CC BY
65
^¡) Картой пса пациента I. 1=1 ^ ^ I
Фамилия И.О. |бачева м.д. | Возраст: 50
Обследуемая область: Матка
Дата проведеня исследования: 2010-02-28
Матка обычно расположена, правильной формы, нормальных размеров и плотности. Границы ее ровные, четкие; окружающая клетчатка не изменена.
Врач: [софронов С, М.
Рис. 7. Окно программы с информацией о пациенте.
Таким образом, разработанный нами электронный журнал учета пациентов в отделении КТ позволит: вести единый архив всей информации об исследуемых пациентах на сервере ЛПУ путем объединения всех рабочих мест отделения в локальную сеть; выполнять поиск результатов всех исследований для конкретного пациента; получать доступ к результатам исследований врачам из других отделений ЛПУ (например, для быстрого написания выписок больных из стационара); получать значения необходимых статистических показателей на основании информации, представленной в БД (например, общее количество исследований проведённых за определённый временной период). Удобный интерфейс позволяет легко ориентироваться в программе, не требуя от пользователя каких-либо специальных навыков работы с компьютером.
Литература
1. Капаткин, Н.А. Автоматизированные информационные технологии в медицине / Н.А. Капаткин, Р.М. Копухин.- СПб.: Питер, 2003. - 451с.
2. Макдональд, Т.М. Автоматизированные системы ведения истории болезни / Т.М. Макдональд, А.С. Барнетт.- М.: Медицина, 2002.- 159 с.
3. Омельченко, В.П. Компьютерные технологии в медицине / В.П. Омельченко, А.А. Демидова.- М: Феникс, 2008.- 86 с.
4. Шифрин, М.А. Современные информационные технологии в клинике / М.А. Шифрин // Врач и информационные технологии.- 2004.- №2.- С. 25-35.
COMPUTER-BASED REGISTER OF COMPUTER TOMOGRAPHY DEPARTMENT PATIENTS
S.V. KRASILNIKOV, N.I VISHNYAKOV, A.G. KUZMIN, МА MARTYNOVA, T.A. YERMOLINA
Arkhangelsk Municipal Hospital #1,
St. Petersburg Medical University after Academician I.P. Pavlov Vologda Regional hospital #1 Northern Arctic Federal University, Arkhangelsk
The article presents step by step algorithm of creating a computer-based register of computer tomography department patients. Main working windows of the programme, their value, advantages and efficiency are shown.
Key words: computer-based system, public health system informatization, database.
УДК 612.821
ИНФОРМАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ САМОРЕГУЛЯЦИИ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ПОВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА В СИСТЕМЕ
ПРИНЦИПОВ РАВНЫХ И ВСТРЕЧНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ.
С.П.ИВАШЕВ*
Статья посвящена исследованию системной организации целенаправленного поведения человека. Показано, что одним из ключей
доступа к пониманию механизмов адаптации человека к различным
* Волгоградский государственный медицинский университет, Волгоград, пл. Павших Борцов, 1
условиям окружающей действительности может стать исследование функции согласования законов равных и встречных возможностей. Эта функция может быть представлена уровнем избыточности регуляторных процессов. Информационная природа этого показателя открывает широкие возможности его применения в медицине и смежных областях науки для диагностики функционального статуса мыслительной деятельности.
Ключевые слова: теория функциональных систем, информационная избыточность регуляторных процессов, принципы равных и встречных возможностей.
Конец прошлого и начало нынешнего тысячелетия ознаменовались глубоким и плодотворным развитием фундаментальных и прикладных ветвей системно-информационного подхода, начало которого исходит своими корнями к имени его основателя акад. П.К. Анохина. В их числе в качестве категориальной основы наблюдаемой и исследуемой реальности выступают такие фундаментальные понятия, как материя, энергия и информация. Имеющая давнюю традицию парадигма связи этих универсальных категорий стала органичным продолжением и обогащением научного наследия автора теории функциональных систем в трудах его школы.
Информационные аспекты жизнедеятельности имеют давнюю историю научного осмысления имманентной сущности функционирования любого организма. Вслед за богатыми мировыми традициями исторически сложившихся в различных научных школах по мнению К.В. Судакова [1] для решения проблемы функциональной организации психической деятельности человека информационный подход может сыграть существенную роль.
Очевидно, последнему принадлежит ключевая перспектива в обеспечении концептуальной конвергенции, «сходимости» параметрического разнообразия при целостном описании совокупности отдельных звеньев различных систем жизнеобеспечения организма. Яркий пример тому разработки в области информационных свойств функциональных систем и их математического моделирования К.В. Судакова и Е.А.. Александрова [2].
В соответствии с системным подходом информация рассматривается как фиксированная функция взаимосвязи, взаимоотношений объектов и субъектов макро- и микромира в пространстве и времени, существующая в системе [3]. По мнению автора собственно информационное содержание различных звеньев функциональных систем представлена континуумом состояний от хаоса, до жестко детерминированной упорядоченности. С точки зрения системного подхода одна из крайностей этого континуума - хаос рассматривается как состояние, характеризующееся множеством степеней свободы взаимосвязанных элементов и максимальной неопределенностью их состояния. Напротив, упорядоченность отражает снижение степеней свободы, ограничение и уменьшение возможных взаимосвязей элементов, образование эффективных фиксированных связей и обратных связей, организацию системы, появление саморегуляции.
Многочисленные наблюдая процесса жизнедеятельности в естественной среде и в различных условиях экспериментального исследования показали, что помимо физико-химических параметров в организме происходят информационные изменения, отражающие как динамические сдвиги в реорганизации узловых стадий системного процесса, так и поддержание перманентного порядка звеньев механизма саморегуляции. Подобного рода феноменология обнаружена как на уровне нейрофизиологических, так и на уровне эффекторных, поведенческих паттернов [4,5,6,7,8,9].
