Александр Драбкин - ЭВМ и живой организм

Живая материя «суммирует», «интегрирует» различные воздействия окружающего мира. Последовательно повторяющиеся ряды внешних воздействий, пусть даже разделенных большими интервалами, получили возможность объединять и отражать себя в быстрых химических превращениях живого вещества.

Время как бы разделилось. Одно время – для внешних событий, другое время – для их отражения в живом организме. Деление это, конечно, условное. Для наглядности. Для наглядности же приведем один пример. Внешние факторы (скажем, морской прилив и последующий отлив) воздействовали на организм в непрерывной последовательности в течение суток. Следовательно, химические реакции, развивавшиеся в организме и соответствующие каждой стадии такого воздействия, развивались тоже в течение суток. Однако поскольку химические реакции разыгрывались в небольшом, но весьма сложном образовании, отдельные части которого тесно связаны друг с другом, происходило, как считает П. К. Анохин, очевидное взаимодействие этих реакций. Различные последовательные воздействия на организм привели к образованию ответных реакций; причем реакций непрерывных и взаимозависимых.

В результате сложилась одна совершенно универсальная закономерность: быстрое отражение в цепных химических реакциях организма медленно развертывающихся событий внешнего мира. (Разумеется, мы упрощаем в высшей мере сложную, еще не до конца изученную проблему.)

Чтобы представить этот процесс более наглядно, вернемся к схематическому изображению явлений и событий, которые мы уже применяли раньше.

Допустим, что во внешнем мире развивается последовательный ряд некоторых явлений, которые мы обозначим через 1, 2, 3. Пусть они действуют на организм в течение длительного времени, допустим, на протяжении полусуток (под этими обозначениями могут быть зашифрованы, например, отдельные периоды дня). Каждое из этих явлений вызывает в организме химическое превращение. Обозначим эти ответные реакции через I, II, III.

Кроме того, примем, что ряд внешних воздействий на организм 1, 2, 3 (мы условились, что это может быть восход солнца, полдень и закат) систематически повторяется на протяжении многих лет и имеет важное положительное значение для его существования. Допустим, что под их влиянием устанавливаются определенные постоянные цепи химических реакций, помогающие стабилизации жизненного процесса. Тогда в результате длительного и многократного повторения реакций в организме живого существа между отдельными звеньями таких химических превращений, очевидно, может установиться связь, а весь ряд реакций I – II – III превратится в непрерывную цепь быстро развивающихся взаимодействий.

Все эти условия, создавшиеся уже на самых ранних этапах эволюции живой материи, привели к тому, что организм получил возможность отражать в микроинтервалах времени те последовательные события внешнего мира, которые по самой своей природе могут развиваться только в макроинтервалах времени. Так, можно представить себе постепенное развитие способности первичных организмов отражать внешний неорганический мир не пассивно, а активно, с опережением явлений внешнего мира, развертывающихся последовательно и многократно. Как указывают данные биохимиков, изучающих первичную жизнь, формирование цепей быстропротекающих химических реакций в организме, своеобразный катализ процессов, имел огромное значение для жизнедеятельности, поскольку обеспечил течение обменных Реакций именно в нужном направлении, а не в каком-либо другом. Ускоренное (по сравнению с внешними процессами) отражение внешних процессов в живой материи – вот один из фундаментальных принципов существования живого.

В самом деле, представим себе, что в живом организме установилась единая, общая цепь химических реакций. Ранее реакции вызывались последовательным действием внешних факторов 1–2–3. Если эти факторы разделены значительными интервалами времени, то теперь уже действие только одного первого фактора «1» способно вызвать всю последовательную цепь химических превращений организма.

Так, можно представить себе создание в живом организме условий, при которых скорость химических реакций организма опережала развертывание последовательных, много раз повторяющихся внешних воздействий.

