Отечественные исследователи — И. М. Сеченов, В. Я. Данилевский, Н. Е. Введенский, Б. Ф. Вериго уже в первых своих опытах установили кардинально важный факт: электрическая активность головного мозга имеет ритмический характер. Позднее, в 1913 г., В. В. Правдич-Неминский на собаках, а в 1928 г. немецкий ученый Р. Бергер на людях попытались систематизировать наблюдения над тем, что теперь общепринято называть электроэнцефалограммой (ЭЭГ) — спонтанной активностью, отводимой от кожи головы, и электрокортикограммой (ЭКГ) — биотоки отводятся непосредственно от коры мозга.
В настоящее время общепринято разделять ритмы ЭЭГ взрослого человека на различные категории.
На ней видны почти все виды ритмов ЭЭГ.
ЭЭГ существенно отличается по своей форме, параметрам и функциональной «нагрузке» от вызванных потенциалов, свидетельствующих о поступлении в кору головного мозга информации.
Вызванные потенциалы делятся на две категории: первичные и вторичные ответы. От рецепторов — внешних и внутренних — импульсы возбуяадения попадают по чувствительным путям в основное подкорковое реле — таламус. Из таламуса они направляются в определенные, так называемые проекционные области коры, представляющие собой проекцию на кору соответствующих рецепторов .
Мы согласны с утверждением советских ученых Ф. В. Бас-сина, Н. А. Бернштейна и Л. П. Латаша, что «…функциональная система возникает не просто вследствие появления возможности прохождения импульсов между различными частями мозга. Главным в процессе организации функциональной системы является возможность создания (под влиянием определенной структуры раздражений и взаимодействия этих раздражений с регулирующими мозговыми системами) определенного пространственно-временного распределения возбуждений, обеспечивающего наличие нужной команды у выхода системы на эффекторы».
Электрический мир Последние десятилетия ознаменовались мозга бурным развитием наук о мозге. Связано это прежде всего с изучением электрической активности образований мозга, что позволило выделить колебания потенциалов от 0,5 в минуту до нескольких десятков в секунду. Сложная мозаика возбужденных пунктов в коре головного мозга, генерирующих биопотенциалы, медленно «переливается», захватывая то одну, то другую площадь.
Вопрос о природе, характере и физиологическом значении биотоков мозга волнует ученых уже почти 100 лет, с тех пор как английский врач Р. Кэтон в 1875 г. и независимо от него В. Я. Данилевский в 1876 г. открыли, что кора мозга является источником электрического тока. Были выделены основные формы электрической активности — фоновая (т. е. возникающая в спокойном состоянии животного, при видимом отсутствии раздражений рецепторов, проводящих путей и самого мозга) и вызванные потенциалы — электрическая реакция в ответ на раздражение рецепторов.
Системный подход позволяет определить иерархию уровней организации в природе как единой и целостной системе. С другой стороны,, системный подход очень важен при анализе частных явлений, при рассмотрении того, как определенная система входит уже в качестве элемента в более широкую систему явлений.
Это особенно важно при изучении мозга, центральной нервной системы и моделирования ее функций.
Очевидно, что функциональное единство нервной системы определяется взаимозависимостью комплексов нейронов. В таком комплексе, помимо общих законов функционирования, присущих каждому нервному элементу, мы сталкиваемся с закономерностями, характерными именно для данного морфо-физиологического объединения. Функциональные ансамбли, как и условные рефлексы, работают «сходу», так как цель их — обеспечить организму оптимальный вариант поведения. Именно поэтому с биологической точки зрения «упражнение» синапса (или «проторение путей», о чем писали многие) отходит на второй план, поскольку смысл замыкательной деятельности мозга состоит именно в том, что организм зачастую уже с первого совпадения раздражителей обеспечивает себе адаптацию в среде (П. К. Анохин). Это принципиально важное положение.