Так, например, анализ динамики активности нейронов в ходе реализации адаптивной деятельности показал уменьшение числа степеней свободы регуляторной системы по мере приближения к результатам как отдельного поведенческого акта, так и состоящего из серии актов сложного поведения человека [10]. Очевидно здесь речь идет о росте упорядоченности звеньев регуляторного процесса в динамике достижения организмом цели.
Наблюдения Б.В. Журавлева [5] за реакцией нейрона коры мозга голодного кролика на прием пищи показали динамические сдвиги с исходной пачкообразной активности нейрона, отражающей его включение в доминирующую мотивацию голода, на регулярный нейрофизиологический паттерн при кормлении животного. Примечательно, что распределение межимпульсных интервалов при пачкообразной активности нейронов имеет поли-модальный характер, тогда как при регулярной активности нервных клеток - приближается к закону нормального распределения,
т.е. отражает системные сущности, относящиеся к категории упорядоченности.
На основании исследования работы глазодвигательного аппарата В.А. Филиным [9] сформулирована концепция автоматии саккад, согласно которой саккады обусловлены деятельностью структур мозга, способных к ритмогенезу без внешних побудительных причин, по типу пейсмекеров. Согласно теоретическим построениям автора глаза работают в активном режиме, постоянно перемещаясь из стороны в сторону. Саккады, будучи стохастическим (разрядка наша) процессом, сканируют окружающую видимую среду, часто являясь первичным звеном системного процесса, а картина, которую видит глаз, - вторичным. Иными словами, как это следует из результатов исследований автора, глаза «не знают» заранее, на какой предмет они будут смотреть и куда их занесет очередная саккада. Внимание подключается лишь в том случае, если глаз обнаруживает в окружающей среде нечто интересное, и лишь тогда осуществляется осознанное рассматривание объекта. В этот период активно работает механизм регуляции параметров саккад. Именно автоматией саккад, по мнению автора, объясняется совпадение кривых распределения интервалов при различных условиях наблюдения.
Здесь важно отметить то, что в обеспечении жизнедеятельности человека помимо довольно жестко детерминированных процессов не меньшую роль в адаптации организма к условиям жизнедеятельности играют механизмы регуляции, функционирующие по стохастическому типу реализации целевой функции отражения пространственно-временного континуума объективной реальности. Указанное, как известно, повышает надежность работы систем жизнеобеспечения в целом и устойчивость ее к различного рода возмущениям как экзогенной, так и в равной мере эндогенной природы. В особенности следует отметить значение стохастического типа функциональной организации процессов регуляции как “почвы”, порождающей творческий потенциал познавательной деятельности человека.
По данным К.В. Судакова и Е.А. Умрюхина [7] при выполнении человеком программы неосознаваемой реализации последовательности действий практически у всех испытуемых выбор результативных актов существенно превышал случайный, т.е. распределение параметров реализованной деятельности в экспериментальных условиях обнаруживало значимые отличия от гауссовского закона.
Примечательно, что, несмотря на намеренное отсутствие в инструкции соответствующих организующих указаний и то, что условие выполнения задания заключало в себе алгоритм, который в явном виде не предусматривал возможностей решения задачи обучения сознательным логическим путем, деятельность испытуемых, тем не менее, представляла собой некоторую внутреннюю упорядоченность, которая проявлялась в детерминированности квантов последовательных дискретных моторных актов.
По другим данным [6] в условиях разрядки неспецифического напряжения при эмоциональном стрессе организм «вынужден» формировать на рефлекторной основе разнообразные поведенческие «ответы», которые реализуются в виде хаотичных (бесцельных) поведенческих актов, выполняющих демпферные функции. В дальнейшем на этой основе, по мнению авторов, формируются «копинг-стратегии» целенаправленного поведения, обеспечивающие избегание или преодоление напряжения, как такового.
Эти факты еще раз указывают на то, что организм, отражая объективную реальность, воздействует на окружающий мир системно-информационными средствами порядка, через которые он имеет возможность репрезентировать порядок, в соответствии с которым организован пространственно-временной континуум событий во внешней среде. Смысловое содержание созданной на основе отражения мозгом картины мира при этом служит основой построения доминирующей мотивацией долговременных стратегий адаптивного поведения.
В этом отношении представляется вполне справедливым [5], рассматривать результаты деятельности организма не только как изменения в объективном мире под действием эффекторов -«внешний объект», т.е. параметрическую составляющую внешнего контура регуляции, но и как процессы в самой системе, детерминированные обратной афферентацией о результатах поведенческих и мыслительных актов или «эффект» в системе, т.е. ее информационно-содержательный аспект.
Естественным образом категория порядка, отражающая работу функциональных систем в континууме хаос - упорядочен-
ность, по-прежнему служит притягательной темой для исследователя на пути приближения к пониманию ее имманентной сущности как фактора жизнедеятельности посредством построения соответствующего концептуального аппарата.
К числу подобного рода теоретических обобщений следует отнести итоги многолетней работы Е. А. Александрова [4], который на основе осмысления целого ряда положений фундаментальных и прикладных наук сформулировал базовые положения, в числе которых принцип равных (допустимых) возможностей и закон встречных возможностей. В соответствии с логикой развиваемых представлений, принцип равных или допустимых возможностей - основополагающий принцип, на основе которого осуществляется решение многих процессов, скрытых от наблюдателя. Этот принцип, как считает автор, обычно неявно постулируется в качестве главной исходной посылки при формулировании различных концепций, взглядов и даже других менее фундаментальных принципов. В частности, как считает автор, ряд физических принципов основывается на наличии некоторого сходного множества равновозможных, равнодопустимых, равнозначных траекторий, из которых далее выбираются некоторые, удовлетворяющие определенным требованиям.
Таким образом, согласно концепции автора, принцип равных возможностей в первом приближении утверждает, что при отсутствии каких бы то ни было ограничений, накладываемых на какой-либо процесс, его развитие протекает во всем возможным направлениям, формируя все возможные из используемых элементов комбинации и, образуя тем самым полную группу исходов, может быть отнесен к одной из величайших постоянных мироздания [4].
