El modelo más perfecto de la estructura de la conducta se establece en el concepto sistemas funcionales Piotr Kuzmich Anokhin (1898-1974).

Estudiando la estructura fisiológica de un acto conductual, P.K. Anokhin llegó a la conclusión de que es necesario distinguir entre mecanismos privados de integración cuando estos mecanismos privados entran en una interacción coordinada compleja entre sí. Están unidos, integrados en un sistema de orden superior, en una arquitectura integral de un acto conductual adaptativo. Este principio de integración de mecanismos privados fue llamado por él el principio de " sistema funcional».

Definiendo un sistema funcional como una organización dinámica y autorregulada que combina selectivamente estructuras y procesos basados ​​en mecanismos de regulación nerviosos y humorales para lograr resultados adaptativos que son beneficiosos para el sistema y el cuerpo como un todo, P.K. Anokhin extendió el contenido de este concepto a la estructura de cualquier comportamiento con propósito. Desde estas posiciones también se puede considerar la estructura de un acto motor separado.

El sistema funcional tiene un aparato morfofisiológico ramificado que, debido a sus leyes inherentes, proporciona tanto el efecto de homeostasis como el de autorregulación. Hay dos tipos de sistemas funcionales. 1. Sistemas funcionales del primer tipo. asegurar la constancia de ciertas constantes del ambiente interno debido al sistema de autorregulación, cuyos vínculos no van más allá de los límites del propio organismo. Un ejemplo es un sistema funcional para mantener constante la presión arterial, la temperatura corporal, etc. Dicho sistema, utilizando una variedad de mecanismos, compensa automáticamente los cambios resultantes en el entorno interno. 2. Sistemas funcionales del segundo tipo. utilizar un enlace externo de autorregulación. Proporcionan un efecto adaptativo debido a que salen del cuerpo a través de la comunicación con mundo exterior a través del cambio de comportamiento. Son los sistemas funcionales del segundo tipo los que subyacen a varios actos conductuales, varios tipos conducta.

Arquitectónica central de los sistemas funcionales, que determinan actos conductuales dirigidos a objetivos de diversos grados de complejidad, consta de las siguientes etapas consecutivas: -> síntesis aferente, -> toma de decisiones, -> aceptador de los resultados de una acción, -> síntesis eferente, -> formación de una acción y, finalmente, -> evaluación del resultado obtenido /

AFERENTE (del lat. afferens - trayendo), llevando hacia o dentro de un órgano (p. ej., arteria aferente); transmitir impulsos desde los órganos de trabajo (glándulas, músculos) al centro nervioso (fibras nerviosas aferentes o centrípetas). EFERENTE (del lat. efferens - sacar), sacar, quitar, transmitir impulsos desde los centros nerviosos a los órganos de trabajo, por ejemplo. Fibras nerviosas eferentes o centrífugas. ACEPTADOR (del lat. aceptador - aceptando).

Comienza un acto conductual de cualquier grado de complejidad. de la etapa de síntesis aferente. La excitación provocada por un estímulo externo no actúa aisladamente. Ciertamente interactúa con otras excitaciones aferentes que tienen un significado funcional diferente. El cerebro procesa continuamente todas las señales que llegan a través de numerosas canales sensoriales. Y solo como resultado de la síntesis de estas excitaciones aferentes, se crean las condiciones para la implementación de un determinado comportamiento con un propósito. El contenido de la síntesis aferente está determinado por la influencia de varios factores: excitación motivacional, memoria, aferencia situacional y desencadenante.

La excitación motivacional aparece en el sistema nervioso central como resultado de una u otra necesidad vital, social o ideal. La especificidad de la excitación motivacional está determinada por las características, el tipo de necesidad que la provocó. Es un componente necesario de cualquier comportamiento. La importancia de la excitación motivacional para la síntesis aferente ya se deriva del hecho de que la señal condicionada pierde su capacidad para evocar un comportamiento de búsqueda de alimentos previamente desarrollado (por ejemplo, un perro corriendo hacia el comedero para conseguir comida) si el animal ya está bien alimentado y , por lo tanto, carece de excitación alimentaria motivacional.

El papel de la excitación motivacional en la formación de la síntesis aferente está determinada por el hecho de que cualquier información entrante se correlaciona con la dominante en este momento excitación motivacional, que actúa como un filtro que selecciona lo más necesario para un determinado escenario motivacional. La motivación dominante como factor primario formador del sistema determina todas las etapas subsiguientes de la actividad cerebral en la formación de programas conductuales. La especificidad de las motivaciones determina la naturaleza y el "estado químico" de la integración intracentral y el conjunto de aparatos cerebrales involucrados. Como resultado útil de un determinado acto de comportamiento, se satisface una necesidad, es decir, Disminución del nivel de motivación.

La base neurofisiológica de la excitación motivacional es activación selectiva de varias estructuras nerviosas, creada principalmente por los sistemas límbico y reticular del cerebro. A nivel de la corteza, la excitación motivacional está representada por un patrón específico de excitación.

Los estímulos condicionados e incondicionados, los estímulos clave (una especie de halcón, un depredador de aves que provoca un comportamiento de vuelo, etc.) sirven como impulso para el despliegue de un determinado comportamiento o un acto de comportamiento separado. Estos estímulos tienen una función desencadenante. La imagen de excitación creada por estímulos biológicamente significativos en sistemas sensoriales, y hay una aferencia inicial. Sin embargo, la capacidad de los estímulos desencadenantes para iniciar el comportamiento no es absoluta. Depende del entorno y las condiciones en las que operan.

La influencia de la aferencia situacional sobre el reflejo condicionado se manifestó con mayor claridad en el estudio del fenómeno del estereotipo dinámico. En estos experimentos, el animal fue entrenado para realizar una serie de varios reflejos condicionados en un orden determinado. Después de un largo entrenamiento, resultó que cualquier estímulo condicionado aleatorio puede reproducir todos los efectos específicos característicos de cada estímulo en el sistema de estereotipo motor. Para ello, sólo es necesario que se siga en una secuencia de tiempo aprendida. Así, el orden de su ejecución adquiere una importancia decisiva a la hora de evocar reflejos condicionados en el sistema de un estereotipo dinámico. Por lo tanto, la aferencia situacional incluye no solo la excitación de un entorno estacionario, sino también la secuencia de excitaciones aferentes asociadas con este entorno. La aferencia situacional crea una excitación latente, que puede revelarse tan pronto como actúa el estímulo inicial. El significado fisiológico de la aferencia desencadenante es que, al revelar la excitación latente creada por la aferencia situacional, coincide con ciertos momentos de tiempo que son más convenientes desde el punto de vista de la conducta misma.

La influencia decisiva de la aferencia situacional en la respuesta refleja condicionada se mostró en los experimentos de I.I. Laptev, un empleado de P.K. Anokhin. En sus experimentos, la llamada de la mañana se reforzaba con la comida, y la misma llamada de la tarde iba acompañada de un golpe. corriente eléctrica. Como resultado, se desarrollaron dos reflejos condicionados diferentes: por la mañana, una reacción salival, por la noche, un reflejo defensivo. El animal ha aprendido a diferenciar dos conjuntos de estímulos que se diferencian únicamente en el componente temporal.

La síntesis aferente incluye así como el uso del aparato de memoria. Es evidente que el papel funcional de los estímulos desencadenantes y situacionales ya está determinado en cierta medida por la experiencia pasada del animal. Esta es tanto la memoria de la especie como la memoria individual adquirida como resultado del entrenamiento. En la etapa de síntesis aferente, se extraen y utilizan de la memoria precisamente aquellos fragmentos de la experiencia pasada que son útiles y necesarios para la conducta futura.

Así, sobre la base de la interacción de los mecanismos motivacionales, de excitación situacional y de memoria, los llamados integración o preparación para un determinado comportamiento. Pero para que se transforme en una conducta propositiva, es necesario actuar por parte de los estímulos desencadenantes. La aferencia desencadenante es el último componente de la síntesis aferente.

Los procesos de síntesis aferente, que abarcan la excitación motivacional, la activación y la aferencia situacional, el aparato de la memoria, se implementan mediante un mecanismo de modulación especial que proporciona el tono necesario de la corteza cerebral y otras estructuras cerebrales para ello. Este mecanismo regula y distribuye las influencias activadoras e inactivadoras que emanan de los sistemas límbico y reticular del cerebro. La expresión conductual del aumento del nivel de activación en el sistema nervioso central, creado por este mecanismo, es la aparición de reacciones de orientación-exploración y actividad de búsqueda del animal.

