Функц. структура исполнительных (перцептивно-моторных) действий

В Предисловии к «Очерку рабочих движений человека», опуб­ликованному в 1901 г., И.М. Сеченов писал, что предмет его очер­ка «составляют вопросы о сложных мышечных движениях, при посредстве которых человек производит т.н. внешние работы, т.е. действует силами своих мышц на предметы внешнего мира». Хотя с тех пор существенно изменился характер «внешних работ» и появились совершенно новые типы ТД, связанной с управлением сложными тех. устройствами, до настоящего времени справедливы слова Сеченова о том, что работа всегда была и всегда остается жизненной функ­цией мышечной системы человека, как бы ни вытесняла современ­ная техника из промышленной жизни мускульный труд человека. Для решения задач управления и оптимизации исполнительной Д и задач проектирования ее новых видов и форм необ­ходимо провести ее анализ и выявить общие принципы развития и становления ее функц. структуры. Это необходимо для организации рационального обучения и тренировки, формирования совершенных навыков, организации режимов труда и отдыха, препятствующих утомлению.

Исполнительное или управляющее действие в Э – это приобретенное в результате обучения и повторения умение (навык) решать трудовую задачу, оперируя орудиями труда (ручной инструмент, органы управления и т.п.) с заданной точностью и скоростью. Обычно исполнительные действия входят в качестве компонента в более широкие структуры ТД и обеспечивают ее эффективное выполнение наряду с такими компо­нентами, как познавательные (когнитивные), включая и принятие решения. В зависимости от вида ТД удельный вес исполнительных действий может быть весьма различен. Эти действия могут совершаться либо эпизодически, либо занимать все рабочее время. Иными словами, в структуре Д в целом они могут занимать место осн. цели либо выступать в качестве средства ее достижения, н-р передачи команды, реализации принятого решения и пр. В последнем случае исполни­тельные, моторные акты, как правило, просты и не требуют дли­тельного научения. В тех случаях, когда исполнительные действия составляют осн. содержание Д (работа с ручным инструментом, работа станочника, водительские профессии, работа телеграфиста, оператора ЭВМ, работа в режиме слежения) тре­буется длительное формирование соответствующих умений и навы­ков, обеспечивающих своевременное и точное выполнение ТД.

Для эрг. обеспечения этих видов исполнительных действий долгое время было достаточно традиционных представ­лений о моторном и сенсомоторном научении и представлений о двиг. навыках как об автоматизированных в значитель­ной степени стереотипных реакциях, возникающих при многократ­ном повторении сенсомоторных и кинестетических актов. Формиро­вание навыков описывалось обычно в терминах стимулов и реакций, рефлексов, проб и ошибок. При повторении этих элемен­тов, когда это повторение достигает успеха либо подкрепляется, прежде отд. реакции заменяются комплексами, изолирован­ные движения объединяются в целостные кинетические структуры, своего рода «моторные формы», или «кинетические мелодии».

Подобный «атомарный» или в более позднее время стимульно-реактивный подход, ориентированный на результат, эффект отдель­ного, сравнительно простого действия, длительное время состав­лял научные основания концепции «инженерного проектирования» методов работы, которая связана с именами Ф. Тейлора и Ф. Гилбрета.

Методическую основу такого проектирования составил моторно-временной анализ элементарных действий и операций. Ф. Гилб­рет выдвинул идею универсальных микродвижений (терблигов), из комбинаций которых, отличающихся по составу и последова­тельности терблигов, должна состоять любая операция. Выделение терблигов положило начало симплификации и стандартизации трудовых функций работающих. Эта идея была использована на заводах Г. Форда, где путем тщательного проектирования весь трудовой процесс сборки был разбит на столь большое число мель­чайших операций, что автомобиль собирался, находясь в безоста­новочном движении. Форд стремился к тому, чтобы рабочий вы­полнял единственную работу единственным движением. Ф. Гилбрет изучал движения с помощью хронометража, фото- и киносъемки, циклографии. Сформулированные им принципы экономии движе­ний позволяли отсеивать лишние и выбирать из всех возможных наиболее быстро осуществляемые и требующие минимальных уси­лий, а также добиваться сокращения перерывов между последо­вательными движениями. Практические задачи проектирования работы положили начало изучению кинематических и динамичес­ких характеристик трудовых движений человека. Результаты и методы этих исследований, а также сформулированный Гилбретом принцип экономии рабочих движений применялись при решении задач организации РМ, конструировании ручного инстру­мента, размещения органов управления и т.д.

Системы Ф. Тейлора и Ф. Гилбрета, несомненно, внесли суще­ственный вклад в изучение элементарных действий и операций. Однако с помощью моторно-временного анализа движений в том виде, в котором он был предложен, нельзя выявить структуру и механизмы целостной исполнительной Д человека (ДЧ). «На­до подчеркнуть...– писал в 1930 г. Н.А. Бернштейн, – что не только методы, но и самое понятие рационализации движений, да­леко не так просты, как мыслилось раньше. Нехитрая борьба Тейлора, а позднее Гилбрета с лишними движениями и понимание биомеханической операции как простой суммы последовательных движений, которую можно просеивать как зерно на сортировке, начинает уступать свое место пониманию двиг. комплек­са как органически нераздельного целого, всегда отзывающегося на изменения какой-нибудь одной детали перестройкой всех остальных».

Подобный инженерный подход к проектированию работы (при всей его первоначальной полезности) подвергается справедливой критике по ряду оснований. Очевидными следствиями предельной симплификации труда, сведения его к отд. элементарным двиг. актам являются монотония и слабая удовлетворен­ность работой. И то и другое отрицательно сказывается на произ­водительности труда.

Что касается более сложных видов ТД, то по отношению к ним этот подход уже исчерпал свои «оптимиза­ционные» возможности. А сложность исполнительных действий настолько возрастает, что стандартные моторные «формы» или даже кинетические «мелодии» не могут обеспечить ее эффективное выполнение. Речь идет о том, что в условиях современного произ­водства стереотипия трудовых движений постепенно уступает мес­то выполнению целесообразных, разумных, произвольных исполни­тельных действий. Во многих видах ТД все чаще требуется защита от автоматизмов, от импульсивных, реф­лекторных реакций. Ошибочные действия, иногда приводящие к аварийным ситуациям, нередко происходят не потому, что чело­век не успел, а потому, что он поторопился.

Это справедливо и по отношению к станочнику, и по отношению к летчику. Современное механизированное и автоматизированное производство требует от человека выполнения не только заучен­ных, усвоенных действий, но и действий, так сказать, беспреце­дентных, которые необходимо не вспоминать, а построить в новой, неожиданно возникшей ситуации. Все более распространенными являются случаи, когда при проф. обучении невоз­можно воспроизвести все существенные условия реального трудо­вого процесса и доучивание происходит при выполнении не учебного, а трудового, исполнительного действия. Адаптация к реальным условиям особенно трудна, если выполнение действии требует совершенной сенсомоторной координации. Ярким приме­ром подобных ситуаций может быть Д космонавтов, которым в условиях невесомости необходимо осуществлять стыков­ку, расстыковку, переходить из одного объекта в другой, выходить в открытый космос, оперировать ручным инструментом, совершать ручную посадку, т.е. оперировать органами управления в пере­менных условиях гравитации, трансформирующих привычные сен­сомоторные координации, силовой рисунок хорошо освоенных прежде движений. В частности, невесомость влияет не только на двигательную сферу, но может вызвать разнообразные неприятные ощущения, нестойкие пространственные иллюзии или даже явле­ния деперсонализации и дереализации восприятий субъекта.