Это позволило Е.А. Александрову дать описание закона встречных возможностей, который заключается в том, что любая целенаправленная деятельность высокоорганизованных организмов осуществляется на основе опережающего взаимодействия и пересечения мотивационного и подкрепляющего возбуждений. Подобного рода взаимодействие определяется информацией, циркулирующей различных функциональных системах, которая придает этому взаимодействию организованный характер.
Определяя место закона встречных возможностей в системе современных естественнонаучных представлений о механизмах целенаправленной деятельности, автор утверждает, что этот принцип является фундаментальной сущностью материального мира; на основе чего в организме осуществляется формирование замыслов, намерений к действиям, решение задач. В соответствии с его логикой оказываются взаимоувязанными имеющиеся наблюдения и факты, точки зрения и концепции, что открывает возможности математического моделирования и прогнозирования целенаправленной деятельности организмов.
Это закон, согласно Е.А. Александрову, включает в круг своего описания довольно протяженный континуум явлений от механизмов обратной афферентации, до естественно научных принципов, на основе которых могут быть построены многофункциональные системы, обладающие целенаправленным поведением. Наконец, резюмирует автор, являясь объективной реальностью, закон встречных возможностей, создает благоприятную почву для конвергенции таких областей знания, как математика и физиология, что порождает синтетическое направление научной мысли - математическую физиологию ВНД.
Очевидно, закон равных (допустимых) возможностей и закон встречных возможностей отражают относительно автономные и вместе с тем системно связанные объективные сущности функциональных систем жизнеобеспечения, которые реализуются на общем топологическом пространстве или по определению Е.А. Юматова [3] информационном поле, т.е. совокупности всевозможных взаимосвязей и взаимоотношений между всеми существующими объектами и субъектами макро- и микромира в пространстве и во времени. Иными словами здесь может идти речь об аналогии с известным информационным голографическим экраном. В соответствии с взглядами К.В. Судакова [1] в качестве информационного голографического экрана в функциональных системах выступает акцептор результата действия, на структурах которого сигнализация о потребности и ее удовлетворении без потери информационного смысла трансформируется в информационный идеальный процесс отражения действительности.
Естественно ожидать, что на матрице информационного голографического экрана отпечатываются энграммы репрезентирующие объективный мир как с позиции принципа равных воз-
можностей, так и с позиции закона встречных возможностей. Эти два как последовательно, так и параллельно протекающих системно-информационных отражательных процесса жизнедеятельности организма сосуществуют в континууме от относительной автономии до в высшей мере их тесной взаимной согласованности. При этом характер системной связи этих двух сущностей может носить как линейный, так и нелинейный, опосредованный, «размытый» характер.
Таким образом, обобщая опыт плодотворной работы предшественников в области нейро- и психофизиологии, можно говорить, что большинство исследователей, так или иначе, приходят к пониманию одной из существенных граней процессов саморегуляции, который определен Г. Хакеном [11] как «параметр порядка». Необходимость этого относительно самостоятельного фактора, который обусловливает варьирование степени взаимосвязи звеньев функциональных систем организма в континууме «хаос - упорядоченность», очевидна. При этом оказывается, что количественное изменение уровня внутри- и межсистемного «порядка связей» определяет качественно различные регуляторные эффекты как внешние по отношению к функциональной системе, так и внутрисистемные. В этой связи, актуальность настоящего исследования видится в методологическом обогащении существующего арсенала индикаторов здоровья и концептуальном осмыслении системноинформационной природы жизнедеятельности человека.
Исходя из выше изложенного, целью настоящей работы явилось выявление закономерностей системно-информационной организации квантования целенаправленного поведения человека в условиях реактивного и активного отражения сигнальных воздействий внешней среды.
Материалы и методы исследования. В настоящей работе был применен системно-информационный подход к исследованию функциональной организации целенаправленного поведения, позволяющий физические параметры физиологических процессов рассматривать с позиций их информационного содержания.
Всего было обследовано 184 студента ВУЗов, в возрасте 1721 год. Из них 30% мужчин и 70% женщин.
Экспериментальная часть работы реализована на основе способа психофизиологических исследований деятельности че-ловека-оператора с применением устройства для его осуществления «РИТМОТРОН» [12] с помощью специализированной компьютерной программы, позволяющей имитировать задачи преследующего слежения за дискретными сигналами.
Было проведено 2 серии наблюдений.
В первой серии испытуемому предлагалось как можно быстрее реагировать нажатием на клавишу клавиатуры на световые стимулы желтого цвета, которые предъявлялись ему с экрана дисплея компьютера. Также указывалось, что в момент нажатия на дисплее будет загораться индикатор красного цвета.
Дополнительно испытуемому сообщалось о том, какие его действия будут считаться ошибочными, в их числе:
- преждевременные нажатия на клавишу до появления стимула,
- случаи пропуска стимула без соответствующего моторного действия,
- повторные нажатия на клавишу относительно одного и того же стимула.
При усвоении инструкция испытуемый нажатием на клавишу запускал тестовую программу и приступал к выполнению задания. Далее следовала серия из 102 световых стимулов с периодичностью в 2000 мсек. Длительность каждого стимула 250 мсек.
В ходе исследования регистрировались следующие исходные данные:
- порядковый номер предъявляемого компьютерной программой стимула,
- порядковый номер каждого нажатия испытуемым на клавишу,
- интервалы времени между нажатиями на клавишу,
- величина времени несовпадения между каждым моментом появления стимула и моментом нажатия испытуемым на клавишу.
По окончании 1 серии автоматически проводилось определение стандартного отклонения вариационного ряда значений интервалов времени несовпадения стимула и момента нажатия на клавишу.
Значения равные двум сигмам названы соответственно максимальной и минимальной границами интервала времени - зоны интерполирующего запаздывания (время реакции).