Finalización de la etapa de síntesis aferente. acompañado de una transición a la etapa de toma de decisiones, que determina el tipo y la dirección del comportamiento. La etapa de toma de decisiones se realiza a través de una etapa especial y muy importante de un acto de comportamiento: la formación de un aparato para aceptar los resultados de una acción. Este es un aparato que programa los resultados de eventos futuros. Actualiza la memoria innata e individual de un animal y una persona en relación con las propiedades de los objetos externos que pueden satisfacer la necesidad que ha surgido, así como los métodos de acción destinados a lograr o evitar el objeto objetivo. Muy a menudo, este aparato está programado con todo el camino de búsqueda en el entorno externo de los estímulos correspondientes.

Se supone que el aceptor de los resultados de una acción está representado por una red de neuronas intercaladas cubiertas por un anillo de interacción. La excitación, una vez en esta red, sigue circulando en ella durante mucho tiempo. Gracias a este mecanismo se logra la retención a largo plazo de la meta como principal regulador de la conducta.

Antes de que comience a llevarse a cabo la conducta dirigida a un objetivo, se desarrolla otra etapa del acto conductual: etapa del programa de acción o síntesis eferente . En esta etapa se lleva a cabo la integración de las excitaciones somáticas y vegetativas en un acto conductual holístico. Esta etapa se caracteriza por el hecho de que la acción ya se ha formado, pero exteriormente aún no se ha realizado.

La siguiente etapa es la implementación del programa de conducta . La excitación eferente llega a los mecanismos ejecutivos y se lleva a cabo la acción.

Gracias al aparato del aceptador de los resultados de una acción, en el que se programan el objetivo y los métodos de comportamiento, el cuerpo tiene la capacidad de compararlos con la información aferente entrante sobre los resultados y parámetros de la acción que se está realizando, es decir. con aferencia inversa. Son los resultados de la comparación los que determinan la posterior construcción de la conducta, o se corrige, o se detiene como si se lograra el resultado final.

Por lo tanto, si la señalización de la acción completada corresponde completamente a la información preparada contenida en el aceptador de la acción, entonces finaliza el comportamiento de búsqueda. La necesidad correspondiente está satisfecha. Y el animal se calma. En el caso de que los resultados de la acción no coincidan con el aceptante de la acción y se produzca su desajuste, aparece la actividad orientadora-investigadora. Como resultado de esto, se reconstruye la síntesis aferente, se toma una nueva decisión, se crea un nuevo aceptor de los resultados de la acción y se construye un nuevo programa de acción. Esto sucede hasta que los resultados del comportamiento coincidan con las propiedades del nuevo aceptador de acción. Y luego el acto de comportamiento termina con la última etapa de sanción: la satisfacción de la necesidad.

De este modo, En el concepto de un sistema funcional, el paso clave más importante que determina el desarrollo del comportamiento es la identificación de la meta del comportamiento. . Está representado por el aparato del aceptador de los resultados de la acción, que contiene dos tipos de imágenes que regulan el comportamiento: los objetivos mismos y las formas de lograrlos. La identificación de objetivos está asociada con la operación de toma de decisiones como la etapa final de la síntesis aferente.

El libro de texto destaca el concepto moderno y los fundamentos teóricos y metodológicos de la ecología médica, la sección más importante de rápido desarrollo de la ecología humana. Se dan las características médicas y ecológicas de la atmósfera, hidrosfera, litosfera. Se da la clasificación de los principales factores de riesgo ecológico del medio ambiente. Se consideran los principales problemas médicos y ambientales de la interacción humana con el entorno multifactorial de su hábitat, los patrones de respuesta del cuerpo a las influencias ambientales externas.

El libro de texto está destinado a estudiantes de medicina.

Libro:

... un organismo sin ambiente externo sustentar su existencia es imposible.

IM Sechenov

La condición para el desarrollo de los organismos vivos es su interacción con el medio ambiente. Los sistemas abiertos se consideran sistemas que pueden intercambiar energía, materia e información con los cuerpos circundantes. Un sistema abierto es siempre dinámico: constantemente se producen cambios en él y, naturalmente, él mismo está sujeto a cambios. Debido a la complejidad de estos sistemas, en ellos son posibles procesos de autoorganización, que sirven como inicio del surgimiento de estructuras cualitativamente nuevas y más complejas en su desarrollo.

La ontogénesis del cuerpo humano es un proceso continuo de movimiento constante destinado a mantener características cuantitativas y cualitativas en el cuerpo humano. Además, para una mayor autorrenovación y mantener el equilibrio dinámico del cuerpo, se necesitan sustancias, energía e información adicionales, que solo puede recibir cuando interactúa con el entorno externo. Explorando el cuerpo sistema abierto, es necesario considerarlo holísticamente, para establecer la interacción de sus partes o elementos constituyentes en el agregado.

En medicina, históricamente influenciado Ciencias Naturales, y lo más importante: estudios anatómicos, a pesar del proclamado (comenzando con los trabajos fundamentales de S. G. Zybelin, M. Ya. Mudrov, E. O. Mukhin, I. M. Sechenov, I. P. Pavlov y otros) el principio de integridad organismo, se ha desarrollado el pensamiento de órganos.

Cualquier libro de texto moderno sobre las disciplinas fundamentales más importantes, como anatomía, fisiología, histología y otras, se basa en el principio del órgano. Patología de órganos: esto, los pulmones, el hígado, el tracto gastrointestinal, los riñones, el cerebro, etc. se dividieron en especialidades de órganos. La patogénesis, el diagnóstico y el tratamiento están directamente relacionados con la función de órganos específicos, y la visión profesional de un médico, por regla general, se dirige principalmente a los órganos enfermos (Sudakov K.V., 1999).

P. K. Anokhin formuló nuevo enfoque a la comprensión de las funciones de todo el organismo. En lugar de la fisiología clásica de los órganos, que tradicionalmente sigue principios anatómicos, la teoría de los sistemas funcionales proclama la organización sistémica de las funciones humanas desde el nivel molecular hasta el social.

Sistemas funcionales(según: Anokhin P.K.) - organizaciones central-periféricas dinámicas autoorganizadas y autorreguladas, unidas por regulaciones nerviosas y humorales, todas componentes constituyentes que contribuyen a la provisión de diversos resultados adaptativos útiles para los propios sistemas funcionales y para el organismo en su conjunto, satisfaciendo sus necesidades.

La teoría de los sistemas funcionales, por lo tanto, cambia radicalmente las ideas existentes sobre la estructura del cuerpo humano y sus funciones. En lugar de la idea de una persona como un conjunto de órganos conectados por regulación nerviosa y humoral, esta teoría considera el cuerpo humano como un conjunto de muchos sistemas funcionales que interactúan de varios niveles de organización, cada uno de los cuales combina selectivamente varios órganos y Los tejidos, así como los objetos de la realidad circundante, aseguran el logro de resultados adaptativos útiles para el cuerpo, que en última instancia determinan la estabilidad de los procesos metabólicos.

Desde las mismas posiciones, la adaptación humana se define como la capacidad de sus sistemas funcionales para asegurar el logro de resultados significativos.

Un análisis de los mecanismos de autorregulación de las constantes vitales del cuerpo (presión arterial, tensión de dióxido de carbono y oxígeno en la sangre arterial, temperatura del ambiente interno, presión osmótica del plasma sanguíneo, estabilización del centro de gravedad en el área de apoyo, etc.) muestra que el aparato de autorregulación es funcional).

“Todos los sistemas funcionales, independientemente del nivel de su organización y el número de sus componentes constituyentes, tienen fundamentalmente la misma arquitectura funcional, en la que el resultado es el factor dominante que estabiliza la organización de los sistemas” (Anokhin P.K., 1971).


Arroz. 1. Esquema de mecanismos de autorregulación de un sistema funcional (según: Anokhin P.K.):

1 - estímulo inicial (irritación); 2 - aferencias situacionales; 3 - memoria; 4 - motivación dominante; 5 - síntesis aferente; 6 - Toma de decisiones; 7 - aceptador del resultado de la acción; 8 - programa de acción; 9 - excitaciones eferentes; 10 - acción; 11 - el resultado de una acción; 12 - parámetros de resultado; 13 - aferencia hacia atrás

Los mecanismos clave que subyacen a la estructura de un acto conductual de cualquier grado de complejidad incluyen: síntesis aferente; etapa de toma de decisiones; formación de un aceptador del resultado de una acción; la formación de la acción misma (síntesis eferente); acción multicomponente; lograr un resultado; aferencia inversa sobre los parámetros del resultado alcanzado y su comparación con el modelo de resultado previamente formado en el aceptor del resultado de la acción (Fig. 1).

