ЯЗЫКИ МОЗГА Экспериментальные парадоксы и принципы нейропсихологии - К.ПРИБРАМ

Эта сложная работа по организации текста привела меня к убеждению, что нейропсихология возмужала. Правда, предмет этой науки излагается в программах и курсах с различными названиями: физиологическая психология, поведенческая нейрофизиология, биопсихология, психобиология, биологические основы поведения и биоповеденческая наука. Каково бы ни было содержание каждой из этих дисциплин, теперь мне ясно, что как у студентов, так и у преподавателей, занимающихся этой областью-науки, имеется четыре различных по характеру круга интересов и что часто они неожиданно пересекаются, потому что границы их неясны и не строго определены. Эти интересы следующие: изучение механизмов мозга, психологических функций, модификации и контроля поведения и процессов коммуникации; каждая из этих областей знания пользуется в значительной мере своим особым языком. Хотя все они хорошо согласуются между собой, каждое из этих направлений стремится захватить сферу другого.

Последним сюрпризом было для меня то, каким образом решилась проблема взаимоотношения психики и мозга. Когда я начал свои исследования в этой области, я был уверен, что био-тюведенческий подхоц к данной проблеме оградит психологию от идеализма, подобно тому, как биохимия ограждает биологию от ъитализма. Однако я недооценил должным образом мозг, его способность кодировать информацию. Камнем преткновения в этой проблеме стал язык кодирования; является ли этот язык духом или материей? Биологическое решение этой дилеммы было неожиданным для меня, даже когда я приступил к написанию последней главы.

Меня беспокоит, сумел ли я передать свое волнение, вызванное путешествием по этой области знания, сулящим столько открытий. Многое зависит от того, смог ли я соткать четкий узор из тонких нитей фактов. Во всяком случае эта книга будет служить в качестве дневника такого путешествия, и я адресую его студентам, коллегам и всем интересующимся этой областью науки. Возможно, что эта книга окажется полезной и в других отношениях.

Когда дело дошло до публикации, я обнаружил, что изложенные факты не получили еще достаточного объяснения. Основная цель экспериментов состоит в том, чтобы раскрыть центральный подход к организации поведения, к анализу того, что делает человека человеком (Pribram, 1971). Во время недавней поездки я осуществил свое давнее желание посетить лабораторию К. Терцуоло, чтобы познакомиться с современным подходом к нейрофизиологии рефлекса (как это следует из гл. XII ж XIII, изменение этого подхода связано с привлечением к объяснению проблемы некоего общего механизма, работающего по линейным закономерностям, несмотря на некоторые локальные нелинейности (Terzuolo, Popelle, 1968). Во время этой же поездки я познакомился с опытом Г. Джаспера (Jasper, 1969, Jasper, Koyama, 1969), в которых при электрической стимуляции подкорковых структур из мозговой коры кошки извлекались химические агенты. (Эти данпые были нужны мне, чтобы разрешить некоторые сомнения, изложенные в гл. XV.) Я также с радостью узнал (о чем сразу же и написал), что Д. Поллен (1971) демонстрировал в Гарвардском университете, как «стриарная кора превращает топографические признаки зрительного пространства па уровне латерального коленчатого тела в преобразование Фурье или в пространственно организованное частотное представительство в комплексе клеток одного уровня через посредство простых клеток (сензитивных к линии), что является фазой „интеграции в колонки"». Короче, световой поток, захватывающий соседние рецептивные поля «эффективно расчленяется на ряд неволновых градиентов, пересекающихся под различными углами и покрывающих широкий диапазон колебаний, соответствующих градусах зрительного угла». И тогда же я встретился с Р. Шоу и обсудил с ним способы проверки этой гипотезы с помощью поведенческого эксперимента и моделирования на ЭВМ, а также – с помощью кодирования временных параметров процессов в трехмерных голо-графических структурах. Перейдя к более важным философским аспектам, мы говорили в тот вечер о сходстве между многомерной голографией и путем, который прошел Лейбниц от изобретения интегрального исчисления до своей теории монад, о сходстве развития этих идей с анализом Рассела ряда положений Джемса. Действительно, «истина возникает из фактов, но она и опережает факты, и кое-что к ним прибавляет, а эти факты вновь создают или открывают истину… и так до бесконечности».