Значение минимальной границы и момент предъявления сигнала ограничивали соответственно временную зону экстраполирующего запаздывания.
Значение интервала времени между максимальным значением времени реакции и последующим сигналом названа зоной экстраполирующего опережения.
Совокупность временных зон экстраполирующего опережения, экстраполирующего и интерполирующего запаздываний, приняты в качестве параметрического эквивалента отражаемой человеком субъективной репрезентации временных окрестностей тестовых сигнальных воздействий.
Значения указанных границ автоматически использовались программой компьютера для идентификации и анализа данных последующих тестов.
Во второй серии испытуемому сообщалось о том, что ему в определенном ритме будут предъявляться желтые стимулы. Ему предлагалось, пропустив первые 2 световых стимула, нажимать на клавишу клавиатуры, стараясь реализовать свое нажатие с как можно меньшим временем опережения каждого из последующих, т.е. непосредственно перед моментом его появлением на дисплее компьютера.
Дополнительно испытуемому сообщалось о том, какие его действия будут считаться ошибочными, в их числе:
- запаздывающие нажатия на клавишу после появления стимула,
- случаи пропуска стимула без соответствующего моторного действия,
- повторные нажатия на клавишу относительно одного и того же стимула.
Особенно в инструкции подчеркивалось, чтобы испытуемый во время выполнения задания не пользовался «внутренним счетом».
Структура предъявляемых стимулов аналогична предыдущей серии.
В ходе исследования регистрировались те же, что и в предыдущей серии исходные данные.
Анализ исходных данных привел к построению модели функциональной организации информационного уровня регуляции целенаправленного поведения, которая представлена функцией типа: А = Й(В, С, D, Е), где A - уровень избыточности регуляторных процессов (УИР), B - устойчивость саморегуляции (УС), C - программный алгоритм квантования (ПАКо, ПАКн, ПАКс и ПАКв), D - эффективность деятельности (ЭД), E -надежность деятельности (НД).
Ниже представлены компоненты процесса саморегуляции, записанные в правой части уравнения, в частности: УС - устойчивость саморегуляции.
Данный индикатор является мерой параметрического разнообразия работы эффекторов.
Определялся среднеквадратическим отклонением распределения интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемым.
Показатель характеризует процессы, происходящие в цепи обратной связи представленные диапазоном поведенческих актов [13]. В соответствии с данными К.В. Гаврикова [14] эта функция саморегуляции варьирует в континууме устойчивость - лабильность, которая реализуется акцептором результатов действия.
ПАК - программный алгоритм квантования.
Комплексный показатель меры приближения динамического ряда интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемым к некоторой волнообразной функции.
Определялся величиной амплитуд 1, 2, 3 и 4 гармоник быстрого дискретного преобразования Фурье динамического ряда интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемым. Абсолютные значения амплитуд с 1 по 4 гармоники, названы соответственно основной, низко-, средне- и высокочастотной компонентами программного алгоритма квантования (ПАКо, ПАКн, ПАКс и ПАКв).
Универсальным свойством программирования процессов регуляции целенаправленной деятельности является его осцилля-торный характер [15]. Отражает функциональные свойства базовых процессов программирования регуляторных осцилляций, в частности:
а) автономность - синхронизированность последовательности дискретных актов с экзогенными стимулами или эндогенной моделью. Данное функциональное свойство представлено вели-
чиной амплитуды основной компоненты ПАК, поскольку период
1 гармоники, равный длине динамического ряда интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемыми, очевидно является индикатором соответствия этих событий.
б) жесткость - динамичность программирования. В соответствии с данными К.В. Судакова [16] представлена величиной амплитуд 4 осцилляторных компонент ПАК),
в) подвижность - инертность программирования. Представлена относительным преобладанием значений амплитуд соответственно высоко- или низкочастотных осцилляций.
г) последовательный - иерархический тип квантования. В соответствии с данными К.В. Судакова [16] характеризуется величиной корреляции между соответственно смежными - дистантными осцилляторными компонентами ПАК.
ЭД - эффективность деятельности
Индикатор, отражающий меру отклонения параметров деятельности испытуемых от задаваемой в инструкции цели.
Определялся обратной величиной суммы отклонений во времени моментов каждого нажатия от стимула (в 1-4 сериях) и отклонения интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемым от среднего значения этой величины для данной серии (в 5-6 сериях).
Данный параметр характеризует степень минимизации отклонений результатов действий, которые совершал испытуемый, от задаваемых экспериментатором требований к целевым критериям.
НД - надежность деятельности
Показатель, характеризующий меру ошибок.
Определялся долей правильных, (безошибочных) реализованных в соответствии с инструкцией к заданию действий испытуемого.
Данный параметр, как и предыдущий, детерминирован требованиями инструкции к качеству выполнения задания и отражал способность испытуемого удерживать параметры результатов деятельности в рамках налагаемых экспериментатором ограничений.
В свою очередь левая часть уравнения представлена величиной, которая в соответствии с выдвигаемой гипотезой является интегральным системно-
информационным параметром, в частности:
УИР - уровень избыточности регуляторных процессов.
Данный индикатор является интегральной информационной мерой согласованности системок-вантов поведенческих актов.
Он определялся величиной Хи-квадрат сравнения распределения интервалов времени между нажатиями на клавишу испытуемым с нормальным распределением.
Наблюдаемая в настоящей работе последовательность дискретных актов рассматривалась как аналог Марковского процесса, реализуемого в континууме хаос -упорядоченность. При относительном постоянстве условий экспериментального исследования избыточность, число степеней свободы может изменяться в соответствии с изменением упорядоченности элементов системы [13,17]. Этот показатель в соответствии с представлениями К.В. Гаврикова [18] отражает функциональное состояние мотивационных механизмов. Тем самым, чем больше избыточность системы, тем больше ее упорядоченность, согласованность отдельных актов в ряду их последовательной реализации, чем меньше, - тем более действия носят случайный, относительно независимый характер.
