Физиология управления

Нервную систему человека нелегко понять, и лишь немногие, по-видимому, пытались это сделать серьезно. Если мы хотим создать модель, которая бы прояснила проблемы структуры управления, то нам самим придется предпринять такую попытку. Как мне представ­ляется, главная трудность здесь в том, что сам мозг многократно свернут для того, чтобы поместиться в черепной коробке. Если пред­ставить себе свернутый таким образом парашют, у которого между внутренними слоями существуют всевозможные соединения, то трудности изучения такой конструкции станут очевидны. Для ана­лиза надо бы развернуть складки, но это изменило бы относительное расположение важнейших его частей и вместе с тем разрушило бы всевозможные соединения, которые держат его слои вместе.

К счастью, мы не очень обеспокоены географией системы, за иск­лючением тех случаев, когда она нам помогает. В некотором смысле она нам поможет, поскольку каждый из нас располагает собственной нервной системой. В общем, всем известно, что у нас есть спинной мозг, находящийся внутри и защищенный позвонками, и что исходя­щие от него нервы разбегаются по всему телу. Затем так или иначе известно, что в голове находится мозг, весьма напоминающий ядро грецкого ореха без скорлупы. Конечно, много путей, которыми мож­но было бы расчленить нервную систему, и если бы анатомия была нашим главным интересом, нам бы следовало попытаться расчленить ее наилучшим способом. Но главное, в чем мы заинтересованы, — это физиология, которая объясняет, как в действительности происхо­дит управление, и поэтому нам понадобятся лишь основы анатомии.

Спинной мозг — буквально самое начало предмета нашего инте­реса, поскольку он представляет собой самый древний тип нервной структуры. Он был первым созданием эволюции, а головной мозг стал ее вершиной. Самые примитивные организмы, некоторые из них вообще без костей, обладают нервным веществом, по которому проходит информация от всего их тела, что означает наличие аффе­рентных и эфферентных цепей. У человека 31 пара спинномозговых нервов, с помощью которых нервная сеть охватывает большую часть нашего тела, а спинной мозг обеспечивает центральную командную ось. Отметим далее, что большинство живых структур благодаря стро­ению живой ткани лучше всего рассматривать как трубчатые и нервная система не составляет исключения. Из первой части книги нам известно, что афферентная часть системы управления заканчивается на сенсорной плате, а моторная плата начинает ее эфферентную часть и обе они соединяются через анастомотик ретикулум. Трубка, образующая спинной мозг, так и устроена — обе платы согнуты и образуют трубу. Поперечный разрез этой трубки покажет своеобраз­ный афферентно-эфферентный реагирующий механизм, каким мы его и ожидали. Входные импульсы попадают на заднюю стенку трубки, а выходные пойдут из передней стенки. Теперь на минуту мы можем забыть о вертикальной системе, расположенной вдоль этой трубки.

В действительности большая часть управления так и осуществля­ется и использует этот механизм — на определенном его уровне, как представлено нашим срезом. В частности, известные нам ре­флексы (вспомните дерганье ноги, если вы когда-нибудь проходили медицинский осмотр) работают поперек вертикальной командной оси, воспринимая входящие импульсы (вход) на задней и выходящие импульсы (выход) от передней стенки трубки спинного мозга. Пого­ворим теперь о боковых командных осях, хотя здесь нет такой удоб­ной вещи, как по вертикали расположенные позвонки, через кото­рые проходят все нервы, распределенные по всему телу.

Но если эти боковые команды могут передаваться на соответству­ющем уровне спинного мозга, то не менее верно, что связки нервов проходят вертикально — вниз и вверх — вдоль центральных коман­дных осей. Тогда перед нами в основном двумерная система. В этом один из организационных секретов нашего организма — его способ­ность управлять событиями, например одним из органов, автомати­чески (работая горизонтально) и в то же время объединяя местную деятельность в органическом балансе (работая вертикально). Тогда нам важно знать, что происходит в тот странный момент, когда мы выходим за пределы позвоночника у основания черепа, а вертикаль­ные оси входят в орехообразный мозг.

Теперь необходимо новое сечение. Видимая, внешняя часть мозга, похожая на ядро грецкого ореха, называется корой головного мозга. Как и у грецкого ореха, она разделена на две части — мозговые по­лушария. На этом аналогия кончается. Эти полушария в действи­тельности трубы, обвивающие кругом то, что находится внутри. Трубы эти весьма велики и почти плоско сплющены. Но даже и в этом случае в них остаются пространства, называемые желудочками. Причина, по которой эти трубы столь велики, в том, что мозгу нуж­на большая поверхность, а причиной того из-за чего его внешняя поверхность выглядит столь сплющенной, является частично пробле­ма упаковки, а частично необходимость места для внутренних сое­динений, о которых говорилось ранее. Обе половины соединены ог­ромным числом проводов (мозолистое тело), бегущих поверх того, что "находится внутри". Все это сооружение имеет отношение к вы­сшим функциям мозга — его интеллекту. И если снять кору голо­вного мозга, то можнэ будет посмотреть, что находится под ней.

