Жизнедеятельность как взаимодействие организма и среды

Поведение как биологический феномен и предмет научных исследований. Структура поведения

Жизнедеятельность всех живых систем невозможна без периодического взаимодействия с окружающей средой. Совокупность способов активного взаимодействия со средой человека и животных, или поведение, — это биологический феномен, специфичный данным вариантам живых систем.

Как известно, естественные науки изучают природу как совокупность разнообразных материальных объектов и их взаимодействие, а гуманитарные науки исследуют бытие человека, его существование в обществе на разных этапах развития, изучают механизмы социальных взаимодействий и закономерности развития общества. Поведение, как биологический феномен, является предметом исследования естественных и гуманитарных наук. Научное исследование биологических основ поведения человека и животных исторически было связано, прежде всего, с развитием таких наук, как зоология и физиология человека и животных. Это так называемое биологическое направление наук о поведении животных, а позднее, с развитием психологии стало развиваться гуманитарное направление исследования этого феномена.

В биологических науках, исследующих различные аспекты поведения, можно условно выделить дисциплины, в которых основным предметом является изучение поведения животных как феномена организменного и надорганизменного уровня организации живой материи. Это этология, эволюционная биология, экология, изучающие поведение животных и человека с целью понимания закономерностей взаимосвязанного развития и функционирования различных живых систем в ходе биологической эволюции, для исследования механизмов формирования и сохранения биоразнообразия. В этих науках основное внимание уделяется феноменологии поведения описанию и объяснению наблюдаемых, «внешних» компонентов поведения, его морфологии, структуры как в онтогенезе, так и в филогенезе, а также изучению коммуникации при внутривидовых и межвидовых отношениях.

Современный этап исследования поведения отличается комплексным подходом к его изучению, применением методов, разработанных в различных биологических науках: в физиологии, биохимии, генетике. Исследуется взаимосвязь выраженности определенных образцов поведения и тактик поведения с геномом, определяются группы генов, влияющие на поведение. Изучаются процессы, протекающие в ЦНС при организации и реализации различных образцов поведения. Определяются и локализуются в мозге отделы мозга, активируемые в ходе различных форм обучения, изучения пространственно-временных характеристик среды, мышления, идентифицируются области мозга, включенные в процессы памяти, внимания, эмоций, потребностей, мотиваций. Исследуются группы нейронов, связанные с механизмами распознавания различных свойств объектов окружающей среды и детали механизмов функционирования нейронов в отделах мозга, участвующих в организации различных форм поведения. Определяются нейромедиаторы и место расположения нейронов, имеющих рецепторы этих медиаторов, т. е. уточняются взаимосвязи различных отделов мозга и механизмы их взаимодействия при различных формах поведения. Все эти направления научных исследований являются частью крупномасштабных всесторонних исследований головного мозга человека, протекающих в рамках нейронауки, объединяющей специалистов различных направлений: физиков, химиков и инженеров, разрабатывающих аппаратуру, математиков и информатиков, моделирующих различные процессы, биологов и психологов.

Частью нейронауки является нейробиология, задачами которой, в частности, является всестороннее исследование биологических механизмов высших форм психической деятельности: мышления, сознания, а также разработка и научное обоснование подходов к исследованию мозга, диагностике, профилактике и коррекции нейродегенеративных заболеваний (болезней Альцгеймера, Паркинсона), шизофрении, эпилепсии и других нейропсихических заболеваний. В рамках нейронауки с 2009 г. выполняются исследования по проекту «Коннектом человека», целью которого является исследование взаимосвязей между нейронами внутри каждого из отделов мозга и взаимосвязей между разными отделами мозга.

Гуманитарные науки, анализирующие информацию как о биологических, так и о социальных причинах поведения человека, — это прежде всего, психология, разделами которой являются зоопсихология и сравнительная психология, антропология, а также социальные науки, например социология. Задачами этих наук является, в частности, описание и понимание механизмов психической деятельности, а в конечном итоге — изучение возникновения, закономерностей и перспектив развития в живой природе таких феноменов, как психика, мышление, вербальная коммуникация, сознание. Кроме того, в гуманитарных науках поведение исследуется, как основной элемент организации и функционирования различных общественных формаций и различных элементов их структуры, как один из важнейших факторов антропогенеза и биологическая основа поведения человека.

