Тайны управления, происходящих в нашем организме
Рубрика: ВсемНа вершине своего развития техника наших дней, заглядывая в будущее, проектируя почти немыслимые совершенства автоматики и регуляции, обратилась за разрешением многих вопросов к живому сложному организму — к организму человека. Так возникла одна из наиболее перспективных отраслей науки — бионика. Она постигает тайны управления, тайны целесообразности и экономичности процессов, происходящих в нашем организме, и старается использовать живую материю, воссоздать ее законы в ином, «техническом », решении — из металла и пластических масс.
Живой организм поражает необычайной слаженностью. Эта система, состоящая из тысяч, миллионов ячеек самого разного назначения и устройства, всегда действует как единое целое, действует необычайно оперативно, без промедлений и всегда выбирает наилучшее, оптимальное решение. Стоит только представить себе, сколько задач в каждый момент решает наш организм, как часто и стремительно приходится ему реагировать на изменение окружающих обстоятельств и приспосабливаться к ним, а возможностей ошибаться и исправлять свои ошибки у него так мало, ибо любая ошибка, сбой угрожает его существованию, и становится ясно, что организованность этой системы — организма человека — заслуживает восхищения и… подражания.
Поистине сказочная целесообразность устройства человеческого организма давно уже тревожила ум человека, порождала самые фантастические домыслы.
Кто руководит всем многообразием жизнедеятельности организма? Кто принимает решения и отдает приказы? Кто те несметные гонцы, которые разносят приказания во все концы тела? Сегодня на эти вопросы любой без раздумья ответит: нервы, нервы, нервы, потому что каждый грамотный человек знает о работах русских физиологов школы И. М. Сеченова и И. П. Павлова, раскрывших материалистические основы самых сложных сторон жизнедеятельности организма.
А как функционирует наша нервная система? Как налажена ее работа? Где черпает она энергию? Эти и многие другие вопросы также нашли объяснение благодаря работам И. М. Сеченова, И. П. Павлова и многочисленных продолжателей их идей.
Вся сложная деятельность коры головного мозга, то есть высшая нервная работа — анализ, обобщение и выводы, — складывается из взаимоотношений двух процессов— возбуждения и торможения. Оба эти процесса могут быть выражены в большей или меньшей степени, сменять друг друга быстро или медленно, охватывать ограниченную область коры головного мозга или разливаться по большой площади, но всегда в мозгу есть мозаика этих двух процессов.
Процесс возбуждения определяет повышенную жизнедеятельность, нервная клетка усиленно расходует накопленные ею запасы. Торможение не требует такого же расхода, в этот период восстанавливается то, что клетка израсходовала в процессе возбуждения. Если представить, что кора головного мозга усеяна миллиардами электрических лампочек-клеток, то перед нашим мысленным взором окажутся иллюминированные полушария, где то и дело зажигаются, гаснут, вспыхивают, мелькают огоньки. Рисунок иллюминации все время меняется, и трудно уследить, какие в нем проступают контуры.
Однако за этой хаотичностью вспышек и мельканий, за мнимым беспорядком скрывается твердая обусловленность включения процессов возбуждения и торможения. Включаются те клетки, которым надлежит действовать в этих, а не в других обстоятельствах.
Как уже упоминалось, в любом уголке нашего тела есть полпреды нервной системы. Это — разведчики. Они первыми ощущают, улавливают любые изменения и тут же, немедля, сигнализируют, что произошло. По нервным путям, как по проводам телеграфной связи, мчится депеша. Куда? На центральный телеграф — в спинной мозг.
Потом происходит сортировка сигналов. На простую депешу ответ незамедлительный, без раздумий и размышлений — инстинктивный. Сделал неловкое движение — и тут же отдернул руку. Взмахнул угрожающе перед глазами другого — и тот мигнул. Все это безусловные рефлексы. С ними человек появляется на свет. И дня такого сигнала возбуждения дорога по нервным связям уже проложена. Включение нужных клеток — воспринимающих сигнал и передающих приказ — происходит автоматически.
Но вот мчится по «проводам» более сложное сообщение. Вы еще не сделали неловкого, неосторожного движения ногой, но оступиться на этом узеньком мостике так легко! Не успели вы и подумать обо всем этом, а к мышцам, сухожилиям, суставам ног уже доставлен приказ, как поступить, и вы благополучно миновали препятствие.
Юноша тренируется в прыжках в длину. Он хорошо освоил разбег, толчок, приземление, а все-таки «застрял» на одном рубеже. Сколько ни тренируется — результат не улучшается. Тогда рядом с местом приземления положили ориентир: рейку, полоску бумаги, флажок. Новая попытка. К собственному удивлению, юноша прыгает лучше своего прежнего рекорда. Что ему помогло? Перед отталкиванием он отчетливо увидел то расстояние, которое предстоит преодолеть, сосредоточил на нем внимание, и центральная нервная система мобилизовала все возможности организма для решения этой конкретной задачи.
В этих и миллионах других случаев, когда нервная система должна реагировать на внешние раздражения, она действует по принципу условных рефлексов. Безусловных рефлексов сравнительно мало, условных — великое, практически несметное множество. Это и широкие дороги, и узкие полузабытые тропинки, и по тем, и по другим распространяется в нервной системе возбуждение. Но этот путь, вернее эти пути-дороги, нервные импульсы уже познали, изучили и запомнили.
Такой процесс познания совершается непрерывно в течение всей жизни организма. Он начинается на базе безусловных рефлексов, отталкивается от них, а дальше развивается вширь, вглубь, приобретая новые связи, отбрасывая ненужные. «С точки зрения объективного исследования вся нервная деятельность представляется нам в виде рефлекса, то есть в виде реакции на внешний мир при помощи нервной системы» — так писал И. П. Павлов в сборнике статей «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных».
На всем пути «следования» рефлексов, па месте возникновения первичного импульса и на том месте, где нервный импульс-приказ «переносится» из проводника в работающий орган или ткань, побуждая их к изменению функционального состояния, — на всем пути следования нервных импульсов происходят сложные, очень тонкие, трудноуловимые изменения. Но современная наука научилась регистрировать невидимое, обнаруживать невесомое. Постепенно проясняются и физиологический, биохимический и биофизический механизмы передачи нервных импульсов.
Установлено, что скорость распространения волн возбуждения по нервным волокнам достигает 120 и даже 160 метров в секунду!