283. Успех. 2
Сосуды гипоталамуса проницаемы даже для огромных молекул белковых соединений (тоже уникальное свойство). Так обеспечивается химическая сигнализация о состоянии внутренней среды - обратная связь, которая в любом процессе управления служит необходимым условием регулирования. Микроминиатюризация и надежность, достигнутые в этой системе, еще надолго останутся недостижимой мечтой для технической кибернетики. Деятельности этого маленького кусочка нервной ткани посвящены сотни исследований, о нем написаны монографии. Эти исследования нельзя считать законченными, но их результаты уже позволили Ф. Джорджу сказать: "Гипоталамус, вероятно, должен занимать центральное место в любой "общей" теории поведения... "
Немного логики.
Предположение о весьма важной роли гипоталамуса в процессах поведения логично. Попробуем привести простой пример. Машинист парового котла, оценивая по показаниям приборов существенные переменные (пусть это будет уровень воды в котле, температура, давление пара), с помощью ряда механизмов удерживает эти переменные в пределах, обеспечивающих "сохранение жизни" и работу котла. Он регулирует подачу воды и топлива, выпускает, если нужно, избыток пара и оценивает результаты своих действий, возвращаясь к показаниям приборов. Вряд ли у кого-нибудь вызовет сомнение, что машинист, действующий подобным образом, представляет собой центральное звено в комплексе, определяющем поведение системы. Мы можем заменить машиниста автоматическим регулятором, можем разработать систему, которая в какой-то степени сможет предсказывать исходя из показаний приборов, их показания в следующий момент, можем даже допустить, что котел сам добывает для себя топливо и доставляет воду - от этого ничего не изменится. Центральным звеном в комплексе определяющем поведение системы останется звено, оценивающее состояние существенных переменных и включающее механизмы, которые позволяют удерживать их в заданных пределах. Подобная зависимость имеет место и в организме животного. Именно механизмы, осуществляющие контроль и регулирование существенных переменных, могут формировать цели адаптивного поведения, осуществлять это поведение, чтобы избежать выхода существенных переменных за пределы критических значений, непрерывно контролируя результаты поведения, формировать новые цели. Но обратимся к опыту.
Обезьяна, у которой электроды вживлены в зоны поощрения и наказания.
Фото с сайта.
Старт и стоп.
Вспомним крысу в экспериментах Олдза. В свое время о ней немало писали и в научно-популярных журналах. В мозг этой крысы вживлены электроды. Нажатие на педаль замыкает ток. Крыса может сама нажать педаль и многократно делает это, но только при вживлении электрода в определенные участки мозга. Очевидно, крыса стремится к раздражению этих участков. В начале эту область мозга окрестили "центром удовольствия", но уже к 1960 г. стало ясно, что количество нервных клеток, к возбуждению которого животное стремится, составляет у крысы 35% всех клеток мозга. Свыше трети всех клеток мозга! Многовато для "центра удовольствия". Биологическое значение такой мощной системы должно быть огромно. Крыса пробирается через сложный лабиринт, стремглав мчится по беговой дорожке, перескакивает через решетку, заряженную электрическим током, и все это только для того, чтобы в конце пути нажать на педаль и получить в качестве награды электрическое раздражение мозга. Были обнаружены и клетки, раздражения которых животное стремится избегать. Их только 5 %. (Остальные 60% в этих опытах нейтральны.) Такие же системы клеток были обнаружены и у других животных - кошек, обезьян, дельфинов. Первая система клеток была названа старт-зоной, зоной поощрения, вторая - стоп-зоной, зоной наказания. Раздражена старт-зоны вызывает "удовлетворение", повышенный интерес, реакции, которые Дж.Лилли называет "хочу еще". При обучении животного возможность включать раздражение служит формой награды. Изменяется все поведениеживотного, оно становится спокойным, повышается аппетит, улучшается отношение к исследователю. Животное благоденствует. Свирепая обезьяна перестает скалить клыки и ласково гладит руку исследователя. Если ток выключить она несколько раз яростно нажимает на выключатель и, даже убедившись, что прежнего эффекта нет, еще много раз возвращается к нему ("не появился ли?"). Раздражение зоны поощрения животное (после того, как научилось нажимать соответствующую педаль) использует как форму адаптивного поведения. Если дать обезьяне банан и тут же его отобрать, обезьяна не будет стремиться вновь овладеть бананом, а нажимает педаль, электрод от которой вживлён в зону поощрения, и устраняет таким образом негативные эмоции, вызванные утратой банана. Обезьяна, долго работающая с такой системой, пользуется ею с такой же лёгкостью, как естественными формами, удовлетворяющими потребность. А если включить электроды, вживленные в зону наказания? Обезьяна дичает. Она недовольна, она стремится выключить ток. Если раздражение продолжается, ее охватывает страх, паника. Она пытается бежать, кусает даже неодушевленные предмета в такой силой, что ломает себе зубы. Кажется, что между ласковым животным в начале эксперимента и этим диким зверем нет ничего общего. Поворот выключателя. Вновь раздражается зона поощрения. И обезьяна снова ласкова и готова выполнить любой трюк, ради получения электрической награды.
