных в проблему принятия решения. Здесь сразу же центр событий перемещается с фиксации опыта на динамическое извлечение этого опыта из молекулярных агрегатов большой системы.

Этот процесс извлечения из памяти является еще более поразительным, если вспомнить, с какой легкостью он ежесекундно и безошибочно помогает принять нужное решение в конце афферентного синтеза. Обратим внимание, с какой легкостью мы извлекаем из памяти самые тончайшие нюансы нашей мысли, разговора и всего того, что было накоплено за всю нашу жизнь. Совершенно очевидно, что эта чудесная способность памяти быть готовой ежесекундно отдать то, что было накоплено за много лет и что требуется в данной стадии афферентного синтеза, не может быть изучена иначе, как на основе полного контакта и взаимодействия всех четырех компонентов афферентного синтеза.

Значительное облегчение при решении проблемы афферентного синтеза нам принесла разработка концепции об интегративной деятельности нейрона. Она дала возможность сформулировать положение, на основе которого строится динамическое участие памяти в афферентном синтезе: извлечение прошлого опыта из памяти происходит по той же нейрохимической трассе, по которой он был зафиксирован в момент приобретения опыта (П. К. Анохин, 1974).

Таким образом, афферентный синтез, приводящий организм к решению вопроса, какой именно результат должен быть получен в данный момент, обеспечивает постановку цели, достижению которой и будет посвящена вся дальнейшая логика системы.

Нетрудно видеть, что афферентный синтез, являющийся абсолютно необходимым этапом формирования функциональной системы, содержит все необходимое для постановки цели, которая так долго пугала исследователя-материалиста и так долго находилась в безраздельном владении идеализма.

Все детали афферентного синтеза в нашей лаборатории изучаются на протяжении многих лет с помощью экспериментально-физиологических методик. Так, например, неразделимое единство пусковой и обстановочной афферентации было показано на основе опытов с экстирпацией лобных отделов коры собаки и последующим изучением реакции выбора на различные условные раздражители (А. И. Шумилина).

Особенно подробно (до микроэлектродной и до микрохимической методик включительно) была изучена роль доминирующей мотивации в установлении синтетических взаимодействий в этой стадии на поверхности одиночного нейрона. Само собой разумеется, что возможность такого тонкого анализа отдельных процессов, составляющих систему, появилась только тогда, когда была выработана «улучшенная логика механизма», т.е. внутренняя операциональная архитектоника системы.

В управленческом деле, как и в биологических системах, также следует поставить вопрос, какой результат должен быть получен системой. Иначе говоря, совокупность всех предварительных расчетов и соображений должна составить (например, в торговом деле) основу афферентного синтеза, приводящего к решению и выбору действия с наилучшим результатом. Так, например, Ханике (1969), касаясь проблемы управления, пишет: «Цель заключается в том, чтобы обеспечить принятие решений на основе систематического анализа».

Насколько отчетливо именно в проблеме управления предприятиями встают вопросы о необходимости афферентного синтеза, совершенно схожие с биологическими проблемами, видно из того удивительного совпадения, которое получилось в аргументации Ханике и нашей собственной по поводу роли афферентного синтеза.

Для выявления наличия широкого афферентного синтеза у человека перед принятием решения рассмотрим пример, когда пешеход переходит улицу. Перед тем как принять решение о переходе, человек должен тщательно оценить довольно большое количество компонентов этого афферентного синтеза (число машин, скорость движения, ширину улицы, свои силы и др.). Аргументируя наличие этой стадии в системной деятельности человека, Ханике также приводит именно этот пример, перечисляя все параметры, которые должны быть учтены для принятия решения о переходе.

Источник

06. 2 внутренняя структура функциональной системы

Общая архитектура функциональной системы, представляющая собой основу «концептуального моста» между уровнями системных и аналитических процессов.

Таким образом, на стадии афферентного синтеза решается несколько вопросов: что делать, как делать, когда делать и где делать.
Основным условием афферентного синтеза является одновременная встреча всех четырех участников этой стадии функциональной системы. В связи с этим уместно отметить, что нередко практикуемая тенденция изучать и рассматривать такие компоненты афферентного синтеза, как мотивация, память, стимул и т. п., в качестве отдельных, самодовлеющих проблем неверна и малоэффективна.
Возьмем, например, проблему той же памяти. Взятая в отдельности, сама по себе, как самодовлеющая проблема, она может повести мысль совершенно в другую сторону. По этому вопросу внимание почти всегда сосредоточивают на моменте фиксации пережитого опыта. Это, несомненно, важная сторона памяти, но совсем по-другому выглядит весь вопрос о ней, если ее рассматривать как один из компонентов, органически включенных в проблему принятия решения. Центр внимания сразу же перемещается с фиксации опыта на способы извлечения этого опыта из общего массива. Важно не только то, что в нашей памяти, но прежде всего принципы использования этой огромной совокупности данных.

Извлечение информации из памяти предстает еще более поразительным, если вспомнить, с какой скоростью и точностью эта информация помогает принять безошибочное решение. Обратим внимание, с какой легкостью мы извлекаем из памяти тончайшие нюансы нашей мысли, разговора и всего того, что было накоплено за всю нашу жизнь.
Мы видим здесь ту же самую ситуацию, что и выбором «нужного» сигнала из безбрежного океана внешних импульсов. Объемы памяти тоже исключительно велики, однако в тот или иной момент времени происходит извлечение не произвольных, но точно подобранных данных, соответствующих семантике анализируемой цели.

Источник