От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать - Борис Сергеев

Рубеж (вместо эпилога)

На страницах этой книги мы познакомились со многими животными — от самых примитивных, вроде инфузории туфельки, до овладевших жестовым языком шимпанзе. Мы старались разобраться в их поведении, выяснить, что в нем зависит от врожденных программ и что вносится в него благодаря личному опыту животных. Изучая животных, особенно важно понять, чему они могут научиться и какую пользу дает им умение усваивать новое. Сравнивая способность различных животных к обучению, удается проследить, как постепенно совершенствовался мозг. Давайте вернемся к началу книги, чтобы еще раз перечислить самые основные этапы развития функций мозга. На самых ранних этапах эволюции живых организмов одноклеточным существам и многоклеточным животным, у которых хотя уже и появились нервные клетки, но еще не организовались в нервную систему, приходится довольствоваться набором врожденных реакций. Они и у высших животных, и даже у человека имеют существенное значение, ведь в процессе эволюции, в процессе естественного отбора эти реакции совершенствовались и поэтому способны обеспечить жизнь организмов при строгом постоянстве условий существования. Они годятся для тех животных, которые питаются взвешенными в толще воды питательными веществами, микробами, которых тоже специально выслеживать и ловить не нужно, или в крайнем случае мелкими организмами, настолько многочисленными, что они прямо сами в рот лезут. Эти примитивные животные способны научиться очень немногому, не пугаться зря безвредных раздражителей, не принимать случайно заносимые в воду ветром песчинки за пригодную в пищу добычу или накапливать возбуждение в каких-то системах организма, чтобы потом на любое воздействие на всякий случай отвечать оборонительной или пищевой реакцией. Вот и все, да и эти примитивные навыки способны у них сохраняться очень недолго: десятки минут, редко час или больше. Превращение скоплений нервных клеток в обособленную нервную систему не дает еще возможности животным приобретать какие-то принципиально новые навыки. Разве что они вырабатываются у таких животных немного легче и сохраняются значительно дольше, чем у самых примитивных созданий. Образование различных навыков в определенной ситуации может оказаться очень полезным. Однако еще никому не известно, часто ли у этих животных вырабатываются навыки. Не исключено, что многим из них ни разу в жизни не приходится сталкиваться с подобной необходимостью. Потребовалось дальнейшее серьезное усовершенствование мозга, чтобы оно существенно, принципиально отразилось на его деятельности. Такой этап наступил, когда мозг приобрел способность к образованию условных рефлексов — важнейшему виду временных связей. Возможность вырабатывать различные условные рефлексы позволяет животным легко приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Благодаря условным рефлексам, ответные реакции организма всегда адекватны возникшей ситуации, а навыки более примитивных животных лишь в самых общих чертах отражают сложившуюся ситуацию и потому такой адекватности гарантировать не могут. Если велика вероятность столкнуться с опасностью, низшие животные на каждое новое воздействие будут отвечать оборонительной реакцией. Но может быть легкое движение воды, заставившее гидру на всякий случай сжаться в комочек, вызвано небольшим животным, вполне пригодным ей в пищу, а шанс пообедать окажется упущенным. Или инфузория, привыкшая не бояться легкого движения воды, погибнет, так как вовремя не отреагирует на появление крохотного хищника. В условном рефлексе отражены конкретные знания. У всех животных наших северных лесов вырабатывается оборонительный рефлекс на тревожный крик сойки. Тут ошибки произойти не может. Ясно, откуда грозит опасность, далеко ли она, а значит, известно, в какую сторону нужно отступать и нужно ли при этом торопиться. По сравнению с более примитивными навыками, условные рефлексы очень легко образуются. Например, в отличие от привыкания нет необходимости, чтобы вызывающие их образование раздражители повторялись десятки раз подряд. Образование условных рефлексов в большинстве случаев происходит уже после пяти — десяти, максимум пятнадцати сочетаний раздражителей, и совсем не обязательно, чтобы они следовали один за другим без существенных интервалов. Даже если сочетания будут происходить раз в час, в день или в неделю, условный рефлекс все равно образуется. Благодаря способности животных образовывать условные рефлексы, все непосредственно важные для них закономерности внешнего мира получают отражение в их мозгу, фиксируются там за счет образования временных связей. Эти сведения, в силу способности условных рефлексов, затормаживаются, легко поддаются уточнению, приводятся в соответствие с изменением окружающей обстановки.

