3.5. Обратная связь в регуляции функциональных состояний

Теоретические и экспериментальные исследования в области фи­зиологии представляют биологическую обратную связь как про­цесс саморегуляции поведенческих и физиологических функций.

Гомеостаз. Термин «гомеостаз» был предложен В.Кенноном в 1932 году. Он обозначает координацию физиологических процессов, под­держивающих большинство устойчивых состояний организма и пред­полагает наличие равновесия, устойчивого состояния и стабильности большинства физиологических систем. Таким образом, гомеостаз оп­ределяет динамическое постоянство внутренней среды и ее колебания в допустимых пределах. Хорошо известны биологические константы, при которых возможно полноценное существование организма: тем­пература тела, кровяное давление, концентрация глюкозы и кислоро­да в крови и другие. Организм человека — открытая система, при­чем внешние воздействия постоянно дестабилизируют внутреннюю среду, нарушая ее постоянство, столь необходимое для полноценной жизнедеятельности. Тем не менее гомеостаз поддерживается благо­даря сложным скоординированным механизмам саморегуляции, сре­ди которых важную роль играет обратная связь.

Биологическая обратная связь. В живых организмах саморе­гуляция опосредуется механизмами обратной связи. Термин «об­ратная связь» впервые был использован в технике для описания ав­томатического управления машинами и механизмами. Любая сис­тема, поведение которой основано на принципе обратной связи об­ладает тремя основными свойствами: 1) генерирует движение к це­ли по определенному пути, 2) обнаруживает ошибку путем сравне­ния реального действия с правильным путем, 3) использует сиг­нал об ошибке для изменения направления действия.

В здоровом организме информация о результатах деятельно­сти какого-либо органа (нервного центра, железы, мышцы) всегда тем или иным способом возвращается к нему обратно. На основе этого производятся изменения и корректировки первоначальной де­ятельности. Тем самым создается петля «обратной связи». Этот механизм действует практически на всех уровнях организации жи­вого организма, начиная от петель обратной связи, ответственных за изменение скорости протекания самых элементарных биохими­ческих реакций,' до крайне сложных видов поведенческой деятель­ности. Причем самым существенным моментом в структурной ор­ганизации обратной связи является наличие определенной инфор­мации о результате или характеристиках протекания того или ино­го процесса, с тем, чтобы иметь возможность изменить его в по­лезном для организма направлении.

Обратная связь (афферентация) является важнейшим звеном функциональных систем всех уровней организации. Другими сло­вами, ее значение далеко выходит за рамки регуляции гомеостаза. Она выступает как важнейший механизм саморегуляции поведения и деятельности животных и человека (Анохин, 1978). При этом ос­новной интерес представляют собой те реципрокные, регуляторные, опосредованные мозгом взаимодействия между моторным ме­ханизмом и рецептором, в которых обратная связь от рецептора уп­равляет моторным ответом и сама регулируется им. Фундаменталь­ные свойства этого взаимодействия для живых организмов — динамичность, замкнутость контура управления и непрерывность дей­ствия. Однако, анализ обратной связи в таком плане в значитель­ной степени — предмет будущих исследований.

Искусственная обратная связь. Важная особенность обратной связи заключается в том, что ее можно рассматривать как метод ре­гуляции функциональных состояний организма и управления дея­тельностью человека, причем первый из аспектов больше связан с психофизиологией, второй — с психологией труда и эргономикой. Суть в том, что при помощи специально сконструированных приборов информация о функциональном состоянии человека или результа­тах его деятельности регистрируется, преобразуется в доступную для восприятия форму и посылается обратно. Анализируя «вернувшую­ся» информацию, человек принимает решение о дальнейших шагах в своем поведении, будь это управление состоянием организма или вы­полнение производственной задачи. Иными словами, при помощи специальной аппаратуры создается искусственная петля «обратной свя­зи», с помощью которой человек способен сознательно регулировать многие функции своего организма, начиная от изменения скорости протекания элементарных психофизиологических реакций до крайне сложных видов деятельности. Самым существенным при организации аппаратурной обратной связи является обеспечение конкретной, дос­тупной человеку информации о результате или характеристиках про­текания того или иного процесса, чтобы у человека была возможность изменить его в любом, но лучше в полезном организму, направлении. Имеются многочисленные данные, говорящие о том, что при на­личии соответствующей информации, на основе обратной связи че­ловек может научиться изменять такие функции своего организ­ма, которые ранее считались недоступными для произвольной ре­гуляции и осознанного контроля.