Техника - молодёжи 1972-08, страница 15

Если в два, а тем более в три года ребенок не произносит ни слова, родители ведут его к логопеду. Беспокойство взрослых вполне правомерно, ибо ответственные за речь биологические механизмы зреют задолго до этого срока, еще до рождения.

Социальное заранее и надежно подкрепляется природой. Мозг развивается в порядке расшифровки наследственного кода. И было бы чрезвычайно интересно узнать, не заложен ли какой-то минимум социального в наследственном аппарате и его генах. Во всяком случае, говорить о зародыше только в биологическом плане, а о родившемся человеке только в плане общественном, — неправомерно. Повторяю: проблема не так проста, как кажется на первый взгляд.

— Вы один из последователей академика И. Павлова — ученого, для которого был особенно важен синтез всех новых знании о мозге. Как Вы оцениваете перспективы обобщения нейрофизиологических экспериментов?

— Многие ученые сейчас увлекаются постановкой исключительно тонких опытов, немыслимых еще несколько лет назад. Мы умеем отвести сигнал от любой точки на поверхности и в глубине мозга. В одну клетку теперь вводят по нескольку электродов, попадая в нужный пункт с точностью до одной тысячной миллиметра. Ко мне в лабораторию часто приходят специалисты смежных областей знания, восхищаются аппаратурой, восторженно говорят о возможности все прощупать с помощью электроники. Но на самом деле век успехов электроэнцефалографии самой по себе, по-видимому, уже на исходе.

Электросигнализацию мозга хочется уподобить дыму, идущему из печной трубы. Изучая дым, исследователь силится угадать, чем топят печку, что в ней пекут и даже — кого пригласят в гости. Понятно, не на все вопросы удается найти удовлетворительные ответы. Ведь чем тоньше эксперимент, тем дальше мы от нашей цели — понимания работы мозга в целом.

Уже павловское учение об условных рефлексах дало возможность «вписать» аналитический материал в целостные акты поведения. И только некоторые стороны этого учения мешали до конца соединить описания на молекулярном и поведенческом уровнях. И вот теперь удалось значительно расширить возможности такого объединения. Данные аналитических исследований и системные процессы целого мозга составляют органическое единство. Именно эта идея и была «сквозной» в моей книге, удостоенной Ленинской премии.

РЕФЛЕКСЫ И МОЗГ

Ю. СИМАКОВ,

кандидат биологических наук

Проникновение в самые тонние процессы? Отлично! Но все отдаленнее становится конечная цель — понимание целостного поведения организма. Вот это-то противоречие и решает в своей книге «Биология и нейрофизиология условного рефлекса» наш ведущий физиолог п. Анохин. В фундаментальном труде ученого обобщен 50-летний опыт изучения деятельности мозга. В этом году исследование академика П. Анохина удостоено Ленинской премии.

Сигнальный характер условного рефлекса был досконально изучен на собаках. Когда животное приучают получать пищу по звонку, а затем включают звонок, но не дают пищи, у собаки начнет выделяться слюна. Животное предвкушает пищу, хотя и не видит ее. Таков механизм условного рефлекса, механизм, предвосхищающий ход будущих событий. Все считалось более или менее понятным. Опережающее отражение действительности приписывалось

только условному рефлексу, связанному с обучением. И вдруг новые работы в лаборатории П. Анохина меняют устоявшиеся представления. Открыт врожденный условный рефлекс.

Крошечный грачонок только что появился на свет. Он неоперен, веки его еще закрыты. Единственное, что может это слабое существо — поднять голову и раскрыть клюв, в который папа-грач вкладывает пищу. Но достаточно издать звук «кар-р-р», создать движение воздуха, потрясти гнездо, и грачонок поднимает голову, широко раскрывает рот. Что же получается? Не пища служит возбудителем, а условные сигналы. Они соответствуют той ситуации, когда к гнезду подлетает взрослый грач. Вот пример, когда связи, обеспечивающие опережающее отражение событий, оказались наследственно закрепленными.

