Страница 111 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

В предыдущем параграфе были рассмотрены случай­но­с­ти, выбор и за­поминание из которых приводит к средствам ком­му­ни­ка­ции, лока­ции и по­ра­жения у рыб. В этом случае фи­зи­чес­кие законы, ко­то­рые огра­ни­чи­вают случайности, отно­сят­ся к области низко­час­тотных про­цессов в ди­апазоне, не превы­шаю­щем десятки – сотни килогерц. Од­нако как в ок­ру­жающей среде, так и в нервной системе воз­можны эффекты, связан­ные с более высокими частотами, например, в диапазоне на грани­це меж­ду инфра­крас­ным излучением и ра­диоволнами.

В воздушной среде, окружающей человека и животных, могут рас­про­страняться электромагнитные волны. В работе организма участ­вуют большие по размерам биомолекулы. Их преобразования (химические и конформационные) связаны с уровнями энергии, кванты которых могут от­­носиться к диапазонам частот от радиолокационного до инфракрас­но­го света и выше. Эффекты, которые в силу слу­чай­ностей, ограниченных ус­ловиями, должны присутствовать в этом диапазоне длин волн, были предсказаны в работах [58] – [61]. Ис­сле­дования ионных каналов, про­веденные в последнее время, например [157], [158], подтверж­да­ют ре­аль­ность пред­сказанных эффектов. Рассмотрю их в этом параграфе.

Известно видимое излучение организмов как резуль­тат их метабо­лизма, например, у разных видов светлячков. Они характер­ны для зон жар­кого климата. Там ночью в инфракрасном диапазоне слиш­­ком светло от нагретых за день предметов. Как подчеркивалось в [58] – [61], в мест­но­стях с холодным климатом высока вероятность существования насеко­мых, излучающих в инфракрасном диапазоне, хотя исследования такого рода не проводились. 

Мозг мог самопро­из­воль­но возникнуть в про­цессе эволюции и мо­жет воспроизводиться в поколениях потому, что случайности есть од­но­в­ременно основа его ана­то­мии и принципов его работы. Сформу­лиро­ван­ные в этой работе принципы работы мозга (в частности, человека) определяют два пути информационого воздействия на мозг извне:

Воздействие на органы чувств. Оно воспринимается мозгом с использованием запасов предварительно синтезированной информации. Это все формы врождённого и внешнего обучения. Сигналы, не имею­щие прямых или косвенных аналогов в предыдущем синтезе инфор­ма­ции, не могут внести в организм новую информацияю, минуя ей син­тез с учётом ранее накопленной информации.

Воздействие, например, электромагнитных вол­н на синаптичес­кие связи (нейроме­диаторную систему), изменяющее ус­ло­вия синтеза информации. При их действии сигналы от органов чувств или обра­ботка запомненной информации могут давать новые результаты.

Виды и особи формируют случайности, ограниченные условиями. Одно из таких условий содер­жит­ся в общности нейромедиаторов, нейро­пеп­тидов, гормонов в разных от­де­лах мозга и системах организма. Нейроме­диаторы и нейропептиды есть вещества. Химические ре­ак­ции с их участием изменяют энерге­ти­чес­­кие состояния биомолекул, с кото­ры­ми они взаимодействуют. Без это­го не могут протекать хими­чес­кие реак­ции. Но для изменения энер­гетического состояния молекул существует иное средство – излучение или пог­лощение электромагнитных волн.

Нейроны как клетки-“паразиты” возникли и функционируют на ос­нове избыточности энергетики жизни в её частной электрической форме. Они уни­вер­сальны по прин­ципам, но различ­ны в дета­лях (в пре­де­лах ус­ло­вий). Они от­вет­­ст­вен­ны за сущест­во­ва­ние моз­­га, но при­сутствуют во мно­гих тка­­нях и ор­га­­нах. Де­по­ля­ри­зация мем­­­б­­раны ней­­ро­нов с учас­ти­ем ионных каналов есть их универ­сальная особенность.

Повторю на рис. 9.7 схему из [58], [59], описывающую генерацию элек­т­ромагнитного излучения в ионных каналах как результат присое­ди­не­ния нейромедиатора к его постсинаптическому рецептору. Её сегодня можно существенно детализировать, но делать этого здесь не буду.

