<<<     ΛΛΛ     >>>   

Простейший тип расстройства – это колебания в процессе выбора цели; это колебание происходит только в случае активно вызванного процесса. Это явление довольно близко к имеющему место у человека явлению, известному как целевое дрожание, например когда пациент протягивает руку за стаканом воды, его рука дрожит все сильнее и сильнее и он не может поднять стакан.

У человека встречается и другой тип дрожания, который в известных отношениях диаметрально противоположен целевому дрожанию. Он известен как болезнь Паркинсона и знаком всем нам как параличное дрожание у стариков. Здесь у пациента дрожание проявляется даже во время отдыха; а фактически, если болезнь не слишком сильна, – [с.168] только во время отдыха. Когда пациент пытается выполнить определенную задачу, это дрожание прекращается настолько, что жертва болезни Паркинсона в ее ранней стадии может быть даже преуспевающим глазным хирургом.

Все мы трое связывали болезнь Паркинсона с обратной связью, несколько отличной от обратной связи, связанной с достижением цели. Для того чтобы успешно достичь цели, различные, прямо не связанные с целенаправленным движением сочленения должны находиться в таком состоянии умеренного тонуса или напряжения, чтобы должным образом поддерживать конечное целенаправленное сокращение мускулов. Для этого необходим механизм вторичной обратной связи, местом которого в мозгу, по-видимому, не является мозжечок, представляющий собой центральный управляющий пост механизма, расстройство которого вызывает целевое дрожание. Этот второй род обратной связи известен как обратная связь, регулирующая положение.

Математически можно показать, что в обоих случаях дрожания обратная связь является чрезвычайно большой. Теперь, когда мы рассматриваем обратную связь, имеющую важное значение в болезни Паркинсона, то оказывается, что самопроизвольная обратная связь, регулирующая основное движение, действует в направлении, противоположном обратной связи, регулирующей положение, поскольку дело касается движения органов, регулируемых этой последней обратной связью. Поэтому наличие цели вызывает ослабление чрезмерного усиления обратной связи, регулирующей положение, и вполне может установить ее ниже уровня дрожания. Теоретически эти вещи мы знали очень хорошо, но до недавнего времени мы не пытались создать рабочую модель. Однако в дальнейшем возникла потребность создать демонстрационный аппарат, который действовал бы в соответствии с нашей теорией.

Соответственно профессор Дж. Б. Уиснер, работающий в лаборатории электроники Массачусетского технологического института, обсудил со мной возможность создания фототропической машины, или машины с простой фиксированной, приданной ей целью; части этой машины должны были быть в достаточной степени приспособлены для демонстрации основных явлении самопроизвольной обратной связи и такого явления, которое мы только что называли обратной связью, регулирующей положение, а также их расстройств. По нашему предложению, Генри Синглтон [с.169] взялся за решение проблемы построения такой машины и довел ее до блестящего и успешного конца. Эта машина основана на двух принципах действия: во-первых, позитивно фототропическом, когда машина движется к свету, и, во-вторых, негативно фототропическом, когда она убегает от света. Мы назвали машину в ее двух соответственных функциях “молью” и “клопом”. Машина состоит из маленькой трехколесной тележки с толкающим двигателем на задней оси. Переднее колесо представляет собой ролик, управляемый рычагом. Тележка имеет пару направленных вперед фотоэлементов, один из которых осматривает левый квадрант, а другой – правый. Эти фотоэлементы представляют собой противоположные плечи мостика. Выход моста, который является обратимым, соединен с переставным усилителем. Отсюда он идет к сервомотору, который регулирует положение одного контакта с потенциометром. Другой контакт также регулируется сервомотором, который, кроме того, движет рычаг, управляющий передним роликом. Выход потенциометра, представляющий собой разницу между положением двух сервомоторов, проходит через второй переставной усилитель ко второму сервомотору, регулируя рычаг, управляющий передним роликом.

