logo

Математика и живые организмы

Глаза человека могут поворачиваться в глазных впадинах более чем на 80˚ в вертикальном и горизонтальном направлениях. Мозг регистрирует сигналы о натяжении мышц глаза, кроме того, существенная роль принадлежит тремору – мелким движениям глазного яблока. Корректирующая работа мозга при пространственном восприятии чрезвычайно велика. Именно этим объясняется постоянство в восприятии размеров предметов в некотором диапазоне расстояний, когда изображения на сетчатке претерпевают изменения. Иногда наблюдается обратное явление, например не нашедшее еще объяснения кажущееся увеличение размеров Солнца и Луны у Лии горизонта. Этот парадокс был известен еще Архимеду.

Сейчас нам довольно подробно известно, каким образом проприоцептивные рецепторы, поставляющие информацию о взаимном расположении всех частей нашего тела, создают в мозгу внутренний образ тела. Мы не только видим себя, но и ощущаем собственное тело как границу нашего Я в беспредельном мире. Эти ощущения привычны для нас, они дают нам реальную картину соотношений внутреннего и внешнего. Лишь в особых случаях — при некоторых заболеваниях — в сознании возникают пространственные иллюзии: огромная рука, неимоверно длинные ноги, тяжелые пальцы . Известны и более причудливые искажения так называемой схемы тела. Рассматривая эти и подобные им сбои в работе мозга как вычислительной машины, мы можем сказать, что в нервных центрах происходит сложнейшая интеграция постоянного потока разнородных импульсов, в результате чего на внутреннем экране возникает подвижное изображение. Нарушение же настройки приводит к помехам, искажениям этого изображения.

Конечно, аналогию с телевизором не следует толковать буквально. Нам пока недостаточно известно, как «видит» мозг. Есть основания предполагать, что уже в мозгу формируется трехмерное, т. е. объемное изображение предметов. Но эксперименты, которые могли бы это подтвердить, едва лишь начаты. Нам важно понять и запомнить другое: в ходе развития живого организма формируется аппарат самоуправления, который можно моделировать в виде самопрограммирующейся вычислительной машины. На ранних этапах эта машина совпадает со всем развивающимся телом, но по мере его созревания функции управления сосредоточиваются в центральной нервной системе.

Зачем кошке векторы?

Слово «вектор», можно сказать, совсем «младенец» — по-видимому, оно появилось впервые в работе английского математика У. Гамильтона в 1845 году. Но соответствующее понятие использовалось в физике еще за несколько столетий до этого в связи с рассмотрением закона сложения сил («правила параллелограмма»). Про векторы же в организме животных мы узнали только в самые последние годы.

Началось с кошек. В 1988 году канадский ученый Дж. Макферсон выполнила интересную работу. Она ставила кошку на специальную платформу, толкала эту платформу в каком-нибудь направлении и смотрела, каким образом кошка сохраняет равновесие. Допустим, она толкнула платформу вперед. Ноги кошки вместе с платформой стали уходить вперед, а тело остается на месте. Тогда кошка, чтобы возвратить центр тяжести в правильное положение над точками опоры активирует мышцы лап и, отталкиваясь от платформы, двигает тело вперед. Если платформу толкнуть вправо, центр тяжести отклонится влево по отношению к опоре и лапы должны создать силу, направленную вправо, и т. д.

Перейти на страницу:
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

 


Copyright © 2013 - SimpleBiology.ru - Все права защищены