То, что находится "внутри", выглядит как кулак, на котором кора головного мозга сидит, как парик на английском судье. Это основа­ние мозга, древнейшая его часть, как бы вытесненная эволюцией вверх из спинного мозга. Это тоже своеобразная труба, а то, что мы видим здесь, "поднявшись выше позвонков", так это серию бугор­ков, которые образуют основание мозга. Все эти структуры тоже спирально свернуты, но и тут снова появляются желудочки, как и везде, где труба не полностью сплющена. Обратимся теперь мимо­летно к рис. 13, чтобы просто посмотреть, как все это выглядит.

Рис.13. Общая схема расположения мозга

Первый бугор называется продолговатым мозгом, а второй — мос­том, сзади помещен четвертый желудочек, как и везде, где труба не полностью сплющена, — пустотелая часть восходящей трубы. После этого идет средний мозг, затем промежуточный мозг, а оставшееся в трубке пространство — третий желудочек. Стороны промежуточного мозга образуют зрительный бугор, иногда трактуемый как коммута­тор мозга. Слегка впереди размещены базальные ядра, позади — мозжечок. Рисунок дает некоторое представление о расположении и контурах коры внутри черепной коробки.

Необходимо кое-что знать об анатомии этих частей, поскольку ос­нование мозга является продолжением мозга спинного. От него отхо­дят двенадцать пар нервов — черепно-мозговые нервы. Мы ведем описание мозга на разговорном языке, имея в виду наши способно­сти к ассоциациям, привычным представлениям, размышлениям, воспоминаниям, предвидению, к возможности думать, вообще гово­ря, когда мы ссылаемся анатомически прежде всего на кору головно­го мозга.

Важно отметить, что этот аппарат не имеет прямых контактов с внешним миром, даже с тем, частью чего он является, — с мозгом. Вся информация возникает в рецепторах, которые используют 31 плюс 12 пар нервов как каналы связи. Эта информация затем обра­батывается в спинном мозге и в основании мозга, которые несмотря на всю их сложность можно рассматривать как анастомотик ретику-лум старейшей части нервной системы.

Спинной мозг — это вертикальная ось управления, как об этом уже говорилось, и по нему передается информация в мозг. В основа­нии мозга также собирается информация, связанная с весьма специ­фическими чувствами (зрение, слух и т. п.), которая поступает че­рез их собственные черепно-мозговые нервы. Здесь осуществляются главные процессы коммутации поступающих данных, необходимые для управления телом до того, как начнутся обдумывание как тако­вое и намеренные действия. Для достижения этого основание мозга должно передать информацию коре головного мозга, и, если мы со­знательно решаем что-нибудь предпринять, основание мозга должно получить соответствующие инструкции, переработать их в команды и передать их вниз спинному мозгу для производства действий.

Краткий обзор роли специализированного компьютера, о котором мы ведем речь, начнем с продолговатого мозга. Он играет ключевую роль "связника" между спинным и головным мозгом и осуществля­ет главную координацию рефлекторных действий. Хотя то, что на­зывается боковыми осями управления, для реализации основного ло­кального управления на этом низшем уровне использует поперечные слои самого спинного мозга, этот более высокий уровень координа­ции необходим для обеспечения интеграции взаимодействия органов управления. В продолговатом мозге содержатся схемы переключения (называемые ядрами), которые обслуживают многие черепно-мозго­вые нервы. Мост содержит в себе длинные волокна, необходимые для координации работы полушарий головного мозга. В этой части ретикулума, как будет сказано далее, производится весьма значи­тельное фильтрование информации. В среднем мозге, расположен­ ном над восходящим трактом, происходит так называемое "ранжиро­вание рефлексов". Оно поддерживает равновесие тела — без чего мы падали бы наземь.

Теперь мы подошли к промежуточному мозгу с его зрительным бугром и базальным ядром — элементу сортировки, переключения и обмена информацией между нижними и верхними слоями мозга. Эти высшие, корковые, органы касаются интеллекта — оперируют, как теперь должно быть ясно, данными, которые уже очень хорошо предварительно обработаны. Здесь вступает в дело мозжечок, кото­рый не находится на одной "линии" со всеми другими частями. Он получает информацию как сверху, так и снизу, и его такое располо­жение необходимо для успешного функционирования как управляю­щего весьма искусными действиями. Для этого требуется координа­ция мускульных движений, а информация о них, очевидно, двигает­ся вперед и назад по спинному мозгу, как и другая, получаемая от специальных сенсорных датчиков (например, глаз), которая обраба­тывается в промежуточном мозге. Мозжечок может также нуждаться в выходных данных самого коркового слоя мозга, когда требуется осознанное внимание или проявление воли.

