Механизмы интеллекта: Клетки, органы, система

Знакомьтесь - роботы!

Как атом есть мельчайшая неделимая частица любого из ста с лишним известных сейчас химических элементов, так живая клетка есть мельчайшая неделимая частица любой живой материи. Жизнь возникла миллионы лет тому назад в Мировом океане. Может быть, в силу этого клетка состоит главным образом из жидкости, заключенной в оболочку. Если нарушить эту оболочку, клетка погибнет. Внутри этой жидкости находится еще меньшая капелька жидкости, которая, в свою очередь, также заключена в оболочку. Эту самую важную часть клетки называют ядром; оно может жить только в клеточной жидкости.

Две главные функции, отличающие живое от неживого, связанные с питанием и воспроизведением, реализуются в живой клетке. Через ее оболочку - мембрану, как ее называют, фильтруется все питание, какое получает клетка из внешней среды, через эту же мембрану из клетки выводятся ненужные ей вещества. Запас питательных веществ и их переваривание осуществляются в клеточной жидкости. А в ядре содержатся все материалы, которые используются клеткой в процессе собственного воспроизведения, или размножения.

Непрерывная работа идет в каждом микроскопическом живом "кирпичике", из которых "сложено" наше тело, причем разные "кирпичики" имеют разные назначения и соответственно разную конструкцию.

Клетки, из которых состоят мышцы, устроены так, что они могут сокращаться и расслабляться, приводя в движение различные части тела. Клетки, из которых состоят железы, производят и выделяют различные жидкости и соки, в которых нуждается организм. Имеется по меньшей мере полдюжины различных типов клеток, занимающихся производством крови. Существуют специальные клетки, из которых построены кости, кожа и так далее. Нервные клетки - разнообразные по конструкции, единственные клетки тела, которые могут передавать сигналы от различных его частей головному или спинному мозгу.

Множество собранных вместе клеток одного типа составляет живую ткань. В нашем теле можно обнаружить несколько видов таких тканей. Покровные ткани образуют кожу, покрывающую и защищающую тело, они выстилают внутренние поверхности рта, носа, органов пищеварения.

Вас никогда не удивлял тот факт, что все наши внутренности не смещаются со своих мест и не перепутываются внутри нас в результате спортивных занятий, когда мы бегаем, резко прыгаем, оказываемся вверх ногами, складываемся пополам? Ведь они там вроде бы все по отдельности и, казалось бы, держаться при таких ненормальных условиях в нормальном положении просто не могут?

Оказывается, существуют специальные соединительные ткани, "сплетенные" из сравнительно более прочных клеток. Они образуют пленки, из которых сконструирована "подложка" для кожи; из этой ткани построены суставные сумки, в которых заключены все подвижные сочленения; пленки соединяют в единый пучок несколько мышц, из пленок сконструированы "растяжки", "расчалки", "упаковки", "обертки", благодаря которым внутри нашего тела поддерживается неизменная геометрия и не происходит "перепутаницы" разных органов. Только когда у вас дома готовят мясо к обеду, эти ткани кажутся абсолютно ненужными.

Кровь - тоже своеобразная живая ткань, имеющая свои специфические функции и свою специфическую клеточную структуру. Различают также костные и мышечные ткани, ткани, из которых построены железы, и, наконец, нервные ткани.

Поврежденная кожа залечивается в результате того, что клетки, из которых она состоит, воспроизводят новую кожную ткань, занимающую место уничтоженной при повреждениях. Костные и мышечные ткани излечиваются тоже путем образования новых клеток, даже кровь восстанавливается и обновляется в процессе жизни. Только нервная ткань резко отличается от всех других тканей тем, что она не обладает способностью к воспроизведению.

"Нервные клетки не восстанавливаются!" - набивший оскомину веселый призыв, с которым часто обращаются друг к другу хорошие знакомые, сослуживцы, продавцы и покупатели, рекомендуя не волноваться по пустякам. Человек появляется на свет с тем набором нервных клеток, которыми он должен обходиться всю жизнь, так что эта шутливая рекомендация полна здравого смысла.

Группа различных тканей, работающих совместно в процессе выполнения специфических функций, образует конструкцию, называемую органом. Сердце называют органом, печень называют органом, глаз и мозг - органы и так далее.

Группа различных органов, работающих совместно, называется системой. Так, например, рот, желудок, кишки работают совместно и образуют пищеварительную систему. Все органы тела обычно разбивают на системы: скелетную, мышечную, дыхательную, циркуляционную, лимфатическую и другие. К числу систем тела относят также и нервную систему, основным элементом которой служит нервная клетка - нейрон.

Сложнейшие процессы протекают в каждой клетке, в каждой из систем. Далеко не все из этих процессов познаны до конца, даже те из них, что происходят буквально на глазах у ученых и врачей.

Одно из чудес природы - сращивание поломанной кости. Когда хирурги "состыковывают" части кости их поломанными краями, начинается таинственный процесс заживления. Место "стыка" организм окружает свернувшейся кровью и бесцветной жидкостью, называемой лимфой. Каждый край начинает производить новые клетки, строить новую костную ткань, причем эта "постройка" идет исключительно в направлении стыка. Никто не знает, каков механизм, управляющий этим процессом и обеспечивающий нужные направления роста кости в местах поломки. Никто также не знает, почему этот процесс останавливается, как только кость сращивается полностью, становясь в месте поломки более прочной по сравнению с непострадавшими участками.

Много других чудес и загадок скрыто в живом. Но не об этом сейчас речь. Ведь никто из тех, кто занимается роботами, не думает пока воспроизводить такой механизм соединения частей машин, никто пока не собирается создавать искусственную систему пищеварения или искусственную лимфатическую систему.

Как человек строит свои движения и как управляет ими? Как с помощью технической системы построить движения по подобию того, как их строит человек, и управлять так, как ими управляет человек? Вот что интересует специалистов в области робототехники. Именно в этом состоит смысл и содержание всех прошлых, настоящих и будущих попыток создать автомат по образу и подобию человека.

Из всех систем человеческого тела с этой точки зрения интерес представляют, пожалуй, только три: скелетная и мышечная, с которыми мы уже коротко познакомились в предыдущей главе, и, конечно, нервная система, о которой наш рассказ.

И.И.Артоболевский, А.Е.Кобринский, 1979 год