Не меньшую психическую нагрузку вызывает необходимость осуществления исполнительных действий в условиях задержанной обратной связи (ОС) о результативности выполненного действия. К чис­лу таких действий относится управление луноходом, где задержка не превышает нескольких секунд, и управление супертанкером, где задержка соответствующих эволюций корабля после осущест­вления управляющего действия исчисляется несколькими минута­ми. Появление целого ряда сравнительно новых видов Д, связанных с управлением космическими кораблями и станциями, дистанционным исследованием планет, манипуляциями радиоактивными элементами, управлением разнообразными дви­жущимися объектами, в т.ч. и роботами, привело к тому, что в Э в качестве спец. объекта исследования выделилась Д оператора-манипулятора. В этом виде Д главенствующую роль играют перцептивно-моторные координации и взаимодействия, хотя, разумеется, значительную роль играет также аппарат образного и понятийного мышления. Исполнительные действия оператора-манипулятора реализуются посредством т.н. «регламентированных движений», требующих высокой не только пространственной, но и временной точности. Это означает, что с т.зр. эффективности их вы­полнения информативным показателем является не только конеч­ный результат действия (как в случае нажатия на кнопку, клави­шу, тумблер), но и текущие характеристики движений, определяю­щие динамику объекта управления.

Совершенные перцептивно-моторные координации необходимы и для выполнения многих технологических процессов. Ярким при­мером является Д по изготовлению и эксплуатации микроустройств. Размеры микрообъектов и необходимая плотность их компоновки предъявляют такие высокие требования к техноло­гии их изготовления, что производство приборов на их основе стало ювелирной работой. ТД человека, заня­того в сфере сборки, н-р интегральных схем, осуществляется в условиях постоянного зрительного контроля, повышенной напря­женности, обусловленной необходимостью выполнять высокоточные и тонкокоординированные, прецизионные двигательные акты. Влияние этих факторов усугубляется еще и тем, что размеры микроустройств находятся на грани видимости невооруженным глазом и визуальный контроль технологических операций возмо­жен лишь при использовании увеличивающих оптических прибо­ров. Хорошо известно, что их использование имеет в качестве следствий закрепощенность позы, гипокинезию, суженное поле зрения и т.п.

Обслуживание многих станков требует высококоординированной работы обеих рук при непрерывном зрительном контроле. Временной интервал, в котором должны быть осуществлены коор­динированные движения, в некоторых случаях не должен превы­шать 60–80 мс. Необходимость оптимизации подобных видов Д привела к выделению в качестве спец. объекта ЭИ Д оператора-технолога.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что «атомар­ный», стимульно-реактивный подход к исследованию и оптимиза­ции Д оператора-манипулятора и оператора-технолога не может удовлетворить современную Э. Двиг. акты, исполнительные действия вплетаются в ткань более широких структур Д, и успешность исполнительных действий должна оцениваться не сама по себе, а в контексте этих структур. Она зависит от того, насколько верно человек сориентировался в ситуации, т.е. построил ли человек правильный образ этой ситуации и нашел ли он, порой, единственно возможный способ действия.

Формирование образа ситуации, создание программы разум­ных действий, их точная и своевременная реализация, контроль за их эффективностью – вот проблемы, которые возникли перед современной Э, как и перед комплексом смежных с ней наук: биомеханикой, физиологией и психологией, которые издавна изучали организацию, построение, управление движениями и дей­ствиями человека.

Как практические задачи, возникшие перед этими науками, так и логика их собственного развития требуют формулирования но­вых подходов к изучению исполнительных действий. В противовес атомарно-рефлекторным подходам, ориентированным на задание, результат, эффект и т.п., исследователи разрабатывают струк­турный, целостный, деятельностный подход, ориентированный не только на усвоение, но и на построение движений, действий, мо­торных программ и схем.

Тщательный анализ рисунка даже многократно повторяющихся в одной и той же ситуации движений свидетельствует об их уни­кальности и своеобразии. Детальный анализ моторного акта показывает, что его биодинамическая ткань неповторима как отпе­чаток пальца. Это означает, что строится не только образ ситуации и адекватная ей моторная схема, но что на основе этой схемы строится (а не просто повторяется) каждый живой моторный акт. Результаты и сам ход этой работы не вытекают однозначно из структуры внешнего стимульного подкрепления. В этом смысле объяснение происходящего движения по схеме «стимул-реакция» не соответствует существу дела. Исследователям предстоит еще разработать понятия, относящиеся к указанной выше работе по построению простр. моторного действия.

Двиг. действие, рассматриваемое как необходимый компонент Д, должно обязательно соотноситься с ее когнитивными и личностными компонентами, такими, н-р, как образ и цель. При этом, как указывалось выше, и сама Д в целом и все ее компоненты обязательно характери­зуются предметно-смысловыми чертами и пространственно-времен­ной определенностью. Истоки этого подхода восходят к именам И.М. Сеченова и Ч. Шеррингтона.

И.М. Сеченов неоднократно подчеркивал, что «чувствование повсюду имеет значение регулятора движения, др. словами, первое вызывает последнее и видоизменяет его по силе и направ­лению». Интересно и то, что Сеченов не ограни­чивал задачу физиологии и психологии изучением отд. дви­жений, а говорил о необходимости изучения той области явлений, в которой «чувствование превращается в повод и цель, а движение – в действие». На современном этапе изучения рабочих движе­ний, трудовых операций и действий, сложнейших форм исполни­тельной ДЧ особенно важно отметить указанное Сеченовым направление поисков решения и поныне кардинальной для физиологии и психологии проблемы: каков механизм регу­ляции движений чувствованиями? Возможность такой регуляции обеспечена уже тем, что мышца, представляющая собой «двойст­венный орган, наш рабочий орган и вместе с тем исконный, перво­начальный орган чувств, воспитавший в порядке своих свойств все др. органы чувств, окрашивает все наши представления об окружающем мире в образах движения». Более того, Сеченов писал, что мышца дала нам наши представления о пространстве, времени, о числе, о счете и т.д. Все это может быть возможным только при условии, что сами движения и дей­ствия не являются лишь элементарными и утилитарными актами исполнения, а осуществляют также познавательные, когнитивные функции и функции экспрессивные. Последние отчетливо реализу­ются не только в движениях, но в позно-тонических компонентах действия, являющихся носителями его личностно-смыслового со­держания.

Многие трудовые движения и действия настолько совершенны, координированы, выразительны и красивы, что они нередко вклю­чаются в театрализованные представления. Не лишена смысла высказываемая время от времени идея создания спец. хоре­ографии трудовых процессов.

Функц. двойственность мышцы, функциональная гете­рогенность движений и действий обеспечивают не только потен­циальную, но и актуальную целостность Д, возмож­ности ее развития и совершенствования. Примечательно в этом смысле предположение Ч. Шеррингтона о том, «... что в осущест­влении действий, направленных на окончательный, завершающий акт в процессе отбора открывается возможность элементам памяти (хотя и рудиментарной) и элементам предварения (хотя и незна­чительным) развиться в психическую способность к «развертыва­нию» настоящего назад, в прошлое, и вперед, в будущее, которая у высших животных является непременным признаком более вы­сокого умственного развития». Именно эта «психиче­ская способность» и является регулятором исполнительных актов. И.М. Сеченов очень тонко понимал это, говоря, что чувствования, даваемые сознанию органами чувств, служат источниками дви­жений не прямо, а через психику, – поскольку с сигналом связан опред. смысл.