Теперь заметим, что эти главные части мозга, которые мы только что назвали специализированным компьютером, ставят кибернетика в положение, когда трудно удержаться, чтобы не считать весь мозг компьютерной системой. В конечном счете так оно и есть, и так он и действует. Но специализированные компьютеры потому так и на­зываются, что предназначенные им функции не осуществляются в случае их повреждения. Интересно отметить, что специализирован­ные компьютеры не располагаются вокруг системы, как это часто бывает в системах управления, каждый из них сравнительно изоли­рован от других, каждый требует своей собственной процедуры по­лучения информации и дает свой локальный выходной результат. В мозге единый поток информации проходит через центральную ко­мандную ось после того, как информация собрана по другим осям. Специализированные компьютеры располагаются на пути информа­ционного потока, и каждый из них решает свою задачу: если распо­ложен в поперечном сечении спинного мозга, если находится у осно­вания мозга и если находится в самой доле коры головного мозга. Теперь попробуем разобраться в этих задачах, решаемых в условиях сложнейших действий живого мозга.

Первая задача — проверить информацию, идущую наверх, по­смотреть, соответствует ли она требованиям данного уровня. Если это так, то происходят две вещи. Во-первых, предпринимаются уп­равляющие действия, т. е. информация направляется обратно по центральным осям для получения реакции организма. Во-вторых, модифицированная версия информации, которая теперь была обра­ботана (модификация включает присоединение "метки", означаю­щей, что она вторично была обработана), направляется наверх. Ес­ли, с другой стороны, специализированный компьютер не полномочей надлежащим образом предпринять командные действия, то воз­никает альтернатива: пропускать информацию дальше нетронутой или пропускать ее, но отфильтровывать по мере поступления. Тогда мы можем определить фильтр как устройство для уменьшения раз­нообразия, сводящее многое к одному. В таком случае фильтр дол­жен либо подавить некоторую часть информации полностью, объя­вив ее "шумом" (т. е. не относящейся к делу), либо он должен как-то перекомбинировать информацию так, чтобы только одно сообще­ние передавалось далее, когда несколько сообщений поступило на его вход. Примером фильтрации первого вида может служить то, что происходит с Вами на вечеринке, когда Вам надо сконцентрировать­ся на каком-то разговоре, а кругом разговаривают многие; или дру­гой вариант — Вы слушаете радиопередачу с "шумом" (накладыва­ется шум из-за передач многих других станций; слышны отрывки музыки, иностранной речи), а Вам надо понять в этой передаче что-то важное. Фильтрация второго вида похожа на усвоение тысячи цифр, их сложение, деление на общее их число и передачу дальше среднего арифметического значения. Именно эта единственная циф­ра выполняет роль всех других.

Могут сказать, что, поступая таким образом, фильтр одновремен­но подавляет информацию. Например, "распределение" поступаю­щей первичных тысячи цифр не передается их средней арифметиче­ской. Конечно, может так случиться, что важно именно одно это среднее значение. Но, конечно, может быть и по другому. Предполо­жим, что любой большой поток входящих данных, поступающих из источника, статистически распределен по специфическому закону (скажем, гауссовское, или нормальное распределение). Тогда, пере­давая среднее значение цифр данного примера и их отклонения (как меру распределения), мы сохраняем все, что считается важным для характеристики поступающего потока. Две цифры вместо тысячи — это звучит эффектно. Но предположим, что эта тысяча цифр не имеет случайного распределения во времени: они могут отражать не­которую тенденцию. В таком случае, если важно отразить времен­ные отклонения, фильтр должен передать большее число цифр. Они должны показать характер отклонений, или амплитуду и частоту ре­гулярной волны. Таким образом, фильтр, как и модель, должен со­ответствовать своему назначению. Если он ему соответствует, то мо­жет быть получена большая экономия информационного потока. Фильтр уменьшает разнообразие.

Без сомнения важнейшим видом процесса фильтрации в основа­нии черепа является механизм "возбуждения" — включения в рабо­ту. Все прекрасно, когда серия специализированных компьютеров успешно справляется с информацией: посылает свои инструкции на периферию и направляет обработанные данные вверх к коре голо­вного мозга. Вся наша система постоянно бомбардируется сигналами сенсоров, и, если бы все они требовали быстрой реакции нашего со­знания, мы бы быстренько сошли с ума ("крыша съехала", как гово­рят металлурги, что, как кажется мне, вполне физиологически оп­равдано). Так, если мы войдем в комнату, что-то кому-то скажем и затем выйдем, то получим массу данных наших сенсоров, которых мы сознательно ни в коем случае не хотели бы получать. Тут долж­ны срабатывать фильтры. А если во время чтения над нами жужжит муха, то мы тоже хотим подавления этого шума.

