Базовое состояние живого организма

Если условно провести границу между механизмами управления в мозге и тем, что предшествует этому так же, как предшествуют сигналы рецепторов, то это будет распознавание трех базовых состояний гомеостаза: состояния "Норма", "Плохо" и "Хорошо" (fornit.ru/vak3).

Так же как сигналы рецепторов внешнего мира дают основания для адаптивных ответов мозга, так и сигналы внутренних рецепторов гомеостаза определяют особенности реагирования. И те и другие могут иметь как контекстную функциональность (наступила ночь, стало жарко и т.п.), так и сигнальную.

Как правило, активность одного из базовых контекстов определяет то, как именно будут выполняться реакции одного из основных стилей поведения (пищевое, половое, поисковое, оборонительное, агрессивное). Какой из таких стилей оказывается активным, определяется состоянием жизненных параметров гомеостаза. Если параметр вышел из нормы, то активируется соответствующий стиль поведения в контексте Плохо. Понятно, что для пищевого параметра это может быть Плохо, а для поискового Хорошо. Несколько неантагонистичных стилей поведения могут активироваться одновременно: голодный(1) ищет(2) пищу и готов драться(3) за нее - 3 активных стиля, определяющих поведение. На уровне психики это формирует специфическую эмоцию и определяет умолчательно основу эмоционального контекста, которая может быть произвольно изменена.

В этой статье нас интересует функциональность трех базовых состояний только на уровне рефлексов - то, что организует адаптивность на самом простом, рефлекторном уровне (на уровне психики организация описана в fornit.ru/68364).

Состояние Норма означает, что все жизненные параметры находятся в области допустимого. Но могут быть ситуации, когда все параметры в норме, а какой-то - вышел из нормы. Это особенно характерно для полового стиля поведения, который наиболее вероятен при полном благополучии.

Эволюцией оптимизирован механизм активации только одного из базовых состояний в зависимости от состояния жизненных параметров. Один общий результат нужен для того, чтобы быть наиболее общим контекстом условий текущего реагирования. В иерархии контекстов условий (в дереве состояний fornit.ru/66797) первым уровнем является базовое состояние, вторым - образ сочетания активных стилей поведений (на уровне психики - эмоция) и далее идут контекстные образы восприятия внешнего мира.

Отдельные же активности состояния жизненных параметров имеют сигнальную функциональность для активации контекстов стилей поведения.

Состояние Плохо так же как и норма вполне очевидно по функциональности: раз какой-то жизненный параметр вышел из нормы, нужно что-то делать для того, чтобы вернуть его норму. Эта деятельность осуществляется с помощью ветвистых цепочек безусловных рефлексов (названных инстинктами), которые активируется строго в контексте одного из стилей поведения.

Состояние Хорошо вызывает некоторые трудности в понимании возможной полезной функциональности. Было показано, что для формирования условных рефлексов никакого такого "подкрепления" не требуется, потому что рефлексы, на основе которых возникает новый синоним реакции для новых условий, уже имеют контекст в виде Плохо, Норма, Хорошо (fornit.ru/64936).

Для составления модели адаптивности на доосознательном уровне, необходимо выявить ту функциональность Хорошо, которая обеспечивает наиболее общий контекст (стиль) поведения.

Общая картина, основанная на сумме эмпирических данных

Не так много доступных данных по теме механизмов организации стилевых контекстов, даже в поисках научных библиотек, удалось собрать следующие: fornit.ru/ax1-18.

Три базовых состояния: Норма, Плохо и Хорошо являются основой всех более специфических поведенческих контекстов просто потому, что каждое из этих состояний напрямую призвано модифицировать такие специфики реагирования как пищевое, половое, поисковое и агрессивное и т.п.. Из них половое не является обусловлено гомеостатическими жизненными параметрами, но во многом определяется именно на гомеостатическом уровне (периодами гона). Известно, что каждый из основных стилей поведения может быть "окрашен" одним из базовых состояний: так, поисковое поведение может иметь негативную, позитивную или нейтральную основу.

Для каждого из трех состояний базовых стилей поведения эволюция нарабатывает свои безусловные (наследственно предопределенные) рефлексы. К примеру. Вот какими могут быть безусловные рефлексы для позитивной, негативной и нейтральной основы поведенческого стиля "поисковое поведение":

1. Позитивная основа:

·         поиск пищи при чувстве голода;

·         поиск укрытия или места отдыха при усталости;

·         исследование новых территорий при любопытстве.

2. Негативная основа:

·         избегание опасности (например, поиск безопасного места при угрозе);

·         отказ от испорченной пищи (поиск свежей еды).

3. Нейтральная основа:

·         поисковое поведение без ярко выраженной эмоциональной окраски (например, когда животное ищет что-то конкретное, но не испытывает при этом сильных потребностей).

Для более детальной конкретизации рассмотрим данные из подборки фактических данных исследований по центрам (не)удовольствия: fornit.ru/ax1-18

fornit.ru/68564 : Нейроны «центров удовольствия» выделяют дофамин в процессе реакции на определенный приятный для человека стимул, а также на предвкушение его получения. Стимул может быть каким угодно: сексуальным, сенсорным, внешним, внутренним. Это может быть еда, а может — лицо любимого человека.

fornit.ru/7317 : В результате экспериментов стало ясно, что эффекты, связанные с количеством дофамина в мозге, весьма неоднозначны. Выяснилось, что этот нейротрансмиттер оказывает больше влияния на мотивацию, чем на само ощущение удовольствия. У людей тоже более отчетливо прослеживается связь между уровнем дофамина и тем, как энергично они заявляют о своем желании получить награду, и почти не наблюдается связи с тем, как много они говорят о том, что лакомство им нравится. То же самое может происходить и в случае развития наркотической зависимости.

