Формирование функциональных систем в процессе деятельности
В соответствии с выбранной целью и сформированным мотивом человек начинает планировать свою деятельность и отдельные действия, поступки. Это планирование происходит параллельно со сбором информации о внешней и внутренней среде, о наличии средств для достижения цели и о своих возможностях, с перебором способов использования средств достижения цели и т.д.
После планирования наступает этап реализации плана, в процессе которой человек совершает ряд двигательных действий, требующих включения в работу многих мышечных групп, а если работа продолжается долго, то и развертывания вегетативных систем, обеспечивающих работающие мышцы энергией и сохранение гомеостаза (внутренней среды организма).
Естественно, чтобы деятельность осуществлялась эффективно, чтобы человек мог достигнуть поставленной цели, требуется упорядочение работы мозга, мышц, вегетативных систем. Достигается это благодаря управлению и регуляции рефлекторных реакций, деятельности и поведения.
Управление – это такая организация процессов, которая обеспечивает достижение целей. Частным случаем управления является регуляция, т.е. обеспечение постоянства состояния системы, деятельности и поведения.
Управление и регуляция деятельностью спортсмена – это не простое реагирование его на внешние стимулы (воздействие тренера, соперника, болельщиков и т.п.) – это «самоуправление». (И.П. Павлов) Он писал, что «человек есть система в высшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующая». Ведущей системой управления и регуляции у человека является сознание. Однако психическая регуляция невозможна без привлечения и нейрофизиологических механизмов управления и регуляции, в частности без формирования «функциональной системы» (по П.К. Анохину).
П.К. Анохин создал теорию функциональных систем. По его определению системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата.
Принципы взаимодействия блоков в функциональной системе
Полезным результатом для функциональной систем может быть ее устойчивое состояние в изменившейся внешней или внутренней1 среде, что называют принципом наименьшего взаимодействия. Суть этого принципа состоит в том, что всякая изолированная система (в том числе и человек) стремиться к успокоению и все происходящие в ней изменения направлены на удаление от возмущающего эту систему воздействия. Система как бы минимизирует взаимодействие со средой. Этот принцип распространяется и на взаимодействие блоков внутри сложной системы. Целесообразность каждого блока сложной системы состоит в наименьшем взаимодействии с остальными блоками. Такая автономность ведет к тому, что каждый блок выполняет свою задачу.
Обучение, которое происходит в процессе тренировки, подчиняется этому принципу. Так, например, известно, что улучшение управляющих воздействий в процессе обучения связано с уменьшением объема информации, необходимой для управления действиями, с формированием более компактных и целевых опознавательных эталонов-образцов, при свертывании операций и двигательных компонентов опознавания. Баскетболист быстрее опознает ситуацию, которая складывается на игровой площадке.
С позиции минимизации объясняются факты расхождения в направленности изменения различных психических функций при состоянии напряженности: наиболее важные для данной деятельности функции повышают уровень функционирования, а менее значимые – снижают.
Таким образом, уменьшение взаимодействия функциональных систем с внешней средой и между блоками в самой системе являются отражением адаптации к условиям существования. Это находит выражение в экономизации сил и средств, затрачиваемых на достижение цели.
Однако следует иметь в виду, что минимизация взаимодействия – это один из этапов в жизни систем, оптимальность, достигнутая лишь для данных условий. Как только условия, меняются для получения нового полезного результата принцип минимального взаимодействия будет мешать приспособлению к изменившейся среде.
А.А.Ухтомский полагал, что принцип наименьшего действия присущ отдельным функциональным единицам в составе сложных систем. Суммарная же деятельность организма не во всех случаях подчиняется этому принципу. Например, предвидение событий заставляет человека уклоняться от пути наименьшего взаимодействия. П.К. Анохин высказывал мысль, что для получения полезного результата системе может пойти на самые большие возмущения во взаимодействии своих компонентов.
Применительно к спортивной деятельности можно сказать, что усиление взаимодействия возникает в связи с использованием новых, более высоких нагрузок, с формированием новых двигательных действий, с переделкой старых, а уменьшение взаимодействий связано с адаптаций функциональных систем к нагрузкам, со стабилизацией техники выполнения упражнений, с возникновением состояния тренированности на данном этапе многолетнего тренировочного процесса.
Блоки функциональной системы и их роль в управлении действиями
Деятельность человека разнообразна как по смыслу и действиям, так и по тем условиям, в которых она протекает. Разные цели, задачи и условия деятельности предъявляют и разные требования к человека и его функциональным системам. Поэтому функциональные системы каждый раз при изменении программы и условий деятельности частично или полностью реорганизуются. Т.е. могут состоять из разного количества блоков, выполняющих свои специфические функции. Это значит, что строение функциональных систем, формирующихся для получения полезных результатов, различно.
