Машина времени
В 1924 году Михаил Булгаков пишет повесть «Роковые яйца", где профессор Персиков открывает "луч жизни" и ставит безумные эксперименты в НИИ у платформы Подмосковная. Булгаков предвосхитил время! Ровно через десять лет в пяти минутах от этой самой платформы советская власть начнет строить реальный Дворец Науки. В этой статье я попробую рассказать, как реальные советские ученые, сотрудники ВИЭМ раскрыли и описали нейробиологический механизм предвосхищения задолго до рождения кибернетики. Заглянем в черепную коробку и рассмотрим "анатомию предсказания" поближе?
1. "Философия общего дела"
Москву тридцатых годов перекраивали заживо.
Казалось, в те годы само пространство истончилось. Витала уверенность, стоит только рассчитать правильную формулу, пустить ток по медным катушкам, повернуть эбонитовую ручку аппарата-и время послушно треснет по швам, открывая сияющую пустоту будущего, а то и возвращая прошлое.
Страна всерьёз собирала машину времени. В граните, бетоне и приказах Совнаркома.
На Красной площади, в кубе из красного порфира и чёрного лабрадора, лежал человек. Он не был мёртв в привычном, обывательском смысле, он был поставлен на паузу. Законсервирован. Оставлен дожидаться часа, когда наука подберёт отмычки к биологическим часам и пустит кровь по сосудам.
В Калуге Циолковский уже расчертил орбиты, по которым человечество, преодолев земную тяжесть, вырвется за пределы смерти.
Тень тихого библиотекаря Николая Фёдорова незримо витала над чертежами эпохи. Никакой мистики, только суровое техническое задание, взять под контроль слепые силы природы, остановить энтропию и, в конечном счёте, воскресить всех ушедших. Молекула за молекулой.
Новая власть убрала из этой схемы Бога, заменив его электрификацией и физиологией.
Именно для этого на северо-западе Москвы возводили ВИЭМ(Всесоюзный Институт Экспериментальной Медицины)
Это не была просто больница или просто научный институт. Это был официально утверждённый Совнаркомом адрес будущего. С пропускным режимом, штатным расписанием и бабулей-вязальщицей на входе. Будущее принимало посетителей по будням, с девяти до восемнадцати.
По замыслу Алексея Максимовича Горького, панически боявшегося небытия, это должен был быть Дворец Науки. Циклопический, подавляющий воображение город-лаборатория. С колоннадами, уходящими в свинцовое московское небо, со статуями сверхлюдей и бюджетами, ради которых останавливали тяжёлую промышленность. Машинный зал для перековки человеческого естества. Здесь, под слепящим светом бестеневых ламп, наследники академика Павлова должны были разобрать человека на шестерёнки, вычистить животные инстинкты и собрать заново-идеальным, бессмертным, управляемым.
В этот гудящий, пахнущий краской и грандиозными планами котёл в 1935 году директивно забрасывают Петра Кузьмича Анохина.
Он идёт по гулким коридорам на Балтийской, 8. Везёт с собой лабораторию из города, носящего имя Горького, и один вопрос, от которого веет холодком колтушских башен (в питерских Колтушах находилась знаменитая "Башня молчания" академика Павлова)
Дуга или кольцо?
Формально-это спор о нейронах. По существу-это вопрос о том, как заставить живое существо жить не тем, что уже ударило его в спину, а тем, что только должно произойти.
Фёдоров требовал воскресить прошлое.
Горький требовал отменить смерть.
Анохин собирался доказать, что человек уже умеет опережать время.
Пётр Кузьмич входит в свой кабинет. В соседнем кабинете скоро будет сидеть человек, который пришёл к тому же самому, но с другой стороны.
Но это будет чуть позже
2. Акцептор Результатов Действия
Павлов нашёл свой красный луч. Назвал его «Что такое?»-ориентировочный рефлекс, который выдёргивает организм из дремоты, нацеливает рецепторы на новый раздражитель, запускает гамма-ритм и позволяет разрозненным сеченовским элементам мысли соединиться в единый смысл. Голубое пятно выбрасывает норадреналиновую молнию, и мозг просыпается.
Луч летел в одну сторону и никуда не возвращался.
Стимул-реакция.
Среда ударила-организм отработал. Пассивная щепка в потоке раздражителей. Прошлое толкает в спину, впереди только следующий стимул.
Анохин смотрел на эту схему и видел в ней дыру.