Таким образом, эволюция уже очень рано пошла по универсальному и единственно возможному пути приспособления организма к внешнему миру. Глубокий смысл этого нового свойства первичного организма прежде всего состоит в универсальных и быстрых химических реакциях его. Благодаря их многочисленному повторению, они образуют «дорогу», по которой химические превращения «проносятся» с огромной скоростью. Достаточно подействовать только на комплекс «I», соответствующий первому фактору внешних воздействий «1», как вся цепь химических реакций организма оказывается «взорвавшейся», и процесс возбуждения почти мгновенно пробегает путь от «I» до «III».

Живой организм получил, очевидно, от такой формы реагирования на повторные группы воздействий огромные преимущества. По сути дела, без опережающего развертывания цепей химических реакций трудно представить себе даже существование амебы или усвоение ею пищи.

Вся история развития животного мира сегодня видится как наглядный пример усовершенствования универсальной и самой древней закономерности, которую можно было бы назвать опережающим отражением действительности.

Опережающее отражение действительности, как считает академик Анохин, есть основная форма приспособления живой материи к пространственно-временной структуре неорганического мира, в котором последовательность и повторяемость являются основными временными параметрами. Это опережающее отражение явилось основой процесса приспособления живого к окружающему миру.

Может создаться впечатление, что нет никакого качественного различия во влиянии на живой организм последовательно развивающихся событий внешнего мира. На деле это не так. Каждое такого рода событие имеет свои, специфические жизненно важные последствия для организма. Практически в жизни организма любые последовательности явлений состоят из жизненно важных событий, разделенных интервалами. Интервалы заполнены «индифферентными» воздействиями.

Вспомним ситуацию кормления подопытной собаки. Продолжая рассуждения при помощи схематичных обозначений, предположим, что события «4», «5», «6» безразличны для животного. Пусть это будет, например, «4» – открывание двери в комнату, где находится собака, «5» – появление человека с пищевой чашкой, «6» – движение человека с чашкой по направлению к собаке, «7» – прием собакой пищи из чашки. Если этот порядок действий много раз повторяется, то в нервных клетках мозга собаки не просто устанавливается тесная химическая связь на основе одной лишь последовательности явлений, но еще и благодаря подкрепляющему действию жизненно важного раздражителя «7».

Легко заметить, что при таком соотношении действующих факторов повторяющаяся последовательность отражается не только в реакции «I» на раздражитель «1», а немедленно распространяется на весь комплекс реакций от «I» до «III». Это и есть возбуждение, которое опережает течение внешних событий, развивающихся значительно медленнее. Итак, живая материя стала своеобразным «ускорителем» отраженных в ней внешних событий.

Но из факта опережения неизбежно вытекает, что в ряду последовательно развивающихся событий внешнего мира событие «4», вызывающее к жизни цепь процессов от «IV» до «VII», становится сигналом приближающегося, но еще не совершившегося события «VII». В данном случае сам химический процесс «VII» является «предупредительной реакцией» по отношению к событию «7».

Следовательно, самый факт появления «сигнальности» и «временных связей» может быть признан одной из древнейших закономерностей развития живой материи. Именно в таком смысле сейчас актуально высказывание И. П. Павлова о том, что временные связи есть универсальное явление природы.

Эта закономерность сопутствовала самому происхождению и совершенствованию живой природы. В ходе эволюции она отбиралась в наиболее совершенных своих формах естественным отбором и закреплялась все глубже и глубже в биологических структурах. Следовательно, принцип предвосхищения в процессах организма предстоящих событий внешнего мира может считаться основой для создания и закрепления всех тех структур организма, которые целесообразно приспосабливают его к внешнему миру на основе сигнальности и временных связей.

Едва ли следует удивляться, что эта функция организма, предоставляющая ему широчайшие возможности приспособления и прогресса, стала специализироваться, концентрироваться в нервной системе. Основная роль нервной системы состоит в том, чтобы быстро «сцепить» одновременно и последовательно развивающиеся химические реакции.