Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

В данном случае для нас представляет интерес тот факт, что такая система позволяла нам применить разработанный еще на безусловном подкреплении (Анохин и Стреж, 1933) прием внезапной подмены подкрепления на такой сравнительно элементарной модели, какой является дыхательная функциональная система.

В самом деле, если во всех разобранных выше функциональных системах аппарат оценки результатов действия формируется раньше, чем появляются сами результаты действия, то спрашивается, как оценивается достаточность или недостаточность реальных результатов в дыхательной системе (объем вдыхаемого воздуха) по отношению к вышедшим на периферию эфферентным дыхательным импульсам?

Для ответа был применен прием “внезапной подмены подкрепления”, поскольку модель легко позволяла это сделать. Соображения были таковы.

Допустим, что дыхательный центр в результате афферентного синтеза всех потребностей организма и состояния самой системы на данный момент посылает на периферию, к дыхательным мышцам определенное количество импульсов. Эти импульсы вызывают, в свою очередь, сокращение дыхательных мышц вполне определенной интенсивности, что реализуется, наконец, в засасывании легкими определенного количества воздуха. И, наконец, это растяжение легкого (альвеол) в форме обратной афферентации о результатах действия (степень растяжения альвеол — количество принятого воздуха) сигнализируется по

Рис. 3. Схема истинной архитектуры дыхательного центра.

Вначале происходит синтез всех афферентных влияний на дыхательный центр (Афф. синт.). После этого немедленно формируются два аппарата с различным функциональным значением. Один из этих аппаратом (ЭДЦ) формирует эфферентные импульсы к дыхательной мускулатуре, другой (АД), формируясь одновременно с первым аппаратом, обеспечивает контроль афферентных импульсов (обратная афферента-ция), точно отражающих полученный на периферии результат (объем воздуха, взятого легким Л). Это и есть аналог аппарата акцептора действия.

блуждающему нерву в дыхательный центр. Эту систему отношений можно изобразить на специальной схеме.

Критический эксперимент состоял в следующем: механическая часть системы была настроена на редукцию истинной эфферентной посылки дыхательного центра во время прохождения ее через электронные блоки преобразования импульсов. В результате таких соотношений дыхательный центр, послав на периферию к дыхательным мышцам нервные возбуждения, в сумме эквивалентные, например, принятию 500 см³ воздуха, оказывается “обманутым”, ибо обратная афферентация от легкого в виде разрядов рецепторов растяжения сигнализирует о взятии легким всего лишь 250 см³ воздуха.

И здесь мы встретились с той же самой закономерностью, которая была вскрыта и в условном рефлексе. Дыхательный центр на получение обратной афферентации от неадекватного периферического результата немедленно реагирует значительным усилением своих эфферентных импульсаций, что должно скомпенсировать происшедший “недобор” воздуха, поскольку 500 см³ точно отражали результаты синтеза всех потребностей организма в кислороде на данный момент.

Однако самый факт немедленной реакции дыхательного центра увеличением своей эфферентной импульсации на уменьшение (!) афферентных возбуждений, пришедших от легкого, представляет собой явное нарушение обычных физиологических соотношений. Он, несомненно, говорит о наличии аппарата, регистрирующего рассогласование между посланным на периферию рабочим залпом импульсов и реальным результатом, полученным на периферии в виде захвата воздуха. Таким образом, мы вновь, но уже на уровне дыхательного центра, получили доказательство наличия аппарата акцептора действия (рис.З).

Весьма возможно, что подготовка аппарата акцептора действия, т.е. аппарата проверки будущего результата, есть универсальная закономерность организма, проявляющаяся во всех случаях, когда на периферию посылаются эфферентные возбуждения, доза которых установлена предварительным афферентным синтезом. Однако эта идея должна быть еще проверена в специально организованных экспериментах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные выше закономерности формирования функциональных систем на различных уровнях организации убеждают нас в том, что имеется один универсальный архитектурный принцип в деятельности организма. Он лишь модифицируется в зависимости от того, на каком уровне формируется та или иная система — на уровне гомеостатических соотношений или на уровне поведенческих актов.

Такое постоянство способа формирования функций на самых различных уровнях организации убеждает нас в том, что принцип функциональной системы в эволюции был развит и закреплен уже на очень ранних стадиях развития жизни на Земле.