А вот второй тип функциональных систем использует для саморегуляции факторы внешней среды. Они обеспечивают приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма – через связь с внешним миром, через изменения поведения.
В целом схема такая. Животное (да, собственно, и человек) делает все целенаправленно (со смыслом). Если что-то его не устраивает, оно начинает действовать – по сути, или воды, например, мы делаем все, чтобы устранить нехватку, приспособиться.
Рис. 37. Схема поведенческого акта по П. К. Анохину
На схеме можно увидеть, что поведенческий акт состоит из последовательно сменяющих друг друга стадий. Давайте сначала внимательно изучим схему (рис. 37), а потом посмотрим, как она работает на наглядном примере.
Слева на схеме, рядом с мотивацией, указана обстановочная афферентация (от лат. afferens – «приносящий»). Это множество самых разнообразных воздействий, которым подвергается человек в конкретной ситуации. Это и температура воздуха, и уровень освещенности, и окружающие звуки. У человека уже есть какая-то мотивация. Но многие стимулы вокруг окажутся несущественными в данный момент. Лишь некоторые из них вызовут интерес (ориентировочную реакцию). К ней мы еще вернемся, когда будем говорить о внимании. Важнейшие стимулы, соответствующие мотивации, обозначены как пусковой стимул.
Все стимулы обстановочной афферентации (окружающей среды) вместе с пусковым стимулом субъективно отражаются человеком в виде ощущений и восприятий. В мозге они взаимодействуют с прошлым опытом (памятью). А это в свою очередь формирует образ. Но сам по себе образ не может порождать поведение.
Сопоставление образа с разными аспектами памяти и мотивацией создает в мозге план действий (принятие решений). Обычно возникает несколько возможных вариантов действий, которые в данной обстановке могут привести к удовлетворению имеющейся потребности.
В коре и ближайшей подкорке ожидаемый итог действий сформирован в виде своеобразной нервной модели – акцептора результата действия. У человека всегда есть какое-то видение конечного результата (того, что он хочет получить).
Когда акцептор сформирован и известна программа действия, запускается процесс осуществления действия.
С самого начала выполнения действия за счет работы коры происходит его волевой контроль. Информация о действии через обратную афферентацию передается в кору и подкорку. Там она сопоставляется с акцептором, и это порождает определенные эмоции. К этим же структурам коры и подкорки вскоре поступают и сведения о том, чем же завершилось действие. Если то, что получили структуры коры и подкорки, соответствует акцептору результата действия (желаемому результату), возникают положительные эмоции. Действие прекращается.
Если же данные не соответствуют акцептору, возникают отрицательные эмоциональные реакции. И они будут создавать дополнительную мотивацию к продолжению действия, его повторению с постоянно вносимыми корректировками до тех пор, пока полученный результат не совпадет с намеченной целью (акцептором).
Давайте рассмотрим такой пример. Допустим, вы находитесь на крыльце загородного дома. Лето. Жарко. Обстановочная афферентация. В какой-то момент вы чувствуете, как в горле все пересыхает и язык прилипает к горлу (пусковой стимул). У вас формируется образ того, как вы изнемогаете от жары. Вы вспоминаете, что в холодильнике должна быть бутылка прохладной воды, – вы сопоставили образ с информацией, которая есть в памяти. Вы решаете, что пора утолить жажду. И в этом поможет бутылка с водой. У вас формируется план действий: сейчас пойду на кухню, открою холодильник, возьму бутылку и так далее.
В мозге кора и ближайшая подкорка формируют идеальный образ вас, пьющего прохладную воду (это акцептор результата действия). Ваш мозг запускает динамический стереотип – ходьбу. Это вы приступили к действию. Вы подходите к холодильнику, открываете его и находите там заветную бутылку. Открываете крышку, делаете глоток, другой. Все. Итог вашего действия совпал с акцептором. Вы получили положительные эмоции.
В такой ситуации прилипший к небу язык, по сути, является аналогом звонка у собак Павлова. Вы знаете, что сухой язык приведет к неприятным ощущениям, вплоть до обезвоживания. В случае же со звонком собака знает, что после него последует кормежка. И это запускает в ее мозге действия, направленные на получение еды.
Подобные примеры демонстрируют степень алгоритмичности нашего поведения, его программируемости. И мы еще раз убеждаемся в силе динамических стереотипов.
И все-таки, если столь многое в нас запрограммировано, насколько мы вообще можем влиять на свое поведение?
Информация влияет на работу генов в мозге
Долгое время считалось, что информация считывается из наших генов, а затем на ее основе в молекулярных машинах клетки синтезируются белки. И они уже начинают работать, обеспечивая те или иные процессы. Важно понимать, что по своей сути ген – это информация о какой-то молекуле белка.
