ЭВМ и живой организм

Способность нервной системы создать цепь опережающих возбуждений является древней основой, на которой развивается условный рефлекс и любое предсказание, или «прогнозирование», будущих явлений. Стала ясна и ориентировочно-исследовательская реакция животного на подмен сухарей мясом. Она могла возникнуть только потому, что возбуждение от условного раздражителя, сигнализирующего вполне определенные вкусовые ощущения, развивается в тех клетках, где оно должно появиться лишь в будущем, то есть в момент поедания пищи. Между тем, признаки мяса оказались несовпадающими с этими «заготовленными возбуждениями».

Принцип развития опережающих возбуждений является следствием свойств нервной ткани и потому имеет место всюду, где возникает необходимость, выражаясь языком И. П. Павлова, «предупредительной реакции». Практически он «предсказывает» вероятные результаты действия при данном решении и данной цели действия. Вместе с тем комплекс возбуждений, в котором закодированы свойства будущих результатов, полностью обеспечивает сопоставление полученных результатов с тем, что задано, или с совокупностью признаков данной ситуации. Механизм «акцептора действия» имеет универсальное распространение, и вряд ли возможен какой-либо даже самый простой акт (будь то акт поведения или чисто физиологический процесс) без предварительного его формирования.

Однако все это еще не дает ответа на вопрос о конкретном устройстве механизма, который обеспечивает предсказание результатов и их сличение с реально получаемыми сведениями.

Для его изучения была избрана система дыхания. Достоинства и удобства ее как объекта исследования очевидны. Система дыхания характеризуется значительно упрощенным афферентным синтезом по сравнению даже с самым простым актом поведения. Сопоставив мотивацию, обстановку, сигнал и память в случае, когда человек идет выпить стакан воды, с мотивацией, обстановкой, сигналом и памятью при дыхании, мы ясно видим, что в первом случае число возможных вариантов поступка, число «степеней свободы» человека неизмеримо больше. В самом деле, если дыхание мотивируется только необходимостью воздухообмена в легких, то наряду с мотивом «жажды» у человека может быть еще множество других желаний, которые усложняют картину его психической деятельности. То же самое положение и в других составных частях афферентного синтеза.

Словом, процесс дыхания прост с точки зрения психической деятельности да вдобавок и хорошо изучен физиологически.

Был поставлен опыт. На пути распространения команд от мозга к органам дыхания (на диафрагмальном нерве) было поставлено специальное электронное устройство. Задача этого электронного устройства состояла в том, чтобы расшифровать сигналы, поступающие по нерву, и превратить их в команду для специального аппарата искусственного дыхания (аппарат искусственного дыхания, естественно, выполнял в данном случае функции легких). Благодаря такому способу преобразования естественной команды дыхательного центра, прибор искусственного дыхания становился самоуправляемым – в точном соответствии с запросами организма. Весь процесс забора воздуха в этой установке управлялся самим «дыхательным центром» мозга, то есть точно так же, как и в обычной ситуации.

Такой способ самоуправляемого искусственного дыхания позволяет самому организму выбирать наиболее благоприятный для его окислительных процессов режим дыхательной деятельности. Это, естественно, может представить большой интерес для практических целей в медицине.

Однако нас сейчас интересует не эта сторона дела. Для изучения проблемы «акцептора действия» важна возможность «рассогласовывать» команды, посылаемые мозгом и передаваемые электронным устройством.

Рассогласование производилось следующим образом. Получив команду от мозга забрать, скажем, 500 кубических сантиметров воздуха, электронное устройство уменьшало эту цифру до 300 и ее-то передавало аппарату искусственного дыхания. В соответствии с измененной командой в легкие поступало воздуха на 200 кубических сантиметров меньше, чем «запрашивал» мозг. Естественно, сведения о таком уменьшении дозы мгновенно поступали от легких к мозговому дыхательному центру. Как прореагирует он на это внезапное «рассогласование», на это несоответствие между решением и истинной его реализацией?

Опыт показал, что, получив информацию от легкого только о частичном выполнении приказа, дыхательный центр мозга немедленно реагирует на это увеличением запроса с 500 кубических сантиметров до, скажем, 700.

Такая быстрая и точная реакция дыхательного центра на информацию с периферии о внезапно сниженном результате имеет свои причины. Она может возникнуть только в том случае, если одновременно с посылкой команды легким в дыхательном центре создается и нервный комплекс, способный проверить соответствие будущих результатов исходному решению, то есть акцептор действия.

Будь дело иначе, получай мозг команду о нехватке кислорода, например, по изменению состава крови, его реакция не была бы столь быстрой и точной.