Сознание и функционирующий мозг, как его материальная основа. Эволюционно-материалистическая концепция исследования их соотношения – от возникновения жизни до дивергенции конфигураций человеческой психики

5.2. Возможности нервной системы по формированию и «считыванию» психических отражений

Предварительные выводы и гипотезы (гипотезы №№1, 2; вывод №1)

Академик П. К. Анохин предположил, что отражение на биологическом уровне осуществляется в форме химических реакций: у одноклеточных – в протоплазме, у многоклеточных – в нервной ткани. Как мы уже знаем, отражения в природе могут возникать при любой форме движения материи – механической, физической, химической, биологической, социальной, геологической и т. д. Но для формирования изображений (образов) в отражениях (в неживой природе и технических устройствах) необходимо участие различных волновых процессов (световых, рентгеновских и т.д.). Или в общем виде – для формирования изображений (образов) в отражениях необходимы процессы переноса энергии без переноса вещества. А так как в живой природе существует и такая форма отражений, как психические образы, поэтому приходим к гипотезе №1:

Отражение на биологическом уровне должно осуществляться с таким протеканием химических реакций, которое сопровождается процессами переноса энергии без переноса вещества (гипотеза выдвигается в соответствии с генетическим принципом исследований).

Для объяснения явлений сознания российскими учеными были выдвинуты гипотезы, опирающиеся на восходящую к И. М. Сеченову российскую науку о живом. Согласно их мнению: с одной стороны, конвергенция нано-, био-, информационных технологий неизбежно приводит к распространению квантовых парадигм на неквантовые системы; с другой стороны, прямой перенос квантовых закономерностей на уровень психических процессов, представляется контрпродуктивным [Алакоз и др. 2013].

После появления и развития квантовой химии стало возможным выделить такие физические явления, которые гипотетически могли бы приводить к искомым процессам переноса энергии без переноса вещества (при протекании химических реакций). Среди представлений квантовой химии имеется концепция граничных орбиталей, которая связывает свойства и поведение органических молекул с их граничными электронными уровнями. В этой связи отметим, например, такие явления, как: во-первых, – гибридизация атомных орбиталей в органических молекулах (т.е. смешение валентных (внешних) орбиталей и выравнивание их по форме и энергии); во-вторых, – различные виды делокализации электронной плотности в органической молекуле [Травень 2015]. Гипотетически в этих процессах также могли бы принимать участие солитоны – возникающие в белковых молекулах при некоторых химических реакциях элементарные коллективные возбуждения, перемещающиеся вдоль белковых молекул, перенося энергию. Антисимметричные солитоны исключительно устойчивы и не передают свою энергию непосредственно тепловым колебаниям. В некотором смысле движение таких солитонов напоминает движение электронов в сверхпроводящем состоянии металла. Характер движения солитонов напоминает распространение нервного импульса вдоль волокна, но в отличие от солитонов повторное распространение нервного импульса возможно только после истечения рефрактерного периода [Давыдов 1979].

Обобщая эту информацию, приходим к гипотезе №2:

Распространение нервного импульса – с наибольшей вероятностью этот процесс относится к энергетической части «механизма», генерирующего процессы переноса энергии без переноса вещества, формирующие отражение на биологическом уровне (в том числе, психическое отражение). Психические образы, в этом случае, с большой вероятностью, являются технологическими аналогами мнимых оптических изображений. Существование психических (субъективных) образов с высокой степенью вероятности обусловлено квантовыми эффектами процессов переноса энергии без переноса вещества, формирующих эти отражения.

В этом случае остается «только» выяснить принципы работы «устройств» формирования и «считывания» психических отражений. Но согласуются или противоречат предложенные гипотезы и выводы современным представлениям о возможностях нервной системы? Если исходить из понимания психики как отражения действительности и регулятора поведения и деятельности (общепринятого в советской общей психологии [Чуприкова 2015]), тогда нервная система должна представлять из себя специализированный орган формирования, преобразования, «считывания» и использования отражений. Какими же возможностями для исполнения этих функций она обладает?