Ионный ка­нал является сложной белковой молекулой. Выражается это тем, что прохождение ионов в канале есть движение, неразрывно свя­занное с деформациями и колебаниями молекулы, образующей канал. Ионный канал, входящий в состав постсинаптического рецептора, есть система, управляемая нейромедиаторами. В силу этого для него обя­за­тель­ны универ­саль­ные особенности, не завися­щие от конк­рет­ной его ре­а­лизации. Перечислю их:

Управление каналом требует сущест­во­вания запи­ра­ющих его элементов. Они действительно наблюдаются на фото­гра­фиях в элект­рон­ном микроскопе [157] и име­­­ют элект­ри­ческий заряд. На рис. 9.7 они схематически по­казаны в нижней половине ка­нала.

По основному принципу работы химического синапса нейро­ме­­ди­а­тор, запустив деполяризацию и этим нервный импульс в постси­нап­­­ти­чес­кой мембране, должен отсоединиться от своего рецептора и вер­­­нуть­ся в си­наптическую щель – независимо от конкретных подроб­нос­тей, акт при­со­е­динения ней­ромедиатора обратим.

Обратимость управления постсинаптическими взаимодейст­ви­я­ми означает существование релаксационно изолированных путей рас­про­странения электромеханических возмущений (рис. 9.7).

Три перечисленные выше особенности есть классические приз­наки генератора (типа клистрона в радитехнике СВЧ), который преобразует энергию движения зарядов в колебания и излучение на их основе электромагнитных волн.

По отношению к химическому синапсу источник энергии для генератора п. 4 есть трансмембранный потенциал постсинаптической мем­браны. Цепочку движущихся ионов формируют взаимодействия п. 3. Конструкцию генератора образует комплекс канал-рецептор.

В физике известны коллективные процессы синхронизации из­лучателей, которые в конкретных условиях многих рецепторов на пост­­­синаптической мембране могут приводить к синронизации их излу­че­ния. Это и порядок величины электрической энергии синапсов га­ран­ти­руют мощность излучения, достаточную для наблюдений элек­т­ромаг­нит­ного излучения химических си­напсов в нервных системах и мозге.

Схема рис. 9.7 содержит в себе возможности обращения, то есть может быть приёмником электромагнитных волн, выходное дей­ст­вие которого есть изменение порога срабатывания химического синапса. Для химического синапса электромагнитное излучение может выполнять функции нейромедиаторов. Подробнее об этом см. [58] – [61], [14].

Перечисление п.п. 1 – 7 показывает, что в химическом синапсе существуют условия для случайностей, которые могут сделать его из­лу­ча­телем и приёмником электромагнитных волн. В живых системах, ес­ли существуют условия, то возможны случайные реализации разре­шён­ного ими. Нельзя утверждать, что все синапсы всегда из­лу­чают элек­т­ро­маг­нит­ные волны заметной мощности. Нельзя гаран­ти­ро­вать, что ди­апазон их излучения таков, что попадает в интервалы прозрач­нос­ти воды в ор­га­низме, возникающие из-за её связей с другими молеку­ла­ми. Но, ещё раз подчеркну, в живых системах то, что разрешено фи­зи­ко-химическими ус­ловиями, в той или иной форме реализуется и за­по­ми­нается естествен­ным отбором. Электромагнитное излучение при синаптической передаче нервного импульса может возникать. Действие электромагнитного излу­че­ния на нервные системы и мозг может быть эквивалентно действию ней­ромедиаторов и нейропептидов. Это значит, что подобные реальные эффекты существуют, как минимум, в виде исключений.

Детализация изложенного на основе развития зна­ний об ионных каналах и рецепторах не входит в цели этой книги. Важ­но ещё раз под­черк­нуть, что время и публикации о ионных каналах и пост­синап­ти­чес­ких рецепторах подтвердили морфологически сущест­во­вание эле­мен­тов схемы [58] – [61], [14] с описанными в п.п. 1 – 7 свой­ст­вами. Не сомневаюсь, что эксперименты подтвердят (или уже подтвер­ди­ли, но это не опубликовано) излучение и приём электромагнитных волн хими­чес­­ким синапсом, предсказанные уже давно в [58] – [61].