Сознание и функционирующий мозг, как его материальная основа. Эволюционно-материалистическая концепция исследования их соотношения – от возникновения жизни до дивергенции конфигураций человеческой психики

Юрий Федорович Тюлюпов

Предлагаемая мультидисциплинарная концепция исследования соотношения сознания и мозга альтернативна наиболее популярной в настоящее время нейронаучночной концепции исследований; в отличие от нее построена на основе развития идей советских психологов современными нам знаниями.Для всех, кто интересуется методологией науки, психологией, нейронауками, а также методами и результатами объективного изучения взаимосвязей психики и нервной системы (сознания и функционирующего человеческого мозга).

II. От уровня отражений в неживой природе до появления сознания

5. Принципиальная основа перехода от уровня отражений в неживой природе к биологическому уровню отражений

Анализ и уточнение исходной информации. Определение вида и степени детализации содержания разрабатываемой информационной основы. Разработка информационной основы

Примеры только наиболее распространенных видов отражения на их физическом уровне (Приложение А) показывают, насколько разнообразны их проявления и возможности. Академик П. К. Анохин предложил рассматривать эволюционный прогресс живого как прогресс отражательной деятельности [Анохин 1970]. Рассмотрим существующие формы отражений на биологическом уровне с точки зрения развития принципов формирования этих отражений относительно отражений в неживой природе.

5.1. Опережающее отражение

С точки зрения П. К. Анохина универсальным принципом приспособления всех форм живого к пространственно-временной структуре окружающего мира является опережающее отражение последовательно и повторно развивающихся событий внешнего мира, «предупредительное» приспособление к предстоящим изменениям внешних условий, или в широком смысле — формирование подготовительных изменений для будущих событий. Этот принцип начинает действовать уже с первых этапов формирования живой материи. У одноклеточных он представлен в форме цепей химических преобразований протоплазмы, опережающих развитие последовательного ряда внешних событий. У высших животных он проявляется в форме участия специализированных нервных аппаратов, дающих огромный выигрыш в охвате внешнего мира и в быстроте опережения. Качественная разница между высокоспециализированной формой опережающего отражения внешнего мира, представленная условным рефлексом у высших животных и опережающим отражением у примитивных живых существ, несомненна. Однако, если эти явления (т. е. опережающее отражение действительности у примитивных существ и условный рефлекс у высших животных) мы будем сопоставлять строго по параметру отражений последовательно развивающихся явлений внешнего мира, мы придем к выводу, что механизм формирования опережающего отражения действительности, и там и здесь в точности соответствует одной и той же схеме [Анохин 1978а].

5.2. Возможности нервной системы по формированию и «считыванию» психических отражений

Предварительные выводы и гипотезы (гипотезы №№1, 2; вывод №1)

Академик П. К. Анохин предположил, что отражение на биологическом уровне осуществляется в форме химических реакций: у одноклеточных — в протоплазме, у многоклеточных — в нервной ткани. Как мы уже знаем, отражения в природе могут возникать при любой форме движения материи — механической, физической, химической, биологической, социальной, геологической и т. д. Но для формирования изображений (образов) в отражениях (в неживой природе и технических устройствах) необходимо участие различных волновых процессов (световых, рентгеновских и т.д.). Или в общем виде — для формирования изображений (образов) в отражениях необходимы процессы переноса энергии без переноса вещества. А так как в живой природе существует и такая форма отражений, как психические образы, поэтому приходим к гипотезе №1:

Отражение на биологическом уровне должно осуществляться с таким протеканием химических реакций, которое сопровождается процессами переноса энергии без переноса вещества (гипотеза выдвигается в соответствии с генетическим принципом исследований).

Для объяснения явлений сознания российскими учеными были выдвинуты гипотезы, опирающиеся на восходящую к И. М. Сеченову российскую науку о живом. Согласно их мнению: с одной стороны, конвергенция нано-, био-, информационных технологий неизбежно приводит к распространению квантовых парадигм на неквантовые системы; с другой стороны, прямой перенос квантовых закономерностей на уровень психических процессов, представляется контрпродуктивным [Алакоз и др. 2013].

После появления и развития квантовой химии стало возможным выделить такие физические явления, которые гипотетически могли бы приводить к искомым процессам переноса энергии без переноса вещества (при протекании химических реакций). Среди представлений квантовой химии имеется концепция граничных орбиталей, которая связывает свойства и поведение органических молекул с их граничными электронными уровнями. В этой связи отметим, например, такие явления, как: во-первых, — гибридизация атомных орбиталей в органических молекулах (т.е. смешение валентных (внешних) орбиталей и выравнивание их по форме и энергии); во-вторых, — различные виды делокализации электронной плотности в органической молекуле [Травень 2015]. Гипотетически в этих процессах также могли бы принимать участие солитоны — возникающие в белковых молекулах при некоторых химических реакциях элементарные коллективные возбуждения, перемещающиеся вдоль белковых молекул, перенося энергию. Антисимметричные солитоны исключительно устойчивы и не передают свою энергию непосредственно тепловым колебаниям. В некотором смысле движение таких солитонов напоминает движение электронов в сверхпроводящем состоянии металла. Характер движения солитонов напоминает распространение нервного импульса вдоль волокна, но в отличие от солитонов повторное распространение нервного импульса возможно только после истечения рефрактерного периода [Давыдов 1979].

Обобщая эту информацию, приходим к гипотезе №2:

Распространение нервного импульса — с наибольшей вероятностью этот процесс относится к энергетической части «механизма», генерирующего процессы переноса энергии без переноса вещества, формирующие отражение на биологическом уровне (в том числе, психическое отражение). Психические образы, в этом случае, с большой вероятностью, являются технологическими аналогами мнимых оптических изображений. Существование психических (субъективных) образов с высокой степенью вероятности обусловлено квантовыми эффектами процессов переноса энергии без переноса вещества, формирующих эти отражения.

В этом случае остается «только» выяснить принципы работы «устройств» формирования и «считывания» психических отражений. Но согласуются или противоречат предложенные гипотезы и выводы современным представлениям о возможностях нервной системы? Если исходить из понимания психики как отражения действительности и регулятора поведения и деятельности (общепринятого в советской общей психологии [Чуприкова 2015]), тогда нервная система должна представлять из себя специализированный орган формирования, преобразования, «считывания» и использования отражений. Какими же возможностями для исполнения этих функций она обладает?

