Временнáя структура биосистем и биологическое время - страница 17

Это соответствует представлениям Н. А. Козырева (Козырев, 1989) об активных свойствах субстанционального времени, а также созвучно идеям А.П. Левича (2004, 2008) о том, что субстанциоальное время является причиной изменчивости и обусловливает энтропийную параметризацию «системоспецифичного» времени. Логично предположить, что поток субстанционального времени запускает на уровне организма его референты, временны́е процессы, совокупность которых примем за эндогенное биологическое время. Это определяет наличие у субстанционального и биологического времен сходных свойств направленности и непрерывности. При этом временны́е процессы, генерируемые на разных структурных уровнях организма, и эндогенное время в целом обладают такими специфическими свойствами как последовательность (поскольку временны́е процессы могут запускать или тормозить один другой) и дискретность в силу возможного различия у разных временных процессов таких темпоральных параметров как латентность, длительность, скорость и плотность. Один из параметров, плотность эндогенного времени, требует пояснения.

Термин плотность времени был введен Н. А. Козыревым (1985) как его переменный параметр, характеризующий активные свойства времени. Примечательно указание автора о возможности проявления плотности времени в биологических системах. Действительно, ряд известных в биологии феноменов и экспериментально установленных фактов подтверждают правомочность введения данного переменного параметра времени. (Чернышева, 2008а).

В соответствии с выражением (1) очевидно, что в эволюции увеличение объема памяти и, соответственно, Einf и Ed не могло быть линейно бесконечным из-за роста длительности процессинга информации, больших энергетических затрат и опасности перегрева. Это согласуется с теорией лимита диссипации тепла у эндотермов (Speakman, Krol, 2010). Названных опасностей удалось избежать, в частности путем селекции незначимой информации и «свертки» или «уплотнения» информации в памяти в виде сенсорных и эффекторных стереотипов (Чернышева, 2008а). Последние представляют собой совокупность «ключевых» признаков (символов), характеризующих информацию о знакомом (например, зрительном) образе или поведенческой реакции. Согласно представлениям современной нейрофизиологии восприятие мозгом информации об объектах окружающей среды или от рецепторов внутренних органов, мышц и сосудов, а также при извлечении информации из памяти происходит как процесс сканирования соответствующей эндогенной информации. Если информация обладает новизной, особенно значительной, то любой «сюжет», состоящий из ряда эпизодов, будет «прочитываться» полностью, последовательно, от эпизода к эпизоду, что увеличивает длительность процессинга. Если же информация известна, то узнавание ее и прочитывание может осуществляться по «ключевому» слову или эпизоду, т. е. по символам, характеризующим данный информационный стереотип. При этом значительно больший объем информации будет просмотрен за меньшее время, ускоренно, и с меньшими затратами энергии на ее процессинг. Следовательно, параметр плотности характеризует информационно-энергетическое наполнение времени и, в соответствии с выражением (1), увеличение плотности ведет к снижению энергетических затрат на процессинг информации (Einf и Ed) и к ускорению (уменьшению) эндогенного времени при относительно постоянном значении m. В силу сопряженности времени, информации и энергии взаимосвязаны также и стереотипы – информационные и временные. Примером таковых может послужить комплекс (фактически, сенсорно-временной стереотип) временных параметров электро-кардиограммы, по которым младенец узнает мать. Создание таких информационно/временных «стереотипов» разного срока хранения (в кратковременной, долговременной и буферной памяти) ускоряет извлечение информации при воспоминании, снижает энергетические затраты на ее считывание, а также улучшает различение информации, сопряженной с настоящим и прошлым временами. Следовательно, в эволюции рост плотности прошлого времени может быть одним из факторов увеличения объема памяти. Это также важно для ускорения ответных реакций на воздействия окружающей среды и повышения адаптивных способностей живых организмов. Важность информационно/временных стереотипов подтверждает основной принцип обучения – обучение стереотипам – сенсорным (лица, слова, шахматные партии и т. д.) или моторным (навыки ходьбы, письма, вождения и т. п.). Известны и врожденные стереотипы с генетически закрепленными временными параметрами, – например, саккады глаз, ритмы электрической активности головного мозга. Заметим, некоторые авторы рассматривают саккады глаз как «механизм уточнения времени в зрительном анализаторе» (Радченко, 2002), а характерный для гиппокампа тета-ритм – как фильтр полезного сигнала при вводе его в память и механизм отсчета внутренних интервалов времени. В пределах определенной висцеральной системы подобную роль могут играть врожденные информационно/временные стереотипии, такие как перистальтические сокращения пищеварительного тракта, дыхательный и сердечный циклы (Чернышева, Ноздрачев, 2006). В названых особенностях временных процессов и эндогенного времени проявляются характерные для системоспецифичного времени организма новизна и изменчивость (Левич, 2008). Для биосистем изменчивость отражает также свойство реактивности, которое является непременным условием существования живых организмов.