Модели управления двигательными актами

Достаточно полно и последовательно процессы регулирования до­вольно большого класса движений описывает теория, развитая Н.А. Бернштейном. Он предложил обобщенную схему замкнутого коль­цевого координированного управления сформированного двигатель­ного акта. Он убедительно показал, что управление сложным двига­тельным аппаратом человека и животных невозможно без постоян­ного притока в центральную нервную систему афферентных сигна­лов о состоянии кинематической цепи. Хотя принцип сенсорных коррекций рассматривался Н.А. Бернштейном в качестве ведущего в координации движений, однако он не менее важное значение прида­вал образу, функция которого состоит в осмысливании двигательной задачи и предвосхищении результата ее решения. Образ или пред­ставление результата рассматриваются Н.А. Бернштейном в качест­ве инварианта, который определяет программу реализации и корригирования действия.

В модели кольцевого управления Н.А. Бернштейна программа идентифицирована с задающим элементом, который является "ко­мандным постом всей кольцевой системы" [19, с. 237]. В нем Н.А. Бернштейн выделяет два уровня. Определяющим фактором макроуровня программы двигательного акта в целом является "образ или представление того результата действия (концевого или поэтап­ного), на который это действие нацеливается осмыслением возник­шей двигательной задачи" [там же, с. 240]. Иначе говоря, на этом уровне намечается решение поставленной задачи и определяется та или иная программа, которая будет реализовываться задающим эле­ментом. На микроуровне происходит перешифровка обобщенных образных представлений о результатах действия в детализирован­ные команды по скорости, силе, направлению и т.д. каждого "пре­дельно малого отрезка движения".

Механизмом, способным осуществлять коррекционные процессы, служит прибор сличения. В его функции входит сличение, оценка, восприятие расхождения между "текущей рецепцией и представлен­ным в какой-то форме в центральной нервной системе внутренним руководящим элементом" [19, с. 243 ]. Сигнал о возникшем при сли­чении рассогласовании является основанием для формирования коррекционных импульсов. В приборе сличения происходит восприятие и оценка скорости движения благодаря сопоставлению мгновенного положения элемента в текущий момент со "свежим следом" от толь­ко что прошедшего, мгновенного же положения. Иначе говоря, в приборе сличения могут вырабатываться коррекционные сигналы, вызванные рассогласованием не только между заданным и текущим значением параметра, но и между положением элемента в текущий момент и его "свежим следом", в "порогово-малых" временных ин­тервалах, порядка 0,07-0,12 сек.

Также как и задающий элемент, прибор сличения имеет уровневую органи­зацию в силу многообразия выполняемых им задач.

Фундаментальную роль в модели Н.А. Бернштейна играет сенсор­ный синтез. Состав образующих его афферентаций, т.е. прямых и обратных связей, и принцип их объединения служит главным крите­рием, отличающим один уровень построения движений от другого. Каждая двигательная задача находит себе, в зависимости от 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 функция этого уровня невозможна [18 ].

Первый уровень (А) регуляции движений называется уровнем палеокинетических регуляций. С его помощью осуществляются про­стейшие, чисто рефлекторные движения. Сенсорным звеном этого рефлекторного кольца служат мышечно-суставные компоненты проприоцепции, замыкающиеся в спинном мозге и в стволе головного мозга.

Второй уровень (В) синергий, т.е. стереотипных движений, в которых участвуют большие группы мышц (например, гимнастиче­ские упражнения, улыбка и т.д.), требуют сенсорных коррекций со стороны суставно-пространственных компонентов проприоцепции и контактной экстероцепции.

Для выполнения движений следующего в иерархии уровня (С) пространственного поля необходимы вестибулярная афферентация, осязание, зрение и слух. Это движения, приспособленные к внешне­му пространству, такие, как метание мяча или печатание на машин­ке.

Значительно более сложные движения выполняются на уровне (Д) предметного действия. Основным регулятором движения здесь выступает сам предмет, в соответствии с логикой употребления ко­торого и строится действие. Движения этого уровня представляют собой смысловые акты, решающие определенную задачу. В подобном цепном процессе вырабатываются ведущие и вспомогательные дви­жения. Вариативность здесь выражается в широкой заменяемости одних элементарных операций другими при условии выполнения конечной цели всего акта.