Различие атомарно-рефлекторного и целостного подходов за­фиксировано и в языке описания двиг. поведения. Для первого преимущественно использовались такие термины, как ре­актология, рефлексология, для второго – психомоторика, психо­нервная деятельность, психическая деятельность и т.п. Разумеет­ся, само по себе использование терминов «рефлекс» или «реакция» не означает еще, что тот или иной автор является сторонником «атомарного» подхода. Именно в этих терминах первоначально закладывались основы структурного подхода к изучению движений и действий. Так, Ч. Шеррингтон, анализируя предваряющие и завершающие реакции, писал: «Нетрудно видеть, какие широкие возможности для приспособительных реакций представляет такое устройство, состоящее из целой цепи последовательных актов, каждый из которых изменяет влияние акта, ему предшествовав­шего». В этом отрывке отчетливо просматривается идея целостности приспособительной деятельности. Аналогичным образом И.П. Павлов, анализируя цепи двиг. рефлексов, пришел к идее динамического стереотипа как целостного образо­вания.

С тех пор как T.М. Сеченов и Ч. Шеррингтон психологизи­ровали трактовку двиг. поведения, накоплены многочис­ленные данные о решающей роли сенсорных процессов в управле­нии чел. движениями. Анализируя строение анатоми­ческого аппарата, обеспечивающего движения высших животных и человека, А.А. Ухтомский отмечает его своеобразие по сравне­нию с иск. мех. устройствами, характери­зующееся значительно большим количеством степеней свободы. Ни костно-мышечный аппарат в целом, ни какая-либо его часть не составляет готового механизма для выполнения какого-либо опред. целесообразного акта, а представляет собой лишь совокупность известных анатомических компонентов, необходимых для создания такового. Особенности строения опорно-двигатель­ного аппарата обусловливают пластичность поведения высших животных и человека и вместе с тем делают задачу управления этим поведением необычайно сложной и трудной. Поскольку управление предполагает ограничение степеней свободы, а в са­мом устройстве исполнительных механизмов у живых организмов такого рода ограничения практически отсутствуют, функции регу­ляции выполняемых действий должны взять на себя центральные механизмы. Рассмотрим кратко эволюцию представлений и совре­менные взгляды на механизмы управления движениями.

Первоначально предполагалось, что центральные механизмы могут выполнить эту функцию, используя жесткие шаблоны, кото­рые заранее предопределяют характер и последовательность тре­буемых движений. Р. Вудвортс для такого способа построе­ния движений ввел термин «центральное», или «моторное», программирование. Он доказывал наличие моторных программ, изучая быстрые произвольные движения человека.

Анализ кинематических характеристик точных движений руки привел его к заключению, что существует фаза движения, незави­симая от зрительной обратной связи, фаза, определяемая перво­начальной программой. Наряду с этой фазой существует и вторая фаза, совершаемая с учетом зрительной обратной связи и обеспе­чивающая точностные характеристики движения. Т.о., Вудвортс описал способы управления движением, получившие позже наименование управления по открытому и закрытому кон­турам регулирования. В настоящее время каждый из этих спосо­бов в значит. степени абсолютизирован и имеет своих сторонников. В пользу каждого из них накоплено значительное число экспер. данных, ведутся дискуссии между пред­ставителями теории открытого и закрытого контуров.

К. Лешли был, видимо, одним из первых, кто отчетливо сфор­мулировал концепцию центральных моторных программ и экспе­риментально доказал, что выработка навыка представляет собой центрально-организованный процесс, в реализации которого про-приоцептивные механизмы могут не играть существенной роли. Доводы Лешли, относящиеся к тому, что заученный навык может быть выполнен разл. моторными структурами, действитель­но подтверждают идею моторного программирования, но сейчас практически не используются для доказательства слабой роли кинестетического контроля. Поиски доказательств в пользу откры­того контура шли по пути изучения быстрых баллистических дви­жений и блокирования каналов обратной связи, функционирующих при выполнении двиг. актов. Сторонники концепции мо­торного программирования и открытого контура оставляют за афферентацией лишь пусковые функции и модулирующие влияния. Однако до настоящего времени не получено решающих доказа­тельств того, что произвольное движение человека может осуще­ствляться только как результат центрально-организованных нервных команд, которые структурируются перед началом движе­ния и позволяют осуществлять движение при отсутствии перифе­рической обратной связи.

Гл. недостатки систем открытого контура состоят в том, что они не обладают механизмами ОС для исправле­ния ошибок, возникающих как вследствие свойств их входов, так и вследствие трансформации сигналов внутри системы. Этот тип систем обладает слабыми компенсаторными возможностями.

В рамках концепции открытого контура были детально разра­ботаны представления о моторных программах. Понятие моторного программирования означает, что наборы моторных команд, как врожденных, так и заученных, хранятся в ЦНС и могут вызываться и синтезироваться в желаемое движе­ние. Моторная программа – это тщательно скоординированный по­рядок синергии (иногда их называют субрутинами, или субрежи­мами), которые вместе охватывают требуемое движение и которые не зависят от ОС.

Независимо от отношения представителей концепции открытого контура к участию в регуляции движений обратной связи ими развиваются интересные представления об иерархии моторных программ, о существовании обобщенных программ, программ-схем, нижние звенья которых освобождают осн. программу от обременительных вычислений. Важное значение имеют также предположения о связи программ с мотивами и целями, которые трансформируются в некоторое внутреннее представление субъекта о желаемом, требуемом движении или действии. Др. слова­ми, моторные программы более тесно связываются с образом ситуации, с образом действия, не только с набором команд, хра­нящихся в нервной системе. Концепция открытого контура регу­лирования с минимальными оговорками и ограничениями приме­няется для объяснения механизмов движений глаз человека. В многочисленных исследованиях установлена почти однозначная зависимость между скоростью скачка на начальном этапе движе­ния и конечной амплитудой скачка. Это означает, что уже до на­чала движения запрограммирована скорость саккады. На основа­нии электрофизиологических исследований сделан вывод о том, что управление саккадическими движениями в одном фиксированном направлении сводится к определению временного отрезка, в тече­ние которого прилагается постоянная сила, сокращающая прямые мышцы глаза.

Зачатки противоположных идей относительно кольцевого или замкнутого (закрытого) контура регуляции движений мы находим у В. Джемса, Ч. Шеррингтона и др.

Джемс предположил, что периферическая обратная связь от одной части движения вызывает к действию следующую, и выдви­нул гипотезу «цепных рефлексов», против которой позже выступил Лешли. В соответствии с теорией закрытого контура предпола­гается, что ответ не просто запускается рецепторикой, но и управ­ляется ею.

Управление движением по «закрытому» контуру предполагает передачу с помощью ОС информации о соответствии движения требуемой цели и выработку на основе этого новых управляющих команд. ОС выполняет две функции: с ее помощью определяются простр. характеристики цели, необходимые для составления программы баллистического движения, а также осуществляется соотнесение результатов вы­полнения этих программ с истинным положением цели, служащее для уточнения программ последующих движений. Наиболее пол­ная аргументация того, что жесткое программирование не может обеспечить целесообразный эффект движения, дана Н.А. Бернштейном.

