282. Успех. 1
Собственно, это не продолжение, истории работы в НПК, это та самая научно-популярная статья, которую я считаю важной для генераторов идей, ибо она позволяет судить о принципах такой генерации у биологических объектов.
Успех.
Должен оговориться. Совпадение заголовка с названием романа Леона Фейхтвангера - случайно. Но интерес к проблеме успеха здесь не меньше, а вызван он событиями значительно более древними. "Успех" Фейхтвангера детище XX века, а эта история началась еще тогда, когда первая живая клетка бросила вызов второму закону термодинамики. На пути возрастания энтропии стало чудо названное обменом веществ. В огромном ряду систем убывала энтропия и возрастала биологическая информация.
С тех пор на бесконечном пути эволюции гибли, вымирали неудачники и выживали, размножались, "добивались" " успеха " наиболее приспособленными. Но что значить выживать? И что значит быть приспособленным ?
Если у лохматого пуделя острижена шерсть и только на кончике хвоста висит пушистая кисточка он не перестанет быть пуделем, хотя переменной "число волос" далеко отклонилось от первоначального значения и приближается к нулю. Если у пуделя выпадут зубы жить ему станет труднее. На пути решения привычных задач (например, разгрызть кость, стащить и съесть кусок мяса) возникает непреодолимое препятствие. Все же, если предоставить пуделю возможность есть кашу и лакать молоко, гибель ему не угрожает. Но если пуделя угораздило подвергнуться действию проникаю щей радиации и доза ее оказалась достаточной, чтобы ниже критического предела упала число лейкоцитов в крови и их предшественников в костном мозгу, то дни его сочтены. Если же до нуля упала частота его дыхания, если температура его тела стала равна температура комнаты, в которой он лежит, то пудель уже перестал быть пуделем.
Положение гипоталамуса (красный цвет) в мозге, данное в двух проекциях.
Фото с сайта .
Очевидно, в необозримом ряду переменных величин численное значение которых определяет в каждый отрезок времени состояние живого организма есть переменные большей и меньшей биологической важности. Изменение некоторых переменных может не иметь заметного значения. Изменение других может быть в конечном итоге полезно или вредно. Выход за определенные (критические) количественные значения третьих - несовместим с существованием организма, как целостной физиологической системы. В жизни каждой особи значение любой из существенных, жизненно важных, переменных выходит за критические пределы только один раз и в этот момент прекращается существование особи. Именно этого не понял Слон-воевода из басни Крылова, когда разрешал волкам всего один раз взять о каждой овцы по шкурке. Дополнительное условие: "А больше их не троньте волоском " уже не могло изменить результата предыдущей операции.
Мы можем теперь ответить на первый вопрос воспользовавшись определением У. Эшби: выживание "имеет место тогда, когда линия поведения не выводит ни одну из существенных переменных за заданные пределы".
Это и есть неизменный критерий успеха, единственный, которым пользуется эволюция (с той только существенной оговоркой, что выживание должно продолжаться достаточно долго, чтобы обеспечить необходимое для сохранения вида размножение). Все что способствует этому - биологически целесообразно, все что препятствует - гибельно. Так мы переходим ко второму вопросу.
В пустыне идет верблюд. До ближайшего водопоя три дня пути по песчаным барханам, где не растет даже верблюжья колючка. Дойдет ли до водопоя верблюд? Очевидно, дойдет. Особенности его организма позволяют ему иметь внутренней резерв воды и питательных веществ. Поэтому такие существенные переменные, как осмотическое давление и содержание сахара в крови не выйдут из совместимых с жизнью пределов. В действие вступают биологические механизмы, которые делают систему "верблюд" в известных пределах стабильной и нейтрализуют внешние воздействия, стремящиеся эту систему изменить. Способность уравновешивать при определенных условиях среды силы стремящиеся изменить существенные переменные обеспечивает адаптированность организма к рассматриваемым условиям. Организм "может существовать, - отмечает И. П. Павлов, - только до тех пор, пока он каждый момент уравновешивается с окружающими условиями. Как только это уравновешивание серьезно нарушается, он перестает существовать, как данная система".
