Механизмы мозга - Дун

видно из того, как природа распределила роли между сознательной и бессознательной управляющей деятельностью мозга. Природа пока еще явно не доверяет недавно развившимся и не слишком хорошо испытанным «высшим» интеллектуальным способностям человека, когда • идет о каких-либо жизненно важных функциях дыхании, регуляции работы сердца, управлении частями гортани и глотки во время еды, регуляции химического баланса пищеварительных органов и т. п. Правда, поскольку эта книга все же написана узкой. сильно искажающей действительность человеческой гонки зрения, нам придется в последующих главах уделить несоразмерно большое внимание тому, что мы, люди высокомерно называем «высшими интеллектуальными процессами». И тем не менее, когда развитие науки приведет нас к ясному пониманию детальной анатомии логического процесса, мы, вероятно, увидим, что большая часть работы, выполняемой головным мозгом человека, приходится на долю бессознательной автоматической регуляции физиологических процессов, без которых жизнь была бы невозможна. Сравнительно недавно выяснилось, что цифровые вычислительные машины, способные производить математические операции и управлять сложными процессами, по самой своей природе способны также к выполнению сложных логических операций. Вероятно, только благодаря этому фундаментальному и, быть может, почти случайному тождеству механизмов, необходимых для вычислительно-управляющей и логической функций, природа в последний миллион лет смогла предоставить Homo sapiens особую привилегию — высвободить небольшую долю его нервных сетей для того увлекательного занятия, которое мы называем «высшей интеллектуальной деятельностью».

Литература

1. Benzinger Т. Н., «The Human Thermostat», Scientific American, pp. 134—147 (January 1961).

2. В u 1 1 о c k T. H., «Neuronal Integrative Mechanisms», Recent Advances in Invertebrate Physiology, University of Oregon Publications, Eugene, Ore., pp. 1—20 (1957).

3. В u 11 о c k T. H., «The Origins of Patterned Nervous Discharge», Behaviour, vol. XVII, pp. 48—59 (1961).

4. French J. D., «The Reticular Formation», Journal of Neu-rosurgery, vol. XV, pp. 97—115 (1958).

5. Hagiwara S., Bullock T. H., «Intracellular Potentials in Pacemaker and Integrative Neurons of the Lobster Cardiac Ganglion», Journal of Cellular and Comparative Phy-siology, vol. 50, pp. 25—47 (1957).

6. M a g о u n H. W., The Waking Brain, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, Ill., 1958. (Мэгун Г., «Бодрствую-щий мозг», ИЛ, М., 1961.)

7. Snider R. S., «The Cerebellum», Scientific American, pp. 84- 90 (August 1958).

5 Фиксированные формы поведения у низших животных

Эта книга посвящена мозгу человека. Тем не менее мы уже уделили значительное внимание нервной системе других животных и будем неоднократно возвращаться к этой теме в дальнейшем. Наши надежды на то, что исследования на животных окажутся полезными для понимания функций нервной системы у человека, имеют солидное основание: это испытанный временем, многократно проверенный биологами принцип, согласно которому сходство в структуре и сходство в функции обычно идут рука об руку. А между тем нервная ткань низших животных поразительно сходна с нашей собственной. Мы находим в ней те же структурные элементы — нейроны — с такими же дендритами и аксонами и с такими же рабочими характеристиками. Мы встречаемся с той же тенденцией к сосредоточению нейронов, соединенных многочисленными связями, в тех местах, куда по афферентным нервным волокнам направляются потоки сенсорной информации и откуда по эфферентным волокнам передаются команды мышцам и другим исполнительным механизмам. В некоторых случаях скопления нейронов, производящие, по-видимому, обработку информации, у низших животных похожи на настоящий мозг, хотя обычно значительно уступают мозгу человека по размерам и сложности. В других случаях небольшое животное может обладать одной или несколькими группами нейронов, или «ганглиями», которые, судя по их строению и по всему тому, что мы уже знаем о нервной системе, являются нейронными рефлекторными или управляющими центрами специального назначения.

Ввиду этого анатомического сходства невролог может довольно уверенно переносить значительную часть выводов, полученных в экспериментах с низшими животными, на человека и других высших животных. Когда представляется случай наблюдать соответствующее явление у человека, правомерность такой экстраполяции обычно подтверждается.

Но если рассуждения, основанные на аналогии, правомерны, то они должны действовать в обоих направлениях. То, что мы узнали о свойствах нейронных комплексов при изучении их у высших животных, должно быть иногда применимо и к низшим. Мы видим, что нервный аппарат человека и других высших позвоночных содержит большое число рефлекторных цепей, с помощью которых специфические раздражители автоматически вызывают стереотипные комплексы мышечных реакций. Это наводит на интересную мысль: нельзя ли на основе таких рефлекторных цепей объяснить один из аспектов жизни животных, который всегда был загадкой как для ученых, так и для философов, — способность некоторых самых низкоорганизованных и примитивных созданий природы к сложному и по видимости целенаправленному поведению, в котором они, казалось бы, проявляют невероятную для них сообразительность? Не могут ли их «разумные» действия быть всего лишь сочетаниями врожденных автоматических рефлексов, вовсе не связанных с каким-либо истинным разумом? Этот вопрос, правда, не имеет прямого отношения к работе человеческого мозга, но ввиду его общего интереса мы полагаем, что он заслуживает нашего внимания. Поэтому в настоящей главе мы попытаемся выяснить, как далеко можно продвинуться в объяснении загадочного поведения низших представителей животного мира на основе фундаментальных свойств постоянных рефлекторных ценен, подобных тем, которые, как мы видели, играют столь важную роль в центральной нервной системе человека.

Рефлексы и таксисы

При приближении потенциального врага морская уточка (род усоногих раков) захлопывает свою раковину, червь-трубкожил мгновенно втягивает щупальца в защитную трубку из песка, одиночная асцидия сжимается в студенистый комочек, живущие в песке двустворчатые моллюски прячут свои мягкие сифоны, обычно выставленные на поверхность. Морской еж поворачивает заостренные иглы в сторону. откуда грозит опасность, и среди игл поднимаются особые клювовидные придатки, готовые схватить любого врага, который подойдет слишком близко.

Эти реакции действительно оказались простыми рефлекторными действиями. У морской уточки, трубкожила, асцидии и двустворчатого моллюска наряду с другими сенсорными нейронами имеются и крошечные «фотоэлементы». Когда на них падает тень от приближающегося врага, эти фоторецепторы начинают посылать стандартные электрические сигналы к мышцам, участвующим в защитной реакции. Даже относительно сложная реакция морского ежа имеет такую же природу, хотя в этом случае действуют, по видимому, не фоторецепторные, а хеморецепторные нейроны: они определяют «вкус» окружающей морской воды, улавливая в ней характерный «привкус» врага. Совершенно автоматический и местный характер реакции доказывается тем, что даже у небольшою кусочка, отделенного от панциря живого морского ежа, всего лишь с