Algunos sistemas funcionales, por su actividad de autorregulación, determinan la estabilidad de varios indicadores del entorno interno (homeostasis, otros), la adaptación de los organismos vivos al medio ambiente.

En el curso de la filogénesis y la ontogénesis, los sistemas funcionales se mejoraron constantemente. Además, los viejos sistemas no fueron eliminados por sistemas y mecanismos de control nuevos y mejorados; Los mecanismos de adaptación evolutivamente tempranos se conservaron y entraron en ciertas interacciones con mecanismos tanto más antiguos como más nuevos.

Teoría de los sistemas funcionales(Anokhin P.K., Sudakov K.V.) distingue cuatro tipos de sistemas: morfofuncional, homeostático, neurodinámico, psicofisiológico.

morfofuncional sistemas asociados con actividades ciertas funciones. Estos incluyen el sistema musculoesquelético, cardiovascular, respiratorio, endocrino, sistemas nerviosos, células, orgánulos, moléculas. En una palabra, todo lo que cumple una función.

Sistemas funcionales homeostáticos incluyen formaciones subcorticales, el sistema nervioso autónomo y otros sistemas del cuerpo. El papel principal de este sistema es mantener la constancia del entorno interno del cuerpo. Los sistemas homeostáticos interactúan estrechamente con los morfofuncionales, que encajan en ellos como elementos separados.

Sistemas neurodinámicos como elemento estructural principal tienen la corteza cerebral, es decir, el primer sistema de señales. En el marco de este sistema, el aparato de las emociones se forma como un mecanismo para optimizar las funciones del organismo y el comportamiento en las condiciones de interacción entre el organismo y el medio ambiente. El desarrollo de la corteza expandió dramáticamente las capacidades de adaptación del organismo, subordinando las funciones vegetativas a sí mismo. Los sistemas neurodinámicos incluyen elementos de los sistemas homeostático y morfofuncional.

Sistemas funcionales psicofisiológicos, además de neurodinámico, el elemento estructural principal es la corteza cerebral, sin embargo, aquellos de sus departamentos que están asociados con el segundo sistema de señales. El segundo sistema de señalización mejoró los mecanismos del comportamiento adaptativo a través de la formación de formas sociales de adaptación. Los sistemas funcionales psicofisiológicos realizan su actividad a través del sistema nervioso autónomo ya través de las emociones, cuya base morfológica son las formaciones subcorticales (sistema límbico, tálamo, hipotálamo y otros). Incluyen elementos de la arquitectura estructural de los sistemas neurodinámicos, homeostáticos y morfofuncionales.

La compensación puede ser realizada por un sistema, en relación con el cual este factor es más específico. Si las capacidades de un sistema específico son limitadas, se conectan otros sistemas.

Algunos sistemas funcionales están determinados genéticamente, otros se forman en la vida individual en el proceso de interacción del organismo con diversos factores del entorno interno y externo, es decir, sobre la base del aprendizaje. Naturalmente, los sistemas funcionales más complejos y perfectos están en las personas, como los seres vivos más perfectos. Es posible comprender sus interacciones teniendo en cuenta ideas sobre los niveles estructurales de organización de los biosistemas.

Niveles de organización de los sistemas funcionales (Sudakov K. V., 1999): metabólico, homeostático, conductual, mental, social.

En metabólico El nivel de los sistemas funcionales determina el logro de las etapas finales de las reacciones químicas en los tejidos del cuerpo. Cuando aparecen determinados productos, las reacciones químicas, según el principio de autorregulación, se detienen o, por el contrario, se activan. Un ejemplo típico de un sistema funcional a nivel metabólico es el proceso de retroinhibición.

En homeostático nivel, numerosos sistemas funcionales que combinan mecanismos nerviosos y humorales, según el principio de autorregulación, proporcionan el nivel óptimo de los indicadores más importantes del medio interno del cuerpo, como masa sanguínea, presión arterial, temperatura, pH, la presión osmótica, el nivel de gases, nutrientes, etc.

En conductual a nivel biológico, los sistemas funcionales determinan el logro por parte de una persona de resultados biológicamente importantes: factores ambientales especiales que satisfacen sus principales necesidades metabólicas de agua, nutrientes, protección contra diversos efectos dañinos y eliminación de productos de desecho dañinos del cuerpo; actividad sexual, etc

Sistemas Funcionales mental las actividades humanas se construyen sobre la base de información de un reflejo ideal de una persona de sus diversos estados emocionales y propiedades de los objetos en el mundo que lo rodea con la ayuda de símbolos lingüísticos y procesos de pensamiento. Los resultados de los sistemas funcionales de actividad mental están representados por el reflejo en la mente de una persona de sus experiencias subjetivas, los conceptos más importantes, ideas abstractas sobre objetos externos y sus relaciones, instrucciones, conocimiento, etc.

En social nivel, diversos sistemas funcionales determinan el logro por los individuos o sus grupos de resultados socialmente significativos en las actividades educativas y productivas, en la creación de un producto social, en la protección del medio ambiente, en las medidas para proteger la Patria, en la actividad espiritual, en el trato con los objetos de cultura, arte, etc. (Anokhin P.K., Sudakov K.V.).

La interacción de los sistemas funcionales en el cuerpo se lleva a cabo sobre la base de los principios de dominancia jerárquica, interacción multiparamétrica y secuencial, génesis del sistema y cuantización del sistema de los procesos vitales.

Dominio jerárquico de los sistemas funcionales. Siempre uno de los parámetros de la necesidad general del organismo actúa como principal, dominante, siendo el más significativo para la supervivencia, la procreación de la familia o para la adaptación de una persona en el medio externo y, sobre todo, social, formando el sistema funcional dominante. Al mismo tiempo, todos los demás sistemas funcionales se inhiben o contribuyen a la actividad del sistema dominante mediante su actividad productiva. En relación con cada sistema funcional dominante, los sistemas subdominantes, de acuerdo con su significado biológico y significado para actividades sociales de una persona, desde el nivel molecular hasta el organísmico y sociosocial, se construyen en un cierto orden jerárquico. Las relaciones jerárquicas de los sistemas funcionales en el cuerpo se construyen sobre la base de los resultados de sus actividades.

Interacción multiparamétrica. El principio de interacción multiparamétrica se manifiesta especialmente claramente en la actividad de los sistemas funcionales del nivel homeostático, en el que un cambio en un indicador del entorno interno, que representa el resultado de la actividad de cualquier sistema funcional, afecta inmediatamente los resultados de la actividad. de otros sistemas funcionales relacionados. El principio de interacción multiparamétrica se revela claramente, por ejemplo, en la actividad de un sistema funcional que determina el nivel de indicadores de gas en el cuerpo.

Interacción consistente de sistemas funcionales. En el cuerpo humano, la actividad de varios sistemas funcionales está conectada secuencialmente entre sí en el tiempo, cuando el resultado de la actividad de un sistema funcional forma consistentemente otra necesidad y el sistema funcional correspondiente.

El principio de interacción secuencial de varios sistemas funcionales en el cuerpo humano se manifiesta claramente en el continuo de los procesos de circulación sanguínea, digestión, respiración, excreción, etc.

Un tipo especial de interacción secuencial de sistemas funcionales en el tiempo está representado por procesos de sistemagénesis.

PK Anokhin definió la sistemagénesis como la maduración selectiva de los sistemas funcionales y sus partes individuales en los procesos de ontogénesis pre y postnatal.

El continuo de la actividad vital de cada persona en los diferentes niveles de la organización, debido a la interacción constante de los sistemas funcionales, se divide en partes separadas y discretas. "cuantos del sistema". Cada “quantum de sistema” individual de actividad vital incluye el surgimiento de una necesidad biológica o social particular, la formación de una motivación dominante a nivel cerebral y, a través del logro de resultados intermedios y finales, termina con la satisfacción de la necesidad. Al mismo tiempo, la evaluación de varios parámetros de los resultados intermedios y finales de la actividad se lleva a cabo constantemente con la ayuda de la aferencia inversa proveniente de varios órganos de los sentidos y receptores del cuerpo al aparato para predecir el resultado deseado: el aceptor de la resultado de la acción.

Por la naturaleza de la organización, se puede distinguir la cuantificación secuencial, jerárquica y mixta de los procesos vitales (Sudakov K.V., 1997).

