Борис Сергеев - От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать

• Название: От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать
• Автор: Борис Сергеев
• Издательство: Детская литература
• Жанр: Биология
• Год: 1988
• ISBN: 5-08-000081-3

Изучение человеческого мозга — одной из глубочайших загадок природы — путь к научному познанию человека. Пытаясь проникнуть в тайны «второй Вселенной», как называют мозг, ученые исследуют психические функции животных от простейших организмов до приматов — ближайших «родственников» людей. В книге рассказывается о работе русских и советских биологов и зоопсихологов в этой области.

---

И муравьи, и рыбы способны учиться, умеют замечать закономерности окружающего мира. Их обучение, знакомство с различными явлениями природы протекает путем образования простых условных рефлексов. Для них это единственный способ познать мир. Все накопленные знания хранятся в их мозгу в виде зрительных, звуковых, обонятельных и вкусовых образов, то есть как бы дубликатов (или копий) тех впечатлений, которые сложились в момент восприятия соответствующих раздражителей. Загорелся над аквариумом свет — и оживил в мозгу животного образ бусинки, образ собственных двигательных реакций, образ червяка. Повинуясь этой цепочке образов, рыбка подплывает к бусинке, хватает ее и ждет положенного вознаграждения. Особенность знаний, приобретаемых животными благодаря образованию простых условных рефлексов, состоит в том, что они могут заметить лишь те закономерности окружающего мира, которые имеют для них непосредственное значение. Пескарь, безусловно, запомнит, что вслед за вспышкой света при определенных условиях может появиться вкусная пища, а вслед за звучанием звонка почувствуешь боль, если немедленно не уберешься в другое помещение. Для моих домашних рыбок совершенно безразлично, в чем я бываю одет, когда подхожу к их аквариуму, так как это не связано с какими-то особыми выгодами или с неприятностями, и они не обращают внимания на мою одежду. А вот моя собака мгновенно оживляется, как только я подхожу к вешалке и беру пальто. Она давно заметила, что в пальто я выхожу на улицу, и каждый раз надеется, что ее возьмут на прогулку. Условные рефлексы легко образуются и долго сохраняются, даже если их не тренируют, но так же легко могут быть уничтожены, разрушены. И это не дефект, а большое достоинство условных рефлексов. Благодаря тому, что существует возможность вносить изменения в выработанные рефлексы и даже их уничтожать, знания, полученные животным, все время уточняются, совершенствуются. Перестали экспериментаторы вслед за вспышкой света бросать в аквариум червяков, смотришь, через несколько дней карась перестал хватать бусинку. Реакция стала бесполезной, за нее перестали давать вознаграждение, и условный рефлекс, как говорят ученые, угас. Перестали пескарю давать червяка, когда он дергает за бусинку, висящую против круга, и условный рефлекс вскоре угаснет. Стали давать корм, когда он хватает бусинку, висящую против квадрата, и у рыбки вырабатывается новый условный рефлекс. С раннего детства и до самой старости у животного могут образовываться все новые и новые условные рефлексы, а ставшие ненужными угашаются. Благодаря этому все время накапливаются знания, уточняются и шлифуются. Они очень нужны животным, помогая находить пищу, спасаться от врагов, — в общем, выжить.

