Элементы системы управления движением человека. Часть IV. Стратегический уровень управления движением.

Это высший уровень во всей иерархической системе управления движением. Здесь определяются цели и осуществляется контроль за реализующими их действиями, включая оперативную корректировку их действий и самих целей в зависимости от эффективности процесса их достижения, внешних и внутренних условий. Наконец, после завершения действий здесь оцениваются достигнутые результаты. Этот уровень и сам непосредственно участвует в реализации наиболее сложных и новых движений. Примерами их являются речь, письмо.

Выбор целей поведения осуществляется исходя из потребностей с учетом сравнительной оценки их важности, степени реальности и возможного качества их удовлетворения. Потребности проявляются в виде чувств (биологических и социальных, врожденных и приобретенных, инициированных из вне или возникших в самом организме - голод, опасность, продолжение рода, любопытство, свободолюбие, справедливость и т.д.). Предельно сильным проявлением чувства являются эмоции (гнев, ужас, восторг и т.п.).

Существующие в данный момент потребности поступают в виде чувств в ассоциативные области коры больших полушарий головного мозга из лимбической системы в качестве мотиваций последующих действий. Там из них выбирается важнейшая, т.е. принимается решение о ближайшей цели поведения, которая затем реализуется через подчиненные уровни управления движением.

Процедуру выбора доминирующей мотивации можно представить следующим образом. Сигналы об отдельных потребностях вызывают из памяти в ассоциативные области коры соответствующие алгоритмы (модели действий, направленных на их удовлетворение). Последние, как и сенсорные модели, представляют собой возбужденные зоны нейронных слоев, которые отображают соответствующие управляющие воздействия на нижележащие уровни управления. Из всех этих порой противоречивых вариантов управления, возбужденные зоны которых при этом взаимно тормозят друг друга, пробивает дорогу вниз к реализации тот вариант, которому соответствует наиболее мощная, т.е. доминирующая над другими, возбужденная зона. Таким образом, выбор доминирующей мотивации осуществляется как бы голосованием нейронов ассоциативной области коры. Например, при внезапном обнаружении какой-либо серьезной опасности вызванное ею возбуждение, в том числе, возможно, сразу от нескольких органов чувств, подавит все другие потребности (чувства) и переключит действие организма на соответствующую этой новой эмоции реакцию (бежать, принять угрожающую позу и т.п.).

В течение времени, когда в ассоциативной области доминирует определенная возбужденная зона, эта зона является временным центром управления поведением организма вплоть до достижения сформированной цели, т.е. до удовлетворения соответствующей основной потребности или до подавления этого центра появившейся более обширной зоной возбуждения, требующей других действий. Критерием оптимальности при оценке степени достижения поставленной цели является чувство удовлетворения соответствующей основной потребности. На стратегическом уровне выбранная основная цель может быть разбита на отдельные подцели, которые последовательно по мере их достижения выдаются на тактический уровень как самостоятельные цели. Работа тактического уровня, как упоминалось выше, начинается каждый раз с формирования моделей среды и организма, ориентированных на спущенную очередную цель, и с высвобождения из памяти отработанных ранее соответствующих планов действий, в которых эта цель в свою очередь разбивается на более мелкие тактические подцели.

Эффективность работы стратегического уровня как наивысшего в иерархии управления действиями организма характеризует уровень его интеллекта в целом. Она определяется степенью оптимальности принимаемых решений, степенью учета при этом различных факторов, могущих влиять на эти решения, и длительностью охватываемого при этом периода времени. Интеллектуальные возможности организма обусловлены прежде всего объемом памяти и эффективностью ее использования. Основным свойством интеллекта является умение упорядочивать и использовать получаемую от рецепторов информацию, в том числе для построения моделей внешней среды, прогнозирования ее изменений, принятия на этой основе решений и самоусовершенствования.

На основании рассмотренных выше уровней управления движением на рис.2.11 дана общая функциональная схема иерархической системы управления движениями человека.

Рис.2.11. Общая функциональная схема иерархической системы управления движениями человека

Здесь, в частности, показаны прямые управляющие воздействия сверху вниз, минующие отдельные промежуточные уровни (пирамидный путь), каналы обратной связи, идущие вверх на входы отдельных уровней управления, и воздействия на модели среды и тела со стороны стратегического и тактического уровней, осуществляющие управление этими моделями для подстройки их под очередную конкретную задачу и для прогнозирования результатов планируемых действий.

Завершая рассмотрение этой системы управления, еще раз обратим внимание на то, что ее нельзя сводить к простому иерархическому управлению сверху вниз, когда каждый уровень реализует порученную ему операцию путем разбиения ее на более мелкие типовые операции, находящиеся в арсенале следующего уровня, и последующей выдачи ему соответствующих команд. Наряду с таким последовательным иерархическим процессом управления здесь, во-первых, осуществляются, как уже упоминалось, прямые воздействия сверху с пропуском отдельных промежуточных уровней, а, во-вторых, отдельные реакции организма на внешние и внутренние возмущения реализуются без участия верхнего уровня определенным промежуточным уровнем в соответствии с его специализацией. Таким образом, все уровни управления в действительности работают как последовательно, так и параллельно, дополняя и резервируя друг друга.

Основными особенностями материальной реализации рассмотренной системы являются ее многоканальность и избыточность. Выявление информации, ее обработка, запоминание и преобразование в мышечные усилия осуществляется по тысячам и миллионам параллельно действующих каналов из послойно построенных ансамблей нейронов. Эта информация носит вероятностный характер, как и состав обрабатывающих ее ансамблей нейронов, который сам определяется этой информацией. (При этом от слоя к слою каждый вид информации - зрительная, температурная и т.п. - передается тактированно с распределением ее по слою в соответствии с пространственным размещением отображаемых ею объектов в реальной среде.). Такой принцип параллельной обработки сигналов обеспечивает системе в целом необходимые быстродействие и надежность, не достижимые пока в технических системах.