Comenzando con los notables trabajos del biólogo canadiense L. von Bertalanffy, se está introduciendo cada vez más un enfoque sistemático en la biología y la medicina.

En primer lugar, es necesario comprender las características funcionales de la construcción de un organismo completo para un médico involucrado en el diagnóstico y tratamiento de una persona enferma. La realidad moderna requiere con urgencia una estrecha asociación de especialistas de diversos perfiles para resolver grandes problemas teóricos y prácticos.

Los mecanismos fisiológicos de una persona ya no pueden hacer frente a las enormes cargas de las actividades de producción modernas y las condiciones de vida. En presencia de una gran cantidad de retroalimentaciones de varios parámetros de la actividad de las máquinas, prácticamente no hay control sobre las funciones fisiológicas de las personas que trabajan en estas máquinas.

La situación se ve agravada por las transformaciones sociopolíticas en muchos países del mundo, incluida Rusia, así como por los problemas ambientales en muchas partes del mundo.

La teoría del sistema funcional ha abierto nuevas perspectivas para el diagnóstico temprano de violaciones de las funciones fisiológicas humanas en las condiciones de las actividades de producción reales, especialmente en las condiciones de trabajo duro de la producción moderna (Sudakov K.V.).

Cualquier enfermedad, ya sea somática o mental, es una manifestación de la adaptación del organismo (personalidad) a las condiciones cambiantes del entorno externo e interno. La adaptación se lleva a cabo en función de una serie de factores, que van desde las características biológicas, sociales y psicológicas del organismo enfermo, hasta las características del factor patógeno, las condiciones ambientales en las que se produce este efecto, la duración e intensidad del efecto. , etc., y afecta a muchos niveles morfofuncionales, sistemas, organizaciones. Es decir, la enfermedad se manifiesta como un sistema multinivel (Sukiasyan S. G., 2005).

En este sentido, la evaluación de varios indicadores de la actividad del cuerpo en condiciones patológicas debe tener en cuenta la integración sistémica de las funciones fisiológicas.

Con cada enfermedad, en primer lugar, es necesario determinar: qué sistemas funcionales se han visto afectados por el proceso patológico y cuya interrupción lo agrava; cuya actividad los sistemas funcionales tienen una orientación compensatoria (Sudakov K.V.).

Un aumento persistente de la presión arterial, por ejemplo, puede estar asociado con alteraciones en varias partes del sistema funcional que determina el nivel óptimo de presión arterial en el cuerpo: el aparato barorreceptor, mecanismos emocionales y vasomotores centrales, regulación vascular u hormonal periférica, etc. Al mismo tiempo, cambia la actividad de otros sistemas funcionales relacionados de excreción, equilibrio agua-sal, mantenimiento de la temperatura corporal, etc.

En la extirpación quirúrgica de un órgano, basado en la idea de que los mismos órganos están involucrados en la actividad de varios sistemas funcionales por varios aspectos de su metabolismo, primero es necesario determinar qué sistemas funcionales y en qué medida se ven afectados. cirugía, ¿qué mecanismos compensatorios continúan proporcionando las funciones fisiológicas principales del cuerpo, qué resultados adaptativos útiles de la actividad del cuerpo se conservan y cuáles se violan, y también qué aspectos de la homeostasis o el comportamiento afectan?

Desde un punto de vista sistémico, la compensación de las funciones alteradas siempre va en la dirección de preservar la capacidad de los sistemas funcionales para proporcionar resultados adaptativos útiles para el cuerpo.

Como demostraron los estudios de E. L. Golubeva, un empleado de P. K. Anokhin, cuando se extirpa un pulmón, el proceso compensatorio está asociado no solo con la actividad del segundo pulmón restante, sino también con las funciones del corazón, los riñones, la sangre y otros. componentes ejecutivos del eslabón interno ramificado de autorregulación del sistema funcional respiratorio. Al mismo tiempo, también se altera la actividad de otros sistemas funcionales, que determinan el nivel óptimo de presión sanguínea y osmótica para el cuerpo, las reacciones sanguíneas, la excreción, etc., que, según el principio de interacción múltiplemente conectada, se reorganizan compensatoriamente. sus actividades

La cirugía, como el reemplazo del arco aórtico ascendente con una prótesis, puede afectar la función de los barorreceptores y quimiorreceptores para la homeostasis de gases. En este caso, la función compensatoria recae en gran medida en otras zonas de quimiorreceptores: seno carotídeo y central, cuyo estado en este caso debe evaluarse incluso antes de la cirugía (Sudakov K.V.).

La teoría de los sistemas funcionales permite un nuevo enfoque al problema de la rehabilitación de las funciones humanas deterioradas.

Desde el punto de vista de la teoría de los sistemas funcionales, todas las medidas de rehabilitación actúan como un eslabón externo adicional en la autorregulación, compensando así la función insuficiente de ciertos sistemas funcionales del cuerpo.

En este sentido, la primera etapa informativa de la formación del proceso patológico merece especial atención ( estado premórbido).

En esta etapa, las relaciones intra e intersistémicas perturbadas de los sistemas funcionales en el cuerpo se restauran fácilmente mediante métodos informativos de rehabilitación: influencia hipnótica, masaje, homeopatía, acupuntura, procedimientos de calor y frío, hipoxia y otros, que previenen la transición de disfunciones. en una forma patológica estable. Basado en el hecho de que la enfermedad se manifiesta principalmente como una violación de la información. relaciones sistémicas en el cuerpo, se hace evidente el papel de las relaciones culturales, familiares e industriales como una especie de "inmunidad humana". Los mismos factores también son importantes para mantener y fortalecer los efectos de la rehabilitación (Sudakov K.V., 1996).

Cada organismo tiene su propia zona de confort fisiológico, en la que se mantiene el límite máximo posible de compensación de funciones. Con cambios persistentes en el medio ambiente, el cuerpo se mueve a un nuevo nivel de homeostasis, u "homeoresis" (según: Ado V.D.), para el cual otros indicadores de homeostasis son óptimos. Este es el estado de adaptación. Así, la teoría de los sistemas funcionales de P. K. Anokhin, considerando el cuerpo como un objeto biosocial integral en términos filogenéticos y ontogenéticos, confirma la teoría del síndrome de adaptación (Sudakov K. V., Sukiasyan S. G.).

Adaptación(adaptación) es el proceso de mantener el estado funcional de los sistemas homeostáticos y el cuerpo como un todo, asegurando su preservación, desarrollo, máxima esperanza de vida en condiciones inadecuadas (Tesorero V.P., 1973).

La adaptación es sin duda una de las cualidades fundamentales de la materia viva. Está presente en todas las formas de vida conocidas. Se distinguen los siguientes tipos de adaptación: biológica, fisiológica, bioquímica, psicológica, social, etc.

A la hora de clasificar los procesos de adaptación, se debe tener en cuenta:

1. Factores ambientales (físicos, químicos, bacterianos, virales).

2. Propiedades del organismo (embrionario, infantil, adulto, género, nacionalidad.)

3. La naturaleza de los reordenamientos adaptativos en diferentes sistemas de órganos (en primer lugar, los sistemas nervioso, hormonal, inmunológico, así como el cardiovascular, respiratorio, digestivo, etc.).

4. El nivel de organización del biosistema (especie, población, organismo, sistema, órgano, etc.).

En términos de importancia para la evolución, los cambios adaptativos pueden ser: genotípicos, fenotípicos.

En el núcleo genotípico Las adaptaciones son cambios persistentes en el material hereditario (mutaciones), que pueden transmitirse de generación en generación y fijarse mediante la acción de la selección natural, la deriva genética.

La consecuencia de este tipo de adaptación es la adquisición de nuevos rasgos genotípicos adaptativos.

Por debajo fenotípico la adaptación se entiende como la variación del valor de un rasgo como resultado de la acción de factores ambientales externos. Esta variación se basa en la "tasa de reacción", que se controla genéticamente y determina el rango de variación del rasgo en condiciones ambientales específicas.

Desde los puntos de vista fisiológico y fisiopatológico, los conceptos de adaptación, norma y patología deben darse solo para fundamentar la opinión de que los procesos normológicos y patológicos son manifestaciones cualitativas diferentes del mismo proceso: adaptación o adaptación. Al mismo tiempo, la patología no siempre es una anomalía adaptativa, así como una norma adaptativa.

En base a esto, casi todas las enfermedades son el resultado de errores en las reacciones adaptativas a los estímulos externos. Desde este punto de vista, la mayoría de las enfermedades ( trastornos nerviosos, hipertensión, úlcera péptica de estómago y duodeno, algunos tipos de enfermedades reumáticas, alérgicas, cardiovasculares y renales) son enfermedades de adaptación, es decir, los procesos patológicos y las enfermedades son solo características de las reacciones de adaptación.

