Антропологические понятия и категории
Социальное и биологическое

Мозг человека

Мозг человека - центральный отдел нервной системы, орган, который осуществляет внутреннюю регуляцию, обеспечивает продолжение рода и адаптацию, позволяет индивиду познавать окружающий мир и осуществлять в нем жизнедеятельность. Именно наличие у ч. мозга и др. частей нервной системы позволяет ему выжить в мире хищников и не стать добычей плотоядных животных с меньшим, чем у него, мозгом. Можно утверждать также, что мозг — это орган, специально приспособленный для того, чтобы помогать отдельным особям в осуществлении главных жизненных актов. Возможность адаптации организма к конкретным жизненным условиям зависит от сложности и способностей мозга, а также от тех требований, которые выдвигает окружающая среда. Адаптироваться могут все животные, но ч. со своим сложным мозгом способен больше запоминать из прошлого опыта, решать более сложные задачи, изобретать орудия, чтобы с их помощью изменять условия окружающей среды. Уникальность М. ч. состоит в том, что при его помощи ч. может решать очень сложные проблемы, которые недоступны животным.

Данные совр. нейробиологии свидетельствуют о том, что мозг осуществляет свои функции благодаря нейронам. Каждый нейрон окружен 10 глиальными (от греч. слова, означающего “клей”) клетками, которые вместе с нейронами образуют нейроглиальные комплексы. Средний нейрон М. ч. имеет 1000—10 000 синапсов (контактов) с соседними нейронами, всего же число синапсов составляет 1013. В общем максимальное число битов информации в М. ч. достигает 1014, след., число различных состояний, в которых может находиться М. ч., оказывается равным 2 • 1013. Именно столь гигантское число возможных функционально различных конфигураций М. ч. объясняет различие даже однояйцевых близнецов, а также непредсказуемость чел. поведения. Из всего приведенного следует не только принцип этики о священной неприкосновенности каждого ч., но и вывод о М. ч. как вершине развития нервной системы животных. В пользу этого говорит и обнаруженное в последнее время наличие в мозге эл. микросетей (их размеры около 0,001 см). Нейроны, входящие в эти микросети, регулируют напряжение, равное примерно 1% того, что необходимо для возбуждения обычных нейронов, в силу этого они способны давать более тонкие и точные ответы. С увеличением сложности животных число таких микросетей возрастает и достигает максимума (абсолютного и относительного) v ч. Можно сделать вывод, что разум является результатом избытка специализированных переключающихся элементов в мозге. Эл. микросети увеличивают возможное число состояний М и что обусловливает еще большую его уникальность. Они появляются на самых последних этапах внутриутробного развития чел. эмбриона.

Голографическая модель м. ч. — моделирование деятельности М. ч. на основе достижений совр. физики в области волновых процессов. Здесь следует выделить голографическую модель работы мозга, впервые сформулированную в исследованиях амер. нейропсихологов К. Прибрама и Ф. Вестлейка. В нейрофизиологии известно св-во распределения нейрофизиологических сетей, которое описывается двумя законами: 1) законом массового действия, согласно которому ухудшение обучаемости находится в прямой связи с кол-вом (массой) разрушенной кортикальной мозговой ткани; 2) законом эквипотенциальности, который гласит, что это ухудшение не зависит от расположения места повреждения. В связи с этим Вестленк предлагает модель функционирования мозга, основанную на аналогии с оптическими голографическими процессами, поскольку им (и только им) присуще св-во распределенности. Это св-во, характерное для определенного типа голограмм (описываемых преобразованиями Фурье), заключается в том, что по любой малой части голограммы можно полностью восстановить записанную на голограмме исходную картину. Как показал Вестлейк, хотя распознавание образов, инвариантное к форме и смещениям изображения, а также ассоциативные св-ва памяти и отображение с сохранением объемности, цвета и движения могут быть реализованы и др. способами, голография – единственный известный способ, использующий распределенные характеристики.

Оптические голограммы позволяют получить целостное объемное изображение объекта, отличающееся от фотографии тем, что оно локализовано в пространстве и дает возможность осматривать изображенный объект со всех сторон. Оптическая голограмма является результатом взаимодействия интерферирующих когерентных (самосогласованных) излучений. При когерентной подсветке голограммы возникает стоячая световая волна. Интерференционные процессы такого рода (включая голографические) могут быть не только оптического характера. Голографические процессы возможны при волновом характере взаимодействий, порождающих голограмму.

