Функціональні системи – унікальна організація живих організмів (поняття, основні принципи організації).

 

Розвиток системного підходу пов’язаний з працями канадського вченого Берталанфі. Системи – це сукупність окремих елементів та їхня упорядкованість. Сам Берталанфі та його послідовники не визначили системоутворюючого фактору.

Відкриття системних закономірностей у діяльності живих організмів належить П.К. Анохіну. Системи живих організмів не просто упорядковують елементи, що входять до їх складу, але й об’єднують ці елементи для здійснення функцій організму. Такі системи отримали назву функціональних.

Анохін вперше вказав на системоутворюючий фактор у функціональних системах.

Системоутворюючим фактором є корисний пристосувальний результат для системи та організму в цілому. Такими корисними результатами, що формують різні функціональні системи, є:

1. Метаболічні результати – проміжні та кінцеві продукти ланцюгів хімічних реакцій у їхній взаємодії. Прикладом можуть слугувати дві метаболічні реакції: гальмування метаболічного процесу продуктом реакції та активація метаболічного процесу.

2. Гомеостатичні показники – провідні показники крові, лімфи та між тканинної рідини. Всі показники складають гомеостази (Кеннон) – рівень поживних речовин, гормонів, газів, осмотичний тиск, рН, кров’яний тиск тощо.

3. Результати поведінкової діяльності тварин і людини, що задовольняють їх провідні метаболічні та біологічні потреби.

4. Результати соціальної діяльності людини.

Архітектоніка функціональних систем.

Будь-яка ФС включає наступні вузлові механізми:

1. корисний результат, як системоутворюючий ведучий фактор;

2. рецептори результату;

3. зворотня аффереєнтація, яка йде від рецепторів у центральні утворення ФС.

4. центральна архітектура – вибіркова сукупність нервових елементів різних рівнів;

5. виконавчі соматичні, вегетативні та ендокринні компоненти, що включають цілеспрямовану поведінку.

 

Корисний пристосувальний результат:

- внутрішні константи;

- виділившись від неживої природи, живю орг. не здатні існувати за рахунок внутрішніх механізмів регуляції, тому їм необхідно взаємодіяти з довкіллям: поглинати і виділяти речовини; пристосувальна діяльність організмів до довкілля, що спрямована на задоволення внутрішніх біологічних потреб і на збереження вида;

- групова діяльність тварин і людини спрямована на задоволення біологічних потреб;

- соціальна діяльність людини.

- Методи психофізіологічних досліджень:

