Мозг. Русская теория

135 сообщений / 0 новое
Последнее сообщение
Сташков М.А.
Аватар пользователя Сташков М.А.
Мозг. Русская теория

Сериал-тема Мозг. Русская теория

На сайте портала в разделе Книги на дом опубликована ссылка для скачивания книги Мозг. Русская теория

Антонов В.М.

Устройство и работа мозга и всей нервной системы в целом будут рассматриваться с инженерной, механистической позиции, проще говоря, с позиции русской физики.

 

1. Зарождение жизни – промысел Высшего Разума

 

Теоретически возможны два варианта зарождения жизни: случайный и преднамеренный. Случайный, - когда случайно соединившиеся атомы и молекулы могли бы образовывать зародышевые клетки живых организмов. И преднамеренный,- когда зародышевые клетки создавались бы искусственно по замыслу разума, точнее сказать – по замыслу Высшего Разума.

Что такое – Высший Разум?

Его можно представить в виде космической системы сбора и переработки информации, структура которой похожа на структуру человеческого мозга, точнее – той части человеческого мозга, которая образует мышление; структура – такая же, но возможности – иные, во много-много крат превосходящие человеческие.

Будем считать, что зарождение жизни в космосе – промысел Высшего Разума (или, как говорят верующие люди, - Божий промысел). Преднамеренный (Божий) вариант зарождения жизни удобнее рассматривать в том смысле, что в нём прослеживается логика развития живых организмов, их обоснованность и последовательность. Каждый очередной шаг в усложнении форм жизни, по промыслу Высшего Разума, должен планироваться по следующему принципу: сначала назначается цель усложнения, затем определяются задачи предстоящего усложнения и, наконец, находятся конструктивные решения, которые обеспечивают достижение поставленной цели. Кратко указанный принцип можно выразить так: цель => задачи => решения.

 

Пример.

Цель: нужно добиться того, чтобы животные приспосабливались к изменяющимся условиям жизни.

Задача: заменить врождённые инстинкты навыками.

Решение: внедрение саморегулируемых синапсов и всего комплекса биохимического сопровождения такого саморегулирования. (Подробности формирования навыков будут рассмотрены в данном учебнике позднее.)

 

Второй пример.

Цель: желательно, чтобы виды растений и животных совершенствовались из поколения в поколение, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни.

Задача: разработать новый механизм формирования зародышевых клеток, который обеспечивал бы новые особенности организмов.

Решение: внедрение половой парности размножения, в результате которой могут появляться как удачные сочетания, так и неудачные; неудачные обречены на вымирание.

 

ibnteo
Аватар пользователя ibnteo

Однако строение нашего тела показывает, что мы развивались спонтанно. Человеческий глаз тому пример, сначала тела наших предков были прозрачными, и глаз сформировался задом наперёд, а когда стало уже не всё равно куда смотреть, было поздно, поэтому то у нас есть слепое пятно, и сложные решения для обхода этой несовершенности. Это как если бы мы делали видеокамеры с матрицей, сигнал с которой снимается спереди, и потом вывдоим сквозь матрицу жгуты проводов на плату, а потом писали драйвер, который компенсировал бы слепое пятно с помощи памяти, то что ранее видели в этом направлении.

Антонов В.М.
ibnteo писал:

Однако строение нашего тела показывает, что мы развивались спонтанно. Человеческий глаз тому пример, сначала тела наших предков были прозрачными, и глаз сформировался задом наперёд, а когда стало уже не всё равно куда смотреть, было поздно, поэтому то у нас есть слепое пятно, и сложные решения для обхода этой несовершенности. Это как если бы мы делали видеокамеры с матрицей, сигнал с которой снимается спереди, и потом вывдоим сквозь матрицу жгуты проводов на плату, а потом писали драйвер, который компенсировал бы слепое пятно с помощи памяти, то что ранее видели в этом направлении.

В зрении человека, действительно, присутствует многое из того, что было опробовано на животных, но использовалось сознательно только то, что необходимо, и - ничего лишнего. И кое-что будет отражено в данной теме, в частности скачущий взор (саккады); он-то и решает "проблему" слепого пятна (никакой драйвер для этого не требуется. Кстати, поясните мне-старику что такое драйвер и кто его писал).

Антонов В.М.

2. Неподвижные и подвижные живые организмы

 

Первыми, надо полагать, были созданы неподвижные живые организмы (их можно назвать ещё стационарными); это – растения, деревья, кораллы; они не способны перемещаться в пространстве.

При их создании были решены основные задачи превращения неживой материи в живую. Живая ткань неподвижных организмов характеризуется двумя факторами: это – постоянный транспорт веществ и постоянное пополнение ткани за счёт налипания (усвоения) новых молекул. Корни отфильтровывают питательные вещества и нагнетают их в транспортную систему организма. Усваиваются (прилипают с помощью ферментов) только те молекулы, слипание которых – наибольшее.

И транспорт веществ и налипание новых молекул на ткань растения составляют процесс его жизнедеятельности. Так появились неподвижные живые организмы.

Но на каком-то этапе развития живой материи была поставлена цель превратить неподвижные организмы в подвижные. При этом требовалось решить биологическими методами следующие задачи.

Первое – изменение конструкции живых организмов. Организм должен иметь шарнирный остов (позвоночник) и связанные с ним также шарнирно звенья - кости. (Есть в Природе и так называемые беспозвоночные; это – кишечнополостные, черви, моллюски, членистоногие и иглокожие. У них нет позвоночника, но есть заменяющий его панцирь или подобные позвоночнику сочленения.)    

Второе – должна быть создана двигательная ткань – мышцы. Мышцы должны соединять все шарнирные звенья организма между собой с тем, чтобы приводить их в движение.

И третье – должна быть создана система управления мышцами; движенья всех звеньев организма должны быть согласованными и целенаправленными.

В результате решения поставленных задач были созданы самые разнообразные подвижные живые организмы; это – и ползающие змеи, и плавающие рыбы, и прыгающие лягушки, и летающие птицы, и бегающие звери. Отличительной их особенностью стала их подвижность.

Таким образом в живом мире появились два вида движений: внутренний – процесс жизнедеятельности и внешний – поведенческий процесс.

 

Чтобы заострить на этих процессах внимание, рассмотрим пример – сравним организм лошади и механизм трактора. Когда они работают (например пашут), их поведения схожи, но в нерабочем состоянии обнаруживается их различие.

У спокойно стоящей лошади внутри её тела постоянно бьётся сердце, дышат лёгкие, движется по артериям и венам кровь, происходит постоянное замещение прежних молекул новыми, тоесть происходит обмен вещество. Это – процесс жизнедеятельности организма.

У трактора в нерабочем состоянии ничего подобного нет; его механизм в этом случае неподвижен; в нём не происходит никакой постоянный обмен веществ. Внутренний процесс жизнедеятельности у трактора отсутствует.

 

Договоримся называть неподвижные, стационарные живые организмы растениями, а все подвижные – животными.

Чтобы превратить растения в животных, пришлось снабдить их комплексом устройств, который можно назвать как двигательный аппарат.

Антонов В.М.

3. Двигательный аппарат

 

По логике замысла двигательный аппарат животного должен состоять из приводов и системы управления этими приводами; приводы – это мышцы, а управление – нервная система. Кроме мышц, к приводам можно отнести и некоторые железы. Напрямую они движения не создают, но они определяют интенсивность этих движений.

Логика появления мышц – понятна: они должны создавать тянущие усилия на шарнирно соединённые между собой скелетные звенья – на кости. Именно поэтому изгибается туловище животного, поворачивается и наклоняется его голова, смыкаются челюсти, ступают лапы (ноги, ласты) и приводится в движение многое другое.

Понятна и логика появления нервной системы – мышцами надо управлять; их действия должны быть целенаправленными, а интенсивность этих действий должна соответствовать складывающейся обстановке. Нервная система должна учитывать как внутреннее состояние животного (например голод), так и внешние обстоятельства (например угрозу нападения).

Для того, чтобы быть совершенной, нервная система должна чувствовать, осязать, обонять, слышать и видеть. Всё это называется очувствлением. Реализуется очувствление с помощью особых чувствительных элементов, называемых рецепторами.

Сигналы от рецепторов должны доставляться в мозг. Доставляются они по каналам нервных волокон, называемых нейронами.

Мозг должен формировать сигналы управления мышцами. Он учитывает всё очувствление.

И, наконец, сигналы управления от мозга должны доставляться к мышцам и железам. Доставляются они по нервным волокнам – по специализированным нейронам.

Так из соображений логики должен быть устроен двигательный аппарат животных; так он и устроен на самом деле.

Антонов В.М.

4. Нейробиология. Нейрофизиология

 

У двигательного аппарата, как и у организма животного в целом, все действия разделяются на жизнедеятельность и на поведение.

Жизнедеятельность включает те действия, которые отличают живого двигательного аппарата от мёртвого. Сюда входят непрекращающаяся доставка питательных веществ ко всем клеткам двигательного аппарата и непрекращающаяся замена прежних молекул новыми. В молодом, развивающемся организме происходит ещё деление клеток, тоесть их размножение.

Поведение двигательного аппарата выражается в срабатывании рецепторов, в перемещении сигналов от рецепторов к мозгу и от мозга к мышцам и железам и в срабатывании этих исполнителей.

Науку, изучающую жизнедеятельность двигательного аппарата, принято называть нейробиологией, а науку, изучающую его поведение, договоримся называть нейрофизиологией.

Антонов В.М.

5. Механицизм нейрофизиологии

 

Устройство и поведение двигательного аппарата можно отразить двояким образом: конкретно с подробным описанием элементов аппарата и их взаимодействий и неконкретно – в общих словах.

Так нейрон можно представить в виде микротрубочки, а сигнал, исходящий из рецептора и перемещающийся вдоль нейрона – в виде порции управляющей жидкости, движущейся внутри микротрубочки. Это – одно представление. Его требуется дополнить ещё подробным описанием физического процесса проталкивания порции управляющей жидкости вдоль эластичной микротрубочки; в этом выражается глотательный рефлекс.

А можно изобразить то же самое общими словами, например так: сигнал, исходящий от рецептора, перемещается вдоль нейрона без потери скорости и энергии. И этим ограничиться, не указывая при этом ни то, что представляет собой сигнал, ни то, под воздействием каких конкретно усилий он перемещается вдоль нейрона.

Первое, конкретное описание принято называть инженерным или механистическим; второе – функциональным.

Иногда функциональное описание выглядит как пожелание, например в таких словах: «В лобных долях большого мозга из многочисленных потребностей отбирается самая важная и формируется цель деятельности, план достижения цели на основании анализа обстановки и прошлого опыта».

Приведём ещё один сравнительный пример. Устройство и работа автомобильного двигателя в механистическом представлении выглядят приблизительно так: у двигателя есть цилиндры, внутри которых перемещаются поршни; поршни соединены шатунами с коленвалом. Когда поршни сжимают воздух и в нём повышается температура, в него подаётся топливо; оно сгорает и повышает давление на поршни; те через шатуны передают усилие на коленвал и поворачивают его.

В функциональном же представлении подробностей нет, но может быть отражена энергетика двигателя, например так: в двигателе химическая энергия преобразуется в механическую, вызывающую вращение выходного вала. В таком представлении, вроде, всё правильно, но нет инженерного, механистического описания.

Существует даже шутливое описание двигателя. В двигателе, якобы, прячется некое дьявольское существо, которое жрёт противный бензин и воняет выхлопными газами. Оно (это дьявольское существо) крутит колёса и пытается направить автомобиль не туда, куда следует; сдерживает его только водитель.

В данном учебнике и устройство элементов двигательного аппарата и его поведенческие действия будут по мере возможности описываться в механистическом, инженерном плане.

Напомним: двигательный аппарат животных состоит из шарнирно соединённых костей, из мышц (прикреплённых к этим костям) и из нервной системы, управляющей этими мышцами. В свою очередь нервная система включает рецепторы (чувствительные элементы), нейроны, доставляющие сигналы очувствления от рецепторов в мозг (назовём их сенсонейронами), сам мозг и нейроны, по которым сигналы управления доставляются к мышцам (назовём их мотонейронами). Рецепторы призваны реагировать на всевозможные внешние и внутренние раздражения.

 

Сташков М.А.
Аватар пользователя Сташков М.А.
Антонов В.М. писал:

В зрении человека, действительно, присутствует многое из того, что было опробовано на животных, но использовалось сознательно только то, что необходимо, и - ничего лишнего. И кое-что будет отражено в данной теме, в частности скачущий взор (саккады); он-то и решает "проблему" слепого пятна (никакой драйвер для этого не требуется. Кстати, поясните мне-старику что такое драйвер и кто его писал).

В информационных технологиях драйверами принято называть управляющие микропрограммы, которые руководят процессом обмена информационными сигналами между управляемым устройством и другими аналогичными устройствами, в свою очередь управляемыми такими же аналогичными микропрограммами драйверами. Эти микропрограммы по сути приводят сигналы разных железхных устройств в стандартный вид и обратно для возможности обработки данных от них одной операционной системой и управления ими. Иногда ещё драйверами называют устройства, усиливающие управляющие сигналы для мощных устройств, таких как полевые транзисторы или шаговые двигатели. Корни тянутся от английского слова водитель.