У мухоловки-пеструшки птенцы выводятся в дупле, куда лучи света проникают только сквозь маленькое отверстие. Прилетают мать или отец с пойманными насекомыми и, проле зая в дупло, закрывают отверстие. В гнезде воцаряется темнота. Она как раз и служит для птенцов сигналом к приему пищи. Лучше всего эта сигнализация работает в той части дупла, куда падает луч света. Поэтому голодные птенцы выползают на самое светлое место, оттесняя сытых в темные участки. Если же птенцов заставить некоторое время поголодать, у них начинается борьба за светлое место. Значит, предвосхищение ситуаций встречается как во врожденных, так и приобретенных формах поведения животных.

Возник вопрос: какие нервные структуры обеспечивают врожденный условный рефлекс? Исследования П. Анохина и его сотрудников выявили неожиданную закономерность. Оказалось, части органов зародыша развиваются неравномерно. Те структуры, которые необходимы новорожденному в первую очередь, офоом-ляются раньше других.

Ребенок, только что появившийся на свет, должен уметь сосать грудь, иначе он умрет от голода. Сигналы от мозга и сосательной мышце поступают через волокна лицевого нерва. На самом деле те из них, что тянутся к сосательной мышце, хорошо изолированы, напоминают полностью сформированные нервные проводящие пути. И в то же время ответвления, идущие и другим мышцам лица, не развиты и только начинают оформляться. Нет даже синапсов — соединений, пропускающих нервный импульс о-*¹ волокна к мышце.

Умение сосать настолько важно, что природа заранее заботится о развитии обеспечивающей его системы. У недоношенного ребенка, который весил 560 г и родился на пятом месяце, можно было наблюдать сосательные движения, хотя многие органы были недоразвиты. Существо ростом 20 см съедало за кормление 10 миллилитров молока. Прожил недоношенный ребенок 42 дня, и за это время сотрудники лаборатории П. Анохина отметили совершенствование системы сосания.

Ну а как же обстоит дело с мозгом? Есть ли разница в развитии его клеток? Есть, и очень значительная.

Центр, управляющий лицевым нервом, находится в продолговатом мозгу. У исследователей есть препараты, позволяющие видеть его клетки. Рассматривая их, сразу замечаешь разницу между частями, управляющими системой сосания, и теми, что дают начало, скажем, лобным ветвям. Первые полностью оформились, вторые только начинают созревать.

Та же закономерность прослеживается и в механизмах другой врожденной реакции — хватательного рефлекса. Кто не видел обезьяну с детенышем, ноторый висит, крепко вцепившись в шерсть матери? Ребенок одного-двух месяцев непременно хватает протянутый ему палец и тоже пытается повиснуть. Хватательный рефлекс проявляется уже на пятом месяце эмбрионального развития Причем скорее всего созревают нервы, управляющие сокращением мышц пальцев. Полное развитие других нервов руки заканчивается только к концу первого года жизни ребенка.

Вспомним теперь о врожденном условном рефлексе у грачей, когда на звук «кар-р-р» только что вылупившиеся птенцы раскрывают рот и ждут пищу. Вот случай, когда правило ускоренного формирования жизненно важных систем выражено особенно ярко. Как оказалось, грачата ничего не слышат, кроме «кар-р-р». В механизме уха у них созрели и работают участки, воспринимающие только этот звук. Остальные «детали» слухового аппарата еще не развились.

Кратко скажем и о том разделе книги П. Анохина, где ученый излагает теорию конвергентного замыкания условного рефлекса. «Конвергенция» в переводе с латинского означает «схождение». На отдельных нейронах мозга сосредоточивается возбуждение, часто разбросанное по многим участкам коры. После отражения от древних частей мозга, в частности от так называемой ретикулярной формации, через подкорку в кору восходит новый поток возбуждения. Он сходится, конвергирует с тем состоянием, что уже развилось в коре, усиливает его и захватывает возбуждением всю поверхность полушарий. Получается своеобразный узор, составленный невидимыми молекулярными изменениями. Теория конвергенции предусматривает химическое разнообразие процессов в структурах мозга.

13