Александр Драбкин - ЭВМ и живой организм

Так был тщательно экспериментально изучен великий принцип стимул – ответ.

Рефлекторная теория, в общих чертах сформулированная еще Декартом, сыграла революционную роль в развитии физиологии нервной системы. В течение 300 лет она успешно направляла мысли тысяч исследований. Но вместе с тем на современном уровне знаний при помощи только этой теории трудно объяснить именно целостное поведение животных и человека. Принцип стимул (в нашем примере – пища, звонок) – ответ (выделение слюны) охватывает лишь часть деятельности организма, связанной с приспособлением к внешним условиям. Сам И. П. Павлов говорил о «первобытности» рефлекторной теории, как замечает академик П. К. Анохин.

В настоящее время рефлекторная теория в ее прежнем выражении, считает П. К. Анохин, не может обеспечить базу для дальнейшего изучения поведения животных.

При этом нельзя забывать, однако, важного факта. В школе И. П. Павлова в годы ее бурного роста, когда исследовались все более обширные проблемы поведения животных, было высказано много рабочих гипотез и предположений. Известно, что чем более плодотворна научная школа в творческих поисках, тем чаще она создает рабочие гипотезы для повседневной исследовательской деятельности. Это составляет естественный признак бурного роста школы. Однако логика научного прогресса такова, что в процессе исследовательской работы все большее количество «вероятных» положений получают свою проверку. В результате такой проверки они или переходят в разряд достоверных или, наоборот, отвергаются и заменяются другими приемлемыми рабочими гипотезами.

В сущности, важнейшим фактором в научном творчестве является способность исследователя с максимальной точностью провести границу там, где кончается «достоверное» и начинается «вероятное». Только правильное использование этого критерия обезопасит исследователя от догматизации случайных или закономерных на определенном этапе гипотез.

Можно привести много примеров этого правила. Например, достоверным фактом является то, что день переходит в ночь. А «вероятным» же, по существу, здесь было то, что смена дня обусловлена движением солнца и уходом его за горизонт. Известно, сколько трагедий в человеческой цивилизации происходило именно потому, что это «вероятное» было возведено в нерушимую и священную догму. Коперник не изменил «достоверного», но полностью перевернул «вероятное», сделав его столь же ощутимо «достоверным».

Условный рефлекс как временная сигнальная связь является достоверным фактом. И он уйдет в века как капитальное открытие. Однако хорошо известно, что И. П. Павлов был поставлен в начале нынешнего века перед тяжелой необходимостью. Он вынужден был использовать современную ему бедную нейрофизиологию, располагающую крайне скудными сведениями о биологических процессах мозга, для выработки представлений о конкретных механизмах условного рефлекса. И надо было быть действительно гением физиологии, чтобы на основе абсолютно недостаточного количества данных в то время построить такие рабочие гипотезы, которые послужили толчком к продуктивным научным исследованиям на протяжении десятков лет.

Но все же это были только гипотезы о реальных механизмах работы мозга. Выражаясь современным языком, И. П. Павлов гениально сформулировал предположительные принципы работы «черного ящика» – мозга. «Черный ящик» – популярное ныне в кибернетике понятие, которое предполагает, что при работе с неким устройством известна информация на «входе» в это устройство и на «выходе» из него. При этом конструкция устройства неизвестна. Однако всегда надо помнить, что со временем может появиться возможность заглянуть в этот «черный ящик» и проверить рабочие концепции.

Так, например, во времена И. П. Павлова считалось, что при выработке рефлекса в мозгу возникают два центра – условного раздражения и безусловного. Связь между этими двумя центрами и обусловливает рефлекс. Но что это за связь? Каков ее характер? Физиологи не могли ответить на такие вопросы. Просто связь. И все тут. Следовательно, и влиять на рефлекс не было возможности.

Сейчас, на основе изучения электрических и химических процессов в мозгу сформулирована иная концепция, более близкая современным научным данным. В соответствии с ней сигнал условного раздражителя и сигнал безусловного раздражителя прежде всего воспринимается одними и теми же нервными клетками (нейронами), расположенными в разных областях мозга. Сигналы эти вызывают различные химические взаимодействия. Когда несколько возбужденных таким образом нейронов начинают работать в унисон (подобно тому, как воинская часть шагает «в ногу») – вот тогда и складываются благоприятные условия для выработки условного рефлекса.

Можно было бы привести примеры того, как за последние годы с развитием электроники, допускающей исследования на клеточном уровне, изменились представления о природе основных процессов – возбуждения и торможения. Однако это уведет читателя далеко в сторону от выбранной темы. Цель же всех рассуждений о рефлекторной системе и механизме предвидения представляется в том, чтобы утвердить важнейшее положение: условный рефлекс есть объединяющая закономерность в деятельности мозга. Вместе с тем классическая рефлекторная теория в ее прежнем виде не может объяснить целостного поведения сложных живых организмов. Обогащение рефлекторной теории на базе современных достижений возможно лишь при преемственности ее стержневых понятий. Поэтому, говоря о предвидении, мы будем говорить и об условных рефлексах, однако не ограничиваясь привычными понятиями классической теории.

Задача такая сложна. Сложна она потому, что зачастую условный рефлекс берется как нечто определенное, законченное в своем развитии. С таких же позиций рассматривается и соответствующий биологический механизм рефлекса. А каковы биологические корни условного рефлекса?

Биологическими корнями рефлекса, очевидно, можно считать появление в ходе эволюции жизни на земле первых признаков приспособления организма к среде. В сущности, именно приспособление организма к внешнему раздражению есть характерная черта, свойственная условному рефлексу.

В самом деле, на протяжении сотен миллионов лет первичная жизнь развивалась вместе с эволюцией основных неорганических свойств самой нашей планеты. Наиболее ярко это положение отразилось в формулировке, очень популярной сейчас среди геохимиков: «эволюция жизни есть явление геологическое».

Только ли геологическое – сомнительно. Но ход неорганических процессов на Земле имел безусловно решающее значение для возникновения и развития жизни.