ЭВМ и живой организм

Единственная возможность построить гармоническое поведение и избежать ошибки состоит именно в сличении результатов сделанного с ранее предсказанными данными этих результатов.

Акцептор действия – универсальный механизм для всех видов поведения. Известен такой эксперимент.

Птицам (воронам, курам) показывают движущийся в определенном направлении корм. При этом они его видят только на небольшом отрезке, затем корм уходит за ширму и продолжает двигаться в том же направлении.

Смысл «экстраполяционных рефлексов» состоит в том, что птицы (особенно вороны) определяют направление движения корма и бегут к тому месту ширмы, где корм должен показаться из-за нее. Иногда птицы обегают ширму с нужной стороны. То есть, видя движущийся предмет и определив направление движения, птицы «экстраполируют», продолжают это направление. «Экстраполируя» предмет на дальнейшее положение, они реагируют двигательной реакцией именно на это, невидимое им, положение кормушки.

Такой вид предсказания целиком отвечает той общей закономерности предвидения будущих результатов, которые были нами рассмотрены. В самом деле, для животного несколько видимых положений движущейся в определенном направлении кормушки служат материалом для афферентного синтеза. После завершения этого синтеза принимается решение о движении в определенном направлении и формируется акцептор действия, включающий характеристику будущего положения кормушки.

Точно так же, как и во всех остальных случаях, акцептор действия и здесь является аппаратом сличения и, следовательно, предсказывает возможные результаты замеченного движения объекта.

Другой пример относится к речи. Анализ ее структуры (с позиций нейрофизиологии) показывает весьма любопытные вещи. Решение сказать какую-либо фразу или высказать суждение складывается абсолютно так же, как и всякое другое решение, то есть после стадии афферентного синтеза. При этом решение что-то высказать формирует акцептор действия со всеми признаками будущей фразы.

Следовательно, здесь нет, как обычно представляют, каждого слова в отдельности. Акцептор действия формируется на каждую фразу с последовательным расположением слов, на целую смысловую систему. Последующее произнесение слов фразы с поэтапным контролем исключает возможность ошибки в выражении целой мысли, сформированной в стадии «решения». Никакой другой возможности произнести длинную фразу без смещения слов или даже, наоборот, с вариацией их расположения, но без потери смысла, нельзя представить себе, если не учитывать существования акцептора действия.

Это становится особенно явным, когда слово, произносимое первым, имеет смысл, находящийся в прямой зависимости от слова, произносимого позднее.

Например, в английской фразе «It is a book» артикль «а» может быть употреблен только в том случае, если неопределенность книги была известна перед началом фразы.

Еще нагляднее та же закономерность в стихосложении.

...Гори, гори, моя звезда

Эта фраза требует продолжения в определенном стихотворном размере:

Звезда любви приветная...

Размер будущего произведения «зашифрован» в первой фразе, с его учетом сформирован соответствующий акцептор действия.

Таким образом, мы видим, как аппарат предвидения результатов будущего действия, видоизменяясь, присутствует во всех жизненных актах самых разных индивидуумов. Отсюда следует непреложный вывод: наличие акцептора действия как аппарата контроля результатов действия и сличения их с поставленной целью абсолютно необходимо всему живому. С учетом этого вывода многие сложные акты поведения животных уже не покажутся чем-то парадоксальным.

Например, в конце пятидесятых годов были проделаны весьма интересные опыты с канарейкой. Птице подвязывались крылья так, чтобы она не могла взлететь, а могла лишь подпрыгивать. В высоко закрепленную кормушку насыпали пищу. Канарейка беспомощно прыгала около кормушки, не имея возможности добраться до зерен. Однако продолжалось такое безуспешное движение сравнительно недолго. Испробовав различные прыжки и не достигнув результата, канарейка подтащила клювом к кормушке картонную коробку, взобралась на нее и уже оттуда, подпрыгивая, добралась до зерен. Очевидно, что столь сложный поведенческий акт птица могла реализовать только по изложенной схеме: афферентный синтез – решение – акцептор действия – сличение результатов. Между тем еще совсем недавно, когда подобные опыты ставились И. П. Павловым на обезьянах, было принято считать, что такое целенаправленное поведение может быть присуще только высшим животным – человекообразным.

Интересно отметить, что необходимость анализа биологического предвидения актуальна сегодня и для физиологии, и для специалистов в области кибернетики. Это как бы встреча двух групп, ведущих прокладку туннеля навстречу друг другу. Поскольку с физиологической стороной вопроса мы более или менее познакомились, дадим слово представителю точных наук. Недавно крупный американский кибернетик Мэран писал, что мозг обладает, кроме всех прочих, способностью предвидения будущих ситуаций, причем не только непосредственно в следующий после получения информации момент, но также и в некотором отдаленном будущем. Поэтому все теории организации мозга, которые не отражают способности к предвидению, должны считаться несостоятельными. Система биологическая или искусственная не может быть признана мыслящей, если она не обнаруживает способности к предсказанию.

Такое заключение имеет, несомненно, большой практический смысл. Как мы видели, любая дробная функция организма, представляющая собой часть системы поведенческих или физиологических актов, оказывается возможной только в одном случае – если в момент формирования решения и команды к действию формируется сразу же и аппарат предсказания. Мы уже говорили раньше, а теперь на новом материале подчеркнем еще раз, что машины, имеющие возможность на каждом этапе своего действия «заглядывать в будущее», получат значительное преимущество перед современными.

Однако хотя мы и констатировали, что функция предсказания результатов является универсальной, имеется в любом виде деятельности организма и представляет собой реальный факт, от этого еще далеко до познания механизма ее действия. Дальнейшее изучение предвидения должно быть посвящено тонкому нейрофизиологическому и психологическому анализу его сущности.

Как видно, секрет формирования функционального аппарата предсказания ученые ищут в структуре командных импульсов, возникающих после принятия решения, импульсов, поступающих на исполнительные органы. При этом команды исполнительным органам мы должны сопоставлять с результатами действий, передаваемыми в мозг органами чувств.

Для изучения этих тонких процессов очень удобна уже рассматривавшаяся система дыхания. Тут очевидно следующее: аппарат предсказания, сформированный в момент выхода командных сигналов органом дыхания, должен быть в состоянии ожидания ровно столько, сколько потребуется для цикла дыхания. Время нужно, чтобы сократить диафрагму, расширить грудную клетку, растянуть альвеолы и сформировать обратную сигнализацию, идущую к дыхательному центру мозга. В ходе всех этих действий аппарат предсказания должен ждать их результатов.

При 15 дыханиях в минуту этот интервал равняется примерно 1 секунде. Следовательно, акцептор действия должен быть готов воспринять обратную информацию, информацию легких о заборе воздуха, в течение 700–800 миллисекунд.

Тут возникает несколько вопросов:

Каким образом импульсы команды могут положить начало формированию акцептора действия?

В какой форме, в каком состоянии аппарат предвидения находится в течение 800 миллисекунд?

В чем состоит механизм встречи акцептора действия и импульсов, характеризующих результаты действия?