Das Lehrbuch beleuchtet das moderne Konzept und die theoretischen und methodischen Grundlagen der Medizinischen Ökologie - dem wichtigsten, sich schnell entwickelnden Bereich der Humanökologie. Die medizinischen und ökologischen Eigenschaften der Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre werden angegeben. Die Klassifizierung der wichtigsten ökologischen Risikofaktoren der Umwelt wird angegeben. Die wichtigsten medizinischen und umweltbezogenen Probleme der Interaktion des Menschen mit der multifaktoriellen Umwelt seines Lebensraums, die Muster der Reaktion des Körpers auf äußere Umwelteinflüsse werden betrachtet.

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende der Medizin.

Buch:

... ein Organismus ohne Außenumgebung seine Existenz zu stützen ist unmöglich.

I. M. Sechenov

Die Bedingung für die Entwicklung lebender Organismen ist ihre Wechselwirkung mit der Umwelt. Offene Systeme werden als Systeme betrachtet, die Energie, Materie und Informationen mit umgebenden Körpern austauschen können. Ein offenes System ist immer dynamisch: In ihm finden ständig Veränderungen statt, und natürlich ist es auch selbst Veränderungen unterworfen. Aufgrund der Komplexität dieser Systeme sind in ihnen Selbstorganisationsprozesse möglich, die als Beginn der Entstehung qualitativ neuer und komplexerer Strukturen in ihrer Entwicklung dienen.

Die Ontogenese des menschlichen Körpers ist ein fortlaufender Prozess ständiger Bewegung, der darauf abzielt, quantitative und qualitative Eigenschaften im menschlichen Körper zu erhalten. Darüber hinaus werden für die weitere Selbsterneuerung und Aufrechterhaltung des dynamischen Gleichgewichts des Körpers zusätzliche Substanzen, Energie und Informationen benötigt, die er nur in Wechselwirkung mit der äußeren Umgebung erhalten kann. Erforschung des Körpers offenes System, ist es notwendig, es ganzheitlich zu betrachten, um das Zusammenspiel seiner Bestandteile oder Elemente in der Gesamtheit festzustellen.

In der Medizin historisch geprägt Naturwissenschaften, und vor allem - anatomische Studien, trotz der proklamierten (beginnend mit den grundlegenden Arbeiten von S. G. Zybelin, M. Ya. Mudrov, E. O. Mukhin, I. M. Sechenov, I. P. Pavlov und anderen) hat sich das Prinzip des Integritätsorganismus, des Organdenkens, entwickelt.

Jedes moderne Lehrbuch der wichtigsten Grundlagenfächer wie Anatomie, Physiologie, Histologie und andere ist auf dem Organprinzip aufgebaut. Organpathologie - dabei wurden Lunge, Leber, Magen-Darm-Trakt, Nieren, Gehirn usw. in Organspezialitäten eingeteilt. Pathogenese, Diagnose und Behandlung stehen in direktem Zusammenhang mit der Funktion bestimmter Organe, und der professionelle Blick eines Arztes richtet sich in der Regel hauptsächlich auf erkrankte Organe (Sudakov K.V., 1999).

PK Anokhin formulierte einen neuen Ansatz zum Verständnis der Funktionen des gesamten Organismus. Anstelle der klassischen Organphysiologie, traditionell anatomischen Prinzipien folgend, die Theorie funktionale Systeme proklamiert die systemische Organisation menschlicher Funktionen von der molekularen bis zur sozialen Ebene.

Funktionale Systeme(nach: Anokhin PK) - selbstorganisierende und selbstregulierende dynamische zentral-periphere Organisationen, vereint durch nervöse und humorale Regulationen, deren Bestandteile alle zur Bereitstellung verschiedener adaptiver Ergebnisse beitragen, die für die funktionalen Systeme selbst und für nützlich sind der Körper als Ganzes, Befriedigung seiner Bedürfnisse.

Die Theorie der Funktionssysteme ändert also radikal die bestehenden Vorstellungen über die Struktur des menschlichen Körpers und seine Funktionen. Anstelle der Vorstellung einer Person als einer Reihe von Organen, die durch nervöse und humorale Regulation verbunden sind, betrachtet diese Theorie den menschlichen Körper als eine Reihe von vielen interagierenden Funktionssystemen verschiedener Organisationsebenen, von denen jedes selektiv verschiedene Organe kombiniert und Gewebe sowie Objekte der umgebenden Realität sorgen für das Erreichen nützlicher Anpassungsergebnisse für den Körper, die letztendlich die Stabilität von Stoffwechselprozessen bestimmen.

Aus denselben Positionen wird menschliche Anpassung als die Fähigkeit seiner Funktionssysteme definiert, das Erreichen signifikanter Ergebnisse sicherzustellen.

Eine Analyse der Mechanismen der Selbstregulierung lebenswichtiger Körperkonstanten (Blutdruck, Kohlendioxid- und Sauerstoffspannung im arteriellen Blut, Temperatur des inneren Milieus, osmotischer Druck des Blutplasmas, Stabilisierung des Schwerpunkts im Bereich von Unterstützung usw.) zeigt, dass der Selbstregulierungsapparat funktioniert).

„Alle funktionalen Systeme, unabhängig von der Ebene ihrer Organisation und der Anzahl ihrer Bestandteile, haben grundsätzlich dieselbe funktionale Architektur, in der das Ergebnis der dominierende Faktor ist, der die Organisation von Systemen stabilisiert“ (Anokhin P.K., 1971).

Reis. ein. Schema der Selbstregulationsmechanismen eines Funktionssystems (nach: Anokhin P.K.):

1 - Startreiz (Reizung); 2 - situative Afferenzen; 3 - Erinnerung; 4 - dominante Motivation; 5 - afferente Synthese; 6 - Entscheidungsfindung; 7 - Aktionsergebnis-Akzeptor; 8 - Aktionsprogramm; 9 - efferente Erregungen; 10 - Aktion; 11 - das Ergebnis einer Handlung; 12 - Ergebnisparameter; 13 - Rückwärtsafferentation

Zu den Schlüsselmechanismen, die der Struktur eines Verhaltensaktes jeglicher Komplexität zugrunde liegen, gehören: afferente Synthese; Entscheidungsphase; Bildung eines Akzeptors des Ergebnisses einer Handlung; die Bildung der Aktion selbst (efferente Synthese); Mehrkomponentenwirkung; ein Ergebnis erzielen; umgekehrte Afferenzierung über die Parameter des erzielten Ergebnisses und dessen Vergleich mit dem zuvor gebildeten Modell des Ergebnisses im Akzeptor des Ergebnisses der Aktion (Abb. 1).

Einige Funktionssysteme bestimmen durch ihre selbstregulierende Aktivität die Stabilität verschiedener Indikatoren der inneren Umgebung - Homöostase, andere - die Anpassung lebender Organismen an die Umwelt.

Im Laufe der Phylo- und Ontogenese wurden Funktionssysteme ständig verbessert. Außerdem wurden die alten Systeme nicht durch neue und verbesserte Systeme und Kontrollmechanismen ersetzt; evolutionär frühe Anpassungsmechanismen wurden bewahrt und traten in gewisse Wechselwirkungen sowohl mit älteren als auch mit neueren Mechanismen.

Theorie funktionaler Systeme(Anokhin P.K., Sudakov K.V.) unterscheidet vier Arten von Systemen: morphofunktional, homöostatisch, neurodynamisch, psychophysiologisch.

Morphofunktional Systeme sind mit der Aktivität bestimmter Funktionen verbunden. Dazu gehören der Bewegungsapparat, Herz-Kreislauf-, Atmungs-, Hormon-, Nervensystem, Zellen, Organellen, Moleküle. Mit einem Wort, alles, was eine Funktion erfüllt.

Homöostatische Funktionssysteme umfassen subkortikale Formationen, das autonome Nervensystem und andere Systeme des Körpers. Die Hauptaufgabe dieses Systems besteht darin, die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers aufrechtzuerhalten. Homöostatische Systeme interagieren eng mit morphofunktionellen Systemen, die als separate Elemente in sie passen.

Neurodynamische Systeme als führendes Strukturelement haben sie die Großhirnrinde, nämlich das erste Signalsystem. Im Rahmen dieses Systems wird der Emotionsapparat als Mechanismus zur Optimierung der Funktionen des Organismus und des Verhaltens unter den Bedingungen der Interaktion zwischen dem Organismus und der Umwelt gebildet. Die Entwicklung des Kortex hat die Anpassungsfähigkeit des Organismus dramatisch erweitert und vegetative Funktionen sich selbst untergeordnet. Neurodynamische Systeme umfassen Elemente homöostatischer und morphofunktioneller Systeme.

Psychophysiologische Funktionssysteme Neben der Neurodynamik ist das führende Strukturelement die Großhirnrinde, jedoch diejenigen ihrer Abteilungen, die dem zweiten Signalsystem zugeordnet sind. Das zweite Signalsystem verbesserte die Mechanismen des adaptiven Verhaltens durch die Formation soziale Formen Anpassung. Psychophysiologische Funktionssysteme realisieren ihre Aktivität durch das vegetative Nervensystem und durch Emotionen, morphologische Grundlage das sind subkortikale Formationen (limbisches System, Thalamus, Hypothalamus und andere). Sie umfassen Elemente der Strukturarchitektur neurodynamischer, homöostatischer und morphofunktioneller Systeme.

Die Kompensation kann von einem System durchgeführt werden, in Bezug auf das dieser Faktor am spezifischsten ist. Wenn die Fähigkeiten eines bestimmten Systems begrenzt sind, werden andere Systeme angeschlossen.

Einige Funktionssysteme sind genetisch bedingt, andere werden im individuellen Leben im Prozess der Interaktion des Organismus mit verschiedenen Faktoren der inneren und äußeren Umgebung gebildet, d. H. Auf der Grundlage des Lernens. Die komplexesten und vollkommensten Funktionssysteme befinden sich natürlich im Menschen als den vollkommensten Lebewesen. Es ist möglich, ihre Wechselwirkungen unter Berücksichtigung von Vorstellungen über die strukturellen Organisationsebenen von Biosystemen zu verstehen.

Organisationsebenen funktioneller Systeme (Sudakov K. V., 1999): metabolisch, homöostatisch, verhaltensbedingt, mental, sozial.

Auf der Stoffwechsel- Das Niveau der Funktionssysteme bestimmt das Erreichen der Endstadien chemischer Reaktionen in den Geweben des Körpers. Wenn bestimmte Produkte erscheinen, stoppen chemische Reaktionen nach dem Prinzip der Selbstregulierung oder werden umgekehrt aktiviert. Ein typisches Beispiel für ein funktionelles System auf metabolischer Ebene ist der Prozess der Retroinhibition.

Auf der homöostatisch Zahlreiche funktionelle Systeme, die nervöse und humorale Mechanismen kombinieren, sorgen nach dem Prinzip der Selbstregulierung für das optimale Niveau der wichtigsten Indikatoren des inneren Milieus des Körpers, wie Blutmasse, Blutdruck, Temperatur, pH-Wert, osmotischer Druck, der Gehalt an Gasen, Nährstoffen usw.