По современным данным мозг человека состоит из 1012 нервных клеток, а количество соединений в головном мозге превышает 1014—1015. Имеющая исключительно сложное строение, нервная клетка – это субстрат самых высокоорганизованных физиологических реакций, лежащих в основе способности живых организмов к дифференцированному реагированию на изменения внешней среды. К функциям нервной клетки относят передачу информации об этих изменениях внутри организма и ее запоминание на длительные сроки, создание образа внешнего мира и организацию поведения наиболее целесообразным способом. В нервных клетках различимы тело и отростки (аксоны и дендриты). Согласно классическим представлениям, по аксону (или аксонам) возбуждение распространяется от клетки, по дендритам сигналы от других клеток поступают к нейрону. Дендритное дерево некоторых нейронов чрезвычайно разветвлено, а на дендритах находятся синапсы – структурно и функционально оформленные места контактов одной клетки с другой. Посредством этих контактов нейроны образуют нервные сети различной сложности. Все синапсы состоят из трех основных элементов: пресинаптической и постсинаптической мембран и синаптической щели (пространства между пресинаптическим и постсинаптическим элементами синапса). В соответствии с общепринятой точкой зрения синапс передает информацию только в одном направлении, причем в большей части синапсов синаптическая передача опосредуется при взаимодействии химических сигналов, поступающих из пресинаптической терминали, с постсинаптическими рецепторами. Анализ новых результатов заставляет предполагать, что существенная часть информации передается и ретроградно – от постсинаптического нейрона к пресинаптическим терминалям нерва. Все функции, свойственные нервной системе, связаны с наличием у нервных клеток их основного механизма: генерации под влиянием внешнего воздействия особого сигнального процесса – нервного импульса. Основными свойствами импульса являются незатухающее распространение вдоль клетки, возможность передачи сигнала в необходимом направлении и воздействие с его помощью на другие клетки. Для приведения в действие нервных сетей нервные клетки обладают следующими вспомогательными механизмами: 1) превращение энергии различных внешних воздействий в такой вид энергии, который может включить процесс электрического возбуждения; и 2) преобразование нервного импульса в процесс, который позволяет использовать принесенную этим сигналом информацию для запуска определенных форм клеточной активности. К первому из этих механизмов у рецепторных клеток относятся особые сенсорные структуры мембраны, позволяющие изменять ее ионную проводимость при действии тех или иных внешних факторов (механических, химических, световых). У большинства других нервных клеток – это постсинаптические участки, которые могут изменять ионную проводимость мембраны при взаимодействии с химическими веществами, выделяемыми нервными окончаниями. В 1995 г. были впервые описаны ритмические потенциалы нервной клетки, не связанные с поступлением к ней синаптических влияний – пейсмекерные потенциалы. Это открытие привело к принципиально новому представлению о функциях нейрона – вместо представлений о нем как о сумматоре синаптических потенциалов. Открытие локуса генерации пейсмекерной активности, взаимодействующей с хемовозбудимой и электровозбудимой мембранами, вводит представление о нейроне как устройстве со «встроенным» управляемым генератором, заставляя по-новому взглянуть на организацию многих функций нейрона [Греченко 2014].

Сравнивая эти возможности нервной системы с устройством и функционированием различных технических систем, создающих или формирующих отражения (в форме оптических изображений) (гл. 5), мы вынуждены заключить вывод №1:

Нервные системы обладают всеми необходимыми «механизмами» (причем с огромным избытком) для осуществления технологий формирования любого из известных в технике отражений, в том числе и мнимых голографических изображений. Возможно, эта избыточность «механизмов» нервной системы необходима для осуществления функций преобразования, «считывания» и использования отражений.

5.3. Осуществимость эволюционно-материалистической концепции исследования

«Узкое место» эволюционно-материалистической концепции исследования – все последующие в данной концепции гипотезы и выводы исходят из предположения (на данный момент вынужденно принятого за аксиому), что квантовые (или какие-то другие) эффекты процессов (или процесса) переноса энергии без переноса вещества, которые могут формировать отражение на биологическом уровне (в том числе – психическое отражение), – всё-таки действительно существуют. Если таких процессов в реальности нет (или их не смогут идентифицировать экспериментальными методами), – тогда всё последующее изложение становится напрасным и бессмысленным. Но другого варианта концепции сознания, не имеющей разрыва в объяснении (explanatory gap), в настоящее время нет и, видимо, не может быть в принципе.

Конкретизация генетического принципа исследований при проведении дальнейшего анализа – сделать предметом исследования изменения «отражательных механизмов» живых существ именно при переходах в филогенезе с одного уровня на другой и вскрыть таким образом динамику процессов, и возможность их последующей интеграции в единой концепции. Это исследование ограничивается отсутствием знаний о том, какие конкретно эффекты процессов (или процесса) переноса энергии без переноса вещества могут обуславливать психическое отражение («изображение») на биологическом уровне. С другой стороны, выявленные изменения «отражательных механизмов» при переходах в филогенезе с одного уровня на другой, весьма вероятно, смогут стать «ключом» к экспериментальному устранению этого «узкого места».

