Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
Соответствие между ступенчатыми механизмами (§ 7.18) и частями гомеостата можно с равным основанием представлять себе в нескольких различных вариантах. Пожалуй, проще всего отождествить состояние этих механизмов с 12 величинами, определяемыми положением униселекторов (по 3 для каждого из них). Если контакт магнита одного из блоков на достаточное время выйдет из пределов ±45°, то три ступенчатые функции блока изменят свое значение. Три новых значения не имеют никакой определенной связи с предыдущими значениями или с проблемой, поставленной перед машиной: это просто числа, следующие по порядку в таблице Фишера и Йейтса.
Легко видеть, что и при использовании любого отдельного блока, либо двух или трех блоков (что часто делают ради упрощения) полученная подсистема тоже будет ультрастабильной.
Гомеостат кап механизм, способный к адаптации
8.4. Одно из замечательных свойств нервной системы состоит в том, что она способна приспосабливаться к изменениям, произведенным путем хирургического вмешательства. Подобные эксперименты, начиная с первой работы Марина и кончая недавними работами Сперри, вызвали большой интерес и немалое удивление.
Более 40 лет назад Марина перерезал у обезьяны места прикрепления внутренней и наружной прямых мышц глаза и прикрепил эти мышцы так, что они оказались перекрещенными и сокращение наружной прямой мышцы поворачивало глаз уже не наружу, а внутрь к средней линии. Когда рана зажила, Марина с удивлением обнаружил, что оба глаза продолжали двигаться согласованно, т. е. бинокулярное зрение сохранилось.
Впоследствии Сперри перерезывал нервы мышц-сгибателей и мышц-разгибателей передней конечности у паукообразной обезьяны и сшивал их перекрестным образом. После регенерации нервов координация движений передних конечностей вначале была резко нарушена, но она постепенно улучшалась, пока не восстановилась способность к более или менее нормальному передвижению. Такие результаты типичны для огромного числа опытов, и нам достаточно двух приведенных примеров. Теперь посмотрим, как будет вести себя после аналогичной операции гомеостат.
На фиг. 36 показано поведение гомеостата, ради простоты составленного только из двух взаимодействующих блоков. Схема непосредственных воздействий вмела вид 1^2; воздействием 1 -*• 2 экспериментатор управлял вручную, а воздействием 2 1— через униселектор.
Вначале комбинация значений ступенчатых функций обеспечивала стабильность, как видно по реакции на' Du (Читатель, конечно, должен иметь в виду, что это простое возвращение к исходному состоянию после смещения служит прототипом всех сложных видов того процесса, рассмотренных в гл. 5.) В момент Л»
новая установка переключателя, произведенная вручную, сделала систему нестабильной, произошел выброс и переменные вышли из заданных пределов. Униселектор блока 1 изменил свое положение, и, как оказалось, первая же последующая проба привела к стабильному полю. Можно видеть, что если до Ri отклонение вверх
1
Ri R2
2 А________ll/\--------Л.
....... D2
1---------------i------------------и-t---------------
Время ------>-
Ф и г. 36. Взаимодействие двух блоков гомеостата (1 и 2).
Вертикальные отклонения кривых 1 и 2 отражают боковые движения магнитов в блоках 1 и 2 соответственно.Пики на кривой U появляются н моменты изменения положения шагового переключателя в блоке 1. Пунктирные линии соответствуют критическим состояниям. Отклонепия D производил оператор, для того чтобы определить реакцию системы.
в блоке 2 приводило к отклонению вверх в блоке 1, то после Ri оно вызывает в блоке 1 отклонение вниз, т. е. униселектор вызвал инверсию действия 2 1.
Этой инверсией была скомпенсирована инверсия действия 1 2, вызванная перестановкой переключателя
в момент R1.
После Ri весь процесс повторился. На этот раз для восстановления стабильности потребовалось три перестановки униселектора. Сравнение результата действия D, на блок 1 с результатом действия Бг показывает, что вновь произошла компенсация.
Если мы хотим установить соответствие между явлениями в нервной системе и в гомеостате, то мы должны (см. § 3.12) обратить внимание на то, что анатомический критерий разделения системы на «животное*
и «среду» — не единственно возможный: возможен и функциональный критерий. Предположим, что обезьяна, для того чтобы достать пищу из ящика, должна потянуть к себе рычаг; если мы перережем сухожилия мышц-сгибателей и мышц-разгибателей руки и прикрепим эти мышцы в перекрестном положении, то для коры головного мезга это изменение не будет существенно отличаться от такой перестройки ящика, после которой
Время--------».
Фиг. 37. Взаимодействие трех блоков. В момент Н произошла инверсия действия 2-*-3.
рычаг нужно будет толкать, а не тянуть к себе. Спинной мозг, периферические нервы, мышцы, кости, рычаг и ящик — все это компоненты «среды» для коры головного мозга. Перекомбинация связей в коре мозга может компенсировать инверсию связи в среде независимо от того, произойдет ли она в спинном мозгу, мышцах или рычаге. Поэтому можно ожидать, что кора мозга будет использовать один и тот же компенсаторный процесс, где бы ни произошла инверсия.
