Страница 108 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

Сразу предупреждаю, что в этом параграфе ни прямо, ни косвенно не идёт речь о возрождении вульгаризации начала ХХ века о том, что мысль должна быть жидкостью, бултыхающейся в мозге. Материализма без­гра­­мот­­ных философов этого периода и споров о нём, которые в явной или завуалированной форме продолжались весь ХХ век, нет и быть не мо­­жет. Инфор­ма­ция от нервных систем простых форм жизни до мозга человека обязательно материальна [4], но в том единст­вен­ном смысле, в ко­то­ром ма­те­риальны все физические переменные и про­цессы:

связана с физической энергией и её превращениями;

реализуется в процессах с участием состояний конкретных кле­ток и веществ в них;

количественно измерима в экспериментах;

может быть переменной в математических постановках задач.

Процессы в нервной системе и в мозге, на которые ежедневно тра­тит­­ся около трети калорий наших завт­ра­ков, обедов и ужинов, нельзя счи­­тать не­ма­териальными даже, если спря­тать это в такие термины как ду­­ша и по­добное. Вещества, энергия участвуют в синтезе ин­фор­мации, про­исхо­дя­щем в мозге и в нерв­ных системах. Это должно иметь наблю­да­е­­мые в экспериментах следствия. И они ре­ально есть. Удивительного в этом быть не может, однако далеко не для всех.

В начале 60-х годов М. Мак-Коннелом было экспериментально об­на­ру­же­но, что у червя – планарии можно выработать некий условный ре­ф­лекс при его передвижениях в воде. Сенсация заключалась в том, что если кормить необученных планарий их обученными сородичами, то это вы­зывает такое же их поведение, как у обученных планарий. Полу­ча­лось, что сложные формы поведения мож­но передавать особи с по­мо­щью веществ, которые присутствуют в обученной особи. Споры о мате­ри­аль­­но­сти мысли сильно затор­мо­зили ис­­сле­до­ва­ния в этом направле­нии, но от фак­тов уйти нельзя.

Приведу при­мер до­с­то­верного изменения слож­ных форм пове­де­ния под действи­ем един­ст­вен­ного вещества, которое вво­дится в окружа­ю­щую ор­га­низм среду и мо­жет оттуда им поглощаться.

В семидесятые - восьмидесятые годы было подробно исследовано пи­ще­вое пове­де­ние пьявок [153]. Они относятся к группе кольчатых чер­вей – анне­лид (в част­ности, ниже речь идёт о виде Hirudo medicinalis). Пьяв­­­ки живут в воде и пи­та­ются кровью животных. Объект для пита­ния пьявки находят преи­му­­щест­венно путём слу­­чайных перемещений в во­де. При­год­ность его для пи­тания ими опре­де­ля­ется пу­тём об­следования, в ко­то­ром кри­терий есть температура участ­ков его по­верхности порядка 35 – 40 оС. За один раз пьявки по­г­ло­щают коли­чест­во кро­ви, которое в 7 – 9 раз пре­вы­шает их вес. Поэ­то­му иногда они могут питаться один раз в год. В про­цессе пи­та­ния сиг­нал к окончанию поглощения крови по­с­­ту­пает от рас­тяжения кле­ток тела в ре­зультате на­пол­нения зоба. До пос­туп­ле­ния такого сиг­нала пьявка не реагирует даже на сильные внешние раз­дражители вплоть до порезов по­верх­­но­с­ти её тела. Сы­тая пьявка от жерт­вы отпа­дает, прек­ращает случай­ные поисковые пе­­ре­ме­ще­ния и ста­рает­ся спрятаться. В та­ком состоя­нии она избегает наг­ретых участ­ков по­верхности тел, если она с ними сопри­касается. Пьявки ис­поль­­зу­ют­ся в ме­ди­ци­не и хорошо иссле­до­ва­ны.

Схематическое изоб­ражение перед­ней час­ти тела пьявки показано на рис. 9.3 (по статье [153]). Губа обес­­­пе­чивает приса­сы­ва­ние пьявки к телу жертвы. Она замыкает по­лость, в ко­торой располо­же­ны челюсти и ротовое отверстие, соединён­ное с глот­кой и далее с зобом. Кожу жертвы пьявка прорезает движе­ни­я­ми трёх че­люстей. Чередующиеся с зубами про­токи вводят в ор­ганизм жерт­вы слюну из слюн­­ных желёз. Она со­дер­жит антикоагулянт – гиру­дин (что есть один из эффектов при медицинс­ком при­ме­не­нии пья­вок). Выде­ля­е­мая пьявкой слизь играет роль смазки.   

