Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
Для того чтобы применить принцип ультрастабиль-пости, мы должны предположить, что такие явления, лак «бинокулярное зрение» и «нормальное передвижение
животного», связаны с теми нервными механизмами, благодаря которым отклонения этих функций от нормы приводят к возбуждению, достаточному для того, чтобы вызвать изменения ступенчатого типа в механизмах, управляющих зтими функциями. (Вопрос о правдоподобности этой гипотезы будет рассмотрен в § 9.4.) Тогда ультрастабильность автоматически приведет к возникновению поведения, обеспечивающего бинокулярное зреиие или нормальное передвижение.
8.5. Более сложный пример показан на фиг. 37. Блоки гомеостата были включены таким образом, что схема непосредственных воздействий имела вид
Связь 3 -»• 1 была постоянно установлена так, что отклонение в блоке 3 вызывало отклонение противоположного направления в блоке 1. Действие 1 -+¦ 2 управлялось униселектором, а действие 2 -+¦ 3 — экспериментатором вручную. В начале опыта действия 1 2 и
2-^3 испытывались путем смещения 1 вниз (Si), производимого экспериментатором; за этим следовало отклонение 2 вниз (т. е. в том же направлении), а за отклонением 2 следовало смещение 3 вниз (в том же направлении). Затем отклонение 3 приводило к смещению
1 вверх — в направлении против исходного смещения, что и обусловливало стабильность.
В момент R экспериментатор произвел инверсию действия 2 -+¦ 3, так что теперь отклонение 2 приводило к противоположному отклонению 3. Это изменение создавало порочный круг и уничтожало стабильность; однако положение униселектора продолжало изменяться, пока стабильность не была восстановлена. При насильственном смещении 1 вниз (St) обнаруживалась вновь обретенная стабильность.
Однако полученная запись заслуживает более внимательного изучения. В момент R действие 2 3 было
2
3
инверсировано, и реакции блоков 2 и 3 на смещение St демонстрируют эту инверсию: в точке Si блоки 1 и 2 отклонялись в одну и ту же сторону, а в точке S*— в противоположные стороны. Сравнение контролируемого униселектором действия 1 -+ 2 до и после R тоже показывает, что если вначале отклонение 2 было таким же, как и отклонение 1, то впоследствии оно стало противоположным. Таким образом, инверсия связи
2 -+¦ 3, произведенная экспериментатором, вызвала инверсию связи 1 2, контролируемой униселектором.
Вторая инверсия компенсировала первую.
Нервная система дает много примеров такой последовательности событий: сначала вырабатывается реакция, затем экспериментатор производит изменение во внешней среде, и, наконец, в нервной системе происходит перестройка, компенсирующая это изменение. Таким образом, гомеостат может обладать, в элементарной форме, способностью к самоперестройке.
8.6. Теперь мы можем оценить, насколько отличается ультрастабильная система от простой стабильной системы, когда условия позволяют ясно проявиться этому отличию.
Покажем это на примере. Автопилот представляет собой прибор, который, помимо прочего, поддерживает самолет в горизонтальном положении. Поэтому он доджей быть таким образом связан с элеронами, чтобы в случае правого крена элероны под действием его выходных величин заставляли самолет крениться влево. При надлежащем соединении частей вся система стабильна и способна к самокоррекции: самолет может безопасно пересекать турбулентные потоки воздуха, ибо, несмотря на частое возникновение крена, он всегда будет выравниваться. Гомеостат при таком соединении действовал бы сходным образом. (Он не вполне приспособлен для этой цели, но в принципе, будучи снабжен гироскопом, он мог бы выправлять крен.)
Пока мы не обнаружили различия между этими дву; мя приборами. Но сравним их действие при обратном соединении с элеронами; теперь при возникновении
небольшого крена автопилот будет способствовать увеличению крена и будет упорно действовать таким неправильным образом до самого конца. Гомеостат же будет действовать так лишь до тех пор, пока возрастающее отклонение не заставит ступенчатые функции изменить свое значение. При первом же появлении подходящего нового значения гомеостат начнет действовать как стабилизатор, вместо того чтобы усиливать возникший крен, и вернет самолет в горизонтальное положение; теперь он будет обычным образом автоматически исправлять отклонения.
Таким образом, название «ультрастабильная система» не лишено оснований; ибо если главные переменные такой системы связаны между собой так, что их поле нестабильно, она будет изменять это поле до тех пор, пока оно не сделается стабильным. Следовательно, здесь мы имеем стабильность более высокого порядка, чем у системы с одним полем.
8.7. Опыты Марина и Сперри служат отличным вводным примером, так как в принципе они очень просты. Иногда в простом эксперименте с адаптацией удается установить его существенные особенности лишь после некоторого размышления. Например, Маурер помещал крыс в ящик, полом которого служила металлическая решетка. К ней можно было подвести электрическое напряжение, так что крыса, ступая на решетку, получала удары. Внутри ящика находилась педаль, при опускании которой удары тотчас прекращались.