По современным данным мозг человека состоит из 10¹² нервных клеток, а количество соединений в головном мозге превышает 10¹⁴—10¹⁵. Имеющая исключительно сложное строение, нервная клетка — это субстрат самых высокоорганизованных физиологических реакций, лежащих в основе способности живых организмов к дифференцированному реагированию на изменения внешней среды. К функциям нервной клетки относят передачу информации об этих изменениях внутри организма и ее запоминание на длительные сроки, создание образа внешнего мира и организацию поведения наиболее целесообразным способом. В нервных клетках различимы тело и отростки (аксоны и дендриты). Согласно классическим представлениям, по аксону (или аксонам) возбуждение распространяется от клетки, по дендритам сигналы от других клеток поступают к нейрону. Дендритное дерево некоторых нейронов чрезвычайно разветвлено, а на дендритах находятся синапсы — структурно и функционально оформленные места контактов одной клетки с другой. Посредством этих контактов нейроны образуют нервные сети различной сложности. Все синапсы состоят из трех основных элементов: пресинаптической и постсинаптической мембран и синаптической щели (пространства между пресинаптическим и постсинаптическим элементами синапса). В соответствии с общепринятой точкой зрения синапс передает информацию только в одном направлении, причем в большей части синапсов синаптическая передача опосредуется при взаимодействии химических сигналов, поступающих из пресинаптической терминали, с постсинаптическими рецепторами. Анализ новых результатов заставляет предполагать, что существенная часть информации передается и ретроградно — от постсинаптического нейрона к пресинаптическим терминалям нерва. Все функции, свойственные нервной системе, связаны с наличием у нервных клеток их основного механизма: генерации под влиянием внешнего воздействия особого сигнального процесса — нервного импульса. Основными свойствами импульса являются незатухающее распространение вдоль клетки, возможность передачи сигнала в необходимом направлении и воздействие с его помощью на другие клетки. Для приведения в действие нервных сетей нервные клетки обладают следующими вспомогательными механизмами: 1) превращение энергии различных внешних воздействий в такой вид энергии, который может включить процесс электрического возбуждения; и 2) преобразование нервного импульса в процесс, который позволяет использовать принесенную этим сигналом информацию для запуска определенных форм клеточной активности. К первому из этих механизмов у рецепторных клеток относятся особые сенсорные структуры мембраны, позволяющие изменять ее ионную проводимость при действии тех или иных внешних факторов (механических, химических, световых). У большинства других нервных клеток — это постсинаптические участки, которые могут изменять ионную проводимость мембраны при взаимодействии с химическими веществами, выделяемыми нервными окончаниями. В 1995 г. были впервые описаны ритмические потенциалы нервной клетки, не связанные с поступлением к ней синаптических влияний — пейсмекерные потенциалы. Это открытие привело к принципиально новому представлению о функциях нейрона — вместо представлений о нем как о сумматоре синаптических потенциалов. Открытие локуса генерации пейсмекерной активности, взаимодействующей с хемовозбудимой и электровозбудимой мембранами, вводит представление о нейроне как устройстве со «встроенным» управляемым генератором, заставляя по-новому взглянуть на организацию многих функций нейрона [Греченко 2014].

Сравнивая эти возможности нервной системы с устройством и функционированием различных технических систем, создающих или формирующих отражения (в форме оптических изображений) (гл. 5), мы вынуждены заключить вывод №1:

Нервные системы обладают всеми необходимыми «механизмами» (причем с огромным избытком) для осуществления технологий формирования любого из известных в технике отражений, в том числе и мнимых голографических изображений. Возможно, эта избыточность «механизмов» нервной системы необходима для осуществления функций преобразования, «считывания» и использования отражений.

5.3. Осуществимость эволюционно-материалистической концепции исследования

«Узкое место» эволюционно-материалистической концепции исследования — все последующие в данной концепции гипотезы и выводы исходят из предположения (на данный момент вынужденно принятого за аксиому), что квантовые (или какие-то другие) эффекты процессов (или процесса) переноса энергии без переноса вещества, которые могут формировать отражение на биологическом уровне (в том числе — психическое отражение), — всё-таки действительно существуют. Если таких процессов в реальности нет (или их не смогут идентифицировать экспериментальными методами), — тогда всё последующее изложение становится напрасным и бессмысленным. Но другого варианта концепции сознания, не имеющей разрыва в объяснении (explanatory gap), в настоящее время нет и, видимо, не может быть в принципе.

Конкретизация генетического принципа исследований при проведении дальнейшего анализа — сделать предметом исследования изменения «отражательных механизмов» живых существ именно при переходах в филогенезе с одного уровня на другой и вскрыть таким образом динамику процессов, и возможность их последующей интеграции в единой концепции. Это исследование ограничивается отсутствием знаний о том, какие конкретно эффекты процессов (или процесса) переноса энергии без переноса вещества могут обуславливать психическое отражение («изображение») на биологическом уровне. С другой стороны, выявленные изменения «отражательных механизмов» при переходах в филогенезе с одного уровня на другой, весьма вероятно, смогут стать «ключом» к экспериментальному устранению этого «узкого места».

6. Эволюция «механизмов» отражения при переходе между формами отражения на биологическом уровне — от раздражимости к психике

Анализ и уточнение исходной информации. Определение вида и степени детализации содержания разрабатываемой информационной основы. Разработка информационной основы

Одним из первых, кто не только поставил вопрос о том, какими материальными средствами организм, а для более сложного организма — его мозг, адекватно отражают внешний объективный мир, но и попытался ответить на него средствами науки, был академик П. К. Анохин. В результате проведенных на эту тему исследований он предложил не только гипотезу о материальных средствах этого отражения, но и несколько критериев, отличающих различные формы отражений на биологическом уровне.

По признанию самого П. К. Анохина, впервые в общефилософском плане вопрос о появлении психики в процессе эволюции он поставил в 1926 г. [Анохин 1978в], но приступил к его практическому решению только в шестидесятые годы. Первоначальной его идеей (опубликованной в 1962 г.) была гипотеза равноценности и одновременности появления в эволюции опережающего отражения и избирательного отношения к внешним факторам [Анохин 1978а]. Следующей его идеей было более глубокое развитие информационного подхода к этой проблеме [Анохин 1978б] и только в 1969 г. он пришел к выводу об особой эволюционной роли избирательного отношения живых организмов к внешним факторам [Анохин 1978в]. В качестве подтверждения этой идеи последовало в 1970 г. издание отдельной брошюры на эту же тему, но в более подробном виде [Анохин 1970]. Настолько длительный подход к этой проблеме, а затем многолетнее ее решение, показывают, насколько сложен сам по себе этот вопрос.

6.1. Избирательное отношение к внешним факторам

При решении проблемы появления психики П. К. Анохин пришел к выводу о том, что принципиально уже примитивные организмы, имея элементарную раздражимость, очень хорошо справлялись с функцией сигнальности (опережающим отражением явлений внешнего мира). И если бы живой организм эволюционировал только с этим свойством своей организации — сигнальностью, «предупредительным поведением», то можно теоретически представить, что такое поведение могло бы быть развито и без участия психического [Анохин 1978в, С. 351—352].

Он приходит к выводу, что таким «движущим фактором» для появления и развития первичных ощущений был критерий «вредности» или «полезности» данного воздействия на организм в смысле сохранения или разрушения жизни. Первичные ощущения и их дальнейшее развитие в форме субъективных ощущений и, наконец, их психических коррелятов, несомненно, развились под давлением именно этой жизненной необходимости, и потому они обусловили значительный качественный скачок в прогрессивном развитии приспособительных возможностей организмов. В этом свойстве ощущения они приобрели мощное орудие почти моментального и глобального «опознания» жизненного значения данного воздействия на организм. Психика дала возможность организму классифицировать все факторы внешнего мира на две биологически важнейшие категории — отрицательные и положительные, и, в соответствии с этой классификацией приводить к высшей интеграции всех частей организма на одном фокусе — ощущении [Анохин 1978в, С. 355—356].

6.2. Биологически нейтральные факторы среды

Другое направление решения проблемы психического избрал А. Н. Леонтьев. Он предложил рассматривать вопрос о возникновении психики в ее конкретной форме как вопрос о возникновении «способности ощущения», или, собственно чувствительности. И исследование проводить, отвечая на конкретный вопрос: что может служить объективным критерием чувствительности, что может указать стороннему наблюдателю или экспериментатору на наличие или отсутствие способности ощущения у данного животного по отношению к тому или иному воздействию [Леонтьев 1983б, С. 143—147]?

Согласно гипотезе А. Н. Леонтьева: объективным критерием чувствительности, который может указать стороннему наблюдателю или экспериментатору на наличие или отсутствие способности ощущения (психики) у данного животного по отношению к тому или иному воздействию являются такие процессы живых организмов, которые вызываются сигнальными (биологически нейтральными для данного организма) воздействиями, но при этом опосредствующими их отношения к биологически значимым воздействиям, способным самим по себе определить (положительно или отрицательно) процесс поддержания их жизни [Леонтьев 1983б].