- Електрофізіологічні методи вивчення органічних функцій, що мають в основі реєстрацію біопотенціалів, що виникають в тканинах живого організму спонтанно чи у відповідь на зовнішні подразнення. Чому використовують? Супроводжують всі основні життєві процеси = абсолютно надійні, є у людей і тварин = універсальні, динамічно і часово відповідають фізіологічним процесам = точність, технічно удобні у використанні (комп’ютерні програми, електроди, без травм. Найчастіше використовують реєстрацію біотопів мозку..
Методи, що найбільш часто використовуються: 1) реєстрація імпульсної активності нервових клітин (показником активності нейронів є потенціали дії – електричні імпульси тривалістю декілька мілісекунд; реєструється у вільній поведінці у тварин (рідко у людей у нейрохірургії) і співставляється з активністю різних поведінкових показників; мікроелектроди через отвори у черепі тварин вводять максимально наближено до нейрону і реєструють його фонову активність не пошкоджуючи його мембрану у стані спокою чи на різних етапах поведінки; викликані потенціали і потенціали пов’язані з подією ). 2) електроенцефалографія – реєстрація коливань електричних потенціалів мозку з поверхні черепа (відбиваються лише низькочастотні біоелектричні процеси тривалістю від 10мс до 10хв; електроди накладаються на поверхню голови = скальп; біполярна реєстрація ЕЕГ – реєструється різниця між 2а активними електродами, застосовується у клініці для локалізації патологічного очага; моно полярна реєстрація – різниця потенціалів між різними точками на поверхні голови по відношенню до індиферентної точки, де електричні процеси мінімальні і їх можна прийняти за нуль (мочка вуха, відросток скроневої кістки). 3) магнітоенцефалографія – реєстрація магнітних полів, що створюються синхронною активністю великої кількості нервових клітин, що супроводжуються слабкими електричними токами (реєструють спеціальними датчиками; якщо ЕЕГ – реєстрація токів з поверхонь звивин, то МЕГ – з поверхонь борозд, а площа тих і тих приблизно рівна, отже і значення МЕГ пропорційно рівне ЕЕГ). 4) комп’ютерне картування мозку: рентгенівська комп’ютерна томографія, структурна магнітно – резонансна томолграфія (МРТ), позитронно – емісійна томографія (ПЕТ), функціональна магнітно – резонансна томографія (ФМРТ) (дозволяють візуалізувати функціонування мозку, шляхом побудови за допомогою комп’ютера “картин” мозку на основі даних про метаболічну активність його структур; ПЕТ – в кров’яне русло вводять ізотоп, які стикаються з електроном і знешкоджують один одного, на їх місті виникають 2 протона, що розлітаються на 180◦ і фіксуються детекторами, від них інформація фіксується комп’ютером і створюється плоский зріз мозку на реєструємо му рівні і визначається метаболічна активність). 5) інтеграція даних ЕЕГ і МЕГ з структурною і функціональною МРТ. 6) ядерна магнітна резонансна інтроскопія – зображення тканин чи органу людини за допомогою ядерного магнітного резонансу (людину розміщують у циліндричній трубці з постійним магнітним полем, яке в 30р перевищує земне і реєструють густоту хімічно еквівалентних ядер, розподіл швидкості потоку рідини = крові, біохімічні процеси обміну речовин. Виявлення структур, що залучені до забезпечення діяльності і психічних процесів). 7) електроокулограма (ЕОГ) – реєстрація руху очей (3 види рухів – тремор = малі, часті коливання, дрейф = повільне. Плавне переміщення і мікросаккади = швидкі рухи тривалістю 10-20мс, що направлені на збереження місце розташування очей в орбіті; ЕОГ виключає контакт з очним яблуком, проводиться при різному освітленні, зберігаючи тим самим природні умови зорової активності; рухи очей викликають зміни в ЕЕГ тому реєстрація ЕЕГ без ЕОГ в психофізіологічних експериментах є недопустимою помилкою). 8) електроміографія – реєстрація сумарних коливань потенціалів, що виникають як компонент процесу збудження в області нервово - м’язових з’єднань і м’язових волокон при надходженні до них імпульсів від мотонейронів спинного мозку чи довгастого мозку (у стані спокою скелетна мускулатура завжди є у стані легкого тонічного напруження, що проявляється на ЕМГ у вигляді низько амплітудних коливань; при готовності до руху без його підкріплення (мислення), тонічна ЕМГ зростає за амплітудою і частотою; наприклад читання “про себе” викликає збільшення ЕМГ активності нижньої губи, при уявному письмі у правців посилюється активність поверхневих згиначів правої руки). 9) електрична активність шкіри пов’язана з активністю потовиділення (з ЦНС до потових залоз поступають впливи з кори великих півкуль і з глибинних структур мозку – гіпоталамусу і ретикулярної формації; у людини 2-3 млн. потових залоз, при цьому на підошві і долонях їх у декілька раз більше чим на інших ділянках тіла; головна функція – підтримка постійної температури тіла, активуються при сильних емоційних переживаннях, стресі і різних формах активної діяльності). 10) реєстрація вегетативних показників: активності шлунка, кров’яний тиск, зміна тонусу судин голови і кінцівок, реєстрація дихання і електрокардіографія. 11) побудова перцептивних, мнемічних і семантичних просторів за суб’єктивними реакціями і фізіологічними показниками.

1. 4. Проблеми співвідношення мозку і психіки, психічного і фізіологічного.

