Как же происходит это перекодирование структур афферентных импульсаций в качества ощущений?
Здесь возможны в общем две гипотезы. Первая — что те же входные нейроны сенсорных полей по-разному реагируют на импульсации разной структуры. Вторая — что на разные структуры афферентной импульсации реагируют разные входные нейроны.
В первом случае сенсорные поля однородны, их элементы универсальны и взаимозаменяемы. Во втором случае — сенсорные поля неоднородны, их элементы специализированы и не взаимозаменяемы.
Исследования, проведенные в последние годы, дают основания предполагать, что вторая гипотеза ближе к истине. Так, например, оказалось что уже в зрительных нервах лягушки имеются специализированные волокна по крайней мере четырех типов. Одни из них (детекторы контраста) реагируют только на резкие перепады яркости, т.е. выделяют лишь контуры изображения, его границы. Вторые (детекторы движущихся границ) реагируют только, когда эти границы перемещаются, т.е. на движение предмета. Третьи (детекторы общего затемнения) реагируют, когда затемняется большая часть поля зрения, т.е. появляется вблизи крупный объект. Наконец, четвертые (детекторы кривизны) остаются «спокойны» и при изменении освещенности и при перепадах яркости. Они возбуждаются только, когда в поле зрения появляется небольшой темный объект.
Нетрудно понять биологическое значение этой спе-цилизации. Детекторы границ выделяют в поле зрения общее расположение окружающих предметов. Детектор общего затемнения сигнализирует о появлении вблизи крупного животного (т.е. опасности), а детектор кривизны — о появлении вблизи насекомого (т.е. пищи). В частности, например, угловые размеры темных объектов, вызывающих максимальную реакцию нервных волокон, лежат точно в пределах, соответствующих угловым размерам мухи на таком расстоянии от глаза лягушки, на которое она может вытянуть язык. Причем, возбуждение это имеет место лишь, когда маленький темный объект движется — неподвижного корма лягушка не видит.
Аналогичная специализация была обнаружена у нейронов сенсорных полей. Так, микроэлектродные исследования зрительных полей кошки показали, что все волокна от рецепторов, лежащих в определенном длинном узком участке сетчатки, подают сигналы на один и тот же нейрон сенсорного поля. Иначе говоря, такой нейрон служит детектором прямых линий в изображении. Обнаружены были и нейроны, реагирующие специально на углы наклона отрезков, кривизну линий, движение их, контраст освещенности и т.д.
Таким образом, сегодняшние исследования показывают, что даже первичная форма отражения — ощущение — вовсе не такой уже пассивный процесс. Отнюдь не всякое воздействие на рецепторы вызывает раздражение. Само раздражение вызывает разное возбуждение разных нервных каналов, разных сенсорных нейронов и разных участков сенсорных полей. Наконец, и эти возбуждения порождают разные ощущения в зависимости от общего состояния нервной системы и организма (вспомним специфическую чувствительность!).
Значит, уже в процессе формирования ощущений идет активный отбор информации, выделяются те черты окружающего мира, которые имеют особое значение для организма, и отсеиваются те, которые для него безразличны, т.е. осуществляется фильтрация информации. Одновременно протекает автоматическое разложение раздражителя по его отдельным важным признакам и объединение всех сигналов об этом признаке, т.е. происходят дифференцировка (анализ) и интеграция (синтез) информации, поступающей от рецептора. Так за счет физиологических механизмов специфической чувствительности, адаптации, инерции и взаимодействия ощущений обеспечиваются уже на первой ступени отражения известные нам универсальные процессы отбора, переработки и перекодирования информации живыми существами.
Как и само инстинктивное поведение, которое они призваны регулировать, эти механизмы отражения являются на данном уровне врожденными. Они генетически обусловлены характером отношений организма к среде и его способами приспособления к ней. Вспомним хотя бы специальную чувствительность зрительного анализатора лягушки только к мелким движущимся объектам! Или другой пример, только что вылупившийся грачонок отвечает пищевым поведением (опирается на пол гнезда и широко раскрывает клюв) в ответ на сочетание трех стимулов: звука — «карр...», ритмического движения воздуха и резкого сотрясения гнезда. Эти сигналы вызываются тем, что, завидя отца с кормом, мать слезает с гнезда и начинает издавать громкий звук «карр», ритмически обмахивая крыльями открытых птенцов. Отец же, подлетая к гнезду, резким движением сотрясает его. Так, вот, было установлено, что к моменту вылупления в слуховом рецепторе грачонка полностью созревшими являются только те чувствительные элементы, которые воспринимают именно все составные части звука «карр...» И, наоборот, звуки, не входящие в этот спектр, не имеют для себя созревших рецепторных элементов. (П.К. Анохин).