Auf der verhalten Auf biologischer Ebene bestimmen Funktionssysteme das Erreichen biologisch wichtiger Ergebnisse durch eine Person - spezielle Umweltfaktoren, die seinen wichtigsten Stoffwechselbedarf an Wasser befriedigen, Nährstoffe, Schutz vor einer Vielzahl von schädlichen Wirkungen und bei der Entfernung schädlicher Abfallprodukte aus dem Körper; sexuelle Aktivität usw.

Funktionale Systeme geistig Menschliche Aktivitäten bauen auf der Informationsbasis einer idealen Reflexion durch eine Person ihrer Vielfalt auf emotionale Zustände und Eigenschaften von Objekten der umgebenden Welt mit Hilfe von sprachlichen Symbolen und Denkprozessen. Die Ergebnisse der Funktionssysteme der geistigen Aktivität werden durch eine Reflexion im Kopf einer Person ihrer subjektiven Erfahrungen, der wichtigsten Konzepte, abstrakten Ideen über äußere Objekte und ihre Beziehungen, Anweisungen, Wissen usw. dargestellt.

Auf der Sozial Ebene bestimmen unterschiedliche Funktionssysteme das Erbringen von gesellschaftlich bedeutsamen Ergebnissen im Bildungs- und Bildungsbereich durch Einzelne oder ihre Gruppen Produktionstätigkeiten, in der Schaffung eines sozialen Produkts, im Umweltschutz, in Maßnahmen zum Schutz des Vaterlandes, in spiritueller Aktivität, in der Kommunikation mit Kulturobjekten, Kunst usw. (Anokhin P.K., Sudakov K.V.).

Die Interaktion von Funktionssystemen im Körper erfolgt auf der Grundlage der Prinzipien der hierarchischen Dominanz, der multiparametrischen und sequentiellen Interaktion, der Systemgenese und der Systemquantisierung von Lebensprozessen.

Hierarchische Dominanz funktionaler Systeme. Immer einer der Parameter des allgemeinen Bedürfnisses des Organismus wirkt als führender, dominanter, der für das Überleben, die Fortpflanzung der Familie oder für die menschliche Anpassung an die äußere und vor allem soziale Umgebung am wichtigsten ist und die dominante Funktion bildet System. Gleichzeitig werden alle anderen Funktionssysteme entweder gehemmt oder tragen durch ihre produktive Aktivität zur Aktivität des dominanten Systems bei. In Bezug auf jedes dominante funktionelle System, subdominante Systeme, entsprechend ihrer biologischen Bedeutung und Bedeutung für soziale Aktivitäten eines Menschen, ausgehend von der molekularen bis hin zur organismischen und sozio-sozialen Ebene, in einer bestimmten hierarchischen Ordnung aufgebaut. Hierarchische Beziehungen von Funktionssystemen im Körper werden auf der Grundlage der Ergebnisse ihrer Aktivitäten aufgebaut.

Multiparametrische Interaktion. Das Prinzip der multiparametrischen Interaktion manifestiert sich besonders deutlich in der Aktivität von Funktionssystemen der homöostatischen Ebene, bei der eine Änderung eines Indikators der inneren Umgebung, der das Ergebnis der Aktivität eines Funktionssystems darstellt, sich unmittelbar auf die Ergebnisse der Aktivität auswirkt anderer verwandter Funktionssysteme. Das Prinzip der multiparametrischen Wechselwirkung zeigt sich beispielsweise deutlich in der Aktivität eines funktionellen Systems, das die Höhe der Gasindikatoren im Körper bestimmt.

Durchgängiges Zusammenspiel funktionaler Systeme. Im menschlichen Körper ist die Aktivität verschiedener Funktionssysteme zeitlich nacheinander miteinander verbunden, wenn das Ergebnis der Aktivität eines Funktionssystems konsequent ein anderes Bedürfnis und das entsprechende Funktionssystem bildet.

Das Prinzip der sequentiellen Interaktion verschiedener Funktionssysteme im menschlichen Körper manifestiert sich deutlich im Kontinuum der Prozesse des Blutkreislaufs, der Verdauung, der Atmung, der Ausscheidung usw.

Eine besondere Art der sequentiellen Interaktion von Funktionssystemen in der Zeit wird durch dargestellt Systemogeneseprozesse.

PK Anokhin definierte Systemogenese als die selektive Reifung funktioneller Systeme und ihrer einzelnen Teile in den Prozessen der prä- und postnatalen Ontogenese.

Das Kontinuum der Lebenstätigkeit jeder Person auf verschiedene Level Organisation aufgrund der konsequenten Interaktion von Funktionssystemen ist in getrennte, diskrete unterteilt "Systemquants". Jedes einzelne „Systemquantum“ der Lebenstätigkeit beinhaltet die Entstehung eines bestimmten biologischen oder sozialen Bedürfnisses, die Bildung einer dominanten Motivation auf Gehirnebene und endet durch das Erreichen von Zwischen- und Endergebnissen mit der Befriedigung des Bedürfnisses. Gleichzeitig wird die Bewertung verschiedener Parameter von Zwischen- und Endergebnissen der Aktivität ständig mit Hilfe der umgekehrten Afferenzierung durchgeführt, die von verschiedenen Sinnesorganen und Rezeptoren des Körpers zum Apparat zur Vorhersage des gewünschten Ergebnisses - dem Akzeptor der - kommt Ergebnis der Aktion.

Aufgrund der Art der Organisation kann man sequentielle, hierarchische und gemischte Quantisierung von Lebensprozessen herausgreifen (Sudakov K.V., 1997).

Beginnend mit den bemerkenswerten Arbeiten des kanadischen Biologen L. von Bertalanffy hält zunehmend ein systematischer Ansatz Einzug in Biologie und Medizin.

Verständnis funktionale Merkmale Der Aufbau eines ganzen Organismus ist in erster Linie für einen Arzt notwendig, der sich mit der Diagnose und Behandlung eines Kranken befasst. Die moderne Realität erfordert dringend eine enge Zusammenarbeit von Spezialisten verschiedener Profile, um große theoretische und praktische Probleme zu lösen.

Die physiologischen Mechanismen eines Menschen sind den enormen Belastungen moderner Produktionstätigkeiten und Lebensbedingungen schon jetzt nicht mehr gewachsen. Bei Vorhandensein einer großen Anzahl von Rückmeldungen von verschiedenen Parametern der Aktivität von Maschinen gibt es praktisch keine Kontrolle über die physiologischen Funktionen von Menschen, die an diesen Maschinen arbeiten.

Die Situation wird durch gesellschaftspolitische Veränderungen in vielen Ländern der Welt, einschließlich Russland, sowie durch Umweltprobleme in vielen Teilen der Welt verschärft.

Die Theorie des Funktionssystems eröffnete neue Perspektiven für die frühzeitige Diagnose von Verletzungen menschlicher physiologischer Funktionen unter den Bedingungen realer Produktionsaktivitäten, insbesondere unter den Bedingungen der intensiven Arbeit der modernen Produktion (Sudakov K.V.).

Jede Krankheit, ob somatisch oder psychisch, ist eine Manifestation der Anpassung des Organismus (Persönlichkeit) an sich ändernde Bedingungen der äußeren und inneren Umgebung. Die Anpassung erfolgt in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren, die von den biologischen, sozialen und psychologischen Eigenschaften des erkrankten Organismus bis hin zu den Eigenschaften des pathogenen Faktors, den Umweltbedingungen, unter denen dieser Effekt auftritt, der Dauer und Intensität des Effekts reichen usw. und betrifft viele morphofunktionale Ebenen, Systeme und Organisationen. Das heißt, die Krankheit manifestiert sich als Mehrebenensystem (Sukiasyan S. G., 2005).

In diesem Zusammenhang sollte die Bewertung verschiedener Indikatoren der Körperaktivität unter pathologischen Bedingungen die systemische Integration physiologischer Funktionen berücksichtigen.

Bei jeder Krankheit muss zunächst festgestellt werden, welche Funktionssysteme vom pathologischen Prozess betroffen sind und welche Störung ihn verschlimmert; deren Aktivität kompensatorisch orientiert ist (Sudakov K.V.).

Ein anhaltender Blutdruckanstieg kann beispielsweise mit Störungen in verschiedenen Teilen des Funktionssystems einhergehen, das das optimale Blutdruckniveau im Körper bestimmt: der Barorezeptorapparat, zentrale emotionale und vasomotorische Mechanismen, periphere Gefäß- oder Hormonregulation, usw. Gleichzeitig ändert sich die Aktivität anderer verwandter funktioneller Systeme der Ausscheidung, des Wasser-Salz-Gleichgewichts, der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur usw.

Bei der chirurgischen Entfernung eines Organs, ausgehend von der Vorstellung, dass dieselben Organe durch verschiedene Aspekte ihres Stoffwechsels an der Aktivität verschiedener Funktionssysteme beteiligt sind, muss zunächst festgestellt werden, welche Funktionssysteme und in welchem Umfang der chirurgische Eingriff betroffen ist, Welche kompensatorischen Mechanismen stellen sie gleichzeitig weiterhin für die wichtigsten physiologischen Funktionen des Körpers zur Verfügung, welche nützlichen adaptiven Ergebnisse der Körperaktivität bleiben erhalten und welche werden verletzt, und welche Aspekte der Homöostase oder des Verhaltens beeinflussen sie?

Aus systemischer Sicht geht die Kompensation gestörter Funktionen immer in die Richtung, die Fähigkeit funktioneller Systeme zu erhalten, für den Körper nützliche Anpassungsergebnisse zu liefern.

Wie Studien von EL Golubeva, einer Mitarbeiterin von PK Anokhin, zeigten, ist der Kompensationsprozess bei Entfernung einer Lunge nicht nur mit der Aktivität der zweiten verbleibenden Lunge verbunden, sondern auch mit den Funktionen von Herz, Nieren, Blut und anderen exekutive Komponenten der verzweigten inneren Verbindung der Selbstregulierung des funktionellen Systems Atmung. Gleichzeitig wird die Aktivität anderer Funktionssysteme gestört, die das optimale Blutniveau und den osmotischen Druck für den Körper, Blutreaktionen, Ausscheidungen usw. bestimmen, die nach dem Prinzip der mehrfach verbundenen Interaktion ihre kompensatorische Reorganisation durchführen Aktivitäten.

Operationen, wie der Ersatz des aufsteigenden Aortenbogens durch eine Prothese, können die Funktion von Barorezeptoren und Chemorezeptoren für die Gashomöostase beeinträchtigen. In diesem Fall fällt die kompensatorische Funktion weitgehend auf andere Chemorezeptorzonen: Karotissinus und zentral, deren Zustand in diesem Fall vor der Operation beurteilt werden muss (Sudakov K.V.).