В зависимости от направления выхода моста этот прибор направляется либо к квадранту с более сильным светом, либо от него. В любом случае он автоматически стремится к самоуравновешиванию. Таким образом, перед нами зависящая от источника света обратная связь, идущая от света к фотоэлектрическим элементам и отсюда к рулевой управляющей системе, посредством которой она окончательно регулирует направление своего собственного движения и изменение угла падения света.

Эта обратная связь стремится выполнить задачу либо позитивного, либо негативного фототропизма. Она является аналогом самопроизвольной обратной связи, ибо мы наблюдаем, что у человека самопроизвольное действие, по существу, представляет собой выбор между тропизмами. Когда эта обратная связь перегружена возрастанием усиления, то маленькая тележка, “моль” или “клоп”, в зависимости от направления своего тропизма будет идти к свету или избегать его колебательным движением, в котором колебания все более увеличиваются. Это представляет собой близкую аналогию целевого дрожания, которое связано с повреждением мозжечка. [с.170]

Установочный механизм, управляющий положением руля, содержит вторую обратную связь, которую можно рассматривать как обратную связь, регулирующую положение. Эта обратная связь идет от потенциометра ко второму моменту и обратно к потенциометру, и ее нулевое положение регулируется выходом первой обратной связи. Если эта обратная связь перегружена, то руль начинает испытывать дрожание второго рода. Такое дрожание происходит при отсутствии света, то есть когда машине не задана цель. Теоретически это обусловливается тем обстоятельством, что поскольку затрагивается второй механизм, постольку действие первого механизма противоречит его обратной связи и стремится уменьшить ее значение. Это явление в применении к человеку представляет собой описанную нами болезнь Паркинсона.

Недавно я получил письмо от д-ра Грэя Уолтера, работающего в Неврологическом институте в Бристоле (Англия), где он интересовался “молью” или “клопом”, и Уолтер сообщил мне о подобном своем собственном механизме, отличающемся от моего механизма тем, что имеет определенную, но изменяющуюся цель. Уолтер пишет: “Мы включили другие черты, кроме отрицательной обратной связи, которые придают прибору как исследовательское и этическое отношение к миру, так и чисто фототропическое отношение”. Возможность такого изменения в модели поведения рассматривается мною в главе, посвященной научению, и развитые там взгляды имеют прямое отношение к машине Уолтера, хотя в настоящее время я не знаю, какие именно средства он использовал для того, чтобы обеспечить такой тип поведения.

“Моль” и дальнейшее развитие фототропической машины Уолтером на первый взгляд представляются упражнениями в виртуозности или, самое большее, техническими комментариями к философскому тексту. Тем не менее они в известном отношении имеют определенное практическое применение. Военно-медицинская служба Соединенных Штатов сфотографировала поведение “моли” для сравнения с фотографиями действительных случаев нервного дрожания, и эти фотографии помогают обучению военных врачей-неврологов.

Второй класс машин, над которыми мы также работали, имеет гораздо более прямую и непосредственную важную медицинскую ценность. Эти машины можно использовать [с.171] для компенсирования повреждений искалеченных или недостаточно развитых органов чувств, а также для придания новой и потенциально опасной силы уже здоровым органам. Помощь машины может распространяться на создание лучших искусственных органов, на приборы, помогающие слепому читать страницы обычного текста путем преобразования видимых знаков в слуховые, и на другие подобные вспомогательные средства для того, чтобы осведомить этих лиц о приближающихся опасностях и дать им свободу передвижения. В частности, мы можем использовать машину для того, чтобы помочь совершенно глухим. Вспомогательные средства этого последнего класса сконструировать, по-видимому, легче всего: частично вследствие того, что телефонная техника лучше всего изучена и представляет собой наиболее знакомую нам технику сообщения, частично вследствие того, что потеря слуха представляет собой в подавляющем числе случаев утрату одной способности – способности свободного участия в человеческом разговоре, и частично вследствие того, что передаваемая речью полезная информация может быть сконцентрирована в таком узком диапазоне, что она не будет находиться вне пределов передаточной способности чувства осязания.