Волновой физ. процесс служит исходным моментом для создания нейроголографической модели работы М.ч.и, след., познавательных процессов. Здесь источником построения мозговой голографической записи служат возникающие в ходе работы нервных клеток волновые процессы и импульсы, а информация кодируется на множеству взаимодействующих друг с другом нейронов. Голографическая модель прекрасно описывает св-во распределенности информации в нейтронных сетях мозга. Др. особенностью голографического кодирования информации является эффективность, которая в определенных пределах может быть сравнима с эффективностью хранения информации в клетках мозга. Такое кол-во информации, которое может быть зафиксировано голограммой, не может хранить ни одно существующее средство хранения информации, имеющее те же размеры.

Голографические принципы могут выступать как некоторая основа моделирования познавательной функции коры больших полушарий М.ч., поскольку волновой принцип голографии позволяет представить механизм, способный практически мгновенно извлекать из хранилища информацию, закодированную с помощью такого волнового процесса. В то же время, оценивая общепсихологическое значение голографического подхода, Прибрам подчеркивает, что если нейроны рассматривать в качестве элементов, выполняющих логические операции, то механизм детекции и анализа признаков, осуществленный на их основе, нельзя считать достаточным для объяснения феноменов восприятия. Для перцептивных процессов характерно наличие динамических взаимодействий (суперпозиции) фазовых отношений между различными нейронами. Можно предположить, что именно это взаимодействие является основой способности формирования образов. Такая система взаимоотношений между нейронными структурами сходна со св-вами систем, обрабатывающих оптическую информацию. Т. о., системы, обеспечивающие возникновение образов, по своим механизмам, согласно Прибраму, сходны с механизмами голографии.

Итак, при голографическом моделировании познавательных процессов вводится принцип волнового кодирования ч. объектов внешнего мира. Волновой язык позволяет отображать особенности различных объектов более адекватно, чем дискретный (алфавитный) язык. Объекты в их пространственных особенностях можно рассматривать как некоторые системы волновых характеристик — распределения амплитуд. Так, созданы голографические модели Мира (Вселенной), в которых он представлен как гигантская голографическая пластинка. Такого рода модели основаны на допущении, что Вселенная имеет форму гиперсферы, а каждый предмет, будучи стоячей волной и находясь в определенном месте пространства, одновременно находится во всех точках Вселенной. Ч. как макрообъект тоже является волновой структурой и как бы “размазан” по всей Вселенной. На основе единства ч. и Вселенной (ч. — “Вселенная в миниатюре”, “копия” Вселенной) можно утверждать, что ч. есть голограмма Вселенной. И если учесть, что уже созданы голографические модели мира, то вполне можно согласиться с высказыванием сов. ученого В.Н. Пушкина: “В связи с этими физическими теориями можно предположить, что наиболее адекватным способом отражения волновой структуры мира является отражение объектов этого мира на волновом же языке. Человек живет и действует в определенном физическом мире, и фундаментальные свойства этого мира не могут не оказывать детерминирующего влияния на его отражательную, психическую деятельность...”

Клеточно-автоматная модель м. ч. — модель, в которой М. ч. рассматривается как аналог информационного процессора, как вычислительная машина. Единая клеточно-автоматная модель синергетической реальности применяется для описания как физ., так и инф. самоорганизующихся процессов, включая процессы, связанные с психической деятельностью. В рамках этого представления получают объяснение многие парадоксальные особенности квантовой механики, в первую очередь дуализм волна — частица, предлагается новое объяснение механизма функционирования М. ч. Основу модели, предложенной амер. ученым С.Я. Берковичем, составляет весьма простая инф. структура — решетка взаимосвязанных циклических счетчиков и достаточно простое и естественное правило преобразования: показания счетчика на следующем шаге определяются усреднением показаний соседних с ним счетчиков. Модель клеточных автоматов представляет материальные формации в виде особого рода распространяющихся волновых решений. Сеть распределенных клеточных автоматов порождает быстро распространяющиеся диффузные активности, которые могут принимать участие в процессах обработки информации, в частности на основе голографических принципов. Здесь М. ч. рассматривается как ЭВМ с неким инф. процессором. На основе единого операционального механизма можно оценить колоссальные способности М. ч.: процессорную мощность, виртуально не ограниченную память, устойчивость к дефектам и надежность, разнообразие функций при гибком динамичном сочетании централизованного и децентрализованного управления. Процессорная мощность системы нейронов М. ч. может быть грубо оценена числом событий, которые могут произойти в ней за 1 с; при числе нейронов примерно 100 млрд, времени их переключения, равном 0,01 с, число событий составляет порядка 1013 /с, что превосходит мощность совр. параллельной компьютерной системы. Емкость долговременной памяти ч. потенциально не ограничена и достигает, по некоторым оценкам, 2,8-100. Т. к. объем мозга равен 103 см3, его можно рассматривать как запоминающее устройство с плотностью информации 3-1017бит /см3. Однажды полученная информация фиксируется М. ч. навсегда: образы со временем не тускнеют и могут быть воспроизведены через много лет. Голографический подход в рамках данной модели позволил Берковнчу сделать вывод: “...Познавательный информационный процессор может существовать вне мозга, используя в качестве голографической среды клеточно-автоматный фон физического мира”. Иными словами, основные мыслительные процессы происходят М. ч., а “вовне”, в окружающей активной клеточно- автоматной среде.

