Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
oob.ru
Александров Ю.И.
Введение в системную психофизиологию
// Психология XXI века. М., Пер Се, 2003, 39-85.
ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМНУЮ ПСИХОФИЗИОЛОГИЮ
1.Активность и реактивность
1.1.Две парадигмы в исследовании поведения и деятельности
При всем многообразии теорий и подходов, используемых в психологии, психофизиологии и нейронауках, их можно условно разделить на две группы. В первой из групп в качестве основного методологического принципа, определяющего подход к исследованию закономерностей организации поведения и деятельности, рассматривается реактивность, во второй - активность.
Известны попытки, заменив проблему "активность-реактивность" проблемой сопоставления внутренних и внешних детерминант поведения, доказать, что упомянутые принципы не обусловливают кардинальным образом различающихся способов описания поведения и деятельности. Однако эта замена неадекватна. Внутренняя детерминанта вполне так же, как внешняя может быть рассмотрена в качестве стимула, вызывающего реакцию. Например, при описании постулируемых механизмов поведения, возникающего при нарастании мотивации в отсутствие внешнего стимула, используется понятие "мотивационный рефлекс". Основное различие между двумя парадигмами: "реактивностной" и "активностной" состоит, как это будет подробно показано ниже, в том, куда на временной шкале "помещается" детерминанта текущего поведения - в прошлое или будущее. Под парадигмой, вслед за Т.Куном, мы будем здесь и далее понимать модель жизни научного сообщества, подразумевающую специфический набор теорий, методов и необходимого оборудования, принимаемых и применяемых в данном сообществе.
1.2.Реактивность
Использование принципа реактивности как объяснительного в научном исследовании базируется на идеях Рене Декарта, изложенных им в первой половине XVII века. Декарт полагал, что организм может быть изучен, как машина, основной принцип действия которой - рефлекс, обеспечивающий связь между стимулом и ответом. Животные при этом оказывались живыми машинами, и крики боли животных рассматривались как "скрип несмазанных машин". Человека, тело которого - машина, наличие души освободило от автоматического реагирования. Душа его состоит из разумной субстанции, отличной от материи тела, и может влиять на последнее через эпифиз.
Идеи Декарта давно уже стали достоянием не только науки, но и основой "бытовой психологии" (знание, используемое людьми в быту; P.S.Churchland, S.Moscovici), которая свободно оперирует понятиями "стимул", "рефлекс", "реакция" и т.д. Эти идеи соответствуют логике, имеющей корни в первобытном мышлении, в соответствии с которой предшествующее обстоятельство смешивается с причиной (Леви-Брюль). Что же касается науки, совершенно очевидно, что рефлекс, серебрящийся "благородной сединой столетий" (П.К.Анохин 1945), оставался центральным инвариантным звеном психофизиологических теорий, несмотря на целый ряд изменений, которые претерпели эти теории. С рефлекторных позиций события, лежащие в основе поведения, в общем, представляются как линейная последовательность, начинающаяся с действия стимулов на рецепторные аппараты и заканчивающаяся ответным действием.
1.3.Активность
Рассмотрение поведения и деятельности как активности, направленной в будущее, включает понимание активности как принципиального свойства живой материи; конкретная форма проявления активности зависит от уровня организации этой материи. Категориальное ядро представлений данной группы значительно менее гомогенно, по сравнению с первой. Это ядро сформировалось в результате многочисленных попыток, исходя из разнообразных теоретических посылок, преодолеть механистические реактивностные схемы, заменив их представлениями об активном, целенаправленном поведении.
Так, J. von Uexkull полагал, что поведение должно быть рассмотрено не как линейная последовательность событий, начинающаяся с возбуждения рецепторов, а как функциональное кольцо. Дж. Гибсон считал, что среда и организм не являются отдельностями, но образуют функциональное единство, к анализу которого принцип стимул-реакция не может быть применен. Был разработан целый ряд других существенно различающихся концепций, которые, однако, объединяло признание активности в качестве базового методологического принципа (Н.А.Бернштейн, J.Dewey, K.Koffka, E.C.Tolman и мн.др.).
Специально следует подчеркнуть, что центральным пунктом теории деятельности, развитой в отечественной психологии, является представление об активном, а не реактивном субъекте (А.В. Петровский, М.Г. Ярошевский 1998; В.Ф. Петренко 1999). Интересно, что в англоязычной литературе теория деятельности переводится как Theory of activity, т.к. в английском языке слово activity (как и, например, слово toiminta в финском) служит одновременно для обозначения и активности, и деятельности.
1.4.Эклектика в психологии и психофизиологии
В последнее время представление об активном, целенаправленном характере поведения человека и животного становится все более распространенными. Наряду с положительными следствиями этот процесс имеет и отрицательные. Необходимость в поиске "механизмов" очевидно целенаправленной активности ориентироваться на нейронауки - ту область исследований, в которой позиции рефлекса очень прочны, а также недооценка того, что парадигмам активности и реактивности соответствуют принципиально различающиеся способы описания поведения и деятельности, обусловливают эклектичность многих теорий в психологии и психофизиологии. Утверждения, базирующиеся на разных видах эклектического объединения понятий сопоставляемых парадигм (активности и реактивности), можно, упрощая, свести к четырем связанным группам.
1) "Филогенетическая" эклектика. Люди ведут себя целенаправленно, а животные - отвечают на стимулы. Целенаправленность - преобразованная в процессе эволюции реактивность (см. выше о "живых машинах").
2) "Онтогенетическая" эклектика. В пренатальном периоде и/или на ранних стадиях постнатального онтогенеза организмы реагируют на стимулы. Лишь на более поздних этапах индивидуального развития у них формируется целенаправленное поведение. Целенаправленность - преобразованная в процессе индивидуального развития реактивность.
3) "Уровневая" эклектика. В основе целенаправленного поведения и деятельности - рефлекторные "механизмы" или "реализаторы". На высших уровнях организации деятельности, психических процессов, поведения, движения и т.д. действует принцип активности, целенаправленности, а на низших - реактивности. Целостный организм осуществляет целенаправленное поведение, а его отдельный элемент - нейрон реагирует на стимул.
4) "Анатомическая" или "центрально-периферическая" эклектика. Нейроны центральных структур пластичны, их активность зависит от поведенческого контекста, мотивации, цели и т.д. Периферические элементы ригидны и являются лишь преобразователями энергии внешних воздействий в импульсные коды или исполнителями центральных команд.
Оценивая системность как один из основных объяснительных принципов в науке, М.Г. Ярошевский (1996) справедливо замечает, что антиподом системности является эклектизм - смешение разнородных, зачастую противоположных, положений и принципов, замена одних логических оснований другими. Именно эклектика, наряду с неадекватным решением психофизиологической проблемы (см. ниже), являются наиболее серьезными препятствиями на пути синтеза психологического и физиологического знания в рамках методологически непротиворечивой психофизиологии.
1.5.Основная задача главы
Основная задача этой главы состоит в том, чтобы изложить целостную и, как нам представляется в данный момент, свободную от эклектики систему представлений, объединяющую в рамках единой теории понимание активности отдельного нейрона и целостного поведения, соотношения функционирования и развития, структуры и функции, психики и мозга, индивида и среды, нормы и патологии. Будет продемонстрировано, как последовательное развитие системного подхода заставило отказаться от представления о реактивности не только на организменном, но и на клеточном уровне в пользу представлений об активности и целенаправленности, что, в свою очередь, обусловило существенное изменение методологии, задач и методов объективного исследования субъективного мира и привело к формированию нового направления в психологии - системной психофизиологии.
1.6.Разнообразие вариантов системного подхода
Концептуальные построения многих авторов, относящиеся к парадигме активности, могут быть, с теми или иными оговорками, рассмотрены как варианты методологии системного подхода. Системный подход - не новость в психологии, а сам термин "системный подход" стал использоваться в нашей литеpатуpе уже больше трех десятилетий назад. Понимание системности изменялось на последовательных этапах развития науки; не одинаково оно и для разных вариантов системного подхода, существующих на одном и том же этапе. В частности, и в психофизиологии системный подход далеко не однородное направление и общим для таких авторов как П.К.Анохин, Н.Ю.Беленков, Н.П.Бехтерева, М.Н.Ливанов, А.Р.Лурия, E.R.John и многие другие оказывается главным образом лишь признание того, что "функция" (что бы под ней ни понимали разные авторы) реализуется не отдельными структурами или клетками, а их системами.
Системная психофизиология развивает теорию функциональных систем (ТФС), разработанную академиком П.К.Анохиным (1898-1974) и его школой. Что это за теория, в чем ее отличие от других вариантов системного подхода и чем определяется особое значение ТФС для психологии и психофизиологии?
2.Теория функциональных систем
2.1.Что такое система?
Термин "система" обычно применяется для того, чтобы указать на собранность, организованность группы элементов, отграниченность ее от других групп и элементов. Давалось множество определений системы, которые характеризовали ее, выделяли из "несистем". В общем, они сводились к пониманию системы как комплекса взаимодействующих элементов, объединенных определенной структурой. При этом под структурой понимались законы связи и функционирования элементов. П.К.Анохин, подробно проанализировав разные варианты системного подхода, пришел к следующим аргументированным заключениям. Взаимодействие элементов само по себе, с одной стороны, не дает исследователю в какой-либо конкретной области науки ничего нового, так как является даже для начинающего исследователя аксиомой. С другой стороны, взаимодействие не может рассматриваться как механизм ограничения огромного числа степеней свободы каждого из множества элементов живых систем; взаимодействие их создаст не систему, а хаос.
Главным препятствием для использования упомянутых вариантов системного подхода в конкретном исследовании является отсутствие в их методологии понятия о системообразующем факторе, детерминирующем формирование и реализацию системы. До тех пор пока исследователь не определит такой фактор, который, являясь неотъемлемым компонентом системы, ограничивал бы степени свободы ее элементов, создавая упорядоченность их взаимодействия, и который был бы изоморфным для всех систем, позволяя использовать систему как единицу анализа в самых разных ситуациях, все разговоры о системах и преимуществах системного подхода перед несистемным останутся только разговорами (П.К. Анохин 1975, с.32).
2.2.Результат - системообразующий фактор
Важнейшим событием в развитии ТФС стало определение системообразующего фактора - результата системы, под которым понимался полезный приспособительный эффект в соотношении организма и среды, достигаемый при реализации системы. Таким образом, в качестве детерминанты поведения в ТФС рассматривается не прошлое по отношению к поведению событие - стимул, а будущее - результат. При анализе внешнего поведения индивида мы можем описать результат как определенное соотношение организма и внешней среды, которое прекращает действие, направленное на его достижение, и обусловливает реализацию следующего поведенческого акта. Как выглядит достижение результата "изнутри", станет ясно, когда мы обсудим проблему системной детерминации активности нейронов.
2.3.Функциональная система
На основании результатов уже самых ранних своих экспериментов П.К.Анохин пришел к выводу о том, что для понимания приспособительной активности индивида следует изучать не "функции" отдельных органов или структур мозга в их традиционном понимании: как непосредственных отправлений того или иного субстрата, а как организацию целостных соотношений организма со средой. Суть таких организаций состоит в том, что отдельные вовлеченные в них компоненты не взаимодействуют, а взаимосодействуют, координируют свою активность для получения конкретного результата. Рассмотрев функцию как достижение этого результата, П.К.Анохин дал следующее определение функциональной системы. Системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимоСОдействия компонентов, направленного на получение полезного результата.
2.4.Временной парадокс
Каким образом результат - событие, которое наступит в будущем, может детерминировать текущую активность, быть ее причиной? Решением этого "временного парадокса" была разработка представления об "информационном эквиваленте результата", о модели будущего результата - цели, которая и выступает в качестве такой детерминанты. Введение понятия об акцепторе результатов действия, специальном аппарате, формируемом до реального появления результата и содержащем его прогнозируемые параметры, стало существеннейшим этапом в развитии ТФС.
Закономерности формирования и функционирования акцептора были проанализированы в многочисленных экспериментах и на самых разных уровнях: от поведенческого до тонкого нейрофизиологического и молекулярно-биологического. Почему формулировке представления об акцепторе результатов действия придается такое значение в развитии ТФС?
2.5.Целенаправленность поведения
Уже для Аристотеля была очевидна целенаправленность поведения. Затем это понятие использовали в своих теоретических построениях множество авторов: как физиологов, так и психологов. Однако, в связи с отсутствием у авторов адекватной теории, позволяющей изучать целевую детерминацию естественнонаучными методами, целенаправленность, присутствующая у них на уровне концептуальных схем, сразу исчезает, сменяясь реактивностью, как только дело доходит до "реальных механизмов" обеспечения активности организма и, в частности, мозга. В результате неизменно появляются эклектические представления (см. выше).
2.6.Целенаправленность и причинность
По-видимому, подмена активности и целенаправленности реактивностью определялась и определяется тем, что использование естественнонаучных и вообще экспериментальных методов сочетается, как правило, с каузальным объяснением поведения. Это объяснение традиционно связывается с парадигмой реактивности, в то время как парадигма активности, целенаправленности соотносится с телеологическим объяснением.
Данная ситуация противоречия между "респектабельным" каузальным и "сомнительным" телеологическим объяснениями остроумно описывается словами М. Мессаровича, которые любил цитировать П.К.Анохин: "Телеология - это дама, без которой ни один биолог не может жить, но стыдится появляться с ней на людях". Следовательно, заслуга П.К.Анохина состоит не в том, что он использовал понятие цели в анализе поведения, а в том, что, введя представление об акцепторе результатов действия, он сделал концепцию "целевой детерминации" (см. о ней в Р.И. Кругликов, 1988) операциональной и устранил противоречие между каузальным и телеологическим описанием поведения. Поэтому рассмотрение поведенческого акта с позиций ТФС и как целенаправленного, и как причинного вполне правомерно.
2.7.Цель и специфика жизни
Проблема цели, которая организует части в целое, придавая ему особые свойства, тесно связана с вопросом о специфике жизни. С виталистических позиций она решалась постулированием существования особой силы, такой как "мнема Блейлера", "руководящая сила Бернара" или "энтелехия Дриша". Так, Г.Дриш на вопрос о том, есть ли в цели нечто, объясняемое присущей только живому закономерностью, отвечал утвердительно. В качестве такой закономерности, не сводимой к явлениям неорганического мира, рассматривалась энтелехия - "элементарное начало" или "витальный фактор" жизни.
Разработка представления об энтелехии способствовала критике механистических взглядов на причинность в биологии. Поэтому данное представление можно оценить, используя терминологию Ю.А.Шрейдера, как плюс-фикцию, сыгравшую положительную роль в развитии науки, наряду с такими фикциями как флогистон, "демоны" Максвелла, гравитационные, электромагнитные поля и многие другие представления, фиктивный характер которых очевиден.
2.8.Опережающее отражение
Анализ проблем происхождения и развития жизни с позиций ТФС привел П.К.Анохина к необходимости введения новой категории: опережающее отражение. Опережающее отражение появилось с зарождением на Земле жизни и является отличительным свойством последней. Как условие, определившее возможность появления жизни, П.К.Анохин рассматривал существование "предбиологических систем". Они обладали свойствами, обеспечивавшими устойчивость против возмущающих воздействий. Примером могут служить "аллостерические системы", устойчивость которых достигается за счет ретроингибирования: торможения начальных стадий химических превращений при достижении определенной концентрации конечного продукта этих превращений.
Опережающее отражение связано с активным отношением живой материи к пространственно-временной структуре мира и состоит в опережающей, ускоренной подготовке к будущим изменениям среды. Ясно, что опережающее отражение могло появиться только постольку, поскольку в мире имелись повторяющиеся ряды событий. Если бы временная структура мира была представлена только рядами никогда не повторяющихся событий, опережающее отражение и, следовательно, жизнь не могли бы возникнуть.
Так как принцип активного опережающего отражения начал действовать вместе с возникновением жизни, он представлен на всех уровнях ее организации. Поэтому речь должна идти не о смене реактивности активностью на определенном этапе онто- или филогенеза, на определенном уровне организации тех или иных процессов (см. 2.2.1.4. об "онтогенетической", "филогенетической" и "уровневой" эклектике), а только о том, в какой форме этот принцип представлен на данном этапе и уровне.
Рассматривая в связи со сказанным выше утверждение В.М.Бехтерева о том, что "реакция на внешнее воздействия происходит не в одних только живых организмах, но и в телах мертвой природы" (1991, с.21), мы можем согласиться только с последней его частью. Да, тела мертвой природы реагируют, отвечают реакциями на внешние воздействия. Принципиальной характеристикой физического, в отличие от физиологического, является "неинтенциональность" (Д.И. Дубровский 1980). Что же касается живого организма, то если рассматривать его не как физическое тело, а как целостный индивид, совершающий приспособительное поведение, следует признать, что он отражает мир опережающе, его активность в каждый данный момент - не ответ на прошлое событие, а подготовка, обеспечение будущего.
2.9.Принципиальное отличие теории функциональных систем от других вариантов системного подхода
Итак, важнейшее преимущество и признак, отличающий ТФС от других вариантов системного подхода, введение представления о результате действия в концептуальную схему. Таким образом, ТФС, во-первых, включила в концептуальный аппарат системного подхода изоморфный системообразующий фактор и, во-вторых, кардинально изменила понимание детерминации поведения.
