Энергетические механизмы
Физиологи, физики, химики, теоретики кибернетики, информатики и другие показали, что любые тела природы (органические и неорганические) испускают кванты энергии, которая раздражает периферийные окончания нервов живых существ, а затем, по ним передает центростремительные (афферентные) токи центрам головного мозга, соответствующие определенным ощущениям, в которых остаются эн- граммы памяти; чувствительные нервы передают энергию двигательным, порождая движения органов тела, в том числе речевых (см.: 28, с. 245; 16, с. 586). Результатом этих материально-энергетических процессов является возникновение сознания из мозговой деятельности. Именно возникновение, потому что этот термин подчеркивает естественный, материальный процесс появления сознания. Когда употребляют термины (в том числе до сегодняшнего дня и я) «формирование», «выработка», то возникает представление, что сознание находится вне мозга и его кто-то формирует и вырабатывает с помощью мозга (именно так пишет Э. В. Ильенков). Ho оно есть органически вытекающий из физиологических, химических, физических и прочих реакций нейронов, ионных токов, вызывающих структурные и качественные изменения молекул углеродов, воды, глюкозы, фосфоролипидных соединений, молекул ДНК и РНК, образующих протоплазму тел нейронов и мембран нервных волокон. Эти преобразования порождают различные виды энергии, которая и служит основным генератором сознания. Сознание само является одним из многочисленных видов энергии.
А. Р. Лурия, изучая роль участков слуховой коры в образовании сознания, уточняет этот процесс, пользуясь методом нейроннографических исследований. «Было установлено, что в то время как непосредственное раздражение первичных участков слуховой коры не вызывает далеко распространяющихся потенциалов, раздражение вторичных зон вызывает потенциалы, которые можно проследить в нижних отделах премоторной и лобной коры. По-видимому, таким образом и создаются условия для совместной работы слухового и двигательного анализаторов, и прежде всего тех разделов последнего, которые имеют отношение к иннервации голосовых органов. Bce эти факты дают дополнительные существенные материалы, подтверждающие, что вторичные отделы слуховой коры позволяют осуществлять не только сложную аналитико-синтетическую работу, будучи важным «комбинационным центром» слухового анализатора, но выполняют эту работу в тесном взаимодействии с теми участками нижних отделов лобной области, которые следует рассматривать как корковой конец двигательного анализатора, имеющий у человека специальные речевые функции.
Таким образом, вторичные отделы слуховой коры, которые всегда трактовались как слуховые «психосенсорные» зоны, получают свою физиологическую интерпретацию как вторичные поля «ядерной зоны» слухового анализатора, которые обеспечивают анализ и синтез звуковых сигналов, осуществляя этот процесс на основе совместной работы ряда корковых зон, участвующих в речевой деятельности» (63, с. 95-96).
Между участками мозговой деятельности, а также между организмом и внешней средой происходит постоянный обмен энергией. Эту общую для всех живых организмов форму их жизни отмечали все физиологи, начиная со второй половины XIX в., когда и начались систематические исследования мозга и сознания, и продолжаются в современных исследовательских проектах. Особую роль обмена энергий между структурами живых организмов подчеркнул А. Ленинджер. Он считает, что этот обмен свойственен всем живым организмам и подчиняется всем обычным физическим законам.