Выше уровня предметного действия лежит уровень (Е) — уровень высших символических координаций, к кото­рому относятся координации письма, речи, музыкальных фраз.

Целенаправленные движения человека являются движениями высших уровней. Низшие уровни играют подчиненную роль, выпол­няя при этом фоновые координации. В зависимости от цели и смыс­лового содержания двигательного акта один из уровней берет на себя роль ведущего, который координирует действия нижележащих фоновых уровней. В движении осознается только ведущий уровень. Выработка двигательного навыка — это процесс формирования в ходе обучения и тренировки уровневого состава движения, выделе­ние ведущего уровня и координация между собой всех вовлеченных в управление уровней.

Модель функционирования инструментального действия предло­жена Н.Д. Гордеевой, В.М. Девишвили и В.П. Зинченко [40). В ней представлены внешние средства деятельности (индикатор и орган управления), анатомо-морфологические органы (рецептор и эффектор), внутренние средства деятельности (перекодирование, форми­рование программы, реализация, контроль и корррекция). Авторы употребляют термин "блок", под которым понимается не средство выполнения элементарной операции, а сформировавшееся внутрен­нее или внешнее средство деятельности, включающее в себя наборы определенным образом организованных функций и даже функцио­нальных систем, ответственных за построение образа отображенного пространства, образа движений и его реализации, осуществление сложнейших форм контроля за соответствием реализованного дейст­вия его программе и конечному результату. В своем развитом, сформировавшемся виде система блоков функционирует необычайно четко и слаженно. Организующую роль в осуществлении сформированного действия играет двигательная задача.

Задача дальнейшего изложения состоит в то, чтобы показать сложность, пути и методы экспериментальных исследований этой реальности, а затем предложить еще один вариант функциональной модели предметного действия, в которой будут использованы наиболее сильные стороны и объяснительный потенциал моделей, харак­теристике которых была посвящена настоящая глава.

Литература.

Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движе­ний и физиологии активности. М., «Медицина», 1966.

Бойко Е. И. Время реакции человека. М., «Меди­цина», 1964.

Шадриков В.Д. Психология деятельности и способности человека. М.,1996.

С.Б. Ребрик. ДВИЖЕНИЯ ГЛАЗ И ПРОЦЕССЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЕНСОМОТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ [35]

В процессах организации исследуемого сенсомоторного дей­ствия выделяется ряд этапов, осуществляемых во временной по­следовательности: уяснение двигательной задачи в плане вос­приятия, развертывание моторных программ в пространствен­ные и временные характеристики движения. Каждый из выделенных этапов характеризуется качественно своеобраз­ным способом отражения двигательной задачи, спецификой про­межуточного продукта и способа его получения. Слитность и органическая взаимосвязь процессов организации сенсомоторно­го действия, иерархичность реализующих его структур, взаим­ная обусловленность каждого из промежуточных этапов органи­зации, образующих между собой Связи порождения, управления, коррелирования, позволяют рассматривать эти процессы как си­стемные.

Глазодвигательная активность представляет собой один из компонентов функциональной системы организации сенсомотор­ного действия.

В настоящем исследовании анализируются временные и пространственные характеристики афферентирующих скачков гла­за на цель, опережающих начало исполнительных движений ру­ки. Согласно ряду работ [20, 95], для процессов организации движения могут быть использованы эффекторные команды, вы­зывающие скачок глаза на цель. Скачок глаза может нести также функции получения более детальной зрительной информа­ции, используемой для формирования моторных программ дви­жения и для оптимизации обратной связи от результатов выпол­нения движения [26].