2.10.Теория П.К.Анохина как целостная система представлений
Следует отметить, что когда теория уже четко сформулирована, при ретроспективном анализе литературы могут быть обнаружены высказывания, предвосхитившие какие-либо из набора ее положений. Такова ситуация и с ТФС. Так, J.Dewey еще в конце прошлого века отмечал, что действие детерминировано не предшествующими событиями, а потребным результатом. В двадцатых годах настоящего столетия А.А.Ухтомский выдвигал представление о "подвижном функциональном органе", под которым понималось любое сочетание сил, приводящее к определенному результату. Тем не менее, обоснованную не только теоретически, но и богатейшим экспериментальным материалом, целостную систему представлений мы находим именно в ТФС.
Ее целостность и последовательность состоит в том, что идея активности, целенаправленности не просто включается в ТФС наряду с другими положениями, но, действительно, определяет основное содержание, теоретический и методический аппарат теории. Эта идея определяет и подходы к анализу конкретных механизмов достижения результата поведения, действующих на уровне целостного организма, и понимание организации активности отдельного нейрона (см. след. раздел). Как же отвечает ТФС на вопрос о механизмах, обеспечивающих объединение элементов в систему и достижение ее результата? Какие положения рефлекторной теории заставила отвергнуть П.К.Анохина - ученика И.П.Павлова, логика последовательного развития системных представлений?
2.11.Системные процессы
2.11.1.Положения рефлекторной теории, отвергаемые теорией функциональных систем
В качестве ключевых положений рефлекторной теории П.К.Анохин выделял 1) исключительность пускового стимула как фактора, детерминирующего действие, являющегося его причиной; 2) завершение поведенческого акта рефлекторным действием, ответом; 3) поступательный ход возбуждения по рефлекторной дуге. Все эти положения отвергаются при рассмотрении поведения с позиций ТФС.
2.11.2.Операциональная архитектоника функциональной системы вместо схемы "стимул-реакция"
Наличие пускового стимула не является достаточным для возникновения адекватного поведения. Оно возникает а) после обучения, т.е. при наличии соответствующего материала памяти, б) при наличии соответствующей мотивации и в) в соответствующей обстановке. Эти компоненты рассматривали, конечно, и другие авторы, но лишь как модуляторы или условия, при которых данный стимул вызывает данную, связанную с ним реакцию. П.К. Анохин же отмечал, что при появлении данного стимула и изменении условий животное может достигать результат поведения самыми разными способами, никогда с этим стимулом не связывавшимися. Например, оно может использовать вместо подхода к кормушке подплывание к ней, если вода вдруг становится преградой.
Согласно ТФС интеграция всех этих компонентов осуществляется в рамках специального системного механизма афферентного синтеза, в процессе которого на основе мотивации, при учете обстановки и прошлого опыта создаются условия для устранения избыточных степеней свободы - принятия решения о том что, как и когда сделать, чтобы получить полезный приспособительный результат. Принятие решения завершается формированием уже упоминавшегося выше акцептора результатов действия, который представляет собой аппарат прогнозирования параметров будущих результатов: этапных и конечного и их сличения с параметрами результатов, реально полученных при реализации программы действия. При сличении с параметрами полученных этапных результатов выявляется соответствие хода выполнения программы запланированному, при сравнении с параметрами конечного - соответствие достигнутого соотношения организма и среды тому, для достижения которого была сформирована система. Эти системные механизмы составляют операциональную архитектонику любой функциональной системы (рис.1). Их введение в концептуальную схему можно оценить как еще одно преимущество и признак, отличающий ТФС от других вариантов системного подхода.
2.11.2.Несводимость системных процессов к физиологическим
Формирование в ТФС представления о том, что интеграция элементарных физиологических процессов осуществляется в рамках качественно отличных от них специфических системных процессов, имело принципиальное значение для развития психофизиологического подхода к анализу поведения и деятельности, а также системного решения психофизиологической проблемы (см. 2.2.5.). Разработка представлений о качественной специфичности процессов интеграции явилась открытием нового вида процессов в целостном организме - системных процессов, организующих частные физиологические процессы и несводимых к последним.
Открытие системных процессов позволило в отличие от рассмотрения в качестве основы поведения материально-энергетических отношений между локальным воздействием и реакцией, проинтерпретировать поведение как обмен организованностью, или информацией между организмом и средой, осуществляемый в рамках этих информационных процессов. При этом было обосновано положение о том, что системные категории ТФС описывают одновременно и организацию активности элементов организма, и ее связь с организацией внешней среды.
2.11.3.Предпусковая интеграция
В стабильных условиях, например, в ситуации лабораторного эксперимента, пусковой стимул реализует готовую предпусковую интеграцию, которую можно охарактеризовать как готовность систем будущего поведения, формирующуюся в процессе выполнения предыдущего. Она направлена в будущее, но стабильность ситуации делает очевидной связь стимул - ответ. Однако анализ нейронной активности в поведении четко показывает, что организация последней определяется тем, какой результат достигается в данном поведении, тогда как стимул лишь "запускает", "разрешает" реализацию.
В тех случаях, когда один и тот же по физическим параметрам стимул "запускает" разные поведенческие акты (например, пищедобывательный или оборонительный), разными в этих актах оказываются не только характеристики активности нейронов, но даже и сам набор вовлеченных клеток, в том числе и в "специфических" по отношению к стимулу областях мозга (например, в зрительной коре при предъявлении зрительного стимула).
2.11.4.Поведенческий акт завершается оценкой результата
Второе положение, рефлекторной теории, которое отвергается ТФС - оценка действия как завершающего этапа поведенческого акта. С позиций ТФС заключительный этап развертывания акта - сличение прогнозируемых в акцепторе параметров с параметрами реально полученного результата. Если параметры соответствуют прогнозируемым, то индивид реализует следующий поведенческий акт. Если нет, то в аппарате акцептора возникает рассогласование, ведущее к перестройке программ достижения результата, вплоть до формирования новых актов.
2.11.5.Общемозговой характер системных процессов
Наконец, ТФС отвергает представление о поступательном ходе возбуждения по дуге рефлекса. В соответствии с этим представлением, реализацию поведения обеспечивает активация последовательно включающихся в реакцию структур мозга. Сначала сенсорных структур, обрабатывающих сенсорную информацию, затем эффекторных структур, которые формируют возбуждение, активирующее железы, мышцы и т.д. Однако многочисленными экспериментами было показано, что при реализации поведенческого акта имеет место не последовательное включение афферентных и эфферентных структур, а синхронная активация нейронов, расположенных в самых разных областях мозга. Паттерн активаций нейронов в этих структурах оказывается общим, имеет общемозговой характер. Компоненты этого паттерна: последовательные фазы активаций соответствуют последовательности развертывания описанных выше системных механизмов.
Таким образом, вовлечение нейронов разных областей мозга в системные процессы происходит синхронно. Эти процессы - общемозговые и не могут быть локализованы в какой-либо области мозга. В различных областях мозга в поведении протекают не локальные афферентные или эфферентные, а одни и те же общемозговые системные процессы организации активности нейронов в систему, которая является не сенсорной или моторной, а функциональной. Активность нейронов этих областей отражает не обработку сенсорной информации или процессы регуляции движений, а вовлечение нейронов в определенные фазы организации (афферентный синтез и принятие решения) и реализации системы. Активность любой структуры одновременно соответствует как определенным свойствам среды, так и характеру двигательной активности.
Единый паттерн активаций и синхронность вовлечения нейронов разных областей мозга в общемозговые системные процессы, не означает эквипотенциальности (равнозначности) мозговых структур; вклад этих структур в обеспечение поведения зависит от специфики проекции на них индивидуального опыта (см. 2.2.8.).
2.12.Поведение как континуум результатов
До сих пор мы с дидактическими целями, а также следуя традиции исходного варианта ТФС, использовали понятие пускового стимула. Однако ясно, что использование этого понятия в рамках парадигмы активности ведет к эклектике. Кажущаяся его необходимость отпадает при рассмотрении поведенческого акта не как изолированной единицы, а как элемента поведенческого континуума, последовательности поведенческих актов, совершаемых индивидом на протяжении его жизни. При этом оказывается, что следующий акт в континууме реализуется после достижения и оценки результата предыдущего акта. Эта оценка - необходимый компонент процессов организации следующего акта, которые, таким образом, могут быть рассмотрены как трансформационные или процессы перехода от одного акта к другому. Места для стимула в континууме нет (рис. 1). С теми изменениями среды, которые традиционно рассматривается как стимул для данного акта, информационно связано на самом деле предыдущее поведение, в рамках которого эти изменения ожидались, предвиделись в составе модели будущего результата - цели.
А что же с неожиданными изменениями? К каким модификациям на уровне последовательности поведенческих актов может привести изменение среды, которое не предвиделось в рамках предшествующего ему поведения и, следовательно, не является результатом последнего? Оно либо не изменит запланированной последовательности актов континуума (и в этом смысле "проигнорируется"), либо прервет ее, обусловив формирование разных в зависимости от конкретной ситуации видов поведения: повтор прерванного акта, формирование нового поведения для достижения требуемых результатов, в том числе и новых и т.д. И опять все это поведение будет направлено в будущее и его организация явится информационным эквивалентом будущего события.
Таким образом, поведение может быть охарактеризовано как континуум результатов (П.К.Анохин), а поведенческий акт рассмотрен как отрезок поведенческого континуума от одного результата до другого (В.Б.Швырков).
3.Системная детерминация активности нейрона
3.1.Парадигма реактивности: нейрон, как и индивид, отвечает на стимул
Как мы уже отмечали, с позиций парадигмы реактивности поведение индивида представляет собой реакцию на стимул. В основе реакции лежит проведение возбуждения по рефлекторной дуге: от рецепторов через центральные структуры к исполнительным органам. Нейрон при этом оказывается элементом, входящим в рефлекторную дугу, а его функция - обеспечением проведения возбуждения. Тогда совершенно логично рассмотреть детерминацию активности этого элемента следующим образом: "...ответ на стимул, подействовавший на некоторую часть ее (нервной клетки - Ю.А.) поверхности, может распространятся дальше по клетке и действовать как стимул на другие нервные клетки..." (Ф.Бринк 1960, с.93). Следовательно, в рамках парадигмы реактивности рассмотрение нейрона вполне методологически последовательно: нейрон, как и организм, реагирует на стимулы. В качестве стимула выступает импульсация, которую нейрон получает от других клеток, в качестве реакции - следующая за синаптическим притоком импульсация данного нейрона (рис. 2).
К сожалению, такая методологическая последовательность отсутствовала в рамках парадигмы активности. Как правило, анализ "нейронных механизмов" целенаправленного поведения приводил авторов к тому, что мы назвали выше "уровневой эклектикой": представлению о том, что индивид осуществляет целенаправленное поведение, а его отдельный элемент - нейрон реагирует на приходящее к нему возбуждение - стимул. Важнейшей задачей стало устранение подобной эклектики.
3.2.Критика понимания нейрона как проводника возбуждения
Подход к нейрону как к проводнику возбуждения встречал возражения уже давно, например, со стороны Дж.Э.Когхилла, который, однако, не мог в отсутствие целостной и последовательной теории, вписывающейся в парадигму активности, дать решение адекватное сформулированной задаче. Его нейрон реагирует "на окружающую среду так же, как живой организм". Решающий шаг в направлении решения этой задачи был сделан П.К.Анохиным, который в своей последней работе подверг аргументированной критике общепринятую, как он ее назвал, "проведенческую концепцию" нейрона и предложил вместо нее системную концепцию интегративной деятельности нейрона.
Вне зависимости от конкретных, усложняющихся с развитием науки представлений о функционировании нейрона, в традиционном рассмотрении центральной оставалась идея об электрической суммации потенциалов на мембране нейрона. В соответствии с ней предполагалось, что возбуждающие и тормозные постсинаптические потенциалы, возникающие на мембране постсинаптического ("получающего") нейрона под действием пресинаптической импульсации за счет изменения ионных градиентов, суммируясь, действуют на генераторный пункт нейрона, продуцирующий распространяющиеся потенциалы действия - импульсы.
П.К.Анохин назвал парадоксальным перенос с нервного волокна на нейрон представления о проведении возбуждения как главной деятельности последнего. Если задача состоит лишь в том, чтобы передать возбуждение от одного нейрона к другому, то не ясно для чего между входным и выходным импульсами "вставлены" сложные промежуточные этапы: выделение медиатора, его воздействие на субсинаптическую мембрану и химические превращения в ней. "Неужели для того, чтобы, начав с электрического потенциала терминали, сформировать в конце концов тот же спайковый потенциал, весьма сходный по своим физическим параметрам с потенциалом, пришедшим по аксонной терминали?" - спрашивал он (П.К.Анохин 1975, с. 368).
3.3.Нейрон - организм, получающий необходимые метаболиты из своей "микросреды"
Вышеупомянутые этапы приобретают смысл в том случае, если принять, что процесс, обеспечивающий переход от пре- к постсинаптическим образованиям, продолжается в непрерывную цепь химических процессов внутри нейрона и - главное, что все межклеточные контакты служат обмену метаболическими субстратами между контактирующими клеточными образованиями. Переход от "проведенческой концепции" к рассмотрению нейрона как организма, получающего необходимые ему метаболиты из окружающей "микросреды", и был тем шагом, который предопределил направление последующей разработки проблемы в направлении ее системного решения.
3.4.Парадигма активности: нейрон, как и индивид, изменяя соотношение с "микросредой", удовлетворяет свои "потребности"
Необходимость дальнейшей разработки определялась тем, что в рамках концепции интегративной деятельности нейрона последовательность событий в принципе оставалась той же, что и в парадигме реактивности. В обоих случаях процесс начинался приходом возбуждения к нейрону и заканчивался генерацией этим нейроном потенциала действия. Разница, которую подчеркивал П.К.Анохин, состояла в том, какими процессами заполнялся интервал между действием медиатора на субсинаптическую мембрану нейрона и генерацией потенциала: химическими преобразованиями внутри нейрона в первом случае и электрической суммацией во втором.
Устранение эклектики и приведение представления о детерминации активности нейрона в соответствие с требованиям системной парадигмы было достигнуто отказом от рассмотрения активности нейронов как реакции на синаптический приток и принятием положения о том, что нейрон, как и любая живая клетка, реализует генетическую программу, нуждаясь в метаболитах, поступающих к нему от других клеток (В.Б.Швырков). В связи с этим последовательность событий в деятельности нейрона становится аналогичной той, которая характеризует активный целенаправленный организм, а его импульсация - аналогичной действию индивида (рис. 2).
Активность нейрона, как и поведение организма, является не реакцией, а средством изменения соотношения со средой, "действием", которое обусловливает устранение несоответствия между "потребностями" и микросредой, в частности, за счет изменения синаптического притока. Это изменение, если оно соответствует текущим метаболическим "потребностям" нейрона, приводит к достижению им "результата" и прекращению активности. Предполагается, что несоответствие между "потребностями", определяемыми генетически, и реально поступающими метаболитами может иметь место как при генетически обусловленных изменениях метаболизма клетки, так и при изменении притока метаболитов от других клеток. Таким образом, нейрон - не "кодирующий элемент", "проводник" или "сумматор", а организм в организме, обеспечивающий свои "потребности" за счет метаболитов, поступающих от других элементов.
"Действие" нейрона, его импульсная активность, не только влияет на его микросреду, но изменяет и сам импульсирующий нейрон. Здесь опять можно провести аналогию с индивидом. Когда человек протягивает руку к яблоку, он не только приближает ее к объекту-цели, но и готовит себя к контакту с яблоком: изменяет позу, суставные углы рабочей конечности в зависимости от положения яблока, его пальцы конфигурируются в соответствии с размером яблока, рецепторы претерпевают эфферентные влияния (см.), связанные с предвидением будущего контакта тела с объектом-целью и т.д. Что касается изменения состояния нейрона при его "действии", уже давно было известно, что "следовые", постспайковые процессы (такие как изменение поляризации, ионной проницаемости) играют существенную роль в регуляции чувствительности нейрона к последующему притоку.
В последнее время как на препаратах, так и на бодрствующих животных показано, что потенциал действия, генерируемый нейроном, распространяется не только в "обычном" направлении - по аксону к другим клеткам, но и в обратном направлении - к дендритам данного нейрона (феномен "обратного распространения", "backpropagation"). При этом его чувствительность к притоку существенно модифицируется. Изменения в дистальных дендритах, а также и в теле нейрона, возникают именно при сочетании эффектов "обратного распространения" с пресинаптической импульсацией. Обнаружено, что интенсивность поглощения нейроном меченных изотопами аминокислот значимо изменяется в микроинтервалах времени приуроченных к моменту генерации спайка (Л.В. Бобровников).
С позиций развиваемых здесь представлений активность нейрона, как и поведение индивида, может быть рассмотрена как со стороны влияния на окружающую среду, так и со стороны модификации активного агента, модификации, соответствующей ожидаемым параметрам эффекта этих влияний и являющейся непременной характеристикой активности. Тогда только что изложенные данные о модификации нейрона вследствие его собственной активности могут быть рассмотрены как показатель подготовки нейрона к будущему притоку, связанному с его активностью. Иначе говоря, эти данные свидетельствуют в пользу того, что, давая спайки, нейрон не только обеспечивает необходимый ему метаболический приток, но подготавливается к его "утилизации".