Нервная система пьявки, как и у всех кольчатых червей, состоит из цепочки ганглиев, соответствующих каждому цилиндрическому сег­мен­ту её тела. Продольные пучки нервов связывают их между собой. В сег­мент от каждого ганг­лия отходят автономные (лате­раль­ные – “горизон­таль­ные”) свя­зи. Латеральные связи в сегментах содержат дендриты и ак­­соны, ко­торые обслу­­живают “органы чувств” пьявки и её мышцы. Про­­­­доль­ные связи со­е­ди­няют преимущественно интернейроны (нейро­ны, кото­рые взаи­модей­ст­вуют только друг с другом).

Че­ты­ре передних ганглия пьяв­ки слиты в еди­ный ганглий, ко­то­рый можно весь­ма ус­лов­­но сопоставить “мозгу”. Ганглиев у пьяв­ки 32. Каж­дый ганглий содержит примерно 400 нейронов. Всего в нерв­ной системе пьяв­­ки 12 – 13 тысяч нейронов. Первые нейроны были найдены и иссле­дованы именно у пьявок в 1891 г. шведским анатомом Г. Рет­ци­у­сом. За свою величину они названы гигантскими нейронами (клетками Ретци­у­са). Их аксоны обслуживают ветвящиеся латеральные связи с отмечен­ны­ми вы­ше функциями.

Нейромедиаторы пьяв­ки подобны тем, которые встре­чаются у всех животных – ацетилхолин, гамма-ами­но­масляная кис­ло­та (ГАМК), и мо­но­амиды-ней­ро­медиаторы: октопамин, до­памин и се­ро­тонин, а также несколько ней­ро­пептидов.

Клетки Ретциуса содержат ферменты, необходимые для синтеза се­­­ротонина. В их мембране есть механизмы для активного транс­пор­та серотонина из внешней среды внутрь клетки. В ганглиях есть так­же ещё че­тыре типа интернейронов, в которых высоко содержание серо­то­­ни­на. Передние ганглии пьявки содержат около десяти серотониновых ней­ро­нов. К задней части тела их количество в ганглиях уменьшается до пяти.

Результаты исследований, обзор которых содержится в [153], пока­за­ли, что в нервной системе единственное вещество – серотонин – уп­равляет всем пище­вым по­ведением пьявки. Серотонин клеток Рет­ци­у­са участвует в сек­ре­ции сли­зи. Он рас­слабляет мышцы сте­нок тела и увеличивает их способность к растяже­нию, то есть ре­гу­ли­ру­ет объём поглощаемой крови. Из всех ней­ромеди­а­то­ров пьявки только серотонин вызы­вает секре­цию слюны из слюнных желез. Серотонин ла­те­ральных ин­тернейронов участвует в пла­ва­тель­ных мышечных сокра­щениях пья­вок. Все перечисленные процес­сы у пьявки связаны с по­ис­ком и погло­щением пищи-крови.

Для пищевого поведения пьявки нормировка энтропии-информа­ции в её нервной системе (необходимая для работы схем типа рис. 9.1), производится с помощью изменений концентрации единственного ней­ро­медиатора – серотонина.

Подчеркну, что везде выше я выделяю в работе нервных систем и моз­га роль синтеза информации. Но это не означает пренебрежения раз­но­­образными прямыми и косвенными связями, описываемыми схе­мами, которые отличны от рис. 9.1. Логика и известные общие принципы ней­рон­ных сетей в работе нервных систем и мозга необходимы и важны. На­пример, в нервной сис­теме рассмот­рен­ной выше пьявки все серото­ни­но­вые нейроны связаны друг с другом чисто электрическими синапсами. С их помощью они воз­буж­даются или тормозятся преимущественно син­х­рон­но от обще­го ис­точ­ника. Этим обеспечиваются неспецифические обратные связи, необходимые для обострения селективных свойств за счёт одновременных альтернативных обратных связей (см. параграф 9 главы VII). Поэтому химические синапсы, использующие се­­­­ротонин и принципы синтеза информации рис. 9.1, обеспечивают ог­ром­­ное разно­об­­ра­зие поведенческих реакций пьявки, которое при количестве нейро­нов пьявки невоз­мож­но обслужить на основе логики.