Антонов В.М.
Сташков М.А. писал:

 В информационных технологиях драйверами принято называть управляющие микропрограммы, которые руководят процессом обмена информационными сигналами между управляемым устройством и другими аналогичными устройствами, в свою очередь управляемыми такими же аналогичными микропрограммами драйверами. Эти микропрограммы по сути приводят сигналы разных железхных устройств в стандартный вид и обратно для возможности обработки данных от них одной операционной системой и управления ими. Иногда ещё драйверами называют устройства, усиливающие управляющие сигналы для мощных устройств, таких как полевые транзисторы или шаговые двигатели. Корни тянутся от английского слова водитель.

 

Благодарю за разъяснения.

Хотя смысл драйвера был понятен и из реплики ibnteo. В моём ответе главное - это кто писал этот драйвер? Не мог он быть программным.

 

 

ibnteo
Аватар пользователя ibnteo
Антонов В.М. писал:

Хотя смысл драйвера был понятен и из реплики ibnteo. В моём ответе главное - это кто писал этот драйвер? Не мог он быть программным.

Проблему природа решила, просто сложным способом. В итоге "драйвер" получился сложным, требующим использования скачающего взора. Не было бы слепого пятна, глаза были бы устроены проще, "драйвер" был бы нужен более простой.

Это говорит о том, что изначально не было задумано строение существа следующей ступени, проблемы решались по мере их поступления, и из-за этого проблем было больше.

ibnteo
Аватар пользователя ibnteo

Описался, следует читать "скачущего взора".

Антонов В.М.
ibnteo писал:

Проблему природа решила, просто сложным способом. В итоге "драйвер" получился сложным, требующим использования скачающего взора. Не было бы слепого пятна, глаза были бы устроены проще, "драйвер" был бы нужен более простой.

Это говорит о том, что изначально не было задумано строение существа следующей ступени, проблемы решались по мере их поступления, и из-за этого проблем было больше.

 

В принципе с Вами можно согласиться. Но что касается конкретно устройства человеческого глаза, то, насколько я разобрался в нём, это - удивительно  продуманный орган, и я в нём не нашёл никакой подгонки. 

Антонов В.М.

6. Мышцы. Назначение

 

Для превращения неподвижных живых организмов (растений) в подвижные (в животных) нужны, по крайней мере, приводы, тоесть те элементы, которые создают движения. Такими приводами в живом мире являются мышцы.

Их назначение – смещать кости животного относительно друг друга: позвонки позвоночника отклоняются взаимно; кости лап и крыльев – относительно позвоночника, кости конечностей (ноги, а у человека – ещё и руки) – относительно друг друга.

Нуждаются в движениях не только кости. Чтобы очищать глаза от пыли, нужно регулярно закрывать их веками. Да и само глазное яблоко должно поворачиваться на все четыре стороны. Должен совершать очень сложные движения язык животных. Чтобы отгонять кровососущих насекомых, нужно подёргивать кожу. Очень богата движениями мимика человека. И во всех этих случаях смещаются не кости, а прочие ткани животных и человека.

(Кстати, мимика лица необходима не для отражения настроения человека, а для его создания. Подробности этого процесса будут рассмотрены позднее.)

Все перечисленные движения должны создаваться мышцами; точнее говоря – мышцы должны создавать усилия для этих движений.

В механике известны три типа приводов: тянущие, толкающие и тяни-толкающие. Какой из них больше всего подходит для мышц?

Наиболее подходящим типом мышечных усилий является тянущий тип. В этом случае мышца может представлять собой способную сокращаться эластичную ткань. Именно такими и являются мышцы.

Правда, у тянущего привода ограничены возможности: он способен создавать усилия только в одном направлении. Так мышцы фаланг пальцев могут только сгибать пальцы, но не могут их разгибать. Чтобы разгибать пальцы, потребовалось прикрепить к косточкам фаланг с обратной стороны другие мышцы - разгибающие. Пару мышц, тянущих в противоположных направлениях, принято называть мышцами-антагонистами.

Когда требуется усложнить движения тех же костей (например при шаровом суставе), приходится прикреплять к ним дополнительные мышцы.

Большое количество подвижных костей и других видов ткани и соответствующее им большое количество мышц призваны обеспечить плавные, пластичные движения животных.

Особенно ярко выражены они, например, у кошек; их движения не только пластичны, но и грациозны. (Сравните их с угловатыми движениями простейших роботов.) И достигается пластичность, повторим, большим количеством мышц; у человека их – более 600.

Антонов В.М.

7. Мышцы. Устройство и работа

 

Мышца должна сокращаться; сокращаясь, она должна создавать усилие натяжения.

Следует иметь в виду, что требуются разные мышцы: разные по усилиям натяжения и разные по длине рабочего хода. Желательно было бы иметь такую мышечную ткань, которая легко решала бы обе эти задачи.

Решение – в создании мышечного волокна.

Чем больше параллельно действующих волокон (чем толще мышца), тем больше суммарное усилие они могут развивать. И чем длиннее мышечное волокно, тем больше его рабочий ход.

Устройство мышечного волокна – оригинально. Оно составлено из чередующихся молекул белков актина и миозина.

Молекула белка актина похожа на двустороннюю гребёнку. Эти молекулы располагаются в ряд по всей длине мышечного волокна. Между зубцами последовательно расположенных молекул актина размещаются молекулы миозина. Они выглядят как полоски, соединяющие рядом расположенные гребёнки актина между собой. Таким образом обеспечивается непрерывность мышечного волокна. Чем больше количество перемежающихся молекул актина и миозина, тем длиннее волокно.

Сокращение длины мышечного волокна происходит тогда, когда полоски молекул миозина уходят вглубь между зубцами молекул актина; гребёнки актина при этом сближаются.

Зададимся вопросом: почему миозин углубляется в актин?

Молекула белка миозина представляет собой полоски с наростами в виде язычков; этими язычками они слипаются с молекулами актина. В расслабленном состоянии мышечного волокна язычки миозина прилипают к актину своими кончиками. Сокращение длины волокна происходит тогда, когда язычки миозина начинают прилипать к актину всей своей поверхностью. При этом миозин углубляется в актин.

Осталось определиться с тем – чем вызывается разное прилипание язычков миозина.

Всё дело – в наличии в зонах слипания электронов; если их там нет, то язычки прилипают всей своей длиной; если же электроны нагнетаются туда, то они разъединяют слипающиеся поверхности.

Нейрофизиология мышцы.

 

Таким образом, взаимное движение миозина и актина определяется наличием на них электронов: при отборе электронов они сближаются, а при подаче – расходятся; в первом случае мышечное волокно укорачивается; во втором – удлиняется, точнее – расслабляется.

Слипание миозина с актином не требует энергетических затрат; оно происходит само собой. Энергию приходится затрачивать лишь для ослабления слипания. Тогда приходится подавать на мышцы электроны и с помощью них отрывать миозин от актина.

Похожее явление с преобразованием энергии можно наблюдать при слипании липких лент: слипаются они сами собой, а для их разделения требуется приложить определённые усилия.

Антонов В.М.

8. Сигнал управления мышцей

 

Каким должен быть сигнал управления, чтобы он мог заставить мышцу сокращаться?

Мышца сокращается тогда, когда с её волокон (точнее – из зон слипания актина с миозином) удаляются электроны.

Удалить электроны можно чисто электрическим способом. Для этого достаточно иметь в теле животного источник тока и соединить его положительный (обеднённый электронами) электрод с сокращающейся мышцей. Источники тока в живой природе есть, например у некоторых рыб. Не составит особого труда и образование токопроводящих каналов.

Но в данном случае, попутно с решением задачи сокращения мышц, должны были решаться и другие задачи, в частности – стимуляция развития (роста) нервной системы.

И оказалось, что лучшим вариантом сигнала управления является обеднённая электронами управляющая жидкость, но при условии, что она будет основным компонентом питательного раствора, вызывающего рост всех элементов нервной системы. И в случае с нервной системой, как и в случае с мышцами, таким образом решается попутно задача ускоренного роста тех частей нервной системы, которые чаще всего работают. Известно. что у музыкантов более развита та зона мозга, которая реагирует на звук (слуховая зона); у художников – зрительная зона; у спортсменов – отвечающий за движения мозжечок.

Ещё одной попутной задачей при выборе вида сигнала управления было повышение безопасности нервной системы. Чисто электрическая система была бы более уязвимой: она реагировала бы на всякое изменение электронного давления в окружающей среде.

Итак, сигнал управления мышцей представляет собой обеднённую электронами жидкость, являющуюся в то же время питательной средой по отношению к нервной системе.

Сташков М.А.
Аватар пользователя Сташков М.А.
Антонов В.М. писал:

Итак, сигнал управления мышцей представляет собой обеднённую электронами жидкость, являющуюся в то же время питательной средой по отношению к нервной системе.

Получается, что питательные вещества для восстановления и стимуляции роста дополнительной мышечной ткани поступают не по мере "износа", а заблаговременно, т.е. так сказать "не отходя от кассы"? Восстановление мышц начинается уже в момент подачи сигнала, т.е. когда мышца только начала напрягаться?

Сташков М.А.
Аватар пользователя Сташков М.А.

Вижу, напутал я немного... Жидкость стимулирует рост не мышс, а проводящих жидкость каналов.

Антонов В.М.
Сташков М.А. писал:

Вижу, напутал я немного... Жидкость стимулирует рост не мышс, а проводящих жидкость каналов.

 

Но принцип решения задачи роста и у мышц и у нейронов - один и тот же: растут те элементы, которые работают.

Антонов В.М.

9. Мотонейроны

 

Управляющую жидкость можно доставить к мышцам только по гидравлическим каналам.

Следует сразу оговориться, что потоки этой жидкости – крайне малы; они малы и по объёму и по скорости движения; их никак нельзя сравнивать с потоками крови.

Максимальный поток управляющей жидкости в сенсонейронах (в подводящих к мозгу каналах) составляет приблизительно всего 6*10-21 кубометра в секунду. Если даже перевести его в кубические миллиметры, то и тогда он покажется крайне малым – 6*10-12 мм3/с. А минимальный поток – ещё меньше. Правда, на мотонейронах эти потоки тысячекратно складываются, но и тогда они оказываются совершенно незначительными.

Мала и скорость потока управляющей жидкости: наибольшая равна 5 микрометров в секунду (0.005 мм/с), а наименьшая = 10 нанометров в секунду (0.00001 мм/с). Практически жидкость по каналам управления движется елезаметно.

Диаметры гидравлических каналов находятся где-то в пределах нескольких десятков  нанометров. Даже термин «канал» к ним не подходит; лучше называть их микротрубочками; они заметны только в сильный микроскоп.

Микрофотография среза коры мозжечка. Мелкие кружочки – сечения микротрубочек.

 

Диаметры микротрубочек, действительно, крайне малы, но длина их может быть достаточно большой. Нужно иметь в виду, что поставляется управляющая жидкость от мозга (от головы) до самых отдалённых мышц животного, на расстояние метра и даже более (представьте себе – у слона или у жирафа).

Микротрубочка формируется внутри элементарного нервного волокна, и, как правило, в каждом волокне размещается не одна микротрубочка, а несколько (иногда – до сотни и более). Диаметр самого волокна в десятки раз больше диаметра микротрубочки, но и он оказывается очень малым.

Элементарные нервные волокна, по микротрубочкам которых перемещается управляющая жидкость, принято называть нейронами, а те из них, которые доставляют эту жидкость к мышцам – мотонейронами.

Выглядит нейрон как крошечное дерево с его стволом, корнями и ветвями.

У мотонейрона корешки располагаются в мозге; они собирают там управляющую жидкость и направляют её к мышцам. А веточки мотонейрона накладываются на мышечные волокна (каждая веточка – отдельная микротрубочка) и передаёт на них сигналы управления.

Микрофотография двух мышечных волокон, к которым примыкает окончание мотонейрона.

 

 Веточки внутри нейрона соединяются с отдельными корешками своими микротрубочками. Количество действующих веточек равно количеству корешков.

Элементарные нервные волокна (нейроны) могут быть собраны в пучки, и каждый такой пучок называется уже нервом.

Антонов В.М.

10. Очувствление. Рецепторы

 

Перейдём теперь к органам чувств.

У животного должны быть глаза, чтобы видеть всё вокруг; у него должны быть уши, чтобы слышать звуки; должны быть нос и язык, чтобы различать запахи и вкусы; должна быть чувствительная кожа, чтобы ощущать касание и давление, ощущать холод и тепло. И прежде всего животное должно иметь такой орган равновесия, который позволял бы ему поддерживать позу бодрствования (во время сна его тело, как известно, расслабляется).

Конструкции (устройства) всех этих органов чувств могут быть самыми разными. Самыми разными, казалось бы, должны быть и чувствительные элементы этих органов.

Но были созданы такие элементы, которые оказались универсальными для большинства органов очувствления. Это – так называемые рецепторы.

Рецептор представляет собой колбочку, заполненную управляющей жидкостью. На выходе колбочки установлена воротная молекула. Она открывает и закрывает выход из колбочки под воздействием внешнего раздражения. Разные типы воротных молекул реагируют на раздражители по-разному.

В общем воротные молекулы можно разделить на механические и химические; механические – все, кроме тех, которые реагируют на запах и вкус (это – химические). В свою очередь, механические воротные молекулы бывают резонирующие и универсальные.

Резонирующие – это те, которые срабатывают только на своих, особых частотах. Так на зелёный цвет в глазах в цветовом зрении реагирует только «зелёная» воротная молекула; на красный – «красная» и так далее. То же самое – в ушах: на каждую звуковую частоту реагирует (открывается /закрывается) только определённая молекула.

