Компьютерра PDA N178 (16.06.2012-22.06.2012) - Компьютерра

Я провожу сейчас полевую практику студентов второго курса по зоологии позвоночных. Живём мы на биостанции, о которой я когда-то рассказывал, ходим на экскурсии, делаем учебно-исследовательские работы. Вот в ходе этой деятельности показывал я недавно студентам, как впадают в оцепенение лягушки. Покажу и вам. Берёшь лягушку в руки, переворачиваешь её спиной вниз на ровную поверхность, прижимаешь ей руки-ноги к туловищу и... вуаля!

Оцепенение зелёной лягушки. Так она будет лежать до тех пор, пока какой-то стимул не выведет её из этого состояния

Почему лягушка не движется? По этому поводу сказано очень много слов и выдвинуто плохо согласующихся друг с другом версий. Изложу ту, которая кажется логичной мне, но не стану претендовать на то, что это истина в последней инстанции.

Поведение лягушек, как и многих других животных, управляется достаточно простыми механизмами, работающими по типу "акция - реакция". Те или иные типы реакций запускаются на удивление простыми стимулами. Клетки сетчатки реагируют на изменение уровня освещённости. Если лягушка находится в неподвижности, а вокруг неё ничего не меняется, её зрительные клетки быстро привыкают к сложившемуся распределению уровней освещённости и перестают генерировать сигналы, передающиеся в нервную систему.

В мире вокруг лягушки что-то меняется. Границы проекций объектов на сетчатку сдвигаются, клетки реагируют на изменение освещённости, генерируемые ими сигналы анализируются нейронной сетью самого глаза. Особые ганглиозные нервные клетки собирают информацию с некой области сетчатки и реагируют только в том случае, если в этой области регистрируется вполне определённая динамика картины возбуждения. Получается, что сам глаз проводит первичный анализ зрительного изображения.

Маленькие движущиеся объекты с закруглёнными краями интерпретируются как потенциальная пища. Крупные - как опасность. Ещё одна категория клеток реагирует на снижение освещённости и непрерывно анализирует, не упала ли на лягушку тень подбирающегося к ней хищника. И, наконец, есть в сетчатке и ганглиозные клетки, реагирующие на протяжённые границы контрастов (горизонт, например); они, вероятно, важны для ориентации в пространстве. В результате работы этого комплекса клеток в головной мозг идёт не только информация об изменении освещённости сетчатки, но и результаты её предварительной обработки.

Объект, классифицированный как потенциальная жертва, вызывает нацеливание на него обоими глазами; мозг принимает решение, атаковать или нет. Вероятная опасность приведёт к настораживанию, а может быть, даже к прыжку в воду с берега - как бы чего не вышло. На разные типы акций (воздействий) лягушка ответит разными реакциями. Вокруг всё неподвижно - лягушка ничего не видит. Она двинулась - и в её зрительном восприятии появился целый мир. Лягушка замерла - образ этого мира в её психике потускнел и погас. А что будет, если лягушка, к примеру, сидит на листе кувшинки, который качают волны? Её глаза совершают движения, компенсирующие (вероятно, не полностью, но в существенной мере) колебания опоры.

Есть один жестокий эксперимент. Когда-то он входил в стандартную программу биологического образования, а сейчас стал непопулярен (и хорошо, что стал непопулярен!) благодаря распространению биоэтических идей. Лягушку обезглавливают (голову ножницами отрезают), а потом, к примеру, капают ей на брюхо немного кислоты (или щипают её там пинцетом). Задняя нога безголовой лягушки попытается смахнуть раздражитель, выполнив движение, удивительно напоминающее таковое у нормальной, комплектной особи. Это означает, что подобное очищающее движение управляется спинным мозгом. И здесь мы видим управление поведением по типу "акция - реакция".

А что будет, если лягушка не получит никаких существенных для неё сигналов? Ничего! Как сидела, так и будет сидеть.

Одна из сложных функций, выполняемых нашей (нашей: и человечьей, и лягушачьей!) нервной системой, связана с управлением позой. Поза сидящей (или висящей в воде; или затаившейся на дне) лягушки не случайна - из неё удобно начинать те движения, которые вероятны для животного, находящегося в этом положении. Сидящая лягушка может прыгнуть. Всё её тело, почти все суставы её скелета придут в движение, но сам этот комплекс движений тоже будет в большой мере автоматичным. Вот длинные-предлинные ноги начинают разгибаться, толкая тело вперёд и вверх. До того, как от опоры оттолкнутся кончики длиннейших пальцев, разгибание ног будет увеличивать скорость прыжка лягушки.