Теория Н.А. Бернштейна охватывает широкий класс функцио­нально-различных движений и представляет собой общую теорию поуровневого управления и построения движений человека. Эта теория включает в себя три фундаментальных принципа: централь­ного программирования, сенсорных коррекций и уровневой орга­низации движений. Принцип координирования движений изложен им в безупречной с т.зр. современной теории автомати­ческого регулирования форме: «... как только орган, находящийся под действием внешних и реактивных сил, плюс еще какая-то до­бавка внутренних, мышечных сил, отклонится в своем результирующем движении от того, что входит в намерения ЦНС, эта последняя получит исчерпывающую сигнали­зацию об этом отклонении, достаточную для того, чтобы внести в эффекторный процесс собственные адекватные поправки. Весь изложенный принцип координирования заслуживает поэтому наз­вания принципа сенсорных коррекций».

Н.А. Бернштейн долгое время решительно отвергал всякую возможность управления движением по разомкнутой схеме. Одна­ко позже он отошел от такой крайней т.зр. и допустил возможность того, что в некоторых элементарных процессах дуга не замыкается в рефлекторное кольцо либо из-за кратковремен­ности акта, либо вследствие его крайней элементарности.

Сенсорные коррекции осуществляются в общем случае всеми имеющимися в распоряжении организма рецепторными аппарата­ми. В частных случаях некоторые из ОС могут не участвовать в управлении движением. Первичные сигналы рецеп­торов предварительно подвергаются сложной обработке и «пере­шифровке», необходимой, н-р, для того, чтобы их можно было сличить с проектом движения, построенным на языке прост­ранственно-кинематических представлений. Полученные в результа­те обработки «синтезы», составленные из сигналов всех видов обратных связей, участвующих в управлении данным движением, служат для сенсорных коррекций.

Понятие о сенсорном синтезе играет в модели Бернштейна фундаментальную роль. Состав образующих его афферентаций, т.е. ОС, и принцип их объединения служат гл. критерием, отличающим один уровень построения движения от другого.

Каждая двиг. задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной ведущий уровень. Уровни различаются между собой не только видом сен­сорного синтеза, но и анатомическим субстратом, т.е. совокуп­ностью органов нервной системы, без которых осуществление функции этого уровня невозможно.

В зависимости от цели и смыслового содержания двиг. акта один из уровней берет на себя роль ведущего, координирую­щего действия нижележащих фоновых уровней. Во всяком движе­нии осознается только ведущий уровень. Выработка двиг. навыка – это процесс формирования в ходе обучения и тренировки уровневого состава движения, выделения ведущего уровня и сра­батывания между собой всех вовлеченных в управление уровней. Необходимым условием успешного изучения двиг. ак­тов является создание адекватного метода, позволяющего регист­рировать и анализировать пространственно-временную развертку движения, весь ход двиг. акта «по всему моторному аппа­рату тела». В исследованиях исполнительной Д, на­правленных на выявление объективных индикаторов процесса формирования сенсомоторного образа пространства и структуры действия, использовался микроструктурный метод анализа, суть которого состоит в выделении быстротекущих компонентов цело­стных психических актов и в анализе их взаимоотношения. Исполь­зование этого метода при исследовании произвольных простр. действий позволило вскрыть структуру простр. действия; проследить динамику ее становления и развития в разл. условиях протекания действий; выделить ряд ком­понентов-стадий: формирования программы, реализации, контроля и коррекций, составляющих структуру действия, проследить ди­намику их развития, соотношения их на разных этапах освоения действия, а также изменения, происходящие внутри выделенных компонентов целостного действия. (Описание методики исследо­вания см. в главе 3).

Экспер. ситуация предусматривала исследование формирования инструментального простр. действия в разл. условиях. В стабильных условиях маршруты требуе­мого движения были одинаковой величины и сложности. В дина­мических условиях маршруты отличались числом опорных элемен­тов и числом простр. составляющих движения. В условиях инверсии вводилось рассогласование (полное или частичное) между перцептивным и моторным полями. Инверсия вводилась после выработки навыка в условиях нормы.

В результате исследования было обнаружено, что в процессе формирования навыка (стабильные условия, норма) наблюдается сложная динамика во взаимоотношениях между отд. ста­диями целостного действия. Во-1), в процессе освоения пpo­стр. действия наблюдается уменьшение времени каждой выделенной стадии; во-2), сокращение времени в каждой ста­дии происходит неравномерно, в-третьих, по мере тренировки проис­ходит перераспределение времени между выделенными стадиями. Неравномерность темпа сокращения времени в выделенных ста­диях свидетельствует о том, что все компоненты целостного дей­ствия совершенствуются неодинаково. В исследовании обнаружена последовательность формирования компонентов простр. действия. Быстрее всего складывается стадия формирования мо­торных программ, за ней следует стадия контроля и коррекций, обе они формируются на фоне постепенного уменьшения времени, которое занимает стадия реализации моторных программ. Лишь после того как оба когнитивных компонента сформировались, видимо, возможно, последнее сокращение времени выполнения действия в целом. И это сокращение происходит за счет его испол­нительной части. Перераспределение времени между стадиями внутри целостного действия на разных этапах формирования сви­детельствует о том, что каждое новое упражнение – это новый процесс решения задачи, процесс изменения и совершенствования средств и способов ее решения.

При введении инверсии как средства разрушения сформирован­ного простр. действия было показано, что субъективно процесс формирования навыка в условиях инверсии переживается как значительно более трудный в сравнении с нормой. Формиро­вание навыка в любом виде инверсии (полной или частичной) облегчает усвоение любого др. вида инверсии. Переход oт нормы к любому виду инверсии происходит с большими трудностя­ми и требует большего времени, чем обратный переход. Сопостав­ление хода формирования совместимого и инвертированного инструментального пространственного действия показывает, что при переходе к работе в условиях инверсии наблюдаются эффекты переноса и интерференции (рис.10).

В ходе перестройки навыка наблюдается различная динамика поведения функциональных компонентов, анализ которой позволя­ет заключить, что более быстрое по сравнению с нормой форми­рование инвертированного навыка возможно за счет переноса фазических, скоростных черт простр. действия.

Стадия реализации почти полностью сохранила свои характе­ристики. Инверсия перцептивного и моторного полей незначительно отразилась на скоростных характеристиках фазических элементов действия. В случае когнитивных компонентов мы имеем дело не с переносом, а с интерференцией образа пространства, построен­ного в условиях нормы, и образа, который еще только строится в условиях инверсии. Это сказалось на характере когнитивных элементов. Более того, именно это же сказалось и на характе­ристиках стадий реализации на начальных этапах построения нового действия в новых условиях. Фазическая часть действия вновь взяла на себя когнитивные функции. При помощи движения руки испытуемые прощупывают новое пространство и находят признаки этого пространства. Когда построен новый сенсомотор­ный образ пространства, стадия реализации освобождается от когнитивных функций и начинает работать, как при совместимом простр. действии, но теперь она реализует др. про­граммы. Когнитивные компоненты продолжают совершенствоваться уже без видимого участия стадии реализации. Т.о., явления переноса и интерференции имеют разную природу. Пере­нос происходит за счет исполнительной части действия, а интер­ференция – за счет когнитивных компонентов, однако явления эти не взаимоисключающие, они взаимодействуют в каждом простр. действии.