6.3. Предварительные выводы и гипотезы

(гипотеза №3)

Обе эти гипотезы (П. К. Анохина и А. Н. Леонтьева) основаны на предположении о качественном усложнении отражательного «механизма» при эволюционном переходе от раздражимости к психике, поэтому из совокупности этих идей следует

гипотеза №3:

Для осуществления процессов раздражимости достаточно отражения окружающей организм действительности только за счет энергетических характеристик сигналов в процессах переноса энергии без переноса вещества (во внутренней среде организмов). Переход от раздражимости к психическому уровню отражений обусловлен таким развитием «механизма» биологического отражения, при котором отражающие действительность процессы переноса энергии перестраиваются таким образом, что ими начинают формироваться изображения отраженной действительности — психические образы. По своему технологическому происхождению психические образы с большой долей вероятности в какой-то степени соответствуют мнимым голографическим изображениям.

Чтобы понять, какая из гипотез (П. К. Анохина или А. Н. Леонтьева) точнее соответствует действительности, проводим более глубокий анализ уже на основании данной гипотезы.

7. Концепция Леонтьева—Фабри

Классификация объектов исследования

Одну из концепций развития психического отражения по стадиям и уровням, начиная от простейших животных и кончая человеком, предложил А. Н. Леонтьев [Леонтьев 1983б]. Позднее она была доработана и уточнена К. Э. Фабри [Фабри 2003] на основе новейших на то время зоопсихологических данных, поэтому получила название концепции Леонтьева—Фабри. Согласно этой концепции, вся история развития психики и поведения животных делится на ряд стадий и уровней. Выделяются две стадии: элементарной сенсорной психики и перцептивной психики. Стадия элементарной сенсорной психики включает в себя два уровня: низший и высший, а стадия перцептивной психики — три уровня: низший, высший и наивысший. Каждая из стадий и соответствующие ей уровни характеризуются определенным сочетанием двигательной активности и форм психического отражения, причем в процессе эволюционного развития то и другое взаимодействуют друг с другом. Совершенствование движений ведет к улучшению приспособительной деятельности организма, что, в свою очередь способствует развитию нервной системы, расширению ее возможностей, создает условия для развития новых видов деятельности. То и другое опосредуется совершенствованием психики [Немов 2001].

Дальнейший анализ эволюции «механизмов» отражения на биологическом уровне проводится согласно классификации развития психического отражения по стадиям и уровням, начиная от простейших животных и кончая человеком, разработанной А. Н. Леонтьевым и К. Э. Фабри.

8. Эволюция «механизмов» отражения при переходе между уровнями элементарной сенсорной психики

Анализ и уточнение исходной информации. Анализ объектов исследования. Разработка информационной основы

Согласно концепции Леонтьева—Фабри развитие психики и поведения животных в филогенезе происходило не постепенно, плавно, а резкими «скачками», в соответствии с которыми и установлены их стадии и уровни. Основной задачей нашего дальнейшего исследования является установление тех изменений в «механизмах» психики, которые привели к этим «скачкообразным» изменениям. Задача усложняется тем, что «механизмы» психики, в которых эти изменения произошли, в этом исследовании также еще предстоит выявить.

На низшем уровне элементарной сенсорной психики находится довольно большая группа эукариотических организмов; среди них встречаются и такие, которые стоят еще на грани животного и растительного мира (жгутиковые), а с другой стороны, и сравнительно сложно устроенные одноклеточные и многоклеточные. К наиболее типичным представителям этой группы относятся простейшие, но также часть низших многоклеточных беспозвоночных: губки, которые во многом еще напоминают колониальные формы одноклеточных (жгутиковых), большинство кишечнополостных и низшие черви. Даже низший уровень психического отражения не является низшим уровнем отражения вообще, существующего в живой природе, например, растениям присуще допсихическое отражение, при котором имеют место лишь процессы раздражимости. Элементы такого допсихического отражения встречаются и у простейших [Фабри 2003].

Высшего уровня элементарной сенсорной психики достигло большое число многоклеточных беспозвоночных. Типичными представителями этой группы являются кольчатые черви, у которых в полной мере выражены признаки поведения, характерные для высшего уровня элементарной сенсорной психики. К кольчатым червям относятся живущие в морях многощетинковые черви (полихеты), малощетинковые черви (наиболее известный представитель — дождевой червь) и пиявки.

Смешанными признаками низшего и высшего уровней элементарной сенсорной психики обладают одноклеточные инфузории и близкие к кольчатым червям коловратки, которые также обладают, как и те, билатеральной нервной системой и мозгом, а также специализированными сенсорными и моторными нервами. Однако, мало отличаясь от инфузории размером, внешним видом и образом жизни, коловратки очень напоминают последних также поведением и не обнаруживают более высоких психических способностей, чем инфузории [Фабри 2003].

8.1. Отличия психического отражения на низшем и высшем уровнях элементарной сенсорной психики

В Приложении Б представлены отличительные признаки животных, находящихся на низшем уровне элементарной сенсорной психики. В Приложении В — находящихся на высшем уровне элементарной сенсорной психики.

Психическое отражение выполняет на низшем уровне элементарной сенсорной психики в основном сторожевую функцию и отличается поэтому характерной «однобокостью»: сопутствующие биологически не значимые свойства компонентов среды дистантно ощущаются простейшими как сигналы появления таких компонентов лишь в том случае, если эти компоненты являются для животных вредными. Пластичность поведения простейших представлена наиболее примитивной формой — привыканием [Фабри 2003].

Зарождение и эволюция нервной системы обусловлены необходимостью координации разнокачественных функциональных единиц многоклеточного организма, согласования процессов, происходящих в разных частях его при взаимодействии с внешней средой, обеспечения деятельности сложно устроенного организма как единой целостной системы. Огромное значение имеет в этом отношении и процесс цефализапии, т.е. обособления головного конца организма и сопряженного с ним появления головного мозга. Поведение низших беспозвоночных характеризуется малой пластичностью, консервативностью. Господствуют врожденные стереотипы («врожденные программы поведения»). Индивидуальный опыт, научение, играет в жизни этих животных еще небольшую роль. У всех кольчатых червей встречается наиболее простая форма научения — привыкание. Ассоциативные связи формируются у них с трудом и лишь в ограниченных пределах. Результаты научения сохраняются недолго. Если у плоских червей можно говорить лишь о примитивных неустойчивых условных рефлексах, то у многощетинковых червей обнаруживаются уже стабильные самовосстанавливающиеся после угасания условные рефлексы. Поведение животных на высшей стадии элементарной сенсорной психики слагается из движений, ориентированных лишь по отдельным свойствам предметов и явлений (или их сочетаниям); причем это те свойства (сигнальные), которые, оповещают о появлении жизненно важных условий среды, от которых зависит осуществление основных биологических функций животных. В поведении кольчатых червей еще преобладает избегание неблагоприятных внешних условий, как это имеет место у простейших. Но все же активный поиск положительных раздражителей занимает в их поведении уже заметное место, и это весьма характерно для высшего уровня элементарной сенсорной психики. У высших представителей рассматриваемой группы беспозвоночных впервые появляются зачатки конструктивной деятельности, агрессивного поведения, общения [Фабри 2003].

8.2. Предварительные выводы и гипотезы

(вывод №2)

В соответствии с генетическим принципом и принципом понимания психики и сознания как регулятора поведения и деятельности, информация об эволюционных изменениях, происходящих при переходах между уровнями психики (в филогенезе), позволяет провести более глубокий анализ того, какая из гипотез (П. К. Анохина или А. Н. Леонтьева) точнее соответствует действительности, — какой же все-таки параметр внешнего мира и какое свойство самой живой организации исторически стали толчком к проявлению первых проблесков ощущения, и в какой форме впервые появилось психическое?

