Приходится констатировать, что все еще не только отсутствует строгая трактовка механизмов обучения, но даже и систематизация форм проявления обучения в различных организмах, пригодная для постановки задач обучения в бионическом плане. Продолжающиеся исследования феномена обучения приносят все новые неожиданности. Так, сравнительно недавно американскими биологами У. Корнингом, Е. Джоном, Р. Томпсоном, Дж. Мак-Конеллом и другими были поставлены опыты с пресноводными и морскими плоскими (ресничатыми) червями-планариями, результаты которых настолько поразили биологов, что многие из них не верили в их правдоподобность до тех пор, пока не были получены подтверждающие данные у других исследователей.

Планарии были давно известны биологам как сравнительно простые организмы, проявляющие замечательные свойства регенерации: при разрезании червя пополам достаточно трех недель для того, чтобы хвостовая часть регенерировала всю головную половину, а у последней за это же время вырастал хвост. Таким образом, насильственное деление пополам позволяет получить из одного червя двух точно таких же за счет регенерации половинок. Сенсационные эксперименты, о которых упоминалось выше, состояли в том, что перед разрезанием у червя вырабатывали некоторую ответную реакцию на определенный раздражитель. Оказалось, что после разрезания «обученными» были оба червя, регенерировавших из половинок. Впрочем, еще более сенсационными оказались опыты по обучению планарий путем кормления их кусочками ранее обученных животных. Априорная гипотеза сводилась к тому, что информация записывается с участием рибонуклеиновых кислот (РНК), передающих ее белку, в синтезе которого они участвуют (химическая гипотеза памяти), а так как планариям свойственно всасывание в пищеварительном тракте крупных химических структур (таких, как нуклеиновые кислоты) без расщепления их, то информация может быть передана планариям-каннибалам таким необычным способом.

На Международном психологическом конгрессе 1966 г. (Москва) Дж. Мак-Конелл сообщил о новых данных передачи лабиринтного навыка у планарий, обученных путем кормления кашицей, составленной из различных комбинаций по-разному обученных червей. Впрочем, следует отметить, что наряду с сообщениями и статьями, подтверждающими эти опыты, появились публикации, в которых не подтверждается положительное влияние РНК, взятой от обученных животных, на процесс образования условных рефлексов.

Не следует, конечно, экстраполировать приведенные и некоторые другие факты распределения следов обучения на весь организм любой степени организации. Действительно, даже у простых по организации животных встречаются примеры и иного рода. Так, у актинии может быть выработан условный рефлекс одной группы щупалец, но оказывается, что этот же самый приобретенный опыт не распространяется на группу щупалец, не участвовавших в обучении. Существует по крайней мере четыре вида организации хранения следов предшествующего обучения и соответственно четыре вида распространения опыта, приобретенного в ходе обучения:

1)     нервная сеть отсутствует полностью (растения, одноклеточные и некоторые многоклеточные, в том числе проявляющие довольно сложную условно- и безусловно-рефлекторную деятельность, например, губки);

2)     нервная сеть, с которой связывают механизмы обучения и памяти, имеет ацентрично распределенную (диффузную) структуру; следы усвоенных реакций равномерно распределены по всей структуре (примером служат планария, гидра и др.);

3)     нервная сеть имеет симметричную структуру с центральными включениями (нервными тяжами), но обобщения в центрах не происходит, и опыт, приобретенный в ходе обучения, сохраняется в локальных подструктурах (примером служит актиния);

4)     нервная сеть имеет симметричную структуру с централизацией механизма обработки информации, приобретаемой в ходе обучения; на примере опыта взаимодействия со средой одной части организма обучается все животное, и следы обучения хранятся в центральной части структуры (например, осьминог).

Не будем здесь рассматривать значительно более сложные структуры управления позвоночных. Даже у наиболее примитивных представителей позвоночных эти структуры чрезвычайно сложны. В этом нетрудно убедиться, обратясь к такому представителю типа хордовых, как минога, у которой, как считают, наиболее просто устроен мозг по сравнению со всеми другими из ныне существующих позвоночных. Так, например, в функциональном отношении мозг миноги еще сохраняет черты диффузности: при локализованном раздражении возбуждение распространяется почти на все отделы нервной системы, в то время как у высших животных такой же раздражитель вызывает возбуждение только строго определенных элементов мозга. Головной мозг рыб, очень напоминая мозг миног по своей структуре, в то же время намного превосходит его по сложности. У рыб существенно развит мозжечок, хотя непосредственные связи между мозговыми концами основных анализаторов также отсутствуют. Центральная нервная система млекопитающих получила развитие, практически все еще превосходящее возможности структурного анализа современными методами и средствами. Хотя в бионике ведутся исследования человеческого организма, наиболее эффективные результаты получены в тех работах, где прообразы заимствуются у относительно простых представителей животного мира.

Знание механизмов обучения простейших организмов может нам пригодиться при проектировании бионических систем, которые мы считаем очень сложными. Распределение или централизация логики обучения проектируемых систем определяет не только эффективность их работы, но и надежность, гибкость, универсальность.

Д. фон Нейманом была предложена модель условного рефлекса, которая долгое время служила иллюстрацией условно-рефлекторной деятельности автоматов. В последние годы на основе такого рода подсистем было синтезировано большое число как исследовательских, так и управляющих систем. Заключая этот раздел, дадим нейрологическую структуру условно-рефлекторной подсистемы, пользуясь теми представлениями, которые были введены нами выше, при рассмотрении моделей нейронов.

Предыдущая глава: Образование рефлексов животных

Следующая глава: Самоорганизация биологической системы