Парадоксы мозга - Борис Сергеев

Безусловно, для высших животных привыкание не является ни главной, ни ведущей психической реакцией. Им не исчерпывается репертуар их психики, но без этой, самой примитивной психической реакции не смогли бы обойтись даже люди. Благодаря привыканию мы утром менее чем за минуту перестаем замечать прикосновение одежды. Если одежда новая и непривычная, реакция наступает не так легко и быстро. Мы привыкаем к тиканью часов, к шуму за окном нашей спальни и перестаем замечать эти воздействия.

Прочность привыкания зависит от того, сколько усилий потрачено на его образование, и от состояния памяти. Если после того как привыкание образовалось, продолжать действовать на животное тем же раздражителем, оно укрепляется и может сохраняться в течение нескольких дней или недель. У одноклеточных животных память никудышная. Привыкание у них сохраняется 30–40 минут, редко один-полтора часа. По мере усложнения нервной системы память явно становится надежнее и сохранность привычек возрастает. После усиленных упражнений реакция сохраняется особенно долго.

У низших животных возможен и еще один вид обучения. О нем уже шла речь. Он прямо противоположен привыканию и состоит в том, что под влиянием внешних воздействий животное приобретает способность отвечать определенной реакцией на раздражитель, который раньше ее не вызывал. В отечественной литературе этот вид обучения получил название суммационного рефлекса, что хорошо отражает механизм его становления. За рубежом его называют сенсибилизацией или сенситизацией, что характеризует внешнее выражение реакции, изменение чувствительности к одним раздражителям под воздействием других.

Пресноводные гидры относятся к свету весьма положительно. Если аквариум заклеить бумагой, оставив в ней маленькую щелку, то через несколько дней все животные переберутся в освещенную часть. Совершенно очевидно, что свет их не пугает. Однако можно добиться, чтобы они его боялись. Для этого гидру раздражают ударами слабого электрического тока, от которого она будет съеживаться в комок. После нескольких десятков ударов током внезапно включенный свет тоже заставляет гидру сжиматься.

Аналогичные реакции имеют широкое распространение. Сильно напуганный человек вздрагивает от любого слабого звука, от любого внезапного раздражителя, в котором явно нет ничего опасного. Причина повышения возбудимости – суммация возбуждения. Удар электрического тока вызывает возбуждение в нервной системе гидры. Если каждое следующее воздействие током обрушивается на нее, когда возбуждение от предыдущего еще полностью не улеглось, новое возбуждение суммируется с остатками старого. После серии электрических ударов возбуждение в нервных цепях накапливается и становится столь велико, что добавление даже небольшой его порции оказывается достаточным, чтобы вызвать оборонительную реакцию. Вот почему свет, который в обычном состоянии гидрам нравится, теперь их пугает.

Как и привыкание, суммационный рефлекс сохраняется очень недолго. Кратковременность – весьма необходимое качество. Нервные клетки или их синапсы не должны на длительный срок менять свои свойства. Условия, вызвавшие возникновение суммационного рефлекса, могут в считанные минуты измениться, и для животного не будет никакого резона вздрагивать от любого случайного раздражителя или производить какие-то другие реакции.

Низшие формы обучения, простейшие психические реакции – привыкание и суммационный рефлекс – имеют для животных огромное значение. Их роль особенно заметна у низших существ, ведь они ничему другому обучиться просто не могут. Но и для высших животных и человека их значение никак не меньше. Привыкание обеспечивает реакциям организма адекватность, устраняя все лишнее, не обязательное, не приносящее ощутимой пользы, что позволяет экономить массу энергии и сосредоточиваться на чем-то действительно важном или необходимом.

Благодаря привыканию животные способны притерпеться к любым условиям существования, с которыми ежедневно встречаются на своей территории, в своей семье или в своем стаде. Это привыкание позволяет птицам вить гнезда в перекрытиях железнодорожных мостов, по которым каждые 3–5 минут с грохотом проносятся железнодорожные составы. Не существуй привыкания, любое животное было бы похоже на пуганую ворону, которая от каждого куста шарахается.

