ЭВМ и живой организм - Александр Драбкин

Следовательно, нервное вещество можно рассматривать как аппарат максимального и быстрейшего опережения последовательных и повторных явлений внешнего мира.

На базе исследований И. П. Павлова было доказано, что реальный факт приближения служителя с кормом к собаке по мере его подъема с первого этажа на третий вызывает у животного несколько различных реакций. Такое продвижение человека с миской требует значительного времени. Оно ограничивается физико-механическими возможностями пространства: скоростью человека, крутизной лестниц, количеством дверей и так далее.

Совсем другие соотношения возникают в головном мозге животного. Тут процессы разыгрываются в долях секунды. Следовательно, по самой своей сути мозг имеет возможность уже при первом событии (стук дверью нижнего этажа) моментально воспроизвести всю цепь химических реакций. Эти реакции были зафиксированы в прошлом медленно протекавшими событиями действительности, если, конечно, одна и та же последовательность этих событий в прошлом повторялась много раз.

В этом нельзя не видеть грандиозного достижения эволюции, которая оказалась способной создать аппарат, позволяющий дать в тысячи раз ускоренное отражение действительности, значительно опережающее ход реальных явлений внешнего мира. Именно различие скоростей течения явлений в натуральной действительности и в нервном веществе мозга животного создает условия для распространения такого опережающего возбуждения.

Если сравнить организацию живой материи на различных этапах эволюции – от праорганизмов до высших животных, – совершенно очевидным станет, что принцип опережающего отражения внешнего мира является неотъемлемой стороной жизни, ее приспособления к окружающим условиям.

Конечно, существует значительное различие между той формой опережающего отражения у высших животных, которая представлена условным рефлексом (явлением чрезвычайно сложным), и опережающим отражением у примитивных существ. Но речь пойдет о ведущем признаке.

А какой признак условного рефлекса является наиболее для него характерным, делающим рефлекс тем, что он есть? Из всех возможных его качеств признак «предупредительности» или «сигнализации» о предстоящих событиях внешнего мира является наиболее решающим качеством рефлекса. Ни изменчивость, ни приобретенность не могут сравниться по значению с этой его биологической особенностью.

Именно потому, что животные имеют возможность подготовиться по сигналу к еще только предстоящим звеньям последовательно развивающихся событий, условный рефлекс стал узловым пунктом эволюции.

Но если этот основной признак является древнейшим, то, следовательно, по нему вполне можно сопоставлять приспособительные возможности низших и высших животных, считает академик П. К. Анохин.

Естественно, что усложнение самих аппаратов предупреждения, обеспечивающих первоначально прием небольшого количества различных сигналов, привело к качественным изменениям в поведении животных. Конечно же, поведение собаки мало общего имеет с поведением червяка. Однако сигнальность как универсальная черта приспосабливаемости живого к внешнему миру не теряла от этого своего принципиального значения.

Следовательно, условный рефлекс высших животных, оцениваемый с точки зрения сигнальности, есть только частный случай «предупредительной деятельности» опережающего отражения действительности, то есть приспособления организма к будущим, но еще не наступившим событиям.

При таком подходе легче становится отвечать на многие «проклятые» вопросы: когда в эволюции появился условный рефлекс? есть ли «условный рефлекс» у простейших организмов и растений? может ли врожденная деятельность иметь сигнальное значение?

Очевидно, что универсальным принципом всех форм приспособления живой материи к условиям окружающего мира является опережающее отражение событий, развивающихся последовательно и повторно.

В широком смысле толкования проблемы речь идет о «предупредительном» приспособлении организма к предстоящим изменениям внешних условий или, точнее, о формировании подготовительных изменений для будущих событий.