По критерию «вредности» или «полезности» воздействий на организм (в смысле сохранения или разрушения жизни), живые организмы хоть и примитивно, но научились различать их уже на уровне раздражимости — например, отрицательный тигмотаксис (избегание соприкосновения) возникает в ответ на сильное тактильное раздражение (соприкосновение с твердой поверхностью объекта); положительный тигмотаксис (стремление к максимальному соприкосновению) — при слабой тактильной стимуляции (соприкосновении с мягкой поверхностью) — т.е. положительный или отрицательный характер реакции (таксисов) зависит от интенсивности раздражений различных модальностей (см. Приложение Б). А отражение предметной действительности эволюционно зарождается только как одно из проявлений психического отражения, поэтому переход от неоформленных к вещно оформленным источникам жизни такой причиной также быть не может.

Такой насущной проблемой могли стать последствия фобической реакции (реакции испуга) простейших на биологически незначимые воздействия, которую, по мере эволюционного развития могло вызывать все больше факторов, доводя до перерасхода энергетических ресурсов и «истощения» живого организма в незначимых для него ситуациях. Последовательность развития в филогенезе реакций привыкания (к биологически незначимым воздействиям, врожденные реакции на которые производятся как на вредные факторы) и дистантного (действующего на расстоянии) распознавания преимущественно отрицательных компонентов среды (см. Приложения Б, В), — подтверждают эту версию.

Исходя из этого, мы приходим к выводу №2:

«Движущим фактором» для появления и развития первичных ощущений была необходимость различения критериев «вредности» или «биологической нейтральности» данного воздействия на организм в смысле сохранения или разрушения жизни.

Таким образом, наиболее вероятной оказывается гипотеза, интегрирующая идеи П. К. Анохина и А. Н. Леонтьева. Эта (интеграционная) гипотеза обосновывает предложенный А. Н. Леонтьевым объективный критерий чувствительности, который может указать стороннему наблюдателю или экспериментатору на наличие или отсутствие способности ощущения (психики) у данного животного по отношению к тому или иному воздействию — это такие процессы живых организмов, которые вызываются сигнальными (биологически нейтральными для данного организма) воздействиями, но при этом опосредствующими их отношения к биологически значимым воздействиям (первоначально в филогенезе — только к отрицательным), способным самим по себе определить процесс поддержания их жизни. Опосредствование биологически нейтральными воздействиями положительных (для данного организма) воздействий — это более поздний продукт эволюции.

9. Принцип понимания психики и сознания как набора обрабатывающих информацию механизмов

Анализ и уточнение исходной информации для разработки информационной основы исследований. Анализ объектов исследования. Разработка информационной основы

Неопределенность онтологического статуса информации (то есть, существование нескольких равноправных философских подходов к пониманию сущности информации) сохраняется до настоящего времени [Колин 2008]. Поэтому для принципа понимания психики и сознания как набора обрабатывающих информацию механизмов также требуется анализ и уточнение исходных данных.

Многочисленные технологии обработки информации на ЭВМ (электронных вычислительных машинах или компьютерах) существуют и развиваются, несмотря на нерешенность этого статуса информации. Существуют и развиваются сами ЭВМ, их программное обеспечение, а также и другие устройства обработки информации. Дело в том, что для осуществления конструкторских и технологических решений в области информатики онтологический статус информации значения не имеет. Выбранная нами методология исследования системы «функционирующий мозг — сознание» ставит вопрос о «технологическом» «сопряжении» потенциально возможных общих принципов (или законов) и результатов этого функционирования с его «конструкцией», для чего также не требуется решения онтологического статуса информации.

10. Общий принцип воздействия явлений субъективной реальности на «телесные процессы»

Предварительные выводы и гипотезы (вывод №3; гипотезы №№4, 5, 6, 7)

Уже на начальном этапе анализа принципа понимания психики и сознания как набора обрабатывающих информацию механизмов возникает вопрос: если психика — это свойство высокоорганизованной материи (мозга у высших животных и человека), заключающееся в отражении внешнего мира и собственных внутренних состояний организма, а сознание является высшим уровнем отражения человеком действительности, — тогда откуда же в таком случае берется информация в психических процессах? Важность постановки этого вопроса и ответа на него вытекает из следующего вывода №3:

Необходимо учитывать, что при представлении принципов работы психики как «отражательного механизма», кодирование не требуется как таковое; зато оно необходимо для существования информации, и понимается как установление соответствия между определенными параметрами сенсорного стимула и характеристиками импульсной активности нейрона и/или местом его расположения. Это качественное отличие общих принципов формирования отражений и информации.

Гипотетически возможны два варианта появления информации в психических процессах. Первый — какие-то специфические процессы преобразования субъективных образов (как отражений) в информационные объекты с соответствующим кодированием и декодированием информации. Современными нейронаучными средствами такие участки мозга (или специализированные нейроны) просто обязаны были бы быть выявлены, если бы они существовали — но не выявлены. Второй вариант, — который может быть сформулирован в форме антиномии-проблемы — процессы формирования отражений на биологическом уровне (в том числе, психические) изначально построены таким образом, что еще одним свойством этих процессов (кроме формирования отражений) является также кодирование информационных объектов.

Такими двойственными свойствами (и формирования отражений, и кодирования-декодирования информации) обладают и некоторые отражения в неживой природе (в технических устройствах). Некоторые примеры таких процессов приведены в Приложении А. Первая составляющая этих процессов — взаимодействие (объектов или процессов), вторая — отражение (получение изображений), третья — информационная (кодирование и декодирование информации). Информационная составляющая присутствует, например, в процессах получения фотографий. При использовании фотографических технологий со светочувствительными материалами и последующей химической или физической их обработкой, материальными носителями закодированной (в аналоговой форме) зрительной информации являются негативы. Декодирование зрительной информации с этих ее носителей осуществляется в процессах получения позитивов. Также материальным носителем закодированной (в аналоговой форме) зрительной информации является голограмма. Декодирование информации с этих носителей (голограмм) осуществляется освещением их опорной световой волной. Цифровое кодирование зрительной информации осуществляется в цифровых фотокамерах, декодирование этой информации может быть осуществлено, например, уже в компьютерах, с демонстрацией ее на мониторах. Материальными носителями закодированной (в аналоговой форме) звуковой информации могут быть виниловые пластинки или магнитофонные ленты. Комплексная информация содержится в кинофильмах, причем кодирование этой информации может быть, как аналоговым, так и цифровым. Существует также возможность «перекодирования» такой информации из аналоговой в цифровую форму (как более удобную для использования). Все эти процессы (с точки зрения их информационной составляющей) осуществляются, как минимум, в две стадии: кодирование (получение негативов, голограмм, записей на магнитных лентах и т.д.) и декодирование (получение фотографических позитивов, голографических изображений, воспроизведение музыки или кинофильмов и т.д.).

Таким образом, приходим к гипотезе №4:

Процессы формирования отражений на биологическом уровне (в том числе, психические) построены таким образом, что изначально еще одним свойством этих процессов (кроме формирования отражений, являющихся технологическими аналогами мнимых оптических изображений) является также кодирование информационных объектов.

Согласно генетического принципа исследований соотношения сознания и его материальных основ, следующим его этапом должно являться — установление тех изменений в «обрабатывающих информацию механизмах» психики, которые привели к «скачкообразным» изменениям развития психики в филогенезе.

