С наличием большего количества элементов рефлекторное кольцо функционирует следующим образом, В программе записаны последовательные этапы сложного движения. В каждый конкретный момент отрабатывается какой-то частный этап или элемент, соответствующая частная программа запускается в задающий прибор. Из задающего прибора сигналы (SW — «то, что должно быть») поступают на прибор сличения. На тот же блок от рецептора приходят сигналы обратной связи (IW — «то, что есть»), сообщающие о состоянии рабочей точки. В приборе сличения эти сигналы сравниваются, и на выходе из него получаются сигналы рассогласования (В\У) между требуемым и фактическим положением вещей. Далее они попадают на блок перешифровки, откуда выходят сигналы коррекции, которые через промежуточные инстанции (регулятор) попадают на эффектор.
Рассматривая данную схему, необходимо обратить внимание на одну интересную деталь. Рецептор не всегда посылает сигналы на прибор сличения. Бывают случаи, когда сигнал поступает сразу на задающий прибор. Это бывает в тех случаях, когда экономичнее перестроить движение, чем его корректировать. Это особенно важно в экстренных ситуациях.
Помимо рефлекторного кольца Бернштейн выдвинул идею об уровневом построении движений. В ходе своих исследований он обнаружил, что в зависимости от того, какую информацию несут сигналы обратной связи - сообщают ли они о степени напряжения мышц, об относительном положении частей тела, о предметном результате движения и т. д., - афферентные сигналы приходят в разные чувствительные центры головного мозга и соответственно переключаются на моторные пути на разных уровнях. Причем под уровнем следует понимать буквально «слои» в ЦНС. Так были выделены уровни спинного и продолговатого мозга, уровень подкорковых центров, уровень коры. Каждый уровень имеет специфические, свойственные только ему моторные проявления, каждому уровню соответствует свой класс движений.
Уровень А — самый низкий и филогенетически самый древний. У человека он не имеет самостоятельного значения, но отвечает за важнейший аспект любого движения — тонус мышц. На этот уровень поступают сигналы от мышечных проприорецепторов, которые сообщают о степени напряжения мышц, а также информация от органов равновесия. Самостоятельно этот уровень регулирует весьма немногочисленные движения. В основном они связаны с вибрацией и тремором. Например, стук зубов от холода.
Уровень В — уровень синергий. На этом уровне перерабатываются сигналы в основном от мышечно-суставных рецепторов, которые сообщают о взаимном положении и движении частей тела. Таким образом, этот уровень замкнут па пространство тела. Уровень В принимает большое участие в организации движений более высоких уровней, и там он берет на себя задачу внутренней координации сложных двигательных ансамблей. К собственным движениям этого уровня относятся потягивания, мимика и т. д.
Уровень С. Этот уровень Бернштейн назвал уровнем пространственною поля. На данный уровень поступают сигналы от зрения, слуха, осязания, т. е. вся информация о внешнем пространстве. Поэтому на данном уровне строятся движения, приспособленные к пространственным свойствам объектов — к их форме, положению, длине, весу и пр. К движениям данного уровня относятся все переместительные движения.
Уровень D — уровень предметных действий. Это уровень коры головного мозга, отвечающий за организацию действий с предметами. К этому уровню относятся все орудийные действия и манипуляции с предметами. Движения на этом уровне представлены как действия. В них не фиксирован двигательный состав, или набор движений, а задан лишь конкретный результат.
Уровень Е — наивысший уровень — уровень интеллектуальных двигательных актов. К этому уровню относятся: речевые движения, движения письма, движения символической или кодированной речи. Движения этого уровня определяются не предметным, а отвлеченным, вербальным смыслом.
Рассматривая построение уровней движения, Бернштейн делает несколько очень важных выводов. Во-первых, в организации движений участвуют, как правило, сразу несколько уровней — тот, на котором строится движение и все нижележащие уровни. Так, например, письмо — это сложное движение в котором участвуют все пять уровней. Уровень А обеспечивает тонус мышц. Уровень В придает движениям плавную округлость и обеспечивает скоропись. Уровень С обеспечивает воспроизведение геометрической формы букв, ровное расположение строк на бумаге. Уровень О обеспечивает правильное владение ручкой. Уровень Е определяет смысловую сторону письма. Исходя из этого положения, Бернштейн делает вывод о том, что в сознании человека представлены только те компоненты движения, которые строятся на ведущем уровне, а работа нижележащих уровней, как правило, не осознается.
