Функциональные системы (по П.К. Анохину), на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, должны быть архитектурно созревшими точно к моменту рождения. Исходя из этого, П.К. Анохин сформулировал положение, что объединение частей функциональной системы (
принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на определенном сроке развития плода еще до момента рождения. На основе каких процессов развития эмбриона формируются и объединяются (консолидируются) компоненты функциональной системы, часто лежащие в отдалении друг от друга?
Ведущим фактором, обеспечивающим выживание новорожденного, является полноценность жизненно важных функциональных систем плода к моменту рождения, например функциональных систем питания (сосательный рефлекс млекопитающих и др.), дыхания, поддержания гомеостаза и др. Каждая из них должна непременно включать уже созревшие к моменту рождения звенья: а) специфические рецепторные аппараты, воспринимающие воздействия экологических факторов; б) проводниковые аппараты, доставляющие периферическую информацию к центральной нервной системе; в) структуры центральной нервной системы, определяющие наиболее ответственные моменты интегрирования полноценного поведенческого акта. Совокупность афферентных аппаратов в сумме со структурами, обеспечивающими обратную афферентацию о степени успешности данного жизненно важного приспособительного действия новорожденного, позволяет снабжать мозг информацией о всех параметрах полученного биологически важного результата.
Механизмом, посредством которого устанавливаются гармонические соответствия между всеми многочисленными и различными по сложности компонентами функциональных систем новорожденного, является
гетерохрония в закладках и темпах развития различных структурных образований зародыша. Гетерохрония состоит в неравномерном развертывании наследственной информации. Гетерохронность в эмбриональном развитии отдельных структур зародыша, в том числе и мозговых структур, служит основной задачей эволюции — наделению новорожденного полноценными и жизненно важными функциональными системами.
На основе исследований развития плода П.К. Анохин сформулировал понятие системогенеза (рис. 16.1).
Системогенез — это избирательное и ускоренное по темпам развитие в эмбриогенезе разнообразных по качеству и локализации структурных образований, которые, консолидируясь в целом, интегрируют полноценную функциональную систему, обеспечивающую новорожденному выживание. Такое избирательное объединение разнородных структур организма в функциональную систему в свою очередь становится возможным только на основе гетерохронии в закладках и темпах развития и в моментах консолидации этих структур на протяжении эмбрионального развития.
П.К. Анохин выделяет два типа
гетерохронии: внутрисистемную и межсистемную. Первая форма гетерохронного развития представляет собой неодновременную закладку и различные темпы созревания отдельных фрагментов одной и той же функциональной системы. Вторая форма гетерохронии относится к закладке и темпам развития таких структурных образований, которые будут необходимы организму в различные периоды его постнатального развития. Естественно, между обеими формами гетерохронии имеются перекрытия и взаимодействия. Однако выделение их в отдельные формы обеспечивает правильную перспективу в исследованиях закономерностей гетерохронного развития различных структур организма. Известно, что уже на 5-м месяце беременности у человеческого эмбриона полностью сформирован так называемый хватательный рефлекс (рис. 16.2). Как показали специальные исследования, морфологической основой этого рефлекса является опережающее развитие нервных центров и соответствующих путей, обеспечивающих сокращение мышц-сгибателей пальцев. На этом примере мы видим, что имеет место избирательное созревание той функциональной системы, которая уже в первые минуты после рождения приматов должна быть готова к выполнению весьма ответственной функции — удерживанию вцепившегося в шерсть новорожденного на теле матери. Естественно, что у человека этот рефлекс является своеобразным атавизмом.
П.К. Анохин сформулировал также принцип
«минимального обеспечения функциональной системы». Он состоит в том, что функциональная система в том виде, как она представлена у взрослого животного, появляется не сразу в законченной полной форме. В первую очередь созревает несколько структурных единиц, но так, что они готовы объединиться в какую-то минимальную, весьма несовершенную, но тем не менее архитектурно полноценную функциональную систему. Естественный отбор, производя классификацию новорожденных на способных и не способных выжить, закрепил в генетических кодах все те процессы роста, а главное их темпы, которые заканчиваются именно к моменту рождения.