ЭВМ и живой организм - Драбкин Александр Семенович. Страница 12

Однако несмотря на весь грандиозный путь такой эволюции и значительные преобразования самих форм предвидения, ее основной закон – опережающее отражение последовательно повторяющихся рядов внешних явлений – остался в силе. Он приобрел лишь специальный аппарат – мозг, вещество которого высокоспециализировано именно на «химическое сцепление» последовательных и повторных воздействий внешнего мира. Это обстоятельство и обусловило столь широкое и совершенное овладение будущим, какое выявляется в поведении высших животных и человека. Энергетическая сторона отражения, то есть изучение превращения организмом внешних энергий (свет, тепло, химические агенты) в информацию о материальных свойствах внешнего мира, несомненно является одной из основных проблем науки. Сейчас этот «первичный узел отражения» может быть изучен на очень высоком уровне, если только будет применен весь арсенал современных достижений биофизики, теории информации, теории кодирования других смежных отраслей знаний.

Но есть и другая форма отражения – отражение в свойствах организма временной структуры мира, о которой мы уже вели речь. Мы видели, что лейтмотивом такой формы отражения служит опережающее отражение, что дает мозгу на высшем этапе развития организмов совершенно точную информацию о последовательных и повторяющихся рядах явлений внешнего мира. Здесь следует отметить, что на основе именно этого вида отражения был сформирован и специализировался сам мозг как орган психической деятельности, то есть орган всеобщего отражения мира в мыслительной деятельности человека.

Все сказанное явно убеждает, что опережающее отражение последовательного хода внешних событий – предвидение – не является чем-то исключительным, а есть лишь одна из форм отражательной способности живой материи.

Механизм предвидения основывается на химических процессах, происходящих в нервных клетках. Скорость этих химических реакций значительно выше скорости любого человеческого действия. Поэтому сигналы, которые определяют результат действия, заранее «обегают» все нужные нервные клетки.

Рассмотрим более подробно процесс, происходящий как в целом мозге, так и в одной нервной клетке. Он представляет собой суммирование, объединение всей входящей в мозг информации. Наибольшее значение имеют четыре ее вида.

Прежде всего – мотивация. Под мотивацией мы понимаем то основное состояние, которое присуще организму на стадии выработки решения о действии. Мотивационное возбуждение составляет необходимый элемент любого действия, ибо смысл всякого действия – создать достаточно благоприятные условия существования организма, исходя из данного его состояния. Всякое действие удовлетворяет какую-то потребность организма.

Насколько важно учитывать мотивацию, видно хотя бы из того, что условный раздражитель (звонок, обычно сопровождающий кормление) не может вызвать условнорефлекторного эффекта (выделение слюны у собаки), если животное плотно накормлено.

Особая роль мотивации объясняется тем, что невозможно представить себе какое-либо действие без соответствующих предпосылок, соответствующего побуждения. Причем побуждения могут быть самые различные, в зависимости от совершенства организма – начиная с чисто биологических потребностей и кончая специальным поведением. Суть дела от этого не меняется.

Таким образом, мы можем принять, что практически любая внешняя информация, попадающая в нервную систему, неизбежно сопоставляется и оценивается на весах этой доминирующей в данный момент мотивации, грубо говоря – рассматривается с точки зрения «самого главного в данный момент» желания. Мотивация представляет собой фильтр, через который просеивается вся избыточная информация и остается нужная.

Весь процесс сопоставления внешней информации с мотивацией отнюдь не прост. «Перебор информации» должен идти именно в направлении наибольшей пригодности получаемой информации для реализации данной цели. При этом очень важно помнить, что в каждый данный момент наши, например, органы чувств способны передать астрономическое количество информации. В то же время нервные структуры способны перерабатывать значительно – в тысячи раз меньшее количество информации. Отбор нужных сведений может превратиться в поиски иголки внутри стога сена. Задача эта чрезвычайно сложная и ответственная. Без мотивационного возбуждения решить ее невозможно.

Следующий элемент механизма предвидения – обстановочная информация. Под этим понимаются сведения об условиях, в которых должно протекать действие. Например, если я хочу пить (мотивация) во время урока (обстановка), я не могу покинуть класс до тех пор, пока занятия не кончатся.

Кроме мотивации и обстановочной информации, решающее значение имеет также сигнал к действию (в нашем последнем примере – звонок, сообщающий о конце урока).

Физиологический смысл сигнала заключается в том, что он приурочивает выявление скрытых возбуждений к определенному моменту, наиболее выгодному с точки зрения успеха.

Теснейшим образом связана с предвидением и память. Синтез всех трех компонентов был бы невозможен, если бы он не был тесно связан тончайшими нитями с прошлым опытом, отложенным в аппаратах памяти (в нашем примере именно память подскажет, куда нужно пойти после звонка, чтобы выпить стакан воды).

Мы проанализировали, из каких элементов складывается решение действовать. Тем самым стала очевидна схема механизма предвидения, вернее его части – той, что связана с выработкой решения, с так называемым «афферентным синтезом информации» (т. е. синтезом информации, предшествующим действию).

Формирование цели – это критический пункт в развитии действия. Именно затем должно начаться формирование сложного комплекса возбуждений, которые, распределяясь по рабочим аппаратам (исполнительным органам), обусловливают получение результатов, точно соответствующих поставленной цели. С точки зрения существа этого переходного момента важно подчеркнуть, что здесь происходит пока еще малопонятная трансформация. Результаты афферентного синтеза трансформируются в возбуждение исполнительных органов, точно отражающее этот синтез. Путь таких превращений пока точно не установлен.

Рассмотрим теперь другие нервные механизмы, образующиеся также немедленно после стадии «принятия решения» и также имеющие непосредственное отношение к предвидению. Как только определены цель действия и программа действия, в нервной системе формируется своеобразный комплекс возбуждений. Физиологический смысл его состоит в том, что с его помощью производится оценка той информации, которая только еще будет поступать в центральную нервную систему от будущих результатов действия. Это подлинный аппарат оценки и сличения результатов с поставленной целью. На существование этого аппарата уже давно имелись косвенные указания в экспериментах с условными рефлексами. Первый эксперимент, который заставил думать в этом направлении, был проделан более 40 лет назад с подменой безусловного подкрепления.

Смысл эксперимента заключался в следующем. Собака в течение нескольких лет работала с условным рефлексом при постоянном безусловном подкреплении в виде 20 граммов сухарей. За это время собака привыкла, что звонок связывается с появлением определенного количества сухарей (безусловное подкрепление). С точки зрения обычных представлений об условной пищевой реакции для животного не было радикальной разницы между подкреплением рефлекса сухарями или мясом. Ведь с общепринятой точки зрения и сухари, и мясо являются безусловными раздражителями, подкрепляющими действие условного раздражителя (звонка). Более того, с точки зрения биологической значимости подкрепление мясом, несомненно, имеет большее значение, чем подкрепление хлебом.

Опыт же показал явления неожиданные. Когда внезапно после одного из очередных звонков перед собакой в кормушке вместо сухарей оказалось мясо, собака это мясо не взяла, хотя и была голодна. Стало очевидно, что на неожиданно появившееся мясо собака реагирует совсем иначе, нежели на привычные сухари. У нее появилась ориентировочно-исследовательская реакция: «Что это такое?»