6. Эволюция «механизмов» отражения при переходе между формами отражения на биологическом уровне – от раздражимости к психике

Анализ и уточнение исходной информации. Определение вида и степени детализации содержания разрабатываемой информационной основы. Разработка информационной основы

Одним из первых, кто не только поставил вопрос о том, какими материальными средствами организм, а для более сложного организма – его мозг, адекватно отражают внешний объективный мир, но и попытался ответить на него средствами науки, был академик П. К. Анохин. В результате проведенных на эту тему исследований он предложил не только гипотезу о материальных средствах этого отражения, но и несколько критериев, отличающих различные формы отражений на биологическом уровне.

По признанию самого П. К. Анохина, впервые в общефилософском плане вопрос о появлении психики в процессе эволюции он поставил в 1926 г. [Анохин 1978в], но приступил к его практическому решению только в шестидесятые годы. Первоначальной его идеей (опубликованной в 1962 г.) была гипотеза равноценности и одновременности появления в эволюции опережающего отражения и избирательного отношения к внешним факторам [Анохин 1978а]. Следующей его идеей было более глубокое развитие информационного подхода к этой проблеме [Анохин 1978б] и только в 1969 г. он пришел к выводу об особой эволюционной роли избирательного отношения живых организмов к внешним факторам [Анохин 1978в]. В качестве подтверждения этой идеи последовало в 1970 г. издание отдельной брошюры на эту же тему, но в более подробном виде [Анохин 1970]. Настолько длительный подход к этой проблеме, а затем многолетнее ее решение, показывают, насколько сложен сам по себе этот вопрос.

6.1. Избирательное отношение к внешним факторам

При решении проблемы появления психики П. К. Анохин пришел к выводу о том, что принципиально уже примитивные организмы, имея элементарную раздражимость, очень хорошо справлялись с функцией сигнальности (опережающим отражением явлений внешнего мира). И если бы живой организм эволюционировал только с этим свойством своей организации – сигнальностью, «предупредительным поведением», то можно теоретически представить, что такое поведение могло бы быть развито и без участия психического [Анохин 1978в, С. 351—352].

Он приходит к выводу, что таким «движущим фактором» для появления и развития первичных ощущений был критерий «вредности» или «полезности» данного воздействия на организм в смысле сохранения или разрушения жизни. Первичные ощущения и их дальнейшее развитие в форме субъективных ощущений и, наконец, их психических коррелятов, несомненно, развились под давлением именно этой жизненной необходимости, и потому они обусловили значительный качественный скачок в прогрессивном развитии приспособительных возможностей организмов. В этом свойстве ощущения они приобрели мощное орудие почти моментального и глобального «опознания» жизненного значения данного воздействия на организм. Психика дала возможность организму классифицировать все факторы внешнего мира на две биологически важнейшие категории – отрицательные и положительные, и, в соответствии с этой классификацией приводить к высшей интеграции всех частей организма на одном фокусе – ощущении [Анохин 1978в, С. 355—356].

6.2. Биологически нейтральные факторы среды

Другое направление решения проблемы психического избрал А. Н. Леонтьев. Он предложил рассматривать вопрос о возникновении психики в ее конкретной форме как вопрос о возникновении «способности ощущения», или, собственно чувствительности. И исследование проводить, отвечая на конкретный вопрос: что может служить объективным критерием чувствительности, что может указать стороннему наблюдателю или экспериментатору на наличие или отсутствие способности ощущения у данного животного по отношению к тому или иному воздействию [Леонтьев 1983б, С. 143—147]?

Согласно гипотезе А. Н. Леонтьева: объективным критерием чувствительности, который может указать стороннему наблюдателю или экспериментатору на наличие или отсутствие способности ощущения (психики) у данного животного по отношению к тому или иному воздействию являются такие процессы живых организмов, которые вызываются сигнальными (биологически нейтральными для данного организма) воздействиями, но при этом опосредствующими их отношения к биологически значимым воздействиям, способным самим по себе определить (положительно или отрицательно) процесс поддержания их жизни [Леонтьев 1983б].

