Тесная взаимосвязь нейрохимических механизмов обеспечивает тонкую регуляцию кооперативных эффектов. Известно множество синергетических эффектов, в основе которых лежат механизмы регуляции синтеза, секреции и инактивации химических посредников. Известно например, что выделяющиеся из нервных окончаний нейропептиды изменяют чувствительность постсинаптической мембраны к другим химическим посылкам. Путем такой кооперации повышается эффективность синаптической передачи.
Хорошо известная зависимость процесса самоорганизации от состояния самоорганизующихся элементов, позволяет по-новому подойти к пониманию ряда весьма своеобразных феноменов в деятельности мозга, привлекающих большое внимание исследователей и пока во многом остающихся не вполне понятными. Речь идет, прежде всего, о так называемом феномене «транспорта памяти». Суть этого феномена заключается в том, что информация, приобретенная мозгом при обучении или характеризующая некоторые формы патологии, с помощью извлеченных из мозга химических субстратов может быть передана «необученному» мозгу. Такой «транспорт памяти» одно время рассматривался как убедительный аргумент в пользу представления о кодировании приобретаемой информации в химических субстратах как основном механизме памяти. Число сторонников такой трактовки главным образом в свете новых точных фактических данных и ряд теоретических соображений значительно уменьшилось. Но сам феномен «транспорта памяти» в той или иной форме оказался воспроизводимым, что, естественно, побуждает искать ответа на вопрос о его природе. В свете идей самоорганизации ответ может состоять в следующем. В ходе обучения изменяются свойства нервных элементов, участвующих в этом процессе. Изменяются, естественно, и их химические свойства. В результате этих перестроек в обучающемся мозге могут возникать химические факторы, отражающие не содержание приобретаемой информации, т.е. память в собственном смысле, а состояние нервных элементов. Находящиеся в определенном состоянии элементы самоорганизуются определенным образом, формируя соответствующую динамическую структуру. Очевидно, что если такие же свойства придать нервным клеткам мозга животного-реципиента, то в нем путем самоорганизации может возникнуть многонейронная система, в каких-то пределах подобная система, возникшей в мозге обучающегося животного-донора. Таким образом, «транспорт памяти» в действительности - это транспорт содержащихся в транспортируемом субстрате информации о состоянии нервных элементов мозга донора. Разумеется, это предположение нуждается во всесторонней экспериментальной проверке. Тем не менее, такой подход вполне правомерен. Он может служить иллюстрацией высказанного выше положения о том, что идеи синергетики намечают и новые подходы к изучению деятельности мозга. В пользу правомерности именно такого подхода может свидетельствовать и другой интересный феномен, получивший название «диссоциированного обучения». Суть этого феномена состоит в том, что мозг обученный в одном состоянии (например, на фоне введения какого-нибудь фармакологического препарата) «забывает» о приобретенной информации при тестировании в ином или нормальном состоянии. Стоит вернуть мозг в то состояние, в котором он обучался, как полностью воспроизводится приобретенная информация. Очевидно, и здесь определенную роль могут играть явления самоорганизации, обусловленные состоянием нервных элементов.
Одной из интенсивно исследуемых в последние годы форм взаимодействия мозговых образований является межполушарное взаимодействие. К настоящему времени твердо установлена функциональная специализация мозговых полушарий у человека и животных. Полноценная, эффективная работа целого мозга основана на тесном взаимодействии полушарий мозга, каждое из которых вносит свой вклад в решение общемозговых задач. Роль взаимного влияния полушарий четко обнаруживается при рассечении межполушарных связей («расщепленный мозг»). Целенаправленное изучение специфики функционирования и взаимодействия полушарий мозга при осуществлении им интегративной деятельности связано с именем выдающегося нейрофизиолога Р.Сперри. Впоследствии в разработку этой масштабной и принципиальной проблемы включилось множество исследователей и в настоящее время это направление представлено множеством работ, позволивших внести много нового в понимание механизмов межполушарного синтеза. Показано, что межполушарное взаимодействие реализуется не только на уровне целых полушарий, но и на уровне отдельных микросистем нейронов, образующихся в разных полушариях и структурно связанных друг с другом. Это создает предпосылки не тотального, а избирательного взаимодействия между полушариями. Эти взаимодействия, по-видимому, включают и такие изменения свойств контрлатерального полушария, которые облегчают кооперацию полушарий и превращение их в единую высокоэффективную систему.