В соответствии с представлениям Б.В. Журавлева [5] показатели УИР, УС и 4 компоненты ПАК отражают результат как «эффект» в системе, а ЭД и НД - соответственно результат как «внешний объект».
Анализ параметров квантованной последовательности поведенческих актов испытуемых в каждой из двух предложенных им тестовых серий позволил подразделить их на три типа, характеризующихся соответственно минимальным, средним и максимальным уровнями избыточности регуляторных процессов.
В качестве контроля для каждой тестовой серии была выбрана группа лиц со средним УИР. Сопоставление параметров системных звеньев саморегуляции испытуемых, характеризующихся минимальным и максимальным уровнем избыточности регуляторных процессов, с параметрами испытуемых контрольной группы позволило получить следующие данные о типологических закономерностях системной организации целенаправленного поведения.
Сравнительная характеристика параметров целенаправленного поведения в 1 и 2 сериях исследований представлена в 1 и
2 таблицах.
Таблица 1
Значения показателей деятельности испытуемых в условиях интерполирующего слежения (1 серия) экстраполирующего слежения (2 серия) в зависимости от УИР
Типы УИР
Показатели Минимальный Средний Максимальный
М±т М±т М±т
1 -я серия
УС 48,42±1,20*** 37,86±0,26 28,82±0,14***
ПАКо 2,46±0,19 2,23±0,08 2,19±0,05
ПАКн 5,23±0,33* 6,14±0,12 6,45±0,06**
ПАКс 5,54±0,48* 6,57±0,13 6,90±0,08**
ПАКв 2,35±0,35 2,30±0,19 2,04±0,13
ЭД 2,87±0,19* 2,41±0,09 2,34±0,07
НД 0,90±0,03* 0,96±0,01 0,98±0,00*
2-я серия
УС 40,95±1,04* 35,9±0,74 30,07±0,6*
ПАКо 5,1±0,46 4,6±0,16 4,5±0,18
ПАКн 5,3±0,81 3,9±0,22 4,07±0,24
ПАКс 5,4±0,55 5,08±0,24 5,7±0,27
ПАКв 4,5±0,66 4,5±0,26 3,98±0,26
ЭД 2,98±0,17* 3,7±0,14 3,6±0,14
НД 0,91±0,01 0,92±0,01 0,95±0,006
Примечание: * - отражает уровень статистической достоверности отличий групп. * - р<0,05; ** - р<0,01; ***р<0,001
Таблица 2
Результаты и их обсуждение. В условиях интерполирующего слежения (1 серия) при минимальном уровне избыточности регуляторных процессов (доля испытуемых с минимальным УИР составила 7,61%) отмечалась наименьшая устойчивость саморегуляции (УС), динамичность процессов программирования (ПАКн и ПАКс), низкая надёжность деятельности (НД) и относительно высокая эффективность (ЭД). Взаимодействие регуляторных звеньев представлено согласованием дистантных компонент процессов программирования (ПАКн - ПАКв - ПАКо - ПАКс) между собой, а также с информационной избыточностью систе-моквантов поведения (УИР), устойчивостью саморегуляции (УС), и параметрами результата деятельности (ЭД и НД). Средний УИР (31,52% испытуемых), характеризуется статистически значимым ростом УС, жёсткости процессов программирования (ПАКн и ПАКс) и надежности деятельности НД; согласованием дистантных (ПАКо и ПАКс) и особенно смежных компонент (ПАКо и ПАКн) программирования стереотипных поведенческих актов. При максимальном УИР (60,87% испытуемых) стереотип-
Структура взаимосвязи показателей деятельности испытуемых в различных условиях в зависимости от УИР
Минимальный УИР Средний УИР Максимальный УИР
Пока- затели а У о > & ё ё £ ё ¡з ё о § й У О > & ё ё £ ё ¡3 ё о £ й У о > & ё ё £ ё ¡з ё о §
1-я серия
УС
ПАКо
ПАКн Ф 0 ©
ПАКс Ф 0 Ф Ф Ф Ф
ПАКв Ф Ф ф
ЭД 0 ф
НД Ф ф
2-я серия
УС
ПАКо 0 Ф
ПАКн & 0 0
ПАКс 0 Ф
ПАКв 0 Ф Ф
ЭД
НД
Примечание: маркерами выделены значимые парные корреляции Пирсона: □ ф - положительные и О - отрицательные.
ная деятельность определялась ростом УС, жесткости программирования (ПАКн и ПАКс) и НД при отсутствии значимых сдвигов ЭД; а также взаимосвязью смежных (ПАКо - ПАКн - ПАКс -ПАКв) и дистантных компонент ПАК (ПАКо - ПАКс).
Результаты показали, что уровень избыточности процессов регуляции в условиях непосредственного отражения экзогенных стимулов повышает надежность конечного результата на основе увеличения устойчивости саморегуляции, жесткости программирования и последовательного типа квантования. При этом УИР минимально влияет на эффективность деятельности. Примечательно, что, не смотря на требование инструкции реагировать как можно быстрее на каждый предъявляемый стимул, испытуемые тем не менее выстраивал последовательность отдельных актов в закономерную цепочку их последовательной реализации, о чем свидетельствует спектральный изоморфизм .
Отмеченный факт определил задачи следующей серии исследований операций слежения, основанные на опережающем отражении экзогенных стимулов.
В частности, в условиях экстраполяции периодических сигналов (2 серия) стереотипная деятельность человека с минимальным уровнем избыточности регуляторных процессов, (17% испытуемых) характеризовалась наименьшей устойчивостью саморегуляции (УС) и низкой эффективностью результатов деятельности (ЭД); усилением согласованности между УИР и ПАК, а также дистантных компонент процессов программирования (ПАКн -ПАКв - ПАКо - ПАКс). Средний УИР (46% испытуемых) представлен статистически значимым увеличением УС и ЭД, согласованием смежных компонент программирования регуляторных осцилляций (ПАКо и ПАКн). При максимальном УИР (37% испытуемых) выявлена наибольшая УС и усиление взаимосвязи между устойчивостью саморегуляции и программированием эффекторных реакций (ПАКо).