«Процессы роста и поддержания жизни требуют затрат энергии, которые должны быть каким- то образом возмещены, — пишет американский биохимик. — Живые организмы поглощают из окружающей среды энергию в такой форме, чтобы ее можно было использовать в конкретных условиях их существования при данных значениях температуры и давления. Затем они возвращают в среду эквивалентное количество энергии, но уже в другой, менее доступной для них форме. Полезная форма энергии, которая требуется живой клетке, называется свободной энергией; ее можно определить просто как энергию, способную совершать работу при постоянной температуре и давлении. Менее полезный вид энергии, возвращаемый клеткой в окружающую среду, выделяется главным образом в форме тепла, которое рассеивается в среде и превращается в энергию беспорядочного движения... Живые организмы создают и поддерживают сложные, упорядоченные и целенаправленные элементы своей структуры за счет свободной энергии окружающей среды» (58. Т. 1, с. 16. Выделено Ленинджером — А. Я.). Известный биохимик подчеркивает, что в живой клетке может одновременно происходить множество различных химических реакций; при этом нет никакой опасности, что клетка погрязнет в месиве бесполезных побочных продуктов (см.: там же, с. 17-18) «Месива» удается избежать, потому что в клетке реакции идут без какого-либо выхода побочных продуктов, и реакции идут в виде множества последовательных реакций, протекающих в минимально короткие промежутки времени, исчисляемые зачастую в наносекундах и меньше. Реакции в клетках строго соответствуют выработанной в течение миллионов лет программе. Ленинджер подчеркивает, что клетка получает столько энергии, сколько требуется для выполнения ею своих функций: «Клетка потребляет в каждый данный момент как раз такое количество питательных веществ, какое позволяет ей удовлетворять свои энергетические нужды» (58. Т. 2, с. 388). B нормально функционирующем организме сбои практически исключены. Они возникают только при нарушении обязательных условий — поддержании постоянной невысокой температуры и давления. Энергия в живых организмах возникает в виде сверхслабых электрических (нервных) токов, измеряемых долями ампера.Бехтерев один из первых в отечественной физиологии показал, что нервные провода, начиная с периферийных рецепторов и заканчивая мозговыми центрами коры больших полушарий, обладают одновременно анализаторскими и синтезирующими способностями. Именно весь этот путь развивает и доводит до конца анализаторскую и комбинационную (синтезирующую) деятельность нервной системы и головного мозга. «...Нельзя рассматривать анализаторскую и комбинирующую роль периферических трансформаторов, — пишет Бехтерев, — обособленно от нервных центров, при посредстве которых осуществляется рефлекторная реакция организма, ибо собственно непосредственной связью возбуждения рецепторного трансформатора с последующим возбуждением при посредстве соответствующего центра мышечных (resp. мышечно-суставных) трансформаторов и определяется как анализ, так и синтез внешнего воздействия» (16, с. 476). C В. М. Бехтеревым полностью солидарен H. E. Введенский[9].
И. П. Павлов воспринял и развил дальше положения, к которым пришли Бехтерев и Введенский. Он показал, что безусловные и условные рефлексы действуют или одновременно, или перемежаясь друг C другом, порождая в обоих случаях «умственный процесс». Анализируя поведение собаки во время приема пищи (безусловный рефлекс) и возникновения дополнительного раздражителя (появления в комнате знакомого или незнакомого человека), Павлов фактически делает те же заключения об одновременности аналитической и синтезирующей деятельности мозга, что и Бехтерев. «Условно-рефлекторные агенты, беспрерывно сигнализируя непосредственно благоприятствующие и разрушающие влияния окружающей среды на организм, представляют собой, в соответствии с бесконечным разнообразием и колебаниями этой среды, как мельчайшие ее элементы, так и то большие, то меньшие комплексы из них. A это делается возможным только благодаря тому, что нервная система обладает как механизмами, выделяющими для организма из сложности среды отдельные ее элементы, анализаторными механизмами, так и механизмами, соединяющими, сливающими эти элементы для организма в те или другие комплексы, механизмами синтезирующими. Следовательно, при изучении высшей нервной деятельности, деятельности больших полушарий, мы должны встретиться с явлениями как нервного анализа, так и нервного синтеза» (76, с. 100). Чуть позже он снова повторяет: «... в действительности анализаторская и синтезирующая работа нервной системы постоянно встречаются и перемежаются между собой,... анализу внешних агентов с помощью условных рефлексов предшествует особенное нервное явление— род синтетической деятельности...» (там же, с. 102). Два великих физиолога, если не обращать внимания на разницу в терминологии, по одному и тому же вопросу мыслили совершенно одинаково.
Бехтерев еще в 1904 г. в работе «Психика и жизнь» говорил о возможности познания психического посредством понятия «энергия» и закона сохранения энергии, о чем он будет говорить более подробно и обстоятельно в последующих работах. Физиолог указывает на центральные органы нервной системы как на «хранилища неиссякаемого запаса энергии, главным образом в виде сложных химических соединений, особенно сложных белков, содержащихся в изобилии в клеточных элементах центров и в высшей степени легко подвергающихся распаду под влиянием тех или других влияний» (16, с. 176). Задолго до Ленинджера он указал на неравновесность нервной системы: «При центробежном распространении возбуждения, т. e. от центра к периферии, химическая реакция в центральной нервной клетке также приводит к нарушению равновесия электрической энергии во всем невро- не, благодаря чему получается нарушение электрического равновесия между конечными разветвлениями центрального неврона и плазматическими отростками или дендритами и клеточной частью следующего неврона, в которой, благодаря этому, развивается специфическая реакция, приводящая вновь к нарушению равновесия электрической энергии в данном невроне и т. д., пока возбуждение не достигнет конечных разветвлений последнего неврона, на границе которого с мышечным волокном развивается электрический разряд, приводящий уже к мышечному сокращению» (там же, с. 170).
