В самом деле последующие двигательные акты организма будут находиться в прямой зависимости от того, в какой степени обратная афферентация о результатах действия соответствует исходному стимулу.
Поскольку в жизни организма, в особенности человеческого, нет действий, которые не вытекали бы из предыдущих действий и не вызывали бы последующих действий, то, естественно, в само понятие обратной афферентации должны быть введены соответственные разграничения в зависимости от того, с какой обратной афферентацией мы имеем дело: касается ли она информации о результатах какого-то промежуточного действия или информирует об окончательном выполнении исходного намерения.
Так, например, если человек, находясь дома, поставил перед собой цель сделать какую-нибудь покупку, то вслед за возникновением этого намерения разворачивается целый ряд отдельных действий: человек одевается, проверяет наличие денег в кармане, открывает двери, спускается по лестнице, переходит улицу, открывает дверь магазина, выбирает нужный продукт и т.д. Таким образом, намерение купить что-то включает в себя целый ряд промежуточных этапов, которые не могли бы быть осуществлены, если бы на каждом таком этапе человек не получал обратной афферентации от успешного его завершения. Так, например, одевая пальто, он получает совершенно определенную сумму афферентных воздействий от конца этого действия и только после этого начинает открывать дверь. Если бы человек, надев один рукав, вышел на улицу, то это удивило бы окружающих людей. И в самом деле, это означало бы, что его нервная система не имеет дифференцировки между обратными афферен-тациями, заключающими каждый этап его действия. Из этого следует, что всю категорию обратных результативных афферентаций мы должны подразделить на две отдельные формы: этапная обратная афферентация и конечная, или санкционирующая, обратная афферентация, которая соответствует осуществлению основной цели данного поведенческого акта.
Ясно, что критерием для такого распределения обратных афферентаций является то намерение, которое хочет осуществить человек в данный момент и поэтому, естественно, в зависимости от широты задач и от характера каждого действия мы можем иметь большее и меньшее количество этапов выполнения намерения, а в отдельных случаях этапная афферентация может быть и санкционирующей, или конечной, афферентацией. В самом деле, покупка чего-либо в магазине отнюдь не является концом всей деятельности человека, ибо она может быть только этапом в осуществлении более длинной цепи актов, например поездки в другой город. Здесь нам важно отметить, что обратная афферентация по самой своей сути является афферентацией о результатах действия и, следовательно, весьма близко соответствует той информации, которая непрерывно поступает от регулируемого объекта по каналам обратной связи в сложных машинах с автоматической регуляцией.
Винер в книге “Кибернетика и общество” не вдается в физиологическую суть обратных афферентаций в организме, и потому все аналогии между явлениями в организме и машине выглядят весьма схематическими.
Следует отметить, что понятие “ведущей афферентации”, введенное нами в 1940 г., представляет собой тот решающий минимум афферентных воздействий, который остается после автоматизации данного поведенческого агента.
Из всего сказанного выше ясно следует, что степень достоверности всех аналогий между машинами и организмами будет находиться в прямой зависимости от того, с какой тщательностью могут быть вскрыты и проанализированы все особенности афферентной информации в организме при осуществлении им самых разнообразных действий.
Понятие о саморегуляции функциональных отправлений в организме не ново. Оно очень давно было установлено в связи с поддержанием постоянного уровня кровяного давления в организме на основе взаимодействия двух противоположно направленных по своему эффекту аппаратов организма: прессорных и депрессорных51.
Но, пожалуй, наиболее четко принцип саморегуляции функций был сформулирован И.П.Павловым. Организм есть система, писал он, “в высшей степени саморегулирующаяся система, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и даже совершенствующая”52.
Если внимательно проанализировать самый принцип саморегуляции какой-либо функции организма, то окажется, что общая архитектурная особенность любой такой функциональной системы совершенно соответствует тем “замкнутым” контурам и “функциональным схемам”, с которыми имеет дело теория автоматического регулирования в технике.
В самом деле, что является наиболее характерной чертой саморегуляции какой-либо функциональной системы организма, например поддержание постоянного уровня сахара в крови?