При определении функционального назначения скачков глаз большое значение придается длительности периода от момента появления скачка глаза и до начала движения руки. Если этот период мал или вообще отсутствует (скачок глаза и движение руки начинаются практически одновременно), то информация, полученная в результате скачка, никак не может быть исполь­зована при организации моторных команд движения руки, а слу­жит для обеспечения эффективной зрительной обратной связи от конечных этапов выполнения точностного действия. Связь меж­ду информацией, полученной в результате скачка глаза, и про­цессами организации моторных программ движения руки можно допустить лишь тогда, когда этот период больше 100-150 мс. Приводимые исследователями величины этого периода — 30 мс [107], 105 мс [69], 250 мс и 1000 мс [12] - отличаются значительным разбросом и допускают различное толкование функционального назначения скачков. Подобный разброс объяс­няется, видимо, тем, что эти данные получены в эксперимен­тальных условиях, предъявляющих неравноценные требования к зрительной системе. Как показано в работах Т,М. Буякас [12] и Ю.Б.Гиппенрейтер [20], изменение внешних условий организа­ции движения руки влечет за собой перестройку двигательного поведения глаз. Так, изменение пространственного диапазона места появления цели от 1 до 3 привело к перестройке вре­менных характеристик скачков глаза на цель, опережающих на­чало движения руки.

Постановка задачи. Цель исследования - определение функ­циональной связи между процессами организации инструменталь­ного действия и сопутствующей им глазодвигательной актив­ностью. Было проведено три серии экспериментов, в которых решались следующие задачи:

1) определение функциональной роли опережающих движения руки скачков глаза на цель в ситуации дискретного отслежива­ния одиночной цели;

2) анализ особенностей работы глазодвигательной системы в условиях, когда цель внезапно становится невидимой, и ис­следование влияния этих условий на точность сенсомоторного действия;

3) анализ динамики взаимоотношений между исполнитель­ными движениями руки и глазодвигательной активностью в си­туации "сбоя в действии".

Методика эксперимента. Работа выполнялась на многоце­левом экспериментальном стенде с ЭВМ, позволяющем одновре­менно регистрировать пространственно—временные характеристи­ки исполнительных движений руки и движений глаз. В состав стенда входили: цветной телевизионный индикатор, манипуля­тор, посредством которого оператор перемещает по экрану управляемое световое пятно, средства регистрации и анализа. (Более подробно экспериментальный стенд описан в работе [ 9 ]).

В основе методики регистрации движений глаз лежит прин­цип изменения напряженности электромагнитного поля в зави­симости от расстояния между приемником, укрепленным на ро­говице глаза присоской, и излучателем, находящимся в фрон­тальной плоскости глаз. Во время опыта голова испытуемого фиксируется специальным приспособлением. Экспериментальный стенд соединен с ЭВМ М—6000, которая используется в актив­ном режиме и режиме счета. В активном режиме ЭВМ по опре­деленной программе высвечивает цели на экране индикатора, меняет их пространственное положение, определяет временные характеристики гашения цели. В режиме счета ЭВМ использо­валась во второй серии экспериментов для анализа временных и точностных характеристик действия.

В первой серии экспериментов исследовалась функциональ­ная роль скачков глаза на цель, опережающих движения руки. Перед испытуемыми стояла задача быстрого и точного совме­щения управляемого пятна с целью, а затем возвращения управ­ляемого пятна в стартовую позицию. В ряде проб исследовалось влияние на структуру действия инструкции фиксировать взгля­дом стартовую позицию на всем протяжении выполнения дей­ствия. Цели появлялись равновероятно в одной из четырех по­зиций на горизонтальной оси, справа от старта на расстоянии 10, 20, 30 и 40 см. В первой серии была проведена дополни­тельная серия, отличающаяся от основной тем, что в ответ на появившуюся на экране индикатора цель испытуемый должен был быстро и точно зафиксировать ее только глазами и после этого, возвратив взгляд в стартовую позицию, ждать следую­щего предъявления цели, не совершая никаких управляющих воз­действий. Дополнительная серия проводилась для сравнения вре­менных характеристик скачков глаз в ситуации ручного и толь­ко зрительного отслеживания цели. По ходу опыта на ленте са­мописца регистрировались управляющие движения руки и движе­ния глаз, временные характеристики которых после окончания опыта подвергались обработке. В эксперименте участвовало трое испытуемых, имеющих навык работы на данном стенде. С каждым из них проведено по 200 проб.