Потребность в удовлетворении жажды вызывала поведение, обеспечивающее движение к водопою.
Фото: barmalei
Верблюд приспособлен к условиям пустыни и все же он" достигнет успеха" только в том случае, если пойдет в ту сторону, где, хотя бы вдали, есть водопой, а не туда, где воды вообще нет. Он погибнет и если просто будет лежать. Здесь мы впервые сталкиваемся с приспособительным (адаптивным) значением поведения. Непрерывный и изменчивый поток информации, получаемый организмом, требует ответных реакций позволяющих сохранить уравновешивание. За каждым происшедшим событием с определённой вероятностью следует другое. Способность учесть вероятность этого еще не совершившегося события, на основании прошлого опыта предугадать будущее нередко необходима, чтобы выжить. Необходимость решения задач подобного рода привела на высших ступенях эволюции к формированию мозга: специализированного органа призванного обеспечить выживание организма в условиях изменчивой среды в течении времени необходимого для размножения.
Знакомьтесь: гипоталамус.
Возвратимся к стриженному пуделю и выпустим его погулять в зимний морозный день. По-видимому прогулка не долго будет доставлять пуделю удовольствие. Вначале он станет излишне подвижен, затем начнет дрожать, скулить под дверью, а очутившись в комнате, бросится к радиатору парового отопления. Из этого следует, по крайней мере, три вывода.
1) B мозгу пуделя есть система, которая контролирует колебание существенных переменных
(во всяком случае, такой существенной переменной, как темпера тура тела).
2) Эта система в состоянии включить механизмы, увеличивающие при переохлаждении продукцию тепла (одним из таких механизмов и служит мышечное дрожание).
3) Эта система способна путём поиска определить способ переключения потребности организма (в данном случае предотвращение снижения температуры) в соответствующую форму поведения. Такая система действительно существует, она расположена в гипоталамусе (подбугорье) небольшом по объему отделе мозга расположенном в глубине его, под зрительным бугром, с чем и связано его название. И помимо терморегуляции нервные центры, лежащие в гипоталамусе выполняют не мало важнейших задач. Они контролируют все виды обмена и деятельность желез внутренней секреции, принимает участие в регулировании деятельности сердечнососудистой, пищеварительной и других систем внутренних органов, проницаемости тканевых мембран и даже формирование зародыша. Можно сказать, что гипоталамус ответственен за сохранение существенных переменных в тех пределах, которые обеспечивают выживание, за сохранение постоянства внутренней среды организма - гомеостаза, и нахождение способов связи потребностей организма с эмоциями. Как указывает П.В. Симонов, в гипоталамусе нет ни одной точки, раздражение которой вызывает вегетативные изменения, отражающие неудовлетворённую потребность, не вызывая в то же время возникновение эмоций которые служат передаточным звеном от потребности организма к поведению. Для высокоразвитых животных генерирование формы адаптивного поведения, обеспечивающего удовлетворение потребностей, является наиболее важной формой достижения успеха.
Потребность в тепле обеспечивает поведение, приводящее пуделя к дому.
Фото: Татьяна Селена
Удивительная, уникальная область. На пространстве объемом всего в несколько десятков кубических миллиметров расположена по последним данным 32 пары нервных центров, специфическая функция некоторых из них до сих пор не ясна. Это единственная область в мозгу, где нервные клетки в некоторых ядрах выделяют секрет подобно железам внутренней секреции. Этот секрет (релизинг-фаторы) может воздействовать непосредственно на организм (например, соматотропный гормон, продукция которого обеспечивается воздействием некоторых релизинг-факторов непосредственно на соматотропы), воздействовать через железы систему гипофиз-железы внутренней секреции, или через изменение функционирования мозга, поскольку определённые типы секрета воздействуют на мозговые структуры. Если рассечь гипоталамические ядра, то на каждом квадратном мм. сечения окажется в среднем 1100 - 1150 кровеносных капилляров (приблизительно в 2,5 раза больше, чем в коре головного мозга). Максимальное кровоснабжение гипоталамуса, надежность его работы обеспечиваются в любых условиях.