Создание в нашем организме таких защитных средств представля­ет собой серьезный риск. Если случится что-то, представляющее серьезную опасность или в том или ином смысле нас интересующее, мы не можем позволить, чтобы такие данные сенсорных устройств были отброшены как шум. В 212 г. до нашей эры был убит Архимед при захвате Сиракуз несмотря на распоряжение командующего вой­сками Марцелиуса сохранить ему жизнь. Так произошло только по­тому, что (как говорят) он не смог оторваться от своей математики, чтобы назвать свое имя даже под угрожающим вопросом солдата. Мы погибали бы десять раз в день на городских улицах по той же физиологической причине, не будь у нас специальных фильтров воз­буждения. Но, с другой стороны, если бы механизм возбуждения стал слишком чувствительным, как иногда случается при нервном истощении, мы бы стали вылезать из кожи при каждом внезапном шуме.

Из этого видно, что все дело включения органов наших чувств яв­но связано со всей проблемой фильтрации. Мы не должны рассмат­ривать фильтр просто как средство подавления, где большое число данных задерживается или сводится к меньшему их числу. Он мо­жет быть и помощником, если пропускает дальше только определен­ного вида информацию и задерживает или подавляет другие. По-ви­димому, нет такого одного места, нет специально предназначенных для этого ядра, в которых бы производилась такая альтернативная операция: все это осуществляется основанием мозга в целом. Мы рассуждали о специализированных компьютерах и признали, что каждый из них содержит в себе специализированные ядра. То, что осталось, выглядит, как клубок запутанных и неразличимых нерв­ных клеток и происходящих в них нервных процессов, которые именно в них осуществляются. Они и образуют анастомотик ретику-лум (если Вы когда-нибудь увидите его), хотя анатомическое назва­ние механизма включения в работу — восходящая ретикулярная формация. (Заметим, что восходящий — слово, странно звучащее в анатомии. Дело в том, что это фильтр, работающий в одну сторону.) Как мне представляется, это один из наименее ясных аспектов дея­тельности мозга, а говоря, что этот механизм "выглядит, как клубок неразличимых клеток", нам следует быть весьма осторожными. Воз­можно, когда-нибудь этот клубок "размотают" и выяснится, что он состоит из нескольких частей и специально организованных цепей. Частично трудности разгадки кроются в удивительной плотности всего механизма. Здесь мы имеем дело не более чем с несколькими кубическими сантиметрами мозгового вещества. В этом веществе, как считает один из исследователей, можно выделить 48 ядер — на­боров особых нейронов, но остается неизвестным, каковы соедине­ния в этой системе. Во всяком случае стоит заметить, что, по-види­мому, они совершенно обособлены от специализированных компью­теров, расположенных один над другим на вертикальных осях ин­формационного потока, а сами линии передачи благодаря их устрой­ству, активны.

И вновь необходимо подчеркнуть, что мозг как интегральный ду­мающий комплекс представляет собой единое целое. Мы рассекали его на части, чтобы назвать их, но если рассматривать мозг как це­лое, то мы встречаемся с деятельностью, проходящей в другом изме­рении — в плоскости, отличной от той, в которой мы пытались его описать. Конечно, раздражает неспособность выделить небольшой действующий компьютер в качестве ретикулума, но по крайней мере можно понять, как такой фильтр входит в общую систему. Когда мы находимся на главном ведущем вверх тракте, то знаем, что в зоне основания мозга афферентный входной сигнал постоянно обрабаты­вается для регистрации в сенсорной части коры головного мозга. По­скольку все фильтры подавляют или осмысливают афферентные, бомбардирующие нас сигналы, мы знаем, что какое-то постоянное наблюдение за сигналами опасности всегда ведется. Чтобы так было, сигналы от восходящих передающих линий должны улавливаться и направляться в фильтр — именно так это и происходит. У нас есть небольшая побочная система, отделенная от главной системы, кото­рая должна описываться несколько в других терминах, чем те, кото­рые нам послужили. И хотя это затрудняет понимание, но препод­носит нам важный урок.

Мы располагаем центральными командными осями и специализи­рованными управляющими устройствами, входящими в их состав, даже если они работают в другой манере. Как мы считали, все они должны выполнять три функции, но теперь они прояснились и могут быть перечисленны в виде инструкций.

1. Проверьте поступающие данные и определите те из них, по ко­торым Вам надлежит принять управляющие команды; примите ре­шения и пошлите далее поступившую информацию, соответственно модифицировав ее.

2. Проверьте и обнаружьте любые данные, которые должны быть отфильтрованы на данном уровне, сжаты, усилены или ослаблены для передачи по восходящим каналам.

3. Сохраняйте записи о таких передачах на случай уточнения де­талей.