Чёрный пёс слюнится на звонок-потому что звонок предсказывает еду. Предсказывает. Значит, в мозге уже есть модель того, что ещё не случилось. Значит, мозг способен пронзать пространственно-временной континуум и видеть будущее до того, как оно наступит.
...это и есть Акцептор Результатов Действия-АРД.
Симультанная, пространственно-временная, распределённая сеть ионного возбуждения. Она строится до действия. Она ждёт результата. Она сличает реальность с предсказанием. И она-а не среда, не стимул, не рефлекторная дуга-управляет поведением.
Сборка начинается с афферентного синтеза.
Четыре реки сходятся одновременно на апикальных дендритах пирамидных нейронов префронтальной коры,
Лимбика и амигдала несут доминирующую мотивацию-хочу, горю, не могу иначе.
Таламус несёт обстановочную афферентацию-сцена среды, здесь и сейчас, все параметры пространства.
Гиппокамп несёт память-всё, что уже было, весь прошлый опыт встреч с подобным.
И пусковая афферентация-сигнал, сейчас. Начинаем.
Четыре реки. Одна точка слияния. Из их схождения рождается прогноз.
Нет опережающего планирования-нет речи
Н
Анохин понял это раньше, чем это стало общим местом нейронауки, функциональная система-это натуральная машина времени. Она берёт прошлое из гиппокампа, настоящее из таламуса, мотивацию из лимбики-и из этих трёх времён строит четвёртое. Будущее. То, которого ещё нет нигде, кроме III слоя префронтальной коры.
Но у этой машины есть ещё одно свойство, которое Анохин разглядел в эволюционной перспективе.
Она прорастала снизу вверх.
Сначала ствол. Древнейшие структуры, которым сотни миллионов лет. Дыхание. Сердцебиение. Ориентировочный рефлекс. Бей или беги. Никакого будущего-только настоящее, только стимул, только дуга.
Потом лимбика. Миллионов на сто помоложе. Эмоция. Мотивация. Страх и желание. Уже не просто реакция-уже оценка. Хорошо или плохо. Своё или чужое. Первые ростки предсказания.
Далее кора. Вчера по эволюционным меркам. Здесь живёт АРД. Здесь строится будущее. Здесь человек перестаёт быть просто щепкой и становится субъектом.
Эволюция шла снизу вверх-от рефлекса к предсказанию, от дуги к кольцу, от ствола к коре.
Но функциональная система умеет ходить в обе стороны.
Кольцо Анохина замыкается не только вперёд-к результату, к будущему. Оно замыкается и назад-вниз по эволюционной лестнице, из коры в подкорку, из префронтальных слоёв в лимбику, из лимбики в ствол.
Машина времени умеет предсказывать не только будущее, но и управлять прошлым.
Когда АРД рассыпается-когда ошибка предсказания слишком велика, когда среда непредсказуема, когда страх пробивает кору насквозь-управление перехватывает ствол. Система съезжает вниз по этажам. Из префронтальной коры-в лимбику. Из лимбики-в ствол. Из будущего-в прошлое. В такое далёкое прошлое, что за окном уже не Сокол, не первая половина 20 века, а древняя деревянная Москва, палаты с низкими сводами, где на троне сидит человек, которому незнакомо слово «акцептор», зато очень хорошо знакомо слово «измена».
Кора отключилась. Ствол взял управление. Машина времени поехала назад.
3. Четыре транзистора
Машина времени Анохина, вопреки канонам советской радиотехники, работала не на громоздких лампах, а на четырёх молекулярных транзисторах. Чтобы нагло пробить стену настоящего и выпечь внутри черепа голограмму ещё не случившегося будущего, аппарату требовалось три такта, трансмиттерная энергия и полное отсутствие бдительных соседей по коммуналке.
Транзистор 1. Серотонин-глушитель шума. На первом такте в префронтальных отсеках падала звенящая, подозрительная тишина. С тихим шипением открывался серотониновый транзистор-главный глушитель вселенского шума и бытовой пошлости. Он наглухо перекрывал задвижки, пуская по тормозным клеткам коры хлорный ток. Этот ток мгновенно гасил фоновое дребезжание трамваев за окном, крики примусных торговок, случайные ассоциации и мысли о получке. Мозг поспешно строил свою суверенную «башню молчания». Чтобы запустить хронокапсулу, мир вокруг требовалось аккуратно обесточить. Серотонин активирует локальные ГАМК-интернейроны коры. Хлорный ток гасит побочные девиации, случайные ассоциации, фоновый гул среды. Создаётся стерильный фон. Соотношение сигнал/шум очищается с нижнего полюса. Мозг игнорирует всё лишнее-чтобы услышать главное.