Прежде всего проанализируем, какие технологические разработки, воплощенные в современных технических устройствах, являются решениями второго из поставленных Д. И. Дубровским «основных вопросов» (гл. 2): «Если явлениям субъективной реальности нельзя приписывать физические свойства, то как объяснить их способность причинного действия на телесные процессы?». Как мы уже отмечали, для возможности такого анализа необходимо термин «субъективная реальность» заменить термином «объекты, не имеющие физического воплощения и физических свойств, но обусловленные материальными процессами, имеющими вполне определенные физические свойства», а термин «телесные процессы» — термином «материальные (или энергетические) процессы».

Кроме мнимых оптических изображений, такими техническими «объектами, не имеющими физического воплощения и физических свойств, но обусловленными материальными процессами, имеющими вполне определенные физические свойства», являются также информационные объекты (или процессы). В соответствии с принципами фон Неймана, в технологическом процессе преобразования информации на ЭВМ (электронных вычислительных машинах или компьютерах) процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет информационное содержание, материальным носителем которого являются эти сигналы. В соответствии с формальной логикой такая последовательность выполнения операций выглядит неосуществимой (как и решение второго из «основных вопросов» Д. И. Дубровского): информационное содержание, формирующее задачу выполнения информационной технологической операции, казалось бы, не может существовать раньше, чем его материальный носитель — соответствующая ему последовательность энергетических импульсов.

Для метода цифрового кодирования информации этот мнимый парадокс разрешается достаточно просто — одним из принципов фон Неймана, — в соответствии с ним адрес каждой следующей команды задается в процессе выполнения текущей команды. Согласно этим принципам, вся информация для обработки на ЭВМ преобразуется в двоичную форму, соответствующую амплитудному (технологически — одному из наиболее простых) цифровому кодированию (электрическим импульсам с большей амплитудой напряжения присваивается цифровое значение «1», с меньшей амплитудой (или отсутствием напряжения) — «0»). Для выполнения операций обработки информации все информационные объекты (алгоритмы, числа и прочие) представляются в форме некоторых цифровых последовательностей, над которыми и производятся все действия [Акулов, Медведев 2007]. Но все эти цифровые последовательности материальными объектами не являются, следовательно, при отвлечении от предмета исследования (т.е. сознания) второй из «основных вопросов» Д. И. Дубровского находит технологическое решение в работе компьютеров (ЭВМ).

Еще одним техническим устройством, представляющим технологическое решение второго из «основных вопросов» Д. И. Дубровского, являются ИНС — искусственные нейронные сети. Результатом прохождения сигналов через ИНС с определенной структурой, архитектурой и значениями коэффициентов межнейронной связи, которые могут настраиваться в процессе обучения, является такое изменение сигналов, которое определяется характеристиками конкретной ИНС. Формат ответов, выдаваемых ИНС, является вещественным числовым вектором, информационно не интерпретируемым в явном виде [Комарцова, Максимов 2004]. Таким образом, в ИНС энергетические характеристики сигналов даже не соответствуют какому-то реальному информационному содержимому, то есть фактически являются «мнимым информационным содержанием» этих сигналов. Тем не менее, это «мнимое информационное содержание» управляет процессом изменения энергетических характеристик сигналов, для этого управления оказывается достаточно особенностей структуры, архитектуры и значений коэффициентов межнейронной связи, которые могут настраиваться в процессе обучения ИНС.

Уровню обработки информации в ИНС соответствует свойство раздражимости организмов, характеризующееся вынужденной ориентировкой организмов по отношению к градиентам внешних раздражителей (т.е. силовым линиям). Хотя сами локомоторные реакции осуществляются относительно компонентов окружающей среды, но ориентация организмов (или органов растений) происходит относительно энергетических воздействий. Таким образом, для осуществления процессов раздражимости достаточно такого уровня обработки информации, когда процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет их «мнимое информационное содержание» (т.е. энергетические характеристики этих сигналов).

Исходя из этого предлагается гипотеза №5:

Для технических систем и живых организмов возможно выделить хотя бы некоторые общие признаки — классифицировать их по уровням обработки информации:

1. Энергетический уровень — на котором процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет их «мнимое информационное содержание» (т.е. сами энергетические характеристики этих сигналов, формирующиеся на первой стадии информационного процесса — кодирования). Использование информации осуществляется без ее декодирования, которое в процессах этого уровня отсутствует. К этому уровню относятся: среди технических систем — ИНС (искусственные нейронные сети); среди процессов живых организмов — процессы раздражимости;

2. Информационный уровень — на котором процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет информация (т.е. «действительное информационное содержание» сигналов), материальным носителем которой являются эти сигналы. К этому уровню относятся: среди технических систем — ЭВМ (компьютеры); среди процессов живых организмов — психические процессы. Информационные процессы на этом уровне протекают как трехстадийные: первая стадия — кодирование информации, вторая стадия — декодирование информации, третья стадия — использование информации. Для живых существ: на первой стадии происходит установление соответствия между определенными параметрами сенсорного стимула и характеристиками импульсной активности нейрона и/или местом его расположения; на второй стадии — декодирование информационного содержания сигналов психическими (субъективными) образами; на третьей стадии — процесс изменения энергетических характеристик сигналов, за счет которого осуществляется регуляция поведения и деятельности. Для информационных процессов, происходящих в ЭВМ, в информатике используется другая терминология и другая интерпретация (точно также, как для интерпретации процессов отражения в физике и в философии).

Общий принцип воздействия явлений субъективной реальности на «телесные процессы» сформулируем в форме гипотезы №6:

В психике живых существ информация кодируется в аналоговой форме, а декодированная информация («действительное информационное содержание» сигналов) представлена в психических (субъективных) образах. Тем не менее, принципы, в соответствии с которыми психические образы управляют изменениями энергетических характеристик сигналов в процессах переноса энергии без переноса вещества (в нервных процессах, обуславливающих эти психические образы) могут определяться некими аналогами принципов фон Неймана, учитывающими специфику аналогового представления информации и регуляцию деятельности живых существ. То есть, в любом случае «адрес» каждой следующей «команды» должен задаваться в процессе выполнения текущей «команды» (этот принцип объясняет и очень высокую скорость реагирования живых существ, зачастую превышающую даже скорость прохождения нервных импульсов).

В развитие этих гипотез выдвигается гипотеза №7:

В эволюции психики и поведения животных возможность совершенствования «механизмов обработки информации» зависит от сформированности «отражательных механизмов» психики, а также от полноты состава информационной составляющей психических процессов (т.е. наличия всех трех стадий: кодирования, декодирования и использования информации). Основные принципы функционирования «отражательных механизмов» и стадий информационной составляющей психических процессов нашли воплощение в физиологии нервной системы к моменту перехода в филогенезе между стадиями развития психики — от элементарной сенсорной к перцептивной. Поэтому дальнейшее развитие психики в филогенезе обеспечивалось, в основном, совершенствованием методов и соответствующих им «механизмов» обработки информации.

В соответствие с этими гипотезами, в нашем дальнейшем исследовании основным становится анализ эволюционного развития технологических уровней обработки информации психикой животных и человека.

11. Эволюция «механизмов обработки информации» при переходе между стадиями развития психики — от элементарной сенсорной к низшему уровню перцептивной

Анализ и уточнение исходной информации. Анализ объектов исследования. Разработка информационной основы

Наиболее глубокие качественные изменения, которые претерпела психика в процессе эволюции животного мира, произошли при «пересечении» четкой, наиболее существенной грани, проходящей между элементарной сенсорной и перцептивной психикой, знаменуя собой основную веху грандиозного процесса эволюции психики [Фабри 2003].