В каждой из наук, изучающих различные аспекты поведения, как биологического, так и социального феномена, исторически сложился свой понятийный аппарат. Отчасти это обусловлено отличием целей и задач исследователей. В результате возникло множество нередко неоднозначных, вариантов определений одних и тех же понятий, используемых для описания поведения и элементов его структуры. Вместе с тем анализ этих разнообразных определений весьма полезен, так как в них отражены различные аспекты такого сложного биологического феномена, как поведение. В связи с этим в данной работе приводятся некоторые из определений терминов, относящихся к понятийному аппарату описания поведения как биологического феномена.

Поведение животных — это все наблюдаемые процессы, посредством которых животное реагирует на воспринимаемые им изменения во внутреннем состоянии своего тела или во внешнем мире (Кэндел Э., 1980). Поведение животных — это один из важнейших способов активного приспособления животных к многообразию условий окружающей среды, обеспечивающий выживание и воспроизведение как отдельной особи, так и вида в целом (Крушинский Л. В. с соавт., 1983). Поведение — это форма жизнедеятельности, которая изменяет вероятность и продолжительность контакта с внешним объектом, способным удовлетворить имеющуюся у организма потребность (Симонов П. В., 1987). Поведение — это специфический для животных вид жизнедеятельности, в котором проявляется психика как форма отражения и который выражается в разнообразных двигательных реакциях: локомоциях, манипулировании, изменении формы тела и других реакциях (Левушкин С. И., 1994). Поведение — это внешние проявления психической деятельности человека. (Гиппенрейтер Ю. Б., 1996). Поведение — это наблюдаемая извне двигательная активность живых существ, включающая моменты неподвижности, исполнительное звено высшего уровня взаимодействия организма с окружающей средой (Психологический словарь, 1998).

В данной работе поведение рассматривается, как специфичное животным явление, включенное в механизм саморегуляции их жизнедеятельности, как функция системы саморегуляции, обеспечивающая взаимодействие организма и среды, посредством которой реализуются различные формы взаимосвязи организма и среды. С появлением в ходе биологической эволюции такого варианта живых систем, как животные, которые взаимодействуют с окружающей средой посредством поведения, неразрывно возникновение у них психики. Можно утверждать, что поведение животных обусловило появление у них психики.

Для описания понятия психики, так же как и для описания поведения, используется множество определений. Например, психика — это системное свойство высокоорганизованной материи (мозга), заключающееся в активном отражении субъектом объективного мира, в построении субъектом духовной картины этого мира и саморегуляции на этой основе своего поведения (Словарь физиологических терминов, 1987). Другое определение: психика — это форма активного отображения субъектом объективной реальности, возникающая в процессе взаимодействия высокоорганизованных живых существ с внешним миром и осуществляющая в их поведении (деятельности) регулятивную функцию (Психологический словарь, 1998).

Соотнесение определений понятий «психика» и «поведение» позволяет рассматривать психику как «внутренний», то есть происходящий в центральной нервной системе, механизм организации различных вариантов форм связи организма со средой. Многие из этих связей реализуются, то есть проявляются «внешне», в виде совокупности «наблюдаемых» поз, локомоций, образцов поведения, как элементов различных форм поведения. В ходе реализации внешних компонентов различных форм поведения мозг получает информацию о свойствах и качествах среды и объектов. Это обогащает психику и расширяет возможности психической деятельности при организации и реализации вариантов различных форм поведения. Таким образом, психика обеспечивает организацию и реализацию поведения, а поведение развивает психику.