Следовательно, как и в случае с целостным индивидом, на уровне отдельной клетки - результат, на достижение которого направлена активность - не новая среда и не новое состояние агента, а их новое соотношение.
3.5.Направленность в будущее и обусловленность метаболическими "потребностями" активности нейрона как необходимые компоненты ее системного понимания
Следует подчеркнуть, что для последовательно системного понимания детерминации активности нейрона существенны оба компонента: признание направленности активности нейрона в будущее и ее обусловленности метаболическими "потребностями" нейрона. То, что только первого из них недостаточно, видно на примере интересной концепции гедонистического нейрона, разработанной А.Н.Klopf (1982). Утверждая, что целенаправленный мозг состоит из целенаправленных нейронов, А.Н.Klopf отвечает на вопрос "В чем нейроны нуждаются и как они это получают?" в соответствие со следующей логикой. Аристотель рассматривал получение удовольствия как главную цель поведения. Следовательно, организм гедонистичен. Нейрон есть организм. Следовательно, нейрон гедонистичен. "Удовольствие" для нейрона - возбуждение, а "неудовольствие" - торможение. Активация нейрона - "действие", обеспечивающее получение им возбуждения. Нейрон является гетеростатом, т.е. системой, направленной на максимизацию "удовольствия", т.е. возбуждения.
Таким образом, отсутствие второго из двух необходимых компонентов ведет к необходимости предположения наличия у нейрона довольно странных и экзотически аргументированных "потребностей". Особенно если принять во внимание популярную концепцию "токсического перевозбуждения" (excitotoxic), в рамках которой сильное возбуждение нейронов рассматривается как причина их гибели.
В то же время, наиболее часто у авторов отсутствует первый из компонентов, что при анализе нейронного обеспечения поведения ведет к рассмотрению сложных метаболических превращений внутри нейрона, главным образом, как фактора, обеспечивающего проведение возбуждения и пластичность (модификацию проведения при разных видах научения). При этом сложнейшие механизмы изменения "белкового фенотипа" оказываются направленными, например, на изменение чувствительности постсинаптической мембраны к пресинаптическому возбуждению.
3.6. "Потребности" нейрона
Охарактеризуем очень кратко некоторые существенные "потребности" нейрона. Они определяются необходимостью синтеза новых молекул, в т.ч. белков, расходуемых в процессе жизнедеятельности ("типичная" белковая молекула разрушается в среднем через два дня после того, как она была синтезирована), или обеспечивающих структурные перестройки нейрона, имеющие место при обучении. Для этого, в том случае, если в клетке нет соответствующей информационной РНК, направляющей синтез белка в цитоплазме, экспрессируются (становятся активными, "выраженными") гены, среди которых выделяют гены "домашнего хозяйства" (универсальные "потребности" клеток), гены "роскоши" (специфические "потребности" клетки) или "ранние" и "поздние" гены, экспрессируемые на последовательных стадиях формирования памяти, и т.д. Как предполагается, именно усложнение процессов регуляции экспрессии генов, а не их числа определяет эволюционное усложнение живых систем.
Различие в экспрессии, а не потеря или приобретение генов, определяют различие специализации клеток организма. Особенно велики эти различия для клеток мозга, в которых экспрессируются десятки тысяч уникальных для мозга генов. Считается, что метаболическая гетерогенность нейронов, обусловленная генетически и зависящая от условий индивидуального развития, т.е. являющаяся результатом взаимодействия фило- и онтогенетической памяти, лежит в основе разнообразия функциональной специализации нейронов, определяет специфику их участия в обеспечении поведения.
3.7.Объединение нейронов в систему как способ обеспечения метаболических "потребностей"
Нейрон может обеспечить "потребности" своего метаболизма только объединяясь с другими элементами организма в функциональную систему. Их взаимосодействие, совместная активность обеспечивает достижение результата, нового соотношения целостного индивида и среды. "Изнутри", на уровне отдельных нейронов достижение результата выступает как удовлетворение метаболических "потребностей" нейронов и прекращает их активность.
Такой подход к пониманию активности нейронов заставил применить для ее анализа вместо традиционных "постстимульных" гистограмм, выявляющих закономерные изменения активности нейрона после предъявления стимула, "предрезультатные" гистограммы, которые позволяют обнаружить нейроны, активность которых закономерно увеличивается при реализации поведения, направленного на получение данного результата, и прекращается при его достижении.
В последнее время получены данные, которые позволяют связать частоту "предрезультатной" активности со степенью потребности, с одной стороны, и с появлением поведения, направленного на удовлетворение этой потребности, с другой. Показано, что у зависимых от кокаина животных, обученных нажимать на педаль для самовведения кокаина, частота активности нейронов, вовлекающихся в обеспечение инструментального кокаиндобывательного поведения, тем выше, чем ниже концентрация кокаина в организме. Когда частота активности, постепенно нарастая, достигает определенного уровня, развертывается инструментальное поведение, достижение результата которого - введение кокаина - проявляется в подавлении активности этих нейронов. Затем, по прошествии некоторого времени, концентрация кокаина опять понижается, частота активности повышается, реализуется поведение добывания кокаина - цикл повторяется.
3.8.Важность системного понимания детерминации активности нейрона для психологии
Итак, поскольку системная психофизиология отвергает парадигму реактивности, основывая свои положения на представлении об опережающем отражении, о направленной в будущее активности не только индивида, но и отдельных нейронов, постольку она обеспечивает для психологии, оперирующей понятиями активности и целенаправленности, возможность избавиться от эклектических представлений, часто появляющихся при использовании материала нейронаук.
4.Субъективность отражения
4.1.Активность как субъективное отражение
Рассмотрение соотношения индивида и среды с позиций ТФС уже давно привело к заключению о том, что поведенческий континуум целиком занят процессами организации и реализации функциональных систем (см. рис. 1); специального временного интервала для процессов обработки сенсорной информации не обнаруживается. На определенном этапе казалось, что коротколатентные активации некоторых нейронов могут быть сопоставлены с кодированием физических параметров стимула для последующего сличения с имеющейся в памяти моделью. Однако скоро стало ясно, что даже самые ранние активации нейронов в поведенческом акте - не кодирование, а уже результат сличения с субъективными моделями, сформированными в рамках предыдущего акта континуума.
Сказанное находится в соответствии с положением о "пристрастности" отражения среды, о зависимости последнего от целей поведения и имеющегося у индивида опыта. Это свойство психического отражения обозначается как субъективность и предполагает несводимость описания отражения к языку сенсорных модальностей, выражающих в "сенсорном коде" физические параметры объектов.
4.2.Опережающее отражение вместо обработки информации для построения "образов-картинок"
В четкой форме опережающий характер отражения представлен в когнитивной психологии концепцией У.Найссера, который считает, что образы не "картинки в голове", появляющиеся после действия сенсорных стимулов, а "предвосхищения будущего". Автор подчеркивает, что предвосхищение не обязательно является реалистическим.
Действительно, мы можем рассмотреть наш опыт как состоящий из актов-гипотез, включающих параметры планируемых результатов, отношения между ними, пути их достижения и т.д. Гипотезы тестируются во внутреннем и внешнем планах. И хотя можно полагать, что отбор из ряда "пробных" актов "удачного", попадающего в видовую память, определяется соответствием гипотезы реальным свойствам и закономерностям среды, тем не менее возможность достижения конкретным индивидом в том или ином поведенческом акте требуемого соотношения организма и среды, т.е. результата, не означает, что данная гипотеза целиком базируется на упомянутых свойствах и закономерностях.
В экологической психологии убедительные аргументы против того, что среда состоит из стимулов и отображается как "картинка", рассматриваемая гомункулюсом, приведены Дж. Гибсоном. Им разработана стройная теория, которая, как справедливо замечает А.Д.Логвиненко (см. в Гибсон 1988), в руководствах либо игнорируется, либо искажается до неузнаваемости в связи с невозможностью ее ассимилировать, оставаясь в рамках традиционной парадигмы. И это не удивительно, так как принципиальными положениями этой теории является отрицание не только схемы стимул - реакция, но и самого понятия стимул. Автор отвергает также идею о необходимости обработки и передачи сенсорной информации - ее некому принимать. Ниже мы еще вернемся к теории Дж. Гибсона.
4.3.Физические характеристики среды и целенаправленное поведение
Более 30 лет назад Дж. Леттвин с соавторами, изучив связь активности нейронов сетчатки лягушки с поведением, сформулировали в очень яркой форме свое представление о том, что выделяет организм в среде: "лягушки интересуются жуками и мухами, в то время как границы и углы интересуют только ученых". Еще раньше в гештальтпсихологии были обоснованы положения о том, что среда должна определяться не физически, а психобиологически и что целостное восприятие не составляется из отдельных элементарных "кусков". Следует согласиться с Дж. Гибсоном в том, что объект не складывается из качеств, но мы можем выделить их, если это надо для целей эксперимента. "Куски", физические характеристики, в соответствии с которыми ранжируются стимулы и связь с которыми устанавливается при анализе активности нейронов или отчетов испытуемых, являются вовсе не "элементарными" свойствами, а сложными концепциями, которые появляются в результате специального поведения, направленного на выделение упомянутых характеристик: классификация, сравнение объектов, например, в науке, искусстве и т.п. Ярким примером рассмотрения таких культурных концепций в качестве "элементарных" свойств, присущих объекту, является представление Бидермана (I. Biederman) о том, что восприятие объекта складывается из восприятия элементарных форм - "геонов". Предполагается, что использование ограниченного набора (алфавита) геонов позволяет воспринять любой сколь угодно сложный объект. Подчеркнем, что геон понимается автором концепции как "примитив", а примитив - это понятие, выработанное в геометрии для обозначения элементарного геометрического объекта, используемого для построения более сложных объектов.
На что же мы "дробим" среду, что выделяем в ней, если не упомянутые физические характеристики?
4.4.Теория эффордансов Дж.Гибсона
С позиций парадигмы активности с давних пор представлялось очевидным, что из среды активно "отбирается" индивидом то, что может быть использовано для достижения цели, причем, как считал J. von Uexkull, число объектов, которые может различить индивид, равно числу функций, которые он может реализовать. Анализ среды как обеспечивающей активность индивида в ней, дано в теории affordance Дж. Гибсона. Неологизм affordance (эффорданс) - существительное, образованное Дж. Гибсоном от глагола afford - предоставлять, разрешать. Эффордансы - это то, что окружающий мир предоставляет, разрешает совершить индивиду. Эффордансы нельзя предъявить индивиду, т.к. они не являются стимулами. Можно лишь обеспечить их наличие. Автор считает, что индивид соотносится не с миром, описываемым в физических терминах, а с экологическим миром. Он понимает экологические нишу вида как набор эффордансов. Описание экологического мира определяется тем, какие акты в нем может совершить индивид. Понятие эффорданс подразумевает взаимодополнительность мира и индивида. Дж. Гибсон отмечает, что понимает под ним "нечто, относящиеся одновременно и к окружающему миру, и к животному таким образом, который не передается ни одним из существующих терминов" (Гибсон 1988, с.188).
4.5."Дробление" среды индивидом как отражение истории их соотношения
Как мы уже знаем, основным понятием в ТФС является результат, под которым понимается соотношение организма и среды и который, следовательно, также как эффорданс относится одновременно к окружающему миру и к индивиду. Однако, в отличие от эффорданса, результат, как и валентность у К.Левина, включает субъективный компонент, от которого отказывается Дж.Гибсон, постулируя независимость эффордансов от потребностей и опыта наблюдателя. Поэтому для ответа на вопрос о том, как дробит среду индивид, как она представлена в его субъективном мире мы должны дополнить экологический мир субъективным компонентом, т.е. подчеркнуть аспект использования эффордансов индивидом.
При этом оказывается, что среда дробится тем или иным образом в соответствии с опытом совершения индивидом тех или иных поведенческих актов на протяжении его индивидуального развития. Индивид отражает не внешний мир как таковой, а историю своих соотношений с миром. Описание среды индивидом основано на оценках его соотношения с объектами-целями поведенческих актов, т.е. на оценках результатов. Образно говоря, можно рассматривать жизнь индивида как "ассимиляцию" экологического мира, превращающую для индивида экологический мир в мир результатов. Продолжая данную логику, можно заключить, что среда представлена для индивида результатами реализованных актов.
В этой части излагаемая здесь система представлений довольно близко примыкает к концепции У.Матурана (1996). Он считает, что мнение об организме, имеющем воды и выходы, и о нервной системе, кодирующей информацию об окружающей среде, заслуживает критики. Понятие информации У.Матурана относит к "степени неуверенности наблюдателя в своем поведении в области определенных им самим альтернатив" (с.137). Автор справедливо утверждает, что состояния активности репрезентируют отношения (между организмом и средой), а не является описанием окружающей среды. Это описание может быть дано исключительно в терминах, содержащихся в "когнитивной области наблюдателя", в терминах поведения организма. Тогда "знать - значит уметь вести себя адекватно в ситуациях, связанных с индивидуальными актами" (с.135).
4.6.Субъективность отражения и зависимость системной организации активности центральных и периферических нейронов от цели поведения
Убедительные примеры, демонстрирующие проявление субъективности отражения в организации активности мозга, можно получить при анализе зависимости от цели поведения активности нейронов "сенсорных" структур, которую принято считать детерминированной модально-специфической стимуляцией.
4.6.1.Зависимость свойств рецептивных полей центральных нейронов от цели поведения
Одним из способов изучения процессов обработки сенсорной информации является тестирование рецептивного поля нейрона, под которыми понимается участок рецептивной поверхности, при стимуляции которого изменяется активность определенного нервного элемента. С точки зрения ТФС связь активности нейрона со стимуляцией данной рецептивной поверхности показывает, что одним из условий, при котором данный нейрон вовлекается в достижение результата поведения, является контакт объектов среды с этой поверхностью.
В экспериментах многих авторов показано, что при изменении цели поведения, реализуемого животным, рецептивное поле нейрона может изменяться по свойствам или даже "исчезать". Так, при сравнении активности одного и того же нейрона "сенсорных" областей коры мозга в разных поведенческих актах обнаруживается, что активация данного нейрона (повышение частоты его импульсной активности) может возникать при контакте объектов среды с соответствующей рецептивной поверхностью в одном поведении, но не в другом - "исчезновение" рецептивного поля.
Следовательно, характеристики активности и набор вовлеченных нейронов "сенсорных" структур зависят от цели поведения, изменяясь при изменении цели даже в условиях постоянства "специфической стимуляции".
4.6.2.Зависимость свойств рецептивных полей периферических нейронов от цели поведения
Зависит ли от цели поведения активность периферических сенсорных элементов - рецепторов? Традиционная точка зрения о ригидной периферии и пластичном центре (см. выше о "центрально-периферической" эклектике) предполагает отрицательный ответ на этот вопрос. В то же время понимание того, что организация процессов в функциональной системе детерминирована результатом и что система является не центральным, а общеорганизменным образованием, предполагает наличие такой зависимости.
Эксперименты показывают, что активность механорецепторов человека при одинаковых параметрах воздействия на их рецептивные поля в разных поведениях различается. Зависящие от цели изменения характеристик активности рецепторов при постоянстве физических свойств среды определяются эфферентными влияниями. Эти влияния оказываются через эфферентные волокна - аксоны нейронов центральной нервной системы, направляющиеся к исполнительным органам и периферическим чувствительным элементам.
4.6.3.Необходим ли специфический "сенсорный вход" для появления активаций нейронов сенсорных структур в поведении?
Если мы утверждаем, что активность любой клетки, в том числе и нейрона "сенсорной" структуры, "целенаправленна" и не детерминирована специфическим "сенсорным входом", следует ожидать, что она будет возникать при достижении соответствующего результата и в условиях искусственной блокады данного входа. Действительно, обнаружено, что для возникновения у нейронов зрительной коры и ганглиозных клеток сетчатки активаций, приуроченных ко всем этапам реализуемого, поведения не необходим контакт со "зрительной средой". Это можно рассматривать, как аргумент в пользу представления о "целенаправленности" активности нейронов.
4.6.4.Системное понимание значения эфферентных влияний
Связь активности ганглиозных клеток сетчатки с поведением при закрытых глазах обусловлена уже упоминавшимися эфферентными влияниями. Еще в начале века Р. Кахаль высказал предположение о том, что эфферентные влияния регулируют возбудимость рецепторов, и связал их функцию с механизмами внимания. В 40-е годы в нашей стране П.Г.Снякиным была разработана концепция функциональной мобильности рецепторов, в соответствии с которой изменение их чувствительности, обусловленное эфферентной активностью, рассматривалось как механизм настройки анализаторов на восприятие модально специфических стимулов. С тех пор существенного прогресса в понимании значения эфферентных влияний сделано не было.
