Такая изоляция одного из звеньев целостной архитектуры особенно остро сказывается на разработке соотношений кибернетики и физиологии нервной системы. Здесь изоляция “информации” сводится к отдельному рассмотрению процессов нервной сигнализации. При такой редукции общей архитектуры целой функциональной системы организма кибернетика для физиологии теряет фактически всякий конструктивный смысл. Конечно, теория информации, чрезвычайно широко разработанная математикой, рассматриваемая даже в отдельности, способна дать направляющие идеи в изучении, например, анализаторных функций центральной нервной системы (Г.В.Гершуни, 1956). Однако этот частный процесс целой функциональной системы, сколь бы он глубоко ни разрабатывался отдельно, в отрыве от целостной архитектуры функции, никогда не умножит того специфического, что принесла кибернетика в физиологию целого организма.
В последнее время, пожалуй, еще более широко разбирается принцип “обратной связи”, как обязательное включение в систему автоматически регулирующихся механизмов. Здесь также имеются попытки искать аналогичных соотношений и в живом организме. Однако и в данном случае “обратная связь” обсуждается как что-то самодовлеющее, без детального анализа ее роли в системе целой реакции. Не ставится четко вопрос: что общего между организмом и машиной в отношении обратной связи и на какой основе генетически возникли эти аналогичные соотношения? Положение в этом вопросе несколько усугубляется еще и тем, что физиология целые столетия существовала без осознания обратной связи и потому даже вполне конкретные многолетние призывы нашей лаборатории к обязательному учету обратных афферентаций (в случае восстановления нарушенных функций) лишь с большим трудом входят в поле зрения исследователей. Следует отметить при этом, что абсолютная необходимость обратных афферентаций при восстановлении нарушенных функций целого организма нами была формулирована в совершенно отчетливой форме задолго до того, как вообще возникло само кибернетическое движение (П.К.Анохин, 1935).
Только недостаточно внимательным отношением физиологов к достижениям своей собственной науки можно объяснить то ложное мнение, согласно которому идея об “обратных связях” пришла в физиологию якобы от кибернетики. На самом деле, повторяю, она давно уже была тщательно разработана нами на основе конкретных экспериментальных моделей. Суть дела состояла в следующем.
После ряда перерезок нервных стволов у собаки эти стволы перешивались друг к другу перекрестно, то есть создавались условия так называемого “гетерогенного анастомоза нервов”. Впоследствии эти модели получили название “химер”, поскольку перекрестно сшитые нервные стволы проявляли целый ряд парадоксальных функциональных черт. Так, например, при прикосновении рукой к коже передней ноги можно было получить кашель и даже рвоту, передняя конечность проделывала вместе с диафрагмой “дыхательные движения” и т.д.
В большой серии этих экспериментов было выяснено, что восстановление функции нервной системы, то есть “переучивание центров”, происходит при непрерывном обратном афферентировании с периферии каждого этапа восстановления функций. Можно скачать, что в каждый отдельный момент животное при восстановлении функций только тогда переходит к следующему этапу восстановления, когда оно получит с периферии обратную аффе-1>гнтацию, информирующую центральную нервную систему о достигнутом эффекте. Без этой обратной афферентации не может быть и не происходит никакого восстановления нарушенных функций. Анализируя этот процесс восстановления (компенсация функций), мы пришли к выводу, что особенное значение для организма имеет та обратная афферентация, которая сигнализирует в центральную нервную систему окончательное достижение полезного эффекта. Эта обратная афферентация полностью стабилизирует (“санкционирует”) то распределение возбуждений в аппаратах коры и подкорки, которое смогло дать на периферии окончательный полезный эффект. В силу такой роли конечной обратной афферентации она нами была названа “санкционирующей афферентацией” (П.К.Анохин, 1935).
В последнее время наблюдается не совсем разумная, на мой взгляд, тенденция подменить физиологические термины и понятия терминами, заимствованными из арсенала кибернетики. Широко вводятся понятия “информация”, “кодирование”, “программирование”. Но особенно в этом отношении повезло понятию “обратная связь”. Я должен категорически высказаться против такого формального переноса, ибо введенное нами понятие “обратная афферентация” и понятие “обратная связь” не только не совпадают по своему содержанию, но, наоборот, последнее значительно обедняет первое!