Памятник собаке, установленный в Ленинграде на территории, Института экспериментальной медицины.

На высоком гранитном постаменте бронзовые барельефы со сценами из жизни павловских лабораторий. Подпись на одном из них гласит: «Пусть собака, помощница и друг человека с доисторических времен, приносится в жертву науке, но наше достоинство обязывает нас, чтобы это происходило непременно и всегда без ненужного мучительства». На барельефе с другой стороны постамента написано: «Собака благодаря ее давнему расположению к человеку, ее догадливости, терпению и послушанию служит, даже с заметной радостью, многие годы, а иногда и всю свою жизнь, экспериментатору».

Одновременно с возникновением способности к образованию условных рефлексов развивается другая очень важная способность мозга — умение замечать все новое, обращать внимание на впервые возникающие неожиданные раздражители. У некоторых животных мозг устроен так, что они не способны воспринимать постоянно воздействующие на них стимулы, а значит, не в состоянии на них и реагировать. Неподвижные предметы лягушка видит, только когда движется сама. Но стоит ей усесться неподвижно, и через одну-две минуты окружающий мир поблекнет и превратится в сероватую пелену, на которой, как на пустом экране, будет виден только подвижный предмет, если он попадет в поле зрения лягушки. При такой организации зрения не проморгаешь приближения ни одного подвижного предмета. Это очень удобно: лягушка заранее успеет решить, что это движется, опасный ли хищник, или дичь, и будет вести себя соответствующим образом. Способность замечать новизну и реагировать на нее, то есть ориентировочный рефлекс, а в отношении высших животных правильнее сказать ориентировочно-исследовательская деятельность — такая же врожденная реакция, как и другие безусловные рефлексы. Когда ориентировочный рефлекс достиг определенного совершенства, что произошло у птиц и млекопитающих, он стал использоваться для образования ассоциаций, особого вида временных связей. Мы помним, что ассоциации способны возникать между раздражителями, которые никакой реакции у животных не вызывают, ни оборонительной, ни пищевой, только ориентировочную. Благодаря образованию ассоциаций, в мозгу животных могут получить отображение любые закономерности внешнего мира, в том числе такие, которые непосредственного значения для них не имеют, что значительно расширяет их знакомство с явлениями окружающего мира. Для лисицы поющий соловей не представляет непосредственного интереса: птица, сидящая на ветвях, для нее недоступна. Однако весной, когда рыжая хищница постоянно сталкивается с пернатым певцом, в ее мозгу возникают ассоциации между запахом, внешним видом и звуками песни соловья. Это означает, что теперь лисица знает, как выглядит существо, запах которого донес до нее из кустов весенний ветерок, и какие звуки оно способно издавать. Ассоциации обычным рефлексом не назовешь. Они используются не для непосредственного изменения поведения животного — эту функцию выполняют условные рефлексы, — а для внутренних потребностей мозга, для его скрытой от глаз мыслительной деятельности. По существу, любая мысль — это цепочка ассоциаций, вырабатываемых и накапливаемых в течение всей нашей жизни. Для животных, живущих семьями или более крупными коллективами, очень полезно обмениваться информацией, согласовывать свои действия. И действительно, все животные пользуются сигналами, в состоянии их производить и отвечать на воспринятые сигналы соответствующей реакцией. Систему таких сигналов принято называть языком животных, хотя сигналы эти врожденные, ни к кому персонально не адресуются, возникают у животных непроизвольно, а реакции на них заранее предопределены и осуществляются как обычные безусловные рефлексы. Лишь наиболее развитые животные оказываются способными «понимать» сигналы других видов животных, употреблять заимствованные сигналы, самостоятельно создавать новые и произвольно пользоваться ими. Все эти способности имеют огромное значение в жизни животных, но от них еще ужасно далеко до языка человека. Животные оказались не в состоянии создать ничего похожего на нашу человеческую речь. Даже человекообразные обезьяны, хотя и способны преодолеть начальные фазы овладения языком, никогда сами ничего подобного