Вместе с тем данные о появлении активаций ганглиозных клеток сетчатки и других периферических сенсорных элементов в отсутствие стимулов специфической модальности позволяют считать, что роль эфферентных влияний не может быть сведена к модуляции ответов периферических сенсорных элементов на специфическую стимуляцию. Эфферентные влияния отражают процесс согласования активности периферических и центральных нейронов. Этот процесс необходим потому, что только их совместная активность (взаимосодействие) как в условиях контакта со средой специфической модальности, так и вне его может обеспечить достижение результата, а, следовательно, и удовлетворить "потребности" метаболизма клеток обеих групп (см. предыдущий раздел).
5.Психофизиологическая проблема и задачи системной психофизиологии
5.1.Решение психофизиологической проблемы определяет задачи и методы исследования
В настоящем разделе мы ответим на следующие вопросы. Как зависят задачи психофизиологии от методологических установок? Существует ли среди них специфическая задача психофизиологии в общей проблематике психологии? Если да, то в чем она состоит, в рамках какой методологии может быть сформулирована и каково значение ее решения для психологии?
С позиций бихевиоризма можно полагать, что "рассмотрение проблемы дух - тело не затрагивает ни тип выбираемой проблемы, ни формулировку решения этой проблемы" (Дж.Б.Уотсон). Мы считаем, что именно от решения этой проблемы зависит понятийный аппарат исследования, его задачи и методы. Поэтому ответы на поставленные вопросы мы дадим в контексте решения психофизиологической проблемы.
5.2.Коррелятивная психофизиология
Традиционные психофизиологические исследования проводятся, как правило, с позиций "коррелятивной (сопоставляющей) психофизиологии". В этих исследованиях психические явления напрямую сопоставляются с локализуемыми элементарными физиологическими явлениями. Задачей подобных исследований, формулируемой, как правило, в терминах парадигмы реактивности, является разработка представлений о физиологических механизмах психических процессов и состояний. В рамках подобных представлений "психические процессы" описываются в терминах возбуждения и торможения мозговых структур, свойств рецептивных полей нейронов сенсорных структур и т.п.
Решение задач коррелятивной психофизиологии не требует какой-либо специальной методологии, которая могла бы, по выражению П.К.Анохина, стать "концептуальным мостом" между психологией и физиологией. Если психолог при изучении восприятия сложных зрительных паттернов регистрирует какой-либо электрофизиологический показатель или нейрофизиолог при обсуждении свойств активности нейронов сенсорных структур использует термины "восприятие", "образ" и т.п., их работы могут рассматриваться как психофизиологические с позиций коррелятивной психофизиологии.
Коррелятивная психофизиология неоднократно подвергалась аргументированной критике как со стороны психологов, так и со стороны психофизиологов.
5.3.Варианты традиционного решения психофизиологической проблемы
Принципиальным недостатком этой психофизиологии является прямое сопоставление психического и физиологического, что с точки зрения психологии малопродуктивно (А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн, В.Д.Шадриков, М.Г.Ярошевский и др.) и неизменно приводит к рассмотрению психологических и физиологических процессов как тождественных, параллельно протекающих (при этом психика оказывается эпифеноменом) или взаимодействующих (при этом допускается действие нематериальной психики на материю мозга).
Названные варианты решения психофизиологической проблемы существуют уже столетия, меняются лишь термины в рамках все тех же альтернатив. Так, например, дуалиэм Декарта, предполагающий воздействие психики на мозг через эпифиз (см.2.2.1.2.), сменяется "триализмом" у R.R. Popper и J.C. Eccles (1977).
Они выделяют три мира: Мир I - физических объектов и состояний (включающий неорганические и биологические структуры, в т.ч. мозг), Мир II - состояний психического (включающий субъективные знания, мышление, эмоции и т.д.), Мир III - знаний в объективном смысле (включающий знания, зафиксированные на материальных носителях и теоретические системы). Мир I взаимодействует с миром II, а Мир II с Миром III. Воздействие психики на мозг осуществляется в области синапсов.
5.4.Несопоставимость рефлекторного механизма и психологических понятий
Пытаясь избежать методологические проблемы подобного рода, Г.Спенсер и В.М.Бехтерев утверждали, что субъективное и объективное являются характеристиками единого процесса (у Бехтерева - нейропсихического). Что же это за процесс?
Возможность рассмотрения в качестве такового рефлекторного процесса как обеспечивающего поведение, специфический язык которого может служить для перевода с психологического на физиологический язык, и наоборот, отпадает, что следует из логики самой рефлекторной теории. В соответствии с ней несопоставимость "рефлекторного механизма, составляющего фундамент центральной нервной деятельности" и "психологических понятий", аргументируется пространственной локализацией первых и непространственным характером вторых (И.П.Павлов).
5.5.Теория функциональных систем как "концептуальный мост" между психологией и физиологией
В настоящее время, как считает P.S.Churchland, психологи и философы в качестве основного препятствия на пути к синтезу психологического и физиологического знания рассматривают эмерджентность психического, т.е. появление на уровне психического таких специфических качеств, которыми не обладает физиологическое. Системное решение психофизиологической проблемы, данное В.Б.Швырковым, превращает эмерджентность, которая была пропастью, разделяющей психологию и нейронауки, в "концептуальный мост", объединяющий эти дисциплины и формирующий новое направление исследований - системная психофизиология. В качестве "концептуального моста", соединяющего психологию и нейронауки, в системной психофизиологии использована ТФС, точнее развитое в ее рамках представление о качественной специфичности, эмерджентности системных процессов, организующих для достижения результатов поведения частные, локальные физиологические процессы, но несводимые к последним.
С этих позиций, заменив рефлекторные механизмы поведения на системные, можно принять приведенное выше положение о существовании специфического языка, связывающего психологию и нейронауки и относящегося к поведенческому уровню организации жизнедеятельности (М.Г.Ярошевский).
5.6.Системное решение психофизиологической проблемы
Cуть системного решения психофизиологической проблемы заключена в следующем положении. Психические процессы, характеризующие организм и поведенческий акт как целое, и нейрофизиологические процессы, протекающие на уровне отдельных элементов, сопоставимы только через информационные системные процессы, т.е. процессы, организующие элементарные механизмы в функциональную систему. Иначе говоря, психические явления могут быть сопоставлены не с самими локализуемыми элементарными физиологическими явлениями, а только с процессами их организации. При этом психологическое и физиологическое описание поведения и деятельности оказываются частными описаниями одних и тех же системных процессов. Данное положение согласуется с представлением Д.И.Дубровского (1971, 1980) о том, что связь между психическим и физиологическим не является причинной; психическое и физиологическое однопричинно и одновременно.
Приведенное решение психофизиологической проблемы избегает 1) отождествления психического и физиологического, поскольку психическое появляется только при организации физиологических процессов в систему; 2) параллелизма, поскольку системные процессы - есть процессы организации именно элементарных физиологических процессов; 3) взаимодействия, поскольку психическое и физиологическое - лишь аспекты рассмотрения единых системных процессов.
Интересно отметить, что уже в самое последнее время предлагается решать психофизиологическую проблему с привлечением концепции информации следующим образом. Физическое (мозговые процессы) и психическое рассматриваются как два базовых аспекта единого информационного состояния, или, по крайней мере, "некоторого информационного состояния" (D.J.Сhalmers). Однако сразу возникает закономерный вопрос, какой именно информационный процесс обладает таким свойством? И этот вопрос, как справедливо замечают F.Crick и С.Koch - не менее трудный, чем сама исходная проблема. Тем не менее, содержание настоящего раздела позволяет дать на него определенный ответ.
5.7.Задачи системной психофизиологии и ее значение для психологии
Использование приведенного решения психофизиологической проблемы в системной психофизиологии в качестве одного из важнейших компонентов методологии позволяет избежать редукционизма и эклектики - частых следствий психофизиологических корреляций (П.К.Анохин; В.П.Зинченко, Е.Б.Моpгунов и др.), т.е. избежать тех именно ошибок, от которых избавляет использование методологически последовательного системного подхода (А.В.Брушлинский). При этом системный язык оказывается пригодным для описания субъективного отражения в поведении и деятельности с использованием объективных методов исследования.
Этот подход позволяет объединить психологические и естественнонаучные стратегии исследования в рамках единой методологии системной психофизиологии. Специфические задачи последней состоят в изучении закономерностей формирования и реализации систем, их таксономии, динамики межсистемных отношений в поведении и деятельности.
Значение системной психофизиологии для психологии состоит в том, что ее теоретический и методический аппарат позволяет избавить последнюю от эклектики при использовании материала нейронаук (см. выше) и описать структуру и динамику субъективного мира на основе объективных показателей, в том числе электро-, нейрофизиологических и т.п.
Аппарат системной психофизиологии может быть также применен для системного описания состояний субъективного мира, соответствующих тем или иным понятиям не только научной, но и "обыденной психологии", которые отражают важные в практическом отношении характеристики поведения человека, такие как, например, "сомнение", "уверенность", "ненависть" и мн.др. Поскольку настроения, самооценка, поступки людей "определяются объективными законами субъективной реальности", постольку представляется очевидным, что изучение этих закономерностей в системной психофизиологии может быть чрезвычайно эффективным.
5.8. Коррелятивная и системная психофизиология
В философии науки утверждается полезность сосуществования альтернативных подходов, способствующего их взаимной критике и ускоряющего развитие науки. Хорошим примером справедливости этого утверждения являются коррелятивная и системная психофизиологии. Несмотря на различие их задач, они, в известном смысле взаимосодействуют, являясь участниками общего процесса коэволюции психологии и нейронаук. В частности, выявление сходных положений при сравнении своих теоретических построений с формулируемыми в рамках другого направления и анализ причин подобного совпадения очень полезны для исследователя, так как способствуют сохранению целостности и последовательности системы развиваемых им представлений и, в конечном счете, "эволюционному интеллектуальному отбору", действующему внутри "концептуальных популяций" (С.Т.Тулмин, 1984).
Конечно, может взаимно использоваться и экспериментальный материал. Следует учесть, однако, что в случае, когда исследователь, получивший материал, проинтерпретировал его в полном соответствии с методологическими требованиями своего направления, то представитель другого направления, также желающий оставаться последовательным, должен использовать для заимствования процедуру "межпарадигмального перевода". Это объясняется тем, что факты, которыми оперируют ученые, есть эмпирические явления, протрактованные в терминах той или иной теории. Поэтому в рамках разных парадигм одно и то же эмпирическое явление превращается в разные факты.
6.Системогенез
6.1.Идеи развития и системности в теории функциональных систем
В предыдущем разделе при формулировке задач системной психофизиологии не случайно на первое место поставлена задача изучения формирования систем. Мы увидим дальше, что история формирования поведения и деятельности лежит в основе закономерностей их реализации.
Идея развития, наряду с идеей системности, относится к основным идеям ТФС. Обе они были воплощены в концепции системогенеза, развитой с привлечением огромного экспериментального материала, накопленного при исследовании взаимосвязи процессов формирования нервной системы и поведения. В этих исследованиях было обнаружено, что в процессе раннего онтогенеза избирательно и ускоренно созревают именно те элементы организма, имеющие самую разную локализацию, которые необходимы для достижения результатов систем, обеспечивающих выживание организма на самом раннем этапе индивидуального развития.
6.2.Органогенез и системогенез
В отличие от концепции органогенеза, постулирующей поэтапное развитие отдельных морфологических органов, выполняющих соответствующие локальные "частные" функции, концепция системогенеза утверждает, что гетерохронии в закладках и темпах развития связаны с необходимостью формирования не сенсорных или моторных, активационных или мотивационных, а "общеорганизменных" целостных функциональных систем, которые, как мы уже говорили, требуют вовлечения множества разных элементов из самых разных органов и тканей.
Образно говоря, если концепция органогенеза предполагает, что развитие - это поэтапное строительство дома: фундамент, стены, крыша и т.д., то концепция системогенеза утверждает, что в отличие от этого дома, живой "домик", хотя и усложняется, модифицируется в процессе онтогенеза, но на каждом этапе он - целый и имеет все те части, которые позволяют использовать его в качестве "дома", все более и более обустроенного.
6.3.Принципы гетерохронной закладки компонентов, фрагментации органа и минимального обеспечения функциональной системы
Системогенетический анализ процессов развития раскрыл системный характер морфогенетических процессов и привел к формулировке следующих принципов.
1) Принцип гетерохронной закладки компонентов функциональной системы. За счет внутрисистемной гетерохронии: неодновременной закладки и разной скорости формирования различных по сложности компонентов функциональной системы (более ранняя закладка и формирование более сложных компонентов), эти компоненты "подгоняются" к одновременному началу функционирования в рамках данной системы.
2) Принцип фрагментации органа. В связи с наличием межсистемной гетерохронии: формирование отдельных функциональных систем на последовательных этапах онтогенеза, состав данного органа в каждый момент развития неоднороден по своей зрелости. Наиболее зрелыми оказываются те элементы, которые должны обеспечить реализацию систем, формирующихся на наиболее ранних этапах. Так, например, у птенца формируется не внутреннее ухо и слуховая кора вообще, но в них избирательно и ускоренно созревают те элементы, которые оказываются чувствительными к частоте "пищевых" сигналов матери, т.е. необходимые для обеспечения ранних форм пищедобывательного поведения.
3) Принцип минимального обеспечения функциональных систем. Функциональная система становится "продуктивной" (обеспечивающей достижение результата и имеющей все необходимые составляющие операциональной архитектоники (см. выше) до того, как все ее компоненты получат окончательное структурное оформление.
6.4.Научение у взрослых как реактивация процессов развития
В настоящее время становится общепризнанным, что многие закономерности модификации функциональных, морфологических свойств нейронов, а также регуляции экспрессии генов, лежащие в основе научения у взрослых, сходны с теми, что действуют на ранних этапах онтогенеза (подробно см. в К.В.Анохин 2001; см. также раздел 6.8. настоящей главы). Это дает авторам основание рассматривать научение как "реювенилизацию" или "реактивацию процессов созревания", имеющих место в раннем онтогенезе.
В рамках ТФС, наряду с признанием специфических характеристик ранних этапов индивидуального развития, по сравнению с поздними, уже довольно давно психофизиологами (В.Б.Швырков), физиологами (К.В.Судаков) и психологами (В.Д.Шадриков) было обосновано представление о том, что системогенез имеет место не только в раннем онтогенезе, но и у взрослых, так как формирование нового поведенческого акта есть формирование новой системы.
Позднее был сделан вывод о том, что принципиальным для понимания различий роли отдельных нейронов в обеспечении поведения является учет истории формирования поведения, т.е. истории последовательных системогенезов, и разработана системно-селекционная концепция научения. Она представляет собой составную часть системно-эволюционной теории, которая сформулирована В.Б.Швырковым и является важнейшим компонентом методологической базы системной психофизиологии. Основное содержание этой теории будет изложено в настоящем и в следующем разделе. Подчеркнем, что системно-эволюционная парадигма отвечает "современным тенденциям синтеза научных знаний ... на основе принципов универсального эволюционизма, объединяющего в единое целое идеи системного т эволюционного подходов" (В.С. Степин, Л.Ф. Кузнецова 1994, с. 196).
6.5.Селекция нейронов как основа развития и научения
Системно-селекционной концепции созвучны современные идеи о "функциональной специализации", пришедшие на смену идеям "функциональной локализации", и о селективном (отбор из имеющегося в мозгу набора нейронов клеток с определенными свойствами), а не инструктивном (изменение свойств, "инструктирование" клеток соответствующими сигналами) принципе, лежащем в основе формирования нейронных объединений на ранних и поздних стадиях онтогенеза.
G.M. Edelman привел убедительные аргументы, против инструктивного принципа, заключающиеся в том, что он требует точной копии каждого сигнала, которая может формироваться новыми структурами, включающими старые компоненты, или совершенно новыми структурами. В первом случае необходим механизм высшего порядка (гомункулус) для различения старых и новых элементов; во втором - система будет быстро истощена. Альтернатива - селекция.
Принцип селекции по Эдельмену может быть описан следующими положениями. В мозгу формируются группы нейронов, каждая из которых по-своему активируется при определенных изменениях внешней среды. Специфика группы обусловлена как генетическими, так и эпигенетическими модификациями, происшедшими независимо от упомянутых изменений. Когда происходит определенное изменение среды, оно приводит к отбору из числа имеющихся такой группы, которая, в терминах Дж. Эдельмена, может обеспечить надлежащую реакцию. Изменение среды и группа могут считаться соответствующими друг другу в том случае, если клетки последней отвечают на данное изменение более или менее специфично. Селекция имеет место уже при созревании мозга в раннем онтогенезе, в процессе которого множество (50% и более) нейронов гибнет. Отобранные же клетки составляют первичный ассортимент. Вторичный ассортимент формируется в результате селекции, происходящей в процессе поведенческого взаимодействия со средой.
G.M. Edelman проводит аналогию между селекцией нейронов, селекцией в эволюции и клональной селекцией в иммунологии. Принятие положения о селекции как основе развития на всех его этапах устраняет дихотомию между созреванием и научением (E.S.Reed).
6.6.Формирование элементов индивидуального опыта
В рамках системно-селекционной концепции научения формирование новой системы рассматривается как фиксация этапа индивидуального развития - формирование нового элемента индивидуального опыта в процессе научения.