Формирование «порядка из хаоса» путем образования динамических структур может иметь прямое отношение к механизмам памяти. Существует несколько форм или этапов памяти, главными из которых являются кратковременная память и долговременная память. Кратковременная память обычно характеризуется как динамическая, лабильная, а долговременная, как стабильная, закрепившая в себе информацию, полученную из кратковременной памяти. Можно допустить, что на динамическом этапе (кратковременная память) возникают динамические структуры, архитектура которых определяется комплексом внешних и внутренних факторов. Динамическая структура - это процесс, поддерживаемый соответствующими внешними и внутренними факторами. Однако процесс этот затухающий, благодаря чему информация удерживается в кратковременной памяти ограниченное время. В случае достаточной значимости воспринятой информации, содержащейся в динамической структуре, она (информация) каким-то образом передается в долговременную память, где может храниться в течение всей жизни особи. Можно думать, что под влиянием определенных внешних воздействий инициируются процессы самоорганизации, продолжающиеся после окончания действий раздражителей и приводящие к формированию динамической структуры, основы кратковременной памяти. Определенная длительность существования этой динамической структуры необходима и достаточна для оценки значимости воспринятой информации и перевода ее в долговременную память. Интересно, что извлечение информации из хранилищ долговременной памяти связано с переводом соответствующей энграммы в динамическую форму. Это означает, что как ввод информации в мозг, так и ее извлечение (воспроизведение) осуществляется на основе нейродинамических процессов, в которых, возможно, участвует индуцированная самоорганизация. Хорошо известно, что память, как и любая сложная функция, носит системный характер, так что есть все основания говорить о временной и структурно-функциональной организации памяти.
Не входя в детальное рассмотрение различных аспектов системной организации памяти, важно подчеркнуть, что ее структурно-функциональная организация включает, как уже отмечалось, жесткие и гибкие звенья. Обучение животных, а, возможно, и человека, не есть каждый раз формирование абсолютно новой энграммы, построенной целиком из «гибких» звеньев. Исследование нейроморфологических основ памяти позволило выявить ряд структурных систем, включающихся в формирование различных знграмм. Эти предсуществующие, генетически детерминированные морфологические системы представляют собой жесткие звенья энграмм. Обучение складывается из двух классов процессов - активации соответствующих предшествующих морфологических систем и их достраивания за счет «гибких» звеньев. При всей автономности такого достраивания, в основе которого лежит самоорганизация гибких звеньев, интегрирующихся с жесткими, такая самоорганизация непременно несет на себе печать канализации. В конечном итоге - это направляемая, детерминированная самоорганизация, самым главным, принципиальным моментом которой является вырожденность. Мы ниже вернемся к этой глубокой идее Эделмена, но говоря о принципах формирования энграмм необходимо еще раз со всей настоятельностью подчеркнуть значение принципа вырожденности, благодаря которому одна и та же информация может быть «декодирована» разными путами.
В свое время А.А.Ухтомский указывал, что организм, выработавший определенный новый условный рефлекс, есть во многом новый организм. В связи с этим, естественно, возникает вопрос. Вернется ли к прежнему состоянию этот организм, утратив новый рефлекс. Ответ на этот вопрос в самой общей форме вытекает из положения о том, что приобретение нового условного рефлекса - не просто добавка еще одной энграммы к ранее заготовленному фонду, но и перестройка всего этого фонда. Но это означает, что возврат к прежнему состоянию при гипотетической утрате нового рефлекса (новой энграммы) практически невозможен, как впрочем, невозможна и утрата новой энграммы по той простой причине, что эта новая энграмма «включилась» в фонд ранее приобретенных энграмм, вступив с ними в определенную связь и в той или иной степени реорганизуя их. В этой связи возникает проблема необратимости в деятельности мозга. При рассмотрении этой проблемы целесообразно напомнить об общебиологической закономерности необратимости эволюции.