Продолжение следует.
Успех.
Должен оговориться. Совпадение заголовка с названием романа Леона Фейхтвангера - случайно. Но интерес к проблеме успеха здесь не меньше, а вызван он событиями значительно более древними. "Успех" Фейхтвангера детище XX века, а эта история началась еще тогда, когда первая живая клетка бросила вызов второму закону термодинамики. На пути возрастания энтропии стало чудо названное обменом веществ. В огромном ряду систем убывала энтропия и возрастала биологическая информация.
С тех пор на бесконечном пути эволюции гибли, вымирали неудачники и выживали, размножались, "добивались" " успеха " наиболее приспособленными. Но что значить выживать? И что значит быть приспособленным ?
Если у лохматого пуделя острижена шерсть и только на кончике хвоста висит пушистая кисточка он не перестанет быть пуделем, хотя переменной "число волос" далеко отклонилось от первоначального значения и приближается к нулю. Если у пуделя выпадут зубы жить ему станет труднее. На пути решения привычных задач (например, разгрызть кость, стащить и съесть кусок мяса) возникает непреодолимое препятствие. Все же, если предоставить пуделю возможность есть кашу и лакать молоко, гибель ему не угрожает. Но если пуделя угораздило подвергнуться действию проникаю щей радиации и доза ее оказалась достаточной, чтобы ниже критического предела упала число лейкоцитов в крови и их предшественников в костном мозгу, то дни его сочтены. Если же до нуля упала частота его дыхания, если температура его тела стала равна температура комнаты, в которой он лежит, то пудель уже перестал быть пуделем.
Положение гипоталамуса (красный цвет) в мозге, данное в двух проекциях.
Фото с сайта .
Очевидно, в необозримом ряду переменных величин численное значение которых определяет в каждый отрезок времени состояние живого организма есть переменные большей и меньшей биологической важности. Изменение некоторых переменных может не иметь заметного значения. Изменение других может быть в конечном итоге полезно или вредно. Выход за определенные (критические) количественные значения третьих - несовместим с существованием организма, как целостной физиологической системы. В жизни каждой особи значение любой из существенных, жизненно важных, переменных выходит за критические пределы только один раз и в этот момент прекращается существование особи. Именно этого не понял Слон-воевода из басни Крылова, когда разрешал волкам всего один раз взять о каждой овцы по шкурке. Дополнительное условие: "А больше их не троньте волоском " уже не могло изменить результата предыдущей операции.
Мы можем теперь ответить на первый вопрос воспользовавшись определением У. Эшби: выживание "имеет место тогда, когда линия поведения не выводит ни одну из существенных переменных за заданные пределы".
Это и есть неизменный критерий успеха, единственный, которым пользуется эволюция (с той только существенной оговоркой, что выживание должно продолжаться достаточно долго, чтобы обеспечить необходимое для сохранения вида размножение). Все что способствует этому - биологически целесообразно, все что препятствует - гибельно. Так мы переходим ко второму вопросу.
В пустыне идет верблюд. До ближайшего водопоя три дня пути по песчаным барханам, где не растет даже верблюжья колючка. Дойдет ли до водопоя верблюд? Очевидно, дойдет. Особенности его организма позволяют ему иметь внутренней резерв воды и питательных веществ. Поэтому такие существенные переменные, как осмотическое давление и содержание сахара в крови не выйдут из совместимых с жизнью пределов. В действие вступают биологические механизмы, которые делают систему "верблюд" в известных пределах стабильной и нейтрализуют внешние воздействия, стремящиеся эту систему изменить. Способность уравновешивать при определенных условиях среды силы стремящиеся изменить существенные переменные обеспечивает адаптированность организма к рассматриваемым условиям. Организм "может существовать, - отмечает И. П. Павлов, - только до тех пор, пока он каждый момент уравновешивается с окружающими условиями. Как только это уравновешивание серьезно нарушается, он перестает существовать, как данная система".
Потребность в удовлетворении жажды вызывала поведение, обеспечивающее движение к водопою.