Транзистор 2. Дофамин-амплитуда сигнала. Затем сквозь очищенный фон пробивался поисковый огонь. Раскаляя мембраны, врубался дофаминовый транзистор-узел чистого, неуёмного, совершенно не предусмотренного госпланом хотения. Это было топливо целеполагания. Дофамин намертво удерживал стрелку прибора на координатах будущего, удар кузнечного молотка должен случиться именно здесь, и плевать, что думает по этому поводу Наркомтяжпром. Цель не имела права погаснуть, пока исполнительный механизм не сработает. Дофамин через D₁-рецепторы пирамид III слоя активирует аденилатциклазу и цАМФ. Мембрана раскаляется, приближаясь к критическому порогу деполяризации. Дофамин даёт энергию и удерживает Сцену Ожидания во времени, я хочу изменить это пространство. Цель не гаснет.
Транзистор 3. Норадреналин-частотный клей. И в самый пик этого дофаминового напряжения Голубое пятно мозга, зажмурившись, швыряло в систему норадреналиновую молнию. Аппарат начинал бешено вибрировать на частоте в сорок герц-этот гамма-ритм, как сумасшедший монтажник, на ходу сшивал разрозненные куски пространства и времени в единую ионную картинку. Вес, замах, траектория-пиксели слипались в монолит.
Транзистор 4. Глутамат-квантовый запёк. И, наконец, кульминация. Финальный разряд-глутаматный триггер. Синхронизированный гамма-вспышкой, он обрушивался на раскалённые нейроны. Приборная панель трещала, мембранный потенциал пробивал критический порог, и из молекулярных шлюзов вылетала магниевая пробка, до этой секунды трусливо державшая каналы запертыми. Внутрь лавиной вскипал кальций. Канифольный дым, искры! За наносекунду до того, как рука реального кузнеца опустит реальный молоток, внутри III слоя коры уже горел заваренный в кальции, безупречный чертёж финала. Будущее было полностью сконструировано и подписано в печать.
Стена времени была пробита. Но изобретатель, как водится, совершенно забыл про технику безопасности. Он и не подозревал, что, когда ты силой синапсов разрываешь ткань эпох, в образовавшуюся щель с тем же успехом может ворваться опричная рать из глубокого, дремучего прошлого...
4. Сличение результата
АРД ждёт санкционирующую афферентацию-вещдок от рецепторов среды. Реальность должна отчитаться перед прогнозом.
Сценарий А. Совпадение-гештальт закрыт. Импульсы от реального результата прилетают из таламуса и в точности накладываются на ионную сетку АРД. Резонанс частот. ГАМК-интернейроны выдают мощную разрядку, калиевые насосы остывают. Кольцо Анохина завершило оборот. Разум расслабляется. Потребность удовлетворена. Функциональная система выполнила задачу и распалась-освободила ресурсы под следующую секунду мира.
Сценарий Б. Рассогласование-ошибка предсказания. Реальность не совпала с АРД. Волны импульсов не попадают в пазы модели. Включается отрицательная ошибка предсказания. Тонический дофамин VTA падает ниже нуля. Амигдала выстреливает аварийный глутамат в ствол мозга, срывая стоп-кран паллидума. ГАМК- каскад уводит потенциал в запредельное торможение. Мозг уходит в обморок или кататонический ступор-спасая платы от выгорания. Либо-перестраивает афферентный синтез, строит новый АРД, запускает новую программу. До тех пор, пока результат не совпадёт с акцептором.
5. Теория функциональных систем
Анохин доказал, что любой поведенческий акт разворачивается через шесть стадий.
Афферентный синтез-мозг одновременно обрабатывает мотивационное возбуждение, сцену среды, память и пусковой сигнал. Из этого синтеза рождается готовность к конкретному поведению.
Принятие решения-тип и направленность поведения определены.
Акцептор результатов действия-формируется аппарат, программирующий результаты будущих событий. В нём актуализирована вся врождённая и индивидуальная память о свойствах объектов и способах действия. АРД представлен сетью вставочных нейронов с кольцевым взаимодействием-возбуждение циркулирует, удерживая цель как главный регулятор поведения.
Эфферентный синтез-интеграция соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт. Действие уже сформировано, но внешне ещё не реализовано.
Выполнение программы-эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов. Действие осуществляется.