Динамические условия предъявления информации сказались в основном на характеристиках когнитивных компонентов иссле­дуемого процесса аналогично изменениям, зарегистрированным при введении инверсии. Особенно резко меняющиеся условия предъявления информации сказались на характеристиках стадии контроля и коррекций, время функционирования которой в 2–3 раза превышает время, необходимое для контролирования в ста­бильных условиях. Это связано с тем, что в условиях неопределен­ности на стадию контроля и коррекций ложится двойная нагрузка: не только проконтролировать каждое дискретное действие, но и, что особенно существенно, соотнести условия предъявления инфор­мации с совершаемым действием. Иначе говоря, в функции конт­роля входит не только проверка результата действия, но и конт­роль за адекватностью выбранной программы предстоящего действия. Результаты исследования дали новый материал для изучения процесса формирования сенсомоторного образа рабочего пространства, строящегося на основе активных действий, когни­тивный компонент которых является наиболее весомым на началь­ном этапе формирования нового действия. На основании данных о показателе когнитивности, характеризующем динамику времен­ных отношений когнитивных и исполнительных компонентов и выражающемся через отношение суммы времени когнитивных компонентов к исполнительному, явствует, что по мере овладения навыком удельный вес когнитивных компонентов в целостном действии уменьшается. Когда построен образ сенсомоторного про­странства, функция когнитивных компонентов сужается до про­граммирования осуществляемого действия, что, естественно, ска­зывается на уменьшении показателя когнитивности. По сравнению с динамичными условиями в стабильных условиях предъявления информации уменьшение значений показателя когнитивности вы­ражено за счет того, что в статике функция контроля в большей степени редуцирована.

На начальных этапах формирования нового действия, в каких бы условиях оно ни протекало, границы между стадиями нечеткие. Разброс между составляющими X, Y, Z внутри каждой стадии настолько велик (в отд. случаях до секунды), что создается впечатление как бы вхождения одной стадии в другую. Это поло­жение вполне соответствует тезису, сформулированному в контек­сте системно-структурных исследований, согласно которому менее развитая структура характеризуется меньшей дифференцированностью ее компонентов. Сказанное позволяет сделать два предпо­ложения: первое – на начальных этапах обучения возможны параллельное выполнение программы и ее реализация, а также peализация и контролирование; второе, вытекающее из первого, сос­тоит в том, что на начальных этапах формирования навыка выпол­нение программы, ее реализация и контроль идут отдельно по составляющим движения. Иными словами, происходит последова­тельное планирование движения по каждой координате. Аналогичным образом последовательно осуществляются реализация и контролирование. Освоенное действие характеризуется значитель­ным уменьшением разброса, а так как разброс характеризует каче­ство действия (его пространственность), то на конечных этапах обу­чения сформированное действие приобретает черты более четкой функц. структу­ры. И если на начальных этапах обучения функц. структура дейст­вия по показателю пространственности сопостави­ма для разл. усло­вий протекания действия, то в конце обучения ока­зываются сопоставимы действия, формируемые в динамических условиях и в условиях инверсии, которые по значениям по­казателя разброса в 2–3 раза превосходят зна­чения этого показателя в условиях нормы. Сл-но, введение инвер­сии или неопределенности неизменно вызывает ухуд­шение качества действия, выражающееся в увеличе­нии значений показателя разброса. Иначе говоря, качество действия чрезвычайно чувстви­тельно к разл. изменениям, вносимым в условия протекания действия.

Знание функц. структуры действия, исследование динамики ее формирования и становления, установление взаимо­связей и взаимоотношений между компонентами исследуемого объекта открывают возможности контроля за процессом форми­рования и оптимизации движений и действий.

Изменение удельного веса компонентов в структуре действия как в процессе его формирования, так и под влиянием тех или иных изменений, внесенных в условия его протекания, свидетель­ствует о том, что превалирование того или иного типа регулиро­вания двиг. актами зависит в основном от условий, в которых действие протекает, и от степени освоенности, обученности. На рис.11 представлены удельные веса компонентов целостного действия в разл. условиях его протекания и на разных этапах его формирования.

Соотношение компонентов функц. структуры целост­ного действия в начале его формирования сходно независимо от того, в каких условиях протекает действие. В конце формирования сходное соотношение компонентов в структуре действия отмечается у действий, формируемых в динамических и инвертированных условиях; действие, формируемое в условиях нормы, имеет совер­шенно отличную от них структуру. Ситуация инверсии и динамики и ситуация нормы могут быть сопоставлены в терминах открыто­го и закрытого контура управления. В условиях нормы после дли­тельной тренировки у испытуемых формировались симультанный образ ситуации и программа, организующая моторный ответ, т.е. значительная часть действия осуществлялась как бы по открыто­му контуру, что подтверждается значительным удельным весом стадии формирования программ и сравнительно небольшим весом стадии контроля и коррекций. В ситуации инверсии и в динами­ческих условиях предъявления информации в течение проведенных экспер. серий сохранилась регуляция по принципу замкнутого контура, о чем свидетельствует удельный вес стадии контроля и коррекций, составляющей примерно 50% от целостного действия.

 

К настоящему времени предложено большое число разнообраз­ных вариантов теорий закрытого контура регулирования, описы­вающих более или менее сложные акты чел. поведения и Д. Эти теории относятся к таким процессам, как дис­кретные и непрерывные двиг. процессы, перцептивно-мо­торные навыки, речевое поведение и т.д. Общие черты этих теорий состоят в том, что закрытый контур предполагает знание субъек­том хода осуществления движения. Это знание получается посред­ством ОС от движения и направляется на управление этим движением. Закрытый контур основывается на контроле за информацией от элементов системы, «подсчете» и учете ошибок,

указывающих на направление или степень отклонения выхода системы за пределы заданного, исправлении этих ошибок. Осн. функция систем закрытого контура состоит в минимизации этих ошибок.

Интересный вариант замкнутого контура управления движени­ями при формировании двиг. навыков предложен Дж. Адамсом. При разработке своей теории Адаме широко использовал представления об акцепторе действия П.К. Анохина, о задающем элементе и приборе сличения Н.А. Бернштейна и о нервной модели стимула Е.Н. Соколова.

Теория разработана для объяснения процесса научения про­стым дискретным движениям, выполняемым в умеренном, нена­вязанном темпе, т.е. является теорией формирования двиг. навыка. Она относится в первую очередь к линейным перемещениям руки на заданное расстояние в условиях, когда испытуемый не видит отметку, обозначающую нужное конечное положение руки, а длина пути задается ему или в словесной фор­ме, или он ее усваивает в ходе тренировок, перемещая руку до упора в ограничитель.

Согласно Адамсу, центральное место в замкнутом контуре за­нимают механизмы, с помощью которых информация, получаемая по каналам ОС, сравнивается с эталоном для обнару­жения ошибок, т.е. в системе предполагается наличие эталонного механизма, в котором фиксировано заданное действие, каналов ОС, а также аппарата сравнения, выделения и исправ­ления ошибок. Для формирования навыков первостепенное значе­ние имеет знание о результатах каждого выполненного движения. Это знание используется человеком для того, чтобы перестроить движение и исключить или уменьшить ошибку в каждой после дующей пробе. Подобные последовательные коррекции в конце концов приводят к выработке правильного движения. Эталонный механизм называется перцептивным следом, который представляет собой хранящуюся в памяти информацию о выполненных ранее движениях.

