Итак, идея о необходимости вскрытия системообразующего фактора является самой первой и кардинальной идеей в развитии любой теории систем.
Второй важный момент, который мы считаем также важнейшим фактором образования системы, это наличие в системе ее внутренней операциональной архитектоники. Такая рабочая архитектоника должна обеспечить переход от синтетических к аналитическим механизмам системы и наоборот. По самому своему смыслу система должна стать концептуальным мостом, который должен связать уровень целого организма, т. с. уровень системной деятельности, с тончайшими аналитическими процессами. Для организма это будет молекулярный уровень функционирования.
Так, например, мы хорошо знаем, что постановка цели человеком к совершению какого-то поведенческого акта представляет собой высший уровень человеческой деятельности. В него входят целостные агрегаты нервных образований, в которых формируется цель. Затем она осуществляется, мобилизуются моторные механизмы для ее осуществления и т. д. Спрашивается, если все эти процессы представляют собой самоорганизующуюся систему с участием многих нервных элементов, то каким образом осуществляется этот переход от высшего уровня — синтетического и системного к аналитическому, где мы уже имеем функцию отдельных нервных элементов и даже участие молекулярных процессов.
Следовательно, говоря о системе как о руководящем принципе исследования, мы тем самым обязываем себя показать, как эта системная организация обеспечивает высший уровень функционирования и вместе с тем как она включает в себя такие структурно-функциональные детали, которые, например, представлены в разрядах отдельного нейрона. Иначе говоря, система должна показать, как нейрон “вписывается” в нее, содействуя ее полезной деятельности.
Совершенно очевидно, что мы имеем в качестве объектов исследования два параллельных ряда явлений: с одной стороны, целостные поведенческие акты, а с другой стороны - деятельность отдельной нервной клетки. Пока эти два ряда явлений будут находиться в параллельных плоскостях, не имея возможности когда-то соединиться концептуально, нейрофизиолог не выполнит своей главной цели: понять работу целого мозга. Вот между этими то областями исследовательской работы и должен быть построен концептуальный мост (Рис. 4).
Благодаря этому мосту мы можем свободно перейти от поведенческого акта к аналитическим деталям до тонких нейрохимических процессов включительно. А вместе с тем мы можем также от исследования тонких нейрохимических процессов через этот же мост перейти к объяснению тотальных, т. е. целостных поведенческих актов.
Спрашивается, на какой основе может быть построен такой концептуальный мост?
Мы достигли этого тем, что ввели в функциональную систему целый ряд переходных узловых механизмов, последовательно обеспечивающих работу функциональной системы. Иначе говоря, таким образом мы построили внутреннюю операциональную архитектонику системы. Эта общая архитектоника из нескольких физиологически конкретных узловых механизмов системы (Рис. 5). Благодаря этим узловым механизмам любой поведенческий акт может трактоваться с включением уровня одиночного нейрона.
--------
Если посмотреть на каждый из всех описанных выше детальных процессов в отдельности, то, являясь частью системы, он служит переходным мостом от целого к аналитическим деталям. Эти детали, место которых в системе точно определено, могут уже быть использованы для тонкого анализа с помощью тончайших аппаратурных приспособлений.
В самом деле, что такое параметры результата? Это совершенно конкретные свойства или физические характеры результата, выраженные в его способностях сличаться в акцепторе результатов действия. Следовательно, если мы говорим, что результат имеет параметры, то мы уже стоим перед аналитической работой, с помощью которой мы можем тончайшим образом охарактеризовать те тонкие свойства результата, которые он имеет. Это может быть вес, вкус, тяжесть, шероховатость и т. д. и т. п.
Таким образом, сопоставление свойств реально полученного результата с теми, которые были предсказаны как необходимые для удовлетворения потребности, и есть последний момент функционирования системы. Мы полагаем, что всякий поведенческий акт заканчивается сопоставлением и соответствующей санкцией успешно произведенного действия, но мы не должны забывать, что этим самым мы характеризуем только отдельный блок отдельного результата и отдельной функциональной системы. Но он является всегда началом для будущего этапа поведения. Однако это не цепной рефлекс, как это принято думать. А раз это так, тогда значит, “что-то” должно определить, подошли эти параметры друг другу или не подошли Что, где, какой механизм образует и формирует этот аппарат сопоставления того, что задано, с тем, что было получено реально — это одна из самых интригующих задач функциональной системы.