Во всех определениях понятия «поведение животных», независимо от изучения его в тех или иных аспектах, возникает связь «живой организм — окружающая среда». При описании факторов внешней среды, значимых при взаимодействии организма и среды, обычно выделяют биотические факторы, связанные с функционированием других живых систем, и абиотические факторы как свойства объектов неживой природы.

Во внешней среде в каждый период жизнедеятельности организма можно выделить биологически значимые и индифферентные объекты и факторы. Биологически значимыми являются объекты среды и ее свойства, способствующие самосохранению живых систем или препятствующие ему. Те факторы, которые не влияют на жизнедеятельность организма на данном этапе его жизни, расцениваются как индифферентные. Одни объекты среды и их свойства, значимые для животных и человека (их качественные и количественные характеристики, положение в пространстве и времени), относительно стабильны и воспроизводятся в онтогенезе нескольких поколений животных каждого вида. Вместе с тем положение в пространстве и времени других биологически значимых объектов и их свойств имеет вероятностный характер.

В данной работе поведение рассматривается как способ связи организма и среды, организация и реализация которой — одна из функций системы саморегуляции организма животных, «согласующей» открытую систему — организм животного и человека — с окружающей его средой. При этом постулируется, что все врожденные, видоспецифичные компоненты поведения, а также некоторые из приобретаемых в онтогенезе компонентов поведения, например облигатное обучение и «культурные» традиции, обеспечивают организму предварительную готовность к взаимодействию с относительно стабильными биологически значимыми свойствами и объектами среды. Вместе с тем способность к формированию в онтогенезе новых вариантов различных форм поведения обеспечивает возможность согласования животного с реальными, нередко внезапно изменившимися условиями его существования, которые могут значительно отличаться от условий существования его предков, других сородичей (родственников, членов сообщества, популяции) и конспецификов (представителей данного биологического вида).

В структуре поведения животных и человека для удобства описания этого феномена целесообразно различать внутренние и внешние процессы поведения. Внутренние, протекающие в организме процессы, скрыты от наблюдателя, не имеющего технических средств их визуализации. У высших животных и человека это процессы, происходящие в центральной нервной системе при организации и реализации определенного варианта каждой из форм поведения. Внутренние процессы — это психофизиологические процессы и состояния. Это возникновение и доминирование потребностей, развитие мотивации, действие механизмов эмоций, внимания, памяти, мышления.

Внешние процессы поведения — это определенные позы, локомоции, образцы поведения, коммуникативные сигналы как элементы различных форм поведения, специфичных различным биологическим потребностям. Внешние процессы каждой из форм поведения — это чередование во времени образцов поведения, специфичных для данной формы поведения и общих для нескольких форм. В свою очередь, каждый из образцов поведения — это определенная временная последовательность поз и одной или нескольких однотипных двигательных реакций — локомоций. Внешние компоненты поведения — это процесс реализации скелетной мускулатурой и висцеральными органами программы действия, организованной в нервной системе, выполнение которой контролируется нервной системой.

Поведение животных и человека включает в себя коммуникацию (от лат. communicare — делать общим, связывать, общаться), то есть способ взаимодействия между различными особями в виде передачи информации. Коммуникативные сигналы животных имеют различную природу. Различают химические, акустические, тактильные, электромагнитные сигналы, в том числе и визуально воспринимаемые двигательные реакции. Многие из этих способов коммуникации специфичны различным формам поведения. Причем особенностью животных является врожденная способность распознавать коммуникативные сигналы представителей своего вида и отвечать на них. Ответом на принятые коммуникативные сигналы является или двигательные реакции, или коммуникативные сигналы, которые специфичны принимаемым сигналам. Эти реакции также имеют коммуникативное значение. Внутренние процессы такого элемента структуры поведения, как эмоции, сопровождаются внешними проявлениями в виде специфичных поз, локомоций, мимических реакций, имеющих коммуникативное значение.

Особенностью человека является развитие у него способности к вербальной коммуникации, хотя известно, что различные формы передачи информации с помощью невербальных сигналов также имеют значение в социальных взаимодействиях людей.

