Помимо обратных, следует выделять еще и прямые связи, по которым управляющее устройство включает объекты управления в ту или иную форму активности.
Замкнутый контур регулирования обусловливает биосистеме работу в компенсационном режиме и режиме слежения. Суть первого режима заключается в том, что система постоянно стремится (максимально допустимо в конкретных условиях) уменьшить рассогласование между заданным состоянием и состоянием, сложившимся в результате воздействия. Отклонение от заданного состояния есть ошибка системы регулирования, величина которой определяет качество компенсационного регулирования, т. е. способность биосистемы удерживать заданное (необходимое в данных условиях) стационарное (гомеостатическое) состояние. Примером компенсационного режима может быть сужение и расширение зрачка при разной освещенности для поддержания оптимальной «засветки» сетчатки глаза или изменение просвета сосудов при изменении кровяного давления с целью восстановления его исходного уровня и т. д.
В случае необходимости регулирования той или иной функции по изменяющейся программе (в отличие от стабильной программы в условиях компенсационного режима) используется режим слежения. Программа может задаваться как внутренними, так и внешними условиями существования биосистемы. Примером здесь может служить суточная периодика функций.
Как заметил читатель, существование двух режимов работы системы довольно условно, поскольку и тот и другой — в сущности разновидности режима слежения за отклонением от программы, качественно и количественно постоянной во времени (компенсационный режим) и изменяющейся (режим слежения).
Регулирование в компенсационном (по заданному уровню) режиме и режиме слежения (по программе) потребовало введения новых терминов — саморегулирование (самонастраивание), самоприспособление, самообучение. Именно самообучение наиболее тесно связано с таким свойством биосистемы, как способность к самосовершенствованию, самоулучшению. Причем самым важным является то, что биосистема способна к самообучению даже при условии получения неполной информации о том или ином событии. Она использует накопленный ею опыт и восполняет недостаток информации некоторыми общими сведениями, сохраняющимися в ее «запоминающих» и «логических» блоках. Таким образом, биосистема способна к прогнозированию своего поведения при проявлении неявных, предстоящих событий. В этом процессе роль обратных связей не только не снижается, а, напротив, увеличивается, поскольку благодаря именно им возможно получение максимума информации, в том числе и о приближающемся событии, и уменьшение информационной энтропии о нем. Здесь нельзя не вспомнить замечательную мысль Н. Винера (1958) о том, что обратная связь — «свойство, позволяющее регулировать будущее поведение прошлым выполнением приказов». Одновременно следует отметить, что прогноз только оценивает возможное развитие системы, но не влияет на него.
Материальной основой элементарного прогноза является повторяемость событий. Классическим примером может служить условный рефлекс. Как правило, большинство этих рефлексов образуется в условиях максимума информации о намечающемся событии и минимума информационной энтропии. Значительно сложнее реализуется принцип прогнозирования в регуляции деятельности биосистемы, связанной с рассудочной.
Одним из наиболее постоянных периодических процессов, определяющих формирование прогностического поведения всех уровней сложности, является смена дня и ночи, позволяющая на основе опыта поведения в течение суток в прошлом прогнозировать его на будущее различной временной отдаленности. Однако смена дня и ночи — это только принципиальная, а не идеальная, абсолютная повторяемость событий, так как каждый новый день и новая ночь отличается от предыдущих по множеству параметров (в том числе и насыщенностью событий). В силу этого, используя прошлый опыт как модель будущего поведения, биосистема всегда сталкивается с чем-то новым. Следовательно, прогнозируется только принципиальное поведение, в которое реальное явление вносит свои поправки. Принципиальный прогноз обеспечивает основу предупредительной регуляции — настройки на ожидаемое явление, а встреча с ним включает механизмы коррегирующей регуляции. Так, например, при приобретении двигательных навыков формирование и сохранение в памяти идеальной (основной, принципиальной) модели, а также некоторый набор моделей движений для обеспечения возможностей оптимального выбора их в конкретных условиях — одно из важных обстоятельств осуществления наиболее выгодной двигательной активности.
Однако мы не склонны рассматривать ритмические автоматизмы (биологические ритмы) в деятельности животных и растений как проявление прогностического поведения, хотя за последние годы накапливается все больше данных о поразительной чувствительности их к событиям во внешней среде, определяющим возникновение или изменение биоритмов, но не воспринимаемым человеком и всем арсеналом его исследовательской техники. Поэтому проявление или изменение биоритма в большинстве случаев — это не столько прогноз предстоящего события, сколько прямая реакция на реально действующие возмущения. Тем более затруднительно отнести к прогностическому поведению «включение» биологических часов однократной засветкой растения, находящегося в темноте. Как показывают опыты, такое растение в течение длительного времени ведет себя так, как если бы оно находилось в естественных условиях (опускает и подымает листья соответственно нормальным суточным ритмам смены света и тьмы), чего не делало до засветки. (Скорее до засветки растение вело себя в соответствии с принципом прогнозирования.)
Таким образом, в иерархии принципов управления и регулирования принцип прогнозирования является ведущим в осуществлении наиболее сложных форм поведения биосистем.