Мы настолько привыкли к себе, что не в состоянии оценить все вышесказанное. Что мы понимаем под работой нервной системы? Что же такого особенного в нервных синапсах и клетках, что они необходимы и существуют в примитивном или сложном виде у каждого живого существа? Нужны ли они для жизни?
Космос (что в переводе с греческого языка означает «порядок») не особо упорядочен, за исключением таких процессов, как смена дня и ночи и лунные фазы. Я не уверен, что более простые нервные системы осознают порядок в этих фазах. Метеориты падают крайне случайным и беспорядочным образом. Солнца формируются и распадаются таким образом, который в действительности не соответствует понятию порядка. На другом, микроскопическом, экстремуме существует такая же хаотичность и отсутствие порядка. Никто не может предсказать, какой атом распадется в радии или любом другом радиоактивном веществе. В любой области материального мира, газов, жидкостей или чего бы то ни было, для любой молекулы или атома нет ничего предсказуемого, упорядоченного, стабильного и неизменного. Ни ветер, ни солнце, ни землетрясение, ни тайфун не ведут упорядоченное существование.
Нервные структуры стремятся к порядку, находят его, когда и где бы он ни существовал, и создают порядок там, где его нет. Лишь очень сложная нервная совокупность, состоящая из такого большого числа единиц, которое характерно для большинства живых существ, нуждается в последовательности и постоянстве окружающей среды. Примитивные нервные системы не играют в теннис и не перескакивают с одной ветки на другую, расположенную на расстоянии тридцати футов (9 м). Примитивные системы более медленные и не так сильно нуждаются в создании постоянства. Детеныши всех живых существ меньше и слабее своих взрослых представителей, одни – в течение более коротких, другие – в течение более длительных промежутков времени. Слабым организмам нужен более или менее постоянный последовательный мир, чтобы они могли обучаться, превращаясь в сильные организмы. Организм и сам по себе является целым миром микробов, для существования которого необходимы постоянство, порядок, неизменность, гомеостаз.
Было бы банально просто сказать, что только мозг способен думать, использовать абстракции, мечтать, помнить и т. д. Нервная система вносит порядок в случайные, постоянно меняющиеся стимулы, поступающие к ней через органы чувств. Более того, сам живой организм также находится в непрестанном движении, и нервной системе приходится упорядочивать как подвижный изменяющийся мир, так и собственную подвижность, придавая всему этому кружащемуся хаосу некий смысл. Как же мы можем учиться, если ничто никогда не повторяется?
Итак, самым неожиданным средством для достижения этого «подвига Геракла» является движение. Движение необходимо живому организму для формирования стационарных и повторяющихся событий в изменяющейся, движущейся среде, ибо, даже если мы сталкиваемся с мертвой материей и неподвижной растительностью, наши органы чувств все еще воспринимают ощущение движения, поскольку живой организм движется и никогда не остается абсолютно неподвижным до тех пор, пока действительно не умрет.
Профессор Хайнц фон Ферстер из Лаборатории биологических компьютеров Университета Иллинойса, питающий подобные идеи, рассказал мне и моим студентам в Сан-Франциско следующую историю.
Анри Пуанкаре опубликовал в 1887 году статью, в которой объяснялось, что на сетчатке трехмерное пространство отображается лишь в двух измерениях, при этом структура этого изображения на сетчатке не является такой же однородной, как в пространстве. Осознание третьего недостающего измерения является результатом конвергенции двух глаз и соответствующей аккомодации, что в действительности является мышечным ощущением. Для осознания направления требуется, в том числе, движение головы.
При движениях головы требуется подстройка глаз. При неподвижной голове и глазах не происходило бы трехмерного восприятия картинки. С того момента я прочитал книгу Пуанкаре «Наука и гипотеза», изданную на английском языке издательством Dover. Он показывает, что движение участвует в нашем восприятии пространства и нашем выборе евклидовой геометрии. Это захватывающая книга, и ее стоит прочитать, поскольку она оригинальна и нова – отображая мышление настоящего гения.
Не могу не вспомнить еще один пример проницательности Пуанкаре. В те дни большая часть работы по физиологии мозга сводилась к удалению части мозга, наблюдению за пораженной функцией и, таким образом, к локализации этой функции в мозге. Пуанкаре считал этот метод недостаточно научным и сомневался в полученных на его основе выводах. В качестве основного аргумента он приводил тот факт, что бинокулярное трехмерное зрение страдает каждый раз, когда человек теряет правый глаз, но при этом было бы ошибочным заключить, что функция трехмерного восприятия располагается в правом глазу.