Воротные молекулы работают в импульсном, дискретном режиме: при раздражении они открывают-закрывают выходы из рецепторных колбочек с частотой до 800 раз в секунду.

Почему выбран импульсный режим работы рецепторов? Это сделано в первую очередь для того, чтобы реализовать глотательный рефлекс в нейронах.

Кроме внешнего очувствления, в организме животного должно быть ещё внутреннее; оно должно реагировать на состояние самого организма. Для этого рецепторы располагаются и в мышцах, и во внутренних органах, и в суставах. В них используются всё те же типы воротных молекул.

 

 

Микрофотография сетчатки глаза. Мелкие белые пятнышки – чёрно-белые рецепторы; чёрные пятна с белыми точками в центре – цветовые рецепторы.

 

Всего рецепторов в организме животного – очень много, многие миллионы; особенно их много в глазах. Сетчатка одного глаза содержит приблизительно 125 миллионов рецепторов.

Обонятельных рецепторов – более 40 миллионов. На каждом квадратном сантиметре кожи располагается в среднем до 400 рецепторов осязания и температуры.

Антонов В.М.

11. Рецепторная среда

 

Давление управляющей жидкости внутри рецепторной колбочки можно было бы создавать путём особой способности её оболочки съёживаться (внутриклеточное давление именно так и создаётся).

Но перед очувствлением была поставлена дополнительная задача – принимать участие в сложных процессах управления, в частности – в обеспечении ступенчатых движений. (Эту задачу мы рассмотрим позднее.)

И поэтому пришлось перепоручить создание внутри рецепторного давления той среде, в которой располагаются сами рецепторы, тоесть рецепторной среде. Это – и кожа, и мышцы, и глазная склера, и суставная среда, и прочее.

Напряжение рецепторной среды регулируется нервной системой; этому подвергается в отдельности каждая её зона. Таким образом регулируется внутри рецепторное давление.

Пополняются рецепторные колбочки той управляющей жидкостью, которая вырабатывается рецепторной средой. Хватает этой жидкости только на время бодрствования. Далее приходится вводить организм животного в состояние сна, и тогда рецепторная среда расслабляется и пополняет находящиеся в ней рецепторные колбочки управляющей жидкостью.

Антонов В.М.

12. Сенсонейроны

 

Выдавленную из рецепторов управляющую жидкость необходимо доставить в мозг, где она перекочует в мотонейроны и далее поступит к мышцам. Для доставки жидкости от рецепторов до мозга достаточно использовать те же нейроны, только теперь называть их следует сенсонейронами, тоесть нейронами очувствления.

Сенсонейроны по внешнему виду напоминают (как и мотонейроны) деревья с их корнями, стволами и ветвями. Корнями они соединяются с рецепторами. По их стволам управляющая жидкость доставляется в мозг. А с помощью веток сенсонейроны соединяются либо напрямую с мотонейронами, либо с ними же через специальные нейроны мозга, называемых компонейронами.

Внутри сенсонейронов, как и внутри мотонейронов, располагаются микротрубочки, по которым перемещается управляющая жидкость. Каждый корешок сенсонейрона соединён с отдельной своей веточкой отдельной микротрубочкой.

Микротрубочки сенсонейронов тоньше микротрубочек мотонейронов; их диаметр составляет 20…30 нанометров (один нанометр, напомним, равен одной миллионной части длины миллиметра).

Основное различие сенсонейронов и мотонейронов состоит в их функциональных назначениях: сенсонейроны поставляют управляющую жидкость в мозг, а мотонейроны отбирают её из мозга.

Антонов В.М.

13. Глотательный рефлекс

 

Воротная молекула рецептора работает в дискретном, импульсном режиме: она то открывается на очень короткое время, то закрывается. При её открытии рецепторная среда успевает выдавить в микротрубочку сенсонейрона порцию управляющей жидкости. Серия срабатываний воротной молекулы порождает череду выдавленных порций. Причём эта череда не сливается в общий поток.

Таким образом, сигнал управления нервной системы животного представляет собой череду отдельно движущихся порций управляющей жидкости.

Возникает вопрос: каким способом заставить эту череду порций двигаться по микротрубочке нейрона?

Задача эта – непростая. Во-первых, управляющая жидкость – не очень текучая; она – вязкая; в ней, кроме воды, - много разных других молекул и среди них есть крупные. Во-вторых, диаметр микротрубочки очень мал; даже чистая вода продавливалась бы вдоль по ней с трудом. В-третьих, микротрубочки могут быть сравнительно длинными – метр и более; заставить течь управляющую жидкость по ним простым подпором давления на входах просто невозможно.

Выход из положения – в глотательном рефлексе.

В организмах животных такой способ продавливания вязких веществ используется в работе пищевода и пищеварительного тракта. Главную роль в глотательном рефлексе играют электроны. При их избытке они ослабляют слипание атомов и молекул, а при недостатке – усиливают. При ослаблении слипания кольцевые мышцы каналов расслабляются, а при усилении – сокращаются. При сокращении мышц образуется перехват, проталкивающий порции вещества вдоль по каналу.

Глотательный рефлекс пищевода и пищеварительного тракта – самоподдерживающийся: зародившийся на входе он принимает форму движущейся волны перехвата и вздутия. Таким образом продавливается каждая отдельная порция вещества от начала и до конца, продавливается каждый отдельный глоток.

У микротрубочки нейрона в этом отношении  картина - иная. Череда порций управляющей жидкости в ней смещается только тогда, когда на её входе появляется очередная порция.

Механизм совместного движения всех порций - таков. При движении каждой задней порции она вызывает вздутие микротрубочки; при этом вскрываются поры оболочки микротрубочки. Вздутие создаёт снаружи дополнительное давление, под действием которого свободные молекулы внешней среды продавливаются внутрь микротрубочки. Такими свободными молекулами являются молекулы хлористого натрия (обычной пищевой соли). Продавливаются они оголёнными от электронов (электроны стираются порами). Оказавшись внутри микротрубочки, молекулы хлористого натрия стягивают на себя электроны кольцевых мышц, оголяют их и заставляют укорачиваться.

Так возникает перехват микротрубочки. Он толкает переднюю порцию вперёд. Следовательно, каждая порция движется вперёд только тогда, когда приближается к ней задняя порция. Если такого приближения нет, то и движения нет. Так передаются движения от порции к порции, от начала микротрубочки к её концу, какой бы длинной она не была.

Перехват микротрубочки повышает внутреннее давление в ней и выдавливает молекулы хлористого натрия обратно наружу. При этом плотность электронов внутри микротрубочки восстанавливается (увеличивается), и кольцевые мышцы приходят в норму.

Главное преимущество глотательного рефлекса перед непрерывным течением состоит в том, что усилия продвижения каждой порции создаются местными кольцевыми мышцами микротрубочек, а не подпором в её начале. Эти усилия рассредоточены по всей длине микротрубочек.

Другим преимуществом является повышение быстродействия канала: порция на выходе из микротрубочки появляется вслед за появлением порции на входе, и не требуется время прохождения входящей порции по всей длине микротрубочки.

Сташков М.А.
Аватар пользователя Сташков М.А.

Теперь мне становится понятно, как соль сниает судороги мышц. Однажды прочёл рекомендацию Бориса Васильевича Болотова о том, что при судорогах мышц достаточно растворить в стакане воды чайную ложку поваренной соли и выпить, судороги должны пройти. Я практиковал это несколько раз, изредка тянет икроножные мышцы. Действительно помогает, втечении 15 минут судороги полностью прекращаются.

Антонов В.М.

Пищевая соль ведь не является питательным веществом; она необходима только для работы нервной системы. И её требуется вполне определённое количество (ни больше и ни меньше).

Ваши земляки отшельники Лыковы страдали, по их словам, больше всего от отсутствия соли.

Вполне возможно, что соль помогает и от судороги.

Антонов В.М.

14. Скорость нейронного сигнала

 

Нейронный сигнал – это движение порции управляющей жидкости вдоль по нейрону (по микротрубочке нейрона).

Сразу скажем, что скорость нейронного сигнала колеблется в очень широких пределах: от 0,5 до 120 метров в секунду. Чем объяснить такой широкий диапазон? И как поднять скорость сигнала?

Начнём с поясняющего примера. Допустим – отключилась вода в вашем водопроводе, тоесть выключили насос на насосной станции; но сам водопровод остался заполненным. Вопрос: как скоро из вашего крана побежит вода после включения насоса?

Ответ такой: вода побежит из крана тогда, когда добежит до вашего дома волна давления внутри водопровода. Обратите внимание на то, что время задержки никак не связано со скоростью самой воды в трубе, а определяется только скоростью волны в ней.

А скорость волны определяется жёсткостью водопроводной трубы. Если труба была бы резиновой, то скорость волны была бы очень малой, и задержка во времени была бы очень большой.

Но трубы, как правило, - чугунные, и скорость волны в них превышает 1000 метров в секунду. Если до вашего дома – 1000 метров, то вода из крана побежит приблизительно через секунду.

Вернёмся к нейронному сигналу. Его скорость точно также определяется бегущей волной управляющей жидкости по нейрону, и зависит она от жёсткости нейрона.

Оболочка нейрона – эластичная, тоесть легко раздувающаяся; она более эластичная даже, чем резиновая. Поэтому скорость волны в нейроне – очень малая, не более одного метра в секунду.

Если нейрон – короткий (допустим, менее одного сантиметра), то задержка сигнала во времени составит менее сотой доли секунды. Такое быстродействие приемлемо для всех  животных; оно соизмеримо с быстродействием мышц.

Но если нейрон более длинный, то приходится думать – как увеличить скорость его сигнала.

Решение – очевидное: необходимо ужесточить нейрон, тоесть исключить его чрезмерное раздувание при прохождении волны давления в нём. Сделать это можно с помощью дополнительной известковой оболочки поверх нейрона. Таким образом можно увеличить быстродействие нейронов в десятки и сотни раз.

Действительная скорость сигнала ужесточённого нейрона составляет 100…120 метров в секунду. Даже при длине нейрона в метр и более задержка во времени не превысит сотой доли секунды. Это – приемлемое быстродействие.

Осталось только решить – как сделать известковую оболочку ужесточённых нейронов более гибкой (нейроны и нервы должны всё же изгибаться).

Для этого достаточно выполнить её оболочку в виде известковых бус, нанизанных на нейронное волокно.

Пучки нейронов с известковыми бусами отличаются даже внешне – они белесые, и поэтому в общей массе они называются белым веществом мозга. В отличие от них кора мозга, состоящая из нейронов без известковых оболочек, называется серым веществом.

 

Случается такое заболевание у людей – рассеянный склероз, когда вокруг нейронов не образуются известковые бусы. Быстродействие нервной системы тогда оказывается недостаточным, и поведение человека становится «пьяным». Вот как сказывается отсутствие ужесточения нейронов.

Антонов В.М.

15. Синапсы. Компонейроны. Мозг

 

Управляющая жидкость переходит с сенсонейронов на мотонейроны в точках их контактов. Эти точки играют в нервных системах главнейшую роль и поэтому заслуживают особого внимания. Называются они синапсами.

Возникают синапсы следующим образом. Растущий сенсонейрон разветвляется, и где-то его веточки утыкаются в тела мотонейронов. В точках возникших контактов оболочки сомкнувшихся нейронов не срастаются, а остаются независимыми; они только примыкают друг к другу. Под воздействием поступающей к возникшему синапсу управляющей жидкости (она же – и питательная) кончик уткнувшейся веточки расплющивается и выдавливает в теле принимающего нейрона небольшое углубление. Тем самым создаётся надёжное место для перехода порций управляющей жидкости с одного нейрона на другой. Следует иметь в виду, что оболочки нейронов представляют собой пористые плёнки, сквозь поры которых и проникает управляющая жидкость.

Нейроны на протяжении всей жизни организма растут и разветвляются, и постоянно возникают всё новые и новые синапсы.

 

 

Развитие нейронов коры головного мозга от плода до взрослого состояния.

 

Росту числа синапсов способствует и то, что между сенсонейронами и мотонейронами возникают нейроны-посредники; они, во-первых, осуществляют очувствление мотонейронов и, во-вторых, многократно дублируют сенсонейроны; другими словами, они компонуют необходимые усложнённые связи и поэтому называются компонейронами.

Компонейроны, осуществляющие очувствление мотонейронов, в отличие от сенсонейронов и мотонейронов,- очень короткие; их длина не превышает нескольких миллиметров. На такой длине нет смысла устанавливать известковые ужесточающие оболочки (бусы), и поэтому в общей массе эти компонейроны выглядят как серое вещество мозга.

(Длинные сенсонейроны, мотонейроны и компонейроны с нанизанными на них известковыми бусами, напомним, в общей массе выглядят как белое вещество.)

 

 

Схема нейронных соединений нервной системы.

 

И если число сенсонейронов измеряется сотнями миллионов и они дополняются компонейронами со своими сложными связями, то общее количество их внешних связей (тоесть синапсов) составляет уже несколько миллиардов. Именно таким большим количеством синапсов объясняется совершенство поведения животных.

Сенсонейроны распределены по всему организму животного; также по всему организму размещаются мотонейроны. Учитывая это, можно было бы их контакты располагать в местах их соприкосновения, тоесть по всему организму.

Однако лучшим решением является сосредоточение всех синапсов (и компонейронов) в одном месте. Главным соображением такого расположения синапсов стало удобство размещения рядом с ними многочисленных желёз, обеспечивающих их функционирование. Кроме того, появляется возможность оградить собранные вместе синапсы от внешнего воздействия.

