Избранные труды. Кибернетика функциональных систем — страница 63 из 78

субъективного образа наблюдаемого объекта. На этом высшем этапе первичная зрительная информация еще много раз перекодируется по различным клеткам и по различным синаптическим организациям коры мозга.

Конечно, здесь и речи быть не может о том, чтобы увидеть первичные колебания эфира, световые волны, которые передали совокупность зрительных параметров наблюдаемого объекта глазу, сетчатке, ее фотохимическим элементам. И тем не менее, с информационной точки зрения все свойства реального объекта точнейшим образом и в совершенно измеримых нервных процессах были переданы в эту высшую инстанцию без потери информационной эквивалентности между наблюдаемым объектом и тем конечным образом, который складывается на конечной стадии зрительного восприятия.

Приходится удивляться тому, с какой старательностью эволюционный процесс “охранял” точность передачи всех детальных параметров наблюдаемого объекта в высшие инстанции мозга. Нет опасности в том, что первичные свойства предмета “исказятся”, например, на уровне фотохимических процессов сетчатки или в процессе распространения нервньц импульсаций по отдельным волокнам зрительного нерва.

Здесь их неприкосновенность гарантирована самой структурой волокон, изолированных от различных помех. Но совершенно по другому распространение зрительной информации происходит на высших инстанциях — при обработке зрительной информации на уровне подкорковых центров и самой коры мозга. Здесь в возбуждение втягиваются миллиарды нервных клеток, объединенных в так называемую “нервную сеть”. Здесь каждый этап таит в себе опасность искажения первичных и, следовательно, самых верных информаций о реальных физических параметрах объекта.

Но эволюция “обошла” эту трудность самыми разнообразными и всегда остроумными механизмами. Уже на первом этапе вступления нервных импульсов в центральную нервную систему включаются аппараты так называемого “побочного торможения”. Эти механизмы с хладнокровной “жестокостью” отметают все побочные “шумы”, все возможные вмешательства, рождаемые “нервной сетью” и не относящиеся к первичному воздействию натурального объекта. Таким способом нервная система достигает поразительной точности информации мозга о первоначальных воздействиях внешних объектов. Насколько важно дойти до высших центров всему своеобразию именно первичных, натуральных параметров объекта, видно из последних данных нейрофизиологии. У многих животных уже периферические рецепторные процессы переработки внешней информации об объекте насыщены биологическим смыслом, вырабатываемым естественным отбором на протяжении многих миллионов лет эволюции.

Так, например, было доказано, что сетчатка глаза лягушки имеет специальные ганглиозные элементы, высокочувствительные к весьма тонким нюансам выпуклостей, т.е. как раз к тому, что составляет специфическую черту в “образе” насекомых, являющихся добычей для лягушек. У млекопитающих животных, например, движущийся предмет является раздражителем не только в пунктах своего реального движения, но имеются специальные элементы сетчатки, экстраполирующие будущие возможные передвижения предмета.

Приведенные примеры свидетельствуют с определенной очевидностью, что набор параметров покоящегося и движущегося объекта чрезвычайно разнообразен и потому так важно донести до окончательной обработки первоначальную, непосредственно полученную от объекта информацию. Именно чрезвычайно важные в биологическом отношении параметры первичного воздействия из внешнего мира и должны быть точно отражены на самых высших этапах обработки информации, что, несомненно, повышает вероятность наиболее точного отражения объекта и в психике животных и в сознании человека.

Можно привести многочисленные примеры того, как периферическая натуральная информация от внешнего объекта на всем дальнейшем пути формирования отражательной деятельности охраняется с максимальной бережливостью от нарушения чистоты и точности передачи отражаемого объекта.

Информационная природа отражательной деятельности с особенной драматичностью проявляется в так называемой “ночной войне в воздухе”. Речь идет о летучих мышах, которые при помощи ультразвуковой локации с поразительной точностью засекают съедобную для них ночную бабочку.

Как известно, сама суть этой “погони” за жертвой состоит в том, что летучая мышь с помощью специального органа производит специальные ультразвуковые сигналы, которые распространяются в различные стороны. Там, где эти ультразвуковые волны не встречают препятствий, они рассеиваются на огромные пространства. Там же, где они встречают твердый предмет, например, бабочку, куст дерева или что-нибудь другое, они отражаются и направляются обратно, т.е, к самой летучей мыши.

Летучая мышь обладает довольно тонким органом слуха, который получает это обратное ультразвуковое отражение и “читает” по его колебаниям ту информацию, которую он приносит. Стоит представить себе на минуту, какое огромное разнообразие ответных потоков ультразвуковых волн имеет мышь при погоне за добычей, чтобы понять тот “образ внешнего мира”, на основании которого она строит свое поведение. Она имеет в подлинном смысле слова картину внешнего мира, составленную из пустот, откуда мышь не получила отражения, и из разнообразных модуляций исходного ультразвукового сигнала в зависимости от того предмета, от которого отражалась посылка.

