Кибернетика и общество

 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.