Во второй серии экспериментов цель равновероятно появля­лась в одной из семи позиций справа от старта. Использовалось три разных режима предъявления цели при появлении ее в ка­кой-либо позиции: режим А - цель гаснет через 80 мс после появления; режим Б - цель гаснет через 300 мс после появ­ления; режим В - цель появляется и не гаснет до совме­щения с ней управляемого пятна. В режиме В испытуемые получали инструкцию быстро и точно совместить управляемое пятно с целью, нажать на кнопку совмещения и затем вернуть­ся в стартовую позицию. В режимах А и Б испытуемые должны были точно совместить управляемое пятно с местоположением исчезнувшей цели. ЭВМ в этой серии обеспечивала равноверо­ятное высвечивание цели в одной из семи позиций (справа от старта с шагом 10 см) и чередование в случайном порядке трех режимов гашения цели, а также использовалась для анали­за точности действия, дифференцированно для каждой из семи позиций возможных местоположений цели и для трех режимов ее гашения. В момент нажатия на кнопку, что означало окон­чание совмещения, автоматически регистрировалась и хранилась в памяти ЭВМ алгебраическая ошибка совмещения. После окон­чания опыта ЭВМ по программе рассчитывала усредненную ошибку и ее среднее квадратическое отклонение. На ленте са­мописца регистрировались движения глаз и руки. В эксперимен­те участвовали пять испытуемых, с каждым из которых прове­дено по 480 проб.

В третьей серии экспериментов, названной “сбоем в дей­ствии”[68], перед испытуемыми стояла задача быстро и точно совместить управляемое пятно с целью, появившейся справа от старта. В случае появления через период ¶t второй цели, сле­ва от старта, испытуемые должны были игнорировать первую цель и совмещать пятно со второй целью. Период ¶t варьиро­вался в случайном порядке по программе ЭВМ и принимал три фиксированных значения: 100, 200 и 300 мс. В опытах участ­вовали четверо испытуемых.

Анализ результатов первой серии экспериментов. В ситуа­ции ручного слежения за целью в латентный период движения руки зарегистрированы скачки глаза на цель и фиксация ее до момента окончания действия.

Информативными показателями для анализа временной по­следовательности скачков глаза и движений руки являлись сле­дующие параметры: Тлг — латентное время скачка глаза на цель, мс; Тлр — латентное время начала движения руки, мс; ¶t – время от начала, скачка глаза и до начала движения ру­ки, мс.

Способ получения указанных параметров представлен на рис. 1. Усредненные результаты обработки указанных парамет­ров для трех испытуемых, а также их среднее квадратическое отклонение представлены в таблице.

Скачок глаза совершается со средним латентным периодом 240 мс и опережает движение руки в среднем на 100 мс. Следует отметить одинаковое среднее квадратическое отклоне­ние параметров Тлг (sТлг) и Тлр (sТлр) — порядка 60 мс.

Рис. 1. Анализируемые зависимости и способ обработки.

Временные характеристики движений глаз (мс) в ситуации ручного и зрительного слежения

Испы­туемые	Ручное слежение	Зрительное слежение
Тлг	sТлг	Тлр	sТлр	¶t	Тлг	sТлг

На рис. 2 представлены для сравнения зависимости S(t) и V(t) выполнения действия по совмещению управляемого пят­на с целью в условиях, когда работа глазодвигательной системы полностью определяется задачами, связанными с организа­цией движения руки к цели, а также в условиях, когда испы­туемым дана дополнительная инструкция — во время совмеще­ния с целью фиксировать стартовую позицию. Как видно из рис. 2, во втором случае скоростные характеристики действия сни­жены и фаза контроля и коррекции растянута во времени [24].

Данные таблицы свидетельствуют о незначительном увеличении Тлг в ситуации ручного слежения по сравнению с ситуацией только зрительного слежения. Средняя длительность скачка глаз у всех испытуемых обнаруживает зависимость от ампли­туды скачка и колеблется от 40 до 70 мс. Максимальная ско­рость скачков V_M с амплитудой в 3,7 и 15° составляет соот­ветственно 210 и 400 град/с.