не создадут и без нашей помощи не смогут ни удержать в полном объеме полученные знания, ни распространить их среди своих потомков. Таким образом, именно речь делает нас людьми. И. П. Павлов оценил речь как чрезвычайную прибавку к психике, превратившую мозг обезьяны в человеческий. Он назвал ее второй сигнальной системой. Первая сигнальная система у нас такая же, как и у животных. Это условные рефлексы, которые не только у человека, но и у развитых существ вырабатываются в течение жизни в огромных количествах. Условные раздражители являются сигналами первой сигнальной системы, так как сигнализируют о наступлении в самое ближайшее время каких-то важных событий и вызывают соответствующую ответную реакцию организма. Слова нашей речи являются сигналами второй сигнальной системы, так как они заменяют сигналы первой сигнальной системы: слово «звонок» заменяет звучание звонка, слово «дерево» — само дерево, слово «соловей» — соловья, слова «соловьиная трель» — его песню…Что же конкретно дает нам владение речью? Во-первых, речь чрезвычайно облегчила и упростила использование информации. Теперь любые сведения стало легко передавать от одного человека к другому, сразу целым большим коллективам. Появилась удобная форма для сбора и хранения больших количеств информации. Появление письменности позволило сделать ее распространение бесконтактным, а хранение — неограниченным во времени. В свою очередь, широкий объем информации не мог не отразиться на трудовой деятельности как отдельных людей, так и, что еще более важно, целых человеческих коллективов. Она обеспечила неизмеримо более высокий уровень организации трудовых процессов, позволив заблаговременно планировать трудовую деятельность, согласовывать совместные усилия многих людей и оперативно руководить ими. Этими важными и очевидными преимуществами, которые дала людям вторая сигнальная система, ее значение не исчерпывается. Гораздо важнее, что она дает возможность нашему мозгу по-иному обрабатывать, хранить и пользоваться информацией. Для мыслительных процессов вторая сигнальная система играет огромное значение. Она их существенно упростила. Если животные вынуждены пользоваться образами, громоздкими конгломератами временных связей, то люди имеют возможность заменять их словами, сигналами второй сигнальной системы. Ученые пока плохо представляют, как фиксируется и где хранится в мозгу все то, что нам приходится запоминать. Ясно одно, что нормальные, здоровые люди наделены совсем не плохой памятью, способной накапливать и надежно хранить годами массу информации. Правда, далеко не все умеют правильно пользоваться собственной памятью. Этому следует учиться с детства. Необходимо, чтобы все, что мы отправляем на хранение, поступало в мозг в систематизированном виде и там соответствующим образом распределялось по полкам мозгового хранилища. Необходимо, чтобы мозг имел возможность организовать регистрацию и учет единиц хранения, без чего потом бывает очень трудно отыскать и извлечь из памяти то, что там долго хранится без употребления и вдруг для чего-то понадобилось. Наблюдая, как обезьяны осваивали язык жестов, многие ученые удивлялись, почему, располагая такими возможностями, они до сих пор не создали свой обезьяний язык. А удивляться тут нечему. Оказывается, чтобы животные были жизнеспособными, чтобы они выходили победителями из всех трудных ситуаций, с которыми постоянно сталкиваются в процессе борьбы за существование, возможности мозга должны намного превышать те требования, которые предъявляет к нему повседневная жизнь. Те животные, чей мозг не соответствовал этим требованиям, вымирали при малейших изменениях условий существования. Со времен нашего далекого первобытного предка — неандертальца, умевшего всего лишь пользоваться дубиной да изготовлять нехитрые каменные орудия, мозг человека, видимо, существенно не изменился. Это значит, что если бы где-то в непроходимых джунглях Амазонки или в заснеженных Гималаях еще сохранились неандертальцы, то любой малыш из их племени, при соответствующем воспитании, смог бы стать в конце концов высокообразованным инженером, врачом, квалифицированным рабочим, физиком, а может быть, поэтом или композитором. Мозг доисторического человека уже был готов к созданию человеческой культуры и науки.