Психофизиология человека Кроль В М (стр. 30 из 61)

4. Каковы принципы «молекулярного зондирования»?

5. Опишите этапы синтеза белка на основании генетической информации.

6. Сколько типов нуклеотидов формируют молекулу ДНК?

7. В чем заключается проблема «рамки считывания» в процессе синтеза белка?

8. Каковы функции регуляторных белков?

9. К каким последствиям приводят мутации регуляторных белков? Приведите примеры.

10. Перечислите возможные функции сателлитной ДНК.

11. Что представляет собой понятие «эгоистичной» ДНК?

Глава 5

Инстинктивное поведение

Ключевые понятия: тропизмы и таксисы, атрактанты, феромоны, им-принтинг, элементы гибкости инстинктивного поведения, ограниченность способности к обучению, суеверия и неврозы.

Место инстинкта в спектре поведенческих актов

Итак, базисные механизмы работы нейронных сетей основаны на двух типах функционирования. Первый тип связан с организацией генетически запрограммированных и не изменяющихся связей между нейронами. Эти связи формируются во время эмбрионального и раннего постэмбрионального развития организма и обеспечивают огромное количество «жестко» организованных функций организма. Такая жесткая организация, как мы рассматривали, естественно, подразумевает сложное и многоуровневое управление. Однако важнейшей чертой этого управления является то, что оно может осуществляться только в некоторых заранее и жестко фиксированных пределах.

В поведенческом плане данный тип функционирования реализуется в виде «запаянных» связей, таких, как безусловный рефлекс, когда любое появление определенного стимула (Sj) вызывает соответствующую, точно предсказуемую реакцию Это можно записать в таком виде:

S, => R,

Данную формулу можно рассматривать как символику работы, не подверженной обучению, доучиванию или любому видоизменению.

Второй тип функционирования нейронных сетей связан с формированием ассоциативных связей, основанных на механизмах сенситизации, привыкания и образования условно-рефлекторных ассоциаций. Этот тип работы определяет пластичность поведения, создает основы для различных видов обучения и изменения поведения организма в ходе его приспособляемости к изменениям внешних условий.

Под термином инстинкты обычно подразумевают генетически закрепленные и не поддающиеся изменению в процессе обучения формы поведения животных. Однако при внимательном рассмотрении выясняется, что инстинктивное поведение включает в себя определенные элементы пластичности. Эти элементы в первую очередь связаны с тем, что в генетически заложенной программе инстинктивного поведения «предусмотрены» особо организованные участки, позволяющие так или иначе включать в эти программы новые знания.

Тропизмы и таксисы — элементарные автоматизмы в составе сложного поведения

Приятно изучать красивый объект. Допустим, такой, как божья коровка. Элементы жестко организованного инстинктивного поведения божьей коровки — типичный пример автоматизма. Если посадить коровку на поднятый палец, то она обязательно поднимется на самую верхнюю часть пальца и попытается взлететь. Если повернуть руку пальцем вниз, коровка опять поползет вверх и будет ползти, пока не достигнет высшей точки, и снова попытается взлететь. Такое движение вверх будет повторяться бесконечно, и поразительное упорство божьей коровки невольно наводит на мысль о том, что она стремится к какой-то своей цели.

Наличие у животных целей, стремлений и желаний, находящихся в глубинах их. души, утверждалось еще в научных положениях Аристотеля и некоторых других древнегреческих философов. Сегодня такие предположения воспринимаются как наивные и детские, что в немалой степени связано с наличием элементарного автоматизма в поведении животных. Поведение божьей коровки легко описать в терминах: «движение в направлении к максимальному освещению и (или) в направлении, противоположном силе земного притяжения». Если поведение коровки будет одинаковым при ярком солнечном свете, в сумерках и при направленном свете лампы, то схема автоматизма «улети на небо» окажется еще более простой — связанной только с отрицательным геотропизмом, т. е. движением в направлении, противоположном земному притяжению.

Итак, результатом привлечения внимания исследователей к автоматизмам подобного рода явилось появление в научном лексиконе понятия таксис (часто употребляют также термин тропизм, который обычно используется для описания движения растений). Эти понятия определяют простейшие автоматизмы, включенные в сложное поведение животных. Таксисы (или тропизмы) реализуют врожденные механизмы пространственной ориентации движений животных в приближении к биологически важным агентам внешнего мира (или удаления от таковых в случае отрицательных тропизмов).