Модель триединого м. ч. — модель, описывающая М. ч., который включает в себя мозг рептилий, мозг ранних млекопитающих и мозг поздних млекопитающих. На общность М. ч. и мозга животных указывает их структура. Так, ископаемые останки самых ранних известных позвоночных свидетельствуют о том, что основное деление мозга на задний, средний и передний отделы существовало уже несколько сот млн лет назад. Амер. нейропсихолог П. Мак-Лин на основе изучения различных животных— от ящериц до саймири (беличьих обезьян) — создал модель структуры и эволюции мозга — М. т. м. При этом наиболее древние образования мозга позвоночных животных (спинной, задний и средний отделы мозга), регулирующие размножение и вегетативные функции, Мак-Лин называет нейрошасси. У рыб и амфибий эти отделы, по сути, и составляют весь мозг; но у рептилий и млекопитающих над нейрошасси расположены структуры переднего отдела мозга. Именно о них говорит теория Мак-Лина как о триедином мозге, или трех “водителях” нейрошасси. Согласно этой теории, передний отдел мозга совр. млекопитающих является результатом эволюции — его триединая структура по составу и строению отражает связь с рептилиями, ранними и поздними млекопитающими. В переднем отделе мозга имеется т. н. Р-комплекс (комплекс рептилий), играющий существенную роль в управлении автоматизированными формами поведения (напр., в его функции входит регулирование поз и движений в ходе общения между животными); в некотором смысле Р-комлекс М. ч. отвечает за реализацию инстинктивного поведения, как бы за функцию динозавра. За Р-комплексом располагается лимбическая система — кайма вокруг ствола мозга, структуры которого (гиппокамп, миндалина, часть таламуса и др.) образуют своеобразное кольцо, участвующее в регуляции поведения, эмоций, памяти. В лимбической системе происходит анализ “внутреннего” мира данной биосистемы (ленивца, пумы, человека), она связана с обеспечением самосохранения, т. к. имеет отношение к пищевому поведению: борьбе, нападению и защите, необходимых при добывании пищи. Наконец, новая кора появляется у пресмыкающихся в зачаточной форме и достигает, наибольшего развития у млекопитающих, особенно у ч. Данная часть головного мозга играет исключительную роль в осуществлении высшей нервной деятельности, участвует в регуляции и координации всех функций организма. Новая кора ориентирована на анализ “внешнего” мира, связана с функционированием сознания, особенно абстрактным мышлением. Все эти три отдела М. ч. взаимосвязаны. М. т. м. показывает общность в генетическом плане М. ч. и мозга животных, являющихся элементами земной биосферы.

М. ч. и произведение искусства связаны между собой потому, что код искусства частично врожден и соответствует языкам М. ч., частично обусловлен культурой, к-рая является порождением деятельности ч. Системы М. ч. заставляют ч. неустанно смотреть и слушать, экспериментировать и воображать, осуществлять поиск и конструировать, наслаждаться тем, что создано в мире искусства. Именно эти формы активности (что особенно видно в искусстве и науке) сделали ч. тем, чем он является. Можно сказать, что творчество и эстетическое наслаждение — фундаментальные черты чел. жизни. Когда ч. поглощен такого рода активностью, то М. ч. действует гораздо более интенсивно, чем во время своей обычной деятельности. Представление, что видение или слушание произведения искусства основывается только на отборе информации, доставляемой органами чувств, не адекватно реальности. В этом случае перцептивная активность М. ч. связана с конструированием образов при использовании немногочисленных данных, доставляемых органами чувств, т. к. произведения искусства — символы непрестанной творческой деятельности ч. Когда М. ч. сам постоянно оперирует символами, ч. получает ключ к пониманию произведений искусства, которые представляются как символы, выраженные словами, картиной или звуками музыки и неким способом корреспондирующие с кодом символики М. ч. Этот код является частично врожденным, частично обусловленным культурой. Аналогично некоторые наши реакции на произведения искусства оказываются непосредственными и общими и в целом предполагают знание кода, которым пользуется художник. Код и символика художника должны корреспондироваться с тем, что происходит в М. ч. Символы живописи, литературного произведения, музыки и пр. являются символами потому, что они вызывают интерес у реципиента из-за их связи с программами мозга, неразрывно связанными с эмоциональными потребностями.