Некоторое время тому назад профессор Уиснер сказал мне, что он интересуется возможностью создания приспособления, помогающего совершенно глухим, и что он был бы рад слышать мое мнение по эгому вопросу. Я изложил свою точку зрения, и оказалось, что мы во многом придерживаемся одного и того же мнения. Мы знали об уже проделанной в лабораториях “Bell telephone company” работе над зрительно воспринимаемой речью и об отношении этой работы к их более ранней работе над “вокодером”. Мы знали, что работа над “вокодером” дала нам более благоприятное, чем любой из предшествующих методов, измерение объема информации, которую необходимо передать, для того чтобы речь была понятной. Однако мы чувствовали, что зрительно воспринимаемая речь имеет два неудобства, именно то, что ее, очевидно, нелегко произвести в портативной форме, и то, что она предъявляет слишком тяжелые требования к органу зрения, который сравнительно более важен для глухих, чем для всех других людей. Грубые расчеты показывали, что использованный в приборе зрительного приема речи принцип можно перенести на чувство [с.172] осязания и это, как мы решили, должно быть основой нашего аппарата.

Очень скоро после начала нашей работы мы обнаружили, что исследователи в лабораториях “Bell telephone company” также рассматривали возможность осязательного приема звука и включили этот принцип в свою патентную заявку. Эти исследователи были достаточно любезны сообщить нам, что ими не была проделана никакая экспериментальная работа в этой области и что они предоставляют нам свободу продолжать наши исследования. Поэтому мы поручили проектирование и создание этого аппарата Леону Ливайну, инженеру в электронной лаборатории Массачусетского технологического института. Мы предвидели, что вопросы учебы будут составлять большую часть работы, необходимой для того, чтобы довести наше изобретение до практического применения, и здесь нам помогли советы д-ра Александера Бэвеласа, работающего в Управлении психологии.

Проблеме интерпретирования речи через другое чувство, кроме слуха, как, например, через чувство осязания, можно дать следующее объяснение с точки зрения языка. Как мы говорили, можно грубо различить три ступени в языке и два промежуточных преобразования между внешним миром и субъективным приемом информации. Первую ступень составляют акустические символы, физически представляющие собой вибрацию воздуха; вторая, или фонетическая, ступень – это различные явления, возникающие во внутреннем ухе и связанных с ним частях нервной системы; третья, или семантическая, ступень представляет собой передачу этих символов смысловому опыту.

У глухого имеются первая и третья ступени, но вторая ступень отсутствует. Однако вполне можно представить, что мы можем заменить вторую ступень ступенью, обходящей чувство слуха и проходящей, например, через чувство осязания. Здесь преобразование первой ступени в новую вторую ступень осуществляется не заложенным в нас физико-нервным аппаратом, а искусственной, созданной человеком системой. Преобразование новой второй ступени в третью ступень прямо недоступно нашему наблюдению, однако оно представляет собой образование новой системы привычек и реагировании, подобных тем, какие мы вырабатываем у себя, когда учимся управлять автомобилем. В настоящее [с.173] время состояние нашего аппарата следующее: переход от первой к новой второй ступени вполне находится под контролем, хотя и имеются некоторые технические трудности, которые следует еще преодолеть. Мы проводим исследования процесса научения, то есть перехода от второй ступени к третьей; и, по нашему мнению, результаты этих исследований являются чрезвычайно обнадеживающими. Лучший результат, который мы можем пока показать, состоит в том, что при наученном словарном запасе в двенадцать простых слов в восьмидесятикратных случайных повторениях было сделано только шесть ошибок.