Рассмотрим схему управления функциональной системой (20 с). Она состоит из пяти блоков.
А - блок афферентного синтеза; Б – блок принятия решения; В – блок системы программы действия (деятельности); Г – блок исполнения и получения результата; Д – блок обратной связи.
Афферентный синтез осуществляется при взаимодействии четырех факторов:
- пусковой афферентации; (ПА)
- обстановочной афферентации; (ОА)
- памяти; (П)
- мотивации. (М)
Пусковой сигнал принимается с помощью органов чувств (в виде ощущений) передающим его в нервные центры, – афферентным нервам.
В ЦНС эти сигналы обрабатываются, в результате чего возникает образ объектов и ситуации. «Опознание» пусковой информации происходит с помощью памяти. Переработка в ЦНС пусковой информации имеет прежде всего задачу определить значимость данного сигнала для человека.
Человек должен выбрать, на какие сигналы следует реагировать, а на какие нет. Помогает осуществлять такой выбор механизм доминанты.
Опознание пускового сигнала приводит к появлению «модели потребного будущего» (по Н.А. Бернштейну), т.е., предвидению, что произойдет в будущем. Однако, прежде, чем принять решение человек должен сопоставить пусковую афферентацию и возможные виды реагирования, которые хранятся в памяти. Таким образом, афферентный синтез с учетом обстановочной афферентации необходим для того, чтобы еще до начала действия внести поправки в привычную (закрепленную в прошлом опыте) реакцию. Мотивация, особенно социального характера, либо усиливает реагирование, либо в качестве цензора отменяет намеченное действие.
Программирование действий. Афферентный синтез приводит к размышлению, т.е. сбору сведений для принятия обоснованного решения: что делать? какова цель действия? какая задача? Однако постановка задачи – это еще половина дела, необходим следующий этап управления: определение того как, с помощью каких средств, ресурсов можно решить эту задачу.
Наступает этап программирования деятельности. Принятие решения и программирование деятельности связаны со способностью мозга «заглядывать вперед», т.е. экстраполировать будущее.
Экстраполирование (предвидение) не может быть абсолютным, а носит вероятностный характер. Способность сопоставлять поступающую информацию о ситуации и хранящегося в памяти опыта о прошлом позволяет строить гипотезы о предстоящих событиях, приписывать им ту или иную вероятность.
По окончании программирования следует сигнал к реализации программы и выполнение самой программы (блок «Г»). Обратная связь и сличение. Контроль за действиями осуществляется с помощью обратной афферентации ( по П.К. Анохину) или обратной связи ( по Н.А. Бернштейну). Обратная связь – это информация о том, что произошло или происходит в данный момент в функциональной системе, как осуществляются действия, каковы их результаты. Обратная связь включает в себя не только сигналы с рецепторов, расположенных в работающих органах. Главное в обратной связи – это получение информации, на какой стадии решения задачи или достижения цели находится в данный момент функциональная система. Зная это, человек может дальше планировать свою деятельность. Для того, чтобы это узнать, надо сличать (сравнивать) информацию, поступающую по каналам обратной связи, с информацией, отражающей, что должно быть. Нервные образования, осуществляющие функцию сличения, названы Н.А. Бернштейном «аппаратом сличения», а П.К. Анохиным «акцептором действия» (блок В на схеме).
В результате этого сравнения возникает сигнал согласования или рассогласования, который передается в программирующий аппарат и учитывается при управлении действием. К исполнительным органам посылается «санкционирующая афферентация». Этот сигнал приводит либо к продолжению действия (если программа не выполнена), либо к остановке (если программа выполнена полностью, либо к переделке программы (если нужный результат при существующей программе не достигается). Важно отметить, что с помощью сличения различных видов информации предсказывается ход действия в предстоящее мгновение, т.е. аппарат сличения помогает осуществлять не только конечный контроль, но и текущий.
Обратная связь позволяет накапливать человеку опыт, что особенно ярко проявляется в тех случаях, когда информация о протекании действия вследствие кратковременности последнего не успевает проанализироваться человеком, а следовательно, не успевает совершиться коррекция по ходу действия. В этом случае обратная информация получается человеком уже после совершения действия путем оживления в памяти следов, а коррекция вносится при программировании повторного действия. Такого рода обратную связь называют «отставной».
Принцип доминанты и управление деятельностью
В условиях, когда к человеку поступает масса разнообразных раздражителей и сигналов, возникает задача отбора из них только имеющих для данной деятельности определяющее значение. Если бы каждая система в один и тот же момент реагировала на любой сигнал, было бы невозможно регулировать деятельность. Избежать хаоса в регуляции позволяет возникновение доминанты, т.е. временно господствующего очага возбуждения.