Не менее важную роль играет суммационный рефлекс. Для организма, подвергшегося вредному воздействию, выгодно отреагировать оборонительной реакцией на любой новый раздражитель, так как в этой ситуации достаточно велика вероятность, что и он связан с опасностью. При систематическом столкновении с пищевыми раздражителями организму целесообразно отреагировать на любой новый раздражитель пищевой реакцией, так как и он может оказаться связанным с присутствием пищи. Короче говоря, образование суммационного рефлекса должно повышать приспособленность животных к условиям существования и увеличивать их шанс на выживание.

Отличники и двоечники

Жизнь на земле развивалась от одноклеточных организмов к многоклеточным, от совсем примитивных к все более развитым и сложно устроенным организмам. Поразительно совершенство одноклеточных созданий. Все приборы для обеспечения жизни уместились в одной крохотной клетке. Здесь и система анализаторов, и пищеварительная система, и энергетическая установка, извлекающая из пищевых веществ энергию, необходимую для осуществления движений и других потребностей организма, здесь и двигательный аппарат и устройства, обеспечивающие размножение, и, наконец, устройства, занятые координацией деятельности всех систем микроорганизма… Ясно, что больших способностей, большого ума от таких существ ожидать трудно.

Некоторые одноклеточные организмы приспособились жить колониями. Это оказалось выгодным. По мере того как связи между ее членами крепли, она превращалась в многоклеточный организм. Первые многоклеточные существа мало отличались от колонии. Совместные реакции их клеток возможны благодаря передаче возбуждения от соседа к соседу, от одной клетки организма к другой. Как видите, уровень координации невысок. Она осуществляется слишком медленно и ненадежно.

В примитивном многоклеточном организме все клетки примерно равны между собой. Каждая должна обладать известной чувствительностью, уметь улавливать воздействия внешней среды и передавать полученные сведения своим соседям. Позже между клетками многоклеточного организма началось разделение труда. Одними из первых обособились нервные клетки, взяв на себя функцию сбора внешней и внутренней информации и быстрого распространения ее по всему организму, в том числе тем клеткам или органам, которые способны ответить на раздражение полезной реакцией. Благодаря своеобразному строению нервной клетки, имеющей маленькой тело и длинные отростки, протянувшиеся из конца в конец организма, они имеют возможность выполнять свои обязанности достаточно быстро.

В момент своего появления нервная система примитивных существ, видимо, представляла собой жиденькую сеть нервных клеток, равномерно распределенную по всему организму. На первых порах она удовлетворительно справлялась со своими обязанностями, однако дальнейшее усложнение организмов предъявляло нервной системе дополнительные требования. Возникавшие специализированные органы нуждались в систематическом руководстве, и вблизи них появлялись более густые скопления нервных клеток. Этот принцип отчетливо выражен у пресноводной гидры. В ее крохотном тельце нервные скопления расположены вокруг ротового кольца, в щупальцах и у подошвы, которой гидра прикрепляется к субстрату.

Следующим этапом усовершенствования нервной системы явилось превращение отдельных сгущений нервных клеток в четко оформленные нервные тяжи и образование в местах их пересечений скоплений нервных клеток – нервных ганглиев. Появление у животных двигательного аппарата, возникновение в связи с этим двусторонней симметрии и формирование переднего конца тела предъявило нервной системе очередные требования. На переднем конце сосредоточились органы зрения, равновесия, осязания и химической рецепции. Огромное количество нервных клеток, обслуживающих эти органы чувств, послужило основой для создания здесь головных ганглиев.

У примитивных животных аналогичные ганглии существуют и в других частях тела. Все они более или менее равны между собою. Наивысшее совершенство нервная система из многочисленных ганглиев и соединяющих их нервных тяжей получила у плоских червей. Возникновение нервных ганглиев явилось важным рубежом развития психики. До их появления у животных существовало два типа обучения: выработка привыкания и образование суммационного рефлекса. Появление компактных объединений нервных клеток позволило усовершенствовать эти реакции. У таких животных привыкание может сохраняться неделями, а суммационный рефлекс становится больше похож на доминанту – способность нервных центров длительное время находиться в возбужденном состоянии и на все воздействия отвечать главным образом реакциями, исходящими из доминантного очага. Доминантность способна поддерживаться столь длительно, что такие реакции часто называют ненастоящими условными рефлексами.