В итоге сведённые в одно место сенсонейроны, мотонейроны и связывающие их компонейроны образуют вещество, названное мозгом. Одна часть мозга размещена в центральной полости позвоночника, другая – в черепной коробке головы. И там и там мозг надёжно защищён прочной костной оболочкой. Эта оболочка, кроме прочего, сохраняет стабильное внешнее давление на мозг. (Изменяющееся давление могло бы влиять на работу его нейронов.)

Размещение мозга в голове выгодно ещё и тем, что рядом с ним располагаются глаза, уши и другие органы очувствления.

Антонов В.М.

16. Мозг. Рефлексы

 

Мозг – часть нервной системы; он замыкает очувствление с исполнением.

Если рассматривать мозг в развитии, то начинать надо с рефлексов. Они были первыми на пути превращения растений в животных.

Рефлекс – разовая реакция мышц на раздражение.

 

Пример. Прикосновение к дождевому червю вызывает его съёживание.

 

По мере усложнения нервных систем рефлексы не замещались более сложными действиями, а дополнялись ими. Так сохранились они даже у человека; непроизвольное мигание век глаз – рефлекс; кашель, чихание, отдёргивание руки от горячего предмета – тоже рефлексы.

Механизм рефлексов – очень простой: несколько сенсонейронов замыкаются на мотонейроне. В результате при раздражении рецепторов их сигналы (порции управляющей жидкости) передаются через сенсонейроны на мотонейроны, суммируются там и подаются на мышцу; мышца срабатывает.

Проводимость синапсов у рефлексных контактов – полная: порции управляющей жидкости переходят с сенсонейронов на мотонейроны без потерь.

Рефлекс может охватывать несколько разом срабатывающих мышц. Это наблюдается, например, при чихании.

Математически сигнал управления мышцей (сигнал мотонейрона) e можно представить как сумму Σ всех сигналов раздражаемых рецепторов (сигналов сенсонейронов) bi; i – номер сенсонейрона:

 

e= Σbi

 

Рефлексные контакты чаще всего располагаются в позвоночнике (спинной мозг), но могут быть и в рассеянном виде.

Антонов В.М.

17. Мозг. Инстинкты

 

Инстинкты – это все те действия, которым не приходится учиться; они – врождённые.

Инстинкты составляются в виде набора последовательно выполняемых рефлексов.

Примеры инстинктов: ползание гусениц, полёты насекомых, построение гнёзд у птиц, выхаживание ими птенцов, и многое, многое другое. Только что родившийся телёнок, например, сразу начинает ходить, и это – инстинкт. Ребёнок, как известно, учится ходить почти год.

Но и у человека есть инстинкты; их у него – немного, но они есть; это, например,- сложный процесс сосания ребёнком груди матери, или его плач, когда он испытывает голод или какие-то неудобства.

Внедрение инстинктов потребовало значительного усложнения нервных систем животных; усложнилось и очувствление, усложнился и мозг. Инстинкты побудили оснастить животных зрением, слухом, осязанием и прочим очувствлением.

С инстинктами связано появление матричной структуры мозга, состоящей из строк и столбцов; строки – это сенсонейроны, а столбцы – мотонейроны. Каждому рецептору соответствует в мозге строка, а каждой мышце – столбец. В местах их пересечений располагаются синапсы.

Фрагмент матричной структуры мозга с одним столбцом.

 

В инстинктивном мозге впервые появились контуры с обратными связями. Чтобы составить цепочку рефлексов, пришлось дополнить очувствление сбором информации о движениях исполнительных мышц. На схеме мозга это отобразилось как соединение столбцов с дополнительными строками.

Именно с внедрением у животных инстинктов связано образование головного мозга.

Матричная структура мозга, появившаяся с внедрением инстинктов, сохраняется и у более развитого мозга вплоть до человеческого.

(Следует заметить, что в матричном мозге нет места для хранения информации в принятом её понимании, тоесть в виде текстов, цифр и фотографий. Мозг не хранит ни образов, ни ситуаций, ни наборов исполнительных команд. Он лишь пропускает через себя сигналы от очувствления и сразу трансформирует их в сигналы управления.)

Матричный столбец (мотонейрон) имеет контакты (синапсы) со всеми строками (сенсонейронами), но не имеет прямой связи с другими столбцами. Это говорит о том, что действия отдельных мышц – автономны, тоесть независимы от других мышц.

И ещё одна особенность матричного мозга – обезличенность очувствления; строки мозга не разделяются по органам очувствления; все они – одинаковые.

Проводимости синапсов инстинктивного мозга сохраняются неизменными, как и в случае с рефлексами.

Сохраняются неизменными у животных и сами инстинкты; сохраняются такими, какими были они образованы изначально. Инстинкты могут усилиться или ослабнуть, но исчезнуть совсем или появиться у другого животного они не могут.

Поведение ласточки, определяемое инстинктами, совсем не похоже на поведение воробья, хотя живут они в одних и тех же условиях. И никогда ласточка не станет воробьём, как и тот – ласточкой.

Кстати, судя по инстинктам, можно выявить – в какой последовательности создавались животные. Мышь, например, не реагирует на неподвижно сидящую кошку, а кошка реагирует на мышь. Следовательно, кошка создавалась после мыши. Некоторые птицы тревожно цокают при всяком появлении кошки; значит, они появились после неё. Кукушка подкладывает свои яйца в гнёзда других птиц; следовательно, она создана после них.

Антонов В.М.

18. Мозг. Навыки

 

У инстинктов есть один существенный недостаток – они не могут изменяться при изменении условий существования животных. Поэтому на определённом этапе развития жизни они были дополнены навыками.

Навыки имеются у большинства животных. Особенно отчётливо они проявляются у пчёл. Стоит только одной из них случайно обнаружить сахар или что-нибудь сладкое, как она запоминает это место и возвращается к нему регулярно. Мало того, она увлекает за собой к этому месту других пчёл.

У высокоразвитых животных в связи с появлением навыков круг инстинктов даже сократился. Птенцы певчих птиц, и в том числе – кукушки, например, уже практически не способны выжить в одиночку без навыков, преподносимых им родителями. И поют певчие птицы, как правило, во время выхаживания птенцов с тем, чтобы те научились узнавать своих родителей по голосу и осваивали бы под их руководством те навыки, без которых им трудно выжить.

Меньше всего, наверное. осталось инстинктов у самого человека.

Итак, цель данного этапа – животные должны приспосабливаться к изменяющимся условиям жизни. Задача – заменить врождённые инстинкты навыками.

Но как это сделать?

В принципиальном плане решение было найдено очень простое: это – замена нерегулируемых синапсов мозга регулируемыми; их проводимости должны формироваться в процессе обучения в реальных условиях; более того, синапсы должны саморегулироваться.

Синапсы возникают в коре головного мозга в том месте, где растущая веточка предыдущего нейрона упирается в тело последующего и выражается в возможности перехода управляющей жидкости с одного нейрона на другой.

Отметим одну важнейшую особенность смыкания нейронов: их оболочки не срастаются и даже, можно сказать, не контактируют между собой. Между ними сохраняется щель шириной 20…50 нанометров, называемая синаптической.

Передача управляющей жидкости через синаптическую щель происходит следующим образом. Глотательный рефлекс предыдущего нейрона выдавливает в щель очередную порцию жидкости. Здесь жидкость частично расходится в разные стороны и растворяется в окружающей среде. То же самое происходит со всеми последующими порциями. Утекающая по сторонам часть всего потока управляющей жидкости составляет синаптические утечки.

Утечки создают в щели подпор, достаточный для того, чтобы остальная часть управляющей жидкости просочилась сквозь оболочку последующего нейрона, образовала в нём свою порцию глотательного рефлекса и продолжила свой путь по его микротрубочке.

Очевидно, чем меньше щель, тем больше подпор и тем больше управляющей жидкости переходит в последующий нейрон.

Отобразим передачу сигнала (потока управляющей жидкости) через синапс математически. Череду порций представим в виде непрерывного потока жидкости.

Пусть bi – поток, исходящий от соответствующего рецептора; Δbi – синаптические утечки; ei – поток жидкости, прошедший через синапс и внедрившийся в последующий нейрон.

Понятно, что

 

ei = bi - Δbi

 

В свою очередь, утечки Δbi можно выразить как

 

Δbi = Δi · bi

 

Здесь Δi – характеристика конкретной синаптической щели, отражающая её проходное сечение.

Подставив одно в другое, получим

 

ei = bi – Δi · bi = bi (1 – Δi)

 

Произведём замену:

 

1 – Δi = ci

 

В результате будем иметь

 

ei = bi · ci

 

Здесь ci характеризует гидравлическую проводимость синапса; она может изменяться в пределах от 0 до 1.

Таким образом, каждый рецептор очувствления поставляет соответствующей мышце только часть своего потока.

А весь поток управляющей жидкости, идущий на мышцу, определяется как сумма частей от всех рецепторов:

 

e= b1·c1 + b2·c2 +…+bm·cm

 

(m – количество рецепторов.)

Изобразим эту сумму как

 

e= Σei = Σ(bi·ci)

 

Также формируется сигнал управления любой другой мышцы, только у каждой из них будут свои проводимости синапсов.

Антонов В.М.

19. Мозг. Навыки. Обучение

 

Обучение мозга выражается в саморегулировании синапсов.

По форме утыкающееся в тело мотонейрона окончание сенсонейрона похоже на шляпку гриба.

Изменение конфигурации этой шляпки и размеров синаптической щели, приводящее к изменению утечек управляющей жидкости в ней, происходит в результате наращивания или сокращения оболочек состыкованных нейронов в месте их контакта.

Основой оболочек является своего рода сетка, наполненная белками.

Белки могут создаваться и пополняться или, наоборот, разрушаться и удаляться. То и другое может происходить только под воздействием особых веществ, вырабатываемых железами мозга и определяющих состояние животного; назовём эти вещества эмоветорами. Одни из них вызывают удовлетворение, другие неудовлетворение организма. Подаются на синапсы они не по каналам нейронов, а извне.

Синапс. Саморегулирование.

 

Эмоветоры удовлетворения, соединяясь с управляющей жидкостью, образуют белки, которые встраиваются в обе смыкающиеся оболочки и уменьшают синаптическую щель между ними. Когда же подаётся эмоветор неудовлетворения (огорчения), белки разрушаются и щель увеличивается. В первом случае поток управляющей жидкости, проходящий сквозь синапс, увеличивается, а во втором – уменьшается.

О гидравлической проводимости синапса в таких случаях можно сказать следующее: в благоприятных ситуациях она растёт, а в неприятных – уменьшается.

Изменение проводимости синапса и является актом обучения. Очевидно, чем больше выделяется в синаптическую щель управляющей жидкости (чем сильнее возбуждён соответствующий рецептор) и чем больше поступит туда эмоветора (чем напряжённее эмоциональное состояние), тем интенсивнее изменяется проводимость синапса и тем энергичнее происходит его обучение. Получается так, что синапс саморегулируется: чем больше поток, проходящий сквозь него, тем больше он изменяется.

Может возникнуть сомнение в успешности такого обучения. Во-первых, все сенсонейроны – обезличены; они поставляют на мотонейроны управляющую жидкость от рецепторов вне всякой связи с их органами чувств. Во-вторых, среди множества обезличенных рецепторов наверняка окажутся и такие, возбуждение которых будет максимальным и в благоприятных ситуациях и в неблагоприятных.

Действительно,  рост проводимости такого синапса в благоприятной ситуации окажется максимальным; это – так. Но также ускоренно будет уменьшаться его проводимость в неблагоприятной ситуации. В результате она (проводимость) окажется малой и незначимой в итоговом сигнале управления.

Антонов В.М.

20. Мозг. Навыки. Алгоритм обучения

 

Будем рассматривать дискретный, пошаговый процесс обучения.

На каждом очередном шаге обучения сначала определяется фактический сигнал управления Ef, сложившийся на предыдущем шаге, в предыдущей ситуации. Он равен сумме произведений возбуждений рецепторов bi (i – номер рецептора) на проводимости соответствующих синапсов, сложившиеся в предыдущих ситуациях ci*:

 

Ef =Σ(bi · ci*)                   (1)

 

Затем вычисляется погрешность сигнала управления ΔEj (jномер ситуации); она равна разности между требуемым сигналом управления Ej и фактическим Ef :

 

ΔEj = Ej – Ef                    (2)

 

Поправка проводимости каждого i-го синапса Δci (в соответствии с законом самообучения синапсов) определится как

 

Δci = k · Δbi · ΔEj

 

Здесь k – коэффициент пропорциональности; Δbi – синаптические утечки.

Выразим утечки Δbi через возбуждение соответствующего рецептора bi и через предыдущую проводимость синапса ci*:

 

Δbi = bi – bi · ci*

 

С учётом этого поправка проводимости Δci примет вид

Δci = k · (bi – bi · ci*) · ΔEj

 

Определим из неё коэффициент пропорциональности k. Для этого сначала выразим погрешность сигнала управления ΔEj как сумму погрешностей каждого рецептора:

 

ΔEj = Σ(bi · Δci)

 

Затем подставим в это выражение поправку проводимости Δci :

 

ΔEj = Σ(bi · k · (bi - bi · ci*) · ΔEj)

 

Постоянные величины k и ΔEj вынесем за знак суммирования:

 

ΔEj = k · ΔEj · Σ(bi2 – bi2 · ci*)

 

В результате коэффициент k  определится как

k = 1 / Σ(bi\2 – bi\2 · ci*)

Окончательно поправку проводимости Δci можно записать в виде

Δci = ΔEj · (bi – bi · ci*) / Σ(bi\2 – bi\2 · ci*)                (3)

После такой поправки новая проводимость синапса ci окажется уже равной

ci = ci* + Δci                                 (4)

 

Выражения (1), (2), (3) и (4) составляют алгоритм обучения навыкового мозга в числовой (пиксельной) форме.

