Игорь Губерман - Чудеса и трагедии чёрного ящика

• Название: Чудеса и трагедии чёрного ящика
• Автор: Игорь Губерман
• Издательство: Детская литература
• Жанр: Современная проза
• Год: 1969

«Чёрный ящик» – это человеческий мозг. Над его загадками бьётся не одно поколение исследователей, медленно, но верно приближая разгадку тайн этого чуда природы. Научно-популярное произведение Игоря Губермана, не утратило своей актуальности и по сей день – ведь и сегодня мы знаем о мозге меньше, чем о бесконечно далёких от нас галактиках и о невидимых даже в микроскоп элементарных частицах

---

Эта активность, это постоянное движение против уничтожающих, нивелирующих, стирающих воздействий среды и есть жизнь с осуществлением основного принципа ее сохранности – боевой самоорганизацией. И человек отличается от всех оставшихся далеко позади лишь тем, что у него этот принцип стал осознанным, формируется в словах, равно реализуясь в сценариях обдуманных и бессознательных.

Появилась теория активности. Как некогда физика Эйнштейна вместила в себя (поглотив, а не уничтожив!) физику Ньютона, так теория активности в виде составной своей части включает понятия об условных связях – уже закрепленных действиях, кирпичиках сложных движений и поступков.

Ее еще обсуждают, принимают далеко не все, придирчиво ищут факты, способные ее опровергнуть. И прекрасно! Это принесет науке тысячи новых фактов, а среди них те, которые впоследствии послужат основой гипотезы более точной, более обшей, еще более близкой к подлинным механизмам мозга.

Есть прекрасные слова о таких переворотах, непрестанно обновляющих наше знание о мире. Вот они:

«…Гипотеза, которая лишается господства благодаря новым фактам, умирает почетной смертью, а если она была допущена для исследования той истины, которая привела ее к уничтожению, то она заслуживает благодарственного памятника…»

Биология активности как непременную составную часть включает в себя и вероятностное прогнозирование будущего, о котором шла речь в первой главе. Это и есть та система идей, которая объединила многочисленные, давно уже накопившиеся факты о деятельности мозга более сложной, а не просто отзывчиво реагирующей на внешнюю среду. Понятия об активности мозга, о предвосхищении будущего и планах-моделях явились ценнейшим материалом для кибернетиков, ищущих принципы работы мозга для моделирования его совершенной управляющей деятельности. Да, в сущности, это и есть идеи кибернетики – только родившиеся у физиолога, вышедшего, оказывается, на этот путь куда раньше Норберта Винера. Часть представлений об управлении, до которых математик Винер докапывался, обращаясь к физиологии мозга, в конце сороковых годов, физиолог Бернштейн сформулировал еще в тридцатых.

Представления об активности мозга, сменившие ныне отжившие представления о нем, лишь послушно реагирующем на мир, не были восприняты потому, что им было еще рано по общему уровню того времени. Они остались незамеченными даже для читателей специального журнала. Традиционная ситуация: удел опередивших свое время – быть непонятыми, голос забежавшего вперед обречен звучать в пустоте.

Когда появилась современная электроника, а идеи управления потребовали проверки на моделях; когда по лабораториям всего мира забегали смешные электронные мыши и черепахи, убедительно показавшие лишь одно: набора заученных навыков (типа условных связей) не хватает для имитации существования, тогда и потребовалась новая идея – идея активной самоорганизации. И она немедленно нашлась. Профессор Николай Александрович Бернштейн был еще жив, и многие из лидеров сегодняшней кибернетики познавали от него лично идеи биологии активности. Неудивительно, что первыми оценили ее биофизики и математики, а не биологи (трудно признать, что пророк был в собственном научном отечестве).

Многочисленные наблюдения лечащих врачей также во многом объясняются гипотезой об активной выработке моделей действия: разнообразные расстройства движений свидетельствуют либо о неспособности выработать эту модель (остается лишь способность к уже заученным, стереотипным движениям), либо об отсутствии сигналов о завершенности действия, предусмотренного заданием.

Поднимите руку!… Если рука больного лежит сверху, он свободно поднимает ее. Если же ее предварительно надо вытащить из-под одеяла (действие уже не автоматическое), больной не в состоянии это сделать. Несколько неуверенных движений, и он беспомощно смотрит на врача либо говорит, что поднял, а этого нет.

Нарисуйте круг! Больной рисует и… не может остановиться. Окружности следуют одна за другой, заполняя весь лист.

А сейчас в путешествии по области движений нам предстоит чуть отойти в сторону, чтобы взглянуть издали, увидеть, как порой срывается дружная сыгровка нейронных систем, – часть их выпадает из-под общего дирижерского контроля, и анархизм этот чреват для государства мозга страшными и мучительными последствиями. С таким хаотическим буйством мозг не в состоянии справиться в одиночку, но наука уже выступила на подавление беспорядков.