Так на уровне инстинктивного поведения само врожденное строение нервной системы отражает условия, с которыми грачонок встретится после рождения, обеспечивает отбор и отражение ею только тех признаков внешнего мира, которые жизненно важны для существования организма.
• cr v- <->.\ , л>к'..ь. г.*»;::.»».
Сенсорное отражение. Значение и оценка сигналов. Виды и свойства эмоций.
Функции и механизмы эмоций
В тринадцатой лекции мы показали, что для осуществления инстинктивного поведения нервной системе достаточно способности отражать определенные отдельные сигнальные свойства окружающих вещей и явлений. Там же мы увидели, что психика кодирует информацию об этих свойствах реальности, передаваемую нервными сигналами, в форме особых субъективных переживаний — ощущений.
Перейдем теперь к обучаемому поведению и посмотрим, какой информации о внешнем мире оно требует.
Рассмотрим два случая. Первый — когда навык уже сформирован. В этом случае данный сигнал автоматически вызывает соответствующие условно-рефлекторные реакции. Собака истекает слюной при виде загоревшейся лампочки. Крыса жмет на педаль, почувствовав голод. Заяц дает стрекача, услышав лай собак. Машинистка отстукивает буквы, содержащиеся в тексте. Это означает, что между отражениями соответствующих свойств среды и программами ответных действий в нервной системе имеются зафиксированные связи.
При этом, по-видимому, в принципе неважно, откуда взялась сама связь — является она врожденной (как в инстинкте) или приобретенной (как в навыке). Коль скоро эта связь имеется, соответствующая цепочка «сигнал — ответное поведение» автоматически срабатывает. Итак, при наличии в нервной системе зафиксированных связей между данными стимулами и определенными ответными реакциями для психики в принципе достаточно способности отражать сигнальные свойства вещей и явлений.
Мы видели уже, что психической формой такого отражения являются ощущения. Следовательно, когда навык сформирован, для реализации соответствующего целесообразного поведения достаточно кода ощущений. Организм в этом случае работает, как бесстрастный автомат, реагирующий на внешние или внутренние раздражители, т.е. сигналы из среды или (и) организма.
Ситуация, однако, резко меняется, если мы поставим вопрос: а как образуются сами эти сигнальные связи?
Пока речь идет об инстинктивном поведении, все ясно. Связи, которые порождают это поведение, заложены в строении самой нервной системы. Они зафиксированы наследственностью, так сказать, записаны организму «на роду».
Ну, а как обстоит дело с приобретенными связями? Они возникли и зафиксировались благодаря опыту. Почему? Потому что они, эти связи, отражали свойства вещей, формы поведения и отношения между ними, полезные для организма, помогающие ему целесообразно приспособиться к изменчивому окружающему миру.
Следовательно, для формирования новых, не врожденных, но полезных связей нервной системе необходим еще один механизм. Механизм, который, так сказать, сортировал бы свойства вещей и ответных действий на полезные и вредные для индивида. Механизм, который выделял бы свойства вещей, оказавшиеся важными для целесообразных реакций на окружающий мир, и фиксировал бы ответные действия, оказавшиеся полезными для приспособления к этим свойствам вещей. Короче говоря, речь идет о механизме, который непрерывно осуществлял бы оценку той информации, которую приносят ощущения, с точки зрения ее значения для целесообразного поведения организма.
Отметим себе, что речь идет не просто об отражении определенных объективных свойств вещей и действий, а именно об отражении их значения для приспособления данного живого существа к окружающему миру. Нетрудно заметить, что ощущения сами по себе этого не дают.
Они сообщают лишь об определенных событиях во внешнем мире или в организме. Например, ощущение красного цвета, возникающее при зажигании лампочки, само по себе не несет собаке никакой информации о полезности или вредности этого явления, о том, как надо на него реагировать. Чтобы это событие превратилась в сигнал для определенной реакции, нужно еще что-то. Что?
В четвертой лекции, говоря о структуре условных рефлексов, мы называли это «что-то» подкреплением (положительным или отрицательным). Именно подкрепление оказалось основным, решающим условием выделения сигнальных свойств вещей и целесообразных реакций, формирования или торможения связей между ними. Таким подкреплением в приведенном выше случае может быть пища. Это — положительное подкрепление. Но подкрепление может быть и отрицательным. Например, если вслед за зажиганием красной лампочки собака будет получать сильный удар электрическим током. Тогда красный свет станет сигналом опасности. Соответствующее ощущение свяжется с оборонительной реакцией. Собака станет отвечать на зажигание лампочки воем, попытками вырваться и убежать и т.п.
Все это — описание процесса подкрепления с внешней стороны, в терминах действующих раздражителей и наблюдаемого ответного поведения. А теперь мы попробуем от внешнего перейти к внутреннему.