Тем самым, регуляторные механизмы целенаправленного поведения при экстраполяции периодических дискретных сигналов отличаются относительно невысокой согласованностью смежных квантов и высокой лабильностью саморегуляции, более динамичным и подвижным характером программирования.
Уровень избыточности процессов регуляции в условиях опережающего отражения экзогенных стимулов обеспечивает рост эффективности результата при инвариантном статусе его надежности на основе увеличения функциональной устойчивости АРД, однотипности программирования и последовательного типа квантования.
Таким образом, наиболее согласованными кванты поведенческих актов оказались в условиях интерполяции периодических сигналов (1 серия). Такая согласованность квантов определяет значительную устойчивость процессов саморегуляции, довольно жесткий характер программирования деятельности. Вероятно, это обусловлено определенностью и однозначностью задаваемой инструкцией целевой функции и условий деятельности.
При этом наблюдаемая деятельность характеризуется значительной уравновешенностью регуляторных процессов (преобладание низкочастотной компоненты над высокочастотной компонентой ПАК) и «жесткой привязкой» закономерной составляющей ритма ответных действий к периоду опорного сигнала (низкие значения основной компоненты ПАК). Это соответствует феномену «захвата» эндогенного ритма квантованной последовательности поведенческих актов экзогенным ритмом опорного сигнала, что, вероятно, отражает наибольшую ассоциированность экзогенного сигнала с пусковым.
Тем не менее обнаружено, что, хотя опорному сигналу инструкцией задавалась роль пускового, отдельные значения времени реакции представляют собой не случайные отклонения от некоторой константы, а внутренне взаимосвязаны. По-видимому, пусковой афферентный сигнал очередного поведенческого акта является результатом предшествующего кванта деятельности и инициирует последующие акты по каналам ориентировочноисследовательской реакции. При этом экзогенный сигнал следует рассматривать по отношению к релевантной деятельности лишь как в той или иной степени ассоциированный с пусковым, имеющим, по-видимому, независимо от условий деятельности эндогенную природу.
Также обнаружено, что с ростом уровня избыточности регуляторных процессов возрастает их устойчивость и жесткость программирования поведенческих актов за счет смежных компонент ПАК. При этом относительная независимость эффективно-
сти и значимое увеличение надежности операций слежения в зависимости от роста УИР свидетельствует о том, что собственно время экстренной реакции на стимул и организация таких реакций в цепь квантованной последовательности двигательных актов обусловливаются различными системными механизмами. При этом, чем больше внутренне связанной оказывается квантованная последовательность стереотипных актов, тем более надежным (безошибочным) она обеспечивает результат интерполирующей деятельности в целом.
Иная организация во времени паттернов эффекторного звена регуляции наблюдается в условиях экстраполирующего слежения за периодическими дискретными сигналами (2 серия).
Прежде всего, это находит отражение в меньшей согласованности процессов саморегуляции квантов поведенческих актов, которые приобретают более независимый друг от друга функциональный статус, отражающий динамизм соответствующих перестроек программы действия. По-видимому обеспечении не жестко запрограммированные виды деятельности, в особенности мыслительная, принципиально динамичной во времени системой, являющейся внутренне фундаментальным свойством мозга.
Вероятно, такое значительное число степеней свободы независимых перестроек механизмов регуляции лежит в основе универсальной адаптации организма к бесконечному разнообразию пространственно-временного континуума сосуществующих и последовательно сменяющих друг друга событий окружающего мира.
При экстраполяции периодических стимулов процессы регуляции характеризуются меньшей устойчивостью. Вероятно, это может свидетельствовать об усложнении условий деятельности в силу возрастания их информационной неопределенности, адаптация к которым осуществляется за счет функциональной подвижности акцептора результата действия, посредством ОИР расширяющего параметрическое разнообразие работы эффекторов.
Программирование деятельности приобретает более динамичный и подвижный характер. По-видимому, более высокая динамичность и подвижность механизмов саморегуляции отражает возросшую информационную неопределенность отражения экстраполируемых дискретных сигналов.
Тем не менее такой тип регуляции обеспечивает большую по сравнению с интерполяцией эффективность деятельности, что согласуется с данными авторов [19], показавших более эффективный характер регуляции опережающих тактик, основанных на процессах экстраполяции, по сравнению с запаздывающими (интерполирующими).
Обнаруженная в режимах экстраполяции большая доля ошибочных действий при преобладании эффективности по сравнению с режимом интерполяции, вероятно, обусловлена более активным включением в регуляторный процесс информации о параметрах результатов нерегламентированных инструкцией актов для оптимизации последующей деятельности.
Наблюдаемый в процессе реализации экстраполяции периодических дискретных сигналов рост избыточности регуляторных процессов также обусловливает и большую устойчивость процессов саморегуляции операций слежения. Программный алгоритм квантования деятельности в связи с ростом избыточности регуляторных процессов характеризуется реорганизацией согласованности дистантных компонент в согласованность смежных, что, как и при интерполяции отражает возрастание роли последовательного типа квантования.
Таким образом, уровень избыточности регуляторных процессов наряду с другими психофизиологическими параметрами может быть индикатором информационных процессов, обеспечивающих функциональный статус саморегуляции целенаправленного поведения. Итоги собственных исследований позволили выделить и обосновать показатель для описания информационной меры связи процессов саморегуляции целенаправленного поведения организма человека как живой самоорганизующейся и самоподдерживающейся системы - уровень избыточности регуляторных процессов.
В свете развиваемых представлений системноинформационный параметр уровня избыточности регуляторных процессов приобретает новое смысловое содержание. Как уже указывалось ранее [12], в основе этого показателя лежит информационное содержание, интегральная мера упорядоченности - информационная избыточность функциональной организации регуляторных механизмов, на системной основе обеспечивающих соответствующую форму активности. Его количественная оценка была получена
посредством сравнительного анализа параметров работы эффекторов поведенческих актов с заведомо случайным процессом, представленным реализацией множества независимых событий.
