14.5. Проблема расшифровки нервных импульсов
Если так сложно обстоят дела с сознанием, то, может быть, имеется ясность хотя бы с работой нервной системы? Например, с функцией импульсов, которые в огромных количествах циркулируют по нервам и мозгу. Уж их-то давно измерили и сосчитали. Давно выяснена их ионно-электрическая природа. Так что они там делают и зачем?
Еще не так давно верили, что стоит только прочитать импульсы с достаточно большого числа нервных волокон, и проблема их расшифровки будет решена. Взглянув на запись электрической активности мозга, можно будет установить, о чем думает человек. Однако, прошли десятилетия, а проблема в целом остается неприступной, хотя небольшое продвижение все же есть. Можно, например, установить, анализируя импульсы у конкретной крысы, когда ей предъявлен объект красного цвета, а когда зеленого. В этом случае, действительно, совокупные контуры записей многих импульсов несколько отличаются друг от друга. Но уже у другого животного, даже той же породы, форма записи совершенно другая, так что приходится изобретать новый способ различения сигналов. В чем же дело?
Чтобы взглянуть на эту проблему в верной перспективе, обратимся вначале к понятию рефлекторной дуги. Казалось бы, что может быть проще и привычнее ощущения и рефлекторного ответа на него? Со времен И.Д.Павлова нас учат, что психическая деятельность протекает по следующей схеме: на рецептор действует раздражитель - нервные импульсы передают информацию о нем в мозг - мозг анализирует характер раздражителя и дает управляющий сигнал двигательной системе, которая реализует необходимое действие. Итак, классическая схема рефлекторной дуги:
Р - М - Д
рецептор - мозг - движение
В [44] изложено уточненное представление о рефлекторном акте. Оказывается, что долгое время от исследователей ускользала интересная подробность: мозг не может распознать характер раздражителя без нового обращения к рецептору. Эта идея подкреплена анатомическими открытиями: рецепторы соединяются с мозгом не только прямой нервной связью рецептор-мозг, но и обратной мозг-рецептор. В интерпретации К.Прибрама рефлекторная дуга функционирует так: раздражитель действует на рецептор, тот посылает об этом информацию в виде нервных импульсов в мозг, мозг производит предварительное распознавание и посылает в рецептор информацию об этом предположении, рецептор, в соответствии с предложенной моделью посылает в мозг новую порцию импульсов, характеризующую раздражение именно предполагаемым раздражителем, а не имеющимся. Далее мозг сравнивает две порции импульсов, если информация о наличном раздражителе совпадает с информацией о модели, то модель принимается, и на этом основании выдается управляющий сигнал на двигательную систему. Если модель не совпадает с наличным набором импульсов, то вырабатывается новая модель и процесс распознавания повторяется до тех пор, пока не произойдет совпадение. Уточненная схема рефлекса такова:
Р - М - Р - М - Д
Удлинение цепочки необходимых операций объясняет наблюдаемую длительность распознавания.
Перебор моделей может приводить к ошибочным отождествлениям. Для примера вспомните многими испытанное странное чувство, когда входишь на неподвижный экскалатор в метро. Заметное время мозг распоряжается телом в рамках модели движущегося экскалатора, но, наконец, рассогласование модельных и наличных импульсов становиться так сильно, что пелена иллюзии падает. Некоторые люди при этом даже теряют равновесие.
Повторяем, что встречные потоки нервных импульсов - это анатомическая реальность. Встречные нервные волокна обнаружены во всех органах чувств, кроме зрения. Но сетчатка глаза, содержа рецепторы, одновременно сама является как бы участком мозга, вынесенным вперед. По-видимому все встречные операции производятся прямо в ней.
Возвращаясь к описанному опыту с распознаванием импульсов у крыс, сопоставим теперь полученный там отрицательный результат с той легкостью, с какой распознает нужную модель крысиный рецептор. Ведь, следуя К.Прибраму, прежде чем крыса решит, что имеет дело с зеленым объектом, ее рецепторы посылают в мозг сигналы о тех модельных раздражителях, по поводу которых в мозгу зародилось предположение, что ему предьявлены именно они.
До тех пор, пока полагали, что распознавание информации происходит только в мозгу, можно было объяснять неуспех исследований большой сложностью этого мозга. Но теперь, когда, выяснилось, что рецептор выполняет ту работу, которая раньше приписывалась мозгу и которую не могут выполнить целые научные коллективы на протяжении многих дет, то вправе предположить, что сама проблема сформулирована неверно.
В литературе высказывается мнение, что по встречным волокнам идет более простая информация, чем описание модели, а именно сигнал о предварительной настройке уровня восприятия рецептором. Однако, опыт ошибок восприятия не только по количеству, но и по качеству, опровергает эту гипотезу. Например, нечаянное прикосновение к раскаленному предмету вначале иногда рождает ощущение пронзительного холода, а вовсе не слабого тепла.
Тем не менее, предположение об упрощенной форме информации, передаваемой по нервам, в принципе, указывает правильное направление, просто в упомянутой гипотезе упущено из виду качественное разнообразие раздражителей. Успешное распознавание модели рецептором тем более удивительно, что он не является даже частью нервной системы, он только опутан нервными окончаниями, но всегда имеется зазор между ними и телом рецептора. Сигнал через зазор переноситься посредством химических веществ-медиаторов. Трудно допустить, что эти вещества в состоянии передать столь сложную информацию, как аналоговая модель раздражения. Ситуация несколько проясняется, если предположить, что нервные импульсы несут не конкретную аналоговую информацию, а закодированную.