Третье требование — прежде всего логическая необходимость. Путь сигнала через анастомотик ретикулум нельзя восстановить впоследствии, так как любой сигнал из точки А в точку Альфа мог поступить не из А, а с таким же успехом из В, С и т. д. (поскольку, как говорилось в первой части, таков смысл слова "анастомотик"). Тогда, если потребуется вновь вернуться к чему-то, окажется необ­ходимым обратиться в места хранения по всему тракту прохождения информации. Рассмотрим для начала макроситуацию. Несколькими страницами раньше рассказывалось о том, как мы входили в комна­ту, разговаривали с кем-то и вышли. Какого цвета стены были в комнате? У каждого из нас есть опыт обращения к неосознанному (если так можно сказать) в поисках факта, не регистрируемого со­знательно. Часто его удается восстановить. Но на макроситуационном уровне кажется вполне установлено логически, что каждый от­дельный нейрон (как упоминалось ранее) должен помнить по край­ней мере свое предыдущее состояние. Если бы он этого не мог, мы не смогли бы заставить логику нервной системы производить эле­ментарные расчеты. Между первым замечанием (самым общим) и вторым (самым специфичным) лежит вся проблема памяти. О ней мы знаем очень мало.

Конечно, почти невероятно, чтобы мозг с его 10 миллиардами нейронов был в состоянии восстановить все состояния, в которых он когда-то находился. Можно подсчитать и определить размеры такого вида памяти; уместно заметить, что они поразительны. И однако ни­кому еще не удавалось доказать, что мозг со временем совершенно забывает все, и есть, конечно, масса доказательств, подтверждаю­щих, что он часто может восстановить информацию, которая кажет­ся давно забытой. Подчас совершенно невероятные вещи вспомина­ются под гипнозом, под воздействием таких препаратов, как пентотал, во сне или вообще без всякой очевидной причины. Но тут мы вновь оказываемся "не в своей плоскости". Нет "области" памяти в мозге, если не считать возможным, что каждый нейрон обладает долговременной, а также запоминающей его предыдущее состояние памятью; должны также быть цепи памяти — соответствующие ли­нии связи, проходящие через сеть нейронов, но, вероятно, мы снова ведем речь о чем-то, что происходит в другой плоскости. Например, не будет абсурдом постулировать, что посредником памяти являются биохимические процессы; весь процесс памяти происходит на моле­кулярном уровне, т.е. основанном на структурах, меньших нейрофизиологических структур, обсуждаемых нами. Некоторые доказатель­ства подобной гипотезы получены при изучении механизма обуче­ния плоских червей. Такого червя можно обучить определенным об­разом реагировать на стимулы; если такого обученного червя пре­вратить в массу и накормить ею необученного червя, то, как было показано, этот второй приобретет навыки обученного. Похоже, что память обслуживает все такие устройства и нечто большее, но я по­вторю, мы этого пока не знаем. Однако для наших непосредствен­ных целей не очень важно как запоминаются данные, важно, что они запоминаются. Именно эти вещи важны для анатомии и физио­логии управления.

Теперь мы почувствовали, в каком смысле все эти вещи единое целое. Мы пошли так далеко, что назвали всю нервную систему че­ловека "компьютером" несмотря на наличие в ней специализированных компьютеров. Описание мозга как компьютера вызвало фурор в первые годы кибернетики, когда такие люди, как Маккулох, страст­но защищали это утверждение. Люди сочли, что тем самым подры­ваются их человеческие прерогативы. Однако признается, что такое описание правомерно, а что касается прерогатив, то здесь остается еще много мистики.

Описание, данное Маккулохом, выглядит примерно так. Мозг —это электронно-химический компьютер, весящий около 1, 45 кг, со слегка щелочной средой при рН = 7, 2 (весьма постоянном значении у здорового человека). Он весьма сложной структуры, обладает ней­ронной логикой, соединяющей около 10 миллиардов нейронов. Бла­годаря своей структуре и скорости прохождения нервных импульсов, кора головного мозга обладает типичным ритмом действия с перио­дичностью в среднем 10 циклов в секунду. Емкость памяти мозга со­ставляет около 10¹² — 10¹⁵ бит. "Быстродействие" отдельного ней­рона около 30 мкс (миллионных долей секунды), а весь мозг в це­лом работает с микросекундной скоростью (тысячные доли секун­ды). Это, кстати сказать, не так уж много по сравнению с современ­ными компьютерами. Ныне мы говорим о наносекундных скоростях (миллиардные доли секунды), а последние компьютеры работают со скоростью 500 наносекунд. Это уже в 2000 раз быстрее мозга (а мы все говорим: "со скоростью мысли").

Что касается топлива, то мозг работает на глюкозе, потребляя мощность около 25 Вт. Глюкоза преобразуется в кислоту, которая, сгорая с использованием кислорода, дает двуокись углерода и воду. Энергия хранится в фосфокреатине, держится в той же форме, в ка­кой высвобождается при мускульных движениях. Кислород, конечно, поставляется кровью, которая циркулирует в мозге со скоростью чуть больше литра (одна седьмая от всей крови в теле) в минуту; без кислорода нейрон погибает за 3 мин. Мозгу требуется 25 Вт, по­скольку такая мощность необходима, чтобы подогреть кровь на 0, 5°С.