Die Theorie der funktionellen Systeme ermöglicht einen neuen Zugang zum Problem der Rehabilitation beeinträchtigter menschlicher Funktionen.

Aus funktionssystemtheoretischer Sicht wirken alle Rehabilitationsmaßnahmen als zusätzliches externes Glied der Selbstregulation und kompensieren so die unzureichende Funktion bestimmter Funktionssysteme des Körpers.

In dieser Hinsicht verdient die erste Informationsstufe der Entstehung des pathologischen Prozesses besondere Aufmerksamkeit ( prämorbider Zustand).

In diesem Stadium können gestörte informationelle intra- und intersystemische Beziehungen von Funktionssystemen im Körper leicht durch informationelle Rehabilitationsmethoden wiederhergestellt werden: hypnotischer Einfluss, Massage, Homöopathie, Akupunktur, Wärme-Kälte-Verfahren, Hypoxie und andere, die den Übergang von Funktionsstörungen verhindern zu einer stabilen pathologischen Form. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Krankheit in erster Linie als Verletzung der Beziehungen des Informationssystems im Körper manifestiert, ist die Rolle von Kultur, Familie und industrielle Beziehungen als eine Art "menschliche Immunität". Die gleichen Faktoren sind auch wichtig für die Aufrechterhaltung und Verstärkung der Rehabilitationseffekte (Sudakov K.V., 1996).

Jeder Organismus hat seine eigene physiologische Komfortzone, in der die maximal mögliche Grenze des Funktionsausgleichs aufrechterhalten wird. Bei anhaltenden Veränderungen in der Umgebung bewegt sich der Körper auf eine neue Ebene der Homöostase oder "Homöorese" (nach: Ado V.D.), für die andere Indikatoren der Homöostase optimal sind. Dies ist der Zustand der Anpassung. So bestätigt die Theorie der Funktionssysteme von P. K. Anokhin, die den Körper als integrales biosoziales Objekt in phylo- und ontogenetischer Hinsicht betrachtet, die Theorie des Anpassungssyndroms (Sudakov K. V., Sukiasyan S. G.).

Anpassung(Anpassung) ist der Prozess der Aufrechterhaltung des Funktionszustands homöostatischer Systeme und des Körpers als Ganzes, um seine Erhaltung, Entwicklung und maximale Lebenserwartung unter unangemessenen Bedingungen sicherzustellen (Treasurers V.P., 1973).

Anpassung ist zweifellos eine der grundlegenden Qualitäten lebender Materie. Es ist in allen bekannten Lebensformen vorhanden. Folgende Arten der Anpassung werden unterschieden: biologische, physiologische, biochemische, psychologische, soziale usw.

Bei der Einordnung von Anpassungsprozessen sollte man berücksichtigen:

1. Umweltfaktoren (physikalisch, chemisch, bakteriell, viral).

2. Eigenschaften des Organismus (embryonal, kindlich, erwachsen, Geschlecht, Nationalität.)

3. Die Natur adaptiver Umlagerungen in verschiedene Systeme Organe (hauptsächlich Nerven-, Hormon-, Immunsystem sowie Herz-Kreislauf-, Atmungs-, Verdauungs-, etc.).

4. Die Organisationsebene des Biosystems (Art, Population, Organismus, System, Organ usw.).

Hinsichtlich der Bedeutung für die Evolution können Anpassungsänderungen sein: genotypisch, phänotypisch.

Im Kern genotypisch Anpassungen sind dauerhafte Veränderungen im Erbgut (Mutationen), die von Generation zu Generation weitergegeben und durch natürliche Auslese, Gendrift, fixiert werden können.

Die Folge dieser Art der Anpassung ist der Erwerb neuer adaptiver genotypischer Merkmale.

Unter phänotypisch Unter Anpassung versteht man die Änderung des Wertes eines Merkmals infolge der Einwirkung äußerer Umweltfaktoren. Diese Variation basiert auf der „Reaktionsgeschwindigkeit“, die genetisch gesteuert wird und die Variationsbreite des Merkmals unter bestimmten Umweltbedingungen bestimmt.

Aus physiologischer und pathophysiologischer Sicht sollten die Begriffe Anpassung, Norm und Pathologie nur gegeben werden, um die Ansicht zu untermauern, dass die normologischen und pathologischen Prozesse unterschiedliche qualitative Manifestationen desselben Prozesses sind - Anpassung oder Anpassung. Gleichzeitig ist die Pathologie nicht immer eine adaptive Anomalie und auch keine adaptive Norm.

Demnach sind fast alle Krankheiten das Ergebnis von Fehlern in der Anpassungsreaktion auf äußere Reize. Aus dieser Sicht sind die meisten Krankheiten (Nervenstörungen, Bluthochdruck, Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre, einige Arten von rheumatischen, allergischen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Nierenerkrankungen) Anpassungskrankheiten, dh pathologische Prozesse und Krankheiten sind gerecht Merkmale adaptiver Reaktionen.

Nach der Theorie der Anpassungsreaktionen können sich je nach Stärke des Aufpralls drei Arten von Anpassungsreaktionen im Körper entwickeln:

– auf schwache Einflüsse – Trainingsreaktion;

– auf Einflüsse der mittleren Kraft – Aktivierungsreaktion;

- auf starke, extreme Stöße - Stressreaktion (nach: Selye G.).

Die Trainingsreaktion hat drei Phasen: Orientierung, Umstrukturierung, Training. Im ZNS überwiegt die protektive Hemmung. Im endokrinen System steigt zunächst die Aktivität von Gluco- und Mineralocorticoidhormonen mäßig an, und dann nimmt die Sekretion von Mineralocorticoiden allmählich zu und die Sekretion von Glucocorticoiden normalisiert sich vor dem Hintergrund einer mäßig erhöhten funktionellen Aktivität der Schilddrüse und der Keimdrüsen.

Die Aktivierungsreaktion hat zwei Phasen: die primäre Aktivierung und die Phase der anhaltenden Aktivierung. Im Zentralnervensystem überwiegt eine mäßige, physiologische Erregung. Im endokrinen System steigt die Sekretion von Mineralocorticoiden bei normaler Sekretion von Glucocorticoiden und eine Steigerung der funktionellen Aktivität der Schilddrüse und der Keimdrüsen. Die Aktivitätssteigerung der endokrinen Drüsen ist stärker ausgeprägt als bei der Trainingsreaktion, hat aber nicht den Charakter einer pathologischen Überfunktion. In beiden Stadien der Aktivierungsreaktion steigt die aktive Resistenz gegenüber schädlichen Agenzien verschiedener Natur.

Die Trainingsreaktion und die Aktivierungsreaktion sind jene Anpassungsreaktionen, die während des normalen Lebens des Organismus auftreten. Diese Reaktionen sind die unspezifische Grundlage physiologischer Prozesse, ebenso wie Stress die unspezifische Grundlage pathologischer Prozesse ist.

Das Herzstück jeder Anpassungsreaktion des Körpers sind bestimmte biochemische Transformationen. Kein einziger Anpassungstyp ist vollständig ohne signifikante biochemische Umlagerungen.

Die biochemische Anpassung erfüllt die folgenden Hauptfunktionen in der Zelle:

1. Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität von Makromolekülen (Enzyme von kontraktilen Proteinen, Nukleinsäuren usw.) während ihrer Funktion unter bestimmten Bedingungen.

2. Ausreichende Zellversorgung:

a) Energiewährung - ATF;

b) für den Ablauf von Biosyntheseprozessen notwendige Reduktionsäquivalente;

c) Vorstufen für die Synthese von Speicherstoffen (Glykogen, Fette etc.), Nukleinsäuren und Proteinen.

3. Aufrechterhaltung von Systemen, die die Geschwindigkeit und Richtung von Stoffwechselprozessen in Übereinstimmung mit den Bedürfnissen des Körpers und ihren Änderungen bei sich ändernden Umweltbedingungen regulieren.

Es gibt drei Arten von biochemischen Anpassungsmechanismen:

1. Anpassung makromolekularer Bestandteile einer Zelle oder Körperflüssigkeiten:

a) die Mengen (Konzentrationen) von bereits existierenden Arten von Makromolekülen, wie Enzymen, ändern sich;

b) Makromoleküle neuen Typs werden gebildet, zum Beispiel neue Isoenzyme, die Makromoleküle ersetzen, die zuvor in der Zelle vorhanden waren, aber für die Arbeit unter veränderten Bedingungen nicht mehr geeignet sind.

2. Anpassung der Mikroumgebung, in der Makromoleküle funktionieren. Der Kern dieses Mechanismus besteht darin, dass eine adaptive Änderung der strukturellen und funktionellen Eigenschaften von Makromolekülen erreicht wird, indem die qualitative und quantitative Zusammensetzung des diese Makromoleküle umgebenden Mediums (z. B. seine osmotische Konzentration oder die Zusammensetzung gelöster Substanzen) modifiziert wird.

3. Anpassung auf funktioneller Ebene, wenn eine Änderung der Effizienz makromolekularer Systeme, insbesondere Enzyme, nicht mit einer Änderung der Anzahl der in der Zelle vorhandenen Makromoleküle oder ihrer Typen verbunden ist. Diese Art der biochemischen Anpassung wird auch als Stoffwechselregulation bezeichnet. Seine Essenz liegt in der Regulierung der funktionellen Aktivität von Makromolekülen, die zuvor von der Zelle synthetisiert wurden.

Beim Studium der Wirkung des Komplexes für eine lange Zeit Betriebsfaktoren Lebensraum auf den menschlichen Körper, ist eine wichtige Aufgabe die Anpassungsstrategie zu bewerten. Basierend auf der Kenntnis der Anpassungsstrategie ist es möglich, die Art des Verhaltens eines Organismus rechtzeitig vorherzusagen, wenn er mit sich ändernden Umweltfaktoren in Kontakt kommt.

Im Rahmen der Anpassungsstrategie die funktional-zeitliche Struktur der Informations-, Energie- und Stoffflüsse verstehen und das optimale Niveau der morphologischen und funktionalen Organisation von Biosystemen unter unangemessenen Umweltbedingungen bereitstellen.

Das Kriterium, das der Auswahl verschiedener Anpassungsstrategien (Reaktionstypen) zugrunde liegt, ist die Zeit, um submaximale Arbeit zu leisten. Dieser relative Wert ist immer umgekehrt proportional zum Widerstand des Körpers gegen den zerstörerischen Einfluss der Umgebung, vorausgesetzt, der Körper verrichtet Arbeit mit submaximaler Intensität.

Es gibt drei Varianten der "Strategie" des Anpassungsverhaltens des menschlichen Körpers.

1. Art der Strategie ( Sprint-Strategie): Der Körper hat die Fähigkeit zu starken physiologischen Reaktionen mit ein hohes Maß Zuverlässigkeit als Reaktion auf erhebliche, aber kurzfristige Schwankungen des externen Umfelds. Ein solch hohes Maß an physiologischen Reaktionen kann jedoch für einen relativ kurzen Zeitraum aufrechterhalten werden. Solche Organismen sind schlecht an längere physiologische Überlastungen durch externe Faktoren angepasst, selbst wenn sie von mittlerer Größenordnung sind.

