4.3.1. Основные принципы теории функциональных систем.

Теория функциональных систем строится на основе ряда принципов:

1) результат деятельности является объективным и ведущим показателем активности функциональных систем в организме;

2) в основе динамической самоорганизации функциональных систем лежит принцип саморегуляции;

3) функциональные системы различных уровней характеризуются изоморфизмом;

4) избирательная мобилизация результатов деятельности отдельных органов и тканей в целостную организацию функциональной системы;

5) взаимное содействие элементов в функциональных системах при достижении конечных результатов;

6) консерватизм и пластичность в деятельности функциональных систем;

7) иерархия функциональных систем;

8) мультипараметрическое взаимодействие функциональных систем по конечным результатам;

9) последовательное динамическое взаимодействие функциональных систем;

10) принцип системогенеза.

Рассмотрим некоторые из этих принципов.

1. Результат действия - ведущий показатель деятельности функциональных систем.Результат действия выступает как ведущий фактор организации функциональных систем различного уровня. Активно воздействуя на организм, при постоянной сигнализации о его состоянии, адаптивный результат осуществляет своеобразную мобилизацию центральных и периферических элементов в функциональную систему. Такие результаты могут быть самыми разнообразными.

Метаболические результаты- это результаты деятельности метаболических процессов в организме, вследствии которых образуются продукты, необходимые для нормальной жизнедеятельности, или, наоборот, продукты, подлежащие удалению из организма.

Гомеостатические результаты- это ведущие показатели жидких сред организма - крови, лимфы, тканевой жидкости. Гомеостатические результаты представлены в крови уровнями питательных веществ, газов, физиологически активных веществ, рН, кровяного давления, температуры и т.д. Поддержание этих показателей на определенном уровне специальными функциональными системами определяет нормальное протекание метаболических процессов. Примером функциональной системы, контролирующей один из ведущих гомеостатических показателей, является система, определяющая оптимальное артериальное давление.

Результаты поведенческой деятельностиудовлетворяют доминирующие метаболические и биологические потребности. Обменные процессы приводят к потреблению или накоплению определенных веществ, что формирует специальные потребности (пищевые, защитные, половые и т.д.). Удовлетворение этих потребностей требует от организма целенаправленной деятельности. Примером функциональной системы с поведенческим результатом является функциональная система питания, которая, формируясь на основе пищевой потребности, соответствующей пищевой мотивации, объединяет механизмы, направляющие человека на активный поиск пищи. Нахождение и потребление пищи составляют результат поведенческой деятельности.

Результаты социальной деятельностичеловека представлены прежде всего результатами его учебной и производственной деятельности, бытовой активности, мероприятиями по защите общества, общением с предметами культуры , искусства и т.д. Социальная деятельность обеспечивается специальными функциональными системами, включающими психическую деятельность. Результаты деятельности этих систем представлены отражением в сознании человека жизненно важных понятий, обратных представлений инструкций, знаний. Совокупная деятельность людей составляет социальные, функциональные системы, направленные на создание общественного продукта, мероприятий по общественной защите и т. д.

Многообразие полезных для организма приспособительных результатов свидетельствует о большом количестве функциональных систем, составляющих различные стороны жизнедеятельности целостного организма. Причем одни функциональные системы генетически детерминированы, другие - складываются по мере формирования отдельных потребностей организма, особенно поведенческих.

2. Любая функциональная система различного уровня организуется по принципу саморегуляции.Отклонение результата деятельности функциональной системы от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность организма, является фактором, мобилизирующим элементы этой системы, что обеспечивает восстановление оптимального уровня данного результата.

Поддержание различными функциональными системами определенного уровня физиологических показателей определяет “постоянство внутренней среды организма”, которое названо У. Кенноном гомеостазом. Следует понимать , что в организме отсутствует абсолютное постоянство внутренней среды, и все его константы динамичны и взаимосвязаны. В связи с этим точнее говорить не о гомеостазе, а огомеокинезе. Те или иные отклонения показателей внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, составляют метаболическую или биологическую потребность организма. В каждый данный момент имеется ведущий параметр потребности - доминирующей потребности, которая возбуждает доминирующую функциональную систему и строит поведенческий акт, направленный на ее удовлетворение. То же самое относится и к поведенческим функциональным системам, деятельность которых направлена на достижение организмом биологических или социальных результатов во внешней среде. В этом случае поведение определяется внутренней потребностью, и достигнутые результаты деятельности по принципу саморегуляции оцениваются организмом исходя из удовлетворения потребности.

3. Изоморфизм функциональных систем проявляется в их однотипной организации.Согласно представлениям П.К.Анохина, любая функциональная система имеет универсальные периферические и центральные узловые механизмы: 1) полезный приспособительный результат как ведущее звено; 2) рецепторы результата; 3) обратную афферентацию, поступающую от рецепторов в центральные образования функциональной системы; 4) центральную архитектонику, представляющую избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней; 5) исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленое поведение.

Любые изменения результата, а также и его оптимальное состояние, в каждой функциональной системе воспринимается соответствующими рецепторами. Сигнализация (обратная афферентация), возникающая в рецепторах, поступает в соответствующие нервные центры и избирательно вовлекает в данную функциональную систему элементы различного уровня для построения исполнительной деятельности, направленной на восстановление необходимого результата.

Наличие специфических рецепторов, контролирующих результаты, является исходным пунктом в механизме саморегуляции. Причем, степень отклонения результата обуславливает интенсивность раздражения рецепторов.

Любая функциональная система, согласно представлениям П.К. Анохина, независимо от сложности ее организации имеет однотипную центральную архитектонику, которая складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий: афферентного синтеза принятия решения, акцептора результата действия, эфферентного синтеза и, наконец, оценки достигнутого результата.