Стадия перцептивной психики характеризуется способностью отражения внешней объективной действительности уже не в форме отдельных элементарных ощущений, вызываемых отдельными свойствами или их совокупностью, но в форме отражения вещей. Переход к этой стадии развития психики связан с изменением строения деятельности животных, — теперь в ней выделяется не только сам предмет, на который направлена деятельность животного, но и те условия, в которых этот предмет объективно дан в среде. Это содержание уже не связывается с тем, что побуждает деятельность в целом, но отвечает специальным воздействиям, которые его вызывают [Леонтьев 1983б].

В мире животных процесс эволюции привел к трем вершинам: позвоночные, насекомые и головоногие моллюски. Соответственно высокому уровню строения и жизнедеятельности этих животных мы наблюдаем у них и наиболее сложные формы поведения и психического отражения. Представители всех трех «вершин» способны к предметному восприятию, хотя, очевидно, только у позвоночных эта способность получила полное развитие. У остальных двух групп перцепция развивалась своеобразными путями и качественно отличается от таковой у позвоночных — ее развитие у насекомых и головоногих не вышло за пределы низшего уровня перцептивной психики. Аналогично обстоит дело и с другими решающими критериями стадии перцептивной психики, — сравнивая беспозвоночных с позвоночными, необходимо также учесть, что ни головоногие, ни членистоногие не имеют никакого отношения к предкам позвоночных. Путь, ведущий к этим вершинам, отклонился от пути к третьей вершине еще на очень раннем этапе эволюции животного мира. Поэтому высокое развитие морфологических и поведенческих признаков является при сравнении с позвоночными лишь аналогией, обусловленной мощным повышением общего уровня жизнедеятельности, характерным для всех трех групп животных [Фабри 2003].

Проанализируем особенности, отличающие низший уровень перцептивной психики у этих трех групп животных.

11.1. Членистоногие

Центральный класс типа членистоногих составляют насекомые. Кроме насекомых к членистоногим относятся: ракообразные, паукообразные, многоножки и некоторые мелкие группы. Нервная система, и в частности головной мозг, устроена у разных членистоногих весьма различно. Насекомые — самый многочисленный класс животных как по количеству видов, так и по количеству особей.

Животные, находящиеся даже на низшем уровне перцептивной психики, характеризуются весьма сложным и разнообразным поведением, различающимся по типам деятельности, что позволяет провести его классификацию. Для анализа эволюции психической деятельности А. Н. Северцов условно разделил ее на три основных типа: «Мы знаем три основных типа психической деятельности у животных, а именно рефлекторную деятельность, инстинктивную и деятельность, которую мы условно обозначим как „деятельность разумного типа“» [Северцов 2005, С. 18]. Для этого анализа термином рефлекс он обозначил наследственные, однообразные, правильно повторяющиеся целесообразные, т.е. приспособительные реакции организма на специфические раздражения. Термином инстинкт — деятельность, обычно состоящую из длинного ряда сложных целесообразных действий, являющихся ответом на определенное внешнее раздражение. Инстинктивная деятельность также является целесообразной, наследственной и до известной степени «машинообразной», но отличается от рефлекторной своей гораздо большей сложностью. «Деятельность разумного порядка» — целесообразная, но не наследственная, в индивидуальной жизни требующая для производства определенного действия определенной выучки. Наследственной является способность к деятельности данного типа, но не самые действия, за определенным раздражением могут следовать весьма разнообразные действия. В качестве примера самой низкой степени «деятельности разумного порядка» А. Н. Северцов приводит условные рефлексы: животное приучается реагировать постоянно на раздражение, на которое оно нормально этим способом совершенно не реагировало: например, у него начинает выделяться слюна, когда оно слышит определенный звук. Условный рефлекс отличается тем, что он не наследственный и приобретен животным в необычно короткое с эволюционной точки зрения время [Северцов 2005].

В Приложении Г приведены наиболее характерные особенности инстинктивного поведения насекомых, примеры этого поведения.

11.2. Сравнительный анализ уровней обработки информации психикой животных и ЭВМ

Предварительные выводы и гипотезы (гипотезы №№8, 9)

В соответствие с гипотезой №7 (гл. 9), а также примерами инстинктивного поведения насекомых (Приложение Г) проведем сравнительный анализ изменения уровней обработки информации психикой животных при переходе в филогенезе с уровня элементарной сенсорной психики к низшему уровню перцептивной психики). В качестве сравнительного аналога для анализа уровней обработки информации психикой живых существ и человека, предварительно примем иерархию программных средств ЭВМ (электронных вычислительных машин). За аналог устройств ЭВМ (аппаратного обеспечения) у животных можно принять их нервные системы, либо сами организмы (у простейших).

В учебнике информатики [Демидов и др. 2018] предлагается следующая стандартная классификация программных средств ЭВМ (рис. 5).

Рис. 5 Иерархия программных средств ЭВМ

Программы первого уровня хранятся в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и работают непосредственно с аппаратурой ЭВМ. Эти программы являются неотъемлемой частью конкретной ЭВМ, поэтому их называют внутренним программным обеспечением (для ПЭВМ совокупность этих программ носит название BIOS — базовая система ввода-вывода). В состав BIOS входят:

— драйверы (программы, обслуживающие внешние устройства);

— тестовые программы для контроля работоспособности оборудования;

— программа начальной загрузки.

Для живых организмов в качестве аналога BIOS может быть рассмотрена система реализации генетической информации.

Второй уровень принадлежит операционным системам. Операционная система предоставляет программам более высокого уровня набор функций (программный интерфейс), а пользователям — набор утилит и некоторые инструментальные программы (пользовательский интерфейс). В состав операционной системы обычно также входят дополнительные драйверы, которые обеспечивают работу с внешними устройствами, не известными внутренним драйверам.

При обработке информации психикой живых организмов «пользователями» являются сами эти организмы, поэтому в соответствии с классическими представлениями о психике: никакие аналоги операционных систем в психике животных и человека даже в качестве гипотез не рассматриваются.

К третьему уровню относятся все остальные программы.

Для животных к аналогам этих программ (т.е. к третьему уровню иерархии программных средств в психике животных) следует отнести поведенческие программы, в первую очередь безусловные и условные рефлексы, а также различные таксисы.

Вопросы возникают при анализе инстинктов — с одной стороны, это также поведенческие программы. Но с другой стороны, и это особенно наглядно видно в деятельности насекомых, — при инстинктивном поведении в поведенческие «цепочки» «выстраиваются» другие, более простые поведенческие программы — операции.

При выборе аналога программ инстинктивного поведения у насекомых, видимо, следует рассматривать не современные ЭВМ, а ранние (1955 г. — начало 60-х годов XX-го века) системы пакетной обработки информации, использующие резидентную программу—диспетчер, которые являлись прообразом операционных систем. Они стали первыми системными программами, предназначенными не для обработки данных, а для управления последовательностью вычислительного процесса. При пакетном режиме программы пишутся на двух разных языках: на языке программирования и на языке команд программы—диспетчера. Пакетный режим повышает эффективность использования компьютера, однако внесение любого исправления в последовательность вычислительного процесса требует значительно больше времени, чем при интерактивной работе за пультом машины.

У поведенческих инстинктивных программ насекомых одной из основных функций является аналогичная программам—диспетчерам ранних систем пакетной обработки информации — функция управления последовательностью более простых поведенческих программ, в первую очередь рефлексов. По этому признаку инстинкты (несмотря на то, что они сами являются поведенческими программами) все-таки следует отнести ко второму уровню иерархии программных средств в психике животных. Из совместного рассмотрения этой аналогии и примеров инстинктивного поведения насекомых следует гипотеза №8:

Переход между стадиями развития психики — от элементарной сенсорной к перцептивной произошел, в первую очередь за счет формирования уровневой обработки поведенческой информации психикой живых существ. С точки зрения обработки информации психикой животных, инстинкты и рефлексы у них относятся к разным уровням иерархии программных средств — 2-му и 3-му уровням соответственно (по аналогии с иерархией программных средств ЭВМ).