Фото: barmalei
Верблюд приспособлен к условиям пустыни и все же он" достигнет успеха" только в том случае, если пойдет в ту сторону, где, хотя бы вдали, есть водопой, а не туда, где воды вообще нет. Он погибнет и если просто будет лежать. Здесь мы впервые сталкиваемся с приспособительным (адаптивным) значением поведения. Непрерывный и изменчивый поток информации, получаемый организмом, требует ответных реакций позволяющих сохранить уравновешивание. За каждым происшедшим событием с определённой вероятностью следует другое. Способность учесть вероятность этого еще не совершившегося события, на основании прошлого опыта предугадать будущее нередко необходима, чтобы выжить. Необходимость решения задач подобного рода привела на высших ступенях эволюции к формированию мозга: специализированного органа призванного обеспечить выживание организма в условиях изменчивой среды в течении времени необходимого для размножения.
Знакомьтесь: гипоталамус.
Возвратимся к стриженному пуделю и выпустим его погулять в зимний морозный день. По-видимому прогулка не долго будет доставлять пуделю удовольствие. Вначале он станет излишне подвижен, затем начнет дрожать, скулить под дверью, а очутившись в комнате, бросится к радиатору парового отопления. Из этого следует, по крайней мере, три вывода.
1) B мозгу пуделя есть система, которая контролирует колебание существенных переменных
(во всяком случае, такой существенной переменной, как темпера тура тела).
2) Эта система в состоянии включить механизмы, увеличивающие при переохлаждении продукцию тепла (одним из таких механизмов и служит мышечное дрожание).
3) Эта система способна путём поиска определить способ переключения потребности организма (в данном случае предотвращение снижения температуры) в соответствующую форму поведения. Такая система действительно существует, она расположена в гипоталамусе (подбугорье) небольшом по объему отделе мозга расположенном в глубине его, под зрительным бугром, с чем и связано его название. И помимо терморегуляции нервные центры, лежащие в гипоталамусе выполняют не мало важнейших задач. Они контролируют все виды обмена и деятельность желез внутренней секреции, принимает участие в регулировании деятельности сердечнососудистой, пищеварительной и других систем внутренних органов, проницаемости тканевых мембран и даже формирование зародыша. Можно сказать, что гипоталамус ответственен за сохранение существенных переменных в тех пределах, которые обеспечивают выживание, за сохранение постоянства внутренней среды организма - гомеостаза, и нахождение способов связи потребностей организма с эмоциями. Как указывает П.В. Симонов, в гипоталамусе нет ни одной точки, раздражение которой вызывает вегетативные изменения, отражающие неудовлетворённую потребность, не вызывая в то же время возникновение эмоций которые служат передаточным звеном от потребности организма к поведению. Для высокоразвитых животных генерирование формы адаптивного поведения, обеспечивающего удовлетворение потребностей, является наиболее важной формой достижения успеха.
Потребность в тепле обеспечивает поведение, приводящее пуделя к дому.
Фото: Татьяна Селена
Удивительная, уникальная область. На пространстве объемом всего в несколько десятков кубических миллиметров расположена по последним данным 32 пары нервных центров, специфическая функция некоторых из них до сих пор не ясна. Это единственная область в мозгу, где нервные клетки в некоторых ядрах выделяют секрет подобно железам внутренней секреции. Этот секрет (релизинг-фаторы) может воздействовать непосредственно на организм (например, соматотропный гормон, продукция которого обеспечивается воздействием некоторых релизинг-факторов непосредственно на соматотропы), воздействовать через железы систему гипофиз-железы внутренней секреции, или через изменение функционирования мозга, поскольку определённые типы секрета воздействуют на мозговые структуры. Если рассечь гипоталамические ядра, то на каждом квадратном мм. сечения окажется в среднем 1100 - 1150 кровеносных капилляров (приблизительно в 2,5 раза больше, чем в коре головного мозга). Максимальное кровоснабжение гипоталамуса, надежность его работы обеспечиваются в любых условиях.
Продолжение следует.