Том1_1

153

рецепторными образованиями, назначение' которых заключается в трансформации энергии внешних раздражений в энергию нервного импульса, поступающего по афферентному звену дуги рефлекса в центральную нервную систему.

И. П. Павлов развил положение о рефлекторном принципе работы мозга в виде «учения о физиологии условных рефлексов». Ему принадлежит заслуга в создании метода экспериментального исследования «высшего этажа» головного мозга коры - больших полушарий. Этот метод назван «методом условных рефлексов».

Сэр Чарлз Шеррингтон и Иван Петрович Павлов — это два человека, которые несут, вероятно, наибольшую ответственность за подтверждение созданного психологами Образа человека как комплекса рефлексов, построенных по схеме стимул-реакция. Однако можно допустить, что ни один из них -

Рис. 12. Схема рефлекторной дуги: нервный импульс от рецептора 1 передаётся по чувствительному (афферентному) нейрону 2 в спинной мозг. Клеточное тело 3 чувствительного нейрона расположено в спинальном ганглии вне спинного мозга. Аксон 4 чувствительного нейрона в сером веществе мозга связан посредством синапсов с одним или несколькими вставочными нейронами 5, которые, в свою очередь, связаны с -дендритами 6 моторного (эфферентного) нейрона 7. Аксон 8 последнего передаёт сигнал от

154

вентрального корешка 9 на эффектор 10 (мышцу или железу).

не одобрил бы того, как психологи расширили их концепции. В своем труде «Интегрирующая деятельность нервной системы» (1906) Шеррингтон особенно ясно излагает свои определения и предостережения относительно рефлекса. Вновь и вновь он утверждает, что «простой рефлекс — это полезная фикция», полезная для изучения спинального животного. Он выразил серьезные сомнения в том, что рефлекс на растяжение, наиболее часто упоминающимся примером которого является коленный рефлекс, иллюстрирует его представление о простом рефлексе, и поставил вопрос, следует ли вообще считать это рефлексом. Чтобы объяснить различие между наблюдаемыми свойствами нервных стволов и свойствами, которые необходимо привлечь для описания нервной ткани, Шеррингтон ввел понятие синапса, находящегося между рецептором и эффекторной реакцией.

Вмае 1962 г. в Москве состоялось Всесоюзное совещание по философским вопросам физиологии высшей нервной деятельности и психологии. Оно было организовано АН СССР, АМН СССР, Академией педагогических наук РСФСР и Министерствами высшего и среднего специального образования СССР и РСФСР.

Входе развернувшейся на совещании дискуссии обозначились две проблемы, имевшие особенно важное значение. Первая была связана с вопросом о том, сохраняет ли свое значение подход, выдвинутый в свое время И.П. Павловым? Вторая проблема была связана с ответом на старый вопрос: как можно определить термин «сознание»? Мнения участников совещания по обоим этим вопросам разделились.

Входе совещания эта проблема обсуждалась в различных формах: обсуждались вопросы значимости учения И.П. Павлова, целесообразности использования термина «рефлекторная дуга», а также смысла, вкладываемого в понятие «высшая нервная деятельность». С наиболее энергичной критикой Павловской концепции рефлексов выступил Н.А. Бернштейн. Мнение Н.А. Бернштейна о том, что

всвете достижений современной науки учение Павлова

155

утрачивает свое значение, было поддержано в выступлениях Н.И. Гращенкова, Л.П. Латаш, И. Фейгенберга, М.М. Бонгард; в неявной форме это мнение поддержал П.К. Анохин. Противоположная точка зрения прямо высказывалась в выступлениях Э.А. Асратяна, Л.Г. Воронина, Ю.П. Фролова, А.И. Долина, Н.А. Шустина, А.А. Зубкова и В.Н. Черниговского.

Важнейшим с точки зрения проблем, интересующих Бернштейна, вкладом кибернетики могла явиться возможность объяснения (с помощью ее средств и на материалистической основе) процессов «решения задачи действия». С точки зрения кибернетики организм имеет вполне определенную «задачу действия»; Бернштейн говорит о «физиологии активности», чтобы отличить ее от физиологии «простых реакций», описываемой в теории рефлексов Павлова. Решение «задачи действия» заслуживает тщательного анализа.

Впротивоположность теории Павлова, которую Н.А. Бернштейн характеризует как исходящую из «уравновешивания организма окружающей средой», он выдвигает новую концепцию, исходящую из необходимости «преодолевания этой среды», направленного «не на сохранение статуса или гомеостаза, а на движение в направлении родовой программы развития и самообеспечения».

Всвоих работах Бернштейн отказался от представления

оразомкнутой рефлекторной дуге Павлова и заменил его идеями сенсорных коррекций (обратная связь) и рефлекторного кольца (рис.13), за что в 1949 г. подвергся обструкции. По Бернштейну, для выполнения того или другого движения мозг не только посылает определенную "команду" к мышцам, но и получает от периферийных органов чувств сигналы о достигнутых результатах и на их основании дает новые, корректирующие "команды". Таким образом, происходит процесс построения движений, в котором между мозгом и периферийной нервной системой существует не только прямая, но и обратная связь

Концепция уровней построения движения связана с именем Николая Александровича Бернштейна (1896-1966). Полностью она была впервые представлена в книге "О

156

построении движений" (1947).