Наши внешние признаки, поведение, аллергические реакции, иммунная и нервная системы – все это определяется белками. Например, ферменты, участвующие в синтезе красящих молекул меланинов, кодируются определенными генами. Меланины бывают нескольких типов. У людей встречаются гены, кодирующие эумеланин (черная, коричневая окраска). В таких ситуациях мы получаем детей-брюнетов. Гены, кодирующие феомеланин (красноватый оттенок), приведут к тому, что у детей будут веснушки и рыжие волосы.
Итак, мы примерно разобрались, как это работает. Но теперь важный момент. Гены-то у нас изначально есть все и в каждой клетке организма их набор одинаков – но почему тогда все клетки разные внешне? Это происходит потому, что какие-то гены выключены в одних клетках, но работают в других. Гены, отвечающие за формирование отростков, работают в нейронах (поэтому они имеют звездчатую структуру), но не работают в клетках кожи (поэтому кожа гладкая).
Вот и все чудо. Но на самом деле ситуация все же несколько сложнее.
Вы уже знаете, что всякий раз, когда вы что-то учите, в нейроне включаются в работу белки, которые строят новые связи между клетками. Более того, поступающая информация влияет на то, насколько активно будут работать те или иные гены, связанные с построением новых связей. В 2000 году за описание этого механизма Эрик Кэндел получил Нобелевскую премию.
Давайте рассмотрим на примере.
Когда самец зебровой амадины – птицы семейства ткачиковых – слышит песню другого самца, в слуховой области его мозга включается в работу ген erg1.
Но этого не наблюдается, когда птица слышит любые другие звуки. То есть это такой специальный ответ на социально значимую информацию. Вдумайтесь, ген включается в работу под воздействием звука.
Более того, ген erg1 работает активнее, если птица слышит песню незнакомого самца своего же вида (по сравнению с ситуациями, когда слышны песни самцов, живущих по соседству).
Выяснилось, что ген erg1 является регулятором других генов, ответственных за социальное взаимодействие. Он обнаружен у большого количества животных.
Недавние исследования показали, что подобные механизмы весьма консервативны. Эволюция закрепила их и у людей.
Например, если мужчинам в нос закапать гормон вазопрессин, лица других людей покажутся им менее дружелюбными, чем раньше. При этом у самих испытуемых на лице появятся выраженные признаки отвращения, агрессии.
У женщин эффект противоположный: лица становятся для них приятнее. Мимика женщин становится более дружелюбной. Удивительное действие вазопрессина объясняется тем, что он одновременно является и гормоном, и нейромедиатором.
Причем вазопрессин – не обычный гормон, а нейрогормон, то есть он способен возбуждать сразу множество клеток мозга, в том числе расположенных далеко от точки выброса. Вот так простое введение одной молекулы может невероятным образом изменять все поведение.
Вспомните схему с матричными процессами синтеза белка в клетке (см. рис. 6). Если вы еще раз внимательно ее изучите, то поймете, что теоретически на каждый из этапов синтеза белка могут влиять факторы внешней среды. Причем до конца не очень понятно, к каким изменениям они могут привести.
Как минимум нужно учитывать тот факт, что информация влияет на генетические процессы в клетках. Получается, что даже прочтение «Горе от ума» теоретически меняет работу генов в мозге. Именно по этой причине так важно помнить: многое в будущей жизни ребенка зависит от той информации, которую вы направляете в его мозг.
Так все-таки: гены или среда? Рождаемся или становимся гениями?
Вот уже не первое десятилетие всемирно известный ученый, нейроэндокринолог Роберт Сапольски, пытается заставить человечество задуматься о взаимоотношениях генов и среды. Что первично?
Мы лишь вскользь касались этого вопроса. Я упоминал, что свойства рефлекторных дуг спинного мозга достаточно жестко задаются генетикой. Жестко задана генетикой и группа крови. Она у нас постоянная с рождения. Но я аккуратно отметил также, что средовые факторы вносят значительный вклад в развитие нервной системы плода. Где же правда?
Согласитесь, это одна из важнейших тем. Если, к примеру, мы докажем, что все определяют гены, получится, что всевозможные техники развития интеллектуальных функций, внимания, памяти лишены всякого смысла. У нас будет лишь один путь – генная инженерия. В случае если нам удастся выяснить, что среда намного важнее генов, разумеется, мы будем перестраивать наше образование, здравоохранение, системы питания и физического развития. Мы будем делать это так, чтобы получить самых разумных, самых интеллектуально одаренных, внимательных, памятливых людей. Условно можно выделить два лагеря. Один – за генетику, второй – за среду.
В своих книгах Сапольски едко поддевает сторонников обоих лагерей. Он приводит в пример голливудских звезд, попавших в список «50 самых красивых людей мира» по версии журнала