Теория функциональных систем П. К. Анохина
Теория функциональных систем П. К. Анохина
Помимо школы И. П. Павлова, успешно развивающей условно- рефлекторную теорию и в наше время, в физиологии существует целый ряд других направлений. Так, например, хорошо известна физиологическая школа ученика И. П. Павлова академика П. К. Анохина (1898–1974), обосновавшего и развившего принцип системной организации деятельности организма – теорию функциональных систем .
Среди многих проблем, разработкой которых занимались П. К. Анохин и его ученики, важное место занимал вопрос о системной работе ЦНС в условиях формирования ответа организма на внешние раздражители. Экспериментальные данные, полученные в условно-рефлекторных экспериментах, при параллельной регистрации суммарной электрической активности ряда структур мозга и активности отдельных нейронов позволили сформулировать концепцию функциональной системы. Еще в 1937 г. П. К. Анохин дал этому понятию следующее определение: "группа нервных образований с соответствующими рабочими органами на периферии, которые выполняют специфическую и четко определенную функцию". В дальнейших исследованиях понятие функциональной системы претерпело определенные, однако не принципиальные изменения. Одним из первых в отечественной и мировой физиологии Анохин привлек внимание к феномену обратной афферентации, который в дальнейшем стал известен как принцип отрицательной обратной связи (этот же принцип представляет собой краеугольное понятие кибернетики). Важным этапом развития взглядов П. К. Анохина было введение им представления о системогенезе, т.е. о закономерностях развития функциональных систем.
Связанные вопросы и ответы:
Вопрос 1: Что такое теория функциональных систем П
Теория функциональных систем П - это научная дисциплина, которая изучает принципы и методы построения функциональных систем, основанных на принципе параллельной обработки информации. Эта теория была разработана в 1970-х годах советским ученым А.П. Ершовым и заключается в использовании параллельных вычислений для решения сложных задач.
Вопрос 2: Какие задачи решает теория функциональных систем П
Теория функциональных систем П решает задачи, связанные с построением и функционированием функциональных систем, которые используют принцип параллельной обработки информации. Эти системы могут быть использованы для решения разнообразных задач, таких как обработка изображений, распознавание речи, обработка естественного языка, моделирование сложных систем и многое другое.
Вопрос 3: Как работает принцип параллельной обработки информации в теории функциональных систем П
Принцип параллельной обработки информации в теории функциональных систем П заключается в разделении задачи на несколько подзадач, которые могут быть решены параллельно. Это позволяет значительно ускорить процесс решения задачи, поскольку каждая подзадача может быть решена независимо от других подзадач. В результате, система может быстро и эффективно решать сложные задачи, используя принципы параллельной обработки информации.
Вопрос 4: Какие методы используются для построения функциональных систем П
Для построения функциональных систем П используются различные методы, такие как декомпозиция задачи на подзадачи, выбор оптимальных алгоритмов для решения подзадач, использование параллельных вычислений, оптимизация параметров системы и многое другое. В зависимости от конкретной задачи, методы могут быть различными, но все они направлены на достижение максимальной эффективности и эффективности системы.
Вопрос 5: Какие области применения имеет теория функциональных систем П
Теория функциональных систем П имеет многочисленные области применения, такие как обработка изображений, распознавание речи, обработка естественного языка, моделирование сложных систем, обработка больших данных, биоинформатика, и многое другое. Эта теория может быть использована для решения разнообразных задач, связанных с обработкой информации, и имеет большой потенциал для дальнейшего развития и использования.
Вопрос 6: Какие преимущества имеет теория функциональных систем П по сравнению с другими теориями обработки информации
Теория функциональных систем П имеет ряд преимуществ по сравнению с другими теориями обработки информации. Она позволяет значительно ускорить процесс решения задач, используя принципы параллельной обработки информации. Также эта теория позволяет строить эффективные и эффективные системы, которые могут быть использованы для решения разнообразных задач. В отличие от других теорий обработки информации, теория функциональных систем П имеет более гибкий подход к построению систем и может быть адаптирована для решения различных задач.