Известно, что как молекулярно-биологическое, так и морфологическое "обеспечение" достижения одного и того же результата нового поведенческого акта сразу после завершения обучения и через несколько часов или дней после этого существенно различается. Возможно, в процессе фиксации элемента опыта действует принцип минимального обеспечения систем (см. выше).
Сравнительный анализ нейронного обеспечения реализации данного элемента на ранней стадии его существования, когда упомянутая выше модификация морфологических свойств нейронов еще не произошла, и на поздних стадиях представляется актуальной задачей.
6.7.Системная специализация и системоспецифичность нейронов
Специализация нейронов относительно вновь формируемых систем - системная специализация - постоянна, т.е. нейрон системоспецифичен. В настоящее время обнаружены нейроны, специализированные относительно самых разнообразных элементов опыта: актов использования определенных слов у людей, актов "социального контакта" с определенными особями в стаде у обезьян, актов инструментального поведения у кроликов, актов ухода за новорожденными ягнятам у овец и т.д.
Селекция нейронов из "резерва" (ранее молчавших, неактивных клеток) зависит от их индивидуальных свойств, т.е. от особенностей их метаболических "потребностей". Можно полагать, что именно нарастание разнообразия метаболических "потребностей" нейронов обусловливает филогенетическое усложнение поведения: белковый и пептидный состав нейронов усложняется в филогенезе.
Поскольку считается, что нервная система состоит нейронов, обладающих своеобразной "индивидуальностью", постольку представляется логичным предположение, что число нейронов в известной мере отражает их разнообразие и предопределяет поведенческие возможности. Можно полагать поэтому, что не только межвидовые, но и индивидуальные различия связаны с различием в числе нейронов, имеющихся у сравниваемых видов или индивидов, соответственно. Аргументы в пользу наличия подобной связи получены недавно в экспериментах, показывающих наличие высоко значимой связи между числом нейронов в "заинтересованных" структурах мозга и способностью птиц к выучиванию специфического поведения - воспроизведению видовой песни: чем больше нейронов у данной птицы в этих структурах, тем более точно она воспроизводит услышанные от других птиц фрагменты видовой песни.
Положение о селекции и системоспецифичности не означает абсолютной предопределенности: как в раннем онтогенезе селекция не означает полную готовность, предопределенность моделей результатов даже видоспецифических актов - они формируются в зависимости от особенностей индивидуального развития, так и у взрослого, наличие групп нейронов со специфическими свойствами, которые могут быть отобраны при научении, по-видимому, означает возможность сформировать не определенный акт, а определенный класс актов. Выяснение границ и характеристик подобных классов - перспективная задача.
6.8. Системогенез или смерть
Консолидация, упрочение вновь сформированной памяти включает морфологические изменения нейронов, такие, например, как изменение размера синапсов, изменение их числа (C.H. Baily, E.R.Kandel 1993). Начальным звеном каскада молекулярно-биологических процессов, обусловливающих морфологические модификации нейронов как в процессе морфогенеза (ранний онтогенез), так и при консолидации формируемой в процессе научения памяти, является активация (экспрессия) "ранних" генов. Активация "ранних" генов довольно краткосрочный процесс (занимает около 2 часов), сменяемый второй волной экспрессии - "поздних" генов; в составе второй волны активируются морфорегуляторные молекулы, имеющие отношение к морфологическим модификациям нейрона (К.В. Анохин 2001).
Активация "ранних" генов у взрослого индивида имеет место не только при научении, но и при поражениях нервной системы, повреждениях тела, голоде, стрессе и т.д. Общим для всех этих ситуаций является то, что ранее сформированные способы согласования метаболических "потребностей" нейронов оказываются неэффективными. Поиск новых путей согласования включает как модификации на уровне поведенческих адаптаций, так и молекулярно-генетические и морфологические перестройки.
Нейрон может обеспечить "потребности" своего метаболизма, объединяясь с другими элементами организма в функциональную систему (см. 3.7.). Поэтому, как в норме (научение), так и в патологии (например, восстановление после инсультов, травматических, опухолевых и т.п. поражений мозга), когда проблему согласования "потребностей" нельзя решить с использованием имеющихся у индивида способов согласования (т.е. в рамках имеющегося у индивида опыта) развертываются процессы системогенеза.
О формировании новой системы, направленной на достижение конкретного результата, как о важнейшем звене механизмов научения уже шла речь выше. Адаптационные изменения организации внутренней среды и соотношения индивида со средой внешней, возникающие в условиях патологии, могут быть также рассмотрены, как формирование новых путей достижения положительных результатов (K. Goldstein 1933). Многочисленными исследованиями динамики мозговой активности, например, после локальных его повреждений показано, что в интактных структурах мозга развиваются процессы реорганизации, обусловливающие восстановление поведения, и что эти процессы сопоставимы с пластическими перестройками, имеющими место при научении в норме (Yu.I.Alexandrov et al. 1990; C.W. Cotman et al., 1998; T.E. LeVere, 1980; и др.). В связи с этим не удивительно, что реювенилизация - активация у взрослого процессов, характерных для созревания мозга в раннем онтогенезе, имеет место не только при научении в норме (см. 6.4.), но и при восстановлении после поражений мозга (S.C. Cramer, M. Chopp 2000).
В случае если процессы системогенеза протекают успешно, формируются новые системы, устанавливаются новые межнейронные соотношения, обеспечиваемые морфологическими перестройками (в основе которых - активация генетического аппарата) и обеспечивающие удовлетворение метаболических "потребностей" нейронов, а, следовательно, и их выживание. Если же нет - рассогласование между "потребностями" нейронов и их микросредой не устранено, нейроны гиперактивны, экспрессия "ранних" генов затягивается: одна волна экспрессии сменяет другую. В этих случаях в нейронах могут экспрессироваться так называемые гены "смерти", активация которых ведет к гибели нервных клеток (S.S. Schreiber, M. Baudry 1995).
В рамках такого представления множественные повторные волны экспрессии "ранних" генов на начальных стадиях онтогенеза (L.Kaczmarek, A. Chaudhuri 1997) возможно связать не только с интенсивным морфогенезом и формированием все новых поведенческих актов (у многих животных за первые недели постнатального онтогенеза формируется больше половины актов всего поведенческого репертуара; см. в. Ю.И. Александров 1989), но и с гибелью в этот период 50% или более из появляющихся нервных клеток (см. 6.5.).
Итак, в случае возникновения рассогласования между "потребностями" нейрона и его микросредой и при невозможности устранить рассогласование в рамках имеющегося опыта, как в норме (в раннем онтогенезе и у взрослого), так и в патологии у него имеется, образно говоря, следующая альтернатива: вовлечение в успешный системогенез или смерть. Это вовлечение может носить характер системной специализации или аккомодационной реконсолидации (см. 7.12.).
Логично полагать, что особенно часто второй вариант развития событий - смерть - имеет место в условиях патологии. Но не только. Можно предположить, что в случаях, когда индивид оказывается в "неизбегательной" ситуации (что в субъективном плане может вести к депрессивному состоянию) или в ситуации обучения долго не способен решить очень сложную проблему также имеет место нарастание частоты смерти нейронов.
Необходимо подчеркнуть здесь не только негативный, но и позитивный, в общеорганизменном плане, аспект гибели нейронов. Выше отмечалось, что гибель клеток в раннем онтогенезе - характеристика, присущая нормальному созреванию. Фатальный для отдельных клеток исход - гибель - может оказываться неизбежной платой за возможность осуществления успешного системогенеза и далее: на протяжении всего индивидуального развития. Неизбежной, возможно, в том случае, если метаболические "потребности" каких-либо клеток вступают в неустранимое противоречие с теми новыми способами согласования "потребностей" клеток индивида, формирование которых диктуется необходимостью соответствовать изменившимся условиям внешней и/или внутренней среды и выражается в образовании новых систем и изменении межсистемных отношений.
7.Структура и динамика субъективного мира человека и животных
В процессе формирования индивидуального опыта вновь сформированные системы не сменяют предсуществующие, но "наслаиваются" на них. Что значит "не сменяют, но наслаиваются"? Ответ на этот вопрос будет дан в настоящем разделе.
7.1.Уровни организации
Представления о закономерностях развития многими авторами разрабатываются в связи с идеями уровневой организации. Процесс развития рассматривается как переход не от части к целому, но от одного уровня интегрированности к другому; причем, формирование новых уровней в процессе развития не отменяет предыдущих и первые не вступает со вторыми в отношения доминирования (управления)-подчинения(исполнения).
В ТФС разработана концепция изоморфности иерархических уровней. Изоморфность уровней заключается в том, что все они представлены функциональными системами, а не какими-либо специальными процессами и механизмами, например, периферического кодирования и центральной интеграции, классического обусловливания и инструментального обучения, регуляции простых рефлекторных и сложных произвольных движений, и т.п. Системообразующий фактор для всех этих систем независимо от уровня - результат.
7.2.Историческая детерминация уровневой организации
Фактором, определяющим структурную организацию уровней, их упорядоченность, является история развития. Этот вывод согласуется с представлением о преобразовании последовательности стадий психического развития в уровни психической организации, которое является стержнем концепции Я.А.Пономарева о превращении этапов развития явления в структурные уровни его организации, и с позицией Л.С. Выготского, считавшего, что "индивид в своем поведении обнаруживает в застывшем виде различные законченные уже фазы развития" (1960, с. 90). Ж. Пиаже также подчеркивал соответствие стадий развития уровням организации поведения, полагая при этом, что формирование нового поведения означает "ассимиляцию новых элементов в уже построенные структуры".
7.3.Истинное развитие: смена или "наслоение"?
Наряду с изложенными идеями, высказываются также и мнения о том, что истинное развитие представляет собой не "наслоение", а смену одних образований другими. Однако эти мнения опровергаются данными многочисленных экспериментов.
Выявлено, что в основе образования нового элемента опыта лежит не "переспециализация" ранее специализированных нейронов, а, как уже говорилось, установление постоянной специализации относительно вновь формируемой системы части нейронов резерва. Данные о неонейрогенезе у взрослых млекопитающих, в том числе и у людей а также недавно полученные результаты, показывающие, что число выживших нейронов, вновь появившихся в процессе нейрогенеза у взрослых животных, увеличивается при содержании последних в обогащенной среде, а также о том, что искусственное угнетение нейрогенеза нарушает формирование памяти (T.J. Shors et al. 2001), позволяют высказать следующее предположение.
Неонейрогенез может вносить вклад в процессы системогенеза. Наряду с рекрутированием клеток "резерва" и вновь появившиеся нейроны, возможно, на более поздних стадиях системогенеза специализируются относительно новых систем. Неонейрогенез может иметь значение и для замены нейронов первичного и/или вторичного ассортиментов ( см. разделы 6.5. и 7.8.), гибнущих как в условиях нормы, так и в патологии (см. раздел 6.8.). Что касается патологии, в литературе уже имеются данные об интенсификации нейрогенеза при локальных поражениях мозга взрослых индивидов и о миграции вновь появившихся нейронов в область повреждения (Z.M. Xue 1998).
Таким образом, новая система оказывается "добавкой" к ранее сформированным, "наслаиваясь" на них. В связи с этим появление клеток новой специализации приводит к увеличению общего числа активных в поведении клеток, а не к уменьшению числа нейронов старых специализаций. Положения об увеличении числа активных клеток при обучении, а также о том, что вновь сформированные специализации нейронов остаются постоянными (в эксперименте - в течение всего периода хронической регистрации: недели и даже месяцы) и при обучении происходит скорее вовлечение новых нейронов, чем переобучение старых, в последнее время находят подтверждение в работах ряда лабораторий. Как же используются элементы опыта разного "возраста" в достижении результатов поведения?
7.4.Поведение как одновременная реализация систем разного "возраста"
Обнаружено, что, осуществление поведения обеспечивается реализацией не только новых систем ( рис.3., НС), сформированных при обучении актам, составляющим это поведение, но и одновременной реализацией множества более старых систем (рис.3., СС), сформированных на предыдущих этапах индивидуального развития. Последние могут вовлекаться в обеспечение многих поведений, т.е. относиться к элементам индивидуального опыта, общим для разных актов (рис.3).
Например, при захвате пищи, предъявленной после нажатия животным на педаль и находящейся в одной из двух имеющихся в экспериментальной камере кормушек, одновременно активны нейроны, принадлежащие к наиболее древним системам: активируются при любом открывании рта (при захвате пищи, жевании, в оборонительном поведении и т.д.); нейроны, принадлежащие к системам, сформированным позже предыдущих, но до обучения животного инструментальному поведению в экспериментальной камере: активируются только при открывании рта для захвата пищи, поданной в любой кормушке, на полу камеры, экспериментатором с руки и т.д.; наконец, нейроны, принадлежащие к наиболее новым системам, сформированным при обучении инструментальному поведению: активируются только при захвате пищи и только в определенном месте камеры - при захвате из одной, но не из другой кормушки.
Заметим, что если один и тот же нейрон вовлекается в разные акты, то характеристики его активаций в этих актах различаются, так как в них он должен согласовывать свою активность с активностью разных наборов клеток.
Таким образом, системы, реализация которых обеспечивает достижение результата поведенческого акта, формируются на последовательных стадиях индивидуального развития, поэтому системная структура поведения отражает историю его формирования. Иначе говоря, реализация поведения есть реализация истории формирования поведения, т.е. множества систем, каждая из которых фиксирует этап становления данного поведения. При этом минимально необходимый набор систем разного возраста, актуализация которых обеспечивает достижение результата отдельного поведенческого акта, может быть рассмотрен как единица индивидуального опыта, а отдельная система - как элемент индивидуального опыта.
7.5.Зависимость системной организации поведения от истории его формирования
Поскольку структура индивидуального опыта, актуализируемого при реализации поведения, зависит от истории его формирования, постольку системная организация поведения, которое при внешнем наблюдении выглядит как одно и то же, различается в том случае, если это поведение имеет разную историю формирования.
В специальных экспериментах было показано, что у животных, которых учили актам, составляющим внешне одно и то же инструментальное пищедобывательное поведение, в разной последовательности, характеристики активности специализированных нейронов, проанализированной в этом поведении, достоверно различаются (А.Г.Горкин, Д.Г.Шеченко 1995).
7.6. Выдвижение и селекция гипотез при формировании индивидуального опыта
Описание соотношения организма со средой в новой ситуации как процесса, включающего выдвижение и селекцию гипотез, было в яркой форме представлено К. Поппером. Д. Деннетт (Dennett, 1995), рассматривая гипотетическое "скиннеровское" существо, осуществляющее отбор одного удачного акта из ряда путем реализации последовательных проб "вслепую", отмечает, что каждая из таких проб может привести к гибели существа. Автор справедливо считает более эффективным способом формирования нового опыта соотношения организма со средой предварительную, "внутреннюю" селекцию актов.
Именно нарастание способности совершения проб и ошибок "в уме", без реализации их во внешнем поведении, рассматривалась Л.В. Крушинским в качестве показателя развития поведения в филогенезе. В области практической деятельности человека (спортивной, музыкальной и т.д.) реальность этой стадии формирования опыта уже давно была осознана. Анализ процесса освоения нового музыкального произведения или обучения новому акробатическому движению приводит, соответственно, к заключениям о том, что каждый пассаж должен быть "готов психически", прежде чем он будет испробован на рояле и что чем лучше занимающийся представит изучаемое движение, тем быстрее будет происходить процесс обучения.
"Внутренняя" селекция делает возможной ситуацию, в которой, по словам К.Поппера, вместо нас гибнут наши гипотезы. Существо, которое производит внутреннюю селекцию (использующую не точные копии, а cубъективные модели среды) Деннетт называет "попперовским". Причем отмечает, что производить предварительную селекцию умеют не только люди. С позиций представления об опережающем отражении действительности как отличительном свойстве жизни, предполагающем построение моделей будущих событий, логично полагать, что это "умение" есть у всех индивидов, совершающих целенаправленные поведенческие акты.
Можно думать, что выдвижение акта-гипотезы и его тестирование во внутреннем плане, т.е. проверка гипотезы на соответствие структуре опыта индивида ( пробная организация совместной активности новой совокупности нейронов), занимают определенный временной интервал. Величина интервала, видимо, зависит от многих обстоятельств. Основываясь на многочисленных данных, показывающих значительное сходство организации мозговой активности при воображении и реальном осуществлении действия, можно полагать, что составы активированных нейронов при тестировании гипотезы во внутреннем и затем во внешнем планах существенно, хотя, конечно, не целиком, перекрываются.
В результате тестирования фиксируется новая интеграция, т.е. происходит изменение структуры индивидуального опыта. В литературе имеются данные, которые свидетельствуют в пользу возможности подобной фиксации. В экспериментах с регистрацией активности нейронов у обезьян, решающих пространственную проблему, показано, что характеристики активности нейронов существенно изменяются на этапе "консолидации" (реализация успешных актов в соответствии с найденным решением) по сравнению с этапом поиска решения и что подобные изменения характеристик активности нейронов имеют место и в тех ситуациях, когда животное нашло правильное решение, но еще ни разу не проверило его реализацией внешнего поведения, завершающегося пищевым подкреплением.