Уявимо, що мозок живої людини має вигляд невеличкого овального тіла з нерівною поверхнею, що складається з желеподібної речовини, вагою 1500г. Яким чином це тіло продукує відчуття, керує тонкими рухами художників? Яким чином процеси, що в ньому виникають пов’язані з культурою, релігією, поезією, прозою, добротою і ненавистю? Яким способом ця сірувато – біла субстанція постійно накопичує ідеї і знання, наказує тілу здійснювати дії різної складності від простих до віртуозних рухів гімнастів чи хірургічних? В цих питаннях заключається суть проблеми співвідношення мозку і психіки, психічного і фізіологічного.

В європейській традиції терміни "душа" і "тіло" вперше з наукових позицій розглянув філософ і лікар Рене Декарт, у XVII в. (Тіло — це автомат, що діє за законами механіки, і лише при наявності зовнішніх стимулів. Саме Декарт надав ідею рефлексу як машиноподібного відповідного поведінкового акту. Душа — особлива сутність (субстанція), що складається з явищ свідомості — "мыслей". Саме вони є найбільш доступним об’єктом самоспостереження. Звідси знамените твердження: "Я мыслю, следовательно, я существую". Отже, Декарт розглядав душу і тіло як 2 самостійні, незалежні субстанції. Душа здатна впливати на діяльність тіла, а тіло доповідає душі про події зовнішнього світу. Декарт пояснив це тим, що в мозку людини є спеціальний орган – шишкоподібна залоза – посередник між душею і тілом. Впливи зовнішнього світу передаються нервовою системою, потім "дехто" (гомункулус) розкодовує інформацію, що знаходиться у нервовій діяльності. Отже, розділивши тіло і душу, Декарт вперше поставив проблему їх співвідношення, і дав перший варіант її рішення = психофізіологічний паралелізм. Вчення Декарта (дуалізм – наявність 2х протилежних начал – матеріального і духовного) притримувався і Лейбніц. Згідно його уяв душа і тіло діють незалежно, внаслідок внутрішньої будови, проте діють погоджено і гармонійно. Ярошевский (1996) підкреслює, Декарт, Лейбніц і інші філософи аналізували в основному психологічну проблему – знайти місце психічному = свідомості, мисленню у загальній картині світу.

Психофізіологічна проблема = основний зміст предмету психофізіології, заключається у вирішенні питання співвідношення між психічними і нервовими процесами у конкретному організмі (тілі). Перше рішення цієї проблеми є психофізіологічний паралелізм – протиставлення незалежно існуючих психіки і мозку (души і тіла)= незалежні явища, не пов’язані між собою причинно – наслідковими відношеннями.

В то й же час поряд з паралелізмом сформувалися ще 2 підходи до вирішення проблеми:

психофізіологічна ідентичність = психічне втрачає свою суть і повністю ототожнюється з фізіологічним: "Мозг вырабатывает мысль, как печень — желчь".

психофізіологічна взаємодія - психічне і фізіологічне мають різні сутності, вони дещо взаємодіють і взаємовпливають один на одне.

І.М. Сечєнов обоснував можливість розповсюдження рефлексу, як принципу організації поведінки на всю роботу головного мозку. стверджував, що психічні акти також закономірні і детерміновані як і нервові. Ввів уявлення про ієрархію рефлексів (елементарні, а поряд і складні, при яких відбувається актуалізація попереднього досвіду).
Ідея, за Сечєновим — це психічний рефлекс з затриманим кінцем, що розвивається по внутрішньому ланцюзі асоціативних рефлексів, емоція - психічний рефлекс з посиленим кінцем. Ввів уявлення про психічний елемент – інтегральна частина рефлекторного процесу, що здійснює пристосування до середовища. Сечєнов туго повязав поняття психічного з рефлексом, пояснив неможливість відриву психічного від рефлекторної діяльності. У подальшому І.П. Павловим формується нова система знань про відношення організму і середовища.

У ХХст. психофізіологічний дуалізм не є пережитком давнини, його підтримують Шерінгтон, Едріан, Пенфілд, Екклс. При вивченні нервової діяльності не треба приймати до уваги психічні явища; мозок – механізм, діяльність окремих частин якого паралельна різним формам психічної діяльності. Ціль дослідження – виявлення закономірностей протікання психічних і фізіологічних процесів.