Профессор А. Р. Лурия был так добр, что согласился взять на себя труд редактирования этого перевода, сделанного моими друзьями Н. Й. Даниловой и Е. Д. Хомской. Он обратился ко мне с просьбой написать послесловие для русского издания «Языков мозга». Делая это, я хочу обратить внимание советского читателя на некоторые факты, установленные в экспериментальных и теоретических исследованиях за последние годы, и служащие объяснением парадоксов и принципов нейропсихологии, которые изложены в этой книге.

1. За последние годы полностью подтвердился тот факт, что' сетчатка до уровня слоя ганглиозных клеток обрабатывает входящие воздействия псключительно посредством медленных потенциалов. Это заставило обратить внимание на важность механизма взаимодействия мдленных потенциалов для вычислительных операций, выполняемых нервной тканью. Следовательно,, двухпроцессный механизм, характеризующий деятельность нервной системы, подробно рассмотренный в главе I, теперь имеет под собой даже более твердую почву, чем тогда, когда он был предложен.

2. Работа Ф. Кемпбелла из Кембриджского университета и-многих его сотрудников и совсем недавно работа В. Д. Глезера,. В. А. Иванова и Т. А. Щербака из Института физиологии; им. И. П. Павлова в Ленинграде продолжили линию доказательства того факта, что зрительная система обрабатывает пространственные структуры сигналов посредством процессов, имеющих характер пространственно-организованных динамических структур (например, используя дискретное пространственное преобразование Фурье) точно так же, как слуховая система обрабатывает звуки путем организации частотных колебаний во времени. По-видимому, механизмы, обрабатывающие пространственную частоту, близки к механизмам голограмм. Таким образом, голограмма, которая вначале была использована как метафора ели аналогия для объяснения некоторых сторон нарушений деятельности нервной системы, стала точной моделью нормальных форм ее работы. Это справедливо по крайней мере для зрения.

3. Есть и другие факты, которые вызвали появление новой концепции двухпроцессного механизма работы мозга; эта концепция получила название «голографической теории». Эта теория имеет дело с законами, уточняющими отношения между элементами или системами, образующими некоторую организацию. Уровень взаимодействия таких элементов или систем описывается степенями свободы, которые характеризуют, данную организацию. Чем больше степеней свободы, тем более организованной является структура. Однако, когда число возможных отношений становится максимальным, элементы, входящие в систему, могут перекрываться. Это и есть голографическое состояние, которое, по-видимому, характеризуется случайным распределением избыточных элементов, входящих в структуру. Однако видимость бессистемности обманчива, потому что существуют правила трансформации, которые превращают голографическую сферу в структурированную. Преобразования Фурье и другие сходные с ними преобразования описывают случаи, в которых быстро достигается полная обратимость. Однако частные преобразования, такие, как используемые в топологии, предлагают промежуточный тип организации, который часто наблюдается в биологических системах.

4. Организация действия была широко изучена в этих понятиях. Первоначальные наблюдения Н. А. Бернштейна показали, что повторяющиеся действия могут быть описаны на языке рядов Фурье. Йохансон из университета в Упсале повторил и продолжил эксперименты Н. А. Бернштейна и показал, что такое сложное действие, как танцы, можно разложить на компоненты в соответствии с частотным анализом Фурье, и что детали, которые придают специфику таким действиям, зависят от числа компонентов, используемых для построения (реконструкции) самого действия. В этих исследованиях каждый компонент понимается как вектор в топологическом пространстве.

5. Сходным образом рассматривается в работах Тома (Thorn) и проблема семантики и синтаксиса. Синтаксис и грамматика понимаются как условные векторы в топологическом семантическом пространстве. Такие пространственные семантические элементы и системы должны быть представлены голографически. Книга «Языки мозга» содержит данные, которые позволяют рассматривать знаки, символы и синтаксические структуры как ступеньки в организации такого «пространства».

6. Наблюдения, указывающие на то, что мозг и особенно зрительная система организованы как по голографическому, так и по структурному принципу, вновь выдвигают проблему изоморфизма в отношении между физическим миром и восприятием. Эта проблема возникает потому, что функция зрительной системы в значительной мере организована голографически. На это указывает возможность преобразований сетчаточных образов,, сохраняющих свою константность. Однако сетчаточный образ строится с помощью оптической системы глаза на основе тех же самых преобразований. Поэтому не исключено, что оптические системы глаза конструируют образ, отбирая специальные явления из объективной картины мира. Возможно, что все сказанное' позволит нам глубже проникнуть и в закономерности других явлений, наблюдаемых при изучении внешнего мира.