Понятие перцептивного следа эквивалентно понятию нервной модели стимула. Перцептивный след представляет собой механизм, который детерминирует амплитуду движения, а воз­можно и временную организацию движения. Источниками форми­рования перцептивного следа в общем случае служат все виды ОС: зрительная, слуховая, проприоцептивная, а так­же рецепторы прикосновения и давления. Прочность перцептивного следа возрастает с увеличением числа проб. При этом информация о ранних, малоточных попытках забывается и растет удельный вес последних проб, реализованных с большой точностью.

Однако научение движению не сводится к столь простой схеме, по которой достаточно, чтобы был выработан перцептивный след и чтобы стимулы текущей ОС оказались соответствую­щими ему. На начальной стадии научения решающее значение имеет осознанное и вербализованное знание результатов. Эта ста­дия названа вербально-двигательной. Она заканчивается тогда, когда в ряде реализаций получен удовлетворительный результат и значения ошибок малы. Перцептивный след, достигший опред. уровня совершенства, фиксируется. Дальнейшее научение может уже происходить без знания результатов. Их заменяет сравнение информации ОС с высокоточным и проч­ным перцептивным следом. Эта завершающая стадия названа двигательной.

Адамс приводит логические доказательства в пользу существо­вания особого механизма, функция которого заключается в ини­циации и выборе движения, называемого следом в памяти. След в памяти действует в разомкнутой системе, управляя программно без коррекции ОС движением на начальном участ­ке. Действие следа в памяти и перцептивного следа не совпадает во времени. Вначале включается в управление след в памяти, а несколько позже, когда начинают поступать сигналы ОС, управление передается перцептивному следу. Иначе гово­ря, след в памяти представляет собой двиг. программу, которая лишь актуализирует необходимые для осуществления ре­акции механизмы и запускает их в ход, а не управляет реализа­цией более длинной последовательности, как это обычно предпола­гается в концепции открытого контура. Некоторые движения реализуются на основе только следа в памяти, если двиг. реакция может быть классифицирована как баллистическая. Такая реакция инициируется следом в памяти и завершается до того, как испытуемый окажется в состоянии отрегулировать ее в про­цессе осуществления, сопоставляя получаемую ОС с перцептивным следом.

Нужно сказать, что объяснение баллистических движений, осуществляемых за время 100–200 мс, представляет наибольшие трудности для концепции замкнутого контура, т.к. в этих слу­чаях коррекция должна осуществляться до завершения движения. Для объяснения подобных случаев вводится предположение о том, что двиг. контроль планируется до начала движения. То, что человек может совершать движения, продолжительность кото­рых не превышает 100 мс, использовалось в качестве наиболее сильного (правда, все же косвенного) аргумента в пользу концеп­ции открытого контура. Однако современные исследования в об­ласти физиологии проприоцепции дали многочисленные факты, свидетельствующие о том, что проприоцептивная ОС может осуществляться за время, существенно меньшее, чем 100 мс. Корковые потенциалы от нервов, расположенных в языке и конеч­ностях, регистрируются через 3–5 мс. Полный цикл от мышечных рецепторов глаза через мозг и обратно осуществляется за 10 мс. Кортикальный ответ на движение руки регистрируется через 10 мс, а полный интервал от поступления двиг. стимула (через кору) и до ответа ЭМГ составляет всего 30–40 мс. Т.о., двиг. система обладает необходимыми «нейрон­ными скоростями» для того, чтобы регуляция движений осуществ­лялась по замкнутому контуру и ОС использовалась не только на всех стадиях обучения, но и при реализации каждого отдельного двиг. акта.

Учитывая эти факты, нельзя оставлять без внимания и то не­маловажное обстоятельство, что «нейронные скорости» и скорости чел. действий не совпадают друг с другом. Поэтому сами по себе значения скорости проведения нервных импульсов могут рассматриваться как косвенные доказательства потенциальной возможности прохождения информации по каналам ОС. Прямые доказательства этого должны быть получены в пси­хологическом, поведенческом эксперименте.

Концепция Дж. Адамса представляет собой заметный вклад в решение проблем построения и управления движениями. В то же время нельзя не отметить, что настойчивое отрицание Адамсом возможностей построения программ и участия их в регуляции движений даже в варианте обобщенных схем представляет собой шаг назад от теории построения движений, предложенной Н.А. Бернштейном.

В последние годы появляется все большее число работ, в ко­торых преодолевается альтернатива между концепциями открыто­го и закрытого контуров и делаются попытки соединить сильные стороны обеих концепций: построение программы и коррекция дви­жений по ходу их реализации с помощью каналов ОС. Выше отмечалось, что в теории Н.А. Бернштейна удачно соче­таются концепции открытого и закрытого контуров, т.е. он ввел в свою модель построения движений как программу, так и ОС. Аналогичная попытка соединения двух концепций, но с учетом последних достижений в теории и практике изучения движений была выполнена Р. Шмидтом, который, анализируя обе теории, пришел к заключению, что перед ними стоит ряд трудных проблем. Первая проблема связана с хранением и вызовом моторных программ, число которых невозможно себе представить, если принять тезис: «одна моторная программа – одно движение». Теория замкнутого контура также не снимает проблемы хранения; более того, в этом случае должны храниться не только программы, но и эталоны точности, с которыми должно сравниваться каждое движение. Вторая проблема связана с возникновением, или фор­мированием, новых движений. Теоретически проблема формули­руется след. образом: откуда берутся программы или этало­ны точности, если исполнители могут продуцировать такие движения, которые никогда ранее точно так же не выполнялись. Наконец, третья проблема состоит в том, каким образом индиви­дуум приходит к обнаружению собственных двиг. ошибок и к повышению точности при последующих действиях. При этом остаются неясными механизмы обнаружения двух типов ошибок, имеющих разл. источники: «шум» в сенсорной или двиг. системах либо внешнее окружение. Перечисленные трудности и побудили Р. Шмидта предложить компромиссный вариант – теорию схем, которая, по его замыслу, в значительной мере их устраняет. Он исходит из того, что в системе управления движе­ниями широко используются оба механизма регулирования и по­этому не имеет смысла классифицировать системы на только открытые или замкнутые. Однако относительная роль каждого из них существенно различается в зависимости от типа и слож­ности движений, от момента времени выполнения движения и от исследуемого уровня системы. Н-р, компьютер, с одной сто­роны, можно рассматривать как систему открытого контура, по­скольку он может работать, не принимая во внимание ошибки, которые могут быть в программе, но, с др. стороны, он будет системой замкнутого контура, поскольку программист может обна­ружить ошибку после выполнения программы и внести изменения в последующую серию. Точно так же и система открытого контура может иметь петлю ОС, которая предупреждает про­грамму, н-р, от деления на ноль, а если такая попытка предпринимается, то внутренняя петля ОС может обнаружить это и внести изменения в выполнение программы открытого контура.