И все же легче думать о мозге как о компьютере, чем считать электронный компьютер некоторым подобием мозга. Последнее ут­верждалось многократно на ранней стадии развития автоматики, но и не менее сильно критиковалось. Программируемый компьютер не очень то похож на мозг, однако конфигурация типичного современ­ного компьютера может быть получена как некая совокупность спе­циализированных компьютеров, организованных иерархически. Весьма кстати напомнить о том, что говорилось в первой части отно­сительно иерархии команд, которая рассматривалась в связи с систе­мами управления. Мы, конечно, можем обнаружить центральную командную ось во всякой фирме и, более того, можем ее определить, назвав людей и выполняемые ими процедуры. Если процедуры авто­матизированы, мы получим аналог спинного мозга, собирающего ин­формацию и предпринимающего действия на нижнем уровне по бо­ковым командным осям. Идущая вверх информация обязательно до­стигнет центрального компьютера фирмы, в то время как часть сис­темы потребуется для объединения действий всех подразделений фирмы и их функций. Эта часть системы станет аналогом основания мозга, но будет и часть системы, соответствующая коре головного мозга, в которой роль сознания играет высшее руководство. Между этими двумя частями будет производиться сортировка, переключе­ние и направление сигналов, аналогичное деятельности промежуточ­ного мозга и базального ядра.

Таким образом, мы стоим, по-видимому, перед пятиуровневой иерархической системой, внутренняя структура которой схвачена главной компьютерной системой. Я говорю "по-видимому", хотя цифра пять (а не какая-либо другая) довольно произвольна. Система выглядит так, поскольку работает как бы на пяти различных уров­нях, а мы не хотим подразделять ее дальше, чем нам необходимо.

Рис. 14. Схема мозга, демонстрирующая его пятиуровневуго иерархию

Все пять систем последовательно размещены на вертикальной ко­мандной оси нашей фирмы, и они моделируют соматическую нерв­ную систему человека, т.е. то, о чем мы и вели речь. Три средних из пяти были до сих пор в центре нашего внимания, и они отделены от спинного мозга и основания головного мозга. Сам спинной мозг является его низшим уровнем, продолговатый мозг и мост, сгруппи­рованные вместе (и тогда они, к слову сказать, называются ромбен-цефалон), представляют следующий уровень. Третьим в этой иерар­хии будет промежуточный мозг с его зрительным бугром и базальными ядрами. В стороне от этой классификации остался средний мозг, который "ранжирует" рефлексы, но в терминах теории управ­ления я не вижу причины, по которой его нельзя было бы отнести к уровню продолговатого мозга и моста, хотя нервофизиологи всегда рассматривают его отдельно. Теперь уместно более внимательно рас­смотреть оставшуюся пару пятиуровневой подсистемы: боковые оси, обрабатывающие афферентную и эфферентную информацию, и саму кору головного мозга.

Прежде чем приступить к этому, сделаем важное замечание. Спе­циализированный компьютер, который соединяет третий уровень (основание мозга) с пятым (кора головного мозга), представляет со­бой то, что управляющие называют административными функциями. Все сенсорные преобразователи посылают свои сигналы в зритель­ный бугор, все, что получает кора, сохраняется и переключается че­рез промежуточный мозг и базальные ядра (это наш четвертый уро­вень). Если исходить из ортодоксального управления, то этот уро­вень не имеет никакого отношения к командованию. В нашей моде­ли он делает все, чтобы командовать, поскольку влияет на деятель­ность вертикальных осей. Этот факт говорит о многом. Во всяком случае, не маскируются ли те высшие "администраторы" и их ко­мандующие помощники? Для высшего руководства фирмы не столь­ко важны "факты", сколько то, как они "представлены", а момент для их представления подчас правит решением даже самых важных и всесторонне подготовленных вопросов2. Так же как кора головного мозга не находится в прямом контакте с периферийными событиями, а получает только те данные (и в такой форме), которые представ­ляют ей нижние уровни, так и высшее руководство, как предполага­ется, должно быть изолировано от текущих событий. По этой причи­не я отвергаю ортодоксальное деление на административных и про­изводственных работников в теории управления — это химера. Бо­лее того, они позволяют любому административному работнику ук­лоняться от участия в процессе подготовки ответственного решения. Крупным шагом вперед для большинства фирм было бы, если бы главный руководитель ценил своих кадровых советников по тому, что они собой представляют, и если бы они сами приняли на себя роль командиров на более низких уровнях. Те из них, кто наиболее решительно подчеркивает, что они только "советники", часто пред­ставляют реальную власть, но отрицают это более решительно, чем их открыто пользующиеся властью начальники. В этом есть своя опасность.