Вопрос 7: Какие ограничения имеет теория функциональных систем П
Теория функциональных систем П имеет ряд ограничений. Например, для построения эффективных систем необходимо использовать достаточно мощные вычислительные ресурсы, что может быть дорогостоящим. Также эта теория может быть сложной для понимания и использования, особенно для новичков. Кроме того, не все задачи могут быть решены с помощью теории функциональных систем П, и для решения некоторых задач могут быть необходимы другие методы обработки информации.
Вопрос 8: Как развиваться теории функциональных систем П в будущем
Теория функциональных систем П имеет большой потенциал для дальнейшего развития и использования. В будущем ожидается, что будут разработаны более эффективные и эффективные методы построения функциональных систем, основанных на принципе параллельной обработки информации. Также ожидается, что будут разработаны новые области применения теории функциональных систем П, такие как искусственный интеллект, робототехника, и многое другое. Кроме того, ожидается, что будут разработаны новые инструменты и технологии для построения функциональных систем, что позволит упростить процесс их создания и повысить эффективность их функционирования.
Обстановочная афферентация. Что такое афферентация?
В физиологии под афферентацией понимается передача нервного возбуждения от чувствительных нейронов , расположенных по периферии тела, к центру нервной системы: головному или спинному мозгу . Большинство сигналов поступает именно в головной мозг, точнее, его кору.
Рецепторы, воспринимающие раздражение, находятся как в органах чувств, так и во внутренних органах. Когда информация поступает извне, она необходима для ориентации в пространстве и принятия решений о будущем действии и называется обстановочной афферентацей.
Внутренние сигналы, обеспечиваемые интерорецепцией физиологии или нервными окончаниями, расположенными внутри организма, дают информацию о состоянии самого организма, позволяя вовремя ощутить «неполадки», говорящие о проблемах со здоровьем.
В психологии под афферентацией подразумевается поток нервных импульсов от органов чувств и внутренних органов человека в центральную нервную систему.
Начинается процесс восприятия с раздражения чувствительных нейронов.
Источником его может послужить любой сигнал:
- поток света;
- звуковые колебания;
- химические вещества, распыленные в воздухе;
- тепловое излучение и прочие.
Нейроны преобразуют раздражение в нервный импульс, поступающий в афферентные нейроны. Последние располагаются преимущественно в ганглиях спинного мозга, только зрительный и обонятельный сигналы идут напрямую в головной мозг. Это обусловлено важностью информации, которую они предоставляют. Здесь участвует и проприоцептивный механизм , обеспечивающий заданное положение глаз человека даже в темноте, явление это обеспечивается автоматически и влияет на координацию.
Задние корешки спинного мозга и черепномозговые нервы воспринимают полученную информацию и передают ее дальше на афферентные нейроны или в верхние отделы ЦНС, отвечающие за конкретный тип импульсации. Помогают в этом процессе специальные центры в стволе мозга, проводящие анализ импульсов и распределение их по типу восприятия.
Второй этап рефлекторной дуги включает анализ и обработку информации, по результатам которой вызывается действие, которое может заключаться в:
- сокращении мышц;
- выделении секрета;
- выбросе гормонов в кровь и так далее.
Результат действия оказывает значительное влияние на формирование в дальнейшем рефлекса. Физиология определяет это как обратную афферентацию, благодаря которой происходит оценка целесообразности действия.
Роль звена обратной афферентации заключается в обеспечении эффективности рефлекса. Если он не имеет смысла (не обеспечивает безопасность, не помогает добыть еду, устранить боль и так далее), то есть не содержит «подкрепления», в нем нет смысла, и тогда рефлекторная дуга не замыкается.
Формирование же рецепта основано на принципе, что обратная афферентация совпадает с акцептором действия. В этом случае формируется устойчивая связь, физиологически обеспечиваемая системой нейронов, скрепленных между собой.