Рис. 2. Влияние инструкции фиксации старта на длительность стадии контроля и кор­рекции. Л, Ф, К - латентная, фазическая стадии и стадия контроля и коррекции [24].

Обсуждение результатов первой серии экспериментов. Зарегистрированные скачки глаза на цель, опережающие в среднем на 100 мс начало движения руки, представляют собой типичную для всех испытуемых глазодвигательную активность, сопровож­дающую выполнение данного действия (см. рис.1). Можно пред­положить, что скачки глаза служат для настройки глазодвига­тельной системы с целью оптимизации зрительной обратной свя­зи от конечных этапов совершения действия. Скачок глаза пе­реводит область fovea из стартовой позиции на цель, в зоне которой и осуществляются коррекции исполнительных движений и контроль за точностью выполнения действия. Характерно, что в пробах, где испытуемым давалась инструкция фиксировать старт глазами на всем протяжении выполнения действия, ста­дия контроля и коррекции растянута во времени (см. рис.2). В условиях фиксации взгляда на стартовой позиции зрительный контроль за этой стадией исполнительного движения затруднен, поскольку периферическое зрение обладает меньшей остротой, чем фовеальное. А для процессов контроля и коррекции как раз и требуется точное различение пространственного положения управляемого пятна и цели. Фиксация старта затрудняет выпол­нение этой заключительной фазы действия, для регуляции кото­рой активно используется текущая зрительная обратная связь.

Скачок глаза на цель, совершаемый в латентный период организации движения руки, может также служить для выделе­ния пространственных характеристик цели, когда периферическим зрением это сделать трудно (например, в условиях зашумлен­ности поля зрения избыточной информацией или при необходимо­сти определения признаков глубины).

Использование поступившей в результате скачка глаза на цель зрительной информации для формирования моторных про­грамм исполнительных движений руки можно обсуждать лишь тогда, когда эти скачки предшествуют началу движения руки на период, превышающий 200 мс. Как показано в работе [102], это минимальное время, необходимое для перевода какого—либо информационного содержания, имеющего зрительный характер, в исполнительные движения руки. В наших опытах средняя вели­чина периода ¶t равна 100 мс (см. таблицу), а в отдельных пробах этот период практически отсутствует, т.е. движение ру­ки к цели и скачок глаза на цель начинаются одновременно. В работе Мегоу и Армстронга [107], исследовавших временные характеристики движений глаз и руки в ситуации дискретного отслеживания цели, приводятся еще более низкие средние зна­чения периода ¶t – 30 мс. Мы предполагаем, что выделение пространственных характеристик цели, используемых для фор­мирования моторных программ исполнительных движений руки к цели, в условиях нашего эксперимента осуществляется посред­ством периферического зрения. Параллельно с процессами орга­низации движения руки происходит организация переноса взгля­да на цель, что необходимо для оптимизации зрительной обрат­ной связи от заключительных фаз движения.

Таким образом, в латентный период совершения действия параллельно происходят процессы организации двух движений — руки и глаз, — занимающих разное место в структуре действия. Возникает интересная проблема исследования взаимодействия и взаимовлияния этих двух процессов. В связи с этим проведен сравнительный анализ средних латентных периодов движений глаз в ситуациях зрительного и ручного слежения за целью. Движения глаз, имея одинаковые в обеих ситуациях, простран­ственно-временные характеристики, занимают разное место в структуре действия. В случае зрительного слежения скачки гла­за на цель являются исполнительными действиями, обеспечи­вающими реализацию задачи, в ситуации ручного слежения за целью скачки глаз входят в операциональный состав сенсомоторного действия. Как показал анализ, средние латентные пе­риоды скачков глаз на цель в этих двух режимах имеют один порядок (см. таблицу). Наблюдаемое незначительное (на 10-20 мс) удлинение Тлг в ситуации ручного слежения при sТлг – 60 мс является незначимым. Эти данные позволяют заклю­чить, что процессы, связанные с организацией движений руки и движений глаз в ситуации ручного отслеживания цели, проте­кают параллельно и не оказывают влияния друг на друга.