Ha основе нейрохимических исследований, проводившихся в течение многих десятилетий зарубежными физиологами и самим Бехтеревым, он предлагает свое определение сознания: «Под сознанием мы понимаем ту субъективную окраску или то субъективное, т. e. внутреннее, непосредственно нами воспринимаемое, состояние,... которым сопровождаются многие из наших психических процессов. Благодаря этой субъективной окраске мы можем различать наши психические процессы по их сложности и тем или другим присущим им особенностям... мы различаем в нашем восприятии— ощущение, представление, стремление, желание, хотение и пр., т. e. те явления, сумма которых и составляет содержание нашего сознания» (там же, с. 109). Бехтерев не говорит об идеальном, он подчеркивает субъективность материального восприятия внешнего и внутреннего мира человека. Ho субъективность, как выяснилось ранее, не тождественна идеальности. Исследования видных естествоиспытателей мира убедительно доказывают, что субъективность может быть вполне материальной. Отождествление материального и объективного, субъективного и идеального не корректно.
П. К. Анохин в своих трудах также постоянно подчеркивал нервнохимический характер нервной энергии: «Органы чувств переводят Различные по качеству внешние энергии в единый нейрохимический нроцесс, смысл которого состоит в том, что даже в ответ на одиночный раздражитель создается определенная система неирохимических реакций на различных уровнях центральной нервной системы. Уже один такой раздражитель обусловливает систему специализированных химических реакций, состоящую по крайней мере из миллионов точек» (8, с. 23).
Ухтомский, обратил внимание на то, что раздражения идут в нервах в виде волны. Он напомнил: «...еще Гельмгольц и Берн- ш т e й н установили, что импульс возбуждения в нерве развивается во времени по типу волны, т. e. он растет от некоторого нуля до максимума, затем опять спадает до нуля. Значит, нервный процесс — не сплошной поток в проводнике (как думали еще Бехтерев и Введенский — А. //.). Это ряды волн, которые с относительно высокой скоростью последовательно посылаются от центра в качестве срочных сигналов к стимулируемому органу» (110, с. 14). Волнообразность и заметная разница в скоростях прохождения энергетических сигналов по нервной системе и в нейронах мозга впоследствии будет эмпирически доказана многими известными физиологами, биологами, другими естествоиспытателями разных стран.
Много фактов, подтверждающих такие выводы, приводил в начале XX века H. E. Введенский. B своем «Курсе лекций» он приводил данные об измерении времени психических реакций. B качестве такового он признает время от момента раздражения органа чувств до наступления реакции на него. Было вычислено время психических реакций разных органов чувств. Оказалось: «большинство людей реагирует на слуховые восприятия скорее, чем на зрительные и осязательные, а на эти последние — скорее, чем на обоняние и вкус. Средние величины времени реакций таковы: на слух — около 0,15 сек., на осязание — около 0,17 сек., на зрительные впечатления — около 0,2 сек., на обоняние — 0,24-0,29 сек.».
Ha более простые задачи затрачивались примерно такие отрезки времени. «По определению проф. Каттеля, прирост времени реакции, требующегося для различения сигналов разного цвета, достигается около 0,105-0,117 сек. Если подопытный субъект предупреждается, что перед ним пройдут в разбивку буквы азбуки, реагировать же он должен тогда, когда появится, например, буква „Щ“, то для такого различения потребуется удлинение времени реакции приблизительно на 0,119^,116 сек. Для такого же различения целого слова из ряда других слов, по данным того же исследователя, требуется удлинение времени
реакции на 0,118-0,158 сек.
Исследователи (Вундт, Каттель) предпринимали попытки определения времени психических реакций по ассоциации представлений.
