Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

Обычно, когда говорят “система”, то под этим подразумевают всего только нечто “более организованное, чем если бы не было системы”. Для физиологов, биологов система появляется там, где у этой организации имеются какие-то приспособительные, полезные для жизни животного результаты. Нет системы там, где не получается никаких полезных результатов для животного. Тогда это просто собрание множества каких-то компонентов, пусть даже внешне и организованное.

В период разработки теории функциональной системы (1935 г.) мы установили, что компоненты системы, сколько бы их ни было, как бы они ни функционировали, ведут себя таким образом, что их “взаимодействие” неизбежно превращается во “вза-имосодействие” [1]. По сути дела, система может включать новые компоненты только по одному-единственному критерию — в какой степени этот компонент способствует и облегчает получение приспособительного результата.

Присмотритесь внимательно к кошке во время осуществления ею так называемого “чесательного рефлекса”. Производя точечные раздражения за ухом кошки, можно вызвать движение ее задней лапы к пункту раздражения и затем ряд чесательных движений. Со времен Шерингтона этот феномен получил название “чесательного рефлекса”. На такое название, конечно, в значительной степени повлияло господство классической трехчленной рефлекторной дуги. Но так ли протекает весь процесс чесания, как это трактуется с точки зрения рефлекторной теории Декарта?

В самом деле, к пункту раздражения не только тянется задняя лапа кошки, но и вся голова и шея направляются к приближающейся лапе — следовательно, мышцы шеи и мышцы лапы совершенно очевидно содействуют получению конечного приспособительного результата — удалению раздражающего агента.

Ш

Однако дело здесь не ограничивается только содействием шейной мускулатуры и мускулатуры задней конечности. В эту интеграцию включается и осевая мускулатура тела. В самом деле, изгибается все туловище, а другая задняя конечность занимает позицию, способствующую удержанию тела в равновесии при данных условиях деятельности всего организма.

Итак, вся мускулатура тела выстраивается в одном-единственном направлении, способствующем прикосновению когтя лапы к пункту раздражения. Таким образом, мы можем действительно сказать, что в данном случае систему процессов создают не просто какие-то сокращения мышц, а такие сокращения, которые по избирательности, по количеству вовлеченных мышц и по силе сокращения способны обеспечить прикосновение когтя задней конечности именно к пункту раздражения.

На меня неизгладимое впечатление произвело одно случайное наблюдение в поле у пасущегося стада коров. Был жаркий летний день, и я заметил, как животные хлестали себя непрерывными ударами кончика хвоста по местам, на которые садились кровососущие насекомые — оводы. Но вот один овод, очевидно, сел и кусал на таком месте кожи, которое не могло быть, так сказать, “прострелено” ударом хвоста. Все туловище животного изогнулось дугой, голова сделала максимальный поворот в области шейных суставов, вытянулась шея, и язык, вытянувшись в неожиданно для меня длинную “палку”, пытался достать то место туловища, где уселся овод. Все мышцы туловища находились в судорожном движении, однако все до единого сокращения были направлены в одну сторону — обеспечить прикосновение кончика языка к месту укуса. Одновременно подкожная мышца того места, на котором сидел овод, сильно сокращаясь, приближала овода к кончику языка. Здесь, таким образом, мы наблюдаем поразительное взаимосодействие самых разнообразных мышц тела для обеспечения сбрасывания овода с кожи. Вот такая обширная организация, включающая мышцы, нервы, рецепторы, нервные центры и т.д., и может быть названа системой, поскольку она приводит к получению конечного полезного результата.

Это рассуждение подводит нас к выводу, что результат системы является главным ведущим ее фактором. В самом деле, мы легко можем выразить все процессы в системе в понятиях результата, ибо именно он представляет собой жизненно необходимый момент в поведении животного.

Любая система, прежде всего, должна решить вопрос, “какой” и “когда” должен быть получен результат. После этого возникает вопрос, “каким образом” должен быть получен результат. И когда уже получен результат, возникает последний вопрос, «достаточен ли» полученный результат в соответствии с потребностями биологической системы. В случае, если этот результат достаточен, животное переходит к выполнению следующего этапа своего поведенческого цикла. Если же этот результат недостаточен, то у животного начинает действовать весьма интересный механизм, который возбуждает его ориентировочно-исследовательскую реакцию, обеспечивающую высокий уровень возбудимости всей центральной нервной системы и, в особенности, коры головного мозга. Этот последний механизм способствует подбору новой информации, ведущей к построению новой программы действия, которая и обеспечивает в конце концов тот результат, который более соответствует потребностям данного момента.