Таким образом, можно считать, что фиксация новой интеграции не обязательно требует достижения результата внешнего поведения. Но это, однако, не означает, что нарушается одно из основных положений ТФС: о результате как системообразующем факторе. В качестве системообразующеого фактора в этом случае выступает результат тестирования гипотезы во внутреннем плане.
В части случаев вновь сформированная интеграция как таковая не предполагает реализацию специального поведения для своего тестирования во внешнем плане; многие "внутренние действия" не "подлежат последующей экстериоризации" (Дубровский, 1971, с. 171). Подобные зафиксированные интеграции входят, по-видимому, в состав той части опыта, характеристики которой сопоставимы с характеристиками "семантической памяти". В других случаях прошедший внутреннее тестирование акт-гипотеза формируется для того, чтобы совершить то или иное конкретное внешнее поведение (внешнее тестирование). Здесь после внутреннего тестирования могут иметь место минимум два исхода: такое поведение будет реализовано или нет. В первом случае, как и в ситуации с внутренним тестированием, временной интервал между последним и внешним тестированием может варьировать, причем очень сильно: от миллисекунд до лет. В течение этого интервала в памяти хранится "латентная" система.
Будет ли вновь сформированный акт реализован во внешнем плане или нет, в результате тестирования фиксируется новая интеграция, т.е., как было сказано выше, происходит изменение структуры индивидуального опыта. Это изменение не может не сказаться на характеристиках реализации ранее сформированного поведения. Результаты экспериментов с участием испытуемых, выбирающих стратегию поведения в сложной среде, позволяют считать, что модификация поведения может происходить не только в интервале между проверкой гипотезы во внутреннем и внешнем планах, но и между проверкой гипотезы во внешнем плане и осознанием результатов этой проверки. Показано, что испытуемые после ряда тестирующих проб начинают адекватную модификацию своего поведения, соответствующую закономерностям организации среды, еще не будучи способными дать отчет об этих закономерностях.
Можно предположить, что характер процессов консолидации памяти должен зависеть от величины временного интервала между внутренним и внешним тестированием и что если консолидация после внутреннего тестирования уже завершилась, ее тестирование во внешнем плане связано с модификациями сопоставимыми с теми изменениями, которые имеют место при реконсолидации вследствие реактивации памяти. По-видимому, результирующая структура опыта, состояние его нейронного и молекулярно-биологического обеспечения будут разными в зависимости от того, произошло ли внешнее тестирование и, если да, то с какой задержкой после внутреннего.
7.7. Пренатальная история формирования поведения
Первые функциональные системы, реализация которых характеризуется разнообразными "генерализованными" и "локальными" движениями и соотносит плод и его среду как целое, появляются уже на стадии пренатального онтогенеза. В литературе были приведены данные, позволяющие выдвинуть представление о том, что данные функциональные системы становятся элементами индивидуального опыта, особенности которого зависят от конкретных условий развития и что этот опыт используется индивидом позже: в организации поведения на стадии постнатального онтогенеза, причем характеристики поведения оказываются связанными с особенностями ранних этапов развития.
Изменения функционирования материнского организма, наступающие вслед за актами, реализуемыми плодом, обеспечивают в каждый данный момент специфическое приспособление условий среды к динамике текущих потребностей плода. Поэтому движения плода рассматриваются как имеющие приспособительное значение и способствующие полноценному внутриутробному развитию (И.А. Аршавский; Н.Л. Гармашева; и др.). В связи с движениями плода наблюдаются изменения в активности ряда мозговых структур матери, а также повышение тонуса мышц матки, отражающееся на кровотоке в ней и выступающее в качестве фактора, обеспечивающего отмеченную интенсификацию пупочно-плацентарного кровотока. В том случае, если концентрация питательных веществ в среде, с которой контактирует плод, повышается (потребление пищи или введение матери раствора глюкозы), частота движений плода падает, а при голодании матери, наоборот - возрастает.
В экспериментах О.В.Богданова и сотрудников было показано, что куриный эмбрион может минимизировать биологически отрицательные воздействия внешней среды (электрическая стимуляция) посредством модификации своей двигательной активности: повышая амплитуду движений в одной экспериментальной ситуации и понижая - в другой.
Таким образом, двигательная активность может быть рассмотрена как форма... поведения (в частности, пищевого) плода. Даже дыхательные движения плода являются не "тренировкой" будущего дыхания, но приспособлением к текущим условиям внутриутробного существования.
Из сказанного следует, что оценка результатов первых пренатальных систем включает в качестве важнейшего компонента характеристики изменений внешней для плода среды и представляет собой оценку результатов, достигнутых при реализации самостоятельных актов, соотносящих среду и организм как целое. На стадии постнатального развития анализируемые "системы движений" не являются уже подобными самостоятельными актами, а лишь "обслуживают" достижение более дифференцированных результатов целостных поведенческих актов, включаясь во множества систем, их реализующих.
И в раннем пренатальном онтогенезе, и у взрослого достижению результатов, описываемых на уровне целостного организма как изменение соотношения организма и среды, на уровне отдельных клеток соответствует удовлетворение разнообразнейших метаболических "потребностей" этих клеток. Поэтому реализация поведенческого акта на любом этапе индивидуального развития может быть охарактеризована как в аспекте изменения соотношения целостного организма и внешней среды, так и в аспекте внутренних изменений, обеспечивающих потребности метаболизма отдельных клеток. Следует, однако, думать, что имеется специфика этих "потребностей" в раннем онтогенезе, связанная с постоянной необходимостью обеспечения сравнительно более массивного, чем у взрослого, морфогенеза.
При этом представляется непоследовательным с системной точки зрения разделять формирующийся организм на отдельные "части": элементы, "работающие", обеспечивающие достижение результатов и поэтому взаимоСОдействующие, и элементы, которые не принимают в "общей работе" участия, т.к. "заняты своим делом" - созреванием. И на ранних этапах онтогенеза весь мозг и весь организм, клетки более зрелые и менее зрелые должны быть рассмотрены как целое, как совокупность элементов, взаимосодействующих в достижении результата и удовлетворяющих в ходе этого взаимосдействия метаболические "потребности" друг друга. В связи с этим неудивительно, что наличие движений оказывается необходимым условием нормального созревания нервной системы, искусственное же ограничение движений приводит к нарушению процессов дифференциации нейронов, нарушению синаптогенеза и т.д.
Можно предположить, что даже те движения плода, которые приводят к результатам весьма сходным (но неидентичным) в первом аспекте (например, интенсифицируют пупочно-плацентарный кровоток, увеличивая поступление питательных веществ и кислорода), оказываются существенно разными во втором аспекте, приводя к удовлетворению "потребностей" и спецификации формирующихся связей у разных групп созревающих центральных и периферических клеток.
Можно предположить также, что динамика "потребностей" этих групп "подстраивается" к динамике потребностей плода как целого так, чтобы поступление питательных веществ достигалось в один момент (когда необходимо удовлетворение "морфогенетических потребностей" одной группы клеток) с помощью одного движения и, следовательно, при активации специфического набора клеток, а в другой- другого. Следствием подобного "подстраивания", видимо, является следующий феномен, наблюдаемый на всех стадиях развития плода: движения разных частей тела сменяют друг друга в "непредсказуемой" последовательности и сочетаниях, выглядя как "неинтегрированные".
В то же время, если не отбрасывать и возможность того, что при реализации разных движений плодом могут достигаться в чем-то разные изменения в соотношении с внешней для плода средой, можно предположить, что именно сложность динамики согласования морфогенетических и "средовых" потребностей, обусловливает "непредсказуемость" смены движений.
О. Спронс и Дж. Эдельмен приводят веские аргументы в пользу концепции, согласно которой развитие "первичного моторного репертуара" в раннем онтогенезе осуществляется путем генерации пробных "движений" как целостных актов, направленных на достижение определенной цели. Достижение полезного приспособительного результата при реализации пробного акта является критерием его отбора. Следовательно, видимая "неинтегрированность" может быть связана и с присутствием в поведенческом репертуаре значительного числа пробных актов.
Итак, совершение плодом движений никоим образом не должно рассматриваться как функционирование частей будущей целостной конструкции, не имеющее в данный момент приспособительного значения. С момента образования зиготы и в процессе ее последующего деления мы имеем дело с новой целостностью, с уникальным, отличным от организма матери геномом и, следовательно, со специфическими "потребностями", которые требуют удовлетворения. Плод живет, а не готовится к жизни. Элементы индивидуального опыта нового организма формируются уже на стадии пренатального онтогенеза. Их реализация, характеризуясь теми или иными движениями, соотносит плод и его среду как целое, обеспечивая достижение адаптивных поведенческих результатов (см. выше - "онтогенетическая" эклектика) и, одновременно, способствуя процессам созревания.
7.8. Индивидуальное развитие как последовательность системогенезов
При научении происходит экспрессия "ранних" и затем "поздних" генов, ведущая к изменению структуры нейрона (см. раздел 6.8.) и лежащая, по всей видимости, в основе процесса формирования специализации нейрона. Если принять, что при формировании новой специализации нейронов в процессе научения (системогенеза) новому поведению используется очередной, новый вариант реализации данного индивидуального генома, то с позиций высказанных соображений индивидуальное развитие может быть представлено как последовательность системогенезов и "актуализация" генома, связанная с системогенезами.
Если сопоставить становление системной специализации нейрона в процессе научения с формированием вторичного ассортимента по Дж. Эдельману, то формирование первичного может быть рассмотрено как образование "преспециализации" нейронов в процессе раннего онтогенеза. По-видимому, преспециализация нейронов, предназначенных для древних систем видоспецифических актов, сравнительно жестко детерминирует, относительно какого конкретного акта они будут специализированы при научении.
Значительно менее ясно, на каком "языке" "написана" преспециализация нейронов, предназначенных для формирования индивидуально специфического поведения у взрослого индивида. Предположим, если один экспериментатор учит животное нажимать на педаль для получения пищи, он обнаруживает нейроны, специализированные относительно системы этого акта. Другие, после обучения животного потягиванию зубами кольца или замыканию контакта на стенке экспериментальной клетки нажатием на кнопку носом находят нейроны, специализированные относительно систем этих актов. Нельзя думать, что все эти и другие акты, которые может придумать экспериментатор, "поименованы" преспециализацией. Скорее, говоря об индивидуально специфических актах, следует полагать, что отдельные группы преспециализаций предназначаются для последовательных стадий индивидуального развития на протяжении всей жизни. И язык индивидуально специфических преспециализаций есть язык стадий, отвлеченный от их конкретного индивидуально-специфического содержания.
В психологической литературе имеются попытки периодизации развития структуры личности, в том числе личности взрослого человека. Так, Э. Эриксон выделяет универсальные для человечества периоды (с 20 лет до смерти): ранней, средней и поздней зрелости, полагая, что эти периоды представляют собой эпигенетическое развертывание наследуемого генетически "плана личности". Эти периоды включают, конечно, множество стадий, подчеркивая их некоторую общую характеристику. Выделить и описать все эти стадии пока невозможно. Но представляется логичным думать, что эти стадии могут быть описаны через число пройденных индивидуально специфических системогенезов, общее число сформированных систем и характер отношений (оппонентность, синергия и т.п.), сложившихся между системами и их группами и характеризующих структуру индивидуального опыта на данной стадии.
По-видимому, имеется определенная, но не однозначная корреляция номера стадии и возраста индивида (у разных индивидов скорости развертывания стадий, темпы индивидуального развития могут различаться (С.В.Емельянов); см. также раздел 7.14.2.), степени удаленности формируемого поведения от консумматорного акта и т.д. "Вписать" данную систему в структуру, содержащую на данном этапе индивидуального развития n взаимосвязанных систем, и в структуру, содержащую на более позднем этапе 100 n систем - разные задачи. Скорее всего, для этого нужны нейроны с разными свойствами (разными преспециализациями), с разными морфологическими связями. Эти различия свойств и связей могут быть одним из ключевых факторов, обусловливающих различия мозгового обеспечения "одного и того же" поведения, формируемого на ранних и поздних стадиях индивидуального развития, что выявляется как у животных при регистрации активности нейронов, так и у людей в экспериментах с картированием мозга. Так, при изучении активности отдельных структур мозга, вовлекающихся в обеспечение решения вновь освоенной экспериментальной задачи зрительной дискриминации, обнаруживается, что у молодых и пожилых испытуемых при решении данной задачи с одинаковой эффективностью согласованно активируются разные наборы структур.
Изучение и сравнение (в том числе и межвидовое) "языков" видоспецифических и индивидуально специфических преспециализаций представляется чрезвычайно перспективной задачей.
7.9.Структура субъективного мира и субъект поведения
Специализация нейронов относительно элементов индивидуального опыта означает, что в их активности отражается не внешний мир как таковой, а соотношение с ним индивида. Именно поэтому изучение системных специализаций нейронов - метод адекватный для описания субъективного мира.
В рамках такого описания субъективный мир предстает как структура, представленная накопленными в эволюции и в процессе индивидуального развития системами, закономерности сложнейших отношений между которыми - межсистемные отношения - могут быть описаны качественно и количественно и которые можно, упрощая, свести к отношениям синергии и оппонентности, а субъект поведения - как весь набор функциональных систем, из которых состоит видовая и индивидуальная память. Состояние субъекта поведения при этом определяется через его системную структуру как совокупность систем разного фило- и онтогенетического возраста, одновременно активированных во время осуществления конкретного акта.
7.10. Динамика субъективного мира как смена состояний субъекта поведения
С этих позиций динамика субъективного мира может быть охарактеризована как смена состояний субъекта поведения в ходе развертывания поведенческого континуума (рис. 1). Упоминавшиеся ранее переходные процессы теперь предстают как смена одного специфического для данного акта набора систем на другой набор, специфичный для следующего акта в континууме. Во время переходных процессов отмечается "перекрытие" активаций нейронов, относящихся к предыдущему и последующему актам, а также активация "лишних" нейронов, не активирующихся в упомянутых актах.
Перекрытие может быть рассмотрено как "коактивация" нейронов, во время которой происходит согласовывание состояний одновременно активных клеток, принадлежащих к системам разных актов, связанным логикой межсистемных отношений. Вероятно, это согласовывание лежит в основе системных процессов, которые включают оценку индивидом достигнутого результата, зависимую от данной оценки организацию следующего акта и реорганизацию отношений между системами только что реализованного акта. В полном соответствии с таким пониманием находятся данные экспериментов, свидетельствующие о том, что параметры активности нейронов во время переходных процессов, с одной стороны, отражают характеристики только что совершенного поведения, а с другой - предсказывают характеристики будущего (М.С. Dorris et al. 1999; Y. Prut, E.E.Fetz 1999).
Наличие активаций "лишних" нейронов показывает, что данные процессы происходят с вовлечением и, возможно, с модификацией также и остальных элементов опыта, представителями которых являются "нелишние", в действительности, нейроны.
7.11. Вариативность системной организации поведенческого акта в последовательных реализациях
Анализ активности системно специализированных нейронов показывает: как "мы никогда не имеем по-настоящему изолированные функциональные системы" (П.К. Анохин 1975, с. 42), т.е. любой акт - одновременная реализация множества систем, так мы не имеем и изолированного извлечения из памяти (в "чистом виде") специфического набора систем, который соответствует данному акту. В связи с упоминавшимися ранее сложнейшими отношениями, которые существуют между элементами индивидуального опыта, и в зависимости от них, актуализация одного элемента "затрагивает" другие. Результат поведенческого акта достигается за счет актуализации множества связанных логикой межсистемных отношений элементов опыта, которые образовались при формировании разных актов. Процессам реализации одиночного акта поведения соответствует сложная и динамичная системная структура, представленная как системами, которые неизменно вовлекаются в его осуществление, так и системами, набор которых модифицируется от реализации к реализации данного акта, но которые неизменно вовлекаются в реализацию каких-либо других актов.
Модификация набора определяется невозможностью полного воспроизведения в повторных реализациях акта структуры межсистемных отношений. Даже простые акты являются "повторением без повторения" (Н.А. Бернштейн 1966). Каждый последующий акт отличается от предыдущего хотя бы уже потому, что ему предшествует большее количество реализованных актов, а следовательно, он может характеризоваться иным уровнем мотивации, степени автоматизированности и т.п. Кроме того, параметры полученного результата не "математически точно соответствуют заданным", но "всегда имеют множественный разброс около... предсказанного акцептором действия эталона" (П.К.Анохин 1978, с. 275). Таким образом, трансформационные процессы, в которых задается конкретная структура межсистемных отношений, не могут быть точной копией предыдущих. Следует учесть и необходимость срочных реорганизаций межсистемных отношений в связи с меняющимися условиями среды, в которых осуществляется поведение. Модификация набора актуализированных систем определяет изменчивость субъективного мира при повторных реализациях "одного и того же" действия. Изучение нейронной активности позволяет сделать закономерности актуализации отдельных элементов опыта, лежащие в основе этой изменчивости, предметом строгого количественного анализа (Ю.И. Александров и др. 1999).
7.12. Реконсолидация при реактивации сформированного индивидуального опыта и при научении
Еще Ф. Бартлетт предлагал полностью отбросить взгляды, в соответствии с которыми "воспроизведение из памяти" рассматривается как "повторное возбуждение неизменных "следов". Позже было четко продемонстрировано, что поведенческие акты могут обнаруживать направленную динамику (совершенствоваться) в течение тысяч и даже миллионов реализации.
