Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
ствии Шпейдель наблюдал действие метразола и обнаружил, что он вызывает активное сокращение, а затем вытягивание нервной клетки. Позднее Кэри и другие исследователи изучали двигательную концевую пластинку. Они и здесь обнаружили амебоидные свойства — после физического повреждения пластипка сжималась в шарик.
Амебоидное движение в ответ на раздражитель является, вероятно, древнейшей из реакций. Таким образом, гипотеза об амебоидности нейронов предполагает только то, что они до сих нор не утратили своего первоначального свойства. Поэтому возможно, что оно и лежит в основе действия ступенчатых механизмов.
9.7. Каждая клетка содержит много переменных, которые могли бы изменяться приблизительно по типу ступенчатой функции, особенно если время наблюдения велико по сравнению со средней продолжительностью клеточных процессов. Мономолекулярные пленки, растворы белков, ферментные системы, концентрации водородного иона и других ионов, окислительно-восстановительные потенциалы, адсорбированные слои и многие другие клеточные компоненты или процессы могли бы действовать как ступенчатые механизмы.
Если клетка достаточно чувствительна, чтобы реагировать на изменения, происходящие на атомном уровне, то такие изменения могли бы служить источником ступенчатых функций, так как они всегда имеют квантовый (т. е. скачкообразный) характер. Но этот источник, вероятно, следует исключить, так как изменения на этом уровне, возможно, слишком неопределенны, чтобы служить основой регулярного и воспроизводимого поведения, рассматриваемого в нашей книге (§ 1.14).
На поверхности нейрона, особенно его дендритов и аксонов, находится чувствительная мембрана, которая могла бы служить основой ступенчатого механизма, хотя она, вероятно, полностью «загружена» работой по передаче потенциалов действия. Нервные фибриллы описывались на протяжении многих лет, но все еще не исключена возможность, что это артефакт. Если они
существуют, то крайняя тонкость их структуры позволяет предполагать, что они тоже могли бы служить основой ступенчатых механизмов.
Часто указывают на хрупкость всей организации нервной системы. Эта хрупкость, несомненно, предполагает существование ступенчатых функций, ибо «хрупкий» означает, в сущности, «легко разрушающийся», а в § 7.19 мы уже видели, что в «разрушении» (или разрыве) чего-либо проявляется изменение величины ступенчатой функции. Хотя это по сути скорее «филологический» довод, он в какой-то степени оправдывает представление о том, что существование ступенчатых механизмов в нервной системе отнюдь не маловероятно.
«Представление о постепенном, непрерывном развитии,— писал Жак Лёб,— несовместимо с общими физическими свойствами протоплазмы или коллоидного материала. Коллоидные вещества в нашей протоплазме обладают критическими точками... Коллоиды очень легко изменяют свое состояние, и многие условия... способны вызвать измейение в их состоянии. Такой материал весьма легко претерпевает ряд прерывистых изменений».
О возможной молекуллриой основе памяти
9.8. Что необходимо для того, чтобы нечто материальное могло служить ступенчатым механизмом в ультрастабильной системе? Только то, чтобы оно было ступенчатым механизмом, могло.изменяться под влиянием существенных переменных и оказывало эффективное действие на реагирующую часть R.
Головной мозг как динамическая система настолько чувствителен и служит таким мощным усилителем, что мы едва ли можем установить минимальную величину физического изменения, которое все еще способно существенно влиять на поведение. Даже изменение одной молекулы нельзя заранее счесть неэффективным, так как многие события в нервной системе решающим обра-
зом зависят от отношения некоторой переменной к порогу; вблизи порога очень малое изменение может иметь большие последствия.
Поэтому не исключена возможность, что основой ступенчатых механизмов служат события на молекулярном уровне. Есть множество факторов, которые могли бы играть такую роль: значение функции могло бы зависеть от того, является ли молекула!)- или L-изомером и находится ли она в цис- или траке-форме, от наличия или отсутствия водородной связи, от того, в какой плоскости лежит двойная связь между атомами углерода, и т. д. Такая основа в живом организме обладала бы тем преимуществом, что обеспечивала бы нужную функцию при минимальном весе и объеме, а это имеет существенное значение для свободноживущего организма.
Полинг обсуждал эти возможности и предположительно наметил пределы, которые сузили бы область поисков. Если молекулярный субстрат слишком мал, тепловое движение не позволит ему сохранять постоянство, без которого он не мог бы служить основой такого поведения, какое наблюдалось у голубей Скиннера (§ 1.14). Если он слишком велик, он не сможет обеспечить того «чуда миниатюрности», которое фактически достигнуто в механизмах головного мозга млекопитающих.
9.9. Помня обо всех этих возможных формах ступенчатых механизмов, мы вряд ли сможем многое сказать с определенностью о каналах обратной связи, идущих от существенных переменных через ступенчатые механизмы к реагирующей части R на фиг. 25. Ясно, что нет ни малейшей необходимости в том, чтобы эти каналы состояли из анатомических или гистологических трактов: ведь если бы ступенчатые механизмы были молекулярными, то каналы к ним могли бы иметь биохимическую или гормональную природу; в то же время каналы от них к R могли бы быть чрезвычайно короткими и иметь почти любую природу, если бы они находились внутри нейронов, в которых они действуют.