В зависимости от связи с генотипом некоторых образцов поведения и их сочетания в различных формах поведения, большинство исследователей выделяют в поведении врожденные компоненты и компоненты, приобретаемые в ходе онтогенеза. Вместе с тем до настоящего времени некоторые исследователи отрицают наличие таких врожденных компонентов поведения, как инстинкты и даже безусловные рефлексы.

Среди врожденных компонентов поведения различают таксисы, безусловные рефлексы и инстинкты. Реализация врожденных компонентов поведения, то есть детерминированных геномом и воспроизводящихся у подавляющего большинства представителей вида, обусловлена, прежде всего, структурой связей элементов ЦНС, возникающей на ранних этапах онтогенеза. Как правило, у млекопитающих большинство из этих связей формируется в ходе эмбрионального или на ранних этапах постэмбрионального развития. В данной работе в приобретаемых компонентах поведения выделяются обусловленные различными формами обучения (научения), а также когнитивной (познавательной) деятельностью, направленной на локализацию в пространстве биологически значимых объектов среды и их временную динамику, и рассудочной деятельностью (мышлением). Приобретаемые компоненты поведения — это основная часть памяти индивидуума, формируемой в реальных условиях существования.

Наличие врожденных компонентов поведения и некоторых видов обучения, а такжеи когнитивная деятельность облегчают животным и человеку взаимодействие со стабильными, многократно воспроизводящимися качествами и свойствами среды. Рассудочная деятельность обеспечивает возможность жизнедеятельности животных при внезапных изменениях некоторых биологически значимых объектов, а также их свойств. В большинстве случаев в поведении, как в совокупности способов взаимодействия животных и человека с окружающей средой, врожденные и приобретаемые компоненты поведения взаимосвязаны, и нередко затруднительно их дифференцировать, то есть отделить одни от других.

Используя метафору, можно представить, что врожденные компоненты поведения являются «канвой» различных форм поведения, основой, на которой взаимодействия животных со средой в ходе онтогенеза «вышивают» свой узор в виде приобретаемых компонентов поведения. Если врожденные компоненты поведения являются видоспецифичными, то их сочетание с приобретаемыми в ходе онтогенеза компонентами вариантов различных образцов поведения и его форм обуславливают индивидуальную специфичность представителей различных биологических видов.

Поведение обеспечивает предварительную готовность к взаимодействиям организма с различными свойствами среды и ее объектами, как способствующими, так и препятствующими жизнедеятельности. Термин «предварительная готовность к взаимодействиям», используемый в данной работе, позволяет охарактеризовать одно из свойств живых систем, проявляющихся на всех уровнях организации живой материи. Это понятие сходно по значению с понятиями «опережающее отражение», «антисипация» (от лат. anticipe — предвидение), используемыми для описания свойств нервной системы или организма в целом, но оно менее метафорично.

Поведение, как часть жизнедеятельности животных в виде совокупности способов их взаимодействия со средой, обеспечивающей согласование организма с различными факторами среды, являлось в филогенезе животных одним из значимых факторов биологической эволюции.

Считается, что поведение — это один из фенотипических, то есть проявляющихся внешне, признаков организма, а следовательно, врожденные компоненты поведения подвергались действию естественного отбора как основного механизма биологической эволюции. Кроме того, материалом естественного отбора являются и многие приобретаемые в онтогенезе компоненты поведения. Для социальной эволюции является значимой способность не только приобретать в онтогенезе новые образцы поведения, но и запоминать их.

Это касается в том числе и тех вариантов поведения, которые не обеспечивали «согласования» со средой индивидуума и даже приводили к гибели отдельных индивидуумов или их групп. При определенных изменениях условий окружающей среды или определенных изменениях индивидуумов случайное или не случайное воспроизведение этих образцов поведения, которые ранее не способствовали жизнедеятельности, может значительно улучшить согласование этих индивидуумов с окружающей средой.

Таким образом, эволюция поведения — это часть биологической и социальной эволюции. Изучение поведения животных в эволюционном аспекте важно для понимания биологических основ поведения человека.