6.3. Предварительные выводы и гипотезы

(гипотеза №3)

Обе эти гипотезы (П. К. Анохина и А. Н. Леонтьева) основаны на предположении о качественном усложнении отражательного «механизма» при эволюционном переходе от раздражимости к психике, поэтому из совокупности этих идей следует

гипотеза №3:

Для осуществления процессов раздражимости достаточно отражения окружающей организм действительности только за счет энергетических характеристик сигналов в процессах переноса энергии без переноса вещества (во внутренней среде организмов). Переход от раздражимости к психическому уровню отражений обусловлен таким развитием «механизма» биологического отражения, при котором отражающие действительность процессы переноса энергии перестраиваются таким образом, что ими начинают формироваться изображения отраженной действительности – психические образы. По своему технологическому происхождению психические образы с большой долей вероятности в какой-то степени соответствуют мнимым голографическим изображениям.

Чтобы понять, какая из гипотез (П. К. Анохина или А. Н. Леонтьева) точнее соответствует действительности, проводим более глубокий анализ уже на основании данной гипотезы.

7. Концепция Леонтьева—Фабри

Классификация объектов исследования

Одну из концепций развития психического отражения по стадиям и уровням, начиная от простейших животных и кончая человеком, предложил А. Н. Леонтьев [Леонтьев 1983б]. Позднее она была доработана и уточнена К. Э. Фабри [Фабри 2003] на основе новейших на то время зоопсихологических данных, поэтому получила название концепции Леонтьева—Фабри. Согласно этой концепции, вся история развития психики и поведения животных делится на ряд стадий и уровней. Выделяются две стадии: элементарной сенсорной психики и перцептивной психики. Стадия элементарной сенсорной психики включает в себя два уровня: низший и высший, а стадия перцептивной психики – три уровня: низший, высший и наивысший. Каждая из стадий и соответствующие ей уровни характеризуются определенным сочетанием двигательной активности и форм психического отражения, причем в процессе эволюционного развития то и другое взаимодействуют друг с другом. Совершенствование движений ведет к улучшению приспособительной деятельности организма, что, в свою очередь способствует развитию нервной системы, расширению ее возможностей, создает условия для развития новых видов деятельности. То и другое опосредуется совершенствованием психики [Немов 2001].

Дальнейший анализ эволюции «механизмов» отражения на биологическом уровне проводится согласно классификации развития психического отражения по стадиям и уровням, начиная от простейших животных и кончая человеком, разработанной А. Н. Леонтьевым и К. Э. Фабри.

8. Эволюция «механизмов» отражения при переходе между уровнями элементарной сенсорной психики

Анализ и уточнение исходной информации. Анализ объектов исследования. Разработка информационной основы

Согласно концепции Леонтьева—Фабри развитие психики и поведения животных в филогенезе происходило не постепенно, плавно, а резкими «скачками», в соответствии с которыми и установлены их стадии и уровни. Основной задачей нашего дальнейшего исследования является установление тех изменений в «механизмах» психики, которые привели к этим «скачкообразным» изменениям. Задача усложняется тем, что «механизмы» психики, в которых эти изменения произошли, в этом исследовании также еще предстоит выявить.

На низшем уровне элементарной сенсорной психики находится довольно большая группа эукариотических организмов; среди них встречаются и такие, которые стоят еще на грани животного и растительного мира (жгутиковые), а с другой стороны, и сравнительно сложно устроенные одноклеточные и многоклеточные. К наиболее типичным представителям этой группы относятся простейшие, но также часть низших многоклеточных беспозвоночных: губки, которые во многом еще напоминают колониальные формы одноклеточных (жгутиковых), большинство кишечнополостных и низшие черви. Даже низший уровень психического отражения не является низшим уровнем отражения вообще, существующего в живой природе, например, растениям присуще допсихическое отражение, при котором имеют место лишь процессы раздражимости. Элементы такого допсихического отражения встречаются и у простейших [Фабри 2003].

Высшего уровня элементарной сенсорной психики достигло большое число многоклеточных беспозвоночных. Типичными представителями этой группы являются кольчатые черви, у которых в полной мере выражены признаки поведения, характерные для высшего уровня элементарной сенсорной психики. К кольчатым червям относятся живущие в морях многощетинковые черви (полихеты), малощетинковые черви (наиболее известный представитель – дождевой червь) и пиявки.

Смешанными признаками низшего и высшего уровней элементарной сенсорной психики обладают одноклеточные инфузории и близкие к кольчатым червям коловратки, которые также обладают, как и те, билатеральной нервной системой и мозгом, а также специализированными сенсорными и моторными нервами. Однако, мало отличаясь от инфузории размером, внешним видом и образом жизни, коловратки очень напоминают последних также поведением и не обнаруживают более высоких психических способностей, чем инфузории [Фабри 2003].