Уточним: речь идёт о простейшей нервной системе, у которой рецепторная среда напряжена стабильно и неизменно. Так обучается мозжечок при условии сохранения нормальных эмоций.

Антонов В.М.

21. Образная математика

 

Моделировать нервные системы в рамках числовой математики не очень удобно. Сотни мышц, миллионы и миллионы рецепторов, миллиарды синапсов и, наконец, многоступенчатость мозга – всё это делает числовые расчёты не только громоздкими, но и не всегда доступными для понимания и анализа. Не упрощают моделирование и матричная математика и векторная.

Лучше всего для математического описания нервных систем подходит образная математика. В ней единицей информации выступает не число или символ его заменяющий (буква), не математическая матрица и не вектор, а сплошной образ вроде фотографии.

Образная математика может существовать сама по себе; у неё – свои законы, которые ещё предстоит выяснить, Но уже сейчас можно говорить о том. что действия в ней отличаются от действий числовой математики существенным образом. Вместо сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень, извлечения корней, логарифмирования, дифференцирования, интегрирования и прочих операций с числами используются операции как с отдельными образами (например: усиление, ослабление, суммация, насыщение, разбавление, негативизация, разделение, расширение, сжатие, поворот, поднятие и опускание уровней, изменение контрастности, пропорциональное изменение, аккомодация, изменение во времени и прочее), так и совместной обработки (активизация пассивного образа активным, просветление одного образа другим, затемнение одного образа другим, нормирование, приведение одного образа к другому, определение степени сходства образов и другие).

Новыми являются не только процедуры математических операций, но и приборные средства для их реализации.

Прикладные направления образной математики появятся в различных областях человеческой деятельности. Но особой областью является математическое моделирование функционирования нервных систем животных и, в частности, мозга человека.

Для начала можно представить образы в виде фотографий на прозрачной подложке. Когда-то такие фотографии (слайды, диапозитивы) использовались в световых проекторах.

 

Определимся с обозначениями и символами образной математики.

Образы будем обозначать прописными (большими) латинскими буквами, а буквенные обозначения численных величин – строчными (малыми).

[ … ] – символ пакета образов.

[C] – символ перемножения образов (в цифровом представлении соответствующие пиксели образов B и C перемножаются).

[С+ΔC] – символ просветления образа C образом ΔC (соответствующие пиксели образов C и ΔC складываются). Просветление имеет предел – полное просветление.

[С-ΔC] – символ затемнения образа C образом ΔC (вычитание пикселей образа ΔC из соответствующих пикселей образа C). Затемнение имеет предел – полное затемнение.

( => ) – символ активации пакета образов (поток света в проекторах).

( U ) – символ активирующего образа – напряжение рецепторной среды (источник света в проекторах). Пример: U => [C]

( } ) – символ суммации результирующего образа на выходе из пакета при его активации; превращение образа в число (поток света на выходе из проектора при просвечивании пакета слайдов). Пример: U => [C]} = e

( · ) – символ усиления или ослабления образа в результате умножения его на число (все пиксели умножаются на одно и то же число). Если число больше единицы – усиление, если меньше – ослабление.

Антонов В.М.

22. Алгоритм обучения мозга в образной математике

 

Определимся с образами.

Bj – образ очувствления в j-ой ситуации; это – тот параллельный поток сигналов, который идёт от рецепторов и упирается в кору головного мозга.

Cj – синаптический образ, сложившийся в j-ой ситуации; этот образ составлен из проводимостей синапсов.

U – образ напряжений рецепторной среды. Будем считать на первый случай, что этот образ – однородный и неизменный.

e – сигнал управления.

Напомним, что каждая мышца организма управляется отдельно, тоесть у каждой из них – свой синаптический образ.

В наглядном оптическом примере образы Bj и Cj представляются как диапозитивы; [BjхCj] – блок этих диапозитивов; U – равномерный поток света, пронизывающий указанный блок; e – суммарный световой поток на выходе из блока.

В процессе обучения формируется синаптический образ C. В обученном состоянии он в блоке с образами всевозможных ситуаций обеспечивает заданные сигналы управления:

U => [B1хC]} = e1

U => [B2хC]} = e2

…………………..

U => [BnхC]} = en

Разных ситуаций может быть сколько угодно, но синаптический образ – один.

Проследим за ходом обучения мозга.

Фактический сигнал управления ef на отдельную мышцу в j-ой ситуации перед дообучением определится как

U => [BjхCj-1]} = ef                     (1)

Здесь Cj-1 – синаптический образ, сложившийся в предыдущей ситуации.

Погрешность сигнала управления Δej окажется равной разности требуемого сигнала управления  ej  и фактического сигнала ef :

Δej = ej – ef                                  (2)

Коррекция синаптического образа ΔCj формируется в соответствии с законом самообучения синапсов:

ΔCj = k · Δej · Bj

Здесь k – коэффициент пропорциональности.

При безошибочном обучении в рассматриваемой ситуации корректирующий образ ΔCj полностью устраняет погрешность Δej :

U =>[BjхΔCj]} =Δej

Подставим в это выражение предыдущее и вынесем за пределы потока постоянные величины:

 k · Δej · U => [BjхBj]} = Δej

Определим отсюда выражение для коэффициента k:

    k = 1 / U=>[BjхBj]}

Корректирующий образ ΔCj в j-ой ситуации будет иметь вид

   ΔCj = Δej · Bj / U=>[BjхBj]}

Представим это как

ΔCj = Bj · Δej                                (3)

Здесь

    Bj = Bj / U=>[BjхBj]}

есть удельный образ очувствления Bj в j-ой ситуации.

Синаптический образ Cj после обучения в j-ой ситуации определится в результате его просветления на величину ΔCj:

Cj = [Cj-1 + ΔCj]                         (4)

Если корректирующий синаптический образ ΔCj отрицательный (тоесть негативный), то вместо просветления произойдёт затемнение

Cj = [Cj-1 – ΔCj]

Отрицательным корректирующий образ ΔCj будет тогда, когда погрешность сигнала управления Δej окажется отрицательной.

Выражения (1), (2), (3) и (4) представляют собой дискретный алгоритм обучения мозга в образном представлении. По своему виду они напоминают выражения того же алгоритма в пиксельной (числовой) форме.

Антонов В.М.

23. Ход обучения в двух ситуациях

 

Рассмотрим пошаговый ход теоретического обучения мозга в двух ситуациях в рамках образной математики.

Первая ситуация – образ B1; вторая ситуация – образ B2. Пусть в первой ситуации требуемый сигнал управления – e1, а во второй – e2. Исходное состояние синаптического образа – нулевое: C(0) = 0.

1.1. Цикл 1-ый, ситуация 1-ая

Фактический сигнал управления перед актом обучения e(1.1) определится как

e(1.1) = U=>[B1хC(0)]} = 0

Погрешность сигнала управления перед дообучением:

Δe(1.1) = e1 - e(1.1) = e1

Коррекция синаптического образа:

ΔC(1.1) = Δe(1.1) · B1 = e1 · B1

Здесь B1 – удельный образ очувствления 1-ой ситуации:

     B1 = B1 / U=>[B1хB1]}

После завершения обучения в 1-ой ситуации 1-го цикла сформируется следующий синаптический образ:

C(1.1) = [C(0)+ΔC(1.1)] = ΔC(1.1) = e1 · B1

1.2. Цикл 1-ый, ситуация 2-ая

Все действия повторяются.

Фактический сигнал управления перед актом обучения e(1.2) определится как

e(1.2) = U=>[B2 х C(1.1)]}

Подставим в это выражение синаптический образ C(1.1) :

e(1.2) = U=>[e1·B1·B2 / U=>[B1хB1]} ]}

Постоянную величину e1 вынесем за скобки и приведём выражение к виду

  e(1.2) = e1 · (U=>[B1хB2]} / U=>[B1хB1]})

Получим:

e(1.2) = e1 · s12

Здесь s12 – коэффициент приведения образа B1 к образу B2:

   s12 = U=>[B1хB2]} / U=>[B1хB1]}

Погрешность сигнала управления:

Δe(1.2) = e2 – e1 · s12

 Коррекция синаптического образа:

ΔC(1.2)=Δe(1.2)·B2 = (e2 – e1· s12)·B2

Здесь B2 – удельный образ очувствления 2-ой ситуации:

   B2 = B2 / U=>[B2хB2]}

Синаптический образ после обучения во 2-ой ситуации 1-го цикла:

C(1.2)=C(1.1)+ΔC(1.2) = e1 · B1 + (e2 - e1 · s12) · B2

2.1. Цикл 2-ой, ситуация 1-ая

e(2.1) = U=>[B1 х C(1.2)]} =

= U=>[B1 х (e1 · B1+(e2 - e1 · s12) · B2)]} =

= e1 + (e2 – e1 · s12) · s21

Здесь s21 –  коэффициент приведения образа B2 к образуB1:

   s21 = U=>[B1хB2]} / U=>[B2хB2]}

Δe(2.1) = e1 – e(2.1) = - (e2 – e1 · s12) · s21

ΔC(2.1) = Δe(2.1) · B1 = - (e2 – e1 ·s12) · s21 · B1

C(2.1) = C(1.2) + ΔC(2.1) =

= e1 · B1 + (e2 - e1 · s12)(B2 - s21 · B1)

2.2. Цикл 2-ой, ситуация 2-ая

e(2.2) = U=>[B2хC(2.1)]} =

= U=>[B2х(e1 · B1 + (e2 - e1 · s12)(B2 - s21 · B1))]}

Раскроем это выражение по частям:

U=>[B2хe1·B1]} = e1 · s12

U=>[B2х (e2 - e1 · s12)(B2 - s21 · B1)]}=

= (e2 - e1 · s12) · (1 – s121)

Здесь s121 – степень сходства образов B1 и B2 :

s121 = s12 · s21 = (U=>[B1хB2]})\2 / (U=>[B1хB1]} · U=>[B2хB2]})

Окончательно получим:

e(2.2) = e1 · s12 + (e2 - e1 · s12) · (1 – s121)

Δe(2.2) = e2 – e(2.2) = (e2 – e1·s12) · s121

ΔC(2.2) = Δe(2.2) · B2 = (e2 – e1·s12) · s121 ·B2

C(2.2) = C(2.1) + ΔC(2.2) =

=e1·B1 + (e2 – e1·s12)((1+s121) · B2 – s21 · B1)

3.1. Цикл 3-ий, ситуация 1-ая

Опустим подробности преобразований.

e(3.1) = e1·s12+(e2-e1·s12)·(1-s1212)

Δe(3.1) = (e2-e1·s12)·s1212

ΔC(3.1) = (e2-e1·s12)·s1212·B2

C(3.1) = (e1 – (e2 – e1·s12)·s21) · B1 +

+ (e2 – e1·s12) · (1+s121+s1212) · B2

Антонов В.М.

24. Сходимость процесса обучения

 

Анализ проведённого теоретического обучения показывает, что трёх циклов достаточно для того, чтобы выявить основные закономерности обучения мозга. Так появляется удельный образ очувствления Bj ; выявляются коэффициенты приведения образов одного к другому s12 и s21 и степень сходства двух образов s121.

Обратим особое внимание на изменение погрешности сигнала управления Δe от цикла к циклу. Погрешность в каждом последующем цикле Δe(T) определяется погрешностью в той же ситуации предыдущего цикла Δe(T-1), умноженной на степень сходства образов s121 :

 

Δe(T) = Δe(T-1) · s121

 

Такое соотношение называется функцией последования.

Учитывая то, что степень сходства двух различных образов s121 всегда меньше единицы, функция последования свидетельствует о сходимости процесса обучения: каждая последующая погрешность сигнала управления будет меньше предыдущей.

График функции последования. Зависимость погрешности de(T) сигнала управления последующего шага обучения от предыдущего de(T-1) при степени сходства двух образов s(121).

 

Функция последования говорит о том, что, чем меньше степень сходства образов s121 (тоесть – чем больше они различаются), тем стремительнее от цикла к циклу будет уменьшаться погрешность управления и тем успешнее будет проходить обучение.

Теоретическое обучение мозга в двух ситуациях на основе образной математики позволяет выявить результирующий синаптический образ этого мозга C(T) после T циклов обучения:

 

C(T) = e1·B1+(e2-e1·s12)·(1+s121+s1212+···

···+s121T-1)·B2-(1+s121+s1212+···

···+s121T-1)·s21·B1

 

Остаётся подчеркнуть, что рассмотренный процесс обучения касается только простейшего навыкового мозга с одноступенчатым процессом управления, и даже не мозга в целом, а отдельного его участка. У большинства животных (и у человека) таким участком является мозжечок; его столбцы (мотонейроны) идут только к скелетным мышцам.

Антонов В.М.

25. Двуступенчатый мозг

 

Из принципа работы одноступенчатого мозга следует, что при плавно изменяющейся ситуации будут плавно изменяться и сигналы управления мышцами, тоесть поведение животного будет изменяться плавно. Одноступенчатый мозг не может вызвать ступенчатое изменение поведения животного (или человека).

