Психофизиологическая проблема и задачи системной психофизиологии

Решение психофизиологической проблемы определяет задачи и методы исследования

В настоящем разделе мы ответим на следующие вопросы. Как зависят задачи психофизиологии от методологических

2.2. Основы системной психофизиологии

установок? Существует ли среди них спе­цифическая задача психофизиологии в общей проблематике психологии? Если да, то в чем она состоит, в рамках какой мето­дологии может быть сформулирована и каково значение ее решения для психологии? С позиций бихевиоризма можно пола­гать, что «рассмотрение проблемы дух -тело не затрагивает ни тип выбираемой проблемы, ни формулировку решения этой проблемы» (Дж.-Б. Уотсон). Мы считаем, что именно от решения этой проблемы зависит понятийный аппарат исследова­ния, его задачи и методы. Поэтому ответы на поставленные вопросы мы дадим в кон­тексте решения психофизиологической проблемы.

Коррелятивная психофизиология

Традиционные психофизиологические исследования проводятся, как правило, с позиций «коррелятивной (сопоставляющей) психофизиологии».В этих исследованиях психические явления напрямую сопостав­ляются с локализуемыми элементарными физиологическими явлениями. Задачей подобных исследований, формулируемой, как правило, в терминах парадигмы реак­тивности, является разработка представ­лений о физиологических механизмах психических процессов и состояний. В рамках подобных представлений «психи­ческие процессы» описываются в терминах возбуждения и торможения мозговых структур, свойств рецептивных полей нейронов сенсорных структур и т. п.

Решение задач коррелятивной психо­физиологии не требует какой-либо специ­альной методологии, которая могла бы, по выражению П.К. Анохина, стать «концеп­туальным мостом» между психологией и физиологией. Если психолог при изучении восприятия сложных зрительных паттернов регистрирует какой-либо электрофизиоло-ический показатель или нейрофизиолог ри обсуждении свойств активности ней­ронов сенсорных структур использует тер-мины «восприятие», «образ» и т. п., их >ты могут рассматриваться как психо-иологические с позиций коррелятив­ной психофизиологии.

Коррелятивная психофизиология неод­нократно подвергалась аргументированной критике со стороны как психологов, так и психофизиологов.

Варианты традиционного решения психофизиологической проблемы

Принципиальным недостатком этой психофизиологии является прямое сопо­ставление психического и физиологичес­кого, что с точки зрения психологии мало­продуктивно (А.Н.Леонтьев, С.Л. Рубин­штейн, В.Д. Шадриков, М.Г. Ярошевский и др.) и неизменно приводит к рассмот­рению психологических и физиологичес­ких процессов как тождественных, парал­лельно протекающих (при этом психика оказывается эпифеноменом) или взаимо­действующих (при этом допускается дейст­вие нематериальной психики на материю мозга).

Названные варианты решения психо­физиологической проблемы существуют уже столетия, меняются лишь термины в рамках все тех же альтернатив. Так, напри­мер, дуализм Декарта, предполагающий воздействие психики на мозг через эпи­физ (см. выше), сменяется «триализмом» [Popper, Eccles, 1977].

Они выделяют три мира: Мир 1 — фи­зических объектов и состояний (включа­ющий неорганические и биологические структуры, в том числе мозг); Мир II -состояний психического (включающий субъективные знания, мышление, эмоции и т. д.); Мир III — знаний в объективном смысле (включающий знания, зафиксиро­ванные на материальных носителях и тео­ретические системы). Мир I взаимодейст­вует с миром II, а Мир II — с Миром III. Воздействие психики на мозг осуществля­ется в области синапсов.

Несопоставимость рефлекторного механизма и психологических понятий

Пытаясь избежать методологических проблем подобного рода, Г. Спенсер и В.М. Бехтерев утверждали, что субъектив­ное и объективное являются характерис-

2. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ

тиками единого процесса (у Бехтерева -нейропсихического). Что же это за про­цесс?

Возможность рассмотрения в качестве такового рефлекторного процесса, как обеспечивающего поведение, специфичес­кий язык которого может служить для перевода с психологического на физиоло­гический язык и наоборот, отпадает, что следует из логики самой рефлекторной теории. В соответствии с ней несопостави­мость «рефлекторного механизма, состав­ляющего фундамент центральной нервной деятельности» и «психологических поня­тий», аргументируется пространственной локализацией первых и непространствен­ным характером вторых (И.П. Павлов).

