Тайны, догадки, прозрения<br />(Из истории физиологии): читать книгу онлайн полностью и бесплатно

В этом и заключается биологический смысл эмбрионального периода развития. Не будь такой заведомой подготовки, ни один новорожденный — от червя до человека — не избежал бы моментальной гибели.

Кстати, о человеке — о человеческом детеныше. Его подготовка длится долго, целых девять месяцев. И за это время во чреве матери развивается наиважнейшая способность: сосать молоко. Вся система — нервы, мышцы, — необходимая для акта сосания, ко дню рождения сформирована; так что уменье сосать — врожденное.

Попробуйте дать младенцу в самую первую кормежку вместо молока пососать аскорбиновую кислоту. Он тут же попытается вытолкать изо рта соску — «толкательная» система у него тоже врожденная. Но не в том суть; и даже не в том, что «система гримасы неудовольствия» тоже у малыша готовая. Загадочным было другое: откуда эта кроха знает, что ей положено глотать молоко и какой у молока вкус? Аскорбиновая кислота — кислая, молоко — сладковатое; на каких «познаниях» строится механизм выплевывания или выталкивания аскорбинки? Ведь еще ни разу в жизни ребенок не пробовал молока! Объяснить это явление развитием или недоразвитием каких-либо мышц или нервов явно нелепо. Так в чем же секрет узнавания?

Прежде никто не находил объяснения этой таинственной способности. Пока не стал известен физиологам акцептор результатов действия. В свете своей гипотезы академик Анохин ответил на вопрос «откуда малыш знает»?

«Акцептор действия» человеческого ребенка «настроен» на молоко. Получив сигнал, что в рот попала кислота, он дает знать — принимать ее не следует, нецелесообразно.

Прекрасно, но ведь мы несколько страниц назад, со слов того же профессора Анохина, утверждали, что «акцептор действия» образуется на основании хоть минимального предыдущего опыта, хоть однократного столкновения! И какой может быть опыт у впервые сосущего младенца?

Есть этот опыт. Очень долгий — около ста девяноста миллионов лет. Опыт всех поколений не только человеческих детей, но и детенышей всех млекопитающих животных, когда-либо рождавшихся и живших на земле. Бесконечно передаваясь от родителей к детям на протяжении веков, опыт этот стал врожденным. И с самого начала земного существования ребенка «акцептор действия» имеет специальную «молоковую» настройку (за исключением тех аномальных случаев, когда организм ребенка именно молоко и неспособен принимать). И, опережая первый миг кормления, «центральный контролер» нормального ребенка создает механизм, готовый только к принятию молока — и никакой другой пищи.

Таким же врожденным стал некогда условный рефлекс у собаки — «делать стойку», или у кошки — настораживаться и прыгать на звук, напоминающий царапанье мыши. «Если условный рефлекс не изменяется в веках, он становится безусловным», — говорил Павлов. Ведь условный рефлекс — специальная реакция организма не на настоящее, а по поводу будущего: на звонок у собаки выделяется слюна — в предвкушении будущей кормежки; вой тигра заставляет бежать оленя в предвидении опасности.

А предвидеть будущее — свойство одного из аппаратов головного мозга, как считает профессор Анохин, — акцептора результатов действия; значит, он и есть основа упорядоченного поведения животных и человека. Не будь его, жизнь превратилась бы в хаос…

«Опережающее возбуждение», — как и обратная афферентация, стало одной из основ кибернетики; его исследовали конструкторы, физики, математики, когда поставили задачу создания машины, обладающей способностью узнавания.

За модель взяли глаз лягушки. Оказалось: в глазу есть клетки, дающие электрический импульс на появление предмета «в поле зрения», но совершенно индифферентные к исчезновению предмета; исчезновение же «фиксируют» совершенно другие клетки; а третьи — реагируют только на движение предмета. Этот третий вид клеток совсем необычен: первая клеточка дает электрический импульс от непосредственного раздражения, все остальные «вспыхивают» заранее, предвидя дальнейшее движение предмета.

…Я рассказываю о работах Анохина и его лаборатории, потому что работы эти интересны, значительны и потому, что мне довелось при некоторых из них присутствовать, а с Петром Кузьмичем неоднократно беседовать.