Наиболее характерным для процесса саморегуляции является то, что само отклонение от константного уровня какой-либо функции является стимулом к возвращению нарушенного уровня. Если мы сопоставим эту формулировку с тем, как определяется какая-либо система механизмов с автоматической регуляцией, то мы увидим, что там имеет место эта же закономерность. Если заданное состояние регулируемого объекта машины сопоставить с константным уровнем, например, сахара в крови, то и там любое возмущающее воздействие, отклоняющее уровень от постоянной величины, будет как раз источником обратной информации к самим регулирующим механизмам; она будет способствовать реорганизации управляющих сигналов и приведет, наконец, к восстановлению исходного состояния регулируемых объектов.
По сути дела все жизненно важные константы организма (сахар в крови, осмотическое давление крови, содержание углекислого газа в крови, температура тела, уровень давления крови и т.д.) поддерживаются на основе описанного выше принципа. Следовательно, именно в принципе саморегуляции функций организма мы имеем наиболее полное подобие функциональной архитектуры между организмом и автоматически регулирующимися машинами.
Дело в том, что константные свойства регулируемого объекта в машине задаются при постройке машины инженером-конструктором, что составляет для данной машины, по выражению Винера, “программную катушку”. В организме же эти свойства вегетативных систем, т.е. “регулируемого объекта”, определяются наследственно складывающимся метаболизмом некоторых мозговых или других клеток организма. В соответствии с этими особенностями физиологических свойств клетка немедленно реагирует на изменения какого-либо фактора крови, если речь идет о функциональной системе, регулируемой через кровь.
Так, например, при мышечной работе, когда происходит повышенная трата сахара крови, экстренное снижение ее концентрации в крови является стимулом, способствующим выходу повышенного количества адреналина в кровь из надпочечников. Попадая через кровь в печень, адреналин действует здесь как стимул к распаду гликогена до стадии глюкозы, которая и выходит в кровь в повышенном количестве. Благодаря этому “малому сахарному кругу” уровень сахара в крови оказывается выравненным. Эта циклическая система регуляции, направляемая клетками надпочечников и головного мозга, в особенности гипоталамуса и гипофиза, оказывается настолько строгой, что даже при малейшем изменении количества сахара в крови немедленно включается целая серия “механизмов”, выправляющих произведенное “возмущение”.
Можно привести еще один пример, который с еще большей убедительностью показывает, насколько тонко организм приспособился в процессе эволюции к поддержанию постоянства некоторых важных для его деятельности констант. Возьмем осмотическое давление крови. Эта константа особенно строгая и малейшее нарушение ее включает самые высшие приспособительные механизмы организма — кору головного мозга, которая и помогает обеспечить постоянство данной функции. Как показали исследования последних лет, в области гипоталамуса имеются нервные клетки особенной конструкции. Они имеют сбоку своеобразные пузырьки, которые чрезвычайно чутко реагируют на всякое изменение осмотического давления крови, протекающей по соседним капиллярам. При одном изменении, например в сторону повышения осмотического давления крови, поверхность уменьшается. Это служит для окончания нервной клетки стимулом распространения возбуждения по определенным системам головного мозга. В результате этого возбуждения субъективное состояние человека характеризуется как состояние “жажды” и человек испытывает желание напиться.
Когда осмотическое давление крови уменьшается, эти клетки, претерпевая обратные изменения, несут возбуждение к другим системам мозга, которые отчасти регулируют выделение воды из организма (диурез), а отчасти толкают животное или человека на поиски “чего-нибудь соленого”.
В этих механизмах саморегуляции, удерживающих постоянный уровень осмотического давления крови при любых условиях, особенно интересным является то, что побудительный толчок осуществляется с помощью очень малого количества энергии, между тем последствия его, как, например, утоление жажды, могут требовать больших затрат, скажем, если надо достать воду из колодца. Здесь мы имеем прообраз всех “сервомеханизмов”, которые, будучи включенными в автоматически регулирующиеся системы, могут одним простым замыканием пускать в действие мощные агрегаты и целые заводы.
В последние годы изучение саморегулирующихся приспособлений при поддержании постоянного уровня какой-либо функции в организме приобрело особенно широкий размах. Свидетельством этого является проведение ряда специальных совещаний. Можно указать, например, на симпозиум, происшедший в 1957 г. в Западной Германии53, где подробнейшим образом были разобраны подобные примеры саморегуляции в сопоставлении их с теорией автоматического регулирования в кибернетике. Правда, немцы избегают слова “кибернетика” и заменяют его всюду понятием “биологического регулирования”