Постепенно мы будем уточнять представление о ее характере. Первый шаг заключается в том, чтобы учесть наличие факта выбора модели, который совершает мозг. Разные модели могли бы иметь разные признаки, наподобие библиографических шифров в книгохранилищах. Тогда мозг и рецептор обмениваются не самими моделями, а их шифрами. Таким образом, информация уже становится проще, а специфика модели при этом не упущена. Например, в библиотеке тоже имеются встречные потоки данных двух сортов: заявки, несущие косвенную информацию о требуемом объекте и сами книги, доставляющие конкретную информацию читателю. Понятно, что попытка установить по потоку заявок подробное содержание книг обречена на неудачу. Можно только примерно утверждать после исследования соответствий книг и шифров, что, скажем, этот читатель изучает книгу по математике, а тот читает художественную литературу. Ситуация, весьма напоминающая расшифровку импульсов, если предположить, что у каждой библиотеки, как и у каждой крысы, применяется своя система шифров. Тогда результаты обследования одной библиотеки будут неприменимы для оценки работы другой. Таким образом, намечается объяснение одного из наблюдаемых свойств нервной деятельности. Но получается, что каждая особь имеет свою собственную систему кодирования информации. Во-первых, это было бы слишком роскошно, а во-вторых, не ясно, почему такая развитая система ускользает от обнаружения и понимания.
Но даже если остановиться на идее, что нервные импульсы несут информацию типа заказа на книгу, то возникает вопрос, где же тогда встречный поток содержательной информации?
Тут есть две возможности. Первая - хранилище содержательной информации централизовано и это мозг. Но тогда рецептор должен каким-то образом обратиться к этому хранилищу и получить от него аналоговую информацию, иначе он не сможет подать в мозг сигнал, возникающий при контакте с модельным раздражителем. Получается, что основной поток информации в организме, а именно содержательной, передается каким-то путем, который упорно ускользает от наблюдения. Но зачем тогда существует вся сложная структура нервной ткани, ведь и шифрованную информацию можно было бы передать аналоговыми каналами, как неизмеримо более простую? Но нервная система существует, значит наше предположение ошибочно.
Вторая возможность - хранилище информации у каждого рецептора собственное, мозг - это только каталогизирующая система. Он имеет набор шифров для раздражителей и набор шифров для реакций организма. Ему остается только поддерживать соответствие между ними. Но, получая от рецептора шифрованное обозначение раздражителя, мозг мог бы сразу отдавать соответствующий приказ на исполнение действия. Тогда зачем природа создала целую встречную нервную систему? Зачем нужна циклическая процедура распознавания? При достаточной полноте системы шифров все это было бы излишним. Понятно, что такая избыточность структуры есть плата, но за что? Повидимому, за лаконизм передаваемых сообщений. То есть допустимо предположить, что информация, передаваемая импульсами, может быть еще на целую ступень проще, чем даже шифры-указатели.
На первый взгляд предположение об индивидуальной памяти каждого рецептора может показаться парадоксальным. Но весомые доводы против того, что хранителем информации является мозг, высказал учитель К.Прибрама К.Лешли [44, 63]. Он многие годы исследовал механизм памяти. Наконец, заявил, что не нашел никаких признаков энграммы, т.е. аналогового образа внешних впечатлений в мозгу. Более того, не имей он ежедневного подтверждения тому, что человек может познавать новое, то на основании своих исследований он вынужден был бы признать, что человеческий мозг не способен к обучению. Согласитесь, звучит впечатляюще. Основываясь на этом, можно смело предпочитать вторую возможность.
Помимо столь авторитетного свидетельства, Концепция большой вес придает тому, что в магической традиции [25] неоднократно подчеркивается, что память человека сосредоточена во всем его теле, буквально, "в руках и ногах", " в плечах и икрах". В результате смерти эта память распыляется в пространстве, как облако. Несомненно, что эти слова как раз подчеркивают важнейшую роль рецепторов в функционировании памяти.
Подробнее этот вопрос рассмотрен в следующей главе.
Что касается К.Лешли и К.Прибрама, то в своих дальнейших исследованиях они по-прежнему продолжили поиски способов фиксации впечатлений именно в мозге, разве что в какой-то иной, не аналоговой, форме. Они установили, что удаление различных участков мозга у крыс не приводит к исчезновению выработанного рефлекса. Поэтому К.Лешли предположил, что воспоминания хранятся во всех частях коры, а их интенсивность зависит от общего числа ее активных клеток. К.Прибрам предложил популярную ныне голографическую модель памяти, опираясь по аналогии на известные свойства преобразования Фурье (Приложение G). Его привлекли такие свойства голограмм, как огромная информационная емкость, распределение информации по всему объему голограммы, ассоциативное воспроизведение образов и др. Он полагает, что общее электромагнитное поле мозга является подобной голограммой. Оно состоит из двух компонентов: из совокупности дискретных импульсов, несущих простую двоичную информацию типа “да-нет”, и медленных гладких полей переменного потенциала. Вопрос о том, как рецепторы “договариваются” с мозгом отошел в тень.
Для Концепции здесь важны утверждения, что импульсы несут предельно простую двоичную информацию, и что в процессе вспоминания прошлого задействована практически вся кора головного мозга. Но, как увидим в следующей главе, это еще не значит, что память хранится именно в мозгу.
Подводя итоги этой главы, можно констатировать, что надежды на то, что наука придет и развеет в прах “абсурдные” положения Концепции, не оправдались. Наоборот. Каждая из застарелых проблем психологии проясняется в той мере, в какой наука склонна признать реальное присутствие сознания в окружающем человека мире, и, в конечном итоге, если не его первичность, то хотя бы его независимое от материи существование. Но поскольку уступки в эту сторону мизерны, мизерными остаются и успехи.