Множество физиологов занимаются в мире проблемами высшей нервной деятельности; некоторые из них действительно совершают открытия, другие пытаются подтвердить те или иные догадки, третьи — исследуют и ищут ответы на многочисленные вопросы. Появляются идеи, производятся опыты: они либо подтверждают идеи, либо отвергают их как несостоятельные. И каждый ученый может, да так оно часто и бывает, трактовать полученные результаты по-своему.

Возникают дискуссии, подчас с диаметрально противоположных позиций, далеко не все откровения принимаются сразу и безоговорочно всеми представителями науки.

Известный советский физиолог Н. А. Бернштейн, например, отрицает даже предложенный Анохиным термин «обратная афферентация», так как, говорит он, никакой «необратной афферентации», не центростремительного направления вообще не существует. Для нас с вами такие тонкости значения не имеют — пусть «обратные связи», поступающие в мозг после двигательной реакции, бывшего последнего звена классической рефлекторной дуги. Не имеет значения и то, как называется некий мозговой аппарат, ответственный за «контроль над целесообразностью поведения» — акцептор результатов действия или как-нибудь по-другому. Важно, что он существует.

В этой книге речь идет о развитии идеи: сознание материально, является функцией клеток головного мозга, подлежит изучению физиологическими методами. В развитие этой идеи Петр Кузьмич вложил много, и его теория организма как целостной функциональной саморегулирующейся системы оригинальна и важна для науки.

Но раз речь идет о развитии идеи, то необходимо оглянуться на основы развития научных идей вообще и, быть может, в особенности тех, которые связаны с естествознанием. Оглянуться в прошлое, где каждый шаг, сделанный наукой, поднимал ее на следующую ступень. Кумиры оставались в минувшем, не переставая вызывать восхищение; но труды их, переставшие быть прогрессивными, подвергались жесточайшей и болезненной критике.

Наступило время — не так давно, всего несколько десятилетий назад — и стало ясным: классическая физиология исчерпала себя; а несколько позже убедились: условные и безусловные рефлексы не исчерпывают всей жизни головного мозга.

Однако, как говорят многие советские физиологи, если мы в состоянии видеть больше наших предшественников, то только благодаря тому, что они подняли нас на своих плечах. Прежде всего имеются в виду могучие усилия Сеченова и Павлова.

Почти вся физиология предыдущего периода имела дело исключительно с животными — теперь она все больше занимается человеком. Все чаще открытия в этой области оказывают влияние на медицинскую практику. Прежде она изучала функции органов и систем в состоянии покоя, теперь исследует их в условиях деятельности. Прежде была рефлекторная дуга — потом этот основополагающий принцип отвергли, его место заняло «кольцо».

Последнее имеет глубоко принципиальный смысл. «Дуга» давала понятие об отдельных деятельностях, не связанных ничем, кроме последовательного порядка. «Кольцо» позволило объяснить огромное значение мозгового «контроля» и «поправок» и, говоря словами Н. Бернштейна, «…современное физиологическое воззрение ставит непрерывный циклический процесс взаимодействия с переменчивыми условиями внешней или внутренней среды, развертывающийся и продолжающийся как целостный акт вплоть до его завершения по существу».

После этого, очень краткого и схематического пояснения, вернемся все-таки к П. К. Анохину, разговор с которым мы оборвали на «опережающем возбуждении» и «рефлексе цели». И опять-таки я не настаиваю на наименовании явления — назвать его можно, как угодно. Заведомо испросив прощения у физиологов разных направлений, я продолжу рассказ о своих беседах с Анохиным в том виде, в каком они проходили, и в тех выражениях, какие он употреблял.

…Несколько микроскопических пузырьков у самого основания головного мозга — несколько своеобразных клеток, одной стороной соприкасающихся с капиллярными сосудами. На редкость чувствительные клеточки! Как только изменяется осмотическое давление в капиллярах, пузырьки сморщиваются, опадают. Человек ощущает жажду.

«Пузырьки жажды» — они посылают минимальную энергию для возбуждения коры головного мозга. Однако энергия, затрачиваемая человеком для утоления жажды, — огромна. Надо достать воду — либо пойти на кухню, открыть кран и наполнить стакан, либо сходить в соседний магазин за лимонадом, либо пойти к колодцу, опустить ведро, вытащить его наверх, наполненное водой. Сколько требуется мышечной энергии! И вся она — родилась от импульсов нескольких крохотных клеток. Поведение этих клеток вовсе озадачивает, когда они начинают расправляться… задолго до того, как повышается давление в капиллярах. Вы, наконец, подносите стакан к губам и пьете, — еще немало времени пройдет, прежде чем жидкость попадает в кровяное русло и потребность в ней будет утолена — но в ту же минуту, как губы ваши коснулись края наполненного сосуда, муки жажды проходят: пузырьки расправились.