Теория функциональных систем как «концептуальный мост» между психологией и физиологией

В настоящее время, как считает П.С. Черчланд [Churchland, 1986], психо­логи и философы в качестве основного препятствия на пути к синтезу психологи­ческого и физиологического знания рас­сматривают эмерджентность психического, т. е. появление на уровне психического таких специфических качеств, которыми не обладает физиологическое. Системное решение психофизиологической проблемы, данное В.Б. Швырковым, превращает эмерджентность, которая была пропастью, разделяющей психологию и нейронауки, в «концептуальный мост», объединяющий эти дисциплины и формирующий новое направление исследований — системную психофизиологию. В качестве «концепту­ального моста», соединяющего психоло­гию и нейронауки, в системной психофи­зиологии использована ФУС, точнее -развитое в ее рамках представление о каче­ственной специфичности, эмерджентности системных процессов, организующих для достижения результатов поведения част­ные, локальные физиологические процессы, но несводимые к последним.

С этих позиций, заменив рефлекторные механизмы поведения на системные, мож­но принять приведенное выше положение о существовании специфического языка,

связывающего психологию и нейронауки и относящегося к поведенческому уровню организации жизнедеятельности (М.Г. Яро-шевский).

Системное решение психофизиологической проблемы

Суть системного решения психофизио­логической проблемы заключена в следу­ющем положении. Психические процессы, характеризующие организм и поведенчес­кий акт как целое, и нейрофизиологичес­кие процессы, протекающие на уровне отдельных элементов, сопоставимы только через информационные системные про­цессы, т. е. процессы, организующие эле­ментарные механизмы в функциональную систему. Иначе говоря, психические явле­ния могут быть сопоставлены не с самими локализуемыми элементарными физиоло­гическими явлениями, а только с процес­сами их организации. При этом психоло­гическое и физиологическое описание поведения и деятельности оказывается частным описанием одних и тех же сис­темных процессов.

Психика в рамках этого представления рассматривается как субъективное отраже­ние объективного соотношения организма со средой, а ее структура — как «система взаимосвязанных функциональных сис­тем». Изучение этой структуры есть изу­чение субъективного, психического отра­жения. Поскольку, исходя из сказанного, можно полагать, что психическое появля­ется в индивидуальном развитии вместе с функциональными системами, соотнося­щими организм со средой, постольку эти представления согласуются с гипотезой о том, что психика индивида зарождается еще в пренатальном (внутриутробном) периоде (А.В. Брушлинский).

Приведенное решение психофизиоло­гической проблемы избегает: 1) отождеств­ления психического и физиологического, поскольку психическое появляется только при организации физиологических про­цессов в систему; 2) параллелизма, посколь­ку системные процессы есть процессы ор­ганизации именно элементарных физио­логических процессов; 3) взаимодействия,

2.2. Основы системной психофизиологии

поскольку психическое и физиологичес­кое лишь аспекты рассмотрения единых системных процессов.

Интересно отметить, что уже в самое последнее время предлагается решать пси­хофизиологическую проблему с привлече­нием концепции информации следующим образом. Физическое (мозговые процессы) и психическое рассматриваются как два базовых аспекта единого информацион­ного состояния, или, по крайней мере, «некоторогоинформационного состояния» (Д. Чалмерз). Однако сразу возникает за­кономерный вопрос: какой именно ин­формационный процесс обладает таким свойством? И этот вопрос, как справед­ливо замечают Ф. Крик и К. Кох, не менее трудный, чем сама исходная проблема. Со­держание настоящего раздела позволяет дать на него определенный ответ.

зволяет избавить последнюю от эклектики при использовании материала нейронаук (см. выше) и описать структуру и динамику субъективного мира на основе объектив­ных показателей, в том числе электро-, нейрофизиологических и т. п.

Аппарат системной психофизиологии может быть также применен для систем­ного описания состояний субъективного мира, соответствующих тем или иным по­нятиям не только научной, но и «бытовой психологии», которые отражают важные в практическом отношении характеристики поведения человека, такие, например, как «сомнение», «уверенность», «ненависть» и др. Поскольку настроения, самооценка, поступки людей «определяются объектив­ными законами субъективной реальнос­ти», постольку представляется очевидным, что изучение этих закономерностей в системной психофизиологии может быть чрезвычайно эффективным.

Задачи системной психофизиологии и ее значение для психологии

Использование приведенного решения психофизиологической проблемы в сис­темной психофизиологии в качестве одного из важнейших компонентов методологии позволяет избежать редукционизма и эк­лектики — частых следствий психофизио­логических корреляций (П.К.Анохин; В.П. Зинченко, Е.Б. Моргунов; и др.), т. е. избежать тех именно ошибок, от которых избавляет использование методологически последовательного системного подхода (А.В.Брушлинский). При этом системный язык оказывается пригодным для описа­ния субъективного отражения в поведении и деятельности с использованием объек­тивных методов исследования.

Этот подход позволяет объединить психологические и естественнонаучные стратегии исследования в рамках единой методологии системной психофизиологии. Специфические задачипоследней состоят в изучении закономерностей формирова­ния и реализации систем, их таксономии, динамики межсистемных отношений в поведении и деятельности.