De acuerdo con la teoría de las reacciones adaptativas, dependiendo de la fuerza del impacto, se pueden desarrollar tres tipos de reacciones adaptativas en el cuerpo:

– a las influencias débiles – la reacción de formación;

– sobre las influencias de la fuerza media – reacción de activación;

- a impactos fuertes y extremos - respuesta al estrés (según: Selye G.).

La reacción formativa tiene tres etapas: orientación, reestructuración, formación. La inhibición protectora predomina en el SNC. En el sistema endocrino, al principio, la actividad de las hormonas glucocorticoides y mineralocorticoides aumenta moderadamente, y luego aumenta gradualmente la secreción de mineralocorticoides y la secreción de glucocorticoides se normaliza en el contexto de un aumento moderado de la actividad funcional de la tiroides y las gónadas.

La reacción de activación tiene dos etapas: la activación primaria y la etapa de activación persistente. La excitación fisiológica moderada predomina en el sistema nervioso central. En el sistema endocrino, hay un aumento en la secreción de mineralocorticoides con secreción normal de glucocorticoides y un aumento en la actividad funcional de la tiroides y las gónadas. El aumento de la actividad de las glándulas endocrinas es más pronunciado que en la reacción de entrenamiento, pero no tiene el carácter de hiperfunción patológica. En ambas etapas de la reacción de activación, aumenta la resistencia activa a los agentes dañinos de diversa naturaleza.

La respuesta de entrenamiento y la respuesta de activación son aquellas respuestas adaptativas que ocurren durante la vida normal del organismo. Estas reacciones son la base inespecífica de los procesos fisiológicos, así como el estrés es la base inespecífica de los procesos patológicos.

En el corazón de cualquier reacción de adaptación del cuerpo se encuentran ciertas transformaciones bioquímicas. Ni un solo tipo de adaptación está completo sin reordenamientos bioquímicos significativos.

La adaptación bioquímica realiza las siguientes funciones principales en la célula:

1. Mantener la integridad estructural de las macromoléculas (enzimas de proteínas contráctiles, ácidos nucleicos, etc.) durante su funcionamiento en condiciones específicas.

2. Suficiente suministro de células:

a) moneda energética - ATF;

b) equivalentes reductores necesarios para el curso de los procesos de biosíntesis;

c) precursores utilizados en la síntesis de sustancias de almacenamiento (glucógeno, grasas, etc.), ácidos nucleicos y proteínas.

3. Mantener sistemas que regulan la velocidad y dirección de los procesos metabólicos de acuerdo con las necesidades del organismo y sus cambios cuando cambian las condiciones ambientales.

Hay tres tipos de mecanismos de adaptación bioquímica:

1. Adaptación de componentes macromoleculares de una célula o fluidos corporales:

a) cambian las cantidades (concentraciones) de tipos de macromoléculas ya existentes, como las enzimas;

b) se forman macromoléculas de nuevos tipos, por ejemplo, nuevas isoenzimas, que reemplazan a las macromoléculas que antes estaban presentes en la célula, pero que se han vuelto poco adecuadas para trabajar en condiciones modificadas.

2. Adaptación del microambiente en el que funcionan las macromoléculas. La esencia de este mecanismo es que se logra un cambio adaptativo en las propiedades estructurales y funcionales de las macromoléculas cambiando la composición cualitativa y cuantitativa del entorno que rodea a estas macromoléculas (por ejemplo, su concentración osmótica o la composición de las sustancias disueltas).

3. Adaptación a nivel funcional, cuando un cambio en la eficiencia de los sistemas macromoleculares, especialmente las enzimas, no está asociado con un cambio en el número de macromoléculas presentes en la célula o en sus tipos. Este tipo de adaptación bioquímica también se denomina regulación metabólica. Su esencia radica en la regulación de la actividad funcional de macromoléculas previamente sintetizadas por la célula.

Al estudiar la influencia de un complejo de factores ambientales de acción prolongada en el cuerpo humano, una tarea importante es evaluar la estrategia de adaptación. Con base en el conocimiento de la estrategia de adaptación, es posible predecir la naturaleza del comportamiento de un organismo en el tiempo cuando entra en contacto con factores ambientales cambiantes.

Bajo la estrategia de adaptación comprender la estructura funcional-temporal de los flujos de información, energía, sustancias, proporcionando el nivel óptimo de organización morfológica y funcional de los biosistemas en condiciones ambientales inadecuadas.

El criterio que subyace en la selección de varias estrategias de adaptación (tipos de respuesta) es el tiempo para realizar un trabajo submáximo. Este valor relativo siempre es inversamente proporcional a la resistencia del cuerpo a la influencia destructiva del medio ambiente, siempre que el cuerpo realice un trabajo de intensidad submáxima.

Hay tres variantes de la "estrategia" del comportamiento adaptativo del cuerpo humano.

1. Tipo de estrategia ( estrategia de sprint): el cuerpo tiene la capacidad de reacciones fisiológicas poderosas con un alto grado de confiabilidad en respuesta a fluctuaciones significativas, pero a corto plazo, en el entorno externo. Sin embargo, tal nivel alto las respuestas fisiológicas se pueden mantener durante un tiempo relativamente corto. A la sobrecarga fisiológica prolongada del lado factores externos incluso si ellos talla mediana, tales organismos están mal adaptados.

2. El segundo tipo ( estrategia de permanencia): el cuerpo es menos resistente a las fluctuaciones significativas a corto plazo en el medio ambiente, pero tiene la capacidad de soportar cargas fisiológicas de fuerza media durante mucho tiempo.

3. La mayoría tipo óptimo la estrategia es tipo intermedio, que ocupa una posición intermedia entre los tipos extremos especificados.

La formación de una estrategia de adaptación está determinada genéticamente, pero en el proceso de vida individual, crianza y entrenamiento apropiados, sus opciones pueden corregirse. Cabe señalar que en una misma persona, diferentes sistemas homeostáticos pueden tener diferentes estrategias de adaptación fisiológica.

Se ha establecido que en personas con predominio de la estrategia de primer tipo (“sprinter”), la combinación simultánea de procesos de trabajo y recuperación se expresa débilmente y estos procesos requieren un ritmo más claro (es decir, división en el tiempo).

Por el contrario, las personas con predominio de la estrategia tipo 2 (“stayer”) tienen baja capacidad de reserva y el grado de rápida movilización, pero los procesos de trabajo se combinan más fácilmente con los procesos de recuperación, lo que brinda la posibilidad de una carga a largo plazo.

Por lo tanto, en las condiciones de las latitudes del norte, las personas con variantes de la estrategia de tipo "velocista" experimentan un agotamiento rápido y un metabolismo lípido-energético alterado, lo que conduce al desarrollo de procesos patológicos crónicos. Al mismo tiempo, en las personas pertenecientes a la variante de la estrategia “stayer”, las reacciones adaptativas a las condiciones específicas de las altas latitudes son las más adecuadas y les permiten permanecer en estas condiciones por mucho tiempo sin que se desarrollen procesos patológicos.

Para determinar la eficacia de los procesos de adaptación, ciertos criterios y métodos para diagnosticar los estados funcionales del cuerpo.

R. M. Baevsky (1981) propuso tener en cuenta cinco criterios principales:

1 - el nivel de funcionamiento de los sistemas fisiológicos;

2 - el grado de tensión de los mecanismos reguladores;

3 - reserva funcional;

4 - grado de compensación;

5 - el equilibrio de los elementos del sistema funcional.

El sistema circulatorio puede considerarse como un indicador del estado funcional de todo el organismo. Se consideran tres propiedades del sistema circulatorio, con la ayuda de las cuales es posible evaluar la transición de un estado funcional a otro. Eso:

– nivel de funcionamiento. Debe entenderse como el mantenimiento de ciertos valores de los principales indicadores de la homeostasis miocárdico-hemodinámica: volumen sistólico y minuto, frecuencia del pulso y presión arterial;

– grado de tensión de los mecanismos reguladores, que está determinado por indicadores de homeostasis autonómica, por ejemplo, el grado de activación de la división simpática de la autonómica sistema nervioso y el nivel de excitación del centro vasomotor.

– reserva funcional. Para evaluarlo se suelen tomar pruebas de estrés funcional, por ejemplo, ortostático o con actividad física.