В самом деле, говоря о регулирующем значении обратной афферентации, физиолог немедленно же ставит перед собой вопрос о составе этой обратной афферентации как в пространстве, так и во времени. Иначе говоря, понятие обратной афферентации “зовет” к дальнейшим исканиям и ставит перед исследователем конкретные исследовательские задачи. Наоборот, понятие “обратная связь” констатирует лишь самый факт наличия связи и не нуждается в дальнейшем уточнении. В этом смысле мне казалось бы нерациональным стремиться к обязательному внедрению именно кибернетической терминологии в специальные биологические вопросы.
Приведенный нами материал о роли обратных афферентаций в саморегулирующихся приспособлениях организма убеждает нас прежде всего в том, что “обратная связь” так же, как и “информация”, не могут быть вырваны из системы циклических связей, приводящих в конечном итоге к полезному эффекту. Наоборот, их смысл становится совершенно ясным именно только в этой системе циклических связей.
Сделанные в последнее время попытки приложить теорию информации к разрешению проблемы стимуляции различных форм поведения животных показали, что вся работа по применению идей кибернетики к физиологическим проблемам имеет явно ошибочную направленность.
Так, например, статистическая сложность раздражителя берется как нечто вполне определенное в смысле количества входной информации. Количество последней исчисляется по соответствующей формуле, в которой довольно полно предусмотрены все возможности градации частоты, силы и времени действия данного комплекса раздражений. Таким образом, все, что необходимо для исчисления и точного расчета информации, получаемой какой-либо машиной с автоматической регуляцией, здесь имеется. По крайней мере именно на этом пути теория информации впервые получила свое развитие и принесла богатейшие полезные материалы.
Однако положение резко меняется, когда теория информации начинает применяться к оценке и определению целостного поведения животного, как это, например, сделали в последние годы Гарнер и Хэйк (Garner and Hake, 1951).
Проблема приложения теории информации к исследованию физиологии нервной системы, и особенно физиологии высшей нервной деятельности, является чрезвычайно сложной и актуальной. Физиология, несомненно, должна взять от теории информации все, что обеспечит ей более быстрый прогресс. Но вот вопрос: что именно она должна взять?
Сделанные до сих пор попытки представляют собой только первые шаги и не вскрывают значительных трудностей на этом пути. Так, например, так называемая статистическая сложность раздражителя учитывает лишь наличное количество информации, представленное действительными внешними и внутренними агентами. Однако для организма эта статистическая сложность раздражителя, хорошо рассчитываемая математически, не составляет
< .»мой существенной информации. Для него максимальную важность имеет сигнальное значение этой информации, то есть в конечном счете биологическая значимость того, что последует тлько в будущем. Вот эту-то наиболее значительную долю информации теория информации пока и не может рассчитать, поскольку здесь решающим моментом в реакциях организма является пережитая им история.
Не удивительно поэтому, что американские авторы Гарнер и Хэйк допустили весьма существенные ошибки в приложении теории информации к объяснению целостного поведения, взяв за критерий получаемой информации ошибочность или правильность конечной реакции. Для физиолога ясно, что этот критерий никак не может быть использован для оценки информации. Тем более трудно согласиться с предположением, что если возникла ошибочная реакция, то мы имеем дело с “потерей информации” (?).
Как раз наоборот, чем более “тренируется” какая-либо реакция и, следовательно, чем большей становится вероятность ее правильности, тем все более и более редуцируется первоначальный состав афферентных влияний. Эта закономерность нами была названа еще двадцать лет назад “сужением афферентации”. С другой стороны, при всяком внезапном увеличении внешних афферентных воздействий, как правило, увеличивается и вероятность ошибочной реакции. Таким образом, приложение теории информации к целостному поведению животного убеждает нас, что имеющихся материалов в этой области далеко не достаточно. Здесь перед физиологами и математиками стоят крайне увлекательные проблемы.
Заключая разбор тех трудностей, которые встречаются в настоящее время на пути развития кибернетики и именно ее связей с физиологией центральной нервной системы, мы можем сказать, что весь этот вопрос находится в самой начальной стадии развития. Не удивительно поэтому, что внимание исследователей направлено в сторону наиболее заметных и выделяющихся фрагментов общей системы циклических взаимоотношений, представляющих собой самую характерную и решающую черту кибернетики. В противоположность этому общие принципы кибернетики, занимающие пограничное положение с философией, вскрываются и используются с большими трудностями, а следовательно, и с меньшй охотой. Однако мы уже не раз указывали, что четкая формулировка универсального характера этих общих принципов кибернетики является обязательным условием для постановки частных задач в будущих исследованиях. Именно поэтому я считаю необходимым сделать попытку установить генетическое родство между такими, казалось бы, разнородными областями научной мысли, как физиология мозга и кибернетика.