Анализ многочисленных данных приводит к заключению, что в чел. поведении нет моторных программ, продуцирующих движение без ОС. Моторная программа представляет двиг. системам все детали работы, необходимые для про­хождения конечностью расстояния до опред. цели, а ОС необходима для достижения этой цели. Если же появляется необходимость изменить цель движения в связи с про­исшедшим изменением в окружающей среде, то программа про­должает выполняться по-прежнему в течение некоторого времени (около 150 мс), пока движение не перестроится на достижение новой цели. В этом случае механизмы ОС активно обеспечивают достаточное достижение в новых условиях «невер­ной» цели. Шмидт определяет моторную программу как набор заранее построенных моторных команд, которые после активации реализуются в движение, ориентированное на достижение задан­ной цели, причем эти движения не затрагиваются периферической ОС, сообщающей о необходимости изменения цели. Развивая теорию схем, призванную объединить концепции от­крытого и закрытого контура, Шмидт постулирует существование двух состояний моторной памяти: одно – для вызова, другое – для узнавания. Вызывающая память является структурой, ответст­венной за генерирование импульсов к мышцам, производящим дви­жение (или выполняющим коррекцию), в то время как узнающая память представляет собой структур}, ответственную за оценку продуцируемой движением ОС, что позволяет выра­батывать информацию об ошибке движения.

В теории схем принимается также допущение о существовании «обобщенных» двиг. программ, создаваемых внутри ЦНС и содержащих мышечные команды со всеми деталями, необходимыми для выполнения движения. Роль, выполняемая программой, варьирует в зависимости от продолжи­тельности движения.

В случае быстрого движения (т.е. движения, время которого составляет менее 200 мс) двиг. акт выполняется под полным контролем вызывающей памяти, в которой программа заранее определяет все детали движения.

В случае более медленных движений движение производится с использованием сразу и вызывания и узнавания. Роль вызываю­щей памяти здесь заключается в производстве небольших уточ­няющих движений, а осн. фактором, определяющим точность выполнения задания, является сравнение ожидаемой и действи­тельной ОС. Сл-но, медленные движения находятся в зависимости от узнающей памяти, хотя субъект мо­жет производить корректирующие движения с использованием вызывающей памяти.

Теории открытого и закрытого контура, а также разл. варианты их объединения представляют собой существенный вклад в понимание механизмов построения и управления чел. движениями и действиями. В исследованиях, лежащих в основе указанных теорий, накоплен арсенал функц. элементов, важных для понимания регуляции движений. На очереди решение более сложной исследовательской задачи – установление разл. типов связей между этими элементами. Без решения этой задачи теории открытого и закрытого контура не могут пре­тендовать на то, чтобы составить необходимую научную основу практики рационализации, организации и проектирования новых видов ТД. Однако при всей оригинальности и обоснованности ряда важных положений они пока остаются общи­ми конкурирующими теориями построения движений и нуждаются не только в согласовании, но и в развитии, детализации, экспер. проверке, а возможно и в корректировке отд. положений. Опыт практической работы в Э свидетельст­вует о том, что переход от общей теории, развитой в физиологии, биомеханике или психологии, к решению практич. задач опти­мизации или проектирования деятельности и ее средств – дело далеко не простое.

Для Э недостаточно утверждения о том, что теор. крайности сходятся и что в реальной Д имеет­ся тесное взаимодействие программного и кольцевого управления движениями и действиями человека. Э интересуют кон­кретные пределы независимости или сходимости, взаимодействия между программным и кольцевым способом управления примени­тельно к разл. видам движения и конкретным условиям, в т.ч. и временным режимам их осуществления.

Живучесть оппозиции между теориями открытого и закрытого контура объясняется след. обстоятельствами. В качестве предмета исследования брались слишком различные по своему биомеханическому рисунку и по своим задачам движения. Изуча­лись естественные и орудийные, изолированные и цепные (серий­ные), быстрые и медленные, врожденные и заученные, вызванные (реактивные) движения. Для их исследования использовались методы, имеющие разл. разрешающую способность: от про­стого наблюдения до весьма совершенных средств регистрации временного и простр. рисунка движений. Организация движений исследовалась на разл. уровнях, и нередки случаи генерализации результатов, полученных на психофизиологических, нейропсихологических, биомеханических и психол. уров­нях. Наконец, во многих исследованиях движение либо бралось как целое без достаточного расчленения на свои структурные компоненты, либо в качестве предмета исследования выступали отд. элементы, изолированные от структуры движения в це­лом. Все это вызывало и вызывает большие трудности в сопостав­лении результатов, полученных в разл. исследованиях. Поэтому преодоление оппозиции между теориями открытого и закрытого контуров регулирования по-прежнему остается актуаль­ной научной и практической задачей.

В этих теориях, равно как и в экспер. исследова­ниях, на которых они основывались, не уделялось достаточного внимания анализу предметного содержания Д. Да и сами исследуемые двиг. акты, как правило, были чрезвы­чайно элементарны и по своей сложности редко превосходили стандартные варианты стимульно-реактивных схем изучения дви­жения. Средства регистрации двиг. актов предназначались преимущественно для фиксации физиол. процессов, про­исходящих при реализации движений.

Обращает на себя внимание и интерпретация полученного ма­териала, которая ведется преимущественно в терминах теории автоматического регулирования, кибернетики. Даже сами наиме­нования – теория открытого, теория закрытого контура – свиде­тельствуют о влиянии идей и методов кибернетики. В этом влия­нии, разумеется, нет ничего предосудительного, и некоторые полезные аналогии с тех. системами и управлением исполнительными действиями человека действительно помогли про­яснить многие проблемы и привели к постановке новых проблем. Н.Е. Введенский когда-то писал: «К сожалению, построения живого мира настолько сложны и оригинальны, что смысл их вы­ясняется обыкновенно лишь после того, как физики и техники придут другими путями к тем же результатам». Но он же предупреждал о том, что, наблюдая за Д какой-либо ткани или органа, «не следует упускать из виду, что каждый раз имеют дело с живыми единицами, поставленными в своей Д в условия, общие для всех живых организмов». Имеется большой соблазн по аналогии с тех. устройствами рассматривать тот или иной орган или функцию как механизм, предназначенный только для известной работы, т.е. вне контекста условий его жизнедеятельности. Однако всякая аналогия имеет свои границы и пределы. Аналогии между глазом и каме­рой-обскурой или фотоаппаратом давно изжили себя. Речь идет не о том, что теории открытого или закрытого контура уже постиг­ла та же участь, а о том, чтобы выработать еще более широкий взгляд на чел. движение и действие, включая их в кон­текст жизнедеятельности. В настоящее время созрели как теоре­тические, так и методические предпосылки для преодоления оппозиции между теориями открытого и закрытого контура. Тео­р. предпосылки состоят в том, что во многих областях исследования психической Д успешно преодолевается технологический, инженерный подход, в т.ч. и в его совре­менном информационно-кибернетическом варианте. Методические предпосылки состоят в том, что благодаря использованию ЭВМ на линии эксперимента появились принципиально новые возможности регистрации и анализа движений.

В качестве примера приведем исследование, предметом которого был анализ соотношений когнитивных и исполнительных компонентов инструментального действия. Экспер. си­туация предусматривала быстрое и точное горизонтальное движе­ние к цели, представляющей собой све­товой квадрат, равный по размеру управ­ляемому квадрату и появляющийся справа и слева от стартовой позиции на горизонтальной оси телевизионного индикатора по программе от ЭВМ. Реги­стрировались временные и скоростные характеристики движения.

