Основная причина формирования функциональных систем в нервной системе — это необходимость адаптации организма к внешним и внутренним изменениям, поддержание гомеостаза и эффективное выполнение жизненно важных функций. Формирование функциональных систем связано с комплексной деятельностью нервной системы и является результатом взаимодействия различных нейрофизиологических механизмов, которые обеспечивают координацию работы органов и тканей, поддержание их взаимодействия и ответ на изменения внешней и внутренней среды.
1. Природа функциональных систем
Функциональная система — это интегрированная система, состоящая из различных структур мозга, нервной и соматической системы, которые взаимодействуют для выполнения определенной функции. Эти системы охватывают широкие спектры деятельности: от регуляции двигательных актов (например, походка) до сложных когнитивных процессов (например, восприятие или принятие решений).
Функциональные системы отличаются от анатомических структур тем, что они не ограничиваются отдельными органами или зонами мозга. Они охватывают несколько взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов, объединенных единой целью.
2. Основная причина: необходимость адаптации
Жизнь организма — это процесс постоянной адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Внешние и внутренние изменения требуют оперативного ответа со стороны организма. Для этого мозг и нервная система формируют функциональные системы, которые обеспечивают комплексные реакции на эти изменения, позволяя организму поддерживать устойчивость (гомеостаз).
Гомеостаз — это процесс поддержания стабильности внутренней среды организма (температуры, уровня кислорода, давления и т.д.). Функциональные системы обеспечивают работу механизмов, поддерживающих эти показатели в пределах нормы, что необходимо для выживания.
Адаптация к внешним условиям — например, изменение светового и температурного режима, воздействие внешних раздражителей (звуки, запахи, визуальные стимулы и т.д.) требует быстрой мобилизации различных систем организма, чтобы достичь оптимального состояния для функционирования. Это требует координированных усилий различных структур нервной системы.
3. Интеграция функций
Функциональные системы не только реагируют на изменения внешней среды, но и обеспечивают интеграцию различных органов и тканей. Например, для выполнения сложной задачи, как бег, требуется участие множества систем: двигательной, вегетативной, сенсорной, эндокринной и т.д. Эти системы должны работать синхронно, чтобы эффективно выполнять задачу.
Таким образом, формирование функциональных систем происходит для того, чтобы различные части организма могли работать как единое целое, эффективно и слаженно реагируя на внутренние и внешние изменения.
4. Принципы функционирования функциональных систем
Целевой характер. Функциональные системы направлены на достижение конкретной цели — например, обеспечение движений, поддержание гомеостаза, обеспечение восприятия и т.д.
Многоуровневая организация. Эти системы включают несколько уровней организации: от сенсорных нейронов, через центральную нервную систему до моторных актов и реакции органов. Например, функциональная система, отвечающая за двигательную активность, включает в себя мозг, спинной мозг, мышцы и сенсорные органы.
Механизм обратной связи. Основным механизмом, который обеспечивает эффективность функционирования системы, является обратная связь. Она позволяет системе корректировать свою деятельность в реальном времени, например, регулировать силу сокращения мышцы в ответ на изменение нагрузки.
Комплексность. Каждая функциональная система включает в себя множество взаимосвязанных структур, которые выполняют разные, но взаимодополняющие функции. Например, система «поиск пищи» включает в себя зрительную, слуховую, обонятельную информацию, которые направляют моторную активность и обеспечивают результат.
5. Примеры функциональных систем
Моторная функциональная система — включает в себя сенсорные рецепторы, кору головного мозга, мозжечок, спинной мозг и мышцы, и отвечает за движение. Здесь важно, чтобы мозг получал информацию о положении тела и мышечном напряжении, затем обрабатывал ее и отправлял команду для движения.
Регуляция дыхания — функциональная система, которая включает дыхательный центр в мозге, рецепторы уровня кислорода и углекислого газа в крови, дыхательные мышцы и легкие. Она поддерживает оптимальный уровень газов в крови, регулируя частоту и глубину дыхания.
Система терморегуляции — функционирует для поддержания постоянной температуры тела. Она включает в себя температурные рецепторы, гипоталамус, механизмы потоотделения и сосудистые изменения.
Эмоциональная система — например, система страха, которая включает в себя лимбическую систему и ее связи с корой головного мозга, регулируя поведение в ответ на угрозы.
6. Образование функциональных систем в процессе эволюции
Эволюция нервной системы способствовала усложнению механизмов, обеспечивающих комплексные адаптивные реакции на изменения внешней среды. Со временем образуются более высокоорганизованные функциональные системы, которые начинают регулировать не только инстинктивные реакции, но и сложные когнитивные процессы, такие как планирование, принятие решений, осознание.
Процесс эволюции нервной системы с образованием функциональных систем обеспечивает адаптацию организма к меняющимся условиям, способствуя его выживанию и репродукции.
Заключение
Основной причиной формирования функциональных систем является потребность организма эффективно реагировать на изменения внешней и внутренней среды. Это требует интеграции работы различных органов и систем для обеспечения слаженной реакции на раздражители, что является ключевым для поддержания жизнеспособности организма. Эти системы представляют собой сложные сети взаимодействующих элементов, которые обеспечивают необходимую гибкость и адаптивность в ответ на внешние и внутренние вызовы.