Мы уже упоминали о том, что в настоящее время обнаружены молекулярно-биологические закономерности реконсолидации памяти, лежащие в основе ее модификации после повторной актуализации. При формировании нового материала памяти необходим процесс синтеза белков, лежащий в основе процессов ее консолидации. Активация памяти, как и ее формирование, требует синтеза белка для реконсолидационных процессов. В связи с этим в последнее время предлагается связывать протеин-зависимые консолидационные процессы не с "новой", а шире - с "активной" памятью (K.Nader et al. 2000).
Один из видов реконсолидационных процессов представляет для нас особый интерес в связи с тем системным представлением о формировании нового опыта, которое было изложено выше. Мы рассмотрели формирование нового опыта как специализацию новой группы нейронов относительно вновь формируемой системы и "добавление" последней к предсуществующему содержанию индивидуального опыта. Это добавление, требующее согласования нового элемента с ранее сформированными, приводит к модификации последних. Уже поведенческие данные, полученные в лаборатории И.П.Павлова, позволили ему придти к выводу о том, что выработка новых рефлексов сказывается на состоянии ранее выработанных. В последнее время на основании данных, полученных в экспериментах с регистрацией нейрональной активности у животных, первоначально обученных инструментальному пищедобывательному поведению, а затем в той же экспериментальной клетке алкогольдобывательному поведению, был сделан следующий вывод. Нейроны, специализированные относительно систем первого поведения, претерпевают при формировании второго модификацию и начинают вовлекаться также и в обеспечение алкогольдобывательного поведения вместе с нейронами, вновь специализировавшимися относительно этого поведения. Эта реконсолидационная модификация, претерпеваемая предсуществующей, "старой" системой при появлении связанной с ней новой системы, была названа "аккомодационной" (Yu. I. Alexandrov et al. 2000) .
Таким образом, вместо представления о механизмах консолидации как о долговременном усилении синаптического проведения в дуге(ах) рефлекса можно предложить системное описание процесса консолидации. Консолидация с этой точки зрения включает две группы неразрывно связанных процессов: 1) процессы системной специализации: морфологическая и функциональная модификация нейронов, связанная с их вовлечением в обеспечение вновь формируемой системы, и 2)процессы аккомодационной реконсолидации, обусловленные включением этой системы в структуру индивидуального опыта: морфологическая и функциональная модификация нейронов, принадлежащих к ранее сформированным системам.
Обнаруживаемые во множестве психофизиологических, нейрофизиологических, морфологических, молекулярно-биологических и др. исследований модификации нейронов, сопутствующие научению, могут быть связаны как с первой, так и со второй группой процессов Дифференцированный подход к этим модификациям явится существенным шагом вперед на пути к пониманию закономерностей формирования индивидуального опыта.
7.13.Человек и животное: системная перспектива
7.13.1.Можно ли распространять на человека закономерности, выявленные в экспериментах с животными?
Ясно, что одной из главных целей изучения мозгового обеспечения формирования и реализации индивидуального опыта у животных является обнаружение таких закономерностей, которые могли бы быть использованы для разработки представлений о субъективном мире человека. Однако на традиционных путях достижения этой цели возникают существенные методологические препятствия. Предполагается, что упомянутые закономерности могут существенно изменяться от животного к человеку. Поэтому, считают, например, E.Tulving и H.J. Markowitsch, в изучении специфически человеческих функций, скажем таких, как использование языка, данные, полученные в экспериментах с животными, не могут быть использованы.
Не отрицая специфики субъективного мира человека и понимая необходимость ее анализа, можно считать, вместе с тем, приведенную выше радикальную и довольно распространенную точку зрения следствием методологии парадигмы реактивности, в которой активирование отдельных структур мозга связывается с выполнением специфических функций, таких как сенсорный анализ, генерация моторных программ, построение когнитивных карт и т.д. При этом, естественно, оказывается, что в экспериментах с животными нельзя изучать те специфические функции, под которые у них не существует специальных структур и механизмов.
7.13.2.Системное решение проблемы
В системной психофизиологии эти препятствия устраняются. С позиций развитой в ней системно-эволюционной теории активность нейронов связывается не с какими-либо специфическими "психическими" или "телесными" функциями, а с обеспечением систем, в которые вовлекаются клетки самой разной анатомической локализации и которые, различаясь по уровню, сложности и качеству достигаемого результата, подчиняются общим принципам организации функциональных систем. Поэтому системные закономерности, выявленные при изучении нейронной активности у животных, могут быть применены для разработки представлений о системных механизмах формирования и использования индивидуального опыта в разнообразной деятельности человека, например, в описанной в следующем разделе задаче категоризации слов родного и иностранного языка (см. и сравни с точкой зрения Е.Tulving и H.J.Markowitsch), а также в операторских задачах, в совместной игровой деятельности у детей и взрослых, в ситуации ответа испытуемых на тестовые вопросы психодиагностических методов.
7.13.3.Общесистемные закономерности и специфика человеческого опыта
Сосуществование общесистемных закономерностей и специфики человеческого опыта можно особенно ярко продемонстрировать, сравнив у человека и животных только что рассмотренные переходные процессы, включающие оценку результата. Заметим, что именно эти процессы приводил в пример П.К.Анохин, утверждая изоморфность системных механизмов (операциональной архитектоники систем) и различное их "заполнение" у человека и животного.
Конечно, оценка результатов поведения, осуществляемая с использованием индивидуального опыта и приводящая к его реорганизации, характеризует как животных, так и человека. Однако состав индивидуального опыта, участвующего в этом процессе, у них различается. Животное может использовать лишь опыт его собственных отношений со средой или, возможно, в специальных случаях, опыт особи, с которой оно непосредственно контактирует. Человек же использует опыт всего общества, опыт поколений, аккумулированный в Мире III (Yu.I. Alexandrov 1999).
У человека индивидуальный опыт включает специфические элементы, являющиеся трансформированными единицами общественного опыта (С.Л.Рубинштейн), знаниями, которые усвоены им в процессе индивидуального развития и могут быть разделены с другими (П.В.Симонов).
Использование этих трансформированных единиц означает, что, оценивая результаты своего поведения, человек как бы смотрит на себя "глазами общества" и "отчитывается" ему; специальный инструмент трансформации и отчета - речь (Yu.I.Alexandrov 1999).
7.13.4.Суммарная электрическая активность головного мозга в качестве связующего звена между исследованиями человека и животного
Очевидно, что наиболее адекватным психофизиологическим методом исследования субъективного мира человека, дающим возможность прямого описания таксономии и отношений между элементами опыта, был бы анализ динамики активности нейронов, специализированных относительно систем разного возраста. Однако по целому ряду этических и методических причин наиболее распространенным методом изучения активности мозга у человека продолжает оставаться анализ ЭЭГ, наряду с другими методами картирования мозга.
В.Б.Швырковым были теоретически и экспериментально обоснованы положения о соответствии компонентов ЭЭГ-потенциалов разрядам нейронов и динамике системных процессов на последовательных этапах реализации поведения, в том числе переходным процессам, и о неправомерности классификации потенциалов как сенсорных, моторных, когнитивных и т.д.. Была также показана связь нейронов различной системной специализации с колебаниями ЭЭГ.
В рамках этих представлений знания о связи ЭЭГ и активности нейронов с динамикой системных процессов, полученные в экспериментах на животных, могут служить основой для использования регистрации суммарной электрической активности мозга в решении задач системной психофизиологии, относящихся к изучению закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта у человека.
7.14. Психика в фило- и онтогенетическом развитии
Психика в системной психофизиологии рассматривается как субъективное отражение объективного соотношения организма со средой, а ее структура - как "система взаимосвязанных функциональных систем". Изучение этой структуры есть изучение субъективного, психического отражения.
Когда психика появляется в эволюционном и индивидуальном развитии? Можно ли выделить в них "до-психические" периоды?
7.14.1. Филогенез
Что касается эволюционного развития, существуют разные подходы к решению проблемы. Так, с позиций антропопсихизма предполагается, что психика есть только у человека. Ярким представителем антропопсихизма был Р. Декарат, полагавший, как уже говорилось выше, что животные являются живыми автоматами, а душа, освобождающая от автоматического реагирования, дана только человеку. Хотя эта точка зрения в большей мере принадлежит не современной науке, а ее истории, она и по сей день обнаруживается в литературе (при этом термин "автоматическое" заменяется, например, например на "инстинктивное" реагирование).
Нейропсихисты (Ч. Дарвин, Г. Спенсер, В.Б.Швырков и др.) полагают, что психическое неразрывно связано с появлением и развитием в эволюции нервной системы, что нервная система, мозг играют роль своеобразного "субъективного экрана". "До-нервный" период филогенеза оказывается, таким образом, и "до-психическим". Этому периоду присущи лишь процессы "жизнедеятельности".
Биопсихисты (В. Вундт, Я.А. Пономарев и др.) считают, что психическое присуще всему живому и что, следовательно, в филогенетическом развитии не было "до-психического" этапа: существования физиологического без психического.
Как мы обосновывали выше (разделы 2.5. и 4.1.) в филогенезе не было и этапа "реактивности". Реактивность свойственна мертвой природе. Возникновение жизни означает возникновение активности. Живое, в отличие от неживого, отражает мир опережающе, его активность в каждый данный момент - не ответ на прошлое событие (стимул), а обеспечение будущего (результата). Таким образом, отражение ни на каком этапе филогенеза не было рефлекторным, но всегда - опережающим.
Представление о том, что живое не реагирует на стимулы, кодируя и декодируя информацию об их свойствах, а реализует функциональные системы, направленные в будущее, формируя при этом внутреннюю субъективную модель будущих событий - результатов, с необходимостью требует признания опережающего отражения, свойственное всему живому, субъективным, психическим отражением.
К тому же выводу можно придти и с другой стороны, если принять 1) что психическое характеризует системные процессы (см. 2.2.5.6.), 2) что, как было только что сказано, поведение всего живого представляет собой акты, направленные на достижение тех или иных результатов, и 3) что любой результат достигается за счет реализации системных процессов.
Таким образом, с точки зрения ТФС и системного решения психофизиологической проблемы верной представляется позиция биопсихизма. Тогда не удивительным, а вполне логичным может быть признано положение о наличии психики (понимаемой не в обыденном, а в собственно научном значении - см. определение выше) и у растений (R. Buck 1989; А.В. Брушлинский 1999).
Что касается позиций нейропсихизма, следует отметить, что появление нервной системы, действительно "революционный" момент в эволюционном развитии, но не потому, что он определяет появление психики, а потому, что он связан с принципиальным возрастанием сложности и индивидуализированности поведения.
7.14.1.1. "Революция" в эволюции
Усложнение организмов в филогенезе не связано с изменением величины генома. Филогенетическому усложнению организмов соответствует нарастание у них числа типов клеток разной специализации (J.T. Bonner 1988). В связи с этим "революцией" в эволюции можно назвать появление нервной системы.
Это так потому, что с появлением и развитием нервной системы 1) принципиально возросло число существенно различающихся клеточных специализаций. Разнообразие клеточных специализаций в развитой нервной системе огромно. 2) Поскольку специализация нейронов устанавливается в отношении элементов субъективного опыта - систем, формируемых в индивидуальном развитии, в том числе - в отношении индивидуально специфических систем, постольку число различающихся наборов клеточных специализаций стало равно числу индивидов.
Спектр принципиально возможных типов специализации зависит от того, к какому виду принадлежит данный индивид, и задается преспециализацией нейронов (образование первичного ассортимента; см. раздел 7.8.), формирующихся в процессе морфогенеза. Как было уже отмечено (7.8.), одни группы нейронов в составе первичного ассортимента определяют возможность сформировать конкретные видоспецифические поведенческие акты, другие - делают индивида способным к реализации целых классов соотношений со средой - "потенциальная психика" по А.Н.Северцову. Эти классы представляют собой детерминированные особенностями первичного ассортимента диапазоны разных поведенческих возможностей, а не комплекты конкретных актов. Какой именно акт в границах возможностей данного класса будет сформирован в процессе системогенеза индивидом, определяется обстоятельствами его неповторимого индивидуального развития. Набор системных специализаций нейронов (вторичный ассортимента) у каждого индивида уникален.
Очевидность для исследователей самого разного профиля положения о принципиальном возрастании сложности и индивидуализированности поведения на "пост-революционном" этапе филогенеза, делает объяснимым (но не оправданным) связывание "собственно психики" с возникновением и развитием нервной системы.
В рамках рассмотрения индивидуального развития как формирования все новых системных специализаций, онтогенез может быть оценен как продолжение в течение жизни индивида филогенетической линии развития, состоящей в нарастании числа типов клеточной специализации, т.е. как продолжение филогенеза.
7.14.2. Онтогенез
С позиций изложенного системного решения психофизиологической проблемы (см. раздел 5.6.) следует полагать, что психическое появляется в индивидуальном развитии вместе с формированием первых функциональных системам, соотносящих организм со средой. Такие системы формируются уже в пренатальном (внутриутробном) периоде, обеспечивая достижение плодом полезных приспособительных результатов (см. раздел 7.7.). Отсюда следует, что пернатальный период не является "до-психическим".
Формирование первичного ассортимента при созревании нервной системы определяется не только генетическими, но и эпигенетическими факторами. Увеличение длительности раннего онтогенетического этапа созревания, прогрессивное и характерное для "психически наиболее развитых" животных и человека (К.Э.Фабри) позволило, по-видимому, во все большей мере индивидуализировать процесс формирования первичного ассортимента.
Степень этой индивидуализированности может рассматриваться как один из показателей межвидовых различий. За счет "переслаивания" процесса формирования первичного ассортимента формированием вторичного (по Л.А.Орбели "переплет врожденного и приобретенного внутри нервной системы" у незрелорождающихся животных), первый из процессов стал существенно зависеть от того, каковы характеристики и конкретный набор поведенческих актов, формируемых в раннем онтогенезе данным индивидом. Тем самым особенности вторичного ассортимента, а, значит, индивидуальные особенности и возможности взрослого, стали во все большей степени определяться особенностями его раннего онтогенеза. Логично полагать в связи с этим, что и у особей одного вида межиндивидуальные вариации длительности рассматриваемого этапа могут предопределять те или иные особенности формирования и реализации "взрослого" поведения.
7.15.Направления исследований в системной психофизиологии
Теоретический и методический аппарат качественного и количественного анализа системных процессов, лежащих в основе формирования и реализации индивидуального опыта в норме и его реорганизации в условиях патологии (см. следующий раздел), позволяет объединить в рамках системной психофизиологии исследования самого разного уровня:
от клеточных и субклеточных механизмов формирования новых системных специализаций и межсистемных отношений; отражения истории обучения и межвидовых различий в системной организации активности нейронов; характеристик нейронных механизмов модификации и использования предсуществующих элементов опыта в рамках вновь формируемых потребностей;
до исследования сознания и эмоций как характеристик систем разного "возраста"; системной организации высоко- и низкоэффективной операторской деятельности и динамики ее усовершенствования; закономерностей формирования и реализации индивидуального опыта в деятельности, предполагающей субъект-субъектные отношения; особенностей структуры индивидуального опыта, опосредующей валидные формы отчетной деятельности испытуемых. К актуальным для дальнейшего развития системной психофизиологии направлениям исследований, кроме уже упоминавшихся в этом и предыдущем разделах, можно отнести также исследования генетической детерминации системной специализации нейронов, системных закономерностей категориального обучения, социальных детерминант структуры индивидуального опыта и др.
8.Проекция индивидуального опыта на структуры мозга в норме и патологии
8.1.Зависимость проекции индивидуального опыта от особенностей индивидуального развития
Из всего сказанного выше следует, что с позиций системной психофизиологии проблема "локализации психических функций" должна быть переформулирована как проблема проекции индивидуального опыта на структуры мозга. Яркие данные в пользу зависимости корковых проекций от особенностей ранних этапов индивидуального развития были получены D.N.Spinelli, который обнаружил, что обучение котят оборонительным движениям передней лапы приводит к увеличению, по сравнению с контролем, числа нейронов, имеющих рецептивные поля на данной лапе; область ее представительства в соматосеносорной коре существенно расширяется. Позднее было обнаружено, что обусловленное обучением формирование рецептивных полей нейронов, соответствующее свойствам распознаваемых объектов, имеет место и у взрослых.
В настоящее время не вызывает сомнений что рецептивные поля и "корковые карты" могут модифицироваться в течение всей жизни, хотя объем этих модификаций в разном возрасте может быть разным. Так показано, что представительство пальцев левой руки у музыкантов, играющих на струнных инструментах, расширено, по сравнению с контролем, тем сильнее, чем в более раннем возрасте началось обучение игре.
Выше мы уже отмечали, что с точки зрения ТФС при тестировании рецептивных полей нейронов выявляется их вовлечение в обеспечение систем тех или иных поведенческих актов. В связи с этим представленные выше данные можно рассмотреть как указание на то, что проекция индивидуального опыта на структуры мозга животных и человека изменяется в процессах системогенеза на всех стадиях индивидуального развития и зависит от особенностей последнего.