Приведенные в Приложении Г примеры поведения насекомых показывают очевидные различия между: более сложным, но с генетически фиксированными нормами реагирования инстинктивным поведением; и более простым, но и намного более лабильным («гибким») рефлексивным поведением. По результатам проведенного сравнительного анализа уровней обработки информации психикой животных (насекомых) и ЭВМ приходим к гипотезе №9:

Точно также, как при пакетном режиме ЭВМ, для управления инстинктивным и рефлекторным поведением насекомых используются разные «языки» представления информации, но кроме того — разные уровни обработки информации. Для рефлексов — это психические образы и информационный уровень, а для инстинктов — «мнимое информационное содержание» сигналов и энергетический уровень обработки информации (аналогично процессам раздражимости у простейших).

Выявленные для класса насекомых закономерности, вероятно, следует распространить на весь тип членистоногих. На данном этапе исследования соответствующий анализ не представляется настолько принципиальным.

11.3. Головоногие моллюски

Головоногие — самые высокоорганизованные моллюски. Нервная система головоногих моллюсков находится на очень высоком уровне развития, в корне отличаясь от таковой других моллюсков. Особенно это относится к их весьма сложно устроенному головному мозгу. Только они из всех моллюсков достигли низшего уровня перцептивной психики. Их называют «приматами» моря среди беспозвоночных животных за совершенство их приспособлений к жизни в морской среде и сложность поведения. Это в основном крупные хищные морские животные, способные активно плавать в толще воды. К ним относятся кальмары, осьминоги, каракатицы, наутилусы. Их тело состоит из туловища и головы, а нога преобразована в щупальца, расположенные на голове вокруг рта, и особую двигательную воронку на брюшной стороне тела. Отсюда произошло название — головоногие. У большинства современных головоногих раковина отсутствует или рудиментарна. Только у рода наутилус (Nautilus) имеется спирально закрученная раковина, разделенная на камеры [Шарова 2002].

Приведенные в Приложении Д примеры поведения показывают, что несмотря на высокий «интеллект» головоногих, последовательность инстинктивных действий они не в состоянии нарушить, даже если изменившиеся условия делают все эти действия бессмысленными. Из этого делаем вывод, что уровневая организация обработки информации психикой головоногих построена аналогично таковой у насекомых: при регулировании инстинктивного и рефлекторного поведения используются разные «языки» представления информации и разные уровни обработки информации. Для рефлексов — это психические образы и информационный уровень, а для инстинктов — «мнимое информационное содержание» сигналов и энергетический уровень обработки информации (аналогично процессам раздражимости у простейших). Аналогом программ инстинктивного поведения у головоногих (точно также как у насекомых) являются резидентные программы—диспетчеры ранних систем пакетной обработки информации — прообразы операционных систем. По аналогии с иерархией программных средств ЭВМ и с точки зрения обработки информации психикой животных, инстинкты и рефлексы у них относятся к разным уровням — 2-му и 3-му уровням иерархии программных средств в психике животных, соответственно.

11.4. Позвоночные: круглоротые (миноги и миксины), рыбы, земноводные, пресмыкающиеся

Отличие этой группы животных от всех ранее рассмотренных состоит в том, что высшего уровня перцептивной психики достигли в процессе эволюции вообще только представители позвоночных (причем только некоторые из них). Позвоночные подразделяются на классы круглоротых (миноги и миксины), рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. К высшим позвоночным относятся только последние два класса (птиц и млекопитающих), в пределах которых, следовательно, и обнаруживаются проявления высших психических способностей животных. Что же касается низших позвоночных, то здесь намечаются промежуточные ступени психического развития, характеризующиеся разными сочетаниями элементов низшего и высшего уровней перцептивной психики [Фабри 2003]. Таким образом, анализ низшего уровня перцептивной психики у позвоночных животных интересен ещё и тем, что на этом уровне зарождались предпосылки перехода в филогенезе к высшему уровню перцептивной психики. Примеры поведения позвоночных (рыб) приведены в Приложении Е.

11.5. Инстинктивное поведение и научение

Приведенные (в Приложении Е) примеры поведения позвоночных (рыб) выявляют у них два типа сложносоставного поведения: инстинктивного — с врожденной последовательностью выполнения операций; и навыков — последовательность действий (операций) в которых формируется в процессе научения.

Для «запуска» определенного инстинктивного поведения необходимо сочетание: мотивации поведения и ключевых раздражителей внешней среды. Первопричиной и основой мотивации поведения являются более или менее значительные и длительные отклонения от нормального уровня физиологических функций, нарушения внутренних ритмов, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Эти сдвиги выражаются в появлении потребностей, на удовлетворение которых и направлено поведение. Ключевые раздражители являются такими признаками компонентов среды, на которые животные реагируют независимо от индивидуального опыта врожденными, видотипичными формами поведения, или точнее, определенными инстинктивными движениями [Фабри 2003]. Все инстинктивные действия состоят из отдельных фаз, прежде всего это: «поисковая» (или «подготовительная») и «завершающая» фазы. В ходе поисковой фазы животное отыскивает (отсюда и название фазы) те ключевые раздражители, точнее, их комбинации (т.е. пусковые ситуации), которые приведут его в итоге к завершающей фазе, в которой воплощается биологическое значение всего инстинктивного действия. Причем идет поиск именно раздражений, исходящих от биологически значимых объектов, — т.е. ключевых раздражителей с направляющей или пусковой функцией, а не самих этих объектов. Поисковое поведение является пластичной фазой инстинктивного поведения. Она характеризуется ярко выраженной ориентировочно-исследовательской деятельностью животных и переплетением врожденных и приобретенных, основанных на индивидуальном опыте компонентов поведения. Именно к поисковому поведению относится все, что связано с пластичностью инстинктов, в частности с модификациями инстинктивного поведения [Фабри 2003].

Общая ориентация инстинктивных движений осуществляется таксисами, которые всегда переплетаются с врожденными двигательными координациями и совместно с ними образуют единые инстинктивные реакции (или цепи из нескольких таких реакций). Как и инстинктивные движения, таксисы — это врожденные, генетически фиксированные реакции на определенные агенты среды. Но если инстинктивные движения возникают в ответ на пусковые раздражители, то таксисы отвечают на направляющие ключевые раздражители, которые неспособны обусловливать начало (или конец) какой-либо инстинктивной реакции, а лишь меняют вектор ее протекания. Таким образом, таксисы обеспечивают пространственную ориентацию двигательной активности животных в сторону благоприятных или жизненно необходимых условий среды (положительные таксисы) или же, наоборот, от биологически малоценных или опасных условий (отрицательные таксисы). Таксисы являются постоянными компонентами даже сложных форм поведения, причем высшие формы таксисов выступают в тесном сочетании с индивидуальным опытом животного, а у высших животных могут ориентировать инстинктивные движения не только всего организма, но и отдельных частей тела и органов [Фабри 2003].

Завершающее поведение, наоборот, представляет собой ригидную (неизменяемую) фазу. Выполняемые в ней движения отличаются строгой последовательностью, стереотипностью и предопределены соответствующими макро — и микроморфологическими структурами. Приобретенные компоненты деятельности играют здесь несущественную роль или даже отсутствуют. К этой фазе относится утверждение о принудительности действия ключевых раздражителей, поэтому изменчивость ограничена индивидуальной (генетически фиксированной) вариабельностью. Здесь практически все врожденное, генетически фиксированное. Все, чему животные способны научиться, направлено лишь к одному — по возможности к скорейшему и наиболее экономному достижению завершающего поведения. Нет в поведении животных ничего, что бы не завершалось этой конечной фазой — инстинктивными движениями или родственными им реакциями, т.е. врожденными двигательными координациями [Фабри 2003].