Функциональная асимметрия м. ч. — различие в функциях правого и левого полушария головного М. ч. Правое полушарие М. ч. управляет левой половиной тела ч., оно ответственно за интуитивную, эмоциональную, синтетическую и художественную деятельность, с ним связаны также цветовосприятие, распознавание музыкальных тонов, мелодий невербальных звуков. Основным принципом деятельности правого полушария является голографический. В левом полушарии сосредоточены интеллектуальные функции логик” анализа, действия правой половины тела. Полушария ориентированы на разные шкалы ценностей, пользуются различными логиками, правое обращено в прошлое, левое-— в будущее. М. ч. функционирует как единое целое и в обычном состоянии непосредственно обнаружить Ф. а. м. ч. практически невозможно, но вполне реально либо в случае медитации, либо при хирургическом рассечении правого и левого полушарий. Так, в нейрохирургии для избавления больного от эпилептических припадков проводилась операция рассечения мозолистого тела, передней и гиппокамповой комиссур, связывающих левое и правое полушария мозга. В результате операции возникла своеобразная картина двух “разных” сознаний, ибо приобретаемый правым полушарием опыт не передавался левому и наоборот. Психологическое тестирование показывает, что в М. ч. как бы воплощены две сферы сознания, взаимно дополняющие друг друга.

Эволюционная природа м. ч. — концепция, согласно которой М. ч. находится в развитии. М. ч. не является статической системой — он изменяется с течением времени. Новейшие исследования системогенеза М. ч. по-своему глубоко раскрывают его эволюционную природу. “В процессе эволюции способность ко все более расширяющемуся охвату параметров внешнего мира отражательной деятельностью мозга характеризуются тремя принципиальными уровнями организации — системным, нейрофизиологическим и молекулярным. Системный уровень вводит информации в мозг из внешнего мира, строит программу поведения, адресует свою “деятельность” опять во внешний мир и оценивает ее как результат через обратный канал информации из среды в мозг. Нейрофизиологический уровень реализует все это в процессах активности нейронов мозга (импульсные разряды, постсинаптический потенциал, медленные колебания и т. д.) Молекулярный уровень способстствует фиксации результатов отражательной деятельности в памяти: чем больше объем результатов в процессе онтогенеза, тем больше запас памяти и возможности ее рекомбинации при извлечении” (Н.П. Дубинин). Молекулярный уровень организации мозговых структур определяет фундаментальные св-ва М. ч. — высокую активность генетического материала и подвижный характер этой активности, обеспечивая процесс отражения соц. программ наследования, которые представляют собой специфический продукт эволюции М. ч., позволяя ч. адаптироваться к внешнему миру и жизни в социально организованном обществе. Это открывает перед ч. системную картину мира, оказывая влияние на ч. и на особенности эволюции его мозга. Именно предпосылки биол. особенностей структур М. ч. определяют его специфику как соц. существа. Электрическая активность м. ч. — концепция, согласно которой М. ч. представляет собой сложную систему эл. элементов, функционирующих согласно определенным ритмам. Новейшие исследования в области электрофизиологии М. ч. показали, что его эл. активность в глубоком сне, фиксируется на электроэнцефалограмме, может отображаться при помощи фрактального аттрактора (притягивающего центра, отражающего поведение системы). Аналогично отображается и эл. активность М. ч. при эпилептическом припадке. Эл. активность М. ч. в глубоком сне представляет собой динамический процесс, описываемый рядом переменных параметров. Исследования показывают, что поведение М. ч. аналогично поведению системы с внутренней сложностью и непредсказуемостью, они доказывают нелинейный и стохастический характер М. ч. Исходя из этого, И. Пригожий приходит к выводу о неслучайной природе динамической сложности М. ч.: “Она должна была стать селективной как раз из-за своей нестабильности. Не является ли биологическая эволюция историей динамической нестабильности как основополагающего свойства креативности, характерного для человеческого существования?” Именно креативный характер чел. сознания и мышления играет важную роль в принятии решений субъектом управленческой деятельности.

Волков Ю.Г., Поликарпов В.С. Человек: Энциклопедический словарь. – М.: Гардарики, 1999. С. 101-107.