Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

Можно согласиться с Бишопом, что в момент принятия решения все процессы мозга должны быть как-то особенно сконденсированы во времени и пространстве (Бишоп, 1963). Точно так же утверждает и Т. Буллок, который в одной из своих работ уделил специальное внимание проблеме принятия решения

(Буллок, 1959).

Как и где происходит этот наиболее интегрированный процесс формирования поведенческого акта? Ответа на эти вопросы мы пока не имеем, да и сами эти вопросы поставлены только в последние годы, причем в значительной степени под влиянием кибернетики. Однако уже сам факт, что вопрос поставлен в четкой форме, представляет собой огромное достижение в изучении интегративной деятельности головного мозга.

Опыты А.И.Шумилиной с удалением лобных отделов мозга в какой-то степени подсказывают мысль, что наиболее интегрированным и экономным процессом при осуществлении выбора является процесс, формируемый лобными отделами коры головного мозга, в которых в какой-то форме должны быть представлены результаты афферентного синтеза.

Значительно более определенно мы можем сказать относительно формирования весьма важной стадии, которая завершается построением модели афферентных элементов, в целом составляющих наиболее важные параметры будущих результатов действия. Как показывает анализ поведенческих реакций и любой физиологической регуляции, этот аппарат, названный нами акцептором действия, т.е. воспринимающим информацию

о результатах действия, является важнейшим образованием, которое упорядочивает и коррегирует недостаточность поведенческих актов животных и человека.

Прямые наблюдения за обычной условной пищевой реакцией в случае внезапной подмены хлеба мясом дали возможность вскрыть, что условный раздражитель в совокупности с остальными компонентами афферентного синтеза действительно формирует афферентную модель, которая по своему составу весьма точно отражает характерные признаки будущего подкрепления. Именно поэтому внезапная подмена хлеба, для которого уже заготовлена афферентная модель, другим пищевым веществом — мясом создает своеобразное “рассогласование” между заранее сформированными признаками результата (подкрепление хлебом) и реальной совокупностью афферентных признаков от подкрепления мясом (Анохин П. и Стреж К., 1933).

Подобные эксперименты с экстренной подменой или устранением подкрепляющих факторов в других формах эксперимента, например в условиях самораздражения, по Олдсу, неизменно показывают один и тот же результат. В этом последнем случае новая совокупность афферентных признаков от нового результата (выключение раздражающего тока) оказывается неадекватной для уже ранее сформировавшейся модели аппарата предсказания, подсказанной афферентным синтезом.

Для понимания функций аппарата акцептора действия важно помнить, что механизм его формирования является универсальным. Он имеет место в нервной системе всюду там, где сложившаяся функциональная система обеспечивает выход на периферию командных процессов и происходит получение какого-либо приспособительного эффекта. В этом смысле даже такой автоматизированный акт, каким является дыхательный акт, формируется с несомненным участием акцептора действия, хотя физиологическая архитектура здесь, конечно, своеобразная.

Так, например, было установлено, что, прежде чем на периферии осуществится команда дыхательного центра о взятии четырехсот кубиков воздуха (1,5 — 2,0"), формируется афферентный аппарат, задачей которого является последующий прием информации от легкого о том, взято ли действительно четыреста кубиков, или команда выполнена неточно (рис. 6).

Рис. 6. Синтетическая схема, представляющая все узловые механизмы функциональной системы применительно к дыхательному акту.

На рисунке представлены афферентный синтез, принятие решения и выход эфферентных возбуждений к диафрагме. В центре коллатеральных механизмов представлен механизм длительно задержанного возбуждения, к которому адресуется обратная афферентация от альвеол легкого. Эта система отношений может служить универсальной моделью для формирования акцептора действия.

Эти представления были подтверждены в нашей лаборатории с помощью специального электронного устройства (В.А.Полян-цев, 1963). Импульсации диафрагмального нерва преобразовывались в электронном устройстве и направлялись к прибору искусственного дыхания, а этот прибор вводил в легкое воздуха ровно столько, сколько должны были дать импульсации, направляющиеся от дыхательного центра к диафрагме.

Такие приспособления способствовали созданию модели самоуправляемого дыхания, благодаря которому легкое с помощью прибора искусственного дыхания всегда получало воздуха столько, сколько этого требовалось по условиям афферентного синтеза, т.е. при учете всех важнейших факторов дыхания (рис. 7) — наличия С0₂ и 0₂, периферической хеморецептор ной афферентации и т.д.