Таким образом, инстинктивные действия являются «хранителями» самого ценного, жизненно необходимого, что накоплено видом в результате естественного отбора, и что именно этим определяется независимость животных от случайных условий окружающей среды. Инстинктивное поведение определяется врожденной программой действий, реализуемой в ходе накопления индивидуального опыта. Но в инстинктивном поведении наследственно закреплены как врожденная программа действий, так и способности к научению. И в этом отчетливо видно единство инстинктивного поведения и научения [Фабри 2003].

Результатом накопления индивидуального опыта в жестких видотипичных рамках служат формы так называемого облигатного научения, которым обозначается индивидуальный опыт, необходимый для выживания всем представителям данного вида независимо от частных условий жизни особи.

Навык — центральная, важнейшая форма факультативного научения. Способность к выработке навыков свойственна не всем животным, а проявляется лишь на определенном уровне филогенеза. В результате формирования навыка применяется врожденная двигательная координация (обычного поведения) в новой сигнальной ситуации или возникает новая (приобретенная) двигательная координация. В последнем случае появляются новые, генетически не фиксированные движения, т.е. животное научается что-то делать по-новому. Но в любом случае решающее значение имеет успешность выполняемых движений и их подкрепление положительным результатом. При этом, по существу, неважно, строится ли научение на информации, полученной путем собственного активного поиска раздражителей, либо в ходе общения с другими животными, коммуникаций, куда относятся также случаи подражания или обучения (человеком — животного, взрослой особью — детеныша и т.п.). Другой важнейший признак навыка, также связанный с необходимостью подкрепления, заключается в том, что он формируется в результате упражнения и нуждается для своего дальнейшего сохранения в тренировке. При тренировке навыки совершенствуются, при отсутствии же ее угасают, разрушаются [Фабри 2003].

11.6. Предварительные выводы и гипотезы

(гипотезы №№10, 11, 12)

Позвоночные — единственная группа животных, психика которых получила в филогенезе развитие на высший и наивысший уровни перцептивной психики. Но для осуществления такого эволюционного развития, его предпосылки должны были появиться на предыдущей стадии развития — ее низшем уровне.

Исходя из этого и приведенных (в Приложении Е) примеров поведения позвоночных (рыб), приходим к гипотезе №10:

Основное отличие в принципах обработки информации психикой позвоночных (находящихся на низшем уровне перцептивной психики), от таковой у насекомых и головоногих — параллельно с инстинктами появляется еще один поведенческий «инструмент» уровневой обработки информации — навыки.

В отличие от инстинктов, навыки формируются на основе безусловнорефлекторных процессов (как и инстинкты, они организуют направленную деятельность, приводящую к полезному результату). В состав навыков также (как и в состав инстинктов) входят операции — элементы деятельности, производимые «внутри» этой основы, и самостоятельного значения для животного не имеющие. На основании этой информации сформулируем гипотезу №11:

С точки зрения обработки информации психикой позвоночных животных, (находящихся на низшем уровне перцептивной психики): и основа навыков (безусловнорефлекторные процессы) и осуществляющиеся «внутри» навыков операции — и те, и другие являются рефлексами, но относятся к разным уровням иерархии программных средств — 2-му (аналог операционных систем ЭВМ) и 3-му (аналог программных средств ЭВМ) уровням соответственно. При этом в них используются равноценные «языки» представления информации (с единицами представления информации — психическими образами), и, соответственно, один и тот же уровень обработки информации — информационный.

Использование одних и тех же единиц представления информации (психических образов, «порождаемых» ощущениями) на 2-м (аналог операционных систем ЭВМ) и 3-м (аналог программных средств ЭВМ) уровнях иерархии «программных средств» в психике животных, приводит к тому, что для самих животных объективные компоненты деятельности (основа навыка и операции этого же навыка) выступают слитно (субъективно не разделяются); а потому навык у позвоночных животных на низшем уровне перцептивной психики в целом находится на еще очень низком уровне. Тем не менее, это служит основой для:

Гипотеза №12:

Именно появление таких уровневых поведенческих программ (навыков), у которых информационный уровень обработки информации сформировался не только на 3-м, но и на 2-м уровне иерархии «программных средств» у позвоночных животных, находящихся на низшем уровне перцептивной психики, — явилось основной предпосылкой для последующего эволюционного развития психики позвоночных.

12. Эволюция «механизмов обработки информации» при переходе между низшим и высшим уровнями перцептивной психики

Анализ и уточнение исходной информации. Анализ объектов исследования. Разработка информационной основы

К высшему уровню перцептивной психики относятся только два класса позвоночных: птицы и млекопитающие [Фабри 2003]. Стадия перцептивной психики характеризуется способностью отражения внешней объективной действительности уже не в форме отдельных элементарных ощущений, вызываемых отдельными свойствами или их совокупностью, но в форме отражения вещей. Переход к этой стадии развития психики связан с изменением строения деятельности животных, — теперь в ней выделяется не только сам предмет, на который направлена деятельность животного, но и те условия, в которых этот предмет объективно дан в среде. Это содержание уже не связывается с тем, что побуждает деятельность в целом, но отвечает специальным воздействиям, которые его вызывают [Леонтьев 1983б].

12.1. Формирование поведения на высшем уровне перцептивной психики

Модификация инстинктивного поведения процессами научения. Формирование навыков

Еще со времен Ламарка и Дарвина ученым было ясно, что поведение взрослого животного формируется из врожденных и благоприобретаемых элементов, но их удельный вес, взаимоотношения и изменения в ходе индивидуального развития служили предметом разногласий и горячих споров [Фабри 2003].

На высшем уровне перцептивной психики выделяются два основных направления развития видотипичного поведения: 1) модификация инстинктов — путем вплетения в инстинктивное поведение элементов индивидуального опыта, совершаемого на всех, даже ригидных, этапах поведенческого акта; 2) формирование навыков — на основе безусловнорефлекторных процессов путем факультативного научения, включающего в себя все формы сугубо индивидуального приспособления к особенностям тех конкретных условий, в которых живет данная особь.

Модификация инстинктивного поведения процессами научения может производиться: путем изменения сочетания раздражителей, обусловливающих определенный инстинктивный акт, выделения (или усиления) определенных направляющих ключевых раздражителей и т. п. Представитель любого вида не может научиться «чему угодно», а только тому, что способствует продвижению к завершающим фазам видотипичных поведенческих актов. Существуют, следовательно, видотипичные, генетически фиксированные «лимиты» способности к научению. К инстинктивному поведению относятся и некоторые формы подражания. Конечно, и у высших позвоночных инстинктивные компоненты служат прежде всего для пространственно-временной ориентации наиболее жизненно важных поведенческих актов. Пространственная ориентация осуществляется и здесь на основе таксисов: тропо-, тело — и менотаксисов, т.е. типичных врожденных элементов поведения, к которым, однако, прибавляются мнемотаксисы, характеризующиеся индивидуальным запоминанием ориентиров. В последнем случае мы уже имеем дело с накоплением индивидуального опыта, и поскольку именно мнемотаксисы играют в жизни высших позвоночных особенно большую роль, то, следовательно, врожденные способы ориентации существенно обогащаются здесь индивидуально приобретаемыми способами [Фабри 2003].

Конец ознакомительного фрагмента.