Бернштейн выдвинул гипотезу, что для построения движений различной сложности "команды" отдаются на иерархически различных уровнях нервной системы (рис.14). При автоматизации движений эта функция передается на более низкий уровень. Уровень А - уровень тонуса (руброспинальный уровень палеокинетических регуляций). У человека расположен в спинном мозге и группе красного ядра. Уровень А полностью определяет тонус мышц туловища и шеи (осанка), а также отвечает за возбудимость мышц конечностей. Уровень В - уровень мышечно-суставных увязок (уровень синергии и штампов, таламо-паллидарный уровень). У человека базируется в паллидумах и таламусах. Уровень В обеспечивает следующие функции: - обширные мышечные синергии, т.е. способность вести высокослаженные движения всего тела, вовлекающие в согласованную работу многие десятки мышц; - способность стройно и налаженно вести движение во времени, обеспечение правильного чередования сокращения мышц и движения конечностей; - способность к штампам, к чеканной повторяемости движений. Уровень С - уровень пространства (пирамидностриальный уровень пространственного поля С). Расположен в стриатуме и пирамидной двигательной системе коры.

157

Рис. 13. Рефлекторное кольцо по Н,А. Бернштейну Обозначения: 1) эффектор (мотор), работа которого

подлежит регулированию по данному параметру; 2) задающий элемент, вносящий тем или другим путем в систему требуемое значение регулируемого параметра; 3) рецептор, воспринимающий фактические текущие значения параметра и сигнализирующий о них каким-либо способом в прибор сличения; 4) прибор сличения, воспринимающий расхождение фактического и требуемого значений с его величиной и знаком; 5) устройство, перешифровывающее данные прибора сличения в коррекционные импульсы, подаваемые по обратной связи на регулятор; 6) регулятор, управляющий по данному параметру функционированием эффектора.

Уровень С обеспечивает целевые перемещения в пространстве: локомоции, спортивно-гимнастические перемещения, точные, целенаправленные движения рук и других органов, преодоление сопротивлений, метательные и ударные движения, подражательные движения. Уровень D -

158

уровень действий (теменно-премоторный уровень действий). Базируется в нижних отделах теменной доли и в премоторной зоне. Обеспечивает выполнение действий - целые цепочки последовательных движений, которые все вместе решают ту или другую двигательную задачу. Для уровня D характерна предметность (хотя и не всегда), цепное строение и приспособительная изменчивость действий, доминирование левого полушария. Группа Е - уровни, лежащие выше уровня действий D. Локализация в коре рассеянная. Обеспечивает символические действия (речь и письмо); двигательные цепи, объединенные не предметом, а отвлеченным заданием; движения, изображающие предметное действие; предметные действия, для которых предмет является не непосредственным объектом, а средством для воспроизведения в нем или с его помощью абстрагированных, непредметных соотношений.

Концептуальная модель организации рефлекторного акта, по Е.Н. Соколову (рис. 16), включает элементы афферентных, центральных и эфферентных звеньев рефлекторной дуги.

Между рецепторными и эффекторными образованиями включены системы нейронов-детекторов, командных нейронов и модулирующих нейронов, а также популяции моторных нейронов.

Нейроны-детекторы, селективно настроенные на определенные параметры раздражителя, кодируют сигналы номером канала и реализуют механизмы сенсорных анализаторов. Особенность командных нейронов состоит в том, что возбуждение системы командных нейронов может запустить целостную поведенческую реакцию или отдельный ее фрагмент. Командные нейроны характеризуются высоким порогом генерации спайковой активности, что обусловливает пороговый уровень запуска соответствующей им рефлекторной реакции. Системы командных нейронов, запускающие различные рефлекторные акты, могут иметь разные пороги возбуждения. Набор нейронов-детекторов, подключенных к командному нейрону, определяет его рефлексогенную зону, а популяция мотонейронов, составляющих мишень аксонных синапсов командного нейрона, определяет его моторную программу.

159

Спайковая активность командного нейрона возбуждает пул связанных с ними мотонейронов и приводит к запуску локального рефлекторного фрагмента.

\

Рис. 16. Концептуальная модель организации рефлекторной дуги (по E.H. Соколову, 1986):

Р— рецепторы, пД — предетекторы, Д — детекторы, КН

— командные нейроны, МН — мотонейроны, ЛM — локальномодулирующие нейроны, ГМ — генерализованномодулирующие нейроны, ЭФ — эффекторы

Модулирующие нейроны составляют особый класс элементов в структуре рефлекторной дуги. Они получают сигналы из внешней среды и внутренних органов, но выполняют функцию регуляции тонуса рефлекторной деятельности мозга. Специальным механизмом регуляции возбудимости являются нейроны модулирующей (активирующей и инактивирующей) берут на себя функцию контроля и управления деятельностью командных нейронов следующего нисходящего уровня, которые запускают комплексы движений.