В давно существующих организациях, таких как армия и церковь, зародился административный чиновник. Он обслуживает высший эшелон власти, как зрительный бугор на своем уровне мозга обслу­живает кору. Его власть совершенно очевидна всем подчиненным. Посмотрите, например, каково влияние машины Министерства обо роны на работу Генерального штаба: все, что в штабе знают (аффе­рентная информация), и то, чем он в действительности управляет (эфферентная информация), зависит от деятельности так называе­мой "административной" машины. В католической церкви деятель­ность Римской курии, как известно, играет главную роль в руковод­стве, хотя руководство считается принадлежащим епископальному синоду, работающему под эгидой безгрешного руководителя. То же самое наблюдается в промышленности. Отчего тогда возникает необ­ходимость возражать против стереотипного понятия кадровый "ад­министративный" работник как ошибочного? Ответ в том, что как в промышленности, так и в правительственных учреждениях служеб­ное положение не отражает фактической его власти. Кардиналы ку­рии — принцы церкви, "административные работники" — нет, они маскируются, выдавая себя за ничто. Это обман. Промежуточный мозг и базальные ядра в силу их организационного положения явно доминируют в деятельности нервной системы, не говоря уже о том, что кора головного мозга командует ими, как хочет. Подобно этому штабной офицер Министерства обороны носит определенное звание, более того, знаки различия, чтобы показать его собственное положе­ние по отношению к его начальнику. Однако любой майор Мини­стерства обороны по своему положению отличается от остальных майоров вооруженных сил, и все это знают. Но в промышленности бухгалтер, специалист по исследованию операций или инженер не носят знаков, указывающих на их ранг или власть. В этом смысле они похожи на вольнонаемных служащих начальствующего состава военного ведомства. Тогда значение их власти не видно, а представ­ление о них как о незначительных чиновниках сохраняется. Не так часто случается, чтобы рядовые работники не понимали их власти — они ее чувствуют. Однако довольно часто этого не понимают вы­сшие руководители, которые не редко недооценивают роли своих ад­министративных работников.

После этой затянувшейся вставки мы должны вернуться к самому нижнему из пяти уровней управления: сбору данных и их первичной обработке. Организм человека подобно фирме оснащен рецепторами — устройствами, регистрирующими информацию. Часть ее касается внешнего мира и принимается экстероцепторами — т.е. рецептора­ми, настроенными на внешнюю среду. Среди них, во-первых, есть рецепторы, работающие на расстоянии. У человека телерецепторы — глаза и уши, на фирме подобные им органы существуют как под­разделения, изучающие рынок, состояние экономики, кредитоспо­собность клиентуры и т.п. Во-вторых, имеются химические рецепто­ры — они воспринимают вкус и запах. В-третьих, кожные рецепто­ры, в коже их много — разных типов. Прикосновение, например, воспринимается тремя основными путями. Есть корпускулы, называ­емые мейснеровскими, которые находятся сразу же под кожным по­кровом, внутри них помещаются свернутые в кольцо нервные окон­чания. Они реагируют на легкое давление и порождают скромный электрический импульс, передаваемый по нервам. Это похоже на рутинную передачу данных (относительно его загрузки) из отдален­ного производственного подразделения. Далее следуют корпускулы (пацинианские), находящиеся глубже, в которых нервные окончания капсулированы в многослойном мешочке, — они реагируют на силь­ное давление и весьма напоминают настольную корзину для входя­щих бумаг. И, наконец, выглядящая как чувствительная антена, ис­пользуемая фирмой для слежения за деликатной ситуацией, — это волосы. Легчайшее к ним прикосновение, явно недостаточное для чувствительных нервных окончаний, о которых мы только что гово­рили, вызывает импульс от волос, которыми покрыто тело человека (вспомните, например, легчайший сквознячок). Волосяной мешочек срабатывает, воздействуя на весьма деликатное сплетение нервных окончаний, которые стимулируются при движении волос. В коже есть и другие экстероцепторы. В частности, капсулы, содержащие сложные датчики, реагирующие на холод (конечные колбочки Крау-зе) и на тепло (органы Руффини).

Внутренние датчики собирают данные, относящиеся к внутренне­му состоянию организма, и у фирмы их также много. Действуют аф­ферентные нервы, исходящие из мускульных связок. Прикрепленные к самой мускульной ткани, они ведут себя как настоящие измерите­ли нагрузки. И если бы промышленное оборудование делалось из протеина, а не из стали, нам бы понадобилось намного больше подо­бных приборов, чем ныне. Фактически это было бы намного удоб­нее, поскольку мы тогда могли бы с помощью таких датчиков рас­считывать все аспекты нагрузки оборудования, как это делается в теле человека. Висцероцепторы сообщают мозгу о состоянии внут­ренних органов не так, как о состояниии мускулов. Здесь мы вновь видим рассеянные в разных местах датчики, которые работают как химически чувствительные элементы и как корпускулы Пацини, с которыми мы уже встречались. Эта служба намного совершеннее службы технического контроля на производстве, поскольку, как бу­дет показано в дальнейшем, поддерживает баланс внутренней эконо­мики. Наконец, есть еще проприоцепторы, которые обеспечивают так называемое кинестетическое чувство — чувство оценки положе­ния тела в ближайшем окружении. "Лабиринт", находящийся за ушами человека, с его тремя почти круговыми каналами чувствует положение и движение головы в пространстве. Плохая работа этих рецепторов или сбой вызывает головокружение. Мускульные и сус­тавные проприоцепторы сообщают о положении конечностей. Но именно шестой вид рецепторов — кинестетический — обеспечивает нам возможность подниматься по лестнице в темноте, поскольку мы можем программировать наше движение в соответствии с данными запоминающимися проприоцепторами.

