Очерки адаптации и биологии и технике - Лабутин В.К.
Скачать (прямая ссылка):
7. Целесообразное поведение
Примерами целенаправленного поведения заполнена жизнь каждого животного. Наряду со случаями избегания неблагоприятных условий поведенческие адаптации ярко проявляются при
поиске и добывании пищи, бегстве или защите от врагов. Если поведение иизкооргаиизованных животных в таких ситуациях стереотипно, вписывается в рамки простых автоматических действий и часто может быть объяснено^врождеиными механизмами элементарных рефлексов, то у высокоорганизованных обнаруживается широкое разнообразие приемов и тактик, варьируемых и выбираемых ими в каждом конкретном случае. Эффективность этих тактик, или способов поведения, повышает?я с возрастом животного и зависит от его индивидуального опыта. Поэтому поведенческие адаптации можно рассматривать в связи с обучением, т. е. с выработкой целесообразных форм поведения в повторяющихся или сходных ситуациях.
Поведение особи оказывается тем более совершенным, чем раньше она распознает назревающую ситуацию по первым признакам или даже косвенным явлениям. Известно, например, что 'МедуЗ'ы "У^йают о приближении бури з'а много часов и успевают укрыться от нее в удобных местах. В более сложных случаях способность к предвидению развивается по мере накопления опыта. Академик П. К. Анохин назвал ее опережающим отражением действительности.
Простейшая реализация опережающего отражения действительности обнаруживается в механизме условного рефлекса, фундаментально изученном великим русским ученым И. П. Павловым. Его классические эксперименты по стимуляции выделения желудочного сока у собаки условным раздражителем — звонком — после серии сочетаний звонка с подачей пищи можно упрощенно представить схемой, показанной на рис. 7. Появление пищи (стимул) обнаруживается специализированным чувствительным аппаратом (анализатор), отличающим данный стимул от множества других. Вырабатываемый анализатором сигнал поступает по афферентным нервным путям 1 в участок мозга (центр 1), управляющий работой поджелудочной железы (эффектор). Поступающая из мозга по афферентным путнм 2 команда вызывает выделение желудочного сока (реакция). Это классическая рефлекторная дуга «стимул — команда — реакция», отражающая сформулированный более 300 лет назад французским ученым Рене Декартом безусловный рефлекс.
Звонок (условный сигнал) воздействует на другой участок мозга (центр 2). Наличие связей между различными центрами (схема И на рис. 7) позволяет обнаружить совместное появление двух стимулов. Сигналы, возникающие на выходе схемы Я, при сочетании звонка с подачей пищи воздействуют на накопительный элемент (счет), который при достаточном числе таких сочетаний замыкает условно-рефлекторную связь (временная связь) между выходами центров 1 и 2. После этого, очевидно, воздействие одного только звонка на центр 2 будет вызывать команду на выделение желудочного сока.
Если допустить, что центр 2 обладает хотя бы непродолжительной памятью (в электрической модели для этого достаточно подключить к его выходу конденсатор С, сохраняющий в течение некоторого времени напряжение после прекращения действия условного раздражителя), то схема И будет срабатывать и в том случае, когда включение звонка опережает подачу пищи. Тогда ряд опытов с последовательным сочетанием раздражите-
лей звонок — пища также приведет к замыканию временной связи, после чего команда на выделение желудочного сока будет, подаваться в ответ на звонок еще до предъявления пищи.
За счет небольших дополнительных усложнений можно придать описываемой модели способность демонстрировать угасание условного рефлекса в отсутствие подкреплений, обнаруживающих его целесообразность.
Проявляющийся в условных рефлексах механизм опережающего отражения действительности далек от научного предвидения. В общем случае он опирается на предположение «после этого — значит вследствие этого», а не на постижение истинной причинности следующих одно за другим событий. Но обратное
Стимул Анали 1 Центр1 2 Эффек
Условный
сигнал
С
а» l--* *5Г"
Анали-
затор
Центр.
Рис. 7. Схема механизма условного рефлекса.
положение «вследствие этого — значит после этого», справедливо всегда, поэтому в игре с менее изощренным партнером, каким часто бывает природа, усвоение типичных последовательностей событий придает поведению животного адаптивность.
Несмотря на всю примитивность схемы на рис. 7, она иллюстрирует некоторые важные черты организации адаптивных систем, осуществляющих обобщение. Для того чтобы одна и та же реакция могла происходить в ответ на различные стимулы, должен существовать механизм кодирования, допускающей образование одинакового кода для разнородных стимулов. Только при этом условии эффектор на рис. 7 сможет «срабатывать» как по команде, поступающей от центра 1, так и по команде от центра 2. У достаточно высокоорганизованных животных аппаратом, осуществляющим универсальное кодирование любых стимулов, служит нервная система. Уже в анализаторах, которыми являются все органы чувств и обширная сеть нервных окончаний, контролирующих внутреннюю среду организма (интеро-цепторы), происходит кодирование стимулов любой физической и химической природы в форму нервных импульсов.