Значениесистемной психофизиологии для психологиисостоит в том, что ее тео­ретический и методический аппарат по-

Взаимосодействие коррелятивной и системной психофизиологии

Несмотря на различие задач и методо­логий коррелятивной и системной психо­физиологии, они могут и должны взаимо-содействовать, являясь участниками обще­го процесса, который определяется П.С. Черчландом как коэволюция психо­логии и нейронаук.

В частности, выявление сходных поло­жений при сравнении своих теоретичес­ких построений с формулируемыми в рам­ках другого направления и анализ причин подобного совпадения могут быть очень полезны для исследователя, способствуя сохранению целостности и последователь­ности системы развиваемых им представ­лений.

Конечно, может взаимно использоваться и экспериментальный материал. Следует учесть, однако, что в случае, когда иссле­дователь, получивший материал, проана­лизировал его в полном соответствии с методологическими требованиями своего направления, то представитель другого направления, также желающий оставаться последовательным, должен использовать для заимствования процедуру «межпара-

2. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ

дигмального перевода». Это объясняется тем, что факты, которыми оперируют уче­ные, есть эмпирические явления, проана­лизированные с позиций той или иной теории. Поэтому в рамках разных парадигм одно и то же явление превращается в раз­ные факты.

Системогенез

Идеи развития и системности в теории функциональных систем

В предыдущем разделе при формули­ровке задач системной психофизиологии не случайно на первое место поставлена задача изучения формирования систем. Мы увидим дальше, что история форми­рования поведения и деятельности лежит в основе закономерностей их реализации.

Идея развития наряду с идеей систем­ности относится к основным идеям, лежащим в истоках ФУС. Обе они были воплощены в концепции системогенеза, развитой с привлечением огромного экс­периментального материала, накоплен­ного при исследовании взаимосвязи про­цессов формирования нервной системы и поведения. В этих исследованиях было обнаружено, что в процессе раннего онто­генеза избирательно и ускоренно созревают именно те элементы организма, имеющие самую разную локализацию, которые не­обходимы для достижения результатов систем, обеспечивающих выживание орга­низма на самом раннем этапе индивиду­ального развития.

Органогенез и системогенез

В отличие от концепции органогенеза, постулирующей поэтапное развитие от­дельных морфологических органов, вы­полняющих соответствующие локальные «частные» функции, концепция системо­генеза утверждает, что гетерохронии в закладках и темпах развития связаны с необходимостью формирования не сенсор­ных или моторных, активационных или мотивационных, а «общеорганизменных» целостных функциональных систем, кото-

рые, как мы уже говорили, требуют вовле­чения множества различных элементов из самых разных органов и тканей.

Образно говоря, если концепция органо­генеза предполагает, что развитие — это поэтапное строительство дома: фундамент, стены, крыша и т. д., то концепция системо­генеза утверждает, что в отличие от этого дома живой «домик», хотя и усложняется, модифицируется в процессе онтогенеза, но на каждом этапе он — целый и имеет все те части, которые позволяют исполь­зовать его в качестве «дома», все более и более обустроенного.

Принципы гетерохронной закладки компонентов, фрагментации органа и минимального обеспечения функциональной системы

Системогенетический анализ процес­сов развития раскрыл системный характер морфогенетических процессов и привел к формулировке следующих принципов:

1. Принцип гетерохронной закладки
компонентов функциональной системы.
За счет внутрисистемной гетерохронии:
неодновременной закладки и разной ско­
рости формирования различных по слож­
ности компонентов функциональной
системы (более ранняя закладка и форми­
рование более сложных компонентов), эти
компоненты «подгоняются» к одновремен­
ному началу функционирования в рамках
данной системы.

2. Принцип фрагментации органа. В свя­
зи с наличием межсистемной гетерохронии:
формирование отдельных функциональ­
ных систем на последовательных этапах
онтогенеза, состав данного органа в каждый
момент развития неоднороден по своей зре­
лости. Наиболее зрелыми оказываются те
элементы, которые должны обеспечить
реализацию систем, формирующихся на
наиболее ранних этапах. Так, например,
у птенца формируется не внутреннее ухо
и слуховая кора вообще, но в них избира­
тельно и ускоренно созревают те элементы,
которые оказываются чувствительными к
частоте «пищевых» сигналов матери, т. е.
необходимые для обеспечения ранних
форм пищедобывательного поведения.

2.2. Основы системной психофизиологии

3. Принцип минимального обеспечения функциональных систем. Функциональная система становится «продуктивной» (обес­печивающей достижение результата и име­ющей все необходимые составляющие операциональной архитектоники (см. выше) до того, как все ее компоненты получат окончательное структурное оформление.