Анализ результатов второй серии экспериментов. В этой серии использовались три разных режима гашения цели, чере­дуемых в случайном порядке. По ходу эксперимента регистри­ровались и хранились в памяти ЭВМ следующие параметры:

¶ - алгебраическая ошибка, допускаемая при совмещении управляемого пятна с местоположением цели, мм;

Тф+к - вре­мя исполнительной фазы действия, мс.

После эксперимента рассчитывались средние значения ука­занных параметров (¶, Тф+к), а также их среднее квадратическое отклонение (s¶, sТф+к). Для оценки точностных харак­теристик действия был выбран показатель s¶. Усредненный для пяти испытуемых характер зависимости параметра s¶ от ме­стоположения цели и от режима ее гашения представлен на рис. 3, который наглядно демонстрирует, что точность совмещения для режимов А, Б, В различна. Для режима В характерны са­мые низкие значения показателя, s¶ (2,2 мм) и независимость этих значений от амплитуды движения. В режиме А, когда цель гасилась через 80 мс после предъявления, значения s¶ наибольшие и обнаруживают зависимость от амплитуды испол­нительного движения. Режим Б занимает промежуточное значе­ние по величине параметра s¶. Практически у всех испытуемых значения параметра Тф+к в режиме А оказываются меньше, чем в режиме В. Эти различия у некоторых испытуемых достигают 200 мс.

Рис. 3. Точность действия при различных режимах гаше­ния цели:

А - через 80 мс; Б - через 300 мс; В - без гашения

Представленные на рис. 4 параметрические зависимости движений глаз и руки дают представление о характере взаимо­действия между исполнительными движениями руки и сопут­ствующей им глазодвигательной активности в режимах гашения цели А и В. Как видно из рис. 4а, ошибка, возникшая при совмещении управляемого пятна с местоположением исчезнув­шей цели, связана с ошибкой, допущенной глазом при попытке зафиксировать то место, где была цель.

Рис. 4. Взаимодействие исполнительных движений руки и афферентирующих движе­ний глаз

Ошибки, допускаемые глазодвигательной системой, встре­чаются двух типов. Первый тип ошибок — характерный для ус­ловий, когда цель гасится через 80 мс после появления - вы­зван тем, что скачок совершается не точно на местоположение исчезнувшей цели (см. рис. 4,а). Второй тип ошибок представ­ляет собой случаи, когда глаз первоначально правильно фикси­рует местоположение исчезнувшей цели, но в условиях безориентирного, пустого поля непроизвольно сменяет точку фиксации (см. рис. 4,6). После появления цели глаз и рука исправляют допущенные ошибки.

Обсуждение результатов второй серии экспериментов. По­лученные результаты свидетельствуют о том, что режимы предъявления целей А, Б, В по-разному сказываются на точно­сти действия (см. рис. 3). Возможное объяснение указанных различий лежит в особенностях взаимодействия процессов орга­низации действия с глазодвигательной активностью, сопутствую­щей его выполнению.

В ситуации ручного дискретного отслеживания цели в ла­тентный период действия зарегистрированы скачки глаза на цель, происходящие в среднем через 240 мс после ее появле­ния и опережающие начало движения руки в среднем на 100 мс. Временные характеристики момента гашения цели выбирались таким образом, чтобы в режиме А, цель гасла до начала скачка глаза к цели, а в режиме Б - уже после того, как глаз ее за­фиксировал. При предъявлении цели в режимах А и Б, когда цель вскоре после появления гасла, скачок глаза, наряду с функцией обеспечения оптимальной зрительной обратной связи, служит для фиксации того места, где была цель. При соверше­нии действия в этих условиях происходит как бы сведение зри­тельной оси, направленной в место, где была цель, с управляеммой рабочей точкой. Точностные характеристики действия при этом в значительной мере определяются тем, насколько точно зрительная система фиксирует местоположение исчезнувшей цели.