Все эти рецепторы и многие другие опираются на примерно оди­наковую систему передачи данных. То, что мы называем нервом, в основном представляет собой связку волокон. Нервные волокна сами являются длинным, тонким "процессором" нервной клетки, нейрона, и такой тонкий нерв называется "аксоном" клетки. Это проводящая электричество часть нейрона, она состоит из протоплазмы (геля) и покрыта тонкой мембраной. Весь нейрон в целом, как и большинст­во рассматриваемых нами линий связи, защищен тонкой пленкой миелина, которую следует рассматривать в качестве изолятора; по­скольку нервные импульсы надежнее движутся через миелинирован-ные нервы, не теряя своего потенциала на пути. Такая оболочка разряжается на концах нервов — рецепторах, а также вблизи спин­ного мозга, после того как передаваемый сигнал поступил в нервный узел, обслуживающий центральные командные оси. Но небольшие электрические потенциалы, создаваемые нервом, нуждаются также в прохождении по линии его дальнейшей передачи — мы не распола­гаем аксонами бесконечной длины. Поэтому сеть нервов передает сигнал от одного нейрона (с его аксоном) другому (со своим аксо­ном), и это их соединение образует "синапс". Нервная клетка по форме напоминает алмазный кристалл с аксоном, исходящим из од­ной его вершины. Из других вершин исходят другие нити, называе­мые "дендритами", присоединяющие ее многократно к клеткам дру­гих нейронов. Именно это их переплетение и создает анастомотик ретикулум, всякий раз когда нейроны взаимодействуют; оно обеспе­чивает богатство логических структур, позволяющих нервным сетям работать как компьютеры.

Возвращаясь теперь к самому длинному аксону, который пред­ставляет собой передающую часть нейронного множества, отметим его способность воздействовать на большое число нервных оконча­ний. Часто сотни процессов возникают по сигналу одного аксона, воздействовавшего на нервную ткань. Это обеспечивается с по'- мощью узлов, расположенных по длине аксона, причем в каждом та­ком узле располагается специальное ядро центральной нервной сис­темы. Изоляционное покрытие (оболочка) в такой точке разрывает­ся, а место разрыва называется "перехватом Ранвье". Такие пере­хваты встречаются почти на каждом миллиметре длины аксона. Электрический потенциал нервного импульса, по-видимому, пере прыгивает с одного перехвата на другой, на каждом из них химиче­ски регенерируется и (если пользоваться терминологией электрони­ки) меняет свою "форму". Таким образом, нерв является возбудите­лем импульса и открыт для его передачи в перехватах Ранвье. Здесь полезно представить себе картину передачи нервных импульсов, по­добную картине передачи электрического сигнала по подводному ка­белю, оснащенному промежуточными усилителями по всей его дли­не; однако и здесь свои сложности. Функцию волокон на конце та­кой линии можно сравнивать также с функциями множества теле­фонных концов или электрических контактов, задействованных от одного кабеля. Однако на каждом синапсе мы встречаемся с анасто-мотической путаницей в отношении порядка соединений, а когда эти линии подходят к центральным командным осям, они врываются в нервный узел весьма сложной структуры. Соответственно эффектор-ные части системы, по мере того как линии возбуждают внутренние органы, вызывают реакцию еще более разветвленной нервной сети — плексуса, использующего такие же структурные устройства. (Кстати говоря, по этой причине отнюдь не просто структурно раз­делить аффекторные и эффекторные нервы, поскольку они часто пе­реплетаются, а в некоторых случаях используют одни и те же линии передачи.)

По крайней мере таково весьма сокращенное описание способа сбора и распределения информации на нижнем уровне системы, ко­торый мы рассматривали в качестве горизонтальной оси (боковой). Здесь информация, как мы теперь знаем, проходит через три глав­ных уровня центральной командной оси и в конце концов, на пятом уровне, достигает коры головного мозга. К этому моменту, как было показано, масса управляющих действий уже произведена. Но кора нуждается также в исключительной, чрезвычайной информации, а также в средствах подготовки выходной информации, которая вызо­вет действия. Именно поэтому мы различаем сенсорные и двигатель­ные части в коре головного мозга: кибернетически они могут рас­сматриваться как оконечные платы входной и выходной систем. Они располагаются в поперечном сечении в середине головы, одна сзади другой, а основная масса вещества коры (не вспоминая здесь о сис­темах адресации, сортировки и переключения) — промежуточного мозга и базального ядра — и является анастомотик ретикулум.

Кора головного мозга, как говорилось, имеет дело с интеллектом, т.е. нашим сознанием. Его функции невероятно сложны, но все они, по-видимому, сводятся к одному — к выработке поведенческих сте­реотипов.