Clasificación de estados funcionales en el desarrollo de enfermedades de adaptación (Baevsky R. M., 1980):

1. El estado de adaptación satisfactoria a las condiciones ambientales. Este estado se caracteriza por suficientes capacidades funcionales del cuerpo, la homeostasis se mantiene a una tensión mínima de los sistemas reguladores del cuerpo. La reserva funcional no se reduce.

2. El estado de tensión de los mecanismos adaptativos. La funcionalidad del cuerpo no se reduce. La homeostasis se mantiene debido a una cierta tensión de los sistemas reguladores. La reserva funcional no se reduce.

3. El estado de adaptación insatisfactoria a las condiciones ambientales. La funcionalidad del cuerpo se reduce. La homeostasis se mantiene por una tensión importante de los sistemas reguladores o por la inclusión de mecanismos compensatorios. La reserva funcional se reduce.

4. Interrupción (ruptura) de los mecanismos de adaptación. Una fuerte disminución en la funcionalidad del cuerpo. La homeostasis está rota. La reserva funcional se reduce drásticamente.

La desadaptación y el desarrollo de condiciones patológicas ocurren en etapas. Desde el punto de vista de la biocibernética, la transición de la salud a la enfermedad es un cambio gradual en los métodos de control. Cada estado corresponde a su propio carácter de la organización estructural y funcional del biosistema.

La etapa inicial de la zona límite entre salud y patología es un estado de tensión funcional de los mecanismos de adaptación. Su rasgo más característico es un alto nivel de funcionamiento, que está asegurado por una tensión intensa o prolongada de los sistemas reguladores. El estado de tensión de los mecanismos adaptativos, que no se detecta durante un examen clínico tradicional, debe atribuirse a presonológico, es decir, anterior al desarrollo de la enfermedad.

La última etapa de la zona fronteriza es un estado de adaptación insatisfactoria. Se caracteriza por una disminución en el nivel de funcionamiento del biosistema, un desajuste de sus elementos individuales, el desarrollo de fatiga y exceso de trabajo. El estado de adaptación insatisfactoria es un proceso adaptativo activo. El organismo trata de adaptarse a las condiciones de existencia que le son excesivas modificando su actividad funcional. sistemas individuales y la correspondiente tensión de los mecanismos reguladores. El estado de adaptación insatisfecha puede clasificarse como premórbido, ya que una disminución significativa de la reserva funcional permite, mediante pruebas funcionales, identificar una respuesta inadecuada del organismo, indicando una patología latente o inicial.

Desde un punto de vista clínico, solo la falla de adaptación se refiere a condiciones patológicas, porque se acompaña de cambios notables en los indicadores medidos tradicionalmente: frecuencia del pulso, volumen sistólico y minuto, presión arterial, etc.

Según sus manifestaciones, las enfermedades de adaptación son de naturaleza polimórfica, abarcando varios sistemas corporales. La enfermedad de adaptación más común en larga estancia gente en condiciones adversas(mal de montaña, etc.). Debido a la tensión prolongada de los mecanismos de regulación, así como de los mecanismos celulares, se produce un agotamiento y pérdida de las reservas más importantes del organismo (Gora E.P., 1999). Por lo tanto, para la prevención de enfermedades de adaptación, se utilizan métodos para aumentar la eficacia de la adaptación.

Métodos para aumentar la eficacia de la adaptación puede ser específico o inespecífico.

A métodos no específicos relatar: tiempo libre, endurecimiento, medio ejercicio físico, adaptógenos y dosis terapéuticas de varios factores de recurso que pueden aumentar la resistencia inespecífica, normalizar la actividad de los principales sistemas del cuerpo.

adaptógenos- estos son medios que llevan a cabo la regulación farmacológica de los procesos adaptativos en el cuerpo. Según su origen, los adaptógenos se pueden dividir en dos grupos: naturales y sintéticos. Las fuentes de adaptógenos naturales son las plantas, los animales y los microorganismos terrestres y acuáticos. Los adaptógenos de origen vegetal más importantes son el ginseng, el eleuterococo, la magnolia china, la aralia de Manchuria, la zamaniha, la rosa silvestre, etc. Las preparaciones animales incluyen: pantocrina obtenida de astas de ciervo; rantarin - de cuernos de reno, apilak - de jalea real. Se han utilizado ampliamente sustancias aisladas de diversos microorganismos y levaduras (prodigiogan, zymosan, etc.). Las vitaminas tienen una alta actividad adaptogénica. Muchos compuestos sintéticos efectivos se derivan de productos naturales (petróleo, carbón, etc.).

Métodos específicos los aumentos en la eficacia de la adaptación se basan en un aumento de la resistencia del cuerpo a cualquier factor ambiental en particular: frío, hipoxia, etc. Estos incluyen medicamentos, fisioterapia, entrenamiento especial, etc. (Gora E.P., 1999).

El término "sistemas funcionales", la teoría y el modelo de los sistemas funcionales fueron introducidos en 1935 por el fisiólogo soviético Pyotr Kuzmich Anokhin. Un requisito previo para la creación de TFS son los hechos fisiológicos obtenidos experimentalmente (como, por ejemplo, la conexión de los troncos nerviosos), gracias a los cuales se reveló la subordinación de los sistemas individuales (funciones) al comportamiento integral. Investigaciones posteriores permitieron a Anokhin descubrir la integración de procesos fisiológicos en un todo único.

¿Qué definición da Pyotr Kuzmich Anokhin al concepto de "Función"? La función es el logro de un resultado útil en la proporción del organismo y el medio ambiente. Así, el sistema funcional, según el científico, era una organización dinámica autorregulada, toda elementos constituyentes que interactúan para obtener un resultado adaptativo útil por parte del organismo. Este "resultado adaptativo" es un indicador de la adaptación necesaria para el funcionamiento normal del organismo. Los sistemas funcionales del cuerpo están compuestos por varios elementos de todo el organismo que son diferentes en estructura y propósito, y su actividad y resultado final no reflejan la influencia exclusiva de ningún tipo anatómico de la estructura participante. Los componentes incluidos en el sistema pierden su libertad, y sólo quedan de ellos aquellos que contribuyen a obtener el resultado útil deseado, que es el factor determinante para la formación de un sistema funcional.

Un resultado útil es la provisión de alguna relación cualitativamente específica del organismo con el medio ambiente, que contribuye a la satisfacción de sus necesidades.

Los resultados se pueden dividir en varios grupos:

1) Metabólico. Resultados que crean los productos finales necesarios para la vida.

2) Homeopático. Resultados que son indicadores del estado de los fluidos corporales (sangre, linfa) y aseguran un metabolismo normal.

3) Conductual. Resultados que satisfacen las necesidades básicas de un organismo vivo.

4) Sociales. Resultados que satisfacen las necesidades sociales y espirituales de una persona.

Para lograr los resultados de diferentes grupos, se forman sistemas funcionales de diferentes niveles, pero su estructura es básicamente la misma y es una combinación de cinco elementos:

1) Resultado adaptativo útil

2) Dispositivos de control (receptores)

3) Comentarios

4) Arquitectónica central: asociación selectiva de elementos nerviosos de varios niveles en aparatos de control.

5) Aparato de reacción: somático, vegetativo, endocrino, conductual.

Los sistemas funcionales del resultado metabólico incluyen únicamente mecanismos internos de autorregulación, determinan el nivel óptimo de masa sanguínea, presión arterial y reacción ambiental para el proceso metabólico.

Los sistemas funcionales homeopáticos proporcionan mecanismos externos autorregulación, la interacción del cuerpo con el ambiente externo, los niveles de nutrientes, la temperatura y la presión corporales.

Los sistemas funcionales conductuales y los sistemas funcionales sociales proporcionan mecanismos internos y externos de autorregulación que desempeñan un papel igualmente importante.

Al mismo tiempo, varios sistemas funcionales de diferentes niveles funcionan en el cuerpo humano, pero existen ciertos principios de su interacción:

1) El principio de sistemagénesis;

2) El principio de interacción múltiplemente conectada;

3) Jerarquía;

4) Dinamismo consistente de interacción;

5) El principio de cuantificación sistémica de la actividad vital.

Propongo considerar estos principios con más detalle.

El primer principio, el principio de génesis del sistema, no es más que la maduración, desarrollo y reducción selectiva de un sistema funcional.

El principio de interacción múltiplemente conectada determina la actividad generalizada de varios sistemas funcionales, la unidad del entorno interno del organismo, los cambios como resultado del metabolismo y la actividad del organismo en el entorno externo. Al mismo tiempo, las desviaciones de un indicador del entorno interno provocan una redistribución de los parámetros del resultado de la actividad conjunta de varios sistemas funcionales.