Обезьяна с раздражением зоны наказания кусает даже неодушевлённые предметы с такой силой, что ломает зубы.
Фото: Оля
Трудно переоценить значение этих экспериментов. Впервые подопытному животному представилась возможность "выбирать" раздражение, объявляя таким образом приятные или неприятные чувства оно испытывает. Были получены прямые доказательства существования определенных областей мозга, "вырабатывающих чувства". Что же возбуждает эти области в обычных условиях? В старт-зоне есть несколько подсистем. Так можно выделить области, связанные с поведением, направленным на удовлетворение голода и другие, стоящие в связи со сложным комплексом действий, обеспечивающих сохранение вида. Можно полагать, что от возбуждения стоп-зоны зависит аффективно-оборонительное поведение, поведение, которое позволяет избегать опасных воздействий. В зависимости от ситуации нормой поведения может быть и бегство и нападение (ситуация нападение-бегство). Не приходится сомневаться, что возбуждение этих областей мозга определяет поведение (приведенные опыты достаточно демонстративны). Область, при раздражении которой удается получить описанные эффекты называют лимбической системой или "эмоциональным мозгом". Она включает помимо ядер гипоталамуса обширные группы нервных клеток, лежащие в глубине мозга и в самых древних отделах его коры. Какое место занимает в этой сложной системе определяющей поведение гипоталамус? Если у крысы в опытах Олдза электрод вживлен в: гипоталамус, она барабанит по включающей ток педали со скоростью, достигающей 5000 раздражений в час, почти полтора включения в секунду. Она делает это изо дня в день с неослабевающей энергией. Если дать ей возможность, она будет с "энтузиазмом" проделывать эту работу до полного истощения физических сил. Но можно вживить электрод и в старт-зону, находящуюся не в гипоталамусе, а в так называемом переднем мозгу. Вначале эффект будет тот же. Только частота раздражений не превысит 1000 в час. А главное, вскоре наступит насыщение. Животное будет нажимать контакт все реже и после того, как получит определённую «дневную порцию», прекратит раздражение до следующего дня. Значит какие то механизмы ограничивают деятельность, вызванную раздражением переднего мозга, тогда как могущественный эффект раздражения гипоталамуса не поддается контролю. Еще нагляднее роль гипоталамуса проявляется при раздражении расположенной в нем зоны "наказания". Поведение животного меняется не только на время раздражения. Если раздражение длилось достаточно долго, то и в течение ближайших 2-х суток продолжаются выраженные изменения поведения. Животное выглядит больным. Отказывается я от пищи. Вначале агрессивное, оно затем становится безразличным и не реагирует на окружающее. (Не следует ли поискать здесь аналогию с определенными расстройствами психической деятельности человека?)