В нашей работе мы должны всегда помнить о ряде обстоятельств. Первым из этих обстоятельств, как мы сказали, является тот факт, что слух не является единственным чувством сообщения, но что он такое чувство сообщения, которое находит свое главное применение в установлении en rapport с другими индивидуумами. Слух также представляет собой чувство, соответствующее некоторой коммуникативной деятельности с нашей стороны, а именно деятельности речи. Использование слуха в других отношениях также имеет важное значение, как, например, восприятие звуков природы и наслаждение музыкой, однако это использование не столь важно, чтобы мы рассматривали человека глухим в социальном отношении, если он участвует в обычном сообщении между людьми посредством речи и не использует слух в других отношениях. Иначе говоря, слух обладает тем свойством, что если мы лишены всякого использования слуха, кроме использования его для связи посредством речи с другими людьми, то мы тем не менее испытывали бы неудобства и от этого минимального недостатка.

Имея перед собой цель протезирования органов чувств, мы должны рассматривать весь речевой процесс как целое. Насколько это важно, становится сразу очевидным, когда мы рассматриваем речь глухонемого. Для большинства глухонемых обучение чтению движения губ не является ни невозможным, ни чрезмерно трудным делом, и глухонемой может достичь вполне удовлетворительного результата в умении воспринимать речевые сигналы от других. С другой стороны, за очень небольшим исключением, что является результатом лучшего и более раннего обучения, огромное большинство глухонемых, хотя они могут научиться использовать сноп губы и рот для произведения звуков, [с.174] делают это с такой причудливо комической и неприятной интонацией, которая представляет собой очень неэффективную форму посылки сигнала.

Трудность заключается в том, что для глухонемых акт разговора разорван на две совершенно отдельные части. Мы можем очень легко создать подобную ситуацию для нормального человека, если дадим ему такую телефонную систему связи с другим лицом, где его собственная речь не передается телефоном к его собственным ушам. Создать такие передаточные системы с глухим микрофоном не представляет труда, и эти системы действительно рассматривались телефонными компаниями и были отвергнуты только потому, что они вызывают страшное чувство расстройства, обусловленное, в частности, незнанием того, в какой степени голос передается линией. Люди, пользовавшиеся системой этого рода, всегда были вынуждены кричать в полную силу своего голоса, чтобы быть уверенными, что их сообщение услышано на другом конце линии.

Вернемся теперь к обычной речи. Мы видим, что процессы речи и слуха никогда не разделены у нормального человека, но что само обучение речи обусловлено тем обстоятельством, что каждый индивидуум слышит то, что он говорит. Для получения лучших результатов недостаточно, чтобы человек с большими перерывами слышал то, что он говорит, и чтобы он заполнял эти интервалы, прибегая к своей памяти. Хорошее качество речи может быть получено только в том случае, когда она подвержена постоянному контролированию и самокритике. В любом вспомогательном аппарате для совершенно глухих должен учитываться этот факт, и, хотя этот аппарат может фактически воздействовать на другой орган чувств, как, например, на органы осязания, а не на отсутствующее чувство слуха, он должен иметь сходство с электрическими слуховыми аппаратами наших дней по своей портативности, а также в том, что его можно постоянно носить с собой.

Дальнейшая теория протезирования органа слуха зависит от объема информации, эффективно используемой при слушании. Самый грубый расчет этого объема позволяет оценить максимум, который возможно передать через диапазон звука частотой в 10 000 герц и диапазон амплитуды в 80 децибелов. Однако такое напряжение связи, хотя оно показывает максимум того, что вполне могло бы выполнить ухо, является слишком большим, чтобы [с.175] представлять передаваемую речью эффективную информацию. Во-первых, речь, передаваемая через телефон, не влечет за собой передачу звуков более чем в 3000 герц, амплитудой, очевидно, не больше 5–10 децибелов; однако даже здесь, несмотря на то, что мы не преувеличиваем диапазона передаваемых уху звуков, мы сильно преувеличиваем диапазон используемых ухом и мозгом звуков для воспроизведения членораздельной речи.

 <<<     ΛΛΛ     >>>   

Почему шимпанзе
Винер Н. Кибернетика и общество современной науки 13 передачи
Общества весьма незначительна
Извне системы поступает дополнительный свет
Потребляют немного энергии