Живые авторегуляторы

Мозги

В 19-м веке французский физиолог Флуран как-то вскрыл черепную коробку голубя и аккуратно вырезал центральную, главную часть нервной системы, которую называют большими полушариями. Голубь выздоровел и продолжал жить. Но как был он теперь не похож на ту подвижную любопытную птицу, какой знали его в лаборатории. Он ел, но только тогда, когда натыкался на кормушку, и мог не заметить ее, пройдя совсем близко. Он не был слеп или глух, но словно не отличал окружающих его предметов друг от друга. И даже горланящие птенцы не останавливали на себе его внимания. Он не боялся теперь кошки и не защищался от нее.

Много раз повторяли затем физиологи этот эксперимент. И каждый раз птицы и собаки переставали узнавать своих хозяев и могли умереть с голоду, сидя рядом с кормушкой, хотя внешне все обстояло вроде благополучно: животные могли двигаться, есть, пить. Могли, но словно не догадывались о своих возможностях. Удивительнейшая вещь: поведение животного напоминало действие своего рода автомата. (К слову подумалось, а что если удалить у современной женщину, ту часть мозга, которая отвечает за шопинг, сможет ли она также успешно выбирать джинсовые куртки в женском магазине?)

Снимая дальше слой за слоем вещество головного мозга, ученые убеждались, что действия животных становятся все более автоматическими. Самые простые бессознательные действия совершались животными, когда у них удаляли весь головной мозг, оставляя только спинной мозг. Организм мог отвечать теперь только на простейшее изменение внешней среды, сравнявшись в этом с такими примитивными существами, как насекомые, например. Бабочка летит на свет или прячется от него, не раздумывая. Эта способность выработалась еще у ее далеких предков, и многие поколения мотыльков и бабочек подчиняются теперь этому переданному им по наследству качеству.

Все происходит совершенно автоматически. Свет попадает в глаз, раздражает чувствительные нервные окончания, нерв возбуждается, и по нервам возбуждение передается в центральный нервный узел, оттуда приходит приказ мышцам крыльев или лапок — двигаться вперед, назад или вбок. Это инстинкт или безусловный рефлекс — автоматическое, ответное действие нервной системы на раздражение извне.

Не сразу сообразили, что и нас, людей, природа наделила такой программой действий. Она заложила ее в нашу нервную систему. И когда мы протягиваем руку, чтобы взять со стола карандаш, или идем по улице — за нас все необходимые распоряжения отдает нервная система, не утруждая нас раздумьями, как поднять ногу, когда согнуть руку, насколько повернуть голову.

Такого рода движения осуществляются нашим организмом хотя и осознанно, но, по существу, совершенно автоматически. В самом деле, попробуйте объяснить, что вы делаете, когда берете тот же карандаш. Приводите в движение определенные мышцы? Хорошо, но какие, в какой последовательности?

Никто, за исключением специалистов-анатомов, не знает, какие это мышцы. А если и попытаться сделать это сознательно, вряд ли получится лучше. Тут, пожалуй, кстати вспомнить старую притчу о том, как сороконожку попросили объяснить, как она управляется со своими многочисленными ногами. И бедная сороконожка, только что ловко переставлявшая одну ногу за другой, при попытке сознательно двигать ими запуталась и упала.

сороконожка

Так ученые пришли к выводу, что автоматические рефлекторные действия организма осуществляются благодаря своеобразному живому авторегулирующемуся устройству. Кибернетика окончательно подтвердила эту мысль. Осуществить самоуправление техническими средствами возможно только, если соединить исполнительный механизм с управляющим устройством обратной связью в замкнутый круг. А в организме управление организовано как раз с помощью таких «колец».

Наглядным доказательством этого служат первые цепочки, созданные искусственно, — своего рода электронные модели рефлекторного кольца. Это хорошо известные сейчас «черепахи». Для того чтобы создать их, ученым не пришлось придумывать какую-то новую формулу — формулу рефлекса. Они воспользовались уже готовыми уравнениями, по которым инженеры рассчитывают любой автоматический регулятор. Кстати сказать, описать динамику живых существ с позиций технической механики пробовал еще 100 лет назад русский исследователь Я. И. Година.

По-видимому, обратная связь используется в живых организмах с тех пор, как возникла сама жизнь. Ведь без этого было бы невозможно объяснить, как смогли бы простейшие одноклеточные организмы отличить питательные вещества, к которым они тут же устремляются, от вредных, разрушающих, встречи с которыми стремятся избежать. Выходит, что примитивная обратная связь должна существовать даже у простейших организмов, не имеющих никакой нервной системы и состоящих только из комочка протоплазмы, заключенного в чехол.

На одном из международных кибернетических конгрессов действительно демонстрировалась обратная связь у амебы, которая начинала отодвигаться, убегать, как только «обнаруживала» рядом с собой ядовитое вещество.

В нашем организме не один, а множество различных регуляторов. Прежде всего, автоматически регулируются процессы, совершающиеся в легких, почках, желудке. Осуществляет эту авторегулировку специальная нервная сеть, действующая автономно, самостоятельно, независимо от сознания. Управляющие центры ее расположены по бокам спинного мозга и соединены нервами-проводами со всеми внутренними органами. С помощью этого механизма организм как бы сохраняет внутреннее равновесие, непрерывно нарушаемое изменяющимися внешними условиями.

Сейчас созданы модели отдельных внутренних органов — искусственная почка и даже сердце, заменяющее на время операции живое. Такие же автоматические механизмы управляют и движениями наших глаз. Предположим, вы вошли в темную комнату, куда падает слабый свет из незанавешенного окна. Тотчас ваши глаза сами собой поворачиваются в сторону светлого пятна, хрусталик растягивается и фокусирует изображение на чувствительном слое глазного дна, зрачки сокращаются, приспособляясь к яркости света. «Фотокамера» готова к съемке. Это тоже действует уже знакомый нам безусловный, врожденный рефлекс.

Автор: В. Мошкович.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *