Объективное изучение высшей нервной деятельности животных

[38]

Второй раз я имею высокую честь и глубокое удовлетворение принимать участие в торжестве открытия деятельности чрезвычайных русских обществ, народившихся здесь, в Москве, и свидетельствующих о том, как высоко и активно оценивается московским обществом могучее влияние науки на жизнь. Я говорю о Леденцовском обществе и Обществе научного института. На сегодняшнем знаменательном празднике русской науки я позволю себе занять ваше внимание работой русских сил в одной из интереснейших глав современного естествознания. Темой моего сообщения послужит объективное изучение высшей нервной деятельности животных. Возбудителем и вдохновителем современного сравнительного изучения высших проявлений жизни животных по всей справедливости надо считать Чарльза Дарвина, который, как это известно всякому образованному человеку, во второй половине прошлого столетия своей гениальной иллюстрацией идеи развития оплодотворил всю умственную работу человечества и в особенности биологический отдел естествознания. Гипотеза происхождения человека от животных, естественно, придала захватывающий интерес изучению высших проявлений жизни животных.

Ответ на вопрос, как наиболее полезно вести это изучение, и само изучение стали задачей последарвиновского периода.

Начиная с восьмидесятых годов прошлого столетия начали появляться все чаще и чаще исследования о внешних реакциях животных – в виде их движений – на влияние окружающего мира; по американской терминологии – исследования о поведении животных. Прежде всего внимание исследователей обратилось к низшим животным. Здесь рядом с чисто физико-химическим истолкованием внешних реакций животного в виде учения о тропизмах и таксисах были попытки как психологического понимания явлений (редко), так и объективного, реалистического описания и систематизирования фактов из поведения животных. Эти исследования все ширились и захватывали все большее и большее число животных со всех ступеней зоологической лестницы. Львиная доля этих исследований приходится сейчас на молодую резиденцию науки – Северную Америку. Но в этих американских исследованиях поведения высших животных до сих пор остается, по моему убеждению, один видный промах, который тормозит успех дела, но рано или поздно будет устранен, – это пользование при объективном, в сущности, исследовании поведения животных психологическими понятиями и классификацией. Отсюда происходит, часто случайностью, условность их сложных методических приемов и всегда отрывочность, бессистемность их материала, остающегося без планомерного фундамента. Двенадцать лет тому назад я со своими сотрудниками, которым шлю отсюда мой дружеский и благодарный привет, решил изучать высшую нервную деятельность собаки, т. е. все ее сложнейшие отношения к внешнему миру, строго объективно, совершенно исключая при анализе нашего материала психологические понятия. Уже два раза я имел случай здесь, в Москве, говорить по поводу этих исследований: раз – мотивируя вообще такой образ научного действия, в другой раз – в связи с вопросом о необходимости особых лабораторий для таких исследований. Сегодняшнее сообщение будет – пусть весьма беглым, но вместе и полным – обзором всего нами сделанного: я перечислю главные наши факты, покажу, к какой систематизации уже в настоящее время они способны и какие намечаются обобщения на основе нашего материала. Определенные, постоянные и врожденные реакции высшего животного на определенные воздействия внешнего мира, реакции, осуществляющиеся при посредстве нервной системы, давно стали предметом строгого естественнонаучного исследования и получили в физиологии название рефлексов. Мы придали этим рефлексам прилагательное «безусловные». По-видимому, бесконечно сложные, как бы хаотические, постоянно вновь образующиеся за время индивидуального существования и затем снова исчезающие, находящиеся в беспрестанных колебаниях, реакции высшего животного на бесчисленные и вечно движущиеся влияния окружающего мира – короче, то, что обыкновенно называется психической деятельностью, мы также признали рефлексами, т. е. тоже закономерными ответами на внешний мир, только определяемыми в их существовании огромным количеством условий, почему и сочли вполне соответственным назвать их условными рефлексами.