Во-вторых, формально одно и то же движение может строиться на разных ведущих уровнях. Уровень построения движения определяется смыслом, или задачей, движения. Например, круговое движение, в зависимости от того, как и для чего оно выполняется (движение пальцев, движение тела или действие с предметом), может строиться на любом из пяти уровней. Данное положение чрезвычайно интересно для нас тем, что оно показывает решающее значение такой психологической категории, как задача, или цель, движения для организации и протекания физиологических процессов. Этот результат исследований Бернштейна может рассматриваться как крупный научный вклад в физиологию движений.
Процесс формирования двигательного навыка и принцип активности. Разработка схемы рефлекторного кольца и уровневого построения движений позволили Бернштейну совершенно по-новому рассмотреть механизмы формирования навыка.
Процесс формирования навыка был описан Бернштейном очень подробно. Рассматривая этот процесс, он выделяет большое количество частных фаз, которые объединяются в более крупные периоды.
В первый период происходит первоначальное знакомство с движением и первоначальное овладение им. По мнению Бернштейна, все начинается с выявления двигательного состава движения, т. е. с того, как надо его делать, какие элементы движения, в какой последовательности, в каком сочетании надо выполнять. Ознакомление с двигательным составом действия происходит путем рассказа, показа или разъяснения, т. е. в этот период идет ознакомление с тем, как движение выглядит внешне, или снаружи.
За этой фазой следует другая, наиболее трудоемкая фаза первого периода — фаза прояснения внутренней картины движения. Одновременно с этим человек учится перешифровыватъ афферентные сигналы в команды. Таким образом, следуя схеме рефлекторного кольца, наиболее «горячими» являются следующие блоки: «программа», где происходит прояснение внешнего двигательного состава; «задающий прибор», где формируется внутренняя картина движения; блок перешифровки, обеспечивающий отработку правильных коррекций.
Последний особо важен, поскольку состоит из первоначального распределения коррекций по нижележащим уровням, т. е. построение движения опирается не на одно рефлекторное кольцо, а па целую цепь колец, которая формируется в процессе отработки правильных коррекций. Как мы уже отмечали, первоначально освоение движения происходит под контролем сознания, т. е. все процессы, составляющие рефлекторное кольцо высшего уровня, находятся в поле сознания. Однако в ходе многократного повторения начинают проясняться и осваиваться сигналы обратной связи на нижележащих уровнях. Как правило, они дают более точные и недоступные более высокому уровню сведения о различных сторонах движения. Например, на уровне А имеется информация о тонусе мышц и равновесии тела, на уровне В — о положении частей тела и т. д.
Таким образом, кольцу ведущего уровня принадлежит общая программа движения, а все остальные блоки дублируются в кольце нижнего уровня. В частности, у каждого кольца свой «рецептор», поскольку получаемая информация об аспектах движения различна и соответствует своему уровню, а эффектор (блок, на который сходятся сигналы управления с различных уровней) у колец общий.
Изложенный выше процесс подводит нас ко второму периоду — автоматизации движений. В течение этого периода происходит полная передача отдельных компонентов движения или всего движения целиком в ведение фоновых уровней.
В результате ведущий уровень частично или полностью освобождается от заботы об этом движении. В этот же период происходит еще два важных процесса: во-первых, увязка деятельности всех низовых уровней, в процессе которой происходит отладка сложных иерархических систем многих колец, во-вторых, «рекрутирование» готовых двигательных блоков.
Содержание второго процесса заключается в том, что низовые уровни организма, имеющие опыт построения движений, уже имеют готовые двигательные блоки (функциональные системы), которые были сформированы ранее по другим поводам. Поэтому если при освоении нового движения организм установит необходимость в определенного типа перешифровках (уже имеющихся у него), то он иногда в буквальном смысле ищет и находит их в своем «словаре». Бернштейн назвал этот словарь «фонотекой». Причем «фоно» понималось в значении не звука, а именно фона, на котором разворачиваются двигательные процессы. Он считал, что каждый организм имеет свою «фонотеку», т. е. набор фонов, от объема которого зависят его двигательные возможности и даже способности.
Интересен тот факт, что необходимый блок может быть извлечен из движения, совершенно не похожего на осваиваемое. Например, при обучении езде на двухколесном велосипеде очень полезен бег на коньках, потому что в обоих типах движения имеются одинаковые внутренние элементы.