2. Der zweite Typ ( Stayer-Strategie): Der Körper ist weniger widerstandsfähig gegen kurzfristige erhebliche Schwankungen in der Umgebung, hat jedoch die Fähigkeit, physiologischen Belastungen mittlerer Stärke für lange Zeit standzuhalten.

3. Die meisten optimaler Typ Strategie ist Zwischentyp, die zwischen den genannten Extremtypen eine Mittelstellung einnimmt.

Die Bildung einer Anpassungsstrategie ist genetisch bedingt, aber im Prozess des individuellen Lebens, einer angemessenen Erziehung und Ausbildung können ihre Optionen korrigiert werden. Es sollte beachtet werden, dass bei ein und derselben Person verschiedene homöostatische Systeme unterschiedliche Strategien für die physiologische Anpassung haben können.

Es wurde festgestellt, dass bei Menschen mit einer Dominanz des ersten Strategietyps („Sprinter“) die gleichzeitige Kombination von Arbeits- und Erholungsprozessen schwach ausgeprägt ist und diese Prozesse einen klareren Rhythmus (dh eine zeitliche Einteilung) erfordern.

Bei Menschen mit vorherrschender Typ-2-Strategie („Stayer“) hingegen sind die Reservefähigkeit und der Grad der schnellen Mobilisierung nicht hoch, jedoch werden Arbeitsprozesse leichter mit Erholungsprozessen kombiniert, was die Möglichkeit eines langen Lebens bietet Belastung.

So erleben Menschen mit Varianten der Strategie vom Typ "Sprinter" unter Bedingungen in nördlichen Breiten eine schnelle Erschöpfung und einen gestörten Lipid-Energiestoffwechsel, was zur Entwicklung chronischer pathologischer Prozesse führt. Gleichzeitig sind bei Menschen, die der Strategievariante „Stayer“ angehören, adaptive Reaktionen auf die spezifischen Bedingungen hoher Breiten am angemessensten und ermöglichen es ihnen, lange Zeit unter diesen Bedingungen zu bleiben, ohne dass sich pathologische Prozesse entwickeln.

Um die Wirksamkeit von Anpassungsprozessen zu ermitteln, bestimmte Kriterien und Methoden zur Diagnose der Funktionszustände des Körpers.

R. M. Baevsky (1981) schlug vor, fünf Hauptkriterien zu berücksichtigen:

1 - das Funktionsniveau physiologischer Systeme;

2 - der Grad der Spannung der Regulierungsmechanismen;

3 - Funktionsreserve;

4 - Vergütungsgrad;

5 - das Gleichgewicht der Elemente des Funktionssystems.

Das Kreislaufsystem kann als Indikator für den Funktionszustand des gesamten Organismus angesehen werden. Es werden drei Eigenschaften des Kreislaufsystems betrachtet, mit deren Hilfe der Übergang von einem Funktionszustand in einen anderen beurteilt werden kann. Das:

– Funktionsniveau. Es sollte als Aufrechterhaltung bestimmter Werte der Hauptindikatoren der myokardial-hämodynamischen Homöostase verstanden werden: Schlag- und Minutenvolumen, Pulsfrequenz und Blutdruck;

– Spannungsgrad der Regulationsmechanismen, die durch Indikatoren der autonomen Homöostase bestimmt wird, beispielsweise den Aktivierungsgrad der sympathischen Teilung des autonomen Nervensystems und den Erregungsgrad des vasomotorischen Zentrums.

– Funktionsreserve. Zur Beurteilung werden in der Regel funktionelle Belastungstests durchgeführt, beispielsweise orthostatisch oder mit körperlicher Aktivität.

Klassifizierung von Funktionszuständen bei der Entwicklung von Anpassungskrankheiten (Baevsky R. M., 1980):

1. Der Zustand der zufriedenstellenden Anpassung an Umweltbedingungen. Dieser Zustand ist durch ausreichende Funktionsfähigkeit des Organismus gekennzeichnet, die Homöostase wird bei minimaler Spannung der Regulationssysteme des Organismus aufrechterhalten. Die Funktionsreserve wird nicht reduziert.

2. Der Spannungszustand der Anpassungsmechanismen. Die Funktionalität des Körpers wird nicht reduziert. Die Homöostase wird durch eine gewisse Spannung der Regulationssysteme aufrechterhalten. Die Funktionsreserve wird nicht reduziert.

3. Der Zustand der unbefriedigenden Anpassung an Umweltbedingungen. Die Funktionalität des Körpers wird reduziert. Die Homöostase wird aufgrund einer erheblichen Spannung von Regulationssystemen oder aufgrund der Einbeziehung von Kompensationsmechanismen aufrechterhalten. Die Funktionsreserve wird reduziert.

4. Störung (Zusammenbruch) von Anpassungsmechanismen. Ein starker Rückgang Funktionalität des Körpers. Die Homöostase ist gestört. Die Funktionsreserve ist stark reduziert.

Die Desadaption und die Entwicklung pathologischer Zustände erfolgen stufenweise. Aus Sicht der Biokybernetik ist der Übergang von Gesundheit zu Krankheit eine allmähliche Änderung der Steuerungsmethoden. Jeder Zustand entspricht seinem eigenen Charakter der strukturellen und funktionellen Organisation des Biosystems.

Das Anfangsstadium der Grenzzone zwischen Gesundheit und Pathologie ist ein Zustand funktionaler Spannung von Anpassungsmechanismen. Sein charakteristischstes Merkmal ist ein hohes Funktionsniveau, das durch intensive oder anhaltende Spannung von Regulationssystemen sichergestellt wird. Der Spannungszustand von Anpassungsmechanismen, der bei einer herkömmlichen klinischen Untersuchung nicht erkannt wird, sollte präsonologisch, dh der Entstehung der Krankheit vorausgehend, zugeschrieben werden.

Das spätere Stadium der Grenzzone ist ein Zustand unbefriedigender Anpassung. Es ist gekennzeichnet durch eine Abnahme des Funktionsniveaus des Biosystems, eine Nichtübereinstimmung seiner einzelnen Elemente, die Entwicklung von Müdigkeit und Überarbeitung. Der Zustand der unbefriedigenden Anpassung ist ein aktiver Anpassungsprozess. Der Organismus versucht, sich an die für ihn überhöhten Existenzbedingungen anzupassen, indem er seine funktionelle Aktivität ändert. individuelle Systeme und die entsprechende Spannung von Regulationsmechanismen. Der Zustand der unbefriedigten Anpassung kann als prämorbid eingestuft werden, da eine signifikante Abnahme der Funktionsreserve bei Funktionstests eine unzureichende Reaktion des Körpers aufzeigt, die auf eine latente oder anfängliche Pathologie hinweist.

Aus klinischer Sicht bezieht sich nur das Versagen der Anpassung auf pathologische Zustände, da es von merklichen Veränderungen der traditionell gemessenen Indikatoren begleitet wird: Pulsfrequenz, Schlag- und Minutenvolumen, Blutdruck usw.

Anpassungskrankheiten sind ihren Erscheinungsformen nach polymorpher Natur und umfassen verschiedene Körpersysteme. Die häufigste Anpassungskrankheit in langer Aufenthalt Menschen in widrigen Umständen (Höhenkrankheit usw.). Durch die anhaltende Anspannung der Regulationsmechanismen sowie zellulärer Mechanismen kommt es zu einer Erschöpfung und zum Verlust der wichtigsten Reserven des Körpers (Gora E.P., 1999). Daher werden zur Prävention von Anpassungskrankheiten Methoden eingesetzt, um die Effektivität der Anpassung zu erhöhen.

Methoden zur Steigerung der Anpassungseffektivität kann spezifisch oder unspezifisch sein.

ZU unspezifische Methoden sich beziehen: Die aktive Erholung, Verhärtung, durchschnittliche körperliche Aktivität, Adaptogene und therapeutische Dosierungen verschiedener Kurfaktoren, die den unspezifischen Widerstand erhöhen können, normalisieren die Aktivität der Hauptkörpersysteme.

Adaptogene- Dies sind Mittel, die eine pharmakologische Regulierung von Anpassungsprozessen im Körper durchführen. Nach ihrer Herkunft lassen sich Adaptogene in zwei Gruppen einteilen: natürliche und synthetische. Quellen natürlicher Adaptogene sind Land- und Wasserpflanzen, Tiere und Mikroorganismen. Zu den wichtigsten Adaptogenen pflanzlichen Ursprungs gehören Ginseng, Eleutherococcus, Chinesische Magnolienrebe, Mandschurische Aralia, Zamaniha, Wildrose usw. Zu den tierischen Präparaten gehören: Pantokrin, das aus Hirschgeweihen gewonnen wird; Rantarin - aus Rentiergeweih, Apilak - aus Gelée Royale. Aus verschiedenen Mikroorganismen und Hefen isolierte Substanzen (Prodigiogan, Zymosan usw.) wurden weithin verwendet. Vitamine haben eine hohe adaptogene Aktivität. Viele wirksame synthetische Verbindungen werden aus Naturprodukten (Erdöl, Kohle usw.) gewonnen.

Spezifische Methoden Erhöhungen der Wirksamkeit der Anpassung basieren auf einer Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Körpers gegenüber bestimmten Umweltfaktoren: Kälte, Hypoxie usw. Dazu gehören: Medikamente, Physiotherapie, spezielles Training usw. (Gora E.P., 1999).

Ein Großteil der Forschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz ist derzeit mit dem Fehlen einer leistungsfähigen Theorie des Bewusstseins und der Gehirnaktivität konfrontiert. Tatsächlich wissen wir nur wenig darüber, wie das Gehirn lernt und ein adaptives Ergebnis erzielt. Momentan nimmt jedoch die gegenseitige Beeinflussung des Bereichs der künstlichen Intelligenz und der Neurowissenschaften spürbar zu. Basierend auf den Ergebnissen der mathematischen Modellierung der Gehirnaktivität werden neue Ziele für Experimente auf dem Gebiet der Neurobiologie und Psychophysiologie gesetzt, und die experimentellen Daten der Biologen wiederum beeinflussen maßgeblich den Vektor der KI-Entwicklung.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass für die zukünftige erfolgreiche Entwicklung der bionischen KI eine enge Zusammenarbeit zwischen Mathematikern und Neurowissenschaftlern notwendig ist, die am Ende für beide Bereiche fruchtbar sein wird. Dazu ist es insbesondere notwendig, moderne Fortschritte in der theoretischen Neurobiologie zu studieren.