Оценка результата-обратная афферентация от рецепторов среды поступает в ПФК и сличается с АРД. Совпадение-потребность удовлетворена, ФС распадается. Рассогласование-перестройка, новый цикл.
Анохин совершил тектонический переворот.
Мозг никогда не работает «целиком» ради абстрактной мысли. Под каждую конкретную задачу адаптации он хладнокровно собирает динамический, временный конгломерат из анатомически удалённых этажей ЦНС-лимбику, таламус, гиппокамп, моторную кору, вегетативные ядра. Прыжок через лужу. Бросок лопаты. Выдох одного-единственного смысла. Под каждую задачу-своя уникальная сборка. Это и есть Функциональная Система.
Как только задача решена-контур мгновенно рассыпается. Платы освобождаются. Под новую секунду среды мозг с нуля выпекает совершенно иную ФС.
Работы предшественников находили в живом существе пассивную щепку, летящую по воле потока среды, стимул ударил-разомкнутая дуга безвольно отработала.
Анохин вернул системе субъектность.
Мозг адаптивен не потому, что реагирует на прошлое. А потому, что его АРД круглосуточно моделирует, вычисляет и опережает будущее.
Человек-не автомат. Человек-прогнозирующий субъект.
Это и есть машина времени. Не только на Балтийской улице в Москве, а в каждом черепе.
Фёдоров мечтал воскресить мёртвых. Анохин доказал, что живые уже путешествуют во времени-каждую секунду, каждым нейроном, каждым актом предсказания.
Государственный заказ выполнен.
Машина построена.
В соседнем кабинете кто-то стучит.
увы, не академик, всего лишь профессор. Но не менее достойный муж мировой физиологии. Николай Бернштейн
6. Человек с молотком
Николай Александрович Бернштейн пришёл к тому же самому с другой стороны.
Пришёл из Центрального института труда, где в начале 1920-х годов Алексей Гастев строил советского Тейлора, разбирал человеческое движение на элементы, чтобы собрать идеального рабочего. Конвейер, норма, эффективность. Ну почти, как современный KPI
Бернштейн пришёл туда с кинокамерой и циклограммой-фотографировал движение с мигающей лампочкой, чтобы получить траекторию в пространстве. Смотрел, как кузнец бьёт молотком по зубилу. Смотрел снова и снова.
И увидел то, чего не должно было быть.
Молоток никогда не летел по одной траектории дважды. Мышцы, суставы, инерция, сила тяжести, усталость-каждый удар складывался из разных компонентов. Но молоток всегда попадал точно в зубило.
Как?
Если бы мозг просто командовал мышцами-посылал фиксированную программу сокращений-траектория была бы одинаковой. Но она не была таковой. Значит, мозг не командует мышцами напрямую. Он держит в голове образ того, где должен оказаться молоток-и непрерывно, в долю секунды, корректирует траекторию по сигналам от рецепторов.
Бернштейн назвал это «моделью потребного будущего». Мозг строит образ того, что должно произойти-и подгоняет под него реальное движение через непрерывную сенсорную коррекцию. Это кольцевое регулирование. Обратная связь не после действия-внутри него, каждую миллисекунду.
В 1935 году Учёный совет ВИЭМ присваивает Бернштейну степень доктора медицинских наук.
Он занимает кабинет на Балтийской, 8.
По коридору-Анохин.
7. Споры в коридоре
Они не могли не столкнуться.
Два человека, которые независимо друг от друга пришли к одной мысли-что мозг живёт в будущем, что поведение управляется образом результата, что дуга мертва и нужно кольцо-не могли сидеть в соседних кабинетах и молчать.
Они не молчали.
Бернштейн был острее на язык. На заседаниях Учёного совета он говорил прямо, термин Анохина «обратная афферентация»-тавтология. Никакой необратной афферентации в природе не существует. Любой центростремительный сигнал от рецепторов по умолчанию является обратным. Зачем городить термин?
Анохин парировал холоднее. Сенсорная коррекция Бернштейна-это про движение. Про молоток и зубило. Про здесь и сейчас, в процессе физического акта. АРД-это про любую систему организма. Про почки, которые удерживают давление. Про сердце, которое подстраивает ритм. Про поведение целиком, от мотивации до результата. Движение-частный случай.
Бернштейн усмехался, частный случай, который объясняет всё, что вы называете общим.
Анохин не усмехался, общее-это то, что объясняет частное, а не наоборот.
Они оба были правы. Они оба это знали. Это делало споры особенно долгими.