Jerarquía. El nombre habla por sí mismo: los sistemas funcionales se dividen en niveles, los pobres de los cuales están subordinados a los más altos, de acuerdo con el significado biológico y social. La actividad del organismo está determinada por el sistema funcional dominante y el resultado correspondiente se logra primero. Al alcanzar el resultado dominante, se logra el siguiente resultado más importante.

El principio de la interacción dinámica posterior. Se entiende como una secuencia clara de cambios en las actividades de varios sistemas funcionales. El resultado de la actividad del sistema anterior es un indicador del inicio de la actividad del sistema posterior.

El principio de cuantización sistémica de la actividad vital. Consiste en la asignación en el proceso de vida de unos "quanta" con su resultado final.

Así, un “resultado útil” se logra a través de un acto motor (conductual).

Un acto de comportamiento es un ciclo elemental de la relación de todo el organismo con el medio ambiente, en el que se distinguen los procesos sistémicos, es decir, la organización de células de procesos celulares en un todo único: un sistema funcional.

Para considerar este concepto, debe decirse que Anokhin identificó dos grupos de sistemas funcionales: el primer grupo son los sistemas funcionales que aseguran la constancia de ciertas constantes del entorno interno debido al sistema de autorregulación, cuyos enlaces no van más allá del propio organismo (sistemas funcionales del resultado metabólico). El segundo grupo son los sistemas funcionales que utilizan un enlace externo de autorregulación. Proporcionan un efecto adaptativo debido a que salen del cuerpo a través de la comunicación con el mundo exterior, a través de cambios en el comportamiento. Son los sistemas funcionales del segundo tipo los que subyacen a varios actos de comportamiento, varios tipos de comportamiento.

Existe un cierto esquema de combinación de partes de sistemas funcionales en un todo único que determina un acto de comportamiento:

Síntesis aferente - toma de decisiones - aceptor de los resultados de la acción - síntesis efectiva - formación de la acción - evaluación del resultado alcanzado.

Analicemos el circuito propuesto.

1) La síntesis aferente es el proceso de transmisión de impulsos desde el órgano de trabajo hasta el centro nervioso. Los siguientes factores influyen en su formación:

a) Excitación motivacional (necesidad). Aparece cuando surge una necesidad y tiene como finalidad crear las condiciones favorables para la satisfacción de estas necesidades y la existencia del organismo.

b) Aferenciación situacional. Incluyendo la excitación de un entorno estacionario y la excitación asociada a este entorno.

c) Aferencia inicial. Consiste en que, revelando la excitación latente creada por la aferencia situacional, coincide con ciertos momentos de tiempo más convenientes desde el punto de vista de la conducta misma.

d) Aparato de memoria. Yace en que en la etapa de síntesis aferente se extraen y utilizan de la memoria precisamente aquellos fragmentos de la experiencia pasada que son útiles y necesarios para la conducta futura.

2) La etapa de toma de decisiones, que determina el tipo y dirección de la conducta. La etapa de toma de decisiones se realiza a través de una etapa especial y muy importante de un acto de comportamiento: la formación de un aparato para aceptar los resultados de una acción. Este es un aparato que programa los resultados de eventos futuros. Actualiza la memoria innata e individual de un animal y una persona en relación con las propiedades de los objetos externos que pueden satisfacer la necesidad que ha surgido, así como los métodos de acción destinados a lograr o evitar el objeto objetivo. Muy a menudo, este aparato está programado con todo el camino de búsqueda en el entorno externo de los estímulos correspondientes.

3) La siguiente etapa, el aceptador de los resultados de la acción, es, se podría decir, un mecanismo que contiene un modelo de los parámetros programables de etapa futura y resultados finales, además de comparar los resultados que fueron pronosticados con los que se obtuvieron.

4) Síntesis eferente: impulsos de salida, excreción y transmisión desde los centros nerviosos a los órganos de trabajo.

Conclusiones del capítulo 1:

1) El sistema nervioso es el principal sistema funcional de un organismo vivo, ya que es capaz de regular la actividad de otros sistemas de nuestro cuerpo, siendo entre ellos, una especie de nexo de unión. El sistema nervioso está formado por el Sistema Nervioso Central (cerebro y médula espinal) y el Sistema Nervioso Periférico (nervios, ganglios), que también interactúan entre sí en la ejecución de reacciones y procesos nerviosos.
2) Siendo la función principal de un organismo vivo, el sistema nervioso es la base de los procesos mentales. La psique está formada por la influencia de la actividad del sistema nervioso. Esto se expresa en la formación de una imagen subjetiva de la imagen del mundo circundante, diferente de la real y coloreada emocionalmente, la regulación del comportamiento humano llevada a cabo tanto por las influencias internas de los deseos, la memoria, la experiencia como directamente por el externo. medioambiente.
3) El fundador de la teoría de los sistemas funcionales es el científico ruso Petr Kuzmich Anokhin. Dio una definición, una clasificación de los sistemas funcionales, los principios de su trabajo y el objetivo: lograr un resultado útil.

Gran parte de la investigación en el campo de la inteligencia artificial se enfrenta a la falta de una teoría poderosa de la conciencia y la actividad cerebral en este momento. De hecho, tenemos poco conocimiento de cómo el cerebro aprende y logra un resultado adaptativo. Sin embargo, en estos momentos hay un aumento notable de la influencia mutua del campo de la inteligencia artificial y la neurociencia. Con base en los resultados del modelado matemático de la actividad cerebral, se establecen nuevos objetivos para los experimentos en el campo de la neurobiología y la psicofisiología, y los datos experimentales de los biólogos, a su vez, influyen en gran medida en el vector del desarrollo de la IA.

Con base en lo anterior, queda claro que para el futuro desarrollo exitoso de la IA biónica, es necesaria una estrecha cooperación entre matemáticos y neurocientíficos, lo que al final será fructífero para ambas áreas. Para esto, en particular, es necesario estudiar los avances modernos en neurobiología teórica.

Por el momento, hay tres teorías sobre la estructura de la conciencia más desarrolladas y parcialmente probadas experimentalmente en el campo de la neurociencia teórica: la teoría de los sistemas funcionales de P.K. Anokhin, la teoría de la selección de grupos neuronales (neurodarwinismo) de Gerald Edelman y la teoría de los espacios de información global de Jean-Pierre Changet (originalmente formulada por Bernard Baars). El resto de las teorías son modificaciones de las nombradas o no están confirmadas por ningún dato experimental. Este artículo se centrará en la primera de estas teorías: Teorías de sistemas funcionales P.K. Anokhin.

Paradigmas de reactividad y actividad.

En primer lugar, hay que decir que con toda la variedad de teorías y enfoques utilizados en psicología, psicofisiología y neurociencias, se pueden dividir en dos grupos. En el primer grupo, la reactividad se considera el principal principio metodológico que determina el enfoque para el estudio de los patrones de organización cerebral del comportamiento y la actividad, en el segundo, la actividad (Fig. 1).

Arroz. 1. Dos paradigmas de la neurofisiología - reactividad y actividad

De acuerdo con el paradigma de la reactividad, un estímulo es seguido por una reacción: conductual en un individuo, impulsiva en una neurona. En este último caso, se considera como estímulo el impulso de la neurona presináptica.

Según el paradigma de la actividad, la acción termina con el logro del resultado y su evaluación. El esquema incluye un modelo del resultado futuro: para una persona, por ejemplo, contacto con un objeto de destino.

De acuerdo con el enfoque reactivo, un agente no debe estar activo en ausencia de estímulos. Por el contrario, al utilizar el paradigma de la actividad, podemos suponer el caso en que el agente no recibió ningún estímulo del entorno externo, sin embargo, de acuerdo con las expectativas del agente, debería haber llegado. En este caso, el agente actuará y aprenderá a eliminar el desajuste, lo que podría no ser el caso en el caso de la respuesta incondicional más simple del agente a un estímulo del entorno externo.

Teoría de los sistemas funcionales

En la teoría de los sistemas funcionales, como determinante del comportamiento, no el pasado en relación con el comportamiento se considera un evento, un estímulo, sino el futuro, un resultado. sistema funcional existe un amplio sistema distribuido de formaciones fisiológicas heterogéneas que se desarrolla dinámicamente, todas las partes del cual contribuyen a obtener un cierto resultado útil. Es el valor principal del resultado y el modelo del futuro creado por el cerebro lo que permite hablar no de una reacción a los estímulos del entorno externo, sino de un establecimiento de objetivos en toda regla.