Итак, эмоции, эмоциональные состояния формируются в мозгу специальной системой, а в этой системе гипоталамус играет весьма важную, если не решающую, роль. Эта же система определяет поведение. Можно представить себе дело таким образом, что эмоция служит приводом от определённой потребности организма к соответствующей форме поведения. Можно согласиться с разделением управляющих организмом нервных механизмов на быстрые механизмы и медленную систему, определяющую их работу. Попробуем объяснить это простым примером. Пусть радиоприемник автоматически настраивается на ближайшую радиостанцию. Пока он настроен на эту станцию резонансный контур выделяет сигналы соответствующей частоты и подает их на вход усилителя, а колебания другой частоты затухают. Поставим этот приемник на автомобиль и отправимся путешествовать. Как только мы удалимся от станции, на волну которой настроен приемник, и приблизимся к другой, сигналы этой новой станции приобретут для приемника такое значение, что специальный механизм (механизм подстройки частоты) изменит частоту резонансного контура: приемник будет настроен на волну новой станции. В этой неимоверно упрощенной модели резонансный контур будет играть роль быстрых механизмов нервного управления, устройство, обеспечивающее изменение настройки, роль медленной управляющей системы.
Дельфин испытывает наслаждение после того, как носом нажал педаль, связанную с зоной поощрения.
Фото: okapppi
Если психическая деятельность человека характеризуется доминирующим эмоциональным состоянием, то все явления окружающего мира, идущие в унисон с этим состоянием, будут "подаваться на вход усилителя" и приобретать важное значение для определения поведения, а не соответствующие ему угашаться. Но так будет продолжаться только до тех пор, пока какое-нибудь важное обстоятельство, какое-нибудь чрезвычайное или длительное воздействие не изменит эмоциональную настройку (такое изменение может, например, характеризоваться сменой повышенного настроения - гипомании, пониженным настроением - депрессией) . Избирательность не исчезает, но "на вход усилителя подаются" уже другие сигналы и соответственно изменяется поведение.
Трудно представить себе все возможности непосредственного воздействия на эту систему. Может быть, многие нарушения психической деятельности можно будет устранить простым нажатием кнопки. Может быть, станет возможным радикальное лечение страданий. Недаром же обезьяна, у которой электрод вживлен в старт-зону, спешит замкнуть ток, если испытывает испуг, гнев и боль. Может быть, можно будет управлять, и даже по радио, поведением самых разных животных. Впрочем, такое управление будет носить только общий характер. Ведь медленная управляющая система, в которой такую важную роль играет гипоталамус, не определяет непосредственно каждое действие. Она определяет только направление деятельности и необходимую интенсивность ее. Так на станции переводятся стрелки, определяется в соответствии с графиком скорость локомотива, дается зеленый свет. И только тогда состав может отправляться.
Немного логики.
Предположение о весьма важной роли гипоталамуса в процессах поведения логично. Попробуем привести простой пример. Машинист парового котла, оценивая по показаниям приборов существенные переменные (пусть это будет уровень воды в котле, температура, давление пара), с помощью ряда механизмов удерживает эти переменные в пределах, обеспечивающих "сохранение жизни" и работу котла. Он регулирует подачу воды и топлива, выпускает, если нужно, избыток пара и оценивает результаты своих действий, возвращаясь к показаниям приборов. Вряд ли у кого-нибудь вызовет сомнение, что машинист, действующий подобным образом, представляет собой центральное звено в комплексе, определяющем поведение системы. Мы можем заменить машиниста автоматическим регулятором, можем разработать систему, которая в какой-то степени сможет предсказывать исходя из показаний приборов, их показания в следующий момент, можем даже допустить, что котел сам добывает для себя топливо и доставляет воду - от этого ничего не изменится. Центральным звеном в комплексе определяющем поведение системы останется звено, оценивающее состояние существенных переменных и включающее механизмы, которые позволяют удерживать их в заданных пределах. Подобная зависимость имеет место и в организме животного. Именно механизмы, осуществляющие контроль и регулирование существенных переменных, могут формировать цели адаптивного поведения, осуществлять это поведение, чтобы избежать выхода существенных переменных за пределы критических значений, непрерывно контролируя результаты поведения, формировать новые цели. Но обратимся к опыту.
Обезьяна, у которой электроды вживлены в зоны поощрения и наказания.
Фото с сайта.
Старт и стоп.