Эмоциональное, а не истинное утоление жажды — зачем оно? А целесообразно ли зря мучиться?! Ведь от момента, когда сформировалась цель «напиться», до момента, когда организм действительно усвоит необходимое количество жидкости, во времени значительный интервал. Так не лучше ли пощадить организм? И опережающее возбуждение щадит его, до минимума сокращая этот интервал, чтобы унять беспокойство и возбуждение.

Мозг человека (или животного) моментально охватывает всю цепь сравнительно медленно развивающихся, но неоднократно повторявшихся в прошлом событий, ускоряет отражение внешнего мира. Стоит только возникнуть первому звену, как нервная система, не дожидаясь наступления промежуточных, включается в последнее. Закономерно и последовательно развивались события внешней действительности в прошлом опыте и постепенно фиксировались в нервном аппарате, получающем постоянную информацию с периферии о результатах совершенных действий. И «настройка» стала намного опережать их, ощутимо предсказывая будущее.

Сначала считалось, что поставить перед собой цель и упорно стремиться к ней свойственно только людям. (Это верно, когда речь идет о целях, формирование и достижение которых только человеку и доступно: научные открытия, общественные и социальные действия, производственные планы и все подобное.) Потом допустили, что и у высших млекопитающих существуют простейшие процессы формирования цели, принципиально не отличающиеся от архитектуры этих процессов у человека. Но оказалось, что и птицы могут производить вполне целенаправленные акты. Перевяжите канарейке крылья, чтобы не могла взлететь, и положите корм на недосягаемой для нее высоте. Разбросайте поблизости обыкновенные детские кубики. И канарейка, убедившись, что иного пути к цели нет, перевязанными крыльями, заменяющими ей руки, будет передвигать кубики и ставить их один на другой. Потом она взберется на самый верх и достанет зерна. Цель достигнута.

Между тем строение мозга у птицы принципиально отличается от строения его у человека и у большинства высших животных. Из чего можно сделать вывод — его и сделали физиологи — что постановка цели и стремление ее достигнуть не так уж прямо и абсолютно связаны с теми чертами головного мозга, которые считаются сугубо человеческими. Очевидно, «рефлекс цели» — очень древняя архитектурная особенность поведения. Очевидно, и у человека, и у животных, и у птиц существуют особые нервные механизмы, предшествующие действию, формирующие намерение.

Петр Кузьмич Анохин со своими учениками и сотрудниками много занимался анализом этих механизмов. Мне он рассказывал:

— Для понимания поведения человека и животных изучение рефлекса цели чрезвычайно важно. Между тем сложилось странное и несправедливое отношение к понятию цели — только потому, что это понятие широко использовалось идеалистическими концепциями о поведении человека. Но, если наличие цели к действию, которая опережает само осуществление действия, является для нас, физиологов, совершенно достоверным фактом; если мы уверены, что как бы ни был сложен этот механизм — а он, очевидно, очень сложен, — он разыгрывается на материальном субстрате мозга, то есть является вполне материальным, — тогда не должно быть места для боязни объективного изучения этого факта. Очевидно, в мозговой деятельности существует своеобразный критический этап, без которого не может сложиться и успешно закончиться ни один поведенческий акт. Чтобы понять суть этого критического этапа, надо заняться не только изучением условных рефлексов, — а именно этим и занималась физиология в предыдущие десятилетия, — но и изучением накопления опыта, индивидуального и исторического, и реализации этого опыта. Когда собака на третьем этаже выделяет слюну при звуке хлопающей на первом этаже двери, когда впервые сосущий младенец отказывается от аскорбиновой кислоты, они реализуют накопленный опыт; в первом случае — индивидуальный, во втором — исторический опыт, накопленный в результате развития всего биологического вида. Реализация опыта позволяет человеку и животным упорядочить свое поведение в жизни; а вся жизнь — с момента рождения и до печального момента смерти — ряд поставленных заранее, сознательно или бессознательно, целей и действий, направленных к их осуществлению.