Анализ процесса сличения прогнозированного результата и реального результата на многих функциональных системах показывает, что на примере функциональной системы мы имеем в самом деле универсальную модель для всех физиологических функций, лишь бы они определяли жизненное приспособление. Вероятно, эта модель возникла очень давно в истории живого на нашей планете.
3. Концепция системогенеза
Теперь трудно даже приблизительно очертить круг вопросов и круг практического применения теории функциональной системы, который мы имеем в настоящее время, Прежде всего, она, конечно, расширила возможности кибернетики, поскольку речь идет не только об обратной афферентации, являющейся аналогом обратной связи в кибернетике. Особенно важно то, что мы получили возможность ввести три компонента, чрезвычайно обогащающих формирование так называемых кибернетических систем. Я имею в виду афферентный синтез, который, по сути дела, является “предрешением”, и акцептор результатов действия, который, являясь афферентной моделью будущих результатов, становится аппаратом предсказания того результата, причем задолго до того, как он будет получен.
Другая, вытекающая из концепции о функциональной системе, идея является уже следствием применения функциональной системы в биологии.
Речь идет о формулировке закона развития в онтогенезе, который ранее не был констатирован. Формулировка этой идеи привела нас к развитию онтогенетического направления, получившего 25 лет тому назад название системогенеза (П. К. Анохин, 1948).
Как было показано выше, функциональная система содержит в себе целый ряд важных механизмов, которые только в целом и только при достаточно полной их консолидации могут привести к полезному результату. Естественно, возникает вопрос, а как же в случае эмбрионального созревания функций, когда новорожденный должен быть абсолютно готовым сразу же после рождения к самостоятельному существованию, как например, у млекопитающих, у некоторых птиц и др.
В самом деле, ребенок человека, например, появляется на свет с уже готовыми функциональными приспособлениями в виде сосания, дыхания и прочих функциональных проявлений. Но каждое из них, поскольку оно приводит к положительному результату, неизбежно должно иметь архитектуру функционального целого, т. е. архитектуру функциональной системы.
Такой аппарат, позволяющий осуществлять эту функцию, непременно должен содержать и афферентный синтез, и принятие решения, и акцептор результатов действия, и все другие компоненты функциональной системы. Возникает чрезвычайно важный вопрос: каким образом в процессе эмбриогенеза все части системы начинают свое созревание таким образом, что они консолидируются между собой так точно, что в момент рождения осуществляется вполне координированная функция? Такой вопрос особенно будет понятен, если мы представим себе, что функциональная система, как правило, включает в себя самые различные органы; она мобилизует части из мышечной системы, из сердечно-сосудистой системы, из дыхательного аппарата и т. д., как это, например, происходит при сосании (Рис. 6).
Рис. 6. Схема ускоренного и избирательного созревания клеток ядра лицевого нерва и его связей с мышцами лица, вовлекаемыми в акт сосания.
Так, например, сосание является актом, который должен быть обязательно произведен, без него невозможна жизнь. Но вместе с тем вызывает удивление, каким образом сосательный акт “узнает”, что он действительно закончился успехом, т е. действительно молоко вошло в полость рта? Каким образом части системы, зарождающейся в процессе онтогенеза в различных пунктах организма и имеющие различные тканевой и анатомический субстрат, могут к моменту рождения так точно консолидироваться, что непременно возникает организованная, гармонически развитая функция, дающая полезный приспособительный эффект?
Этот вопрос на протяжении последних сорока лет тщательно изучался в нашей лаборатории и морфологическими и физиологическими методами. Объектами исследований были рыбы, морские свинки, наконец, живые плоды человека. Для производства последних экспериментов мы разработали специальный оригинальный метод перфузии кровью плодов человека, начиная с четырехмесячного срока беременности.
Все это огромное количество исследований привело нас к выводу, что мы имеем перед собой некоторую форму развития, которая не совпадает с прежними понятиями морфогенеза и органогенеза. Здесь, в случае системогенеза, речь идет не о созревании органа как целого, а об избирательном и ускоренном созревании некоторых его частей, которые должны сформировать необходимую для выживания систему У эмбриона и у плодов, готовящихся к рождению, нет полностью созревших органов, а есть только созревшие части органов, которые очень рано консолидируются в целую функциональную систему (Рис.7).