Вспомним крысу в экспериментах Олдза. В свое время о ней немало писали и в научно-популярных журналах. В мозг этой крысы вживлены электроды. Нажатие на педаль замыкает ток. Крыса может сама нажать педаль и многократно делает это, но только при вживлении электрода в определенные участки мозга. Очевидно, крыса стремится к раздражению этих участков. В начале эту область мозга окрестили "центром удовольствия", но уже к 1960 г. стало ясно, что количество нервных клеток, к возбуждению которого животное стремится, составляет у крысы 35% всех клеток мозга. Свыше трети всех клеток мозга! Многовато для "центра удовольствия". Биологическое значение такой мощной системы должно быть огромно. Крыса пробирается через сложный лабиринт, стремглав мчится по беговой дорожке, перескакивает через решетку, заряженную электрическим током, и все это только для того, чтобы в конце пути нажать на педаль и получить в качестве награды электрическое раздражение мозга. Были обнаружены и клетки, раздражения которых животное стремится избегать. Их только 5 %. (Остальные 60% в этих опытах нейтральны.) Такие же системы клеток были обнаружены и у других животных - кошек, обезьян, дельфинов. Первая система клеток была названа старт-зоной, зоной поощрения, вторая - стоп-зоной, зоной наказания. Раздражена старт-зоны вызывает "удовлетворение", повышенный интерес, реакции, которые Дж.Лилли называет "хочу еще". При обучении животного возможность включать раздражение служит формой награды. Изменяется все поведениеживотного, оно становится спокойным, повышается аппетит, улучшается отношение к исследователю. Животное благоденствует. Свирепая обезьяна перестает скалить клыки и ласково гладит руку исследователя. Если ток выключить она несколько раз яростно нажимает на выключатель и, даже убедившись, что прежнего эффекта нет, еще много раз возвращается к нему ("не появился ли?"). Раздражение зоны поощрения животное (после того, как научилось нажимать соответствующую педаль) использует как форму адаптивного поведения. Если дать обезьяне банан и тут же его отобрать, обезьяна не будет стремиться вновь овладеть бананом, а нажимает педаль, электрод от которой вживлён в зону поощрения, и устраняет таким образом негативные эмоции, вызванные утратой банана. Обезьяна, долго работающая с такой системой, пользуется ею с такой же лёгкостью, как естественными формами, удовлетворяющими потребность. А если включить электроды, вживленные в зону наказания? Обезьяна дичает. Она недовольна, она стремится выключить ток. Если раздражение продолжается, ее охватывает страх, паника. Она пытается бежать, кусает даже неодушевленные предмета в такой силой, что ломает себе зубы. Кажется, что между ласковым животным в начале эксперимента и этим диким зверем нет ничего общего. Поворот выключателя. Вновь раздражается зона поощрения. И обезьяна снова ласкова и готова выполнить любой трюк, ради получения электрической награды.
Обезьяна с раздражением зоны наказания кусает даже неодушевлённые предметы с такой силой, что ломает зубы.
Фото: Оля
Трудно переоценить значение этих экспериментов. Впервые подопытному животному представилась возможность "выбирать" раздражение, объявляя таким образом приятные или неприятные чувства оно испытывает. Были получены прямые доказательства существования определенных областей мозга, "вырабатывающих чувства". Что же возбуждает эти области в обычных условиях? В старт-зоне есть несколько подсистем. Так можно выделить области, связанные с поведением, направленным на удовлетворение голода и другие, стоящие в связи со сложным комплексом действий, обеспечивающих сохранение вида. Можно полагать, что от возбуждения стоп-зоны зависит аффективно-оборонительное поведение, поведение, которое позволяет избегать опасных воздействий. В зависимости от ситуации нормой поведения может быть и бегство и нападение (ситуация нападение-бегство). Не приходится сомневаться, что возбуждение этих областей мозга определяет поведение (приведенные опыты достаточно демонстративны). Область, при раздражении которой удается получить описанные эффекты называют лимбической системой или "эмоциональным мозгом". Она включает помимо ядер гипоталамуса обширные группы нервных клеток, лежащие в глубине мозга и в самых древних отделах его коры. Какое место занимает в этой сложной системе определяющей поведение гипоталамус? Если у крысы в опытах Олдза электрод вживлен в: гипоталамус, она