За стенами института шла война. Потом кончилась. Анохин вернулся из Томска, где работал нейрохирургом на раненых. Бернштейн вернулся из Улан-Удэ. В 1944 году на базе лабораторий ВИЭМ создаётся Институт физиологии АМН СССР. Анохин-заведующий отделом, с 1946-го директор. Бернштейн-заведующий лабораторией физиологии движений.
Соседние кабинеты. Те же коридоры.
Споры продолжались.
С 1944 по 1950 год они делили одно здание, одни заседания, один воздух-и строили фундамент того, что на Западе через несколько лет назовут кибернетикой. Они не знали этого слова. Они просто делали науку.
8. Книга с другого конца земли
1948 год. Норберт Винер публикует в Америке «Кибернетику, или управление и связь в животном и машине».
Обратная связь. Управление. Кольцо.
На Балтийской, 8 это читают с узнаванием-и с нехорошим предчувствием.
Они пришли к этому сами. Раньше. Независимо. Бернштейн-в начале 1920-х, над кинограммами кузнеца на Петровке. Анохин-в конце 1930-х, над крысами в лаборатории ВИЭМ. Никакой Америки. Советская физиология, советские нейроны, советский кальций.
Но советская идеологическая машина смотрит иначе.
Кибернетика объявлена буржуазной лженаукой. Оружием империализма. Идеалистической чушью, которую враги материализма пытаются протащить в советскую науку под видом прогрессивных идей. Философский словарь 1954 года напишет прямо, «Кибернетика-реакционная лженаука, возникшая в США после Второй мировой войны».
Партийные функционеры от науки смотрят на Балтийскую, 8.
У Анохина-обратная афферентация. Кольцо обратной связи. Управление через результат.
У Бернштейна-кольцевое регулирование. Сенсорная коррекция. Модель потребного будущего.
9. 1950-й. Стена растворяется
Для малообразованных идеологов их тексты выглядели как прямое подражание американцу Винеру. Как протаскивание буржуазного идеализма. Как измена.
В июне 1950 года в Москве открывается Объединённая научная сессия. Официальное название- «Физиологическое учение Павлова».
Машина времени сработала, но замкнула.
Стена растворилась. А вместо сияющего горьковского будущего из пролома вдруг пахнуло псиной, дёгтем, сыростью и опричниной.
Прямо в стенах корпуса на Балтийской, 8-того самого, где они спорили о терминах, где запекалась голограмма будущей нейронауки-их обоих обвинили в антипавловщине.
В параллельной театральной вселенной, рождённой на бумаге в те же московские тридцатые, инженеру достаточно было повернуть эбонитовую рукоять аппарата, чтобы стена растаяла, и в тесную московскую квартиру с диким хохотом и свистом шагнули конные опричники-в глухих чёрных кафтанах, с нагаями, с притороченными к сёдлам окровавленными собачьими головами и мётлами, готовые выжигать крамолу.
На Балтийской, 8 этот гротеск стал историческим приговором. За кафедру всесоюзной сессии шагнули точно такие же функционеры с чрезвычайными мандатами. Им было глубоко плевать на вольт-амперную ёмкость коры и кальциевый завар синапсов. Им было незнакомо слово «акцептор», зато отлично знакомо слово «измена».
Анохин нажал кнопку своей машины и оказался в Рязани.
Бернштейн нажал кнопку своей и оказался...нигде.
Средневековье вышло из темноты. Оно знает только одно, опасность-бей, непонятное-запрети.
Павловская сессия 1950 года-это торжество рефлекторной дуги над кольцом, а также прошлого над будущим.
Вся страна строила машину времени. И в тот самый момент, когда двое учёных доказали, что она уже встроена в каждый человеческий череп-система включила задний ход.
К дуге. Снова к щепке в потоке.
Библиотекарь хотел воскресить мёртвых. Получилось наоборот, живых-заморозили.
Но у АРД есть фундаментальное свойство, данное самой природой. Он не сдаётся при первом рассогласовании. Ошибка предсказания означает перестройку. Новый цикл. До тех пор, пока результат не совпадёт с акцептором.
Анохин вернулся в Москву 1953-м. Достроил теорию, встретился с Винером. Дожил до 1974 года, и увидел, как его АРД вошёл в учебники. Бернштейн не дожил до полной реабилитации, но его «модель потребного будущего» стала фундаментом мировой нейронауки.
Спасибо за внимание!
Другие мои статьи можно найти здесь