Это уже новый принцип развития. Он мог быть констатирован только на основе теории функциональной системы, и потому был нами назван системогенезом. Оказалось, что в данном случае созревают не органы, а только избирательно их фрагменты, формирующие функциональную систему, способную своим полезным результатом обеспечить выживание новорожденного (П. К. Анохин, 1937, 1948, 1964). Совершенно очевидно, что на примере системогенеза мы видим процесс возникновения вторичной концепции, происходящей от теории функциональной системы.
Рис. 7. Схема, иллюстрирующая процесс фрагментации органов при созревании функциональной системы. А, B, C, D, E: индивидуальные органы, в которых при развитии выделяются отдельные структурные элементы a, b, c, d, e, претерпевающие ускоренный рост и консолидацию в единую функциональную систему.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Хорошо известно, что анализ генеза какой-либо плодотворной научной идеи наиболее полно может отразить сам автор этой идеи.
Только он сам может наиболее адекватно оценить те условия, которые родили идею исследования, и только он сам сможет наиболее полно обрисовать все моменты переходов от творческих взмахов к мучительным сомнениям в правильности взятой линии исследования.
Это сомнение должно удесятерить силы в поисках нового решения задачи или возбуждающего обобщения многих, не объединявшихся ранее фактов и открытий...
Кто же проникает в самую суть этих неопубликованных сомнений, кроме самого автора? В беседе с известным американским физиком Р.С.Шенклендом Альберт Эйнштейн сказал: “Почти все историки науки — филологи, а они не понимают, чего добивались физики, как они мыслили и как они решали проблемы” (R. S. Shankland “Talks with Albert Einstein”, Amer. J. Phys., 1963, 31, pp. 47-58).
Понять, у какого пункта творческой работы сконцентрировалась борьба за более адекватное понимание того, что не могло быть понято раньше, понять, как и где разыгралась, употребляя выражение Эйнштейна, мучительная “драма идей” — все это может сделать только сам автор, но, к сожалению, именно эти драмы обычно уходят вместе с авторами, никогда не увидя света...
А, Эйнштейн, говоря об истории науки, часто подчеркивал, что “... только идеи имеют непреходящую ценность” и очень часто сетовал, что ученые мало заботятся о написании “истории идей”, или, как он выразился, “пренебрегают историей развития научных идей”*.
Идея создания настоящего сборника, я бы сказал сборника своеобразных “исповедей ученых”, об идейной стороне своей творческой лаборатории, как видно, является весьма актуальным и полезным начинанием д-ра Каллена.
Возвращаясь к генеалогии функциональных систем и ее идейной эволюции, я могу сказать, что она и в настоящее время продолжает рождать все новые и новые идеи “второго” и “третьего” поколений...
Продолжая начальные установки нашей исследовательской стратегии, мы сейчас прилагаем широкий фронт усилий для того чтобы еще более закрыть пропасть между законами целого организма и между его тонкими молекулярными процессами, составляющими фундамент для создания этого целого.
Я надеюсь что эти попытки приведут нас к сформированию единой архитектоники всех тех системных образовании и больших и малых, которые построены на основе получения полезного результата - единственного и универсального принципа прогресса.
---------
* Кстати, в США в 1939 году, очевидно, не без влияния Эйнштейна, был создан журнал “The History of Ideas”. Сам Эйнштейн написал по этому поводу книгу “Ideas and Opinions”, New York, 1954 (прим. автора).
Литература
- Анохин П.К., Шумилина А.И., Анохина А.П. и др. Функциональная система как основа интеграции нервных процессов в эмбриогенезе. Труды V съезда физиологов СССР. 1937, 148-156.
- Анохин П.К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса. Бюлл. эксп. биол. и мед., 1948, 26, 2, 81-99.
- Anokhin P.K. Systemogenesis as a general regulator of brain development. In: The Developing Brain. Eds.: W.A.Himwich and H.E.Himwich. Elsevier, Amsterdam, 1964, 54-86.