Роль коллатералей выяснилась, когда мы тщательно изучали те пункты, куда приходят эти копии, команды. Благодаря изучению микроэлектродным методом отдельных клеток мы нашли, что нервные клетки, получающие копии эфферентных возбуждений, являются поливалентными, т.е. мультисенсорными, способными получать на себя огромное количество афферентных сигнализаций с периферии — подчеркиваем, с периферии.
Оказалось, что коллатерали аксонов подходят к специальным группам клеток, состоящим из 5—7 нейронов и, очевидно, связанным циклическими взаимодействиями. В результате этого прошедшее к ним эффекторное возбуждение оказывается в цикле связей и сильно укрепляет свое существование. Есть основание думать, что до того момента, когда на периферии будет получен результат, возбуждение циркулирует в подобных группах клеток. Тогда миллионы импульсов возникают от параметров результата и идут к центральной нервной системе; некоторые из них попадают туда, где есть вызванные к жизни циклические возбуждения. И тогда круг замыкается.
Таким образом, получается, что в момент, когда наш мозг осуществляет самое начало действия, он уже заряжен и на ожидание результата. Этот механизм чрезвычайно интересен для познания поведения, для физиологии поведения: еще не реализованное действие уже захватывает мозг, настраивает его на ожидание предстоящих результатов и на последующую оценку этих результатов.
В каждом случае кодирование обратной информации различно, но в совокупности описанных выше рабочих комплексов статистически получается оценка системой полученных результатов.
Детальные исследования показывают, что в момент начала действия тысячи таких кругов, “ожидающих” результата, уже возбуждены и находятся в непрерывном возбуждении. Когда действие совершается (например, вы взяли предмет в руку), по всем рецепторам идет обратная афферентация. Она поступает в описанные выше нервные круги, где и осуществляется оценка результата действия.
Сейчас у нас возникло предположение, что эти комплексы, оценивающие результат, отличаются и некоторыми особенностями своей структуры в нейрохимическом отношении. По крайней мере, клетки этого комплекса (синапсы) реагируют, например, на наркотики раньше всех остальных клеток коры мозга. Это открывает широчайшие возможности новых исследований.
Но возвратимся к понятию функциональной системы. Только потому, что исследование ведется не вразброс, не впрок, не на будущее, а в пределах определенных узловых механизмов функциональной системы, каждый частный механизм удается объяснить как совершенно четко очерченную функцию этой системы.
Приняв теорию функциональной системы, можно совершенно радикально изменить и некоторые, казалось бы, устоявшиеся точки зрения на некоторые проблемы.
Возьмем в качестве примера одно из очень важных положений о том, что с каждым уровнем структур связаны определенные качественные характеристики. Это совершенно верно, но мы, беря только различие, вероятно, не продвинемся глубоко в анализе природы уровней и природы качества. Почему? Потому что дальнейшее изучение и анализ функциональной системы как универсального образования, общего для всех организмов, привели к выводу, что и зарождения жизни не могло быть без формирования тех же узловых механизмов функциональной системы, в которой есть и афферентный синтез, и оценка результатов. Все фрагменты системы, имеющиеся, например, у человека, имеются и должны иметься даже у предбиологических систем. Это серьезная проблема для философского осмысливания. Специфические черты функциональной системы являются универсальными для всех уровней жизни, и лишь только характер иерархического объединения субсистем и качественная сторона “заполнения” узловых механизмов системы могут значительно различаться (см. мою работу [3]).
Результат действия таких систем на первичных уровнях развития может состоять просто в поддержании устойчивости. Сама устойчивость примитивной системы уже может быть ее результатом. Поскольку стабильность саморегулирующейся системы (чяла ее главным признаком, то всякие новые взаимодействия системы с окружающими ее условиями оценивались только на весах этой устойчивости. В систему в процессе эволюции входили только те элементы, которые укрепляли эту устойчивость и, наоборот, не входили те, которые или разрушали ее, или мешали ей быть стабильной.
Таким образом, говоря о происхождении жизни, мы не стали бы искать, как соединялись под влиянием электрического разряда метан, аммиак и т.д. и получался белок, а стали бы искать целостную динамическую организацию, которая и стала впоследствии “колыбелью” для белковых тел.
Вопрос о происхождении жизни в аспекте формирования устойчивых функциональных систем (может быть, даже еще на предбиологическом уровне) разобран мною подробно в указанной выше книге (“Диалектический материализм и методы естественных наук” [3]), и поэтому здесь я ограничусь лишь вышеприведенными замечаниями.