Derzeit gibt es im Bereich der theoretischen Neurowissenschaften drei am weitesten entwickelte und teilweise experimentell erprobte Theorien zur Struktur des Bewusstseins: die Theorie der funktionalen Systeme von P.K. Anokhin, die Theorie der neuronalen Gruppenauswahl (Neurodarwinismus) von Gerald Edelman und die Theorie der globalen Informationsräume von Jean-Pierre Changet (ursprünglich formuliert von Bernard Baars). Die restlichen Theorien sind entweder Modifikationen der genannten oder werden durch keine experimentellen Daten bestätigt. Dieser Artikel konzentriert sich auf die erste dieser Theorien - Theorien funktionaler Systeme P.K. Anochin.

Reaktivität und Aktivitätsparadigma

Zunächst einmal muss gesagt werden, dass bei aller Vielfalt an Theorien und Ansätzen in Psychologie, Psychophysiologie und Neurowissenschaften diese in zwei Gruppen eingeteilt werden können. In der ersten Gruppe wird die Reaktivität als das wichtigste methodische Prinzip angesehen, das den Ansatz zur Untersuchung der Muster der Gehirnorganisation von Verhalten und Aktivität bestimmt, in der zweiten - Aktivität (Abb. 1).

Reis. 1. Zwei Paradigmen der Neurophysiologie - Reaktivität und Aktivität

Gemäß dem Paradigma der Reaktivität folgt auf einen Stimulus eine Reaktion – Verhalten bei einem Individuum, impulsives bei einem Neuron. Im letzteren Fall wird die Impulsation des präsynaptischen Neurons als Reiz angesehen.

Nach dem Aktivitätsparadigma endet die Handlung mit dem Erreichen des Ergebnisses und seiner Bewertung. Das Schema enthält ein Modell des zukünftigen Ergebnisses: für eine Person beispielsweise Kontakt mit einem Zielobjekt.

Gemäß dem reaktiven Ansatz sollte ein Agent in Abwesenheit von Stimuli nicht aktiv sein. Im Gegensatz dazu können wir bei Verwendung des Aktivitätsparadigmas den Fall annehmen, dass der Agent keinen Stimulus von der äußeren Umgebung erhalten hat, dieser jedoch gemäß den Erwartungen des Agenten hätte ankommen müssen. In diesem Fall wird der Agent handeln und lernen, die Diskrepanz zu beseitigen, was bei der einfachsten bedingungslosen Reaktion des Agenten auf einen Stimulus aus der äußeren Umgebung nicht der Fall wäre.

Theorie funktionaler Systeme

In der Theorie der funktionalen Systeme wird als Determinante des Verhaltens nicht die Vergangenheit in Bezug auf das Verhalten als Ereignis – als Reiz, sondern die Zukunft – als Ergebnis betrachtet. Funktionelles System Es gibt ein sich dynamisch entwickelndes, weit verbreitetes System heterogener physiologischer Formationen, deren alle Teile dazu beitragen, ein bestimmtes nützliches Ergebnis zu erzielen. Es ist der Leitwert des Ergebnisses und das vom Gehirn geschaffene Zukunftsmodell, das es ermöglicht, nicht von einer Reaktion auf Reize aus der äußeren Umgebung zu sprechen, sondern von einer vollwertigen Zielsetzung.

Reis. 2. Allgemeine Architektur des funktionalen Systems
(OA - situative Afferenzierung, PA - beginnende Afferenzierung)

Die Architektur des funktionalen Systems ist in Abb. 1 dargestellt. 2. Das Diagramm zeigt die Abfolge der Aktionen bei der Implementierung eines funktionalen Systems. Zunächst findet eine afferente Synthese statt, die Signale aus der äußeren Umgebung, dem Gedächtnis und der Motivation des Subjekts ansammelt. Auf der Grundlage der afferenten Synthese wird eine Entscheidung getroffen, auf deren Grundlage ein Aktionsprogramm und ein Akzeptor des Ergebnisses einer Aktion gebildet werden - eine Prognose der Wirksamkeit der durchgeführten Aktion. Danach wird die Aktion direkt ausgeführt und die physikalischen Parameter des Ergebnisses übernommen. Einer der wichtigsten Teile dieser Architektur ist die umgekehrte Afferenzierung – Feedback, mit dem Sie den Erfolg einer oder mehrerer Aktionen beurteilen können. Dies ermöglicht dem Probanden direkt zu lernen, da man durch Vergleich der physikalischen Parameter des erhaltenen Ergebnisses und des vorhergesagten Ergebnisses die Wirksamkeit des zielgerichteten Verhaltens bewerten kann. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass die Wahl dieser oder jener Aktion von vielen Faktoren beeinflusst wird, deren Gesamtheit im Prozess der afferenten Synthese verarbeitet wird.

Dabei werden solche Funktionssysteme entwickelt Evolution Und lebenslanges Lernen. Zusammenfassend ist das gesamte Ziel der Evolution die Entwicklung funktionaler Systeme, die den besten adaptiven Effekt erzielen. Die evolutionär hervorgebrachten Funktionssysteme entwickeln sich bereits vor der Geburt, also ohne direkten Kontakt mit der Umwelt, und stellen das primäre Repertoire dar. Es ist diese Tatsache, die darauf hinweist evolutionärer Natur diese Phänomene. Solche Prozesse wurden gemeinsamen Namen – primäre Systemogenese .

System-evolutionäre Theorie entwickelt von Shvyrkov V.B. basierend auf der Theorie der funktionalen Systeme sogar das Konzept eines „Startreizes“ verwarf und eine Verhaltenshandlung nicht isoliert, sondern als Bestandteil eines Verhaltenskontinuums betrachtete: eine Abfolge von Verhaltenshandlungen, die ein Individuum sein ganzes Leben lang durchführt (Abb . 3) . Der nächste Akt im Kontinuum wird nach Erreichen und Bewertung des Ergebnisses des vorherigen Akts umgesetzt. Eine solche Bewertung ist ein notwendiger Bestandteil des Organisationsprozesses des nächsten Akts, der daher als Transformations- oder Übergangsprozess von einem Akt zum anderen betrachtet werden kann.

Reis. 3. Verhaltens-zeitliches Kontinuum

Aus all dem folgt, dass ein Individuum und sogar ein einzelnes Neuron die Fähigkeit haben muss, sich ein Bild vom Ergebnis einer Handlung zu machen und die Fähigkeit, die Effektivität seines Verhaltens zu bewerten. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann das Verhalten getrost als zielgerichtet bezeichnet werden.

Die Prozesse der Systemogenese finden im Gehirn jedoch nicht nur während der Entwicklung (primäre Systemogenese), sondern auch während des Lebens des Subjekts statt. Systemogenese ist die Bildung neuer Systeme im Lernprozess. Im Rahmen des Systemauswahlkonzepts des Lernens wird die Bildung eines neuen Systems als Bildung eines neuen Elements individueller Erfahrung im Lernprozess betrachtet. Die Bildung neuer Funktionssysteme beim Lernen basiert auf der Selektion von Neuronen aus der „Reserve“ (vermutlich wenig aktive oder „stumme“ Zellen). Diese Neuronen können als präspezialisierte Zellen bezeichnet werden.

Die Auswahl der Neuronen hängt von ihren individuellen Eigenschaften ab, d.h. auf die Eigenschaften ihrer metabolischen "Bedürfnisse". Die ausgewählten Zellen werden in Bezug auf das neu gebildete System spezialisiert – System-spezialisiert. Diese Spezialisierung von Neuronen in Bezug auf neu gebildete Systeme ist konstant. Auf diese Weise, neues System entpuppt sich als „Ergänzung“ zu den zuvor gebildeten, „Schichtung“ auf ihnen. Dieser Vorgang wird aufgerufen sekundäre Systemogenese .

Folgende Bestimmungen der System-Evolutionstheorie:
über das Vorhandensein einer großen Anzahl von "stummen" Zellen im Gehirn von Tieren verschiedener Arten;
über die Erhöhung der Anzahl aktiver Zellen während des Trainings;
dass neu gebildete neuronale Spezialisierungen konstant bleiben
dass Lernen darin besteht, neue Neuronen zu rekrutieren, anstatt alte neu zu trainieren,
stimmen mit den Daten überein, die bei der Arbeit einer Reihe von Laboratorien gewonnen wurden.

Unabhängig davon möchte ich darauf hinweisen, dass nach modernen Konzepten der Psychophysiologie und Systemevolutionstheorie die Anzahl und Zusammensetzung der Funktionssysteme eines Individuums sowohl durch die Prozesse der evolutionären Anpassung, die sich im Genom widerspiegeln, als auch durch bestimmt wird individuelles lebenslanges Lernen.

Mittels Simulationsmodellierung wird die Theorie funktionaler Systeme erfolgreich untersucht und darauf aufbauend verschiedene Modelle der adaptiven Verhaltenssteuerung aufgebaut.

Anstelle eines Fazits

Die Theorie der funktionalen Systeme war einst die erste, die das Konzept der Zweckmäßigkeit des Verhaltens einführte, indem sie die Vorhersage des Ergebnisses mit seinen tatsächlichen Parametern verglich, sowie Lernen als eine Möglichkeit, die Diskrepanz des Körpers mit der Umgebung zu beseitigen. Viele Bestimmungen dieser Theorie bedürfen bereits einer erheblichen Überarbeitung und Anpassung unter Berücksichtigung neuer experimenteller Daten. Bis heute ist diese Theorie jedoch eine der am weitesten entwickelten und biologisch angemessenen.

Ich möchte noch einmal darauf hinweisen, dass aus meiner Sicht eine Weiterentwicklung des KI-Bereichs ohne eine enge Zusammenarbeit mit Neurowissenschaftlern, ohne den Aufbau neuer Modelle auf der Grundlage leistungsfähiger Theorien nicht möglich ist.

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Was ist ein funktionales system ?

In diesem Aufsatz muss ich so klar und kurz wie möglich die grundlegenden Konzepte der Theorie von P.K. Anokhin über funktionale Systeme als Prinzipien der Lebenstätigkeit. Daher ist es notwendig, vor dem Zerlegen der Komponenten des Systems hervorzuheben, was es ist und wofür es funktioniert.

Die wichtigsten physiologischen Gesetze solcher Systeme wurden bereits 1935 von Anokhins Labor formuliert, d.h. lange bevor die ersten Arbeiten zur Kybernetik veröffentlicht wurden, aber die Bedeutung der Veröffentlichungen entsprach den Prinzipien, die Anokhin später hervorhob. Funktionssysteme entsprechen in ihrer Architektur vollständig jedem kybernetischen Modell mit Rückkopplung, und daher wird das Studium der Eigenschaften verschiedener Funktionssysteme des Körpers, der Vergleich der Rolle von besonderen und allgemeinen Gesetzen in ihnen zweifellos dazu dienen Kenntnis von Systemen mit automatischer Regelung.