Arroz. 2. Arquitectura general del sistema funcional
(OA - aferencia situacional, PA - aferencia inicial)

La arquitectura del sistema funcional se muestra en la fig. 2. El diagrama muestra la secuencia de acciones en la implementación de un sistema funcional. En primer lugar, se produce la síntesis aferente, que acumula señales del entorno externo, la memoria y la motivación del sujeto. Sobre la base de la síntesis aferente, se toma una decisión, sobre la base de la cual se forman un programa de acción y un aceptador del resultado de una acción: un pronóstico de la efectividad de la acción que se está realizando. Después de eso, la acción se realiza directamente y se toman los parámetros físicos del resultado. Una de las partes más importantes de esta arquitectura es la aferencia inversa, la retroalimentación, que le permite juzgar el éxito de una o más acciones. Esto permite directamente que el sujeto aprenda, ya que al comparar los parámetros físicos del resultado obtenido y el resultado pronosticado, se puede evaluar la efectividad del comportamiento intencional. Además, cabe señalar que la elección de esta o aquella acción está influenciada por muchos factores, cuya totalidad se procesa en el proceso de síntesis aferente.

Estos sistemas funcionales se desarrollan en el proceso. evolución y el aprendizaje permanente. Para resumir, todo el objetivo de la evolución es el desarrollo de sistemas funcionales que darán el mejor efecto adaptativo. Los sistemas funcionales producidos por la evolución se desarrollan incluso antes del nacimiento, cuando no hay contacto directo con el entorno, y proporcionan el repertorio primario. Es este hecho el que indica la naturaleza evolutiva de estos fenómenos. Tales procesos han sido nombre común – sistemagénesis primaria .

Teoría evolutiva del sistema desarrollada por Shvyrkov V.B. basados ​​en la teoría de los sistemas funcionales, incluso rechazaron el concepto de “estímulo inicial” y consideraron un acto conductual no de forma aislada, sino como un componente de un continuo conductual: una secuencia de actos conductuales realizados por un individuo a lo largo de su vida (Fig. .3) . El siguiente acto en el continuo se implementa después del logro y evaluación del resultado del acto anterior. Tal evaluación es parte necesaria de los procesos de organización del acto siguiente, que, por tanto, pueden ser considerados procesos transformacionales o de transición de un acto a otro.


Arroz. 3. Continuo conductual-temporal

De todo lo anterior se deduce que un individuo, e incluso una neurona individual, debe tener la capacidad de desarrollar una imagen del resultado de una acción y la capacidad de evaluar la eficacia de su comportamiento. Cuando se cumplen estas condiciones, el comportamiento puede llamarse con seguridad intencional.

Sin embargo, los procesos de sistemagénesis ocurren en el cerebro no solo en el desarrollo (sistemagénesis primaria), sino también durante la vida del sujeto. sistemagénesis es la formación de nuevos sistemas en el proceso de aprendizaje. Dentro del marco del concepto de aprendizaje de selección de sistema, la formación de un nuevo sistema se considera como la formación de un nuevo elemento de experiencia individual en el proceso de aprendizaje. La formación de nuevos sistemas funcionales durante el aprendizaje se basa en la selección de neuronas de la "reserva" (presumiblemente células poco activas o "silenciosas"). Estas neuronas pueden denominarse células preespecializadas.

La selección de neuronas depende de sus propiedades individuales, es decir, de las características de sus "necesidades" metabólicas. Las células seleccionadas se especializan en relación con el sistema recién formado - sistema especializado. Esta especialización de las neuronas en relación con los sistemas recién formados es constante. De este modo, nuevo sistema resulta ser una "adición" a las formadas previamente, "superpuestas" sobre ellas. Este proceso se llama sistemagénesis secundaria .

Las siguientes disposiciones de la teoría evolutiva del sistema:
sobre la presencia en el cerebro de los animales diferentes tipos una gran cantidad de celdas "silenciosas";
sobre aumentar el número de células activas durante el entrenamiento;
que las especializaciones neuronales recién formadas permanecen constantes
que el aprendizaje implica reclutar nuevas neuronas en lugar de volver a entrenar las viejas,
son consistentes con los datos obtenidos en el trabajo de varios laboratorios.

Por separado, me gustaría señalar que, de acuerdo con los conceptos modernos de psicofisiología y teoría evolutiva de sistemas, el número y la composición de los sistemas funcionales de un individuo están determinados tanto por los procesos de adaptación evolutiva, que se reflejan en el genoma, como por aprendizaje individual a lo largo de la vida.

La teoría de los sistemas funcionales se estudia con éxito mediante modelos de simulación y se construyen varios modelos de control de comportamiento adaptativo sobre esta base.

En lugar de una conclusión

La teoría de los sistemas funcionales en un momento fue la primera en introducir el concepto de determinación del comportamiento al comparar la predicción del resultado con sus parámetros reales, así como el aprendizaje como una forma de eliminar el desajuste del cuerpo con el medio ambiente. Muchas disposiciones de esta teoría ya necesitan una importante revisión y adaptación, teniendo en cuenta nuevos datos experimentales. Sin embargo, hasta la fecha, esta teoría es una de las más desarrolladas y biológicamente adecuadas.

Me gustaría señalar una vez más que, desde mi punto de vista, un mayor desarrollo del campo de la IA es imposible sin una estrecha cooperación con los neurocientíficos, sin construir nuevos modelos basados ​​en teorías poderosas.

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La figura muestra un diagrama de un diagrama funcional según Anokhin.

Un sistema funcional es una combinación de elementos de diferente localización anatómica que interactúan para lograr un resultado adaptativo.
El resultado adaptativo es factor de formación del sistema de FS. Lograr un resultado significa cambiar la relación entre el organismo y el medio ambiente en una dirección que sea beneficiosa para el organismo.
Hay sistemas funcionales del primer y segundo tipo.
Sistema funcional del primer tipo.- un sistema funcional que asegura la constancia de los parámetros del ambiente interno debido al sistema de autorregulación, cuyos actos no van más allá de los límites del organismo mismo. Las 2 constantes principales de la homeostasis son la presión osmótica y el pH de la sangre. El sistema funcional del primer tipo compensa automáticamente las fluctuaciones en la presión arterial, la temperatura corporal y otros parámetros.
Sistema funcional del segundo tipo. utilizando un enlace externo de autorregulación; proporcionando un efecto adaptativo a través de la comunicación con el mundo exterior fuera del cuerpo y cambiando el comportamiento.
Sistemas funcionales tener diferentes especializaciones. Unos realizan la respiración, otros se encargan del movimiento, otros de la nutrición, etc. FS puede pertenecer a diferentes niveles jerárquicos y ser de diversos grados de complejidad.
Sistemas funcionales variar en el grado de plasticidad, es decir. por la capacidad de cambiar sus componentes constituyentes. Si un acto de comportamiento consiste principalmente en estructuras innatas (reflejos incondicionados, por ejemplo, respiración), entonces la plasticidad será pequeña y viceversa.
Componentes principales:
Los componentes principales se muestran esquemáticamente en la figura.
1. Síntesis aferente. La tarea de esta etapa es recopilar la información necesaria sobre varios parámetros del entorno externo, seleccionar los estímulos principales de una variedad de estímulos y establecer una meta. AF es siempre individual. Hay 3 componentes en la AF: motivación, aferencia situacional (información sobre el entorno) y memoria.
2. Toma de decisiones
3. Aceptante de los resultados de la acción. Modelo o imagen del resultado esperado.
4. Aferencia inversa. El proceso de corrección basado en los resultados de las actividades en curso recibidas por el cerebro desde el exterior.
Importancia para la psicofisiología: FS se considera como una unidad de la actividad integradora del organismo.
Luria creía que la introducción de la teoría de los sistemas funcionales permite un nuevo enfoque para resolver muchos problemas en la organización de los fundamentos fisiológicos del comportamiento y la psique.
Gracias a la teoría FS:
- se ha sustituido una comprensión simplificada del estímulo como único agente causante de la conducta por ideas más complejas sobre los factores que determinan la conducta, con la inclusión de modelos del futuro requerido o la imagen del resultado esperado entre ellos;
- se formuló una idea sobre el papel de la "aferencia inversa" y su significado para más destino la acción que se realiza, este último cambia radicalmente la imagen, mostrando que todo comportamiento posterior depende del éxito de la acción realizada;
- se introdujo el concepto de un nuevo aparato funcional, que compara la imagen inicial del resultado esperado con el efecto de una acción real - un "aceptor" de los resultados de una acción.