Выходные (командные) нейроны двигательной коры запускают дискретные двигательные акты через вовлечение в реакцию популяций моторных нейронов стволовых и спинальных уровней. Такая иерархическая организация двигательных систем управления и запуска реакций «сверху

160

вниз» облегчает реализацию сложных программ движений. Принцип системной организации командных нейронов позволяет при ограниченном наборе моторных элементов реализовать сложные аккорды движений.

Дж.Миллер, Е.Галантер, К.Прибрам (2000) развивают представления о том, что нервный механизм, участвующий в рефлекторном акте, не может быть изображен как простая рефлекторная дуга или даже как цепь связей между стимулом и реакцией. Действие возбуждается «несоответствием» между состоянием организма и состоянием, которое опробуется. Действие сохраняется до тех пор, пока несоответствие (то есть проксимальный стимул) не устраняется. Общий характер рефлекторного акта, таким образом, заключается в опробовании воздействующей энергии определенными критериями, установленными в организме, в возникновении реакции, если результат пробы показывает наличие несоответствия (рассогласования), и в продолжение реакции до тех пор, пока это несоответствие не исчезает. Когда это состояние наступает, рефлекс аннулируется. Следовательно, существует «обратная связь», идущая от результата действия к фазе опробования; мы обнаруживаем здесь возвратную петлю. Простейший вид схемы, представляющей эту концепцию рефлекторного действия в противоположность классической рефлекторной дуге, будет выглядеть примерно следующим образом (рис. 16).

В 1943 году Розенблют, Винер и Биглоу выдвинули положение о том, что машины с отрицательной обратной связью представляют собой телеологические (целеполагающие) механизмы.

Дж.Миллер, Е.Галантер, К.Прибрам (2000) выдвигают «кибернетическую гипотезу». Согласно этой гипотезе, основным элементом построения нервной системы является петля обратной связи. Развитие математической теории сервомеха низмов, соединенное с психологическими представлениями о гомеостатических механизмах, вызвало широкое обсуждение

161

Рис. 16. Единица Т-О-Т-Е (Test-Operate-Test-Exit).

тех приспособлений, которые близко напоминают рис. 1. Этот ход мыслей, таким образом, имеет в своей основе широко известные положения.

Винер сформулировал это следующим образом:

«Мною выдвинут тезис о том, что физическое функционирование живых существ и действие некоторых новейших информационных машин абсолютно параллельны в их аналогичных попытках управлять энтропией посредством обратной связи. Как те, так и другие имеют сенсорные рецепторы в качестве первой ступени их цикла действия. Это означает, что как в одном, так и в другом случае существует специальное приспособление для накопления информации, получаемой от внешнего мира на низких энергетических уровнях, чтобы использовать эту информацию для работы живого существа или машины. В обоих случаях эта поступающая извне информация не принимается в чистом виде, а перерабатывается внутренними преобразующими силами механизма, живого или искусственного. Затем эта

162

информация преобразуется в новую форму, пригодную для дальнейших ступеней работы. Как у животного, так и в машине эта работа производится для того, чтобы оказывать влияние на внешний мир. В обоих случаях фактическое их действие на внешний мир, а не просто запланированное действие сообщается обратно в центральный регулирующий орган».

Вначале подобные высказывания казались необычными. Однако, пораздумав немного, психологи поняли, что эти целенаправленные машины хорошо им знакомы, хотя язык, которым о них говорили, и был несколько нов. Еще в 1896 году философ-психолог Джон Дьюи дал детальное описание сервомеханизма, необходимого для того, чтобы протянуть руку к горящей свече, а затем отдернуть ее. «Дело в том,— говорил он,— что стимул и реакция являются не отличительными признаками существования, а телеологическими признаками, то есть определениями выполняемой функции или роли по отношению к достижению или сохранению завершающей фазы».

Дж.Миллер, Е.Галантер, К.Прибрам (2000) вводят понятие плана и Образа.

План. «План — это всякий иерархически построенный процесс в организме, способный контролировать порядок, в котором должна совершаться какая-либо последовательность операций… Для организма План в основном представляет собой то же самое, что и программа для математической машины, в особенности, если эта программа имеет иерархический характер, описанный выше».

Выполнение Плана не обязательно должно выражаться во внешнем действии — в особенности у человека; можно, повидимому, считать справедливым, что наряду с Планами, руководящими действиями, существуют Планы для сбора или переработки информации. Хотя это фактически не является необходимым, мы интуитивно предполагаем, что одновременно может выполняться только один План, хотя возможно довольно быстрое чередование Планов. Организмможет хранить много других Планов, кроме выполняемого им в данный момент.

Образ. «Образ—это все накопленные и организованные знания организма о себе самом и о мире, в котором он