Актеры и зрители

Когда землю пригреет весеннее солнышко, а на карнизах наших городских домов повиснут сосульки, у многих животных начинается страдная пора, они спешат обзавестись потомством. К общему оживлению присоединяются и некоторые рыбы, почувствовав в глубине своих водоемов приближение теплого времени года. Азовские судаки откладывают икру в мелководных, хорошо прогреваемых солнцем Кубанских лиманах. Ранним весенним утром на родном нерестилище, где они сами когда-то выклюнулись из икринки, появляются стаи самцов. Всю дорогу рыбы держались сплоченно, плыли одной дружной стаей, а здесь, в лимане, теряют интерес друг к другу. Прошел час-полтора, и стая распалась. Каждый судак облюбовал себе местечко на дне, расчистил его от всякого мусора и построил на подготовленной стройплощадке гнездо из корней подводных растений. Среди рыб немало весьма заботливых родителей. Может пройти несколько дней, прежде чем на нерестилище появятся самки. Женская половина судаков более легкомысленна и пренебрегает своими родительскими обязанностями. Заботы о потомстве они не проявляют, отложат икру в подготовленные самцами гнезда — и как ни в чем не бывало отправляются гулять обратно в море. Охранять икру остаются отцы, но когда из нее вылупятся судачата, самцы тоже покидают гнезда, не уделив малькам никакого внимания. И если в отличие от крокодилов не пообедают своими же отпрысками, то вовсе не из каких-то этических соображений, а только потому, что уж очень мелки. С такой мелюзгой не стоит и связываться. Все рыбы так или иначе заботятся о своей икре. Они никогда не начнут икрометания, пока не подыщут удобного для нерестилища места. Многие, как и судаки, строят гнезда и остаются их стеречь, охраняя от хищников, иногда обмахивают плавниками, усиливая движение воды и помогая доставке кислорода. У рыб чаще всего этим занимаются самцы. Самки все ресурсы своего тела вкладывают в создание икры и после нереста больше самцов нуждаются в отдыхе и хорошем питании. На этом у большинства рыб кончается забота о потомстве. Лишь немногие из них занимаются воспитанием мальков. Вот почему у рыб нет обязательных программ обучения, которые непременно должны пройти все без исключения молодые животные: дети вместе с родителями обычно не живут, им негде проходить курс обучения. Среди рыб много любителей жить компаниями. Иногда это бывают маленькие группки, всего из трех — пяти рыб, но бывают и колоссальные стаи, которые растягиваются в море на десятки километров. Число членов такой стаи огромно. Живя компаниями, рыбам выгодно учиться друг у друга, и они, действительно, умеют присматриваться к своим товарищам. Благодаря тому, что у рыб возник совершенно новый способ образования условных рефлексов — выработка их путем подражания, — они имеют возможность обмениваться опытом. Обычно образование условных рефлексов осуществляется при одном непременном условии: на животное должны действовать последовательно два раздражителя — условный и безусловный. Условным может стать любой раздражитель, лишь бы он отчетливо воспринимался животным, а безусловный должен вызывать какой-нибудь рефлекс. Поэтому в качестве безусловного чаще всего используют пищу или болевое воздействие. Во время выработки подражательных условных рефлексов безусловный раздражитель может на животное непосредственно не действовать. Ему не дают пищу, ему не доставляют неприятности, не раздражают электрическим током, вообще не причиняют боли. Передача опыта с помощью образования подражательных условных рефлексов широко используется в рыбьих стаях. Насколько она эффективна, удалось убедиться в лаборатории. Аквариум с рыбками разделили прозрачным стеклом на две части. В одну половину опустили на отдельных ниточках три бусинки и стали обучать оставшихся там рыб дергать за ту, против которой помещали нарисованный желтый квадратик, и не дотрагиваться до тех, около которых находились другие картинки. За правильное поведение их поощряли пищей. После того как обучение закончилось и рыбки успешно «сдали экзамен», их удалили из аквариума и, вынув разделительное стекло, устроили «контрольную работу» для рыб-зрителей, находившихся во время обучения за прозрачной перегородкой. И хотя вторая партия рыб ничему специально не обучалась и присутствовала во время эксперимента лишь в качестве простых наблюдателей, ее члены обнаружили умение выполнить поставленную задачу и получили вполне приличные оценки. Возможность образования подражательных условных рефлексов имеет для стайных животных и, конечно, для рыб огромное значение. Рыбы начинают обмен опытом с самого раннего детства. Если лишить их этой возможности, может возникнуть трагическая ситуация. Трагическая не только для самих рыб, но и для людей. Те рыбешки, которым в детстве не приходилось серьезно учиться, не умеют толком спасаться от врагов и, случается, массами гибнут, а мы ведь заинтересованы, чтобы реки и озера кишели рыбой. Многие рыбы, которых для нашего стола вылавливают в реках, озерах и даже в морях, вылупляются из икринок не на природных нерестилищах, а на рыбозаводах. Только так в наши дни удается добиться, чтобы рыбьи запасы не скудели. В нашей стране функционируют десятки рыборазводных заводов. На них в специальные инкубаторы закладывается икра ценных пород рыб. Здесь на заводе из нее вылупляются личинки. Рыбьим малькам дают возможность подрасти, окрепнуть, иногда даже возмужать, а затем выпускают их в природные водоемы, где рыба растет на естественных кормах и без дополнительных затрат набирает нужный вес. Остается ее выловить и отправить в магазин. Значение рыбозаводов заключается в том, что в природе огромное количество икры погибает, а рыбоводы выводят во много раз больше личинок, чем их выклюнулось бы в озере. Одно плохо — рыбьи мальки, проведя раннее детство в «тепличных» условиях, не получают никакого образования. Попав в природный водоем, никто из них толком не знает, кого им надо бояться. Никто не может подать своим товарищам надлежащий пример. И вообще мальки из рыбьего инкубатора бояться никого не умеют. Малыши учатся узнавать опасных животных, когда видят других рыб в зубах хищника и ощущают запах их крови. Позднее обучение проходит медленно и дорого обходится рыбам. Подражательными условными рефлексами первыми начали пользоваться рыбы. Новшество оказалось столь удачным, что их взяли на вооружение все животные, в том числе самые развитые и умные. Маленькую обезьянку мать, кроме молока, специально ничем не кормит. Малышу предстоит самому узнать, что в лесу для обезьян является съедобным. Обезьяньи малыши, как и маленькие дети, все тянут в рот. Так они узнают, что вкусно. Малыши далеко от матерей не отходят и внимательно следят за тем, что едят старшие. Иногда отнимают у своих мам кусочки пищи чуть ли не изо рта или рвут плоды с одной ветки. Пока они еще малы, им такая фамильярность легко прощается. У других членов стаи, а тем более у вожака, брать пищу не полагается, но поглядывать на то, что едят умные старые обезьяны, полезно. Если малыш увидит в руках у вожака какой-то новый плод, он его постарается получше запомнить, хотя хозяин стаи даже понюхать лакомство, конечно, не разрешит. Однако совершенно ясно, что столь мудрый и всеми уважаемый член обезьяньего коллектива что попало есть не станет. Поэтому молодая обезьянка даже много месяцев спустя, натолкнувшись на заветный плод, использует все свое умение, чтобы его добыть. Одного урока у вожака достаточно, чтобы все малыши обезьяньего стада могли воспользоваться опытом взрослых. Молодые животные пользуются подражанием в первую очередь для того, чтобы узнать, кого следует бояться и что полагается есть. У слонов принято в знак дружеского расположения совать хобот друг другу в рот. Маленькие слонята так выражают свои чувства взрослым членам стаи, а заодно узнают, чем лакомятся старшие. Начиная с высших насекомых и рыб, животные становятся достаточно прилежными учениками. Ученым понятно, с чем связаны их способности к обучению. У всех позвоночных животных есть головной мозг, и даже у рыб он устроен сложнее, чем у миноги. Понятен и способ, которым они приобретают знания. Низшие животные до всего доходят сами. У них не бывает учителей. Их никто и ничему специально не учит. Подавляющее большинство условных рефлексов, то есть основную сумму знаний об окружающем мире, низшие животные приобретают в результате непосредственного и самостоятельного контакта со средой, в крайнем случае путем подражания.