Как уже указывалось, ошибки в фиксации местоположения исчезнувшей цели возникают по двум причинам. Первая из них связана с тем, что гашение цели до начала скачка глаза к ней сказывается на его точности (см. рис. 4, а). Вторая — состоит в том, что глазодвигательная система не способна точно зафик­сировать взгляд в безориентирном, пустом поле (см. рис. 4, б). Для режима Б, в котором цель гасится уже после того, как глаз ее точно зафиксировал, характерны ошибки, вызванные второй причиной. В режиме А глазодвигательной системой до­пускаются ошибки в силу двух вышеуказанных причин, поэтому точностные характеристики здесь хуже, чем в режиме Б (см. рис. 3).

Из полученных результатов можно сделать косвенный вы­вод о том, что в регуляции движений глаз присутствует компо­нент замкнутого контура регулирования. Этот вывод согласует­ся с выводами, полученными в работе [7], о том, что механизм регуляции движений глаз неоднороден и что в нем выделяются два уровня: грубой регуляции — посредством моторных программ и тонкой регуляции, осуществляемой по ходу совершения скачка глаза, с учетом непрерывно поступающей зрительной стимуляции. Гашение цели до начала скачка глаза не позволяет осуществлять тонкие регуляции, придающие скачку требуемую точность.

Для точной фиксации местоположения исчезнувшей цели можно рекомендовать наносить на экране индикатора координат­ную сетку, элементы которой могут служить опорными точками, позволяющими более точно контролировать ее местоположение.

Анализ и обсуждение результатов третьей серии экспери­ментов. Результаты третьей серии, в отличие от результатов двух предыдущих, не имеют строго выраженной количественной оценки. Задача исследования состояла в выявлении типов связей между регулирующими и исполнительными компонентами просто­го сенсомоторного действия в условиях дискретного отслежива­ния одиночной цели и в условиях последовательного появления двух целей с разным временем задержки (¶t) предъявления второй относительно первой.

В пробах с предъявлением одной цели выявлена довольно стабильная временная последовательность взаимодействия дви­жений глаз и исполнительных движений руки. Скачки глаз со стартовой позиции на цель, опережающие в среднем на 100 мс движения руки, афферентируют движения руки к цели, способ­ствуя более четкому и точному выполнению действия (рис. 5,а). В стабильных условиях предъявления целей в некоторых пробах наблюдается появление антиципирующих скачков к месту их воз­можного появления (рис. 5,6). В этих пробах после высвечива­ния цели и до начала движения к ней руки зарегистрированы лишь малоамплитудные скачки или дрейф, подводящие глаз к нужной позиции. Зарегистрированы также пробы, в которых ан­тиципация в когнитивной сфере имеет выход в исполнительные стадии. В этих пробах еще до момента появления цели начина­ется движение к месту ее возможного появления. Психические процессы, связанные с организацией сенсомоторного действия, могут начинаться не только с физического воздействия на рецепторные органы чувств, они могут быть инициированы одной лишь внутренней психической активностью субъекта. В ряде случаев антиципация может служить причиной преждевременных, ошибочных реакций [117].

Ситуация "сбой в действии" служила средством актуализа­ции потенциально возможных связей между когнитивными и исполнительными компонентами действия. В условиях последова­тельного предъявления двух целей выявлена зависимость между характером глазодвигательного поведения и временем задержки ¶t появления второй цели. При минимальной величине задерж­ки, равной 50 мс, перестройка действия происходит в регули­рующем звене, почти не затрагивая исполнительное звено. Про­грамма скачка глаз перестраивалась сразу в сторону второй цели. Первый сигнал игнорировался, но при этом латентное вре­мя движений глаз возрастало, становясь равным 300 мс. Дви­жению руки в сторону второй цели в большинстве случаев пред­шествовало незначительное перемещение в сторону первой цели (рис. 5, в). Под влиянием второй цели, предъявляемой с за­держкой в 50 мс, наблюдаются и другие типы взаимодействия между движениями глаз и исполнительными движениями руки, представленные на рис. 5, г, д. По-видимому, характер движе­ний глаз определяется успешностью выполнения промежуточных этапов организации действия. Имеется как бы петля обратной связи от текущих процессов организации действия, которая определяет характер глазодвигательной активности.