барабанит по включающей ток педали со скоростью, достигающей 5000 раздражений в час, почти полтора включения в секунду. Она делает это изо дня в день с неослабевающей энергией. Если дать ей возможность, она будет с "энтузиазмом" проделывать эту работу до полного истощения физических сил. Но можно вживить электрод и в старт-зону, находящуюся не в гипоталамусе, а в так называемом переднем мозгу. Вначале эффект будет тот же. Только частота раздражений не превысит 1000 в час. А главное, вскоре наступит насыщение. Животное будет нажимать контакт все реже и после того, как получит определённую «дневную порцию», прекратит раздражение до следующего дня. Значит какие то механизмы ограничивают деятельность, вызванную раздражением переднего мозга, тогда как могущественный эффект раздражения гипоталамуса не поддается контролю. Еще нагляднее роль гипоталамуса проявляется при раздражении расположенной в нем зоны "наказания". Поведение животного меняется не только на время раздражения. Если раздражение длилось достаточно долго, то и в течение ближайших 2-х суток продолжаются выраженные изменения поведения. Животное выглядит больным. Отказывается я от пищи. Вначале агрессивное, оно затем становится безразличным и не реагирует на окружающее. (Не следует ли поискать здесь аналогию с определенными расстройствами психической деятельности человека?)
Итак, эмоции, эмоциональные состояния формируются в мозгу специальной системой, а в этой системе гипоталамус играет весьма важную, если не решающую, роль. Эта же система определяет поведение. Можно представить себе дело таким образом, что эмоция служит приводом от определённой потребности организма к соответствующей форме поведения. Можно согласиться с разделением управляющих организмом нервных механизмов на быстрые механизмы и медленную систему, определяющую их работу. Попробуем объяснить это простым примером. Пусть радиоприемник автоматически настраивается на ближайшую радиостанцию. Пока он настроен на эту станцию резонансный контур выделяет сигналы соответствующей частоты и подает их на вход усилителя, а колебания другой частоты затухают. Поставим этот приемник на автомобиль и отправимся путешествовать. Как только мы удалимся от станции, на волну которой настроен приемник, и приблизимся к другой, сигналы этой новой станции приобретут для приемника такое значение, что специальный механизм (механизм подстройки частоты) изменит частоту резонансного контура: приемник будет настроен на волну новой станции. В этой неимоверно упрощенной модели резонансный контур будет играть роль быстрых механизмов нервного управления, устройство, обеспечивающее изменение настройки, роль медленной управляющей системы.
Дельфин испытывает наслаждение после того, как носом нажал педаль, связанную с зоной поощрения.
Фото: okapppi
Если психическая деятельность человека характеризуется доминирующим эмоциональным состоянием, то все явления окружающего мира, идущие в унисон с этим состоянием, будут "подаваться на вход усилителя" и приобретать важное значение для определения поведения, а не соответствующие ему угашаться. Но так будет продолжаться только до тех пор, пока какое-нибудь важное обстоятельство, какое-нибудь чрезвычайное или длительное воздействие не изменит эмоциональную настройку (такое изменение может, например, характеризоваться сменой повышенного настроения - гипомании, пониженным настроением - депрессией) . Избирательность не исчезает, но "на вход усилителя подаются" уже другие сигналы и соответственно изменяется поведение.
Трудно представить себе все возможности непосредственного воздействия на эту систему. Может быть, многие нарушения психической деятельности можно будет устранить простым нажатием кнопки. Может быть, станет возможным радикальное лечение страданий. Недаром же обезьяна, у которой электрод вживлен в старт-зону, спешит замкнуть ток, если испытывает испуг, гнев и боль. Может быть, можно будет управлять, и даже по радио, поведением самых разных животных. Впрочем, такое управление будет носить только общий характер. Ведь медленная управляющая система, в которой такую важную роль играет гипоталамус, не определяет непосредственно каждое действие. Она определяет только направление деятельности и необходимую интенсивность ее. Так на станции переводятся стрелки, определяется в соответствии с графиком скорость локомотива, дается зеленый свет. И только тогда состав может отправляться.