Лев Ительсон - Лекции по общей психологии Страница 64

Следовательно, на вопрос, какие события порождает в живом организме его взаимодействие с окружающим миром, общий ответ будет: оно порождает самую жизнь. Отсюда вытекает, что в живом организме нет ни одного явления или процесса, которые не порождались бы взаимодействием организма с окружающим миром. Окружающая реальность непрерывно вызывает миллиарды событий в организме — изменения состава и притока питательных веществ и энергии, изменения состава, роста и взаимодействия клеток, изменения функционирования внутренних органов и мышц, изменения состояния и поведения и т.д. (В свою очередь, разумеется, ответные действия организма вызывают определенные события во внешней среде, порождают изменения ее состояний.)

С этой точки зрения все, что происходит в организме, несет одновременно информацию о состояниях внешнего мира, отображает свойства окружающей реальности. Каждый организм выступает по отношению к окружающей среде не только как сгусток энергии и высокоорганизованного вещества, но и как сгусток информации и высокоорганизованных отражений реальности.

Таким образом, первое условие формирования информационных процессов удовлетворяется в живых организмах с лихвой. Сама жизнь выступает как информационный, отражательный в своей основе процесс. Этот уровень отражения реализуется, по-видимому, в организме гуморальной системой (кровь, лимфа, эндокринные железы). Она непосредственно отражает изменения условий жизнедеятельности. Она же, реагируя на изменения состава этих продуктов, в свою очередь изменяет жизнедеятельность отдельных органов и всего организма (см. лекцию XII).

Этот низший уровень отражательной деятельности существует у всех живых организмов, начиная с амебы. Его можно назвать уровнем органического отражения, потому что информация, которая в нем используется, это —лишь информация о внутреннем функционировании и состояниях самого организма. Внешний мир как бы не интересует гуморальную систему. Информация о его свойствах, содержащаяся в работе организма, для гуморальной системы остается «запечатанной». Она «смотрит лишь внутрь», «видит» лишь то, что происходят в самом организме и пытается устранить возникающие отклонения лишь изменениями режимов работы самих внутренних органов.

Чтобы извлечь из состояний организма информацию об отраженных в них свойствах внешнего мира, необходимо еще выполнение второго сформулированного выше условия. События, вызванные внешним миром в организме, должны быть превращены в код информации об этом внешнем мире. Иными словами, их собственные физиологические свойства должны быть каким-то образом отброшены так, чтобы остались выделеными «в чистом виде» лишь их структуры, т.е. различные инварианты изменения этих свойств в пространстве и времени.

Эту работу выполняют в организме специальные устройства, именуемые рецепторами (что означает «приемники»). Рецепторы — это окна, через которые наш мозг, заключенный в непроницаемой тьме черепной коробки и позвоночника, может заглядывать во внешний мир и процессы, протекающие в самом организме.

Иногда их называют «органами чувств». Но это неверно. Никаких чувств в этих органах не возникает. Глаз чувствует свет не больше, чем сердце ощущает любовь. А ухо слышит звук в такой же мере, в какой печень испытывает гнев.

Функция рецепторов иная. Они кодируют свойства и состояния объектов внешнего мира, а также самого организма в алфавите электрохимических импульсов — единственном понятном нервной системе.

Первая форма, в которой любой живой организм сталкивается со свойствами вещей — это то, как они на него действуют. Но всякое действие представляет определенное преобразование или передачу некоторого вида энергии. Каждый рецептор — это система специализированных клеток, которые обладают способностью: (1) поглощать только определенный вид энергии,

(2) изменять при этом свое физико-химическое состояние, (3) превращать возникающую таким образом химическую энергию в электрические потенциалы.

Эти функциональные свойства рецептивных клеток называют раздражимостью.

Например, рецептивные клетки сетчатки глаза (колбочки и палочки) имеют способность переводить электромагнитную энергию света в химическую энергию, а затем в энергию электрических импульсов.

Свойство объекта, на которое реагируют рецептивные клетки, в нашем примере — отраженный или излучаемый свет — называется раздражителем. Сам переход энергии раздражителя в химическую энергию рецептивных клеток именуется раздражением. Переход химической энергии рецептивной клетки в электрический импульс в афферентном нервном волокне называют возбуждением.