А что происходит в психике неподвижно сидящей лягушки? Вероятно, тоже ничего. Нет, что-то таки есть, но напоминающее зрительную картинку при неподвижном положении тела: устойчивая картина, на которую будут накладываться новые сигналы, если они будут поступать. В неподвижно сидящей лягушке может нарастать уровень каких-то мотиваций. Нарастающий по мере расходования энергии голод будет снижать порог её восприятия мелких движущихся объектов - потенциальной пищи. Высыхающая кожа будет повышать вероятность того, что амфибия начнёт двигаться в направлении более высокой влажности. Длительное молчание самца во время нереста приводит к нарастающему стремлению издать призывную трель; рано или поздно какой-то внешний сигнал подтолкнёт соответствующую поведенческую реакцию. Все эти внешние или внутренние (как, например, уровень гормонов) стимулы не случайны. На протяжении эволюционно длительного времени предки любой лягушки отбирались по способности реагировать на них оптимальным образом. Акция - реакция...

Посмотрите ещё раз на фотографию перевёрнутой лягушки. Она не получает никаких существенных для неё сигналов, и содержание её психики подобно зрительной картинке в неподвижном глазу. Когда что-то произойдёт (на неё сядет или просто пролетит мимо муха, кто-то топнет рядом ногой, дунет ветерок и т.п.), лягушка начнёт двигаться, реагируя на стимул. Её движения проявят необычность позы, в которой она находится. В лягушке включится механизм переворачивания в нормальное положение, и, в конце концов, она перейдёт в режим штатного функционирования.

Наша психика функционирует так же? Нет. Хотя базовые механизмы (в частности, те, что обеспечивают реакции на всяческие акции) у нас одни и те же, мы перешли на более высокий уровень функционирования психики, требующий непрерывного восприятия и самовосприятия.

Прерывается ли зрительное восприятие мира, когда человек неподвижен? Нет. И дело не в том, что клетки нашей сетчатки чем-то отличаются от лягушачьих, а в том, что мы непрерывно двигаем глазами. Кстати, если какой-то маленький объект прикрепить к нашему глазу, вследствие чего его проекция на сетчатку станет неподвижной, зрительное восприятие этого объекта кардинально нарушится; временами он будет становиться полностью невидимым, а временами станет "появляться" искажённым, видимым по частям.

А что нам мешает остановить непрерывный "танец" наших глаз, когда вокруг нас нет ничего интересного? Помимо прочего, то, что наша психика (в бодрствующем состоянии) строит и непрерывно поддерживает, корректирует модель мира вокруг нас.

Не подумайте, что непрерывная модель в психике - только наше свойство. Исходя из того, что глаза собаки движутся примерно так же, как наши, можно предположить, что и в её психике, как и в психике высокоразвитых млекопитающих и птиц, идут похожие процессы. Думаю, что животное с высокой подвижностью нуждается в непрерывной модели своего физического окружения. Если произойдёт что-то, что потребует энергичных действий, выяснять, в каком месте находится организм, будет поздно. Лучше знать это заранее; раз так, надо непрерывно поддерживать модель своего окружения - вдруг понадобится?

Но действительно ли модель действительности в нашей психике или психике собаки непрерывна? Есть одно важное исключение - сон. Когда человек спит, специальные механизмы блокируют передачу команд от мозга к мышцам, обеспечивающим произвольные движения. Человек не парализован: сердечная, дыхательная мускулатура, мышцы, обеспечивающие перистальтику кишечника, делают своё дело. Но если спящему кажется, что он бежит и машет руками, его конечности, к счастью, не выполняют соответствующих бегу движений. Во сне модель действительности начинает жить своей жизнью, отрывается от связи с корректирующим её сенсорным потоком. Зачем? Когда-то я высказал предположение (не претендуя на его приоритет). Во сне происходит формирование нейронных сетей, обеспечивающих приспособительное поведение, но тренировка этих сетей происходит не в "боевых" условиях, а на модели - опять модели! Интересно, как смотрится это объяснение глазами специалистов сегодня?

...Я писал эту колонку в отрыве от интернета. Доделывая, посмотрел в сети - правильно ли я изложил особенности лягушачьего глаза. Надо же, насколько сильно логика моей колонки повторила логику одной из частей великолепного "Феномена науки" Валентина Турчина! Вероятно, это не совпадение, а наследование - книгу Турчина я когда-то читал. Валентин Фёдорович обсуждает строение глаза лягушки и глаза человека и переходит от их обсуждения к тем моделям, которые мы строим. Но почему-то он начинает сразу говорить о моделях, которые созданы нашим языком, поддерживаемых нашей культурой. Мне кажется, он "перепрыгивает". Поток зрительной информации - один из механизмов поддержания той внутрипсихической модели действительности, которая не нуждается в словах. Конечно, у нас с вами эта модель претерпела сильнейшее влияние культуры, но её основа у нас, вероятно, находится в тесном родстве с моделью собаки (и сильно отличается от фрагментарной модели лягушки). Я думаю, что само возникновение культуры можно рассматривать как следствие логики развития внутрипсихических моделей развития!