Бесчисленные и возможно дробные мелкие явления внешнего мира делаются возбудителями той или другой деятельности животного организма при одном основном условии. Если их действие совпадает во времени один или несколько раз с действием других внешних агентов, уже вызывающих ту или другую деятельность организма, то и эти новые агенты начинают вызывать ее же. Пища – основная связь животного организма с окружающей природой – своим запахом, видом, механическим и химическим действием на поверхность рта вызывает пищевую реакцию организма: приближение к ней животного, введение ее в рот, изливание на нее слюны и т. д. Если с действием пищи на животное совпадает во времени несколько раз действие каких-нибудь индифферентных агентов, то и все они также будут вызывать ту же пищевую реакцию. То же касается и других деятельностей организма: защитительной, воспроизводительной и других. Эти деятельности наступают под влиянием как постоянных их возбудителей, так и временных. Таким образом, временные возбудители являются как бы сигналами, заместителями постоянных возбудителей, чрезвычайно усложняя и утончая отношение животного к окружающему миру. Но, как ясно прямо, организм должен при этом обладать механизмами, разлагающими сложности внешнего мира на отдельные элементы. И он их имеет. Это то, что называется обыкновенно органами чувств и что при объективном анализе жизни вполне соответствует естественнонаучному термину – анализатор.

Работа механизма-образователя временных связей, т. е. условные рефлексы, и наиболее тонкая работа анализаторов составляют основу высшей нервной деятельности, место которой есть большие полушария головного мозга, тогда как безусловные рефлексы и более грубый анализ есть функция низших отделов центральной нервной системы.

Можно легко понять, что это усложненное и утонченное соотношение животного организма посредством условных рефлексов с окружающим миром, находящимся в беспрерывном движении, должно подлежать постоянным колебаниям. И мы уже знаем три резко отличимых вида торможения, т. е. более или менее значительного ослабления или даже полного исчезания то всех условных рефлексов, то одних, уступающих место другим.

Сонливость и сон – можно сказать, сонное торможение – делят жизнь организма на бодрую и сонную фазы, на внешне-активное и внешне-пассивное состояние организма. Под влиянием внутренних причин, а также при определенных внешних раздражениях наступают сонливость и сон животного, при которых деятельность высшего отдела центральной нервной системы, выражающаяся в условных рефлексах, или понижается, или совсем прекращается. Этим торможением достигается равновесие в частях организма, непосредственно обращенных к внешнему миру, равновесие между процессом разрушения запасных веществ органов при их работе и восстановления этих веществ при покое этих органов.

Второй вид торможения, который мы назвали внешним торможением, есть выражение конкуренции различных как внешних, так и внутренних раздражителей на первенствующее влияние в организме в каждый отдельный момент его существования. Это есть вид торможения, одинаково часто встречающийся как в высшем, так и в низшем отделах центральной нервной системы. Каждый новый агент, начинающий действовать на центральную нервную систему, вступает в ней в борьбу с уже действующим там агентом, или ослабляя, или совершенно устраняя его в одном случае, а в другой раз сам уступая и совершенно стушевываясь перед уже действующим агентом. При переводе этого на язык нервных процессов это будет значить, что сильно раздражаемый пункт центральной нервной системы понижает возбудимость всех окружающих пунктов. Третий вид торможения условных рефлексов мы назвали внутренним торможением. Это есть быстро наступающая потеря условными раздражителями их положительного действия, когда условные раздражители не являются верными и точными сигналами, заместителями безусловных раздражителей. Но это не есть еще разрушение условных рефлексов, а только их кратковременное устранение.

В то время как одни агенты внешнего мира обусловливают указанные виды торможения, другие, наоборот, могут устранять уже существующее торможение. Мы имеем тогда перед собой явление растормаживания, освобождение раздражения от тормозного влияния.

Этот калейдоскоп условных рефлексов в их причудливой, как будто беспорядочной и неуловимой смене на самом деле определяется точно: силой, продолжительностью и направлением движения нервных процессов в массе больших полушарий.