Сейчас же я хочу подчеркнуть, что эволюция шла через примитивные функциональные системы, обладавшие устойчивостью, а эта последняя на протяжении миллионов лет привела в конце концов к образованию полимеров, к которым относится и белок.
Когда мы сосредоточиваем внимание на эволюции структур по уровням, мы можем видеть появление некоторых качественно новых систем. Но если стать на позицию, которая здесь развивалась и которая во многом оправдана экспериментальными исследованиями, то возникает вопрос: а как же в процессе усложнения организма обстоит дело с архитектурой функциональной системы? Функциональная система, бесспорно, меняется по составу компонентов своей архитектуры, начиная с первичных форм и до самой высшей — человека. Но по общим принципам этой архитектуры, по составу своих узловых механизмов, перечисленных выше, она остается одной и той же. Подчеркиваю — по составу своих решающих механизмов. В этом и состоит изоморфность функциональных систем самых различных классов явлений. Так, например, афферентный синтез есть начальная фаза в формировании функциональной системы, которая на ранних стадиях развития жизни еще очень примитивна.
В самом деле, если мы возьмем пример аллостерического торможения ферментных процессов, т.е. так называемое торможение конечным продуктом, то даже и здесь “принятию решения” предшествует афферентный синтез. Только здесь он представлен тремя относительно простыми, но интегрированными компонентами: исходным субстратом, рецепцией его ферментом и рецепцией тем же ферментом определенной концентрации конечного продукта. И только при вполне определенных взаимодействиях этих трех “афферентаций” ферменты могут начать длинную цепь химических превращений. Наоборот, когда мы имеем поведенческий акт, например сложный акт человека, мы видим, что хотя общие принципы архитектуры функциональной системы и сохраняются, однако она обрастает огромным количеством дополнительных компонентов.
Наши конкретные данные убеждают нас в том, что иерархия систем — это есть, по сути дела, иерархия результатов субсистем на каждом уровне — как на молекулярном, так и на уровне целого организма.
В самом деле, мы знаем, например, как сложна сократительная деятельность мышечных волокон. “Сокращение” протекает сначала на молекулярном уровне, потом вмешивается сократимый белок, и, в конце концов, тысячи молекул дают сокращение целого мышечного волокна, волокна группируются в функционирующие комплексы, и таким постепенным усложнением мы, наконец, поднимаемся до целенаправленного движения в сторону Дома ученых на Симпозиум по структурно-системным организациям...
А между тем на любом из этих уровней мы имеем системы саморегуляторного характера со всеми характерными для функциональной системы узловыми механизмами. И, следовательно, перед исследователем неизбежно возникает сакраментальный вопрос: на основе каких законов выстраивается эта изумительная иерархия от совсем маленьких систем через средние, большие и, наконец, функциональные системы, регулирующие поведение целого человека? Какими своими частями и конкретными механизмами, которые теперь нам хорошо известны, присоединяются субсистемы к суперсистемам? Короче говоря, мы неизбежно приходим к постановке вопроса об интимных морфологических и физиологических механизмах иерархизации систем.
К сожалению, современная естественнонаучная и философская литература ограничивается лишь простой констатацией факта наличия субсистем (“малые системы”) и суперсистем (“большие системы”) без попытки вскрыть конкретные механизмы их консолидации в целом организме. Наш личный опыт убеждает нас в том, что связующим принципиальным звеном иерархизации является результат каждой функциональной системы, независимо от уровня, на котором она функционирует.
Конечно, в целом организме процессы иерархизации гораздо сложнее, они не идут лишь в одном направлении от субсистем к суперсистемам. Как только эти последние сформировываются, они приобретают центробежный контроль от суперсистем к субсистемам. Это и есть одно из средств организма, с помощью которого он поддерживает единство своих систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анохин П.К. Проблема центра и периферии в современной физиологии нервной деятельности. — Проблемы центра и периферии в физиологии нервной деятельности. — Горький, 1935.
2. Анохин П.К., Стреж С.К. Изучение динамики высшей нервной деятельности. VI. Характеристика рецептивной функции коры больших полушарий в момент действия безусловного раздражителя. — Физиологический журнал СССР, 1933, т. 17, вып. 6.
3. Диалектический материализм и методы естественных наук. — М.,
1968.
4. Анохин П.К. Теория функциональной системы. — Успехи физиологических наук, том I, № 1, 1970.
5. Bertalanffy L. von. General System Theory. Foundation, Development. Applications. N.Y., 1969.
6. Mesarovic F. (ed.). Systems Theory and Biology. N.Y., 1968.