“Unter einem funktionellen System verstehen wir eine solche Kombination von Prozessen und Mechanismen, die, dynamisch in Abhängigkeit von einer gegebenen Situation gebildet, sicherlich zu einem endgültigen Anpassungseffekt führen wird, der für den Organismus gerade in dieser bestimmten Situation nützlich ist. ” . Das heißt, sie wollen uns in obiger Formulierung vermitteln, dass ein funktionelles System aus solchen Apparaten und Mechanismen zusammengesetzt sein kann, die anatomisch sehr weit voneinander entfernt sein können. Es stellt sich heraus, dass die Zusammensetzung des Funktionssystems (im Folgenden FS) und die Richtung seiner Aktivität wird weder durch das Organ noch durch die anatomische Nähe der Komponenten bestimmt, sondern durch die Dynamik der Assoziation, die nur von der Qualität der angepassten Endwirkung diktiert wird.

In einigen Fällen wird die Bildung von selbstregulierenden Systemen als " biologische Regulierung ” ( Wagner, 1958), aber nur, wenn Selbstregulierung in Bezug auf Lebewesen in Betracht gezogen wurde. Aber unabhängig von der Bezeichnung müssen diese verschiedenen Assoziationsformen, um eine angepasste Bedeutung für den Organismus zu erlangen, in jedem Fall alle Eigenschaften aufweisen, die wir für FS formulieren. Es stellt sich heraus, dass PS nicht nur für die Großhirnrinde oder sogar für das gesamte Gehirn gilt. Sie ist in ihrem Wesen. zentral-periphere Bildung, in dem Impulse sowohl vom Zentrum zur Peripherie als auch von der Peripherie zum Zentrum zirkulieren ( umgekehrte Afferenzierung), die eine kontinuierliche Information des Zentralnervensystems über die an der Peripherie erzielten Ergebnisse erzeugt.

Es ist auch notwendig, die Basis oder den "Lebensknoten" jeder FS - ein extrem eng verbundenes Funktionspaar - zu charakterisieren. die endgültige Wirkung des Systems und der Vorrichtung zur Beurteilung der Hinlänglichkeit oder Unzulänglichkeit dieser Wirkung mit Hilfe spezieller Rezeptorbildungen. Allgemein, “ ultimativer adaptiver Effekt ” dient den grundlegenden Aufgaben des Überlebens des Organismus und ist bis zu einem gewissen Grad lebenswichtig. Diese Position ist absolut zutreffend, wenn es um Vitalfunktionen geht, wie z. B.: Atmung, osmotischer Blutdruck, Blutdruck, Blutzuckerkonzentration usw. Hier ist das FS eine verzweigte physiologische Organisation, die sich ausmacht spezifischer physiologischer Apparat, die dazu dienen, die lebenswichtigen Konstanten des Körpers aufrechtzuerhalten (Homöostase) diese. Umsetzung des Prozesses der Selbstregulierung. Bei FS gilt dies nicht nur für Systeme mit konstanter Endlichkeit, die meist angeborene Mechanismen besitzen.

Der Hauptunterschied in der Konstruktion und Organisation dieser Art von System ist seine extreme oder basierte Bildung bedingter Reflex. Trotz dieser unterschiedlichen qualitativen Unterschiede haben jedoch alle FS die gleichen architektonischen Merkmale, und der Beweis dafür ist das „FS ist wirklich das universelle Prinzip der Organisation von Prozessen und Mechanismen, das zum Erreichen des endgültigen Anpassungseffekts führt ”. Es ist allgemein anerkannt, dass FS als eine Einheit menschlicher integrativer Aktivität betrachtet wird.

Mit Hilfe von P.K. Anokhin formulierte die Hauptpostulate in der allgemeinen Theorie von FS.

Postuliere eins

Der führende systembildende Faktor von FS auf jeder Organisationsebene ist ein adaptives Ergebnis, das für das Leben des Organismus nützlich ist.

Postulat zwei

Jedes Funktionssystem des Körpers ist auf der Grundlage des Prinzips der Selbstregulierung aufgebaut: Die Abweichung des Ergebnisses von dem Niveau, das eine normale Lebenstätigkeit gewährleistet, durch die Aktivität des entsprechenden Funktionssystems, ist selbst der Grund für die Wiederherstellung des Optimalen Niveau dieses Ergebnisses.

Postulat drei

Funktionssysteme sind zentral-periphere Gebilde, die verschiedene Organe und Gewebe selektiv kombinieren, um für den Körper nützliche Anpassungsergebnisse zu erzielen.

Viertes Postulat

Funktionssysteme verschiedener Ebenen sind durch isomorphe Organisation gekennzeichnet: Sie haben die gleiche Art von Architektur.

Fünftes postulieren

Einzelne Elemente in Funktionssystemen interagieren, um ihre wohltuende Wirkung für den Körper zu erzielen.

Postulat sechs

Funktionale Systeme und ihre Einzelteile reifen selektiv im Prozess der Ontogenese und spiegeln damit die allgemeinen Muster der Systemogenese wider.

Nun wissen wir, dass FS eine Organisation aktiver Elemente in einem Zusammenhang ist, der darauf abzielt, ein Nützliches zu erreichen adaptiv Ergebnis. Es muss davon ausgegangen werden, dass es an der Zeit ist, die im System enthaltenen Konzepte zu analysieren, da dies das Hauptthema ist.

Grundlegende Konzepte in der Theorie von FS.

Die Grundbegriffe der FS lassen sich nach verschiedenen Quellen unterschiedlich unterscheiden. Zunächst geben wir das klassische Schema des Systems selbst an und analysieren dann seine einzelnen Konzepte.

1) Reiz auslösen (sonst Reizung).

2) Situationsafferentationen.

3) Erinnerung.

4) Dominierende Motivation.

5) Afferente Synthese.

6) Eine Entscheidung treffen.

7) Aktionsergebnis-Akzeptor.

8) Aktionsprogramm.

9) Efferente Erregungen.

10) Aktion.

11) Das Ergebnis der Aktion.

12) Ergebnisparameter

13) Umgekehrte Afferenzierung.

Wenn ich nichts vergessen habe, dann funktioniert das System in dieser Anordnung. Nur in vielen Werken werden solche Teile des Systems nicht einmal erwähnt wie: Installationsafferentation, Startreiz. Dies wird durch einen einzigen Satz ersetzt - afferente Synthese. Es stellt die Anfangsphase eines Verhaltensaktes beliebiger Komplexität dar und ist folglich auch der Beginn der Arbeit der FS. Die Bedeutung der afferenten Synthese liegt darin, dass sie alle nachfolgenden Verhaltensweisen des Organismus bestimmt. Die Hauptaufgabe dieser Phase besteht darin, die erforderlichen Informationen über verschiedene Parameter der äußeren Umgebung zu sammeln. Dank ihm wählt der Körper aus einer Vielzahl von äußeren und inneren Reizen die wichtigsten aus und schafft das Ziel des Verhaltens. (man muss davon ausgehen, dass hier der Mechanismus der dominanten Motivation parallel wirkt) . Ich glaube, dass die vorherrschende Motivation im Moment Handlungen sind, die darauf abzielen, alle Bedürfnisse, Notwendigkeiten und Wünsche zu lösen und zu befriedigen, die alle anderen Motive überwiegen. Da die Auswahl solcher Informationen sowohl vom Verhaltensziel als auch von früheren Lebenserfahrungen beeinflusst wird, erfolgt die afferente Synthese immer individuell. Ich habe bereits erwähnt, dass das Stadium der afferenten Synthese mehr als eine Komponente umfasst. Nach den Daten Installationsafferentation und mit der hilfe dominierende Motivation, basierend auf den Erfahrungen in Erinnerung, es wird entschieden, was zu tun ist. Es passiert in Entscheidungsblock. Treffen mehrere auslösende Reize auf einmal auf diesen Block, sollte eine Entscheidung über die dominante Vorgehensweise getroffen werden. (aber manchmal über dominante, also mehrere) und Starten in das Ausführungsprogramm, der Rest sollte verworfen und aufgelöst werden, da er nicht mehr funktionsfähig ist. Es erfolgt ein Übergang zur Bildung eines Aktionsprogramms, das die spätere Umsetzung einer Aktion aus einer Menge potenziell möglicher Aktionen sicherstellt. Eine Kopie der gewählten Lösung wird an den Akzeptorblock des Ergebnisses der Aktionen übergeben, und die Hauptinformationen werden an den Block gesendet Efferente Synthese. Der Befehl, dargestellt durch einen Komplex von efferenten Erregungen, wird an das Peripheriegerät gesendet Exekutivorgane und in Aktion übersetzt. Dieser Block enthält bereits eine Reihe von Standardprogrammen, die im Laufe der Erfahrung von Individuen und Arten ausgearbeitet wurden, um positive Ergebnisse zu erzielen. Die Aufgabe des Blocks ist im Moment, das am besten geeignete Programm zu ermitteln und „anzuschließen“. Ein wichtiges Merkmal von FS sind seine individuellen und wechselnden Anforderungen an die Afferenzierung. Es ist die Quantität und Qualität afferenter Impulse, die den Grad der Komplexität, Beliebigkeit oder Automatisierung eines Funktionssystems charakterisiert.

Die Aufgaben, die im Entscheidungsblock zur Ausführung geplant und mit der Umsetzung begonnen wurden, sollten als Programm bezeichnet werden. Wozu dient das Programm? Die Antwort wurde bereits oben gegeben, aus dem gleichen Grund, aus dem das System existiert – um das ultimative Ziel zu erreichen. Das praktischer Teil Systeme im Gegensatz zur strategischen afferenten Synthese. Aber das Programm für alle äußeren Einflüsse kann das Ziel nicht erreichen. Warum das ganze System zerstören und deswegen ein neues errichten? Es würde nicht funktionieren, eine schlechte Anpassungsfähigkeit bieten und mehr Zeit in Anspruch nehmen. Das System verhält sich auf diese Weise nicht schon beim Ausführen des Programms, das Akzeptant des Ergebnisses. Es speichert immer eine Kopie der zuvor erhaltenen Lösung. Es ist ein notwendiger Bestandteil der FS – es ist der zentrale Apparat zur Bewertung der Ergebnisse und Parameter einer noch nicht erfolgten Handlung. Nehmen wir an, dass eine bestimmte Verhaltenshandlung durchgeführt werden soll, und bereits vor ihrer Umsetzung wird eine Vorstellung davon oder ein Bild des erwarteten Ergebnisses modelliert. Im Zuge einer realen Handlung gehen vom Akzeptor efferente Signale zu den nervösen motorischen Strukturen, die für das Erreichen des notwendigen Ziels sorgen. Gehen wir davon aus, dass durch irgendwelche Einflüsse der Installationsafferentation die Lebensdauer des gesamten Systems gefährdet ist, so korrigiert der Akzeptor das Programm gleich im Laufe seiner Ausführung und entsprechend mit den Änderungen. Und der Erfolg / Misserfolg einer Verhaltenshandlung wird durch die afferenten Impulse signalisiert, die von allen Rezeptoren zum Gehirn kommen, die die aufeinanderfolgenden Stadien einer bestimmten Handlung registrieren. (umgekehrte Afferenzierung). Die Bewertung einer Verhaltenshandlung im Allgemeinen und im Detail ist ohne solche genauen Informationen über die Ergebnisse jeder der Handlungen unmöglich. Um die Umsetzung jeder Verhaltenshandlung zu gewährleisten, ist es notwendig, diesen Mechanismus zu haben. Darüber hinaus wäre der Organismus höchstwahrscheinlich in den ersten Stunden aufgrund unzureichender Maßnahmen gestorben, wenn ein solcher Mechanismus nicht existiert hätte.