Анализ результатов показал, что при величине задержки, превышающей 50 мс, всегда наблюдается движение как глаз, так и руки в сторону первого сигнала. При этом, чем меньше интервал между первым и вторым сигналами, тем меньше путь, который проходит рука в направлении первой цели. Глаз совер­шает скачок в сторону второго сигнала на 70—100 мс раньше, чем изменяется маршрут движения руки (рис. 5,е). Обычно глаз не достигает сразу второго сигнала, а делает короткие промежуточные фиксации на пути между первой и второй целя­ми, ожидая подведения к ним управляемого пятна. Количество промежуточных фиксаций тем больше, чем больше время за­держки между появлением первой и второй цели. Иначе говоря, в этой ситуации зрительная система работает в режиме непре­рывного регулирования движений руки.

Результаты свидетельствуют о том, что проблема открыто­го и закрытого контура регулирования должна обсуждаться, главным образом, по отношению к целостной функциональной структуре сенсомоторного действия, а не только по отношению к ее отдельным компонентам.

Анализ типов отношений между регулирующим и исполни­тельным звеньями показал также, что при выполнении даже простых инструментальных сенсомоторных актов их функцио­нальная структура реализуется с преобладанием закрытого кон­тура и регуляция основных компонентов этой структуры осуществляется через среду. Система в целом работает таким об­разом, что ее автономное функционирование — без учета изме­нений, происходящих в среде — сведено к минимуму. Даже в тех случаях, когда движение осуществляется по открытому контуру зрительная система учитывает изменения, происходящие в окружении и перепрограммирует операциональный состав дей­ствия. Другими словами, функциональная структура сенсомотор­ного действия функционирует в соответствии со смешанным принципом регулирования, при преобладающей роли закрытого контура.

Рис. 5. Взаимодействие движений глаз и руки в ситуации дискретного отслеживания цели

Выводы. Глазодвигательная активность представляет собой один из компонентов функциональной структуры сенсомоторного действия, которая в своих внешне выраженных проявлениях мо­жет рассматриваться как цепь последовательно осуществляе­мых операций: а) обнаружение цели; б) скачок глаза на цель; в) баллистическое перемещение руки в сторону цели; г) кон­троль и коррекция. Как показано в работе, скачки глаза со стартовой позиции на цель, опережающие на 50-100 мс дви­жения руки, функционально служат для оптимизаций зрительной обратной связи от заключительных этапов действия. Движения глаз, обеспечивая оптимальные условия поступления необходи­мой зрительной информации, соотносимы с операциональным со­ставом действия и определяются условиями его осуществления.

Анализ глазодвигательной активности, легко регулируемой в ее внешне выраженных проявлениях, дал дополнительные све­дения об особенностях строения операционального состава дей­ствия. Исследуя пространственно—временную структуру этих движений, можно косвенно судить о том, на каких этапах орга­низации и какого рода зрительная информация необходима для выполнения функции регуляции сенсомоторного действия. Нас интересовали отношения (типы связи) между регулятором и ре­гулируемым объектом, а также вопрос, являются ли они стан­дартными, жестко детерминированными или в этих отношениях имеется определенная, динамика. Экспериментально выявлена определенная динамика взаимоотношений глазодвигательных и мануальных действий, определяемая характером и условиями осуществления двигательной задачи. Наиболее показательным в этом плане является поведение глазодвигательной системы в ситуации "сбоя в действии". При реализации одной и той же двигательной задачи зарегистрировано три разных типа взаимо­действия между глазодвигательной активностью и исполнитель­ными движениями руки (см. рис. 5, в, г, д). По-видимому, харак­тер глазодвигательной активности заранее жестко не задан, а определяется актуальными запросами от промежуточных этапов организации действия. Автономное функционирование когнитив­ных и исполнительных компонентов действия - без учета изме­нений, происходящих в процессе организации этого действия - минимально.

---

Дата добавления: 2015-08-21