Проте, за даними сучасної науки, між психікою і мозком є тісний взаємозв’язок: впливаючи на мозок = зомбування, можна змінити чи стерти особистість, знищити самосвідомість (хімічно – речовинами, наркотиками, анатомічно чи електрично – електроди вживити, викликаючи різні стани, галюцинації і емоції). Це доводить пряме підкорення психіки зовнішнім хіміко – фізичним впливам, психологічні стани людини пов’язані з наявністю чи відсутністю тих чи інших речовин в мозку.
проте, все, що глибоко торкається психіки, відбивається на мозку і організмі в цілому. Так депресія чи горе може призвести до психосоматичних – тілесних хвороб; гіпноз – як викликати, так і вилікувати соматичні розлади; магія – наслідки; йога; релігійні чудеса – видужання. Отже, взаємозв’язок мозку і психіки не можна пояснити лише фізіологічним паралелізмом, відношення психіки до мозку не є відношеннями продукту і виробника, бо продукт (психіка) часто і ефективно впливає на свого виробника – мозок. Тобто, між ними є діалектичний причинно – наслідковий зв’язок, що повністю не отримав пояснення. Так, Екллс і Барт вважають, що мозок не продукує дух, а знаходить його, інформація, що отримується органами чуття, перетворюється у хімічні субстанції, зміни стану нейронів, що накопичують чуттєві відчуття. Так відбувається взаємодія зовнішньої матеріальної реальності з духовним субстратом мозку. А якими рецепторами сприймається “дух”, що є “носіями” духу поза мозком і т.д.?

Сучасні вітчизняні рішення психофізіологічної проблеми:

1. Психічне відповідне не любій фізіологічній діяльності, а лише процесам ВНД. Тут психічне виступає як особлива сторона, властивість фізіологічних процесів мозку чи процесів ВНД.

2. Психічне – це особливий вид нервових процесів, що має властивості, які відсутні у інших процесів нервової системи, у тому числі процесів ВНД. Вони відбивають об’єктивну реальність і мають внутрішні образи і їх переживання.

3. Психічне зумовлене фізіологічною діяльністю мозку (ВНД), проте не тотожне їй.

Жодний з підходів до вирішення проблеми не має загального визнання, і робота у цьому плані продовжується.

У 50-і рр. ХХ ст. відбувається розповсюдження системного підходу, що пояснює наукове мислення. Підхід вимагав вивчати явища в залежності від внутрішнього пов’язаного цілого, які вони утворюють, і таким чином накопичуючи нові властивості, що властиві цілому (Ярошевський, 1996).Підхід є робочим принципом, так У. Кеннон, відкривши принцип гомеостазу, розглядав його як синонім принципу системності.

Проникнення системного підходу у фізіологію ВНД і психологію радикально змінило логіку наукових досліджень. В першу чергу, це відбилося на вивченні фізіологічних основ поведінки.

ЛІТЕРАТУРА

1. Практические занятия по физиологии: Учебное пособие для институтов физической культуры. /Под ред. А.Б. Гандельсмана.- М.: ФиС, 1968. – 136с.

2. Практикум по общей физиологии и физиологии спорта: Пособие для институтов физической культуры. /Под ред. А.Б. Гандельсмана.- М.: ФиС, 1973. – 152с.

3. Физиология человека: Учебн. для ин-тов физ.культ./Под ред. Н.В. Зимкина/.-М: ФиС, 1975. – 496 с.

4. Кучеров І.С., Шабатура М.Н., Давиденко І.М. Фізіологія людини: Навчальний посібник для студентів факультетів фіз. виховання пед. ін-тів.- Київ: Вища школа. 1981.-408 с.

5. Фомин Н.А. Физиология человека: Учебное пособие для студентов фак. физ.воспитания пед. инс-тов.- М.: Просвещение, 1982. – 320 с.

6. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник.- М.: Терра-Спорт, Олимпия-Пресс, 2001.- 520 с.