Швейцарский инструктор по лыжам, г-н Колер, если я правильно помню, убедил нескольких своих учеников принять вместе с ним участие в эксперименте. Ему было интересно узнать, что было бы с нами, если бы наш мозг видел внешний мир таким, каким он отображается на сетчатке глаза, а не таким, какой он есть. Как известно, хрусталик глаза, как и любая другая линза, переворачивает изображение на сетчатке. У стоящего человека голова будет находиться внизу сетчатки, а ноги – вверху. Мистер Колер раздал всем своим участникам очки, которые переворачивали изображение на сетчатке. Поначалу, как и положено, они видели всё вверх ногами. Первые часы были очень тяжелыми. Они не могли свободно двигаться или что-либо делать, не замедляя при этом движения и не пытаясь осмыслить увиденное. Затем произошло нечто неожиданное. Всё на теле и в непосредственной близости от него стало выглядеть как прежде, при этом всё, что не было потрогано, продолжало оставаться перевернутым. Постепенно, по мере того как они ощупывали и трогали друг друга, перемещаясь в пространстве, чтобы удовлетворить свои обычные потребности, предметы, расположенные вдали, стали казаться нормальными. Очки нельзя было снимать на протяжении всего эксперимента. Через несколько недель всё вновь стало выглядеть как надо, и участники эксперимента снова могли всё делать без какого-то особого внимания и заботы. В какой-то момент пошел снег, и мистер Колер увидел в окно, как снежинки поднимаются с земли и движутся вверх. Он вышел на улицу, вытянул руки и почувствовал, как на них падает снег. Затем он развернул ладони вверх, и, конечно же, на них упал снег. После буквально нескольких таких попыток он вновь стал видеть падающий, а не поднимающийся снег.
Есть и другие опыты с инвертирующими стеклами. Один из них, проделанный в Соединенных Штатах, проводился с участием двух человек, один из которых сидел в инвалидном кресле, а другой толкал его, при этом оба они были в специальных очках. Тот из них, кто перемещался в пространстве, толкая кресло, уже спустя несколько часов стал нормально видеть и смог найти дорогу без необходимости ее нащупывать, в то время как тот, кто сидел в кресле, продолжал видеть все неправильно.
Видит ли новорожденный ребенок все правильно с самого начала или ему действительно нужно прикасаться к предметам, чтобы иметь возможность интерпретировать полученное впечатление в соответствии с контрольным чувством – своим прикосновением? Я, например, подозреваю, что движение играет важную роль в формировании моего объективного мира. И если мое подозрение не совсем ошибочно, движение может быть необходимо всем живым существам, чтобы они могли формировать свой объективный внешний мир и, возможно, даже свой объективный внутренний мир. Мы редко останавливаемся, чтобы спросить себя, являемся ли мы исключительно взрослым воплощением программы нашего генетического кода (ДНК). Именно сперматозоиды запускают этот процесс. ДНК выберет соответствующие коду изменения из множества возможных альтернатив. Мы знаем, что реализация программы никогда не происходит без развития организма, несущего в себе генетический код. Рождение и развитие никогда не происходят без хотя бы одного наблюдателя или свидетеля – того, кто рождает этот организм. Однако до сих пор не известно ни об одном живом организме вне гравитационного поля. Подводя итог, можно сказать, что генетическая программа заложена в тело, которое вырастает из двух клеток, в среде, в которой неизбежно присутствует сила тяжести и свидетели. Ни один из этих элементов не может сам по себе (как бы вы ни напрягали воображение) сформировать живое существо, способное расти и становиться взрослым.
Все млекопитающие имеют форму, скелет, мускулатуру, нервную систему и рождаются у родителей. Люди рождаются в определенной культуре, в определенном человеческом обществе, живущем где-то на Земле. На Земле непрерывно действует сила тяжести, от которой никак нельзя отгородиться. Она постоянна и практически везде одинакова. Хотя кости и являются живой материей, поскольку они растут и могут восстанавливаться при повреждении, тем не менее, условно говоря, они являются инертной материей. Они не могут изменить свою форму, положение или конфигурацию без натяжения, создаваемого мышцами. Различают крупную и малую мускулатуру, поперечнополосатые и гладкие мышцы. Все они могут сокращаться или прекращать сокращение, тем самым восстанавливая свою первоначальную длину и готовясь к следующему сокращению. Мышцы не сокращаются без создаваемых нервной системой импульсов. Однако это не совсем верно, так как на ранних стадиях развития эмбриона сердечные мышцы сокращаются в особом ритме – обычно более быстром, чем у взрослого человека – еще задолго до того, как какие-либо из нервов достигнут сердца. Поэтому очевидно, что существует и другой механизм, заставляющий мышцы сокращаться.
Существует два основных типа мышечных волокон: белые волокна и красные волокна. Они различаются не только по цвету, но и по времени, в течение которого они продолжают свои сокращения, а также по скорости этих сокращений. Мышцы сокращаются таким образом, чтобы кости могли смыкать и размыкать суставы; говорят, что эти два вида активности антагонистичны. Само собой разумеется, что у взрослого человека мышцы сами по себе не могут распоряжаться своим сокращением или прекращением сокращения, то есть расслаблением.