Научение у взрослых как реактивация процессов развития

В настоящее время становится обще­признанным, что многие закономерности модификации функциональных, морфо­логических свойств нейронов, а также регуляции экспрессии генов, лежащие в основе научения у взрослых, сходны с теми, что действуют на ранних этапах онто­генеза (см. [Анохин, 1996]). Это дает авто­рам основание рассматривать научение как «реювенилизацию» или «реактивацию процессов развития», имеющих место в раннем онтогенезе.

В рамках ФУС наряду с признанием специфических характеристик ранних эта­пов индивидуального развития, по срав­нению с поздними, уже довольно давно психофизиологами (В.Б. Швырков), физи­ологами (К. В. Судаков) и психологами (В.Д. Шадриков) было обосновано пред­ставление о том, что системогенез имеет место не только в раннем онтогенезе, но и у взрослых, так как формирование нового поведенческого акта есть форми­рование новой системы.

Позднее был сделан вывод о том, что принципиальным для понимания разли­чий роли отдельных нейронов в обеспе­чении поведения является учет истории формирования поведения,т. е. истории по­следовательных системогенезов, и разра­ботана системно-селекционная концепция научения.Она представляет собой состав­ную часть системно-эволюционной теории,которая сформулирована В.Б. Швырковым, и является важнейшим компонентом методологической базы системной психо­физиологии. Основное содержание этой теории будет изложено в настоящем и сле­дующем разделе.

Селекция нейронов

как основа развития и научения

Системно-селекционной концепции созвучны современные идеи о «функцио­нальной специализации», пришедшие на смену идеям «функциональной локализа­ции», и о селективном (отбор из имеюще­гося в мозгу набора нейронов клеток с определенными свойствами), а не инст­руктивном (изменение свойств, «инструк­тирование» клеток соответствующими сигналами) принципе, лежащем в основе формирования нейронных объединений на ранних и поздних стадиях онтогенеза.

Дж.М. Эделмен привел убедительные аргументы против инструктивного принци­па, заключающиеся в том, что он требует точной копии каждого сигнала, которая может формироваться новыми структу­рами, включающими старые компоненты, или совершенно новыми структурами. В первом случае необходим механизм высшего порядка (гомункулус) для разли­чения старых и новых элементов; во вто­ром — система будет быстро истощена. Альтернатива — селекция.

Эделмен проводит аналогию между селекцией нейронов, селекцией в эволю­ции и клональной селекцией в иммуноло­гии. Принятие положения о селекции как основе развития на всех его этапах устра­няет дихотомию между созреванием и научением (Э.С. Рид).

Формирование элементов индивидуального опыта

В рамках системно-селекционной кон­цепции научения формирование новой системы рассматривается как фиксация этапа индивидуального развития — фор­мирование нового элемента индивидуаль­ного опытав процессе научения.

Известно, что как молекулярно-биоло-гическое, так и морфологическое «обеспе­чение» достижения одного и того же результата нового поведенческого акта сразу после завершения обучения и через несколько часов или дней после этого существенно различается. Возможно, в процессе фиксации элемента опыта деист-

2. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ

вует принцип минимального обеспечения систем (см. выше).

Сравнительный анализ нейронного обеспечения реализации данного элемен­та на ранней стадии его существования, когда упомянутая выше модификация мор­фологических свойств нейронов еще не произошла, и на поздних стадиях пред­ставляется актуальной задачей.

Системная специализация

и системоспецифичность нейронов

Специализация нейронов относительно вновь формируемых систем — системная специализация— постоянна, т. е. нейрон системоспецифичен.В настоящее время обнаружены нейроны, специализирован­ные относительно самых разнообразных элементов опыта: актов использования определенных слов у людей, актов «соци­ального контакта» с определенными особя­ми в стаде у обезьян, актов инструменталь­ного поведения у кроликов, актов ухода за новорожденными ягнятами у овец и т. д.

Селекция нейронов из резерва (ранее молчавших, неактивных клеток) зависит от их индивидуальных свойств, т. е. от осо­бенностей их метаболических «потребнос­тей». Можно полагать, что именно нарас­тание разнообразия метаболических «потребностей» нейронов обусловливает филогенетическое усложнение поведения: белковый и пептидный состав нейронов усложняется в филогенезе.

Положение о селекции и системоспе-цифичности не означает абсолютной пре­допределенности: как в раннем онтогенезе селекция не означает полной готовности, предопределенности моделей результатов даже видоспецифических актов — они фор­мируются в зависимости от особенностей индивидуального развития, так и у взрос­лого наличие групп нейронов со специфи­ческими свойствами, которые могут быть отобраны при научении, по-видимому, означает возможность сформировать не определенный акт, а определенный класс актов. Выяснение границ и характеристик подобных классов — перспективная задача.

В процессе формирования индивиду­ального опыта вновь сформированные

системы не сменяют предсуществующие, но «наслаиваются»на них. Что значит «не сменяют, но наслаиваются»? Ответ на этот вопрос будет дан в следующем разделе.