В то же время мы знаем, что реальные обстоятельства  очень часто требуют от животных (и от человека – тоже) резкого изменения своих действий.

Как это обеспечить?

Рассуждая чисто формально, ступенчатого поведения животного можно было бы достичь путём неограниченного (в математическом смысле – вплоть до бесконечности) роста проводимостей синапсов. Но реально она может изменяться только в пределах от нуля до единицы. В образной математике это выражается в пределах просветления и затемнения синаптических образов.

Практическое решение задачи резкого изменения действий животного было найдено в устройстве двуступенчатого мозга. Первая ступень такого мозга формирует напряжение рецепторных сред; вторая – мышечные действия.

В образной математике первая ступень сводится к превращению образа напряжений рецепторной среды U  из однородного и неизменного в полноценный, изменяющийся образ. Достигается это путём закольцовывания преобразований образов:

 

U=>[BхCрс]=U

 

Здесь Cрс – синаптический образ, формирующий напряжения рецепторной среды.

В реальном организме, напомним, выдавливание управляющей жидкости из рецепторов осуществляется не самими рецепторами (их оболочки не способны съёживаться), а рецепторной средой, в которой они находятся.

Рецепторная среда – это лицевые мышцы, кожа, глазная склера и прочие мягкие ткани, способные напрягаться. Для этого у кожи и у глазной склеры  имеются свои специальные мышцы. Это они вызывают «мурашки по коже», от них «волосы встают дыбом», «загораются глаза», «преображается лицо» и так далее.

Двуступенчатый процесс формирования сигналов управления скелетными мышцами можно отобразить в следующем виде:

 

U=>[BхCрс] = U=>[BхCm]} = em

 

Здесь Cm – синаптический образ отдельной скелетной мышцы; em – её сигнал управления.

Напряжение рецепторной среды в рамках двуступенчатого мозга должно очень тонко регулироваться. И это в реальности осуществляется. Подтверждением тому служит то, что рецепторной среде в головном мозге соответствует обширная зона. Располагается она в лобной части.

Двуступенчатый мозг сохраняет свою матричную структуру; он по-прежнему состоит из строк очувствления и столбцов управления мышцами. Только теперь столбцы у него дополняются мотонейронами рецепторной среды, а строки дополняются сенсонейронами, исходящими от указанных мотонейронов.

Ещё раз обратим внимание на то, что решения двуступенчатого навыкового мозга не заложены в нём в виде законсервированной системы соединений сенсонейронов с мотонейронами (как в инстинктивном мозге), а формируются постоянно изменяющимся очувствлением. Очувствление изменяется даже при неизменной внешней ситуации. Возбуждения рецепторов глаз, ушей и других органов чувств сохраняются в этом случае неизменными, но это – только часть очувствления. Другая же часть (та, что связана с мотонейронами рецепторных сред) встроена в закольцованный контур и находится в режиме постоянного саморегулирования.

В подавляющем большинстве случаев процесс саморегулирования оказывается сходящимся и мозг тогда вырабатывает однозначные решения. Но бывают случаи, когда процесс – несходящийся и он порождает мятущееся поведение животного.

Процесс сходимости требует времени. Поэтому двуступенчатый навыковый мозг не отличается своим высоким быстродействием. Рефлексы и инстинкты действуют гораздо быстрее.

Антонов В.М.

26. Мимика и поза

 

Внешне изменение напряжений рецепторной среды отражается, в частности, в мимике и позе (и в жестикуляции тоже).

Мимика и поза есть не только у человека, но и у некоторых животных; правда, у человека они выражены более ярко и играют более значительную роль в принятии решений. Внимательный хозяин может различать елезаметные изменения в выражениях мордочки и глаз своей собаки, ну а уж оскал её зубов не заметить нельзя даже постороннему человеку. Различаются и позы собак: выгнутая дугой спина говорит об агрессивности собаки, а прогнутая, наоборот,- о её заискивании перед хозяином. Выдаёт настроение собаки и её хвост: он может быть спокойным, виляющим или поджатым.

Мимика и поза только на первый взгляд кажутся чисто демонстрационными атрибутами животного, отражающими его настроение. На самом же деле они принимают непосредственное участие в управлении всем организмом. Мышцам рецепторной среды в коре головного мозга отведена большая зона.

Демонстрационная роль мимики и позы – лишь сопутствующее явление. Причём наше восприятие мимики и позы не является врождённым, а появляется оно в результате навыка. Мы просто привыкли связывать улыбку человека с его хорошим настроением.

Строго говоря, появление улыбки на лице не является прямым следствием улучшения настроения. Порядок переходов здесь обратный: сначала улучшилась внешняя ситуация; ситуация вызвала улыбку; а уж улыбка породила хорошее настроение.

Не улыбка – следствие хорошего настроения, а, наоборот, хорошее настроение – следствие улыбки.

Проекция очувствления на кору головного мозга. Мимика занимает обширную зону.

 

Правда. взрослые люди научились управлять своей мимикой. Некоторые из них могут подавлять естественное проявление своего настроения в мимике и сохраняют лицо «каменным» даже в крайне эмоциональном состоянии.

Но это не значит, что была подавлена работа рецепторной среды; её мозг как работал, так и продолжает работать в режиме первой ступени. Он посылает по-прежнему сигналы управления на мимические мышцы, но высший человеческий мозг (большой мозг) подавляет их, и они доходят до лицевых мышц ослабленными. Такое подавление эмоций сказывается на самочувствии человека, но люди сознательно идут на это.

Антонов В.М.

27. Тонус

 

Все мы наблюдали, как при большом напряжении искажается лицо человека. Особенно зримо это – у спортсменов в моменты их максимальных нагрузок, например у штангиста в момент толчка. Некоторые штангисты при этом широко раскрывают рот (как будто кричат), другие, наоборот, плотно сжимают губы, желваки их скул становятся каменными, глаза горят огнём, напряжены все мимические мышцы лица. Спрашивается – зачем? При толчке тяжёлой штанги напрягаются мышцы ног, рук, туловища; это понятно – нужно поднять груз, но причём здесь мышцы лица?

Почему такая мимика у штангиста?

Наблюдается подобное и у животных, только не обязательно в мимике. Так напряжение лошади связано в первую очередь с изогнутостью шеи: чем больше требуется усилие тяги, тем сильнее изгибается шея. При пахоте тяжёлой почвы, например, морда лошади чуть ли не касается земли.

Объяснение всему этому находится в принципе работы двуступенчатого мозга; для того, собственно говоря, он и создавался. И первая ступень его – изменение напряжения рецепторной среды.

Когда нужно вызвать наибольшее усилие скелетных мышц тела, требуется подать на эти мышцы больший поток управляющей жидкости. Изменить его можно двумя способами: увеличением проводимостей соответствующих синапсов мозга и созданием большего напряжения рецепторной среды.

Проводимости синапсов изменяются в процессе обучения. Когда этот процесс завершён, остаётся надеяться только на напряжение рецепторной среды.

В рассматриваемых случаях со штангистом и лошадью происходит какраз усиление напряжения рецепторной среды. Напрягается кожа, напрягаются мышцы лица, напрягаются прочие мягкие ткани тела (все те, в которых располагаются рецепторы очувствления), и они выдавливают из рецепторов больший поток управляющей жидкости, так необходимой в моменты больших нагрузок.

В данном случае происходит не просто изменение этого потока (где-то больше, где-то меньше), а его увеличение по всей рецепторной среде. Такое состояние нервной системы принято называть тонусом. На формулах образной модели он может быть указан как коэффициент усиления образа напряжений рецепторной среды: U.

Усиление напряжения – это одно направление тонуса; ему соответствует коэффициент k больше единицы (k > 1).

Но может быть обратное направление – ослабление напряжения рецепторной среды; тогда коэффициент k – меньше единицы (k < 1), и тонус тогда – понижающий.

Понижение тонуса имеет предел, за которым происходит засыпание. Процесс этот – ступенчатый: снижение давления в рецепторной среде вызывает уменьшение сигналов управления всеми мышцами, в частности – мышц той же рецепторной среды, а это, в свою очередь, снова ведёт к уменьшению сигналов управления, и так далее вплоть до отключения отдельных участков рецепторной среды. Это и есть засыпание.

У некоторых людей ступенчатость засыпания резко выражена: они засыпают почти мгновенно. У других людей этот процесс – несколько растянут. Всё зависит от проводимостей синапсов, принимающих участие в регулировании тонуса.

Просыпание происходит точно также – ступенчато и точно по тому же механизму: всякое незначительное раздражение внешних или внутренних рецепторов увеличивает сигналы управления мышцами рецепторных сред; это вызывает повышение давления в этих средах (повышение тонуса); далее нарастают те же сигналы управления, и снова растёт давление. А в результате происходит просыпание.

Антонов В.М.

28. Настроение

 

В лобной зоне головного мозга, управляющей рецепторной средой, кроме столбцов (мотонейронов), связанных с мышцами этой среды, есть ещё и такие, которые управляют железами.

Разделим железы на два типа: на обеспечивающие жизнедеятельность организма и на участвующих в его поведении. В данном случае будем говорить о нейрофизиологии, тоесть о вторых железах. Чтобы их отличать, назовём их эмоционными железами; они порождают эмоции.

Их – много, несколько десятков; все они располагаются в мозгу. Размеры их – очень малые (измеряются миллиметрами), но влияние их на поведение животного – очень большое. Эмоционные железы способны существенно изменять поведение животного, но особенно велико их влияние на процесс обучения навыкового мозга.

Подробно об эмоционных железах будет говориться позднее, а сейчас обратим своё влияние на их связь с мимикой. И выделим две реакции мимики на происходящие события, на внешнюю ситуацию. Первая реакция, когда уголки рта человека приподняты, другая – когда они опущены.

Казалось бы – какая мелочь! Неужели приподнятые или опущенные уголки рта могут повлиять на поведение человека, на работу его нервной системы?

Да, могут, и существенно.

Приподнятые уголки рта (точнее – соответствующие мышцы) вызывают активизацию желёз удовлетворения, тогда как опущенные уголки – активизацию желёз неудовлетворения. Первые способствуют росту проводимостей синапсов и таким образом – закреплению навыков; вторые же, наоборот, снижают указанные проводимости и разрушают навыки.

Первые вызывают повышение тонуса, а вторые – его понижение.

Настроение создаётся обстоятельствами (конкретнее - очувствлением); определяется оно возбуждением эмоционных желёз и выражается в поведении животного или человека. Обстоятельства включают в работу те или иные железы; железы влияют на работу мозга; мозг управляет поведением организма.

Таким образом, настроение можно рассматривать как совокупность воздействий эмоционных (мимических) желёз на работу мозга; эта совокупность определяет эмоциональное состояние организма.

Особенно велико влияние мимических желёз на эмоциональное состояние человека, на его душевное состояние. Оно играет в его жизни огромную роль. У большинства людей психическое самочувствие превалирует над его физическим здоровьем. Внешние занятия – лишь малая часть интересов человека; большая часть – внутренние переживания.

Антонов В.М.

29. Внутренний язык

Обратим своё внимание на то, что каждой конкретной внешней ситуации соответствует своя определённая мимика, точнее сказать – своё определённое  срабатывание мимических мышц. Иногда мимика ярко отражает свою связь с внешними событиями; иногда – не очень ярко, а иногда – совсем незаметно. Но такая связь всегда имеется.

установившаяся связь сигналов управления мимическим мышцами с внешними ситуациями является внутренним языком организма. (Вполне возможно, что в этом процессе принимают участие и другие мышцы.)

У человека – богатая мимика; следовательно, у него – богатый внутренний язык. У животных мимика – намного беднее, и внутренний язык у них поэтому – намного проще. Но отрицать его существование у животных нельзя; хотя он и бедный, но всё же существует.

Уточним: мимическими в данном случае будем считать не только мышцы лица, но и все те мышцы, которые предназначены для регулирования напряжения рецепторной среды. В большинстве своём эти мышцы не принимают участия в движении тела и его конечностей, но есть и такие.

Внутренний язык животных используется для узнавания сородичей и прочих знакомых. Каждому из них соответствует своё определённое сочетание сигналов управления его мимическими мышцами. Узнают животные и знакомую обстановку. Не способны они различать только ассоциативные понятия, такие как стул и стол (на чём – сидеть и за чем – сидеть),  живое дерево и засохшее, вода родника и болотная вода.

 Общее число узнаваемых предметов и ситуаций (образов) определяется числом перестановок сигналов управления мимическими мышцами. У человека оно – огромно, не поддаётся даже счёту. Если даже принять только двоичное состояние мимических мышц (возбуждено/не возбуждено), и зная, что их – более полусотни, общее число узнаваемых образов (в том числе ассоциативных) превысит два в пятидесятой степени (250).

На внутреннем языке животные и человек общаются, условно говоря, сами с собой.

Внешний язык, на котором человек общается с другими людьми, является уже вторичным языком.

Впрочем, понимает он по-прежнему только свой внутренний язык; а всё, что он слышит или видит (написанное) сначала переводит на свой внутренний язык, а затем только усваивает. Более подробно этот процесс будет рассмотрен нами позднее.

Мыслит человек (а мыслит только он; животные на это не способны) на своём внутреннем, первичном языке, и только с возрастом его язык мышления дополняется словами внешнего, вторичного языка. 

Антонов В.М.

30. Сосредоточение внимания

 

Представим себе такую обычную картину: несколько человек оказались свидетелями одного и того же события и их просят описать его. Странное дело – их свидетельства оказываются очень разными: один из них говорит об одном, другой – о другом, третий – о третьем.