Впервые состояние доминанты описал А.А. Ухтомский, который установил, что если в одном из центров создается стойкий очаг возбуждения, то раздражение, адресованное в другой центр, вызывает реакцию, соответствующую не этому раздражителю, а стойкому очагу возбуждения. Это состояние он охарактеризовал как временно господствующий рефлекс, которым трансформируется и направляется работа прочих рефлекторных дуг и рефлекторного аппарата в целом.
А.А. Ухтомский сформулировал следующие признаки доминанты:
- повышенная возбудимость: доминантный очаг отвечает реакцией не только на адекватные для него раздражители, но и индифферентные (безразличные раздражители);
- стойкость возбуждения: способность доминантного очага находиться длительное время в состоянии возбуждения;
- способность к суммированию возбуждения: под влиянием посторонних раздражений сила возбуждения в доминантном очаге возрастает;
- сопряженное торможение: доминантный очаг тормозит другие рефлекторные реакции.
Следует, однако, отметить, что каждый признак сам по себе не характеризует состояние центра как доминантного. Необходимо наличие всех признаков.
Организующая роль доминанты проявляется в синхронизации активности центров, входящих в доминантный очаг, Каждый нервный центр имеет индивидуальный ритм, который при возбуждении дает импульсацию своей, отличной от других частоты. Если сравнивать различные центры друг с другом, то окажется, что они работают не ритмично, асинхронно. Когда же ряд центров начинает обеспечивать выполнение одной и той же функции, их работа проходит более синхронно, в близком ритме.
Однако синхронизация активности нервных центров связана не только с увеличением импульсации, но в случае необходимости и со снижением ее.
К учению А.А. Ухтомского о доминанте существенное дополнение сделано А.М. Ефимовой. Весь период существования доминанты она разделила на четыре этапа.
Первый этап – стадия взаимной корроборации – взаимное усиление уровня возбуждения доминантного и дополнительных очагов возбуждения. На этом этапе доминантный очаг, усиливая свое возбуждение за счет других очагов, способствует росту возбуждения и в недоминантных центрах.
Второй этап – стадия неконцентрированной доминанты, характеризующаяся ослаблением корроборации, причем в большей степени для недоминантных центров. Это приводит к тому, что доминантный очаг подкрепляется сторонними раздражителями, а недоминантные центры не подкрепляются. Однако рефлексы с недоминантных центров на этой стадии проявляются нормально, без угнетения их активности. Этот этап развития доминанты является наиболее типичным для повседневной жизни человека.
Третий этап – стадия концентрированной доминанты, характеризующаяся развитием сильного сопряженного торможения. Теперь с недоминантных центров рефлексы образуются меньше, чем прежде. В жизни такая доминанта встречается у людей, сильно увлеченных каким-либо делом.
Четвертый этап – торможение, затухание доминанты, которое происходит вследствие достижения цели, либо под влиянием появления другой, более сильной доминанты.
Роль доминанты в отборе сигналов имеет огромное значение в деятельности человека. Однако доминанта организует не только отбор сигналов и поиск необходимой для деятельности информации, но и ответную реакцию. Поскольку у функциональной системы, каким предстает человек во время деятельности, в каждый момент времени выход может быть только один, все многообразие осуществления двигательных актов должно быть сведено к одному единственному пути. Это обеспечивается доминантой, открывается лишь тот путь, который в данный момент обладает наибольшей возбудимостью. Созданию доминантного пути способствует мысленное проговаривание плана предстоящего действия, словесная инструкция педагога.
Следует отметить, что наряду с явным проявлением имеется и скрытое доминантное состояние. П.К. Анохин определял доминирование как стационарное поддерживание повышенной возбудимости и готовности к действию. Именно в силу этого свойства доминанта, формирующаяся в высших психических уровнях регуляции, может направлять и определять поведение человека на многие годы, а подчас и на всю жизнь.
Положительная роль доминанты в управлении деятельностью состоит в том, что свойство ее подкрепляться постоянными раздражителями и тормозить другие очаги возбуждения обеспечивает достижение цели даже в неблагоприятных условиях.
Однако всякое положительное явление, в том числе и доминанта, при определенных условиях может превратиться в свою противоположность, о чем хорошо сказал А.А. Ухтомский: «Доминанта, как общая формула, еще ничего не обещает, как общая формула, доминанта говорит лишь то, что из самых умных вещей глупец извлечет повод для продолжения глупостей, а из самых неблагоприятных условий умный извлечет умное». В ряде случаев инертность доминанты может помешать спортсмену быстро и адекватно приспособиться к изменившейся ситуации, сменить план ведения поединка, изменить представление о методике тренировки.