Больше того, эта способность “читать” обратную, т.е. отраженную ультразвуковую посылку по частотному и амплитудному коду столь совершенна, что мышь может вполне различать породу бабочки (!), съедобную или несъедобную для нее.

Однако и жертва не остается невооруженной. Она также “использует” информационные закономерности и довольно успешно ими защищается. В процессе эволюции и на основе естественного отбора мотыльки вырабатывают специальные рецепторы, способные воспринимать именно ультразвуковые сигналы. Получив сигнал, предназначенный летучей мышью для поимки жертвы, мотылек немедленно или падает, или зигзагообразно начинает менять уровни своего полета, спасаясь от нападения.

Некоторые же мотыльки поступают еще “хитрее”. Они пользуются тем, что различные породы мышей издают различные по спектру ультразвуковые сигналы. Этого достаточно, чтобы мотылек с поразительной точностью различал те породы мышей, для которых он как раз и не является съедобным. Естественно, что открытие даст ему в этом случае законное право оставаться спокойным и не спешить с защитой.

Однако имеются породы мотыльков, которые решают вопрос своей защиты опять-таки на основе естественного отбора, еще более радикального: у них вырабатывается такой густой и пушистый покров, который полностью погашает все ультразвуковые сигналы, в результате чего летучая мышь остается без отражаемого ультразвука, чем имитируется для нее полное отсутствие жертвы.

Мы знаем сейчас, что летучая мышь посылает различные сигналы и для улавливания отраженных сигналов от жертвы имеет специальные аппараты.

Весь этот материал показывает огромную роль информационных взаимоотношений в мире живых существ и вместе с тем убеждает нас, что отражение действительности в мозгу животных всегда соответствует реальной объективной действительности, что подтверждается практикой точного приспособительного поведения.

Однако, если бы мы попытались понять, в каком виде “образ мыши” отражается в нервной системе мотылька, какие параметры мыши кодируются в его нервной системе, то мы увидели бы, что этот образ может быть понят только на основе учета информационных кодов. В самом деле, вероятнее всего, что мотыльки никогда не получали каких-либо других стимуляций от мыши, кроме стимулов от ее страшного оружия — ультразвука. Те же мотыльки, которым “посчастливилось” увидеть или тактильно ощутить мышь, несомненно, были съедены и, следовательно, уже давно были элиминированы естественным отбором.

Итак, “образ мыши” представлен в нервной системе мотылька почти исключительно комбинацией частоты и специфичностью испускаемых его ультразвуковых колебаний. Однако это весьма редуцированная сигнализация приводит в действие только такие комплексы нервных возбуждений в нервной системе, которые совершенно точно отражают объективные предметы и их глубокое биологическое значение.

Итак, теория информации показывает, что любой отражаемый в нервной системе внешний объект через ряд перекодирований

первичного сигнала на конечном этапе совершенно точно отражает главнейшие, биологически важные параметры отражаемого объекта. Эти параметры во всех своих комбинациях могут дать и не обязательно “зрительный образ” реального объекта, как это мы вообще принимаем для первичных зрительных возбуждений.

Как мы видели, у мотылька этот образ отражается почти целиком в сфере всевозможных модуляций ультразвуковых колебаний. Однако этот “образ”, будучи выражен в звуковых кодах, всегда отражает тончайшие нюансы физических параметров реального мира. Эти звуковые модуляции с большой точностью перекодированы в механические комбинации уже на стадии воспринимающего слухового аппарата мыши. На дальнейших этапах отражательного процесса в нервной системе эти потоки ультразвуковой информации будут перекодированы еще несколько раз. Однако конечный образ реального объекта сохраняет свой информационный эквивалент, в точности соответствующий исходному воздействию реального объекта.

Возьмем для примера крота. Для него “образ” камня, который он встречает в своем продвижении под землей, представлен только тактильно-обонятельными и, может быть, вкусовыми параметрами. Однако окончательное отражение этой своеобразной для крота действительности в его мозгу всегда с точностью соответствует важнейшим параметрам внешнего и важного для него объекта. Надо помнить лишь, что значимость этих параметров находится в прямой зависимости от своеобразных экологических факторов данного вида животных.

Блестящим и доказательным примером того, что образ внешнего мира может отразиться в мозгу и в сознарии набором самых разнообразных параметров действительного мира, является поведение слепо-глухонемых людей. Замечательный внутренний мир и отражательная деятельность этих людей представляет собой весьма яркое доказательство двух положений: а) внешний мир может быть отражен в мозгу человека после целого ряда перекодирований вполне реальными параметрами, точно характеризующими этот внешний мир, причем каждый из этих параметров может приобрести