Кора больших полушарий, анализируя информацию, поступающую к ней, посылает импульсы в подкорковые образования, изменяя их активность. Именно таким образом поддерживается постоянство внутренней среды в непрерывно меняющихся условиях внешнего и внутреннего мира.
В осуществлении гомеостазиса мозга, несомненно, принимают участие как специфическое, так и неспецифические образования, осуществляющие в кольцевом взаимодействии с корой десинхронизирующие или синхронизирующие эффекты .
Обычно процесс саморегуляции связывают с процессом управления с отрицательной обратной связью.
Однако в теории автоматического управления используются два принципа: принцип Ползунова — Уатта (принцип обратной связи, управление по выходной величине) и принцип Понселе (управление по возмущению). Системы, которые сочетают оба принципа управления, называются комбинированными и дают возможность создания наиболее совершенных систем регулирования.
Углубленное исследование процессов саморегуляции органов и систем организма и, прежде всего, головного мозга позволит нам приблизить то время, которое предсказывал И. П. Павлов в своей знаменитой речи «Естествознание и мозг»: «Таким образом, вся жизнь от простейших до сложнейших организмов, включая, конечно, и человека, есть длинный ряд все усложняющихся до высочайшей степени уравновешиваний внешней среды. Придет время — пусть отдаленное,— когда математический анализ, опираясь на естественнонаучный, охватит величественными формулами уравнений все эти уравновешивания, включая в него и самого себя».
Существует мнение, что процесс саморегуляции можно определить как выражение приспособительной деятельности организма, осуществляемое с помощью прямых и обратных связей между центрами и периферическими аппаратами, направленное па поддержание гомеостазиса, распространяемое на деятельность любой подсистемы организма. Это нз сводится, как считали до сих пор, к описанию процесса ликвидации последствий возмущающего воздействия и возвращения к «норме», но, прежде всего, определяется как реакция системы па возмущения посредством изменения параметров системы и перехода ее в новое поле действия. Чрезмерно сильные раздражители, вызывающие выход параметров саморегулирующихся систем за пределы физиологической нормы, порождают в рецепторном аппарате импульсацию, превосходящую обычный диапазон возбуждений. Вследствие этого накопление возбуждений в соответствующих рефлекторных центрах ведет к критическому состоянию определенных групп нейронов и их торможению.
На наш взгляд, следует отличать внутреннее уравновешивание (термин И. П. Павлова), направленное на сохранение гомеостазиса (клеток, органов, подсистем организма), и внешнее, обеспечивающее выбор оптимального поведения. Нас прежде всего интересует первая сторона проблемы, то есть как «гомеостаты мозга» сохраняют функциональный уровень подсистем мозга, необходимый для его нормальной деятельности. Мозг содержит тонкие механизмы саморегуляции своей активности.
Саморегуляция как циклическая форма приспособительной деятельности, справедливо замечает советский физиолог К. В. Судаков, с регулируемым конечным приспособительным эффектом заключает в себе все общие закономерности кибернетики. Принцип саморегуляции заставляет рассматривать приспособительную деятельность живых существ с принципиально новых позиций системных образований организма.
В последнее время предприняты попытки адекватно отразить сложность биологических систем регулирования. Так, советский исследователь Г. И. Поляков выделяет шесть функций, каждой из которых соответствует свой анатомо-физиологический механизм: регуляция и саморегуляция, контроль и самоконтроль, управление и самоуправление.
К сфере регуляции и саморегуляции относятся системы, обеспечивающие постоянство внутренней среды. Самоконтроль осуществляют анализаторно-координационные механизмы типа мозжечка и верхнего двухолмия среднего мозга. Контроль — это влияния, которые системы анализаторов оказывают на самоконтролирующиеся рефлекторные приспособлеыия. Самоуправление — формы и компоненты поведения, программы которых вырабатываются на протяжении жизни вида (инстинктивные реакции). Наконец, управление — это как «свободное», или произвольное (у человека — сознательное), управление, так и автоматизированное (у человека— бессознательное) управление.