На рис.12 представлен образец записи перехода на цель, включающий в себя запись параметрического графи­ка зависимости пути от времени, данные по скорости и ускорению совершаемого

движения. Данный вид кривых S (t), V(t), A(t) описывает движения, направ­ленные на быстрое и точное совмещение управляемого пятна с целью. Скорость движения возрастает до середины пути, а затем начинает монотонно падать вплоть до начала корректирующих дви­жений, подводящих управляемое пятно к цели. Изменение скорости движения, в свою очередь, вызвано тем, что усилие, прилагаемое для перемещения руки в пространстве и соответственно орудия, управляемого ею, изменяется во вре­мени. Характер изменения этого усилия описывается изменением ускорения движения во времени A(t), где можно выделить ускоренную часть, соответствующую началь­ной части движения, когда скорость нарастает от 0 до макси­мума, и части движения, когда ускорение имеет отриц. знак. Одновременно для каждой группы реализаций (в зависимо­сти от амплитуды перемещения) был вычислен средний квадратич­ный разброс (а), т.е. определены участки максимального и ми­нимального отклонения от идеальной кривой. Как показал анализ, максимальное отклонение на кривой (а) отмечено в се­редине пути там, где, как видно на кривой скорости, она уже достигла своего максимума. Иначе говоря, разброс ми­нимален в начале и конце пути. Отсюда можно предположить, что движения в самом начале своего пути, соответствующие по времени фазе нарастания ускорения и характеризующиеся мини­мальным разбросом (а), совершаются по четко отработанной программе для данной группы движений.

Эти данные согласуются с данными представителей програм­много или открытого типа управления движениями, постулирую­щих наличие набора моторных программ, которые могут синте­зироваться в желаемое движение, охватить его целиком и которые не зависят от обратной афферентации. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о наличии программного типа управления лишь для начальной части движения, составляющей для данной экспер. ситуации и данной группы движе­ний 125–150 мс. Как было показано, средний квадратичный раз­брос увеличивается, доходя до своего максимума на участке пути, соответствующему максимальному значению скорости, охватываю­щей на кривой S (t) интервал, равный 225–275 мс. Вследствие большого количества степеней свободы кинематических цепей чел. тела, действия реактивных и внешних сил и других причин никакая, даже наиболее точно дозированная, система пус­ковых афферентных импульсов не может однозначно определить требуемое движение. Но движение все-таки совершается, и доста­точно точно, и совершается оно с помощью внесения поправок по ходу выполнения движения, на основе эфферентной сигнализации, поступающей в процессе двиг. акта, путем «сенсорной коррекции». Однако одних импульсов, поступающих в нервную систему по ходу выполнения движения, еще недостаточно для управления действием, они должны сопоставляться с заданными, запрограммированными их значениями, что и дает возможность вносить поправки по ходу выполнения действия; на основе такого сличения и производится коррекция двиг. акта. Иначе говоря, имеются основания для объединения в одном двиг. акте двух типов управления: программного и на основе обратной афферентации, т.е. закрытого типа управления.

Сами представления о моторной программе и об ОС, являющиеся центральными в этих теориях, тоже нуждаются в объяснении, тем более, что они рассматриваются в этих теориях преимущественно со стороны их физиол. механизмов. А между тем современные исследования открывают в чел. действии такие осложнения, вариации и направления, о кото­рых не знают биомеханика и физиология, по крайней мере в их нынешнем состоянии. Гл. осложнение состоит, видимо, в том, что как программа, так и контроль являются производными от об­раза, равно как и образ является производным от действия с предметом. Это не логический круг, поэтому разрывать его не нужно, но понять взаимоотношения между действием и образом необходимо; без этого невозможно решить проблему построения движений. Мы не случайно привели выше высказывание И.М. Се­ченова о том, что чувствования служат источниками движений не прямо, а через психику, т.е. через образ, который сам является не менее динамичным, чем регулируемое им движение.

Понимание этого обстоятельства кардинально отличает тео­рию Н.А. Бернштейна от теорий открытого и закрытого контура. Рассматривая функции «задающего» элемента, он совершенно справедливо ставит вопрос о происхождении макропрограммы целевого действия и о связи ее с двиг. задачей. Послед­няя прямо или косвенно определяется ситуацией, сложившейся к данному моменту. В качестве определяющего фактора в возник­новении и формировании макропрограммы двиг. акта в теории Бернштейна выступает образ или представление резуль­тата действия (конечного или поэтапного). «Привлечение мной для характеристики ведущего звена двиг. акта понятия образа или представления результата действия, принадлежащего к области психологии, с подчеркиванием того факта, что мы еще не умеем назвать в настоящий момент физиол. механизм, лежащий в его основе, никак не может означать непризнания су­ществования этого последнего или выключения его из поля нашего внимания. В неразрывном психофизиологическом единстве про­цессов планирования и координации мы в состоянии в настоящее время нащупать и назвать опред. термином психол. аспект искомого ведущего фактора, в то время как физиология может быть в силу отставания ее на фронте изучения движений... еще не сумела вскрыть его физиол. аспекта. Однако ignoramus не значит ignorabimus». Несмотря на столь отчетливую постановку проблемы регулирующих функций образа, нельзя не отметить, что эти функции рассматриваются Н.А. Берн­штейном в самом общем виде. Вполне понятно, что именно в этом пункте он апеллирует к психол. исследованию, которое не может обойти проблему формирования образа, выступающего в функции регулятора произвольного двиг. акта.

Важным этапом в исследовании произвольных движений и навыков было обращение к их ориентировочно-исследовательским, когнитивным компонентам. А.В. Запорожец показал, что в процес­се ориентировочно-исследовательской деятельности складывается образ ситуации и тех действий, которые должны быть осуществле­ны. Особенно существенным является вклад ориентировки на начальных стадиях формирования произвольных движений. Логика исследования привела А.В. Запорожца и его сотрудников к дифференциации ориентировочно-исследовательских, пробующих и собственно-исполнительных действий. Появились новые аргу­менты в пользу полифункциональности движений, которые могут выполнять как исполнительные, так и когнитивные функции, что привело к созданию теории перцептивных действий, были разработаны методы микроанализа когнитивных, в т.ч. и перцептивных процессов. При этом собственно-исполнитель­ные действия анализировались в самом общем виде: оценивались лишь время их реализации и точность достижения цели.

Развитие теории и методического арсенала исследования пер­цептивных действий позволяет поставить задачу объединения цело­го ряда подходов к исследованию произвольных движений и на­выков: теории построения и развития движений Н.А. Бернштейна и А.В. Запорожца, теорий открытого и закрытого контура (вместе с разл. вариантами их объединения) и теории перцептивных действий.

Первая попытка такого объединения была сделана на основе методов микроструктурного анализа исполнительной и познава­тельной Д.

В качестве существенного теор. основания необходи­мости и полезности объединения названных концепций выдви­галось следующее. При построении движений происходит преодоление избыточных степеней свободы кинематических цепей чел. тела. Не лишено оснований предположение, что имеется нечто общее между задачей построения движений и за­дачей построения зрительного образа. При построении образа также происходит преодоление избыточных и неадекватных вари­антов отображения одного и того же объекта. С т.зр. регуляции и контроля произвольных движений, видимо, иначе и не может быть, поскольку зрительная система представляет собой существенную часть регулирующе