В качестве модели случайного процесса использовалось нормальное распределение вероятностей случайной величины или распределение Гаусса, которое, как известно, впервые было использовано Гальтоном в 1889 г. Подобного рода явление в соответствии с законом нормального распределения возникает, когда некоторый параметр представляет собой сумму большого числа независимых случайных величин, каждая из которых играет в образовании всей суммы незначительную роль.
Поскольку в случае, когда каждый из некоторого множества факторов, влияющих на тот или иной параметр функциональной системы, не является определяющим, доминирующим, ведущим, а также относительно независимым от других “участников” системного процесса, постольку он имеет наряду с другими факторами равные шансы обусловливать в неопределенно широком диапазоне значений вектор поведения системы жизнеобеспечения в целом. Подобного рода ситуация отвечает букве закона равных возможностей.
С другой стороны, как показали наши исследования временных параметров стереотипной деятельности человека, в 98,7% случаев распределения динамики интервалов времени между ответами испытуемых статистически достоверно отличались от гауссовского. Обнаруженный факт является свидетельством наличия объективной взаимосвязи, согласованности, внутренней детерминированности между смежными квантами стереотипной деятельности. Поскольку, как это следует из теории функциональных систем, связь системоквантов определяется взаимодействием мотивационного и подкрепляющего возбуждений, что приводит к ограничению числа степеней свободы, порождению упорядоченности звеньев системно-регуляторного процесса, постольку обнаруженные факты являются отражением согласно Е.А. Александрову имманентной сущности закона встречных возможностей.
И далее, поскольку, как уже было показано ранее, показатель УИР получен на основе сравнительного анализа распределения параметров работы эффекторов поведенческих актов с заведомо случайным процессом, постольку он отражает степень согласованности / относительной независимости регуляторных процессов в континууме «порядок - хаос», т.е. имеет отношение к принципам как равных, так и встречных возможностей. Говоря более определенно, можно утверждать, что фактором, который определяет их взаимодействие, может выступать уровень избыточности регуляторных процессов или в более общем виде - уровень информационной избыточности системных процессов жизнедеятельности организма. Иными словами информационная избыточность механизмов саморегуляции, реализуясь в интересах жизнеобеспечения организма, является функцией системного согласования законов равных (допустимых) и встречных возможностей как важнейших аспектов жизнедеятельности.
Определяя место информационной избыточности саморегуляции как функции согласования принципов равных и встречных возможностей в тезаурусе знаний о системной организации психического звена жизнеобеспечения, можно сформулировать несколько следствий этого положения:
В основе отражения мозгом пространственно-временного континуума окружающей действительности лежит некоторое общее информационное основание, или, выражаясь метафорически информационная «точка отсчета», которая в отношении, например, количественных переменных может быть определена законом случайного распределения значений параметров, характеризующих события объективной реальности.
Эта системно-информационная реальность является точкой отсчета для субъективной репрезентации меры упорядоченности стимулов объективного мира и параметров субъективной реальности в континууме «порядок - хаос» и идентификации ее смыслового значения.
На матрице информационно-голографического экрана отпечатываются и оказываются в различной мере сопряженными как возможность существования картины окружающего мира в соответствии с законом нормального, случайного распределения, так и особенности распределения параметров объективной реальности и психофизиологические параметры жизнедеятельности организма в соответствии с некоторым в той или иной степени детерминированным процессом.
Согласование на основе информационной избыточности системных процессов, реализующих принципы равных и встречных возможностей, позволяет таким образом программировать параметры эффекторного звена контура регуляции, которые обеспечивают в интересах конечного результата вмешательство организма в окружающий мир посредством как детерминированных, так и случайных шагов.
Заключение. Результаты проведенного исследования физических, временных, параметров последовательности операций слежения в условиях интерполяции и экстраполяции экзогенных стимулов является отражением системно-информационной природы механизмов регуляции целенаправленного поведения человека, что подтверждает основные положения концепции акад. П.К. Анохина [20]. Интегральной мерой функциональной организации поведенческой и мыслительной деятельности является уровень избыточности регуляторных процессов. На основе доминирующей мотивации он определяет характер взаимосодействия механизмов саморегуляции, в том числе: степень согласованности и упорядоченности системоквантов, функциональную устойчивость саморегуляции, реализуемую акцептором результатов действия, регуляторные осцилляции программного алгоритма квантования, уровень эффективности и надежности. Представленный комплекс индикаторов может использоваться в качестве основания, позволяющего идентифицировать типологические особенности системной организации целенаправленного поведения.
Полученные результаты позволяют идентифицировать проблемную область ориентированную в направлении класса задач, решаемых на основе родственных представлений синергетики о самоорганизующихся системах, о теории хаоса рассматриваемых в терминах функциональных систем жизнедеятельности с ключевым определением результата, как системообразующего фактора. При этом параметрическое разнообразие, репертуар эффектор-ных прецедентов, представленный координатами фазового пространства состояний образует множество параметров прядка, ориентированных на целесообразный пул, стремящейся к определенному результату - квазиаттрактор.
Используемое в синергетике абстрактное математическое пространство позволяет раскрыть аксонометрию топологии и динамки системно-информационных комплексов саморегуляции средствами неотрицательной матрицы межкомпартментных связей (в континууме связность - относительная автономия), множества Марковских процессов (случайных - детерминированных) и идентификации интегральной меры синергизма (рассматриваемого как аналог уровня избыточности регуляторных процессов -С.И.) в биосистемах.
Таким образом, системно-информационный подход позволяет рассматривать индикатор уровня информационной избыточности регуляторных процессов как базовый параметр функциональной организации целенаправленного поведения. Универсальность этого показателя, с одной стороны и относительная легкость диагностики уровня избыточности регуляторных процессов, открывают широкие возможности его применения в медицине и смежных областях для идентификации функционального статуса психо-физиологических функций человека.
