Цифровой журнал «Компьютерра» № 126

Я провожу сейчас полевую практику студентов второго курса по зоологии позвоночных. Живём мы на биостанции, о которой я когда-то рассказывал, ходим на экскурсии, делаем учебно-исследовательские работы. Вот в ходе этой деятельности показывал я недавно студентам, как впадают в оцепенение лягушки. Покажу и вам. Берёшь лягушку в руки, переворачиваешь её спиной вниз на ровную поверхность, прижимаешь ей руки-ноги к туловищу и... вуаля!

Почему лягушка не движется? По этому поводу сказано очень много слов и выдвинуто плохо согласующихся друг с другом версий. Изложу ту, которая кажется логичной мне, но не стану претендовать на то, что это истина в последней инстанции.

Поведение лягушек, как и многих других животных, управляется достаточно простыми механизмами, работающими по типу «акция — реакция». Те или иные типы реакций запускаются на удивление простыми стимулами. Клетки сетчатки реагируют на изменение уровня освещённости. Если лягушка находится в неподвижности, а вокруг неё ничего не меняется, её зрительные клетки быстро привыкают к сложившемуся распределению уровней освещённости и перестают генерировать сигналы, передающиеся в нервную систему.

В мире вокруг лягушки что-то меняется. Границы проекций объектов на сетчатку сдвигаются, клетки реагируют на изменение освещённости, генерируемые ими сигналы анализируются нейронной сетью самого глаза. Особые ганглиозные нервные клетки собирают информацию с некой области сетчатки и реагируют только в том случае, если в этой области регистрируется вполне определённая динамика картины возбуждения. Получается, что сам глаз проводит первичный анализ зрительного изображения.

Маленькие движущиеся объекты с закруглёнными краями интерпретируются как потенциальная пища. Крупные — как опасность. Ещё одна категория клеток реагирует на снижение освещённости и непрерывно анализирует, не упала ли на лягушку тень подбирающегося к ней хищника. И, наконец, есть в сетчатке и ганглиозные клетки, реагирующие на протяжённые границы контрастов (горизонт, например); они, вероятно, важны для ориентации в пространстве. В результате работы этого комплекса клеток в головной мозг идёт не только информация об изменении освещённости сетчатки, но и результаты её предварительной обработки.

Объект, классифицированный как потенциальная жертва, вызывает нацеливание на него обоими глазами; мозг принимает решение, атаковать или нет. Вероятная опасность приведёт к настораживанию, а может быть, даже к прыжку в воду с берега — как бы чего не вышло. На разные типы акций (воздействий) лягушка ответит разными реакциями. Вокруг всё неподвижно — лягушка ничего не видит. Она двинулась — и в её зрительном восприятии появился целый мир. Лягушка замерла — образ этого мира в её психике потускнел и погас. А что будет, если лягушка, к примеру, сидит на листе кувшинки, который качают волны? Её глаза совершают движения, компенсирующие (вероятно, не полностью, но в существенной мере) колебания опоры.

Есть один жестокий эксперимент. Когда-то он входил в стандартную программу биологического образования, а сейчас стал непопулярен (и хорошо, что стал непопулярен!) благодаря распространению биоэтических идей. Лягушку обезглавливают (голову ножницами отрезают), а потом, к примеру, капают ей на брюхо немного кислоты (или щипают её там пинцетом). Задняя нога безголовой лягушки попытается смахнуть раздражитель, выполнив движение, удивительно напоминающее таковое у нормальной, комплектной особи. Это означает, что подобное очищающее движение управляется спинным мозгом. И здесь мы видим управление поведением по типу «акция — реакция».

А что будет, если лягушка не получит никаких существенных для неё сигналов? Ничего! Как сидела, так и будет сидеть.

Одна из сложных функций, выполняемых нашей (нашей: и человечьей, и лягушачьей!) нервной системой, связана с управлением позой. Поза сидящей (или висящей в воде; или затаившейся на дне) лягушки не случайна — из неё удобно начинать те движения, которые вероятны для животного, находящегося в этом положении. Сидящая лягушка может прыгнуть. Всё её тело, почти все суставы её скелета придут в движение, но сам этот комплекс движений тоже будет в большой мере автоматичным. Вот длинные-предлинные ноги начинают разгибаться, толкая тело вперёд и вверх. До того, как от опоры оттолкнутся кончики длиннейших пальцев, разгибание ног будет увеличивать скорость прыжка лягушки.