РАЗРУШИТЬ, ЧТОБЫ СПАСТИ

В издаваемых сейчас многочисленных монографиях об устройстве мозга из книги в книгу переходит рисунок смешного и трогательного человека. У него очень большая и странная голова, сильно суженная книзу и походящая на грушу, большой рот (если изображение в профиль, видна огромная гортань), широко раскрытые глаза и маленький лобик. Тело еще более поразительно: крохотные тонкие ножки с одним только большим пальцем (другие тоже есть, но они еле видны), тщедушное тельце и тонкие ручки с внезапно огромными кистями. Эти лапы по величине почти равны голове и чем-то даже пугают. Так называемый чувствительный и двигательный человек – пропорциональное изображение представительств, управлений наших движущихся «деталей» в коре головного мозга. Группа нейронов, ведающая тонко чувствующими и много умеющими руками, очень велика – отсюда размер кистей человека. Тонкая, разнообразная и многозначная мимика лицевой мускулатуры тоже требует сложного управления, поэтому так расширяется вниз лицо человека. А руки от плеча до кисти, ноги и худое тельце – пропорциональные размеры управлений другими мышцами. Представительства эти начинаются над лобными долями и идут к затылку.

Повинуясь созревающим моделям движений (заказы на них поступают из самых разных областей), группы двигательных нейронов вступают в сложные связи и, осуществляя замысел действия, передают друг другу эстафету возбуждения, приводящую в конечном итоге к выработке приказов, бегущих к мышцам.

Но бывают случаи, когда нервные сети вступают в порочную, бессмысленную и пагубную связь, и тогда потоки возбуждения, заражающие всю двигательную область, порождают движения, от воли человека не зависящие. Ужасны проявления непроизвольной двигательной бури, судорог, сотрясающих тело; самое страшное из них – эпилепсия.

Болезнь эта, крайнее проявление судорожной активности, закономерно вызывала у древних суеверный ужас. Чаще всего ее приписывали все же не вселению беса, а мучительному для смертного тела посещению божества. Потому и назывались судороги – священной болезнью. Так названа и самая известная из дошедших до нас книг отца медицины Гиппократа. Однако вопреки названию Гиппократ утверждал: ничего священного в судорогах нет, вполне естественная эта болезнь когда-нибудь поддастся лечению руками смертных.

Через двадцать пять веков были найдены очаги болезни – фокусы эпилепсии, откуда поток нервных импульсов разливается по мозгу странным взрывом возбуждения, вызывая к деятельности подчиненные мышцы тела. Разноголосица сигналов порождает аварию. Какие-то страхующие механизмы выдергивают рубильник, мозг погружается во тьму, спасая от поломки миллиарды нейронов, ведающих памятью, мышлением, сознанием, и только судороги, сотрясающие тело, свидетельствуют, что клетки движения не избежали бури. На кривых биотоков мозга записываются резкие, частые и высокие всплески – сама кривая похожа в это время на судороги обычно низких спокойных волн.

Иногда активность приводит не к падению и судорогам, а пробуждению движений, ставших автоматическими; к действиям, лишенным смысла и цели: больной куда-то бежит, едет, что-либо делает. Сознание в это время выключено.

Откуда и как возникает этот взрыв?

Первая подсказка пришла со стороны. В психиатрии насчитывается сейчас несколько десятков наблюдений судорог, возникавших… от музыки. Был известен композитор, у которого.немедленно начинались припадки от прослушивания одной из арий (любимой, кстати) оперы «Снегурочка». У других возникали судороги от музыки классической, джазовой, при наступлении партии одного из определенных инструментов (чаще всего виолончели и органа). Третьи болезненно реагировали просто на звуки определенной высоты, на какой-то ритм, который навязывал мозгу судорожную активность.

И вот уже ставятся опыты на крысах. Зверьки эти, живущие в темноте и тишине, вообще очень плохо реагируют на звуки, особенно на высокую частоту. Резкий неожиданный звук – и крыса бьется в падучей. В определенном ритме подаются вспышки света – и приступ начинается у больного.

Теперь остается вспомнить о роте солдат, в ногу прошедших по мосту и разрушивших его. Резонанс! Не он ли причина взрыва электрической пульсации, затопляющей мозг?

Похоже, что именно так. Мозг, усваивающий частоту света, неравнодушен в случае болезни к какому-то определенному ритму изменения этого раздражителя. Сначала возникает резонансная пульсация очага болезни – самой чуткой струны, а затем и остальных клеток. Или в резонансе оказываются целые объединения нейронов, сами время от времени впадающие в единый ритм.