Die Theorie der Funktionssysteme beschreibt die Organisation von Lebensvorgängen in einem integralen Organismus, der mit der Umwelt interagiert.

Diese Theorie wurde während der Untersuchung der Kompensationsmechanismen für beeinträchtigte Körperfunktionen entwickelt. Wie P. K. Anokhin gezeigt hat, mobilisiert die Kompensation eine beträchtliche Anzahl verschiedener physiologischer Komponenten - zentrale und periphere Formationen, die funktionell miteinander kombiniert werden, um eine nützliche, adaptive Wirkung zu erzielen, die für einen lebenden Organismus zu einem bestimmten Zeitpunkt erforderlich ist. Eine solch breite funktionale Assoziation von unterschiedlich lokalisierten Strukturen und Prozessen, um das endgültige adaptive Ergebnis zu erhalten, wurde als „funktionales System“ bezeichnet.

Ein funktionelles System (FS) ist eine Einheit der integrativen Aktivität des gesamten Organismus, einschließlich Elementen verschiedener anatomischer Zugehörigkeiten, die aktiv miteinander und mit der Umgebung interagieren, um ein nützliches, adaptives Ergebnis zu erzielen.

Ein adaptives Ergebnis ist ein bestimmtes Verhältnis des Organismus und der äußeren Umgebung, das die darauf gerichtete Aktion stoppt und es ermöglicht, die nächste Verhaltenshandlung durchzuführen. Ein Ergebnis zu erzielen bedeutet, das Verhältnis zwischen Organismus und Umwelt in eine für den Organismus vorteilhafte Richtung zu verändern.

Das Erreichen eines adaptiven Ergebnisses in einem FS erfolgt mithilfe spezifischer Mechanismen, von denen die wichtigsten sind:

Afferente Synthese aller Informationen, die in das Nervensystem gelangen;

Treffen einer Entscheidung bei gleichzeitiger Bildung eines Apparats zur Vorhersage des Ergebnisses in Form eines afferenten Modells der Ergebnisse einer Handlung;
- tatsächliche Handlung;
- Vergleich basierend auf Feedback afferentes Modell des Akzeptors der Ergebnisse der Aktion und der Parameter der durchgeführten Aktion;
Korrektur des Verhaltens bei Nichtübereinstimmung zwischen realen und idealen (vom Nervensystem modelliert) Aktionsparametern.

Die Zusammensetzung eines Funktionssystems wird nicht durch die räumliche Nähe der Strukturen oder ihre anatomische Zugehörigkeit bestimmt. FS kann sowohl nahe als auch entfernt gelegene Körperstrukturen umfassen. Dabei kann es sich um einzelne Teile beliebiger anatomisch integraler Systeme und sogar um Teile einzelner ganzer Organe handeln. Gleichzeitig kann eine separate Nervenzelle, ein Muskel, ein Teil eines Organs, das gesamte Organ durch ihre Aktivität nur dann an der Erzielung eines nützlichen Anpassungsergebnisses teilnehmen, wenn sie in das entsprechende Funktionssystem einbezogen werden. Der Faktor, der die Selektivität dieser Verbindungen bestimmt, ist die biologische und physiologische Architektur des PS selbst, und das Kriterium für die Wirksamkeit dieser Assoziationen ist das adaptive Endergebnis.

Da für jeden lebenden Organismus die Anzahl möglicher Anpassungssituationen im Prinzip unbegrenzt ist, kann dieselbe Nervenzelle, Muskel, Teil eines Organs oder das Organ selbst Teil mehrerer Funktionssysteme sein, in denen sie unterschiedliche Funktionen erfüllen.

Bei der Untersuchung der Interaktion eines Organismus mit der Umwelt ist die Analyseeinheit also ein ganzheitliches, dynamisch organisiertes Funktionssystem. Arten und Komplexitätsgrade von FS. Funktionale Systeme haben unterschiedliche Spezialisierungen. Manche sind für die Atmung zuständig, andere für die Bewegung, wieder andere für die Ernährung usw. FS können verschiedenen hierarchischen Ebenen angehören und unterschiedlich komplex sein: Einige von ihnen sind charakteristisch für alle Individuen einer bestimmten Art (und sogar anderer Arten); andere sind individuell, d.h. werden im Prozess der Bewältigung von Erfahrungen für das Leben geformt und bilden die Grundlage des Lernens.

Hierarchie - die Anordnung von Teilen oder Elementen des Ganzen in der Reihenfolge von der höchsten zur niedrigsten, und jede höhere Ebene ist mit besonderen Kräften in Bezug auf die niedrigeren ausgestattet. Heterarchie ist das Prinzip der Interaktion zwischen Ebenen, wenn keine von ihnen eine dauerhafte Führungsrolle hat und ein Koalitionsverband von immer höheren Ebenen zulässig ist. niedrigere Level zu einem einzigen Handlungssystem.

Funktionale Systeme unterscheiden sich im Grad der Plastizität, d.h. durch die Fähigkeit, ihre Bestandteile zu ändern. Beispielsweise besteht das PS der Atmung hauptsächlich aus stabilen (angeborenen) Strukturen und hat daher eine geringe Plastizität: In der Regel sind am Atemakt die gleichen zentralen und peripheren Komponenten beteiligt. Gleichzeitig ist der FS, der die Bewegung des Körpers bereitstellt, plastisch und kann die Komponentenbeziehungen ganz einfach neu anordnen (Sie können etwas erreichen, rennen, springen, kriechen).

afferente Synthese. Erstphase Verhaltensakt beliebiger Komplexität, und folglich ist der Beginn der Arbeit des FS eine afferente Synthese. Afferente Synthese ist der Prozess der Auswahl und Synthese verschiedener Signale Umgebung und der Erfolgsgrad der Aktivität des Organismus unter seinen Bedingungen, auf deren Grundlage der Zweck der Aktivität, seine Verwaltung gebildet wird.

Die Bedeutung der afferenten Synthese liegt in der Tatsache, dass dieses Stadium alles nachfolgende Verhalten des Organismus bestimmt. Die Aufgabe dieser Phase besteht darin, die erforderlichen Informationen über verschiedene Parameter der äußeren Umgebung zu sammeln. Dank der afferenten Synthese wählt der Körper aus einer Vielzahl äußerer und innerer Reize die wichtigsten aus und schafft das Ziel des Verhaltens. Da die Auswahl solcher Informationen sowohl vom Verhaltensziel als auch von bisherigen Lebenserfahrungen beeinflusst wird, ist die afferente Synthese immer individuell. In diesem Stadium interagieren drei Komponenten: motivationale Erregung, situative Afferenzierung (d. h. Informationen über die äußere Umgebung) und Spuren vergangener Erfahrungen, die aus dem Gedächtnis abgerufen werden.

Motivation - Impulse, die die Aktivität des Körpers verursachen und seine Richtung bestimmen. Motivationserregung tritt im Zentralnervensystem auf, wenn bei einem Tier oder einer Person ein Bedürfnis auftritt. Es ist ein notwendiger Bestandteil jedes Verhaltens, das immer darauf abzielt, das vorherrschende Bedürfnis zu befriedigen: vital, sozial oder ideal. Die Bedeutung der motivationalen Erregung für die afferente Synthese wird schon dadurch deutlich, dass ein konditioniertes Signal seine Fähigkeit verliert, zuvor entwickeltes Verhalten hervorzurufen (z. B. ein Hund kommt zu einer bestimmten Futterstelle, um Futter zu holen), wenn das Tier bereits gut gefüttert ist und daher fehlt es an motivierender Erregung durch Nahrung.

Eine besondere Rolle bei der Bildung der afferenten Synthese spielt die motivationale Erregung. Alle Informationen, die in das zentrale Nervensystem gelangen, korrelieren mit dem dominanten In gegebene Zeit Motivationale Erregung, die sozusagen ein Filter ist, der das Notwendige auswählt und das Unnötige für ein bestimmtes Motivationssetting verwirft.

Situationsafferentation ist Information über die äußere Umgebung. Als Ergebnis der Verarbeitung und Synthese von Umweltreizen wird entschieden, was zu tun ist, und es erfolgt ein Übergang zur Bildung eines Aktionsprogramms, das die Auswahl und anschließende Umsetzung einer Aktion aus einer Vielzahl potenziell möglicher Aktionen sicherstellt. Der Befehl, repräsentiert durch einen Komplex efferenter Erregungen, wird an die peripheren Exekutivorgane gesendet und in der entsprechenden Aktion verkörpert. Ein wichtiges Merkmal von FS sind seine individuellen und wechselnden Anforderungen an die Afferenzierung. Es ist die Quantität und Qualität afferenter Impulse, die den Grad der Komplexität, Beliebigkeit oder Automatisierung eines Funktionssystems charakterisiert. Der Abschluss der Phase der afferenten Synthese wird begleitet von einem Übergang zur Phase der Entscheidungsfindung, die die Art und Richtung des Verhaltens bestimmt. Die Entscheidungsphase wird durch eine besondere, wichtige Phase einer Verhaltenshandlung realisiert - die Bildung eines Apparats zum Akzeptieren der Ergebnisse einer Handlung.

Notwendiger Bestandteil der FS ist der Handlungsergebnisakzeptor – der zentrale Apparat zur Bewertung der Ergebnisse und Parameter einer noch nicht erfolgten Handlung. So hat ein lebender Organismus bereits vor der Durchführung einer Verhaltenshandlung eine Vorstellung davon, eine Art Modell oder Bild des erwarteten Ergebnisses.

Eine Verhaltenshandlung ist ein Segment eines Verhaltenskontinuums von einem Ergebnis zu einem anderen Ergebnis. Das Verhaltenskontinuum ist eine Abfolge von Verhaltenshandlungen. Im Zuge einer realen Handlung gehen vom Akzeptor efferente Signale zu den nervösen und motorischen Strukturen, die das Erreichen des notwendigen Ziels sicherstellen. Der Erfolg oder Misserfolg einer Verhaltenshandlung wird durch afferente Impulse signalisiert, die von allen Rezeptoren ins Gehirn gelangen, die die aufeinanderfolgenden Stadien einer bestimmten Handlung registrieren (umgekehrte Afferenzierung). Umgekehrte Afferenzierung ist ein Prozess der Verhaltenskorrektur, der auf Informationen basiert, die das Gehirn von außen über die Ergebnisse laufender Aktivitäten erhält. Die Bewertung einer Verhaltenshandlung im Allgemeinen und im Detail ist ohne solche genauen Informationen über die Ergebnisse jeder der Handlungen unmöglich. Dieser Mechanismus ist für die erfolgreiche Umsetzung jeder Verhaltenshandlung unbedingt erforderlich.