... активация электродов, повышающих уровень этого нейромедиатора в прилежащем ядре, побуждает крыс есть и пить, но не делает пищу более приятной, а скорее наоборот, лакомство становится невкусным. Крысы, которых заставляли питаться при помощи электрической стимуляции, трясли головами и вытирали морду (признаки сильного неудовольствия), как будто электрический ток превратил сладкое в горькое. Подобные результаты свидетельствуют о возможности существования в мозге сразу двух различных механизмов, один из которых контролирует желание крыс есть корм, а второй отвечает за то, чтобы пища им нравилась.

Пропускание электрического тока через классические «электроды удовольствия», вызвало, как минимум у одного пациента сильное желание пить. У других, включая Б-19, электрическая стимуляция «включала» сильное сексуальное желание.

Поэтому мы предположили, что настоящие «центры удовольствия» (которые непосредственно отвечают за возникновение данного чувства) должны входить в состав структур, которые уже были ранее идентифицированы как часть системы, связанной с подкреплением.

Из этих данных следует, что в системах на рефлекторном уровне центр удовольствия активируется не при возврате жизненных параметров в норму, а задолго до этого. При нахождении с помощью безусловных рефлексов объекта, способного восстановить норму, возникает угасание условий для поиска и необходимо запустить программы действий для удовлетворения потребностей. Для этого необходим контекст, заставляющий удовлетворять эту потребность до тех пор, пока не иссякнет активность рецепторов потребности.

Если животное испытывает жажду, голод, запускается поисковое поведение - цепочка инстинктов, для действий по нахождению источника. Когда источник найден и опробован, что это действительно то, что нужно, то поиск заканчивается. На этом могло бы закончится и поглощение воды или еды. Но сразу же мощно включается центр удовольствия и животное продолжает восполнять потребность. Т.е. еще не восстановлены жизненные параметры, но удовольствие уже есть и сохраняется до тех пор, пока жизненные параметры не будут восстановлены (и даже позже, если поглощение слишком быстро). Тогда центр удовольствия гасится.

Животное совершает действие снова и снова пока получает удовольствие.

В этой схеме центр удовольствия (Хорошо) не является конкретным антагонистом центра Плохо. Рецепторы выхода параметра из нормы гасятся по мере удовлетворения потребности и это происходит в зависимости от конкретно вида потребности. Так, чтобы погасить рецепторы голода, нужно насытить кровь глюкозой, а это случится после достаточно долгого переваривания пищи. Рецепторы же гона могут гаситься быстро, по сигналам осуществления оплодотворения.

Однако при всем при этом базовые состояния Плохо и Хорошо являются антагонистами в системе организации базовых контекстов и не могут быть активными одновременно. Это значит, что между ними есть взаимное торможение, не прямое (латеральное), а с помощью более сложного механизма выбора.

Возникает явное противоречие. Но по рассмотренным данным ясно, что существуют несколько совершенно разных центров удовольствия, различающихся как локализацией в мозге, так и функциональностью (fornit.ru/68565). Отсюда прямо следует, что общее состояние Хорошо формируется как общая совокупность таких центров. И то, что берет на себя функции трех базовых состояний - это не то, что обеспечивает полноту удовлетворения потребностей.

В прототипе индивидуальной адаптивности Beast (fornit.ru/beast) нет таких противоречий потому, что любое удовлетворение потребностей происходит мгновенно и нет необходимости удерживать процедуру выполнения. Т.к. у Beast все очень упрощено на уровне гомеостаза, то нет множества сложных механизмов организации поисков по инстинктам и удовлетворения потребности пока не восстановятся жизненные параметры. Хотя можно и это легко смоделировать, но совершенно не нужно.

Остается только одна функциональность: базовое состояния (1, 2 или 3) с конкурентностью взаимного гашения. Но для нейрофизиологов будет непонятно и вульгарно выглядеть столь упрощенное рассмотрение центров Плохо и Хорошо (кстати, должен быть центр Норма). Так что, если об этом заходит речь в детализации модели, можно сделать более приближенной к реальности систему 1,2,3 базовых состояний, просто задав время на удовлетворение потребностей и разделив функциональности.

Но ведь природа усложняла адаптивность на основе именно полной функциональности и то, как это сработало на уровне психики, прояснить не просто, но, похоже, что там возникли настолько новые принципы, что древние просто остались недоразвитыми.

В представленной модели очевидно, что эволюцией наработаны контекстно-зависимые цепочки безусловных рефлексов, которые могут ветвиться при особенностях условий и ситуации. И базовому мотиватору достаточно активировать пусковой стимул такой цепочки, чтобы поведение началось. Так, если ушел порог гона (это удобная для примеров шкала), то запускается половое поведение, особь демонстрирует влечение. Увидел самку, тут же оценивает ее по приемлемости (напоминаю, что - это пример сложного ветвящегося инстинкта), если у нее прыщ на носу, у особи возникнет протест и только сильно зашедший гон или водка может эту помеху пересилить.

Данная последовательность безусловных действий ветвится от тех условий, которые были эволюционно учтены в виде наследственно предопределенных механизмов. И процесс совершенствует постоянно. Только самые молодые концы ветвлений подвергаются мутациям, и совершенно случайно может оказаться продолжение цепочки, дающее конкурентное преимущество. Это и есть эволюционная механика инстинктов, основанная на мутациях: fornit.ru/evolution.