Если бы у нас было словесное общение с животными (например с собаками), то они то же событие отразили бы также по-разному.

Всё дело – в сосредоточении внимания. И – не только; нужно было ещё запомнить то, что попало в область внимания. И это – ещё не всё; то, что запомнилось, нужно потом пересказать на внешнем языке общения. столько сторон – у свидетельских показаний.

 И всё-таки: прежде чем запомнить и пересказать событие, нужно было обратить внимание на его отдельные детали и эпизоды.

Сосредоточение внимания – это обговаривание события на своём внутреннем языке. Что обговорено в момент события, то и запомнилось. Прочее остаётся незамеченным.

Внутренний язык – это движения мимических мышц; точнее – это сигналы управления этими мышцами. Вздёрнулись брови, широко раскрылись глаза, округлился рот – подобные движений и являются «словами» внутреннего языка. Незначительным событиям соответствуют менее заметные движения; более значимым – более выраженные.

Вторая сторона сосредоточения внимания – запоминание «произнесённых слов» внутреннего языка.

Запоминание – это изменение проводимостей синапсов головного мозга. Запоминаются не сами события и не их детали, а соответствующие им движения мимических мышц, тоесть «слова» внутреннего языка. В образном представлении запоминание – это изменение синаптических образов головного мозга.

Отметим принципиальную особенность такого изменения – оно практически непрерывно: пока мозг бодрствует, он постоянно изменяется, тоесть постоянно изменяются проводимости его синапсов.

Поэтому так важны свежие свидетельские показания.

Сосредоточение внимания связано с таким повседневным явлением, которое ошибочно трактуется как забывание. Пример: «не помню – куда положил ключи». Страдают таким «забыванием» не только пожилые люди, но и молодые. Дело в том, что со временем некоторые наши часто повторяемые движения становятся автоматическими, навыковыми, и, совершая их, мы никак не обговариваем их на своём внутреннем языке. А если эти действия не обговорены, тоесть на них не было сосредоточено наше внимание, то они и не запомнились. К истинному забыванию это не имеет никакого отношения.

Истинное забывание вызывается коррекцией проводимостей синапсов, и такая коррекция производится постоянно. И чем значительней, чем эмоциональней последующие события (чем успешнее коррекция), тем сильнее забываются предыдущие.

Антонов В.М.

31. Самосознание

 

У человека есть самосознание; но есть ли оно у животных?

Прежде чем ответить на этот вопрос, попробуем уточнить понятие самосознания. Это – не только эмоции.

Главным элементом самосознания является наличие в матричном головном мозге очувствления внутренних органов и двигательных, скелетных мышц. Это очувствление прежде всего свидетельствует о самом существовании органов тела, и реагирует на всякие его движения.

Животное, разумеется, не может сказать, что «эта лапа – моя лапа», «этот хвост – мой хвост» и «всякие движения ими - это мои движения», но оно воспринимает свои лапы, свой хвост и свои движения как свои собственные и не путает их с чужими.

 При таком определении самосознания ответ на поставленный вопрос может быть только утвердительным: да, животные обладают самосознанием.

Нет сомнения и в том, что животные (особенно высокоразвитые) наделены полноценными эмоциями. Особенно выразительны они у собак, и не заметить их нельзя.

Самосознание животных можно обнаружить и с другой, внешней стороны. Иногда можно увидеть, как ссорятся между собой два воробья. Это говорит о том, что каждый из них имеет свою позицию, осознаёт её своей и отстаивает её в борьбе с другими. Слабый воробей уступит более сильному, но это произойдёт в борьбе – в борьбе самосознаний.

Антонов В.М.

32. Память навыкового мозга

 

Первоначально память люди воспринимали как способность мозга вырабатывать навыки. Эта способность могла быть хорошей или плохой.

Со временем смысл слова «память» изменился. Под памятью стали понимать накопитель документальной информации (текста, цифр, фотографий).

Теперь, зная как работает мозг и вся нервная система в целом, приходится возвращаться к первоначальному её определению. Живой мозг не является накопителем информации (как электронная флэшка); в нём нет ни одного участка для её хранения.

Мозг – активный преобразователь очувствления; не более того. Управляющая жидкость, идущая параллельными потоками от многочисленных элементов очувствления (от рецепторов), проходит сквозь мозг и выходит из него уже в виде сигналов управления мышцами.

Проводимость мозга складывается из проводимостей отдельных точек контакта сенсонейронов с мотонейронами, тоесть из проводимостей синапсов. При этом эти проводимости формируются сами по себе, автоматически, в режиме саморегулирования.

Стимуляторами изменений проводимости каждого в отдельности синапса являются два фактора: поток проходящей через него управляющей жидкости и наличие внешнего компонента - эмоветора. Чем больше тот и другой, тем сильнее изменяется проводимость синапса и тем ускореннее происходит процесс обучения.

Изменчивость проводимостей синапсов мозга и есть память. Эта изменчивость может быть хорошей (тоесть интенсивной) или плохой (ослабленной).

Способствуют памяти в первую очередь хорошо работающие рецепторы. Это - когда их  много и когда они – очень чувствительные, тоесть легко реагируют на внешние раздражители. Это – когда хорошо работает рецепторная среда: чем богаче мимика, тем лучше. Ну и - когда нет претензий к сенсонейронам, доставляющим управляющую жидкость от рецепторов к мозгу.

Вторым фактором, способствующим памяти, является доставка к синапсам внешнего компонента – эмоветора, вырабатываемого специальными железами мозга. Чем больше этого эмоветора, тем лучше. Интенсивность поступления эмоветора зависит в большой степени от эмоционального состояния организма. И, само собой разумеется, эмоветорные (эмоционные) железы должны хорошо работать, тоесть легко отзываться на сигналы управления ими и обильно выделять эмоветоры.

Эмоветоры делятся на одобрительные и огорчительные. Одобрительные вырабатываются при правильном ходе обучения и способствуют росту проводимостей синапсов. Огорчительные, наоборот, вырабатываются при неправильном ходе обучения и способствуют уменьшению проводимостей.

Одобрительные эмоветоры вырабатываются в благоприятных ситуациях; огорчительные – в неприятных.

Оценка ситуаций – способность в основном врождённая. Если грудной ребёнок дотянулся рукой до желанной игрушки, то данная ситуация для него – благоприятная. Если же он ударился и ощутил боль. то ситуация – неприятная.

Но есть и такие ситуации, оценка которых определяется навыком (для человека – воспитанием). Если ребёнок испачкался, то это – плохо; если он обошёл лужу, то это – хорошо.

Иногда, к сожалению, случается путаница в оценке ситуаций и даже перестановка их местами: благоприятные оцениваются как неприятные и, наоборот, неблагоприятные – как одобрительные.

Правильная оценка ситуаций способствует улучшению памяти; неправильная её ухудшает.

Нельзя не отметить также влияние на память возраста организма. В молодости и рецепторы и железы (да и вся нервная система) работают лучше; с возрастом их продуктивность снижается. В молодости память – лучше; на старости – хуже. Это – факт.

Но, удивительное дело, такое изменение памяти в зависимости от возраста – очень даже целесообразно. Учитывая то, что в процессе обучения новые навыки как бы накладываются на старые и затушёвывают их, чтобы сохранить эти старые, целесообразно уменьшить поток новых. С возрастом, со снижением памяти это какраз и происходит.

А в раннем возрасте, пока ещё нет устоявшихся навыков, память должна быть хорошей, чтобы создавать их.

В общем, говоря о памяти и обобщая сказанное, можно утверждать, что потенциальные возможности нервной системы в отношении памяти тем выше, чем богаче органы чувств и чем крупнее головной мозг. Всё остальное зависит от реализации таких потенциальных возможностей.

И ещё: зная, что проводимости синапсов постоянно изменяются (тоесть прежние навыки, в том числе воспоминания, постоянно затушёвываются), их нужно время от времени обновлять; иначе они забудутся.

Антонов В.М.

33. Надёжность навыкового мозга

 

Матричная структура навыкового мозга (со строками и столбцами) говорит о том, что с каждым столбцом контактирует громадное количество строк; у высокоразвитых животных – миллионы и миллионы.

Столбец – это мотонейрон, тоесть канал, по которому идёт сигнал управления отдельной мышцей (сигнал управления – это поток управляющей жидкости).

Строки – это сенсонейроны, поставляющие управляющую жидкость от рецепторов к мозгу, к тому же столбцу.

Следовательно, поток управляющей жидкости мотонейрона (сигнал управления мышцей) складывается из тех порций, которые проникают сквозь синапсы в мотонейрон; каждый сенсонейрон поставляет в эту сумму свою порцию. Этих порций – миллионы и миллионы.

А теперь представим себе, что какая-то порция потерялась, не дошла до мотонейрона. Это – трагедия?

Нисколько!

Порций – так много, что потеря одной из них практически никак не скажется на величине сигнала управления мышцей. И даже десятки потерянных порций, сотни и даже тысячи, не могут существенным образом повлиять на поведение мышцы. От общего количества в миллионы – тысяча потерянных порций составит всего лишь тысячную долю; настолько изменится сигнал управления. Ошибка в действиях мышцы окажется в пределах десятой доли одного процента.

Порции могут потеряться при естественном отмирании (или разрушении) рецепторов, при нарушении работы сенсонейронов и компонейронов коры головного мозга.

Хуже, когда отказывает в работе столбец (мотонейрон) мозга, но и тогда эта потеря может компенсироваться дублированием столбцов и мышц.

Рядом расположенные столбцы мало чем отличаются, и при отключении одних из них их функции начинают выполнять соседи. Погрешности сигналов управления при этом, естественно, увеличиваются и в действиях мышц возникают отклонения, но они – незначительные.

Что касается мышц, то они, как известно, состоят из волокон, и к каждому волокну подходит свой мотонейрон. Сбой в работе отдельных мотонейронов и связанных с ними мышечных волокон мало сказывается на выполнении общих задач.

И самое главное, что обеспечивает высокую надёжность навыкового мозга, заключается в том. что он непрерывно дообучается. Работа и дообучение у него – совмещены, и всякое нежелательное отклонение в действиях организма устраняется тут же – в этих же действиях.

Антонов В.М.

34. Мыслительный мозг

 

Очувствление животных (кроме человека) – сиюминутное (в смысле – моментальное, отражающее состояние всех органов чувств в данный момент времени). Что было секундой, двумя секундами раньше – такую информацию мозг не получает.

Хотя принципиально растянутость во времени у навыкового мозга уже присутствовала, но касалась она только работы самого мозга и только двуступенчатого. Эта растянутость выражалась в том, что сиюминутное очувствление в первый момент времени порождало только мимику. Мимика пробуждала соответствующие железы. Те воздействовали на мозг. И наконец такое воздействие, совместное с очувствлением, формировало сигналы управления всеми двигательными мышцами. На весь этот процесс уходило время, и принятие решений (сигналов управления) оказывалось растянутым во времени.

Но само очувствление как было сиюминутным, так и оставалось таким.

Целью следующего этапа в развитии мозга стало растягивание очувствления во времени. Скорее всего, цель определялась иначе, а именно – как создание мыслительного мозга. А растягивание очувствления формулировалось уже как задача этапа.

Действительно, мышление без растягивания очувствления во времени – невозможно. Можно привести на этот счёт целый ряд рассуждений и доводов, но ограничимся лишь одним только этим утверждением. Дальнейшее рассмотрение мыслительного мозга убедительно докажет необходимость такого растягивания.

Конструктивное изменение мозга для решения поставленной задачи свелось к тому, что каждый сенсонейрон многократно дублируется, и это дублирование является, во-первых, последовательным и, во-вторых. с задержкой во времени идущего по нему сигнала очувствления.

Последовательность дублирования сенсонейрона выражается в том, что первый дубль отходит от основного канала; второй дубль отходит от первого дубля; третий – от второго и так далее.

Задержка во времени решается сама собой, так как удлиняется путь прохождения сигналов очувствления.

Так создавался мыслительный мозг, и в этом его отличие, но в принципиальном плане он сохранил свою матричную структуру.

Растягивание во времени очувствления характерно исключительно только для мозга человека. 

Эта исключительность – удивительна. Навыковым мозгом обладают самые разнообразные животные; их – тысячи и тысячи, но мыслительный мозг – только у одного человека. Заложенный в этом смысл ещё предстоит понять.

В образном представлении сигнал управления на выходе из мыслительного мозга формируется следующим образом:

 

U1=>[B1хC] = U2=>[B2хC] =…= Un=>[BnхC]} = e

 

Здесь U1, U2, …, Un  - последовательное изменение мимического образа;

B1, B2, …, Bn – последовательное изменение образа очувствления;

n – число сенсонейронных дублей (будем считать, что оно у всех сенсонейронов – одинаковое).

При выбранном конструктивном изменении мозга (дублирование сенсонейронов) очувствление оказывается ступенчатым, и таким же ступенчатым (угловатым), казалось бы, должны быть движения человека. Однако, учитывая то, что число дублей у разных сенсонейронов – разное, и то, что задержки во времени у всех дублей - разные, в результате ступенчатость в движениях человека сглаживается полностью.

Многократное дублирование сенсонейронов отражается в увеличении размеров мозга. Именно поэтому человеческий мозг крупнее мозга животных.