Подопытному называли слово (начало отсчета времени), которое он должен был отнести к соответствующему классу: скажем, „цветок64 — через некоторое время испытуемый называет: „василек44, „незабудка44. Разница между моментом постановки задачи и получением результата и есть время психической реакции по ассоциации. B определении, какие цветы могут образовать понятие „цветок44, а также, что соответствует слову „Галич44— „город44,— потребовалось в четырех экспериментах: 1,009; 0,896; 1,037 и 1,154сек. B лаборатории Вундта было определено самое короткое время психической реакции по ассоциации — 0,341 сек.» (28, с. 330).
Нейрофизиологи последующих поколений сохранили этот интерес к разным скоростям продвижения нервного тока на разных участках его движения от рецепторов к корковым областям и обратно. Заметный интерес у них вызывают показания приборов, измеряющих разницу между осознанием побуждения к движению и началом его движения. Суть опыта в следующем. Испытуемого просили согнуть руку, повинуясь сугубо «внутреннему желанию», сопоставить момент возникновения этого желания с положением движущегося светового пятна на экране дисплея. Оказалось, что сознание побуждения к движению возникает примерно за 200 мс до его начала, в то время как потенциал готовности в коре головного мозга опережает движение на 350-550 мс. Следовательно, между побуждением к действию и осознанием этого побуждения лежит интервал, порядка 150-350 мс (см.: 90, с. 358).
Надо заметить, что все эти эксперименты дают весьма условный эффект, т. к. в экспериментах такого рода необходимо учитывать много как физиологических, психических, логических, социальных, так и др. факторов, что, к сожалению, физиологи не всегда учитывают в своих экспериментах. Ho даже и в таком одноплановом виде они дают немалую пищу для размышлений. Учителя в школах во все времена выделяли «сильных», т. e. наиболее способных, «средних» и «слабых» учеников. Эксперимент Симонова приоткрывает физиологическую завесу этой вековечной градации учеников. Фармацевты уже изобрели немало медикаментозных средств, позволяющих сокращать эти задержки с началом сигнала в нервной клетке и началом движения какого-либо органа. Психиатры, психотерапевты широко применяют подобные средства для успокоения или, наоборот, возбуждения психики человека, нуждающегося в таком воздействии. Педагоги же чаще всего обращаются к методу «натаскивания», увеличения нагрузки, наказания, т. e. больше обращаются к «силовым» методам стимулирования работы «ленивого», как им кажется, ученика. А, может быть, стоит один раз в году проводить своеобразное психологическое тестирование учеников с целью выявления их умственных способностей, и нуждающимся назначать стимулирующие добавки. Работа эта очень тонкая и ответственная, доверять ее можно только весьма опытным и ответственным учителям и врачам.
Проблема «выравнивания по уму» приобрела весьма острый характер, вызванный «перестройкой». Сколько за эти годы даже «сильных» детей попали в разряд «слабых», потому что годами жили в лагерях беженцев, потому что разбежались учителя от нищенской зарплаты. Думается, педагогическая психотерапия (назовем так условно эту несуществующую дисциплину) в любом случае необходима и может принести хорошие результаты, которые в сумме своей могут дать прекрасный социально-педагогический эффект. Есть дисциплина практическая психология, много полезного она уже сделала. Наверное, стоит двум академиям: медицинской и педагогической — создать что-то вроде экспериментальной программы, да провести совместный эксперимент в десятке школ. Испьггок — ведь не убыток.
Чтобы уточнить природу разности в скорости распространения нервного сигнала, физиологам потребовались дополнительные экспериментальные подтверждения. Они обратились к методу моделирования, который привел группу европейских исследователей (Лилй, JIa- пик, Шифер) к выводу: «Скорость распространения нервного сигнала является прямой функцией от скорости нарастания потенциала на месте» (110, с. 16).
Стоит обратить внимание на фразу «нарастание потенциала на месте» (выделено мною — А. Я.). Этот потенциал возникает в силу воздействия разных факторов, в том числе — повышения или понижения температуры «на месте». Изменение температуры оказывает прямое воздействие на скорость прохождения нервных импульсов и формирование «потенциала на месте».