Дальше я буду говорить опытами, примерами. Вы имеете перед собой два внешних агента: с одной стороны – различные вещества, съедобные или отвергаемые, вводимые в рот собаки и сопровождающиеся соответственными реакциями животного (известные движения, известные секреции), с другой – значительный электрический ток, направляемый в кожу животного в том или другом пункте, и также, конечно, с соответственной ему оборонительной двигательной реакцией животного. Если вы действуете на животное одновременно обоими агентами, то между ними начинается определенная борьба в центральной нервной системе. Если ваш электрический ток распространяется только в коже, а в полость рта животного попадают пищевые вещества, то дело кончается победой пищевого агента, и электрический ток, как бы он ни был силен, становится сигналом-заместителем пищи, условным раздражителем пищевого центра. Электрическое раздражение теперь вызывает не оборонительную реакцию, а пищевую: животное оборачивается к экспериментатору, облизывается, и начинается слюнотечение, как перед едой. Совершенно то же самое получится при замене электричества прижиганием и ранением кожи. Иначе сказать, перед вами произошло истинное переключение нервного тока с дороги к оборонительному центру на дорогу к пищевому центру.

Если вы возьмете несколько другую комбинацию – то же электрическое раздражение кожи и вливание в рот, например, умеренных растворов кислоты, – то условного рефлекса из электричества на кислоту не образуется, сколько бы вы ни повторяли эту комбинацию. Нервный процесс от раздражающего действия кислоты не в состоянии превозмочь нервный процесс от действия электричества. Идем дальше. Если вы приложите электрический ток на такое место поверхности тела, где ток может проникать до кости, то, несмотря на все ваше терпение, при известных силах тока вы не получите условного рефлекса от электрического тока и на пищу. Теперь нервный процесс от электрического раздражения будет интенсивнее нервного процесса от пищевого раздражителя. И люди субъективно знают, что кости болезненнее кожи. Таким образом, нервный процесс направляется в сторону сильнейшего. Нетрудно было бы представить себе жизненный смысл обнаруженного нашими опытами отношения, например, следующим образом. Мы часто видим, как при борьбе животных из-за пищи легко жертвуется целость кожи. Стало быть, в этом случае опасность для существования организма еще не так велика, и организм предпочитает ей снабжение себя питательным материалом. Когда же ломаются кости, организм должен, спасая себя от окончательного разрушения, пренебречь на время задачей питания. Итак, относительная интенсивность нервного процесса определяет направление нервного раздражения, определяет связь агентов с различными деятельностями организма. Этими соотношениями интенсивностей переполнена физиология условных рефлексов, и точные определения относительной интенсивности нервных процессов при действии различных раздражающих агентов составляют один из важнейших пунктов при современном изучении нормальной деятельности больших полушарий.

Огромное значение для деятельности больших полушарий в каждый данный момент имеют последующие скрытые действия предшествовавших раздражений. Вот почему необходимо тщательное изучение продолжительности этого скрытого действия. Физиология условных рефлексов в этом отношении доставляет значительный материал. Например, индифферентное, т. е. не связанное ранее ни с какой деятельностью организма тиканье метронома по его прекращении дает себя знать на вашем условном рефлексе в течение нескольких секунд, минуты. Вливание в рот собаки кислоты изменит ее условный пищевой рефлекс в течение 10–15 минут. Еда сахара может оказать последующее влияние на условный рефлекс с мясо-сухарным порошком в течение нескольких дней и т. д. Большая, но, однако, совершенно осуществимая задача – учесть следы раздражителей, ранее падавших на животное.

Еще более важно определение самого общего правила движения в больших полушариях нервных процессов раздражения, как и торможения. Уже сорок лет тому назад, при первых точных физиологических опытах над корой больших полушарий было замечено, что раздражение определенного пункта больших полушарий, если оно непродолжительно, вызывает движение в ограниченной группе мышц; если же раздражение некоторое время продолжается, то им вовлекаются в деятельность все дальнейшие и дальнейшие мышцы, пока судорога не охватит всей скелетной мускулатуры. Очевидно, перед физиологом имелся яркий факт, характеризующий большие полушария как такой отдел центральной системы, где раздражение из исходного пункта с особенной легкостью распространяется по большому району, – факт иррадиации нервного раздражения по нервно-клеточной системе, по коре больших полушарий. С этой иррадиацией раздражения мы постоянно встречаемся в физиологии условных рефлексов.