Пути в незнаемое

Вторая возможность: координация движения осуществляется только в мозге, а участие мышечных органов чувств несущественно. По этой гипотезе, в каждой фазе движения нервные клетки не только посылают импульсы к мышцам, но и оказывают возбуждающее или тормозящее влияние на другие нервные клетки, обеспечивая этим наступление новой фазы. В таком понимании координированное движение обеспечивается структурными особенностями нервного центра, характером связей между его клетками.

Конечно, и по этой гипотезе центр не независим от органов чувств, он независим от них лишь в процессе построения координации. А в остальном его работа полностью контролируется извне, и, если бегущее животное вдруг завидит врага, оно, безусловно, остановится или побежит еще скорее.

Две гипотезы, обе правомерны, а решить спор должен эксперимент. Совершенно ясно, что речь идет не только о тритоне и его ходьбе. Это вопрос принципиальный — что лежит в основе сложных координированных актов? Цепной рефлекс или структура центра? Спешащий же по столу тритончик — лишь относительно простой и удобный объект для попытки ответить на этот вопрос.

Сама анатомия подсказывала соблазнительную возможность решающего эксперимента: нервы, связывающие спинной мозг с конечностями, устроены так, что можно перерезать чувствительные волокна, не задев двигательных. Тогда импульсы от чувствительных окончаний в мозг идти не смогут, цепь рефлекса прервется, и остается только посмотреть — сохраняется ли координированное движение лапок.

На этом эксперименте сломала зубы не одна лаборатория. В нем оказалась скрытая, непредусмотренная трудность. Чем больше перерезаешь чувствительных нервных волокон, тем ниже падает тонус нервной деятельности, животное становится вялым, расслабленным, апатичным, и не то что бежать, а и просто шагнуть оно не в силах. Как же тут проверить, сохраняются ли координации! Ученые делали одни и те же опыты, а выводы у всех получались разные.

Секей пошел по другому пути. Никаких перерезок, никаких апатичных животных. Целые, здоровые, бодрые животные, но сделанные на заказ.

В каждой фазе координированного движения у передних лапок своя работа, у задних — своя. А что, если передние лапки будут иннервированы от мозгового центра задних лапок? Как они себя поведут? Как передние? Или как задние?

Секей получает тритонов, у которых участок мозга, иннервирующий передние лапки, заменен взятым от другого тритона участком, предназначенным для задних лапок.

Если права теория цепного рефлекса, передние лапки должны сохранить свои характерные движения на каждой фазе цикла ходьбы: ведь смена этих движений должна контролироваться мышечными органами чувств, а они на месте. Правда, может так случиться, что лапки совсем не будут двигаться, потому что между ними и «чужим центром» не будет резонанса.

Но вот тритон вырастает, и лапки движутся. И движутся они как задние! В каждой фазе ходьбы они выполняют характерные движения задних лапок, хотя никакие они не задние!

Центр, и только центр, определяет способ участия мышц в координированном движении. Я рассказал лишь о маленькой части экспериментов, а их было гораздо больше. Секей подсовывал мозговой центр передних лапок задним лапкам, и тогда они начинали вести себя наподобие передних. Между двумя парами собственных лапок Секей выращивал третью пару и напротив нее подменял участок спинного мозга то центром передних конечностей, то задних: лапки, независимо от своего происхождения, двигались в соответствии с происхождением центра.

Но значение этих опытов шло дальше. Они окончательно разрушили представление Вейса о специализации нейронов. Какой уж тут «резонанс», если передние лапки прекрасно понимают голос мозгового центра задних лапок! Какая уж тут «модуляция», если центр задних лапок в необычных условиях развивается нормально и, более того, навязывает передним лапкам свои взгляды на координацию!

Концепция Вейса затрещала по швам. А других концепций нет!

— Так вот, — сказал Дьердь. — Теперь я расскажу тебе, что было дальше. Дальше я попытался представить себе, каким требованиям должна отвечать структура нервного центра, заведующего четырехтактным движением конечностей. Один центр и четыре ноги — четыре выхода. Топ-топ-топ-топ. Что это такое? Разряд на первом выходе, затем на втором, на третьем, на четвертом и так далее.

Можно создать искусственную кибернетическую модель, обладающую такими свойствами. Но меня интересовала конкретная структура — структура нервного центра.

Для начала я попытался вспомнить все, что знаю о строении и работе спинного мозга. Возбуждающие нервные окончания на его двигательных клетках хорошо известны. Ты, вероятно, помнишь, что несколько лет назад мой учитель, профессор Сентаготаи, описал особые тончайшие окончания нервных волокон на этих клетках и привел аргументы в пользу их тормозящей функции. Заметим это обстоятельство.