8.1. Отличия психического отражения на низшем и высшем уровнях элементарной сенсорной психики

В Приложении Б представлены отличительные признаки животных, находящихся на низшем уровне элементарной сенсорной психики. В Приложении В – находящихся на высшем уровне элементарной сенсорной психики.

Психическое отражение выполняет на низшем уровне элементарной сенсорной психики в основном сторожевую функцию и отличается поэтому характерной «однобокостью»: сопутствующие биологически не значимые свойства компонентов среды дистантно ощущаются простейшими как сигналы появления таких компонентов лишь в том случае, если эти компоненты являются для животных вредными. Пластичность поведения простейших представлена наиболее примитивной формой – привыканием [Фабри 2003].

Зарождение и эволюция нервной системы обусловлены необходимостью координации разнокачественных функциональных единиц многоклеточного организма, согласования процессов, происходящих в разных частях его при взаимодействии с внешней средой, обеспечения деятельности сложно устроенного организма как единой целостной системы. Огромное значение имеет в этом отношении и процесс цефализапии, т.е. обособления головного конца организма и сопряженного с ним появления головного мозга. Поведение низших беспозвоночных характеризуется малой пластичностью, консервативностью. Господствуют врожденные стереотипы («врожденные программы поведения»). Индивидуальный опыт, научение, играет в жизни этих животных еще небольшую роль. У всех кольчатых червей встречается наиболее простая форма научения – привыкание. Ассоциативные связи формируются у них с трудом и лишь в ограниченных пределах. Результаты научения сохраняются недолго. Если у плоских червей можно говорить лишь о примитивных неустойчивых условных рефлексах, то у многощетинковых червей обнаруживаются уже стабильные самовосстанавливающиеся после угасания условные рефлексы. Поведение животных на высшей стадии элементарной сенсорной психики слагается из движений, ориентированных лишь по отдельным свойствам предметов и явлений (или их сочетаниям); причем это те свойства (сигнальные), которые, оповещают о появлении жизненно важных условий среды, от которых зависит осуществление основных биологических функций животных. В поведении кольчатых червей еще преобладает избегание неблагоприятных внешних условий, как это имеет место у простейших. Но все же активный поиск положительных раздражителей занимает в их поведении уже заметное место, и это весьма характерно для высшего уровня элементарной сенсорной психики. У высших представителей рассматриваемой группы беспозвоночных впервые появляются зачатки конструктивной деятельности, агрессивного поведения, общения [Фабри 2003].

8.2. Предварительные выводы и гипотезы

(вывод №2)

В соответствии с генетическим принципом и принципом понимания психики и сознания как регулятора поведения и деятельности, информация об эволюционных изменениях, происходящих при переходах между уровнями психики (в филогенезе), позволяет провести более глубокий анализ того, какая из гипотез (П. К. Анохина или А. Н. Леонтьева) точнее соответствует действительности, – какой же все-таки параметр внешнего мира и какое свойство самой живой организации исторически стали толчком к проявлению первых проблесков ощущения, и в какой форме впервые появилось психическое?

По критерию «вредности» или «полезности» воздействий на организм (в смысле сохранения или разрушения жизни), живые организмы хоть и примитивно, но научились различать их уже на уровне раздражимости – например, отрицательный тигмотаксис (избегание соприкосновения) возникает в ответ на сильное тактильное раздражение (соприкосновение с твердой поверхностью объекта); положительный тигмотаксис (стремление к максимальному соприкосновению) – при слабой тактильной стимуляции (соприкосновении с мягкой поверхностью) – т.е. положительный или отрицательный характер реакции (таксисов) зависит от интенсивности раздражений различных модальностей (см. Приложение Б). А отражение предметной действительности эволюционно зарождается только как одно из проявлений психического отражения, поэтому переход от неоформленных к вещно оформленным источникам жизни такой причиной также быть не может.

Такой насущной проблемой могли стать последствия фобической реакции (реакции испуга) простейших на биологически незначимые воздействия, которую, по мере эволюционного развития могло вызывать все больше факторов, доводя до перерасхода энергетических ресурсов и «истощения» живого организма в незначимых для него ситуациях. Последовательность развития в филогенезе реакций привыкания (к биологически незначимым воздействиям, врожденные реакции на которые производятся как на вредные факторы) и дистантного (действующего на расстоянии) распознавания преимущественно отрицательных компонентов среды (см. Приложения Б, В), – подтверждают эту версию.