Таким образом физиологический механизм рецепции можно представить себе как цепочку: раздражитель — раздражение — возбуждение. Свойство рецепторов отвечать только на определенный вид энергии именуют специфической раздражимостью.

Так, например, для глаза, точнее, для чувствительных клеток сетчатки специфическим раздражителем являются электромагнитные волны. Для уха, точнее, нервных волокон улитки, это — механические колебания воздуха (звук). Для терморецепторов — это тепловое движение молекул. Для вкусовых луковиц языка — это электрохимические свойства вещества и т.д.

Следует отметить, что специфическая раздражимость имеет обычно довольно узкий характер. Рецепторы, как правило, реагируют только на некоторые возможные участки (или свойства) соответствующих видов энергии. Так, например, зрительный рецептор человека «вырезает» из всего спектра электромагнитных волн лишь узенький интервал от 400 до 800 миллимикрон. Только через это маленькое «окошечко» глаз заглядывает в мир. Все световые колебания с меньшей длиной волны (ультрафиолетовые) и с большей (инфракрасные) оставляют его «равнодушным» и остаются невидимыми. Аналогично, слуховые рецепторы реагируют на звуковые волны лишь в пределах примерно от 15 до 20000 колебаний в секунду (герц). Волны с меньшей частотой (инфразвуки) и с большей частотой (ультразвуки) остаются для уха неслышимыми. Рецепторы химической энергии и свойств тоже, по-видимому, ограничены лишь некоторыми чертами раздражителей. Например, вкусовые рецепторы реагируют лишь на такие черты химического строения вещества, как наличие в его водном растворе ионов водорода, или металлов, или углеводов и т.д.

Таким образом, и на уровне специфической раздражимости происходит фильтрация, отбор тех видов раздражителей, на которые откликается рецептор.

Механизм следующих за раздражением процессов нам уже знаком. Потенциалы, возникающие в рецептивных клетках, вызывают электрические импульсы в начале сопряженного с ним центростремительного аксона. Частота и ритм этих импульсов определяются уровнем потенциала, возникшего в рецептивной клетке. Наведенные им импульсы бегут по аксону, передаваемые, как эстафета, от участка к участку (через перехваты Ранвье) с помощью уже известных нам ионных механизмов переразрядки. Достигая тела сенсорного нейрона, они создают в нем потенциал возбуждения. Через дендриты окружающих нейронов этот потенциал оказывает влияние на их состояния, на химизм меж-синаптических щелей и глии и т.д.

Как видим, наше первоначальное сравнение рецепторов с окнами, через которые мозг заглядывает в окружающий мир, по-существу, неверно. Рецептивные элементы скорее похожи на датчики, вроде микрофона, иконоскопа, термопары. Так же, как эти приборы, они переводят звуковую, световую, тепловую и другие виды энергии в колебания электрических потенциалов, а последние — в серии электрических импульсов, структура которых соответствует структуре энергетических воздействий на соответствующие рецептивные элементы.

Каким же образом кодируются в этих импульсах различия между энергетическими свойствами раздражителей?

Первая идея, как будто самая естественная, это зависимость между величиной энергетического воздействия раздражителя и величиной импульса, который им порождается. Например, чем ярче свет, тем больше потенциал импульса в зрительном нерве, чем громче звук, тем сильнее порождаемый им импульс, и обратно. Такой принцип формирования сигналов о состояниях определенного источника энергии называют в технике амплитудной модуляцией. Он используется в микрофонах, иконоскопах, обычных радиопередатчиках, многих измерительных устройствах (например, термометрах, манометрах и т.п.).

Фактически, однако, дело обстоит не так просто. В рецептивных клетках принцип амплитудной модуляции действительно обычно используется: чем интенсивнее разраздражитель, тем выше потенциал раздражения.

Но уже в центростремительных аксонах циркулируют, как мы знаем, только стандартные импульсы одинаковой величины и формы.

Соответственно, и уровень энергии раздражителя на входе рецепторов, и ее распределение, и ее колебания кодируются только частотой и ритмом следования электрохимических импульсов в центростремительных аксонах. В технике такой принцип формирования сигналов