Спрашивается: чем отличаются два вида автоматизмов, описываемых понятиями безусловного рефлекса и таксиса? Можно считать, что во многом эти разные термины имеют историческое происхождение. Исследование простых элементов сложного поведения млекопитающих и приматов (собак, кошек, крыс, обезьян) привело к формированию понятия «безусловный рефлекс». Исследование целостного поведения более просто устроенных живых существ привело к появлению понятий «таксис» и «тропизм».

Как было рассмотрено ранее, любой безусловный рефлекс представляет собой врожденный автоматизм, формирующийся по мере созревания нервной системы организма и проявляющийся в соответствии со схемой «стимул — реакция». Типичные случаи безусловно-рефлекторных действий часто являются результатами работы так называемой простой рефлекторной дуги, представляющей собой непосредственную связь нейрона, воспринимающего раздражение, и двигательного нейрона. Именно результатом подобных механизмов являются такие действия, как чихание, сужение зрачков, кашель, сосание и сжимание руки при раздражении рта и ладони у младенцев и т. д.

При описании примеров тропизма нередко используется выражение «тропизмы живых существ». Термин «тропизм» часто применяют при описании автоматизмов поведения растений. Классический пример — ориентация растений в направлении солнца. Поворот стебля и головки цветка к солнцу, отслеживание ими перемещения солнца по небосклону, прекрасное раскрывание лепестков навстречу свету — все эти эффекты носят название гелиотропизмов. Эти случаи представляют собой примеры положительных гелиотропизмов.

Однако в природе существуют и примеры отрицательного гелиотропизма, который свойствен, скажем, листьям растений, живущих в засушливых зонах, например листьям эвкалиптовых деревьев. В -солнечный день эти листья поворачиваются ребром и пропускают солнечные лучи мимо себя так, что найти тень в эвкалиптовой роще является нелегкой задачей. Такие деревья демонстрируют, так сказать, «обратный эффект жалюзи». Другие типы тропизмов также широко распространены в природе. Изгибание и рост корней растений в сторону влажных слоев почвы называют гидротропизмом. Рост корней вниз в направлении от поверхности земли подчиняется законам положительного, а рост стеблей вверх— отрицательного геотропизма. Широко распространены случаи хемо-, термо- и других видов тропизмов.

Наиболее изучены случаи хемотаксиса у бактерий и других одноклеточных микроорганизмов. Способом, демонстрирующим явление хемотаксиса у бактерий, является фотографирование: в результате обычной съемки видно, как облако бактерий собирается в течение нескольких минут у кончика микропипетки, содержащей высокие концентрации питательных веществ, например Сахаров и аминокислот. Такие вещества получили название аттрактанты (от англ. attract — привлекать, быть заманчивым). При подаче через ту же микропипетку вредных репеллентов (от англ. repel — отгонять, отталкивать) облако бактерий так же быстро рассеивается (рис. 5.1).

Хемотаксис заметен в социальном поведении большинства животных, начиная от бабочек и кончая приматами и даже человеком. Женские особи некоторых типов бабочек с помощью аттрактантов привлекают мужские особи, находящиеся на расстоянии в сотни и десятки сотен метров. Важность запахов и основанных на них хемотаксисов у человека не вызывает сомнения по крайней мере с тех пор, как человечество изобрело духи и одеколоны. Вообще химические средства передачи информации, являющиеся основой хемотаксиса, получили специальное название — феромоны. Однако одно дело — сложное поведение человека под воздействием феромонов, когда феромоны служат всего лишь одним из источников информации и не могут с неотвратимостью определять поведение. Другое дело — рассматриваемые в данной главе автоматизмы поведения животных, полностью определяемые механизмами хемотаксиса. Хотя справедливости ради стоит отметить, что даже в сложном многофакторном поведении современного человека элементы хемотаксиса играют определенную роль. По некоторым гипотетическим, возможно, не бесспорным данным, на сексуальное поведение людей существенным образом влияют естественные физиологические феромоны, обмен которыми происходит на бессознательном уровне.

Среди животных положительные и отрицательные таксисы распространены более широко, чем среди растений и микроорганизмов. Некоторые из них хорошо знакомы людям. Например, отрицательный фототаксис свойствен домашним клопам, которые только при наступлении темноты выползают в поисках пищи. Отрицательный фототаксис свойствен также комарам Anopheles — печально известным переносчикам малярии. В этом случае хорошее знание законов фототаксиса имеет важное практическое значение для человека. Дело в том, что у этих вредоносных существ имеется положительный фототаксис на слабый свет. Поэтому днем, при ярком солнце, Anopheles не угрожает человеку, опасность возникает только при наступлении сумерек, а также ночью.