Феноменологически введение серотонина во внешнюю среду (где его нормально никогда нет) приводит к выраженным поведенческим эф­фек­там. На­пример, если голодных пьявок поместить в воду с раст­во­рён­ным в ней серотонином, то они плывут к своей добыче в два раза быс­т­рее, а частота их укусов увеличивается на две трети. Количество погло­щён­ной крови воз­растает на треть. В присут­ст­вии серотонина кусаются и сы­тые пьявки (чего нет в норме). Серотонин в среде, окружающей пьяв­ку, даже при удалённых ганглиях вызывает частые же­ва­­тель­ные движе­ния челю­с­тей, секрецию слюны, ритмические сокраще­ния глотки. 

Наоборот. Инъекции пьявкам нейротоксина 5,7-ди­гид­ро­кситри­пта­мина вы­зы­вают истощение запасов серотонина в нейро­нах, иногда бо­лее, чем на 90%. Поведенчес­кий ответ голодных пьявок на эти инъекции сос­тоял в том, что они вели себя как сытые, отдёргивая голову от наг­ре­тых участ­ков тела жертвы. Если в среду обитания таких пьявок ввести рас­т­­вор серотонина, то его проникновение внутрь “отравленных” нейро­нов вос­станавливает нормальное поведение голодных пьявок.

Задумайтесь над сложностью взаимодействий при пи­тании пьявок и сопоставьте это с простотой изменения концентрации в окру­жа­ющей среде единственного вещества – се­ро­­то­нина или его анта­го­ниста.

Вспомните в связи с этим примером моё объяснение высо­кой ве­ро­ят­ности симбиоза рыбы горчак и моллюска (параграфе 4 главы III). Не­сом­ненно, что ней­ро­ме­диатор рыбы или моллюска (возможно, единст­вен­ный) способен из­ме­нить одновременно поведение рыбы и моллюска при их совместном раз­мно­жении – симбиозе.

Мысль передать от особи к особи (как аналогию передачи кодов в компью­те­рах) невозможно потому, что (в отличие от ком­пью­теров) её не сущест­вует как воспроизводимой комбинации кон­к­рет­ных нейронов.

Состояния намагниченности в определённой ко­ди­ровке на дис­ке­тах, на жестких дисках компьютеров, состояния триггеров в их опера­тив­­ной памяти, записи на грам­пла­стинках или лазерных CD-дис­­ках имеют однозначный закон ко­дировки и адреса (простран­­ст­вен­ные и/или во времени), по которым размещены эти коды. Мозг такого не содержит.

Введенный извне в мозг ней­­ромедиатор может изменять и изме­ня­ет в нём самым су­ще­ст­венным образом про­­цессы син­теза информации. Он действует на нормировку энтропии как физический процесс. Ре­зуль­­тат вы­ра­жается для человека в форме “мысли”. Но медиаторы кон­к­рет­ную мысль от особи к особи не передают и передать не могут.

Иссле­до­ва­ния влияния ней­ромедиаторов, нейро­пеп­ти­дов, гормо­нов, факторов рос­та нер­вов на абстрактную работу мозга (мысль) и пове­денческие функ­ции ещё только начались. Но уже результаты велики. При­мер (не полный и приближённый) участия не­которых нейропетидов в регули­ровании по­ве­ден­чес­ких функций дан на рис. 9.4. Сплошными стрелками обозначены возбужда­ю­щие влияния, пунктирными – тор­моз­ные. Схема относится пре­имущественно к высшим живот­ным и челове­ку. Сегодня в ней наи­более изу­че­ны опиоидные пе­п­тиды, при­ме­­­ром ко­то­­рых явля­ют­ся энке­фа­­лины и эндорфины.

У пьявки управление пи­ще­­вым поведением и есть мысль. В терми­нах рефлексов её можно наз­вать суммой безусловных ре­ф­­­лексов. Нейро­медиатор – серо­то­­нин в норме не су­ществует во внеш­ней среде пьявки. Поэтому в её нервной си­с­теме отбор не мог сфор­ми­ро­вать защиты при его дей­ствии извне. 

В середине семидесятых годов понимания перечисленного выше  не было. Поэтому даже ставились эксперименты для переноса навыков с помощью нейропептидов. Результатов они не дали и дать не могли. Но это не исключает сугубо конкретных ситуаций, когда отбор закрепил в нервных системах высших форм жизни такие узкие возможности. Зави­си­мости от внешних факторов при размножении, опасности могут содер­жать в себе перенос сложных комп­лексов реакций организма с помощью единственного нейромедиатора, или нейропептида, или их комбинаций. Например, тот же самый серотонин, что регу­лирует пищевое поведение пьяв­ки, ответственен за комплекс поведения, который называют у лю­дей любовью (со всеми её описанными в ро­ма­нах крайностями).