Этот принцип имеет силу уже с первых этапов формирования живой материи. Следовательно, вопрос может быть только о форме и конкретных аппаратах, в каких этот принцип реализован на том или ином уровне эволюции. У одноклеточных организмов он представлен в форме цепей химических преобразований протоплазмы, опережающих развитие последовательного ряда внешних событий. У высших животных он реализован в специальных нервных аппаратах. Эти аппараты позволяют охватить широкий круг внешних явлений, а также и опередить их отражение. Однако во всех случаях формы опережающего отражения имеют одну и ту же решающую черту – сигнальность. Для животных же, обладающих нервной системой, это и будет условный рефлекс.

При оценке положения вещей с таких позиций теряет смысл и другой вопрос: можно ли выработать временную связь у простейших организмов и растений?

И растения, и простейшие организмы представляют собой живые образования со сложным многоклеточным строением. Поскольку они испытывают на себе последовательные и повторяющиеся воздействия, постольку можно утверждать, что те и другие имеют предупредительную сигнализацию или ее можно выработать заново. Но надо соблюсти изложенные раньше условия: внешние воздействия должны быть длительными и повторяющимися и иметь существенное значение для жизни растения или простейшего организма.

Ни одно растение не смогло бы существовать и немедленно было бы отброшено естественным отбором, если бы оно реагировало только на наличный фактор среды, то есть только на то, что действует в данный момент, а не реагировало бы по принципу опережающего отражения.

Например, сезонные изменения температуры обычно таковы, что могут быть самые неожиданные «тепловые скачки». Следовательно, внезапный мороз мог бы полностью погубить дерево, не имей оно механизма сигнализации.

Дерево (миндаль, например) отсчитывает холодные дни с осени, с самого первого дня, когда температура спустилась ниже плюс 18 градусов. По этому сигналу растение уже приготовилось к зиме. Даже если ударят жестокие морозы – не страшно. Растение выживает.

Потеплело. Растение начинает вести счет теплым дням. Однако оно не снимает еще зимней защиты. И лишь когда накопится теплых 650 градусо-дней, растение откроется навстречу весне. Почки, правда, еще не распускаются, они лопнут еще через 620 градусо-дней. Но растение уже направило все силы на подготовку к весне. И если сейчас ударит мороз – оно погибнет.

Конечно, бывает, что даже столь тонкая сигнализация не спасает растение от гибели – заморозки случаются поздние и сильные. Однако сам механизм приспособления, его целесообразность и необходимость для эволюционного развития не вызывают сомнений.

Теперь осталось ответить еще на один вопрос – о врожденной сигнализации. Установлено, что сигнальность является наиболее характерной чертой условного рефлекса. Однако согласно распространенным взглядам врожденные, то есть безусловные, рефлексы не могут иметь самого характерного свойства условного рефлекса – сигнальности, предупредительности.

Так, между условным и безусловным рефлексом воздвигалась неодолимая стена.

...Из яйца вылупился птенец грача. Он безотказно реагирует на такие раздражители, как движение воздуха, звук «кар-р-р», сотрясение гнезда. При этом на такие раздражители птенец реагирует пищевой реакцией – поднимает голову и раскрывает клюв – хотя раздражители не имеют сами по себе пищевого значения. Анализ ситуации, в которой живут грачи с первых дней рождения, показал, что все три эти раздражителя служат сигналами предстоящего вкладывания пищи отцом-грачом в раскрытый клюв птенца. Налицо, казалось бы, парадоксальный случай – «врожденный условный рефлекс», который обладает всеми чертами опережающего отражения действительности и сигнальной деятельности.

Между тем никакого парадокса здесь нет. В жизни птиц наличие воздуха и его движение являются важнейшим фактором существования. Не удивительно, что в процессе развития приспособительных реакций грача реакция на движение воздуха как на неизбежное следствие движения крыльев отца и матери была включена в функции нервной системы.

Таким образом, на основе исторической повторяемости последовательных изменений в нервной системе, предшествующих кормлению и связанных с движением воздуха, произошло закрепление наследственностью этих взаимосвязей. Так у новорожденного грача появилось опережающее отражение внешних событий. Здесь произошло принципиально то же, что уже было видно на примере первичных простейших организмов.