Опыты Лилй, Лапика, Шифера особенно важны тем, что их «модель» подчеркивает физико-химическую природу нервной волны. Значит, должны быть и тепловые признаки возбуждения в нерве. После длительных поисков их обнаружили английские ученые Хилл (физиолог), Доунинг (техник-физик), Джерард (физиолог). Они высчитали, что «на один грамм нерва на одну волну возбуждения приходится: 1) на началь-
j£ m^f CC ^>
ное теплообразование 1010 cal; 2) на „задержанное44 теплообразование 8,5-10"7 саІ» (там же, с. 14).
Естествоиспытатели стали искать температурный коэффициент нервных процессов (коэффициент B а н т - Г о ф ф а). Вычисление этого
коэффициента позволяет «достаточно точно установить, каков этот термический коэффициент, т. e. во сколько раз ускоряется реакция в нерве в зависимости от температуры. Для физических процессов типический коэффициент Вант-Гоффа QlO= 1,2. Для химических процессов QlO = 3,4, т. e. повышение температуры среды заметно ускоряет
12
химические процессы» (110, с. 20) . Нет нужды лишний раз подчеркивать, что эти данные имеют непосредственное отношение к выработке и функционированию сознания.
Эти десятые и тысячные увеличения калорий и градусов имеют не только собственно академический, но и большой практический смысл. Скорость прохождения нервных импульсов по нервному каналу имеет и другое практическое значение. Еще Д. Юм отметил, что скорость восприятия движущегося предмета и скорость движения этого предмета существенно отличаются друг от друга: предмет (горящий уголь в примере Юма) движется намного быстрее реакции восприятия, потому движение горящего угля и воспринимается как непрерывное движение светящегося круга. Сегодня с внедрением все более скоростных электронных, кибернетических машин (японцы уже разрабатывают компьютер на квантовой основе) скорость восприятия оператором сигналов машины в значительной мере зависит от его профессиональной квалификации: малоопытный работник долго будет искать, на какую клавишу ему нажать в ответ на сигнал машины. Высококвалифицированный отреагирует намного быстрее его и, следовательно, быстрее обработает машинную информацию и тем самым будет ускорять производственный процесс, что в условиях конкуренции имеет принципиальное значение. Естественным образом возникает непреложная потребность увеличения вкладов в работника: в его образование, повышение профессиональной квалификации, создание на рабочем месте комфортных санитарно-гигиенических условий, при которых бы работник менее утомлялся, создавать условия для полноценного отдыха во время отпуска, для лечения и т. д. Совершенство производительных сил напрямую оказывает влияние на социальную политику государства и ее воплощение управленческими кадрами на местах.
Опыты несколько противоречат утверждениям А. Ленинджера о том, что, будто, температура не имеет серьезного значения для понимания сущности энергетических процессов, происходящих в мозге.
Энергетика сознания подводит сегодняшних государственных, политических и хозяйственных деятелей к неизбежному выводу о социальном значении работы по повышению уровня сознания, культуры всех без исключения работников. Рост уровня сознания и культуры
становится самым могучим возбудителем энергии миллионов людей.
характер
гда она становится непосредственной производительнои силои, заключенная в ней энергия приобретает значение силы, перед которой может
KJ KJ
владеющии
5.2.
Еще по теме Энергетические механизмы:
- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОКОН
- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОЛОКОЛ
- Механизм государства: понятие, признаки, принципы. Отождествление механизма государства с аппаратом государственной власти.
- Энергетическое регулирование в МЕРКОСУР
- Энергетические регуляторы Евразийского экономического сообщества
- ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА ВЕЛИКОБРИТАНИИ
- Энергетическое сообщество Юго-Восточной Европы
- ДРУГИЕ МЕТОДОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ БАЛАНСОВ
- ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС В РОССИЙСКОМ ПРАВЕ
- МЕЖДУНАРОДНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО IEA
- Договор к Энергетической хартии 1994 г.
- Европейские энергетические регуляторы
- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОНТАКТ С ПРЕДМЕТАМИ (Рис. 32, 33)
- УПРАВЛЯЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ВСЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
- Энергетические системы концентрированной и рассеянной материи
- Статья 23.30. Органы государственного энергетического надзора Комментарий к статье 23.30
- АДМИНИСТРАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ США (EIA)
- УПРАЖНЕНИЕ: УДЕРЖИВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ БЛАГОДАРНОСТИ