ЭВМ и живой организм - Драбкин Александр Семенович. Страница 5

Но все же это были только гипотезы о реальных механизмах работы мозга. Выражаясь современным языком, И. П. Павлов гениально сформулировал предположительные принципы работы «черного ящика» – мозга. «Черный ящик» – популярное ныне в кибернетике понятие, которое предполагает, что при работе с неким устройством известна информация на «входе» в это устройство и на «выходе» из него. При этом конструкция устройства неизвестна. Однако всегда надо помнить, что со временем может появиться возможность заглянуть в этот «черный ящик» и проверить рабочие концепции.

Так, например, во времена И. П. Павлова считалось, что при выработке рефлекса в мозгу возникают два центра – условного раздражения и безусловного. Связь между этими двумя центрами и обусловливает рефлекс. Но что это за связь? Каков ее характер? Физиологи не могли ответить на такие вопросы. Просто связь. И все тут. Следовательно, и влиять на рефлекс не было возможности.

Сейчас, на основе изучения электрических и химических процессов в мозгу сформулирована иная концепция, более близкая современным научным данным. В соответствии с ней сигнал условного раздражителя и сигнал безусловного раздражителя прежде всего воспринимается одними и теми же нервными клетками (нейронами), расположенными в разных областях мозга. Сигналы эти вызывают различные химические взаимодействия. Когда несколько возбужденных таким образом нейронов начинают работать в унисон (подобно тому, как воинская часть шагает «в ногу») – вот тогда и складываются благоприятные условия для выработки условного рефлекса.

Можно было бы привести примеры того, как за последние годы с развитием электроники, допускающей исследования на клеточном уровне, изменились представления о природе основных процессов – возбуждения и торможения. Однако это уведет читателя далеко в сторону от выбранной темы. Цель же всех рассуждений о рефлекторной системе и механизме предвидения представляется в том, чтобы утвердить важнейшее положение: условный рефлекс есть объединяющая закономерность в деятельности мозга. Вместе с тем классическая рефлекторная теория в ее прежнем виде не может объяснить целостного поведения сложных живых организмов. Обогащение рефлекторной теории на базе современных достижений возможно лишь при преемственности ее стержневых понятий. Поэтому, говоря о предвидении, мы будем говорить и об условных рефлексах, однако не ограничиваясь привычными понятиями классической теории.

Задача такая сложна. Сложна она потому, что зачастую условный рефлекс берется как нечто определенное, законченное в своем развитии. С таких же позиций рассматривается и соответствующий биологический механизм рефлекса. А каковы биологические корни условного рефлекса?

Биологическими корнями рефлекса, очевидно, можно считать появление в ходе эволюции жизни на земле первых признаков приспособления организма к среде. В сущности, именно приспособление организма к внешнему раздражению есть характерная черта, свойственная условному рефлексу.

В самом деле, на протяжении сотен миллионов лет первичная жизнь развивалась вместе с эволюцией основных неорганических свойств самой нашей планеты. Наиболее ярко это положение отразилось в формулировке, очень популярной сейчас среди геохимиков: «эволюция жизни есть явление геологическое».

Только ли геологическое – сомнительно. Но ход неорганических процессов на Земле имел безусловно решающее значение для возникновения и развития жизни.

Сейчас ни у кого не возникает сомнения в том, что в процессе развития первичное живое существо могло «отстоять» право на существование, только приспосабливая свою организацию к внешним факторам. Безусловно необходимо было выработать такие формы реакции на разнообразные внешние раздражители, которые позволили бы этим примитивным существам избежать вредных воздействий, не совместимых с жизнью. Попросту говоря, позволили бы им выжить.

Немедленно возникает ряд вопросов. К каким внешним факторам должны были приспособиться первичные существа в древние эпохи развития планеты? С помощью каких доступных для них процессов они смогли отразить вредные для них воздействия и выжить?

Об опасностях, подстерегавших человека на его жизненном пути, разговор шел раньше. Во сколько же раз больше этих опасностей должно быть на пути развития какой-нибудь древней водоросли или беспомощного комочка слизи, праорганизма, предшественника многих форм жизни! И не зародились ли здесь, на первых стадиях существования живого, те характерные признаки приспособления, которые приобрели решающее значение в условном рефлексе? А если да, то какие именно факторы внешнего мира повлияли на выработку условнорефлекторных реакций?

Отвечая на эти вопросы, мы не будем рассматривать особенность проявления приспособительных реакций у млекопитающих в сравнении, скажем, с земноводными, не будем брать в качестве основополагающего признака и зоологическую классификацию. Решающим моментом здесь будет именно изучение формы приспособления, ее тесная связь с определенной чертой внешнего неорганического мира.

В пояснение – упрощенный пример. Сила тяжести как фундаментальный физический фактор, существовавший до появления жизни на Земле, обусловила приспособление к себе всех животных. Этот факт сам по себе имеет огромное значение. Для исследователя даже не обязательно касаться биохимических процессов, обусловленных силой тяжести, или особенностей зоологического строения животных, приспособившихся к силе тяжести. Точно так же важно знать: имеется ли какой-то общий фактор во всех проявлениях условного рефлекса?

Чтобы ответить на вопрос о ведущем или решающем признаке условного рефлекса, надо прежде всего разобрать те его характеристики, которые были впервые сформулированы самим И. П. Павловым.

Определяя сущность открытой им новой физиологической реакции, Павлов прежде всего обратил внимание на то, что эта реакция вырабатывается заново, что она раньше не была присуща организму данного животного. Он обратил также внимание, что эта реакция появляется только при особой совокупности условий, что без этих условий реакция не возникает. Поэтому изучаемое явление и получило характеристику условного.

Именно выработанностью, приобретенностью условный рефлекс отличен от другой формы приспособительной реакции – от врожденной деятельности, называемой соответственно безусловным рефлексом.

Не менее существенный признак условного рефлекса – его сигнальный характер. Рефлекс развивается как «предупредительная», по выражению И. П. Павлова, деятельность, то есть деятельность, предвосхищающая ход событий.

В самом деле, слюна, выделяющаяся в ответ на звонок (условный раздражитель), появляется совсем не для того, чтобы «переварить» звонок. Она «предупредительно» приспосабливает организм для переваривания пищи, которую животному только предстоит получить.

Если же теперь сопоставить два наиболее характерных признака условного рефлекса – «приобретаемость» и «сигнальность», то без труда можно увидеть их взаимосвязанность.

Но что такое сигнализация по самой сути своей? Сигнализировать – значит предупредить о чем-то предстоящем. Если же сигнал может относиться только к последующему развитию внешних явлений, приходится конкретизировать его принципиальную связь с временными соотношениями внешнего мира. Время – вот тот внешний фактор, на основе которого и по поводу которого могла возникнуть условнорефлекторная деятельность организма.

Связь двух понятий – «условный рефлекс» и «время» – нерасторжима.

Время имеет такое же значение для нервной системы, как сила тяжести – для физической деятельности.

ПРОСТРАНСТВО – ВРЕМЯ

С зарождением жизни на Земле материя приобрела принципиально новый фактор – активное отношение к пространственно-временной структуре мира. Время для живого стало иметь свое, специфическое значение.