7. Механизмы научения

Исторически сложились два конфликтующих между собой подхо­да к проблеме обучения. Сетевой подход восходит к нейронной док­трине. В ней подчеркивается роль нейрона как функциональной еди­ницы нервной системы, а синапсам отводится решающая роль в хра­нении информации. В своей ранней версии этот подход основывался на нейробиотаксисе, который использовался для того, чтобы объяс­нить некоторые факты нейроэмбриологии и сравнительной анатомии. В соответствии с концепцией нейробиотаксиса, рост новых синапсов стимулируется продолжительной электрической активностью двух нервных клеток, что становится причиной прорастания терминалей аксона одной клетки к дендритам другой, тем самым формируя новый синапс.

«Полевой» подход восходит к гештальт-теории. Предполагается, что информация хранится в биоэлектрических полях, создаваемых аггрегированной активностью многих нейронов. Гештальт-теория подчеркивала, что восприятие зависит от конфигурации в целом, а не от суммы каких-то отдельных частей. Аналогичным же образом в «по­левой» гипотезе подчеркивался глобальный аспект нейронной актив­ности, а индивидуальный вклад нейронов и специфика нейронных со­единений игнорировалась совсем. Начиная с 20-х гг. XX в., наиболее ярким выразителем идей «полевого» подхода был К. Лешли. В резуль­тате своих исследований, связанных с экстирпацией участков коры головного мозга и изучением влияния этих операций на обучение в лабиринте, он сделал вывод о том, что поведенческие нарушения зави­сят от количества экстирпированного мозгового вещества, а не от ло­кализации повреждения. К. Лешли считал, что будущее развитие кле­точной нейрофизиологии мало поможет изучению механизмов памя­ти и обучения. Сейчас, критически оценивая эти взгляды, не стоит забывать о том, что нейрофизиология во времена К. Лешли еще толь-

60

Глава 1. Нейрофизиология. Клеточные основы обучения

7. Механизмы научения

61

ко начиналась. Ответом на «антиконнекционизм» К. Лешли стали опыты в области генетической биологии. Р. Сперри (1940) начал изу­чать специфичность развития связей во время регенерации нерва и показал, что у низших позвоночных такое сложное поведение, как зрительное восприятие и двигательная координация, самым лучшим образом может быть объяснено с позиций высокоспецифических свя­зей. С тех пор в нейронауке накоплен колоссальный фактический ма­териал, который не обеспечивает безусловной эмпирической опоры ни одной из этих концепций. На самом деле, все новые и новые откры­тия в области нейрогенетики, нейрохимии и нейрофизиологии еще только позволяют сформулировать вопросы, решение которых станет принципиальным для понимания механизмов обучения и памяти.

Для ответа на вопрос о том, обладает ли система памятью и каковы ее характеристики, в простейшем-случае можно использовать много­кратное повторение внешнего сигнала с интервалами, превосходящи­ми время переходного процесса. Если в результате повторений сигна­ла система оказывается способной воспроизвести запись, то она обла­дает механизмом записи, сохранения, считывания и воспроизведения, памятью в собственном смысле слова. Общая характеристика памяти включает длительность процесса фиксации, прочность удержания, продолжительность и объем сохранения, полноту, точность и скорость считывания и особенности воспроизведения.