8.2.Паттерны системной специализации нейронов разных структур мозга
Для того чтобы получить точные сведения о проекции тех или иных элементов опыта на структуры мозга необходимо сопоставить паттерны системной специализации нейронов этих структур на разных этапах индивидуального развития. Под паттерном системной специализации нейронов соответствующей структуры понимается конкретный состав систем, по отношению к которым специализированы нейроны данной структуры, и количественное соотношение нейронов, принадлежащих к разным системам.
Сопоставление паттернов специализации нейронов лимбической и моторной коры кролика на последовательных стадиях обучения инструментальному поведению (нажатия на педали для получения пищи в автоматически предъявляемой кормушке) показало, что паттерны изменяются, причем в разной степени в сравниваемых областях коры. Изменение происходит за счет появления после обучения (например, нажатию на педаль) новой группы активных нейронов, специфически связанных с этим актом. Таких клеток в лимбической коре (рис. 4, I, левая диаграмма) появляется достоверно больше, чем в моторной (рис. 4, I, правая диаграмма). Поэтому результирующий паттерн специализации нейронов этих структур кардинально различается.
Хотя нейроны одной специализации обнаруживаются в разных структурах, но эти структуры различаются по соотношению специализаций: в лимбической коре, как и в гиппокампе (рис. 4, I, правая диаграмма) - значительно больше нейронов новых специализаций, чем в моторной коре.
Эксперименты, в которых анализировалась системная специализация нейронов многих центральных и периферических структур мозга, показали, что, в целом, нейроны новых специализаций максимально представлены в коре мозга (хотя, как это было только что показано, отдельные ее области могут сильно различаться по этому параметру) и в меньшей степени или совсем отсутствуют в ряде филогенетически древних и периферических структур. Нейроны же более старых специализаций в значительном числе представлены в корковых, как и в других структурах.
Можно полагать, что специфика проекции на структуры мозга зависит от специфических свойств составляющих их нейронов, от их метаболических "потребностей" (см. выше). Эти свойства определяют вовлечение нейронов данной структуры в формирование данной системы.
8.3.Изменение проекции индивидуального опыта от животного к человеку
В качестве основного критерия эволюционных преобразований мозга рассматривается развитие его коры. Как изменяется проекция опыта на корковые структуры в процессе исторического развития от животного к человеку? В филогенезе нарастают прямые связи между периферическими, спиномозговыми элементами и корой, что связывается с нарастанием выраженности эффектов ее повреждения в эволюционном ряду. Это позволяет говорить о "прогрессивной кортикализации функций".
С позиций ТФС кортикализация была интерпретирована в терминах системной специализации нейронов как увеличение пропорции нейронов, принадлежащих к более старым системам в первичных проекционных областях коры. Таким образом, паттерн специализации "одной и той же" области мозга, а, следовательно, и ее роль в обеспечении поведения, изменяется в филогенезе (Ю.И. Александров 1989).
Параллельно с упомянутой модификацией первичных областей происходит бурное развитие вторичных и третичных ("гностических", "специфически человеческих") областей коры мозга; при этом относительные размеры первичных областей уменьшаются. За счет этого развития увеличивается представленность в коре нейронов, принадлежащих к системам нового, наиболее сложного индивидуально специфичного поведения, которое у человека включают использование трансформированных единиц общественного опыта (см. выше).
8.4.Изменение проекции индивидуального опыта в условиях патологии
8.4.1.Влияние повреждающих воздействий и депривации на рецептивные поля и "корковые карты"
Проекция опыта на структуры мозга может изменяться не только при нормальном ходе индивидуального развития. Повреждающие воздействия, такие, например, как перерезка нервов или ампутация пальцев, заставляющие перестроить поведение, также приводят к модификации рецептивных полей и соответствующим изменениям "корковых карт". У бинокулярно депривированных после рождения животных и у слепых людей зрительное представительство уменьшается, по сравнению с нормой, в то время как тактильное и слуховое - увеличивается.
8.4.2.Являются ли патологические процессы дезорганизацией?
Сказанное выше свидетельствует в пользу справедливости положения о том, что для полного понимания развития психики, ее внутренней структуры и нейрональных основ необходимо учитывать материал патологии (Б.В.Зейгарник; А.Р.Лурия 1973). В противном случае останутся вне проблемного поля те "законные вариации нормальных процессов" (И.В.Давыдовский), которые традиционно относятся к патологии и подчеркивание специфики которых, в сравнении с "нормой", обусловлено потребностями практики.
В действительности же эти процессы являются не хаосом, дезорганизацией, нарушением функций, "ненормальностью" или чем-то в этом роде, но выработанной в эволюции формой приспособления индивида, которая оказывается хотя и "новым порядком движений и вещей", но при этом принципиально тождественной нормальным формам (И.В.Давыдовский).
8.4.3.Использование материала патологии для формирования представлений о множественности "систем памяти"
Первый систематический анализ амнезий, который позволил сформулировать представления об организации памяти, основанные на данных об ее повреждении, был, по мнению L.R. Squire, проведен в прошлом веке французским философом и психологом Т.Рибо (T.Ribot). Затем эта линия исследований была продолжена многими авторами. Клинический материал, демонстрирующий различие характера амнезий после поражения разных структур мозга, протрактованный в терминах реализации этими структурами специфических функций, лег в основу современных представлений о множественности "систем памяти".
Наиболее признанной классификацией является предложенное L.R. Squire деление на две большие группы "систем": декларативная память (относящаяся к тому материалу, о котором субъект может сообщить, дать отчет) и недекларативная память (характеризующая неосознаваемый материал). Предполагается, что разные "системы памяти" могут лежать в основе разного поведения.
Трудно дать однозначную трактовку в терминах системной психофизиологии всей совокупности материала, накопленного в рамках этого направления, в связи с его разнородностью, с тем, что при локальных поражениях мозга можно локализовать симптом, а не функцию и, наконец, с тем, что повреждение мозга означает не просто изъятие его части, а реорганизацию проекции опыта на интактные области. Так, например, после двустороннего разрушения зрительной области коры, паттерн специализации нейронов моторной коры изменяется: доля нейронов, специализированных относительно новых систем, увеличивается. Однако, в самом общем виде этот материал можно оценить следующим образом.
Как мы уже знаем, системные процессы, лежащие в основе поведенческого акта, имеют общемозговой характер. В обеспечение поведенческого акта вовлекается множество систем разного возраста. Симптомы, дающие основание говорить о повреждении той или иной "системы памяти", появляются при воздействии на данное множество. С этих позиций кажется адекватной точка зрения D.L.Schacter и E.Tulving, в соответствии с которой считается правилом вовлечение в обеспечение задачи разных "систем памяти". Они обладают общим свойством: направленностью на результат и различаются по времени их появления в онто- и филогенезе. Тогда различие характера амнезий может быть связано с тем, какие именно представители данного множества поражены в наибольшей степени, а, следовательно, какие именно нарушения формирования и реализации этой целостной организации выходят на первый план: использование трансформированных единиц общественного опыта в оценке результатов своего поведения ("отчет обществу"), формирование новых системных специализаций, реорганизация отношений между элементами опыта и т.д. (см. предыдущий раздел и (Alexandrov 1999).
8.4.4.Психофизиологическое основание закона Рибо
Особое значение для рассмотрения изменений проекции опыта в патологии имеет "закон разложения" Т.Рибо (1898). Т.Рибо выделял "элементы" психики "с точки зрения последовательных фаз ее происхождения" и, в соответствии с этим, в качестве механизмов патологических состояний рассматривал изменения, при которых в первую очередь модифицируются уровни, возникшие последними. Анализ модификации активности нейронов, лежащей в основе вызванных острым введением алкоголя нарушений поведения животных, выявил уменьшение числа активных в поведении клеток. Паттерн специализации нейронов изменяется (в лимбических структурах, но не в моторной коре) следующим образом: доля активных нейронов, принадлежащих к новым системам, падает за счет избирательного подавления активности этих нейронов, в особенности клеток, лежащих в верхних (II - IV) слоях коры (рис. 4, ср.I и II ). Интересно отметить, что эти слои являются более филогенетически молодыми, чем нижние и их развитие в эволюции связывается с усложнением психической деятельности.
Та же закономерность обнаруживается при исследовании человека. Cопоставление эффектов алкоголя на ЭЭГ-потенциалы, сопровождающие действия, в которых требовалось использовать знания, приобретенные на ранних и более поздних этапах индивидуального развития: при освоении родного и иностранного языков соответственно, показало достоверно более выраженное угнетающее влияние в задаче категоризации слов иностранного языка (Alexandrov et al. 1998). Только что описанные данные об избирательном влиянии алкоголя на нейроны, принадлежащие к более новым системам, позволяют считать, что в основе дифференцированного эффекта алкоголя на элементы индивидуального опыта разного возраста у человека, лежит более выраженное действие алкоголя на те нейроны, которые обеспечивают актуализацию опыта, усвоенного испытуемыми на более поздних стадиях индивидуального развития.
В случае острого влияния алкоголя мы имеем дело с обратимым изменением проекции индивидуального опыта. В результате же хронической алкоголизации, как и в ситуации с локальным поражением мозга, модификации оказываются стойкими. Основной мишенью повреждающего действия хронической алкоголизации являются как раз нейроны новых систем, локализующиеся в тех слоях и областях мозга, которые наиболее чувствительны к острому введению алкоголя. Именно за счет этих клеток уменьшается плотность корковых нейронов и изменяется паттерн специализации. Так, например, в лимбической коре численное соотношение нейронов новых и старых систем становится обратным по сравнению со здоровыми животными: нейроны, принадлежащие старым системам, которых в норме значительно меньше, чем нейронов новых систем, становятся преобладающими (Alexandrov et al. 2000).
Можно полагать, что повышенная чувствительность нейронов, новых систем, являясь психофизиологическим основанием закона Рибо, определяет описываемую им феноменологию.
8.4.5.Значение материала патологии для изучения системной организации поведения
Таким образом, проекция индивидуального опыта на структуры мозга изменяется в филогенезе, определяется историей обучения в процессе индивидуального развития и модифицируется при патологических воздействиях. При этом, в согласии со сказанным выше, обнаруживается принципиальное сходство использования элементов опыта в норме и при патологической реорганизации проекции.
Как в нормальной, так и в патологической ситуациях текущее поведение определяется реализацией элементов опыта, сформированных на последовательных этапах развития в процессе системогенеза (см. раздел 6.8.). Изменение же "порядка" в последнем случае выражается в модифицированных, по сравнению с нормой, характеристиках исторически детерминированной системной организации. Это изменение представляет для нас особый интерес.
Конечно, патологическое воздействие на новые системы не означает, их простое "вычитание", "негатив развития" (Б.В.Зейгарник), также как локальное поражение мозговой структуры не означает простого "вычитания" ее из общемозговой организации. Но как исследование симптомов локального поражения структур в нейропсихологии оказывается эффективным путем разработки представлений о мозговых основах психической деятельности человека, так и возможность избирательного воздействия на системы определенных уровней предоставляет уникальный материал, позволяющий судить о роли этих уровней в системной организации поведения и об ее "законных вариациях".
9.Требования к методологии системного анализа в психологии и системная психофизиология
В заключение рассмотрим, насколько положения ТФС и развитой на ее основе системной психофизиологии отвечают требованиям, предъявляемым к методологии системного анализа в психологии.
9.1.Функционирование и развитие
Утверждается, что системный исследование с необходимостью включает генетический анализ, определяет неразрывную связь структуры и эволюции, функционирования и развития (В.А.Барабанщиков, Д.Н.Завалишина). Существование систем состоит в их развитии, без которого не может быть понята ни их целостность, формирующаяся и разрушающаяся в ходе развития, ни дифференцированность (Б.Ф.Ломов).
9.2.Многоуровневость психических явлений как продукт истории
Для системных разработок в психологии также считается необходимым рассмотрение психики как системы иерархически организованных уровней (А.В.Брушлинский) и психических явлений как многоуровневых (К.А.Абульханова-Славская). При этом уровневая организация определяется как продукт истории (Ж.Пиаже, Я.А.Пономарев, М.С.Роговин). Принцип иерархии относят к числу основных принципов системного подхода (И.В.Блауберг и др.) и оценивают как необходимый компонент психологических исследований, игнорирование которого ведет к упрощенным трактовкам "строения" психики (Ломов Б.Ф.).
9.3.Межсистемные отношения
Наличие множества разноуровневых систем определяет тот факт, что к числу важнейших задача системного анализа в психологии принадлежит установление зависимостей одной системы по отношению к другой (К.А.Абульханова-Славская), т.е. межсистемных отношений.
9.4.Системообразующий фактор
Первостепенное значение в раскрытии причинных связей в поведении придается установлению системообразующего фактора. Утверждается, что именно системообразующий фактор определяет особенности психического отражения предмета, характер деятельности, уровень и динамику ее регуляции (Б.Ф.Ломов).
9.5.Неадекватность линейного детерминизма и целевая детерминация поведения
Специально подчеркивается неадекватность линейного детерминизма типа "стимул-реакция" в установлении упомянутых причинных связей (Б.Ф.Ломов). Трактовка человека как субъекта противостоит пониманию его как пассивного существа, реагирующего на стимулы (А.В.Брушлинский), и его системный анализ требует раскрытия механизмов целевой, а не "стимульной" детерминации деятельности, которая есть "не реакция и не совокупность реакций, а система" (А.Н.Леонтьев).
9.6.Соответствие системной психофизиологии требованиям к методологии системного анализа в психологии
Подводя итог, к требованиям методологии системного анализа в психологии можно отнести выделение системообразующего фактора и замена линейной схемы "стимул-реакция" на представление о целевой детерминации; учет развития в его единстве с функционированием; анализ исторически детерминированной уровневой организации систем; изучение межсистемных связей или отношений.
Сопоставление изложенных в настоящей главе положений ТФС и системной психофизиологии с этими требованиями обнаруживает их очевидное соответствие.
Литература
Александров Ю.И. Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении. М.: Наука. 1989.
Анохин К.В. Психофизиология и молекулярная генетика мозга // Психофизиология. СПб.: Питер. 2001.
Анохин П.К. От Декарта до Павлова. М.: Медгиз. 1945.
Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина. 1975.
Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Наука. 1978.
Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М. 1966.
Бехтерев В.М. Объективная психология. М.: Наука. 1991.
Гибсон Дж. Экологический подход к зрительному восприятию. М. 1988.
Дубровский Д.И. Психические явления и мозг. М.: Наука. 1971.
Дубровский Д.И. Информация. Сознание. Мозг. М.: Высшая школа. 1980.
Кругликов Р.И. Принцип детерминизма и деятельность мозга. М.: Наука. 1988.
Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. М.: МГУ. 1973.
Матурана У. Биология познания // Язык и интеллект. М.: Прогресс. 1996. С. 95-142.
Петренко В.Ф. Школа А.Н. Леонтьева в семантическом пространстве психологической мысли // Традиции и перспективы деятельностного подхода в психологии: школа А.Н. Леонтьева. М.: Смысл. 1999. С. 11-37.
Петровский А.В., Ярошевский М.Г. Основы теоретической психологии. М.: Инфра-М, 1998.
Рибо Т. Психология чувствъ. СПб. Изд. Ф.Павленкова. 1898.
Соколова Л.В. Развитие учения о мозге и поведении. СПб. 1995.
Швырков В.Б. Нейрофизиологическое изучение системных механизмов поведения. М. Наука. 1978.
Швырков В.Б. Основные этапы развития системно-эволюционного подхода в психофизиологии // Психол. журн. 1993. Т. 14, №3. С. 15-27.
Швырков В.Б. Введение в объективную психологию. Нейрональные основы психики. М.: Институт психологии РАН. 1995.
Ярвилехто Т. Мозг и психика. М.: Прогресс. 1992.
Ярошевский М.Г. Наука о поведении: русский путь. М.-Воронеж: Изд-во "Ин-т практической психологии". 1996.
Alexandrov Yu.I. I. Psychophysiological regularities of the dynamics of individual experience and the "stream of consciousness". II. Comparative description of consciousness and emotions in the framework of systemic understanding of behavioral continuum and individual development // Neuronal bases and psychological aspects of consciousness. Singapour, N.Y., London, Hong-Kong: World Scientific. 1999. P.201-235.
Alexandrov Yu.I., Jarvilehto T. Activity versus reactivity in psychology and neurophysiology // Ecological Psychology. 1993. V. 5. P. 85-103.
Churchland P.S. Neurophilosophy. Toward a unified science of the mind-brain. London. A Bradford Book. 1986.
Dennett C.D. Darwin's dangerous idea. N.Y.: Simon & Schucter. 1995.
Klopf A.H. The hedonistic neuron. A theory of memory, learning, and intelligence. Washington. Hemisphere publ. Corporation. 1982.
Popper K.R., Eccles J.C. The self and it's brain . Berlin. Springer. 1977.
Системные аспекты нейрофизиологии поведения. М. Наука. 1979.
Системный подход к психофизиологической проблеме. М. Наука. 1982.
Нейроны в поведении. Системные аспекты. М. Наука. 1986.
Функциональные системы организма. М. Медицина. 1987.
ЭЭГ и нейрональная активность в психофизиологических исследованиях. М. Наука. 1987.
2