Исходной стадией центральной организации любой функциональной системы является стадия афферентного синтеза. На этой стадии в ЦНС осуществляется синтез информации, обусловленной внутренней потребностью, обстановочной и пусковой афферентацией с постоянным использованием генетических и индивидуальных приобретенных механизмов памяти. Эта стадия завершается стадией принятия решения, которая по своей физиологической сущности означает ограничение степеней свободы деятельности и выбор генеральной линии эффекторного действия, направленного на удовлетворение потребности организма, сформировавшейся на стадии афферентного синтеза. На стадии афферентного синтеза происходит программирование основных параметров результата и за счет обратной афферентации осуществляется их постоянная оценка. Эфферентный синтез проявляется формированием в ЦНС нейрональной программы эффекторного действия.

Изоморфизм различных функциональных систем отражает их принципиально одинаковую организацию. Однако в архитектонике функциональных систем различного уровня имеются некоторые различия. Большинство, систем гомеостатического уровня представлены внутренними т.е. генетически детерминированными механизмами саморегуляции. Результаты деятельности этих систем обеспечиваются в основном механизмами, не контролируемыми сознанием. Примером такой системы является система поддержания артериального давления.

Целенаправленное поведение обеспечивается функциональными системами с активным внешним звеном саморегуляции. Такие функциональные системы, как правило, строятся на основе многокомпонентных внутренних метаболических потребностей организма и обеспечивают их. Примером являются функциональные системы, которые своей деятельностью поддерживают оптимальный уровень в организме питательных веществ, продуктов обмена и т.п.

В функциональных системах психической деятельности человека, результат, находящийся вне организма, обычно не связан непосредственно с метаболическими потребностями, хотя может косвенно их обеспечивать. Подобные функциональные системы могут формироваться целиком функциями мозга и производной от этих функций - психической и поведенческой деятельностью, которые обеспечивают достижение полезных для организма приспособительных результатов. В качестве примера можно привести трудовую деятельность человека, направленную на достижение социально значимого для него и общества результата.

4. Принцип избирательной мобилизациизаключается в объединении функциональной системой, для достижения полезного результата, анатомических элементов различных уровней. Причем, различные функциональные системы могут использовать в своей деятельности одни и те же или разные структуры. Каждая функциональная система обладает возможностью взаимозаменяемости и взаимокомпенсации эффекторных механизмов. В каждую функциональную систему, определяющую тот или иной результат, различные органы и даже тканевые структуры объединяются строго избирательно. Кроме того, каждая функциональная система избирательно включает нервно-гуморальные механизмы. Так, в функциональную систему, обеспечивающую необходимый уровень температуры тела, включаются легкие, почки, потовые железы, желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая система, нервная и эндокринная системы.

Системный принцип формирования может быть также применен к организации системы функциональных резервов организма. Так, в спортивной деятельности можно выделить систему функциональных резервов, которая складывается в зависимости от особенностей данного упражнения. В этой системе можно выделить несколько уровней: биохимический, физиологический, психологический, социальный. Согласно иерархии эти уровни функциональных резервов организма можно представить в виде пирамиды, где вершину образует социальный резерв, а в основании лежат биологические резервы.

Однако, для реализации резервных возможностей организма складывается сходная система, которая включает механизмы реализации движения, обратной связи, сенсорные системы, системы вегетативного обеспечения двигательной функции, системы регуляции данной функции. Главным системообразующим фактором является результат. Он же обеспечивает коррекцию деятельности в процессе ее выполнения. В системе представлены подсистемы всех уровней: биохимического, физиологического, психологического и социального.

5. Согласно представлениям П.К.Анохина, включение отдельных компонентов в функциональные системы осуществляется по принципу взаимодействия, что необходимо для достижения полезного для организма результата.

6. Принцип консерватизма и пластичностив деятельности функциональных систем указывает на качественные различия отдельных узловых механизмов. Так, результат действия и рецептор результата представляют консервативные элементы динамической организации. Специфические свойства рецепторов охватывают все возможные параметры меняющегося результата. Например, барорецепторы способны воспринимать любые изменения кровяного давления. Эти свойства рецепторов являются генетически детерминированными. Кроме рецепторов консервативность присуща афферентным нервам и центрам. Пластическими свойствами в функциональных системах обладают эффекторные центральные и периферические механизмы. Эти механизмы определяют взаимозаменяемость и компенсацию в деятельности функциональных систем при повреждениях того или иного звена. Так, после удаления легкого основная нагрузка в функциональной системе, обеспечивающей дыхание, приходится не столько на второе легкое, сколько на сердце, почки и т.д. Таким образом, функциональная система, включая элементы консерватизма и пластичности, представляет динамическое образование, заключающее в себе диалектическое противоречие устойчивости и изменчивости.

7. Принцип иерархиисостоит в том, что в каждый временной момент деятельность организма определяется доминирующей мотивацией в плане адаптации к условиям среды. Доминирование функциональной системы в целостном организме определяется биологической, а для человека - прежде всего - социальной значимостью. По отношению к доминирующей функциональной системе остальные ”выстраиваются” в соответствии с их биологической и социальной значимостью в определенном иерархическом порядке, начиная от молекулярного уровня и заканчивая социальным. После достижения результата, удовлетворяющего доминирующую потребность, деятельность организма направляет другая доминирующая потребность, которая строит свою функциональную систему. Смена доминирующей функциональной системы на другую осуществляется всю жизнь индивида, отражая сущность непрерывно происходящего взаимодействия с окружающей средой.

Иерархическое взаимодействие различных функциональных систем всегда строится на основе сформированного А.А.Ухтомским принципа доминанты.