В итоге следует отметить следующую мотивирующую перспективу дальнейших научных исследований, заключающуюся в том, что одним из ключей доступа к пониманию механизмов адаптации человека к различным условиям окружающей действительности, а также реадаптации организма при широком разнообразии патологических состояний может стать исследование функции согласования законов равных и встречных возможностей, которая представлена системно-информационной категорией - избыточностью регуляторных процессов.
Литература
1. Судаков, К.В. Информационные процессы в функциональных системах организма / К.В. Судаков // Энергоинформационные поля функциональных систем. Под ред. К.В. Судакова-M., 2001.- 127 с.
2. Судаков, К.В. Информационные свойства функциональных систем и их математическое моделирование / К.В. Судаков, Е.А.. Александров // Информационные модели функциональных систем. Под ред. К.В. Судакова и А.А. Гусакова.- М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2004.- 32 с.
3. Юматов, Е.А. Информационная концепция происхож-
дения и эволюции жизни / Е.А. Юматов // Системные аспекты физиологических функций: Тр. межвед. науч. Совета по экспе-рим. и приклад. физиологии / Под ред. К.В. Судакова.- М., 2002.-Т. 11.- 104 с.
4. Александров, Е.А. Моделирование системных механизмов целенаправленной деятельности / Е.А. Александров // Моделирование функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова и В.А. Викторова.- М., 2000.- 168 с.
5. Журавлев, Б.В. Информационные паттерны нейронов мозга в системной организации поведенческих актов / Б.В. Журавлев // Развитие теории функциональных систем: Тр. межвед. науч. Совета по эксперим. и приклад. физиологии / Под ред. К.В. Судакова.- М., 1999.- Т. 8.- 97 с.
6. Котов, А.В. Конфликт как критическая фаза функционального развития живых и сложных кибернетических систем /
A.В. Котов, Г.М. Алакоз // Системный подход в физиологии: Тр. науч. Совета по эксперим. и приклад. физиологии / Под ред. К.В. Судакова.- М., 2004.- Т. 12.- 186 с.
7. Судаков, К.В. Информационная модель системной организации психической деятельности человека (“Детектор интеллекта”) / К.В. Судаков, Е.А. Умрюхин // Моделирование функциональных систем. Под ред.К.В. Судакова, В.А. Викторова- М., 2000.- 153 с.
8. Умрюхин, Е.А. Информационная модель афферентного синтеза и принятия решения / Е.А. Умрюхин // Системные аспекты физиологических функций: Тр. межвед. науч. Совета по эксперим. и приклад. физиологии / Под ред. К.В. Судакова.- М., 2002.- Т. 11.- 61 с.
9. Филин, В.А. Автоматия саккад / В.А. Филин.- М.: Изд-во МГУ, 2002.- 240 с
10. Александров, Ю.И. Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении / Ю.И. Александров- М.: Наука, 1989.- 208 с.
11. Хакен, Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности / Г. Хакен.- М.: ПЕР СЭ, 2001.- 351 с.
12. Ивашев, С.П. Системное квантование мыслительной деятельности человека: Монография / С.П. Ивашев.- Волгоград: Изд-во ВолГМУ, 2005.- 229 с.
13. Меницкий, Д.Н. Информация и проблемы высшей нервной деятельности (вероятность и условный рефлекс) / Д.Н. Меницкий, В.В. Трубачев.- Л.: Медицина, 1974.- 231 с.
14. Гавриков, К.В. Физиологические основы трудовой деятельности человека, направленной на адекватно отражение сигнальных воздействий внешней среды: Дис.... д-ра мед. наук / К.В. Гавриков.- М., 1968.- 447 с.
15. Бернштейн, Н.А. Очерки по физиологии двжений и физиологии активности / Н.А. Бернштейн.- М.: Медицина, 1966.349 с.
16. Судаков, К.В. Системогенез целенаправленного поведенческого акта / К.В. Судаков // Высшие функции мозга в норме и патологии.- Л., 1979.- С. 9-116.
17. Хакен, Г. Синергетика, межуровневые нейронные сети и когнитивные карты / Г. Хакен, Дж. Португали // Синергетика и психология: Тексты: Выпуск 3: Когнитивные процессы / Под ред.
B. И. Аршинова, И. Н. Трофимовой, В. М. Шендяпина.- М., «Ко-гито-Центр», 2004.- С. 129-154
18. Гавриков, К.В. Социально-биологические мотивации и их роль в организации различных видов деятельности организма / К.В. Гавриков / Волгогр. мед. ин-т.- Волгоград, 1987.- 10 с. деп. в ВИНИТИ 9.02.87, N 915-В.
19. Урываев, Ю.В. Значение подкрепления для коррекции произвольных ритмических движений человека / Ю.В. Урываев, А.М. Нечаев // Развитие общей теории функциональных систем: Тез. докл. VII Всесоюз. симпоз.- М., 1986.- С. 49-50.
20. Анохин, П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса / П.К. Анохин.- М.: Медицина, 1968.- 547 с.
THE INFORMATION ASPECTS OF SELF-REGULATION OF PURPOSEFUL BEHAVIOUR IN A VIEW OF PRINCIPLES OF EQUAL AND COUNTER POSSIBILITIES
S.P.IVASHEV Volgograd State Medical University
The article is devoted to the study of systemic organization of purposeful behavior of a man. Results of research have shown that one
of the keys of access to understanding of these mechanisms can become research of function of the coordination of laws of the equal and counter possibilities. This function can be presented by a level of redundancy of regulatory processes. The information nature of this parameter opens wide opportunities of its application in medicine and adjacent areas of science for a diagnostics of the functional status thinking activity.
Key words: theory of functional systems, informational redundancy of regulatory processes, laws of the equal and counter possibilities.