Jedes FS hat die Fähigkeit zur Selbstregulierung, die ihm als Ganzes innewohnt. Bei einem möglichen Defekt im FS werden die Komponenten seiner Komponenten schnell beschleunigt, so dass das gewünschte Ergebnis, wenn auch weniger effizient (sowohl in Zeit als auch in Energiekosten), immer noch erreicht würde.

Die wichtigsten Funktionen von FS. P. K. Anokhin formulierte die folgenden Merkmale eines funktionalen Systems:

1) FS ist in der Regel eine zentral-periphere Formation und wird somit zu einem spezifischen Apparat der Selbstregulierung. Sie erhält ihre Einheit auf der Grundlage der Zirkulation von Informationen von der Peripherie zu den Zentren und von den Zentren zur Peripherie.
2) Die Existenz eines FS ist notwendigerweise mit der Existenz eines klar definierten adaptiven Effekts verbunden. Dieser letzte Effekt bestimmt die eine oder andere Verteilung von Erregung und Aktivität über das Funktionssystem als Ganzes.
3) Das Vorhandensein von Rezeptorapparaten ermöglicht es, die Ergebnisse der Wirkung eines funktionellen Systems zu bewerten. In einigen Fällen können sie angeboren sein, in anderen - im Laufe des Lebens entwickelt.
4) Jeder adaptive Effekt des FS (d. h. das Ergebnis einer vom Körper durchgeführten Aktion) bildet einen Fluss von umgekehrten Afferenzen, die alle visuellen Zeichen (Parameter) der erzielten Ergebnisse in ausreichendem Detail darstellen. In dem Fall, dass bei der Auswahl des effektivsten Ergebnisses diese umgekehrte Afferenzierung die erfolgreichste Aktion verstärkt, wird sie zu einer „sanktionierenden“ (definierenden) Afferenzierung.
5) Funktionssysteme, auf deren Grundlage die Anpassungsaktivität neugeborener Tiere an ihre charakteristischen Umweltfaktoren alle oben genannten Merkmale aufweist und zum Zeitpunkt der Geburt architektonisch ausgereift ist. Daraus folgt, dass die Vereinigung der FS-Teile (das Prinzip der Konsolidierung) zu einem bestimmten Zeitpunkt der fötalen Entwicklung sogar vor dem Moment der Geburt funktionell vollständig sein sollte.

Bedeutung der FS-Theorie für die Psychologie. Die Theorie der Funktionssysteme hat von ihren Anfängen an Anerkennung in der naturwissenschaftlichen Psychologie gefunden. In der konvexsten Form die Bedeutung einer neuen Entwicklungsstufe Nationale Physiologie wurde von A. R. Luria (1978) formuliert.

Er glaubte, dass die Einführung der Theorie der Funktionssysteme einen neuen Ansatz zur Lösung vieler Probleme bei der Organisation der physiologischen Grundlagen des Verhaltens und der Psyche ermöglicht.

Dank der FS-Theorie:

An die Stelle eines vereinfachten Verständnisses des Stimulus als einziger Ursache des Verhaltens traten komplexere Vorstellungen über die verhaltensbestimmenden Faktoren, unter Einbeziehung von Modellen der geforderten Zukunft oder des Bildes des erwarteten Ergebnisses.
- eine Vorstellung über die Rolle der „umgekehrten Afferenzierung“ und ihre Bedeutung für weiteres Schicksal der ausgeführten Handlung, ändert letztere das Bild radikal und zeigt, dass alles weitere Verhalten von der ausgeführten Handlung abhängt.
- Das Konzept eines neuen Funktionsapparates wurde eingeführt, der das anfängliche Bild des erwarteten Ergebnisses mit der Wirkung der realen Handlung vergleicht - der "Akzeptor" der Ergebnisse der Handlung. Der Akzeptor der Handlungsergebnisse ist ein psychophysiologischer Mechanismus zur Vorhersage und Bewertung der Handlungsergebnisse, der im Entscheidungsprozess funktioniert und auf der Grundlage der Korrelation mit dem Modell des erwarteten Ergebnisses im Gedächtnis handelt.

PK Anochin näherte sich der Analyse der physiologischen Mechanismen der Entscheidungsfindung. Die FS-Theorie ist ein Modell der Ablehnung der Reduktionstendenz die komplexesten Formen geistige Aktivität zu isolierten elementaren physiologischen Prozessen und ein Versuch, eine neue Lehre von den physiologischen Grundlagen aktiver Formen geistiger Aktivität zu schaffen. Es sollte jedoch betont werden, dass es trotz der Bedeutung der FS-Theorie für die moderne Psychologie viele strittige Fragen im Zusammenhang mit dem Umfang ihrer Anwendung gibt.

So wurde wiederholt festgestellt, dass die universelle Theorie der Funktionssysteme in Bezug auf die Psychologie spezifiziert werden muss und eine sinnvollere Entwicklung im Prozess der Untersuchung der Psyche und des menschlichen Verhaltens erfordert. Sehr solide Schritte in diese Richtung wurden von V. B. Shvyrkov (1978, 1989), V. D. Shadrikov (1994, 1997) unternommen. Es wäre verfrüht zu behaupten, dass die FS-Theorie zum wichtigsten Forschungsparadigma in der Psychophysiologie geworden ist. Es gibt stabile psychologische Konstrukte und Phänomene, die im Kontext der Theorie funktionaler Systeme nicht die notwendige Begründung erhalten. Es geht umüber das Problem des Bewusstseins, dessen psychophysiologische Aspekte derzeit sehr produktiv entwickelt werden.

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Theorie des Funktionssystems PK (Anochin). Funktionelles Verhaltenssystem.

Die Theorie des Funktionssystems von Petr Kuzmich Anokhin wurde in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt. Es entstand als natürliches Stadium in der Entwicklung der Reflextheorie.

Die Theorie der Funktionssysteme beschreibt die Organisation von Lebensvorgängen in einem integralen Organismus, der mit der Umwelt interagiert.

Das Hauptpostulat der Reflextheorie war das Postulat des Leitwertes des Reizes, der durch Erregung des entsprechenden Reflexbogens eine Reflexwirkung hervorruft. Die höchste Blüte der Reflextheorie ist die Lehre von I.P. Pavlova auf höhere nervöse Aktivität. Im Rahmen der Reflextheorie ist es jedoch schwierig, die Mechanismen der zielgerichteten Aktivität des Organismus, das Verhalten von Tieren, zu beurteilen. IP Pavlov gelang es, das Prinzip der Konsistenz in Vorstellungen über die Regulation von Funktionen durch das Nervensystem einzuführen. Sein Schüler P. K. Anokhin und dann der Schüler von P. K. Anokhin, Akademiemitglied Konstantin Viktorovich Sudakov, entwickelten sich moderne Theorie funktionales System.

Die Darstellung der Hauptbestimmungen der Theorie erfolgt nach KV Sudakov.

1. Der bestimmende Moment der Aktivität verschiedener funktioneller Systeme, die für die Homöostase und verschiedene Verhaltensformen von Tieren und Menschen sorgen, ist nicht die Aktion selbst (und noch mehr nicht der Stimulus für diese Aktion - der Stimulus), sondern das Ergebnis davon Aktion, die für das System und den gesamten Organismus nützlich ist.

2. Die initiierende Rolle bei der Gestaltung zielgerichteten Verhaltens gehört zu den initialen Bedürfnissen, die spezielle Funktionssysteme einschließlich Motivationsmechanismen organisieren und auf ihrer Grundlage genetisch bedingte oder individuell erworbene Verhaltensprogramme mobilisieren.

3. Jedes Funktionssystem baut auf dem Prinzip der Selbstregulation auf, wonach jede Trennung des Ergebnisses der Aktivität des Funktionssystems von der Ebene, die den normalen Stoffwechsel gewährleistet, selbst (Abweichung) ein Anreiz ist, das entsprechende System zu mobilisieren Mechanismen, die darauf abzielen, ein Ergebnis zu erzielen, das die entsprechenden Bedürfnisse befriedigt.

4. Funktionelle Systeme kombinieren selektiv verschiedene Organe und Gewebe, um das effektive Funktionieren des Körpers sicherzustellen.

5. In funktionellen Systemen erfolgt eine ständige Bewertung des Aktivitätsergebnisses durch umgekehrte Afferenzierung.

6. Die Architektur eines funktionalen Systems ist viel komplexer als ein Reflexbogen. Der Reflexbogen ist nur ein Teil des Funktionssystems.

7. In der zentralen Struktur funktionaler Systeme bildet sich neben dem linearen Prinzip der Erregungsausbreitung eine spezielle Integration fortgeschrittener Erregungen, die die Eigenschaften des Endergebnisses der Aktivität programmiert.

Laut P. K. Anokhin kann nur ein solcher Komplex von Komponenten, die selektiv daran beteiligt sind, ein System genannt werden, in dem Interaktion und Beziehungen den Charakter einer gegenseitigen Unterstützung von Komponenten annehmen, die darauf abzielen, ein fokussiertes nützliches Ergebnis zu erzielen. Das Ergebnis ist ein integraler und entscheidender Bestandteil des Systems, ein Werkzeug, das ein geordnetes Zusammenspiel aller Komponenten schafft.

Funktionelle Systeme (Verdauung, Ausscheidung, Blutkreislauf) sind aus Sicht des Akademikers Anokhin dynamische selbstregulierende Organisationen aller konstituierenden Elemente, deren Aktivität der Erzielung von Anpassungsergebnissen, die für den Körper lebenswichtig sind, untergeordnet ist.

Herkömmlicherweise unterscheidet KV Sudakov drei Gruppen adaptiver Ergebnisse.

Leitindikatoren der inneren Umgebung, die den normalen Stoffwechsel von Geweben bestimmen (Erhaltung von Konstanten der inneren Umgebung, Homöostase);

Die Ergebnisse von Verhaltensaktivitäten, die grundlegende biologische Bedürfnisse befriedigen (Interaktion eines Individuums mit der Umwelt, Suche nach Nahrung);

Die Ergebnisse der Herdenaktivitäten von Tieren, die den Bedürfnissen der Gemeinschaft entsprechen (Erhaltung der Art);

Für eine Person ist auch die vierte Ergebnisgruppe charakteristisch:

Die Ergebnisse der sozialen Aktivität einer Person, die ihre sozialen Bedürfnisse aufgrund ihrer Position in einer bestimmten sozioökonomischen Formation befriedigen.

Da es im gesamten Organismus viele nützliche Anpassungsergebnisse gibt, die verschiedene Aspekte seines Stoffwechsels liefern, existiert der Organismus aufgrund der kombinierten Aktivität vieler funktioneller Systeme. Aufgrund der Existenz einer Ergebnishierarchie gibt es ein Konzept einer Hierarchie funktionaler Systeme.