Кстати, по соотношению размеров неразветвлённого мозга и разветвлённого в результате дублирования можно ориентировочно определить число дублей. Мыслительная часть человеческого мозга оформлена в виде больших полушарий. Коммутация сенсонейронов с мотонейронами осуществляется в коре этих полушарий. Площадь коры взрослого человека составляет примерно 220000 квадратных миллиметров. Сравним её с площадью сечения подводящих путей, например, продолговатого мозга; её можно ориентировочно принять равной 1000 квадратных миллиметров. Разделим площадь коры на площадь сечения продолговатого мозга и получим число дублей – 220. Во столько раз разветвляется очувствление человека в мозгу.

Цифра эта – неточная; она лишь даёт представление о масштабах разветвления. Причём разветвление очувствления у всех людей – разное, и оно изменяется с возрастом. У новорождённого практически нет никакого разветвления. И только со временем оно у него появляется и увеличивается на протяжении всей жизни.

Способствует этому сам мыслительный процесс: кто больше мыслит, у того и разветвление очувствления увеличивается больше. Объясняется это тем, что управляющая жидкость, циркулирующая по нервной системе, является в то же время питательной жидкостью. Где больше её поток, там ускореннее растут ответвления от нейронов.

Антонов В.М.

35. Мышление

 

Мыслительный мозг – это большой мозг человека, состоящий из двух полушарий. Присмотримся повнимательнее к функциональному (физиологическому) устройству этого мозга.

Прежде всего это – его сохраняющаяся матричная структура, состоящая из строк и столбцов. Строки – входящие сенсонейроны очувствления; столбцы – исходящие мотонейроны воздействия на мышцы и железы. Контакты строк со столбцами – синапсы с индивидуальной проводимостью. Проводимость синапсов формируется сама собой в процессе обучения. Вся коммутация осуществляется в коре больших полушарий.

Главная особенность устройства мыслительного мозга состоит в многократном дублировании его сенсонейронов с задержкой сигналов по времени в каждом дубле. Другими словами, входящая в мозг информация растянута во времени. Мозг фиксирует не только сиюминутное состояние очувствления, но и то, что было секундой раньше, и двумя секундами раньше, и тремя, и так далее.

Особо следует выделить у мыслительного мозга очувствление мотонейронов. На каждом мотонейроне установлен ряд рецепторов, регистрирующих уровень его сигналов. Нейроны, идущие от этих рецепторов, заведены на вход мозга и дополняют строки его очувствления. Будем называть эти нейроны компонейронами (от слова - компоновать). Причём эти компонейроны также многократно дублируются с задержками по времени.

Дополнение внешнего очувствления внутренним от рецепторов самого мозга существенно влияет на его работу и на поведение человека вообще. В этом и состоит, в частности, мышление.

Указанные рецепторы и сенсонейроны закольцовывают соединения мозга и играют роль обратной связи. Они превращают мозг в обычную автоматическую систему с её всеми положительными и отрицательными сторонами. Эпилепсия и заикание – это проявление отрицательных последствий замыкания мыслительного мозга обратной связью.

Закольцовывание связей мыслительного блока превращает его в самодостаточный орган, который может функционировать сам по себе. Внешнее очувствление от глаз, ушей и других органов может служить лишь начальным толчком циркулирования сигналов внутри этого мозга. При большом числе столбцов (сотни и тысячи), при большом количестве рецепторов мозга и при большом числе дублирующих сенсонейронов картина движения сигналов внутри мозга становится, во-первых, очень сложной и, во-вторых, непрерывно изменяющейся.

Движение сигналов (управляющей жидкости) внутри мыслительного мозга без всякой связи с работой скелетных мышц является мышлением.

У мышления есть крайние формы. Если не развита обратная связь или она подавлена, то мышление – очень скупое и мыслительный мозг превращается просто в управляющий блок, функционирующий на основе внешнего очувствления. Если же, напротив, внешнее очувствление – скупое, но активна внутренняя обратная связь, то мышление может свестись к чистому мышлению, оторванному от реальности. Обе эти крайности могут расцениваться как формы психического отклонения.

Нормальное мышление – это когда в нём принимают участие и внешнее очувствление и внутренняя обратная связь, тоесть внутреннее очувствление.

 Отклонения от него могут порождаться сходимостью и стабилизацией автоматического процесса, и тогда появляются навязчивые слова, навязчивые мелодии, навязчивые образы и даже навязчивые идеи.

Антонов В.М.

36. Мышление. Внутренний язык

 

Циркулирование сигналов в мыслительном мозге не носит случайный характер, похожий на хаос; оно – упорядоченное и осмысленное.

Осмысление мышления выражается во внутреннем, первичном языке. Роль этого языка в мышлении более значительна, чем в навыковом мозге. Там она – содействующая, а в мыслительном мозге – определяющая.

Прежде чем оперировать словами и образами внутреннего, первичного языка, ещё раз уточним его механизм.

В раннем возрасте (даже в грудном) ребёнок как-то реагирует действиями своих мимических мышц на всё увиденное, услышанное, осязаемое и обоняемое. Постепенно эти действия закрепляются (увеличиваются проводимости соответствующих синапсов) и систематизируются: в одних ситуациях они – одни, в других – другие, в третьих – третьи и так далее. Систематизируются они и по отношению к различным образам. В результате возникает вполне определённая связь между ситуациями и образами с одной стороны и действиями мимических мышц – с другой. Это и есть внутренний язык.

Впредь любые действия мимических мышц будут ассоциироваться (увязываться) человеком с определённой ситуацией или с определённым образом. Каждое такое отдельное действие может рассматриваться как отдельное «слово» внутреннего языка.

Мимические мышцы порождают эмоции; действия определённых мышц порождают вполне определённые эмоции. Так весёлое выражение лица соответствует хорошему настроению; таково оно практически у всех людей. Следовательно, смысл «слова» внутреннего языка, отражающего наиболее распространённое эмоциональное состояние человека, почти у всех людей один и тот же. Но, кроме таких общепринятых «слов», в «словаре» каждого человека имеются свои, только ему понятные «слова». Так что в целом у каждого человека формируется свой внутренний язык. Общего, единого первичного языка для всех людей – не существует.

Под мимическими мышцами будем понимать не только мышцы лица, но и другие, не участвующие в движениях тела и его органов, например мышцы кожи. Сюда же относятся и железы, определяющие эмоциональное состояние человека.

Мышление – это разговор на внутреннем языке.

Любое мышление -  желательно в том смысле, что оно сопровождается выделением эмоветоров удовлетворения. Следовательно, проводимости задействованных при мышлении синапсов растут. При нормальном, спокойном мышлении этот рост – незначительный и он быстро устраняется в силу естественного распада белков синаптических щелей. Но в обострённом эмоциональном состоянии рост проводимостей – усиленный и мысль глубоко укореняется в мозге.

Рост проводимостей синапсов мыслительного мозга и их уменьшение определяют ход мышления; что-то остаётся, а что-то забывается. Скорость выделения эмоветоров, скорость роста проводимостей синапсов (образование белков)  и скорость забывания (распада белков) определяют в результате скорость мышления человека.

В состоянии эмоционального возбуждения необходимые сочетания выделения эмоветоров образования и распада белков синаптических щелей могут нарушаться и тогда нарушается нормальное, правильное мышление.

С возрастом внутренний язык может пополняться словами внешнего языка. Это происходит в результате дополнения мимических мышц голосовыми связками.

Антонов В.М.

37. Скачущий взор человека

 

Наглядным примером растягивания очувствления во времени и связи его с мышлением может служить такое необычное явление, как скачущий взор человека.

 

 

Так скачет взор человека, рассматривающего картину.

 

Чтобы ни рассматривал человек, его взор постоянно перескакивает с одной точки обозреваемой сцены (картины) на другую, с одного места на другое. Происходит это так быстро, что сам человек не фиксирует позицию своего взора; скачки происходят, можно сказать, автоматически.

Отклонения взора происходят чаще всего не столь значительные, и поэтому они не замечаются со стороны. Но у некоторых людей взор раскачивается настолько, что это выглядит как «бегающие» глаза.

Целью скачков является более подробное, более детальное рассматривание всей обозреваемой картины.

У глаза есть центральное зрение и боковое. Центральное зрение – основное; оно способно выявлять самые мелкие детали обозреваемой сцены. Боковое зрение – вспомогательное; оно используется только для того, чтобы обнаруживать на периферии обозреваемого поля привлекающие внимание детали (чаще всего – движущиеся) и обращать взор (центральное зрение) именно на них.

Глаз имеет сетчатку, заполненную зрительными рецепторами. Рецепторы распределены по сетчатке неравномерно. Наибольшая плотность рецепторов наблюдается в так называемой центральной ямке. Именно она, эта ямка, обеспечивает центральное зрение с очень высокой степенью разрешения. Но размеры ямки – очень малы: её диаметр не превышает полмиллиметра,- и охватывает она очень малый участок обозреваемого поля.

Все прочие рецепторы, расположенные по сторонам от центральной ямки, не дают такой зрительной подробности и создают лишь нечёткое боковое зрение.

Получается так, что для детального рассмотрения всего поля зрения взор должен скользить по нему из конца в конец в разных направлениях с тем, чтобы подробно рассмотреть всё это поле. Скольжение – дискретное; оно задерживается в отдельных точках, и тогда в мозг направляется весь поток информации от центральной ямки.

Скачущий взор демонстрирует, в первую очередь, свою наглядную связь с растягиванием зрительного очувствления во времени. Если бы такого растягивания не было, то терялся бы смысл перескакивания взора с места на место, так как информация любого предыдущего взора не сохранялась бы в мозгу.

Между прочим, по времени обзора картин (особенно сложных) можно судить о времени растягивания очувствления.

Связан скачущий взор и с мышлением. Он нисколько не похож на рефлекс или инстинкт. Видимые сцены обозреваются не сканированием по заданной траектории, а выборочно – с предпочтениями к тем или иным местам обозреваемой картины. Правда, происходит это так быстро, что человек почти не замечает участия своего мышления в выборе мест фиксирования своего взора.

Выбор осуществляет мыслительный мозг. Следовательно, зрительное очувствление доходит до него. И в то же время оно принимает активное участие в работе мышц двигательного аппарата, тоесть в работе, в частности, мозжечка. Получается так, что человек учитывает зрительную информацию как непосредственно в своих движениях, так и в своём мышлении.

На основании подобных рассуждений приходится делать вывод о том, что скачущий взор характерен только для человека; у животных его нет.

Антонов В.М.

38. Логика мышления

 

Будем говорить о логике не как о науке, а как о бытовом способе общения и убеждения.

Доводы собеседника могут восприниматься нами как логичные или, наоборот, как нелогичные. Объективны ли такие суждения? Попробуем в этом разобраться.

Логика может быть абсолютной; но это – редкий случай. К такой логике относится арифметика: два плюс два равняется четыре.

Вся прочая логика – навыковая: чему научили, то и получили. Одни и те же доводы могут расцениваться как логичные и нелогичные; всё зависит от усвоенных норм.

Логику можно представить в виде определённого порядка рассуждений. Она включает исходные положения и вывод, следующий из этих положений.

 

Бытовой пример.

Исходные положения: 1) плохо поступают те взрослые люди, которые пьянствуют, курят и сквернословят; 2) сосед – именно такой.

Вывод: он поступает плохо.

 

Формально в логике приведённого примера – всё правильно. Однако на практике очень часто смещаются понятия что хорошо и что плохо, и тогда выводы, к сожалению, могут делаться обратными.

Моральные установки формируются у человека в раннем возрасте. Формируются они под воздействием со стороны родителей и ближайшего окружения. Если эти отношения – нормальные, доброжелательные, то и реакция ребёнка на воспитание будет положительной. В моменты наставлений и замечаний будут возбуждаться у него железы удовлетворения, вырабатывающие эмоветоры роста проводимостей синапсов. Наставления и замечания закрепятся у ребёнка в мозгу.

Но бывает иногда иначе. Если поучения ребёнок воспринимает отрицательно (явление негативизма), то произойдёт обратная реакция: проводимости синапсов его мозга сократятся, и навязываемые положения будут отторгнуты.

Рассмотренный пример касается моральных сторон человека, но подобное раздвоение реакций встречается и по отношению к другим сторонам.

В результате можно сделать «логический» вывод, что навыковая логика – очень уж избирательна. Она может оказаться убедительной только в кругу единомышленников.

В таком «логическом» переходе заключается парадокс логики.

Важное значение в формировании логики имеет характер мышления. Он может быть реалистическим или мистическим. Реалистическое мышление опирается на очевидность; мистическое может руководствоваться домыслами. Реалистическая логика близка к тому, чтобы быть единой и взаимоприемлемой. Мистическая логика может быть какой угодно.

 

Пример мистического мышления в безэфирной физике:

«Вакуум – это состояние с наименьшей энергией при отсутствии вещества. Но отсутствие вещества ещё не означает отсутствия частиц… Если приложить достаточно энергии, из вакуума можно рождать частицы. дело в том, что энергия может переходить в поле, а поле – в частицы.»

Получается так, что энергия, якобы, представляет собой некую особую субстанцию, не связанную с веществом, что существуют некие загадочные поля с особыми свойствами, что эти поля рождают частицы. И непонятно: частицы – это вещество? или не вещество?

Если руководствоваться такими произвольными исходными позициями и такими же произвольными правилами переходов, то вариантов «логических» выводов из подобных мистических рассуждений может быть сколько угодно много.

Поэтому споры (тем более – научные) между реалистами и мистиками – бессмысленны; они не ведут к взаимопониманию.

Страницы