В физиологии это называется рефлексом, он может быть как врожденным (в нем «работают» поколениями накопленные положительные подкрепления), так и приобретенным. Они функционируют до тех пор, пока связь подтверждается, то есть присутствуют все элементы рефлекторной дуги.
Таким образом, роль обратной афферентации заключается в создании эффективного рефлекса.
Акцептор результата действия. Мотивация и акцептор результатов действия
Доминирующая мотивация при очередном возникновении соответствующей психической потребности на основе специфических влияний активирует структуры аппарата акцептора результата действия, которые в прошлом получали информацию о свойствах полезного результата, удовлетворяющего исходную потребность. Происходит опережающее возбуждение нейронов, составляющих акцептор результата действия, еще до получения реального результата, удовлетворяющего исходную психическую потребность, формирует мысль, направленная на будущие события.
Информационная основа психической деятельности. С опережающими реальные события механизмами акцептора результата действия, сформированными на информационной основе, в процессе мыслительной или поведенческой деятельности на информационной основе нервных процессов осуществляется постоянное психическое сравнение достигнутых результатов поведения и их оценка.
Системные кванты психической деятельности
Психическая деятельность человека постоянно расчленяется доминирующей мотивацией и подкреплением на дискретные системные кванты. Основу каждого системного кванта психической деятельности составляют информационные процессы афферентного синтеза, отражающие воздействие на структуры мозга факторов внутренней и внешней среды, и информационные процессы подкрепления, оценки достигнутых результатов.
Системное квантирование психической деятельности осуществляется по принципу саморегуляции за счет постоянной оценки субъектом с помощью обратной афферентации промежуточных (этапных) и конечного результатов, удовлетворяющих его ведущие психические потребности. Каждый этап психической деятельности, так же как и действие на организм различных факторов внешней среды, всегда оценивается в плане удовлетворения ведущей потребности организма. Если достигнутые результаты удовлетворяют исходную потребность, системный квант психической деятельности завершается. Новая потребность формирует очередной системный квант психической деятельности. В случаях, когда параметры достигнутых результатов не соответствуют свойствам доминирующего акцептора результата действия, возникает ориентировно-исследовательская деятельность, сопровождающаяся отрицательной эмоцией. На этой основе происходит перестройка афферентного синтеза, принимается новое решение, происходит коррекция акцептора результата действия, а мыслительная и поведенческая деятельность осуществляется в направлении достижения скорректированного результата.
Теория Анохина о системных процессах. Теория функциональной системы П. К. Анохина
Ученик И. П. Павлова и последователь научных идей А. А. Ухтомского Петр Кузьмич Анохин (1898—1974) сделал попытку
аналитически исследовать отдельные функции (с помощью павловского метода условных рефлексов), исходя из представления о некой универсальной модели деятельности целого организма. По его мнению, таким образом можно определить место условного рефлекса (как механизма единичного процесса) в поведенческой деятельности организма и установить принцип системообразования, согласно которому единичные процессы объединяются в гармоническую функциональную деятельность.
Подобная постановка вопроса свидетельствовала о назревшей необходимости пересмотра основных позиций школы И.П. Павлова. Анохин полагал, что классический павловский подход к изучению психической деятельности с помощью условных рефлексов' является упрощенным. Так, при использовании данной методики не учитывали такую важную (определяющую) сторону целенаправленного поведения, как активный выбор. Опираясь на представление об интегральной деятельности организма, Анохин полагает, что структура любого поведенческого акта намного сложнее, чем элементарная трехчленная дуга, на основе которой образуется условный рефлекс. Он разрабатывает новые методы изучения интегративной деятельности нервной системы: активного выбора (т. е. выработка секреторно-двигательных условных рефлексов с активным выбором животным различного местоположения безусловного подкрепления) ;• гетерогенных анастомозов, пересадки тканей в эмбриогенезе, комплексного исследования условных рефлексов и цитоархитектоники коры головного мозга и др.