В естествознании до 1988 года существовала необозначенная расплывчатая граница, отделяющая живые организмы, обладающие психикой, от живых организмов, психикой не обладающих. Психическая деятельность, трактуемая как взаимодействие ощущений, приписывалась высокоорганизованной материи. Появление ее предполагалось «на определенной ступени» биологической эволюции при этом граница этой ступени в науке не заявлена, (СЭС, изд. Советская Энциклопедия, Москва, 1980 г., с 1090). Высшая форма психики – сознание определена, но нижняя ее форма не определена.
Одноклеточные организмы отнесены к организмам не обладающим психикой, как не имеющие органов чувств, головного мозга и ощущений (СЭС, изд. Советская Энциклопедия, Москва, 1980 г., с 965).
В 1988 г. Е.П. Велихов, В.П. Зинченко, В.А. Лекторский проанализировали успехи науки в изучении сознания и, продолжая линию исследований Г.Г. Шпета, Л.С. Выгодского, А.И. Леонтьева, «заземлили» проблему сознания, включив в состав его образующих «биодинамическую ткань деятельности и действия» и предложили в качестве «прибора» для изучения сознания использовать «действия субъекта, обладающие порождающим свойством» (Е.П. Велихов, В.П. Зинченко, В.А. Лекторский, Сознание: опыт междисциплинарного подхода. Вопросы философии №11, 1988 г.).
В состав образующих сознания авторы включили: 1) биодинамическую ткань, 2) чувственную ткань образа, 3) значение и 4) смысл. В эти образующие ощущение включено косвенно, через чувственную ткань образа, значение и смысл, которые определены как составляющие не данные постороннему наблюдателю-исследователю. Такой подход позволяет при исследованиях психики индивида наблюдать не за его ощущениями, а за ненаблюдаемыми процессами в его организме, которые могут быть обозначены и обнаружены, хотя и ненаблюдаемы так, например, как обозначены ненаблюдаемые явления квантовой физики.
Таким образом «заземление» авторами проблемы сознания биодинамической тканью позволяет сделать вывод, что образующие сознания человека применимы в качестве образующих психики для всех живых организмов, обладающих психикой, так как природа живого движения у всех организмов основана на белках и всем организмам могут быть присущи ненаблюдаемые образующие психики, на что указывают осмысленные стремлением к жизни поведенческие реакции всех известных в биологии живых организмов. Это «заземление» также позволяет наделить психикой живые организмы, ранее отнесенные к организмам, психикой не обладающим, и разрушает необозначенную границу, отделяющую одноклеточные организмы от организмов, имеющих нервную систему, а, следовательно, способствует отделению исследований психики от исследований мозга.
Авторы также предложили новую методику для изучения сознания. Методика основана на том, что в процессе психической деятельности организма, недоступная для наблюдения чувственная ткань образа трансформируется в доступную для наблюдения биодинамическую ткань (живое движение). Предполагается, что исследователь путем изучения момента зарождения живого движения выйдет на ненаблюдаемую чувственную ткань образа и каким-то образом обозначит ее. Однако, ввиду исключительной сложности мозга Homo sapiens, проследить момент зарождения живого мышечного движения в организме при исследовании сознания не удается. В формировании живого движения оказываются вовлеченными все структуры головного и спинного мозга. Нейрофизиология обозначает эти структуры пока в самом общем виде: подкорковая и корковая мотивацонные зоны, ассоциативная кора, базальные ганглии, мозжечок, таламус, двигательная кора, ствол мозга, спинно-мозговые нейроны, двигательные единицы (Ф. Блум, А. Лайзерсон, Л. Хофстеттер Мозг, разум и поведение, Москва, Мир, 1988 г.).
С одной стороны, сложность мозга затрудняет исследования, а с другой стороны, завораживает исследователя и провоцирует его искать психику в этой сложности (П.С. Черчланд, Важна ли нейронаука для философии?, Вопросы философии 2008, №5).
Анализ материалистических объяснений психики, проведенный С.Ф. Нагумановой, еще раз показывает, что одной сложности мозга не достаточно для объяснения психики (С.Ф. Нагуманова, Существует ли разрыв в материалистических объяснениях психики?, Вопросы философии, 2007, №1). Исследования наблюдаемых физических процессов в мозге, каким бы сложным не был мозг, не позволяют из них вывести психику.
Е.П. Велихов, В.П. Зинченко, В.А. Лекторский еще в 1988 году показали, что физические процессы в мозге являются продолжением ненаблюдаемых психических явлений (а не наоборот) – ненаблюдаемая чувственная ткань образа трансформируется в наблюдаемую биодинамическую ткань. Для обнаружения психики нужно уловить момент трансформации, момент зарождения живого движения, и как-то обозначить чувственную ткань образа.
«Заземление» авторами проблемы сознания позволяет исключить мозг из эксперимента и наблюдать за зарождением живого движения в простейших одноклеточных организмах.
Задача обнаружения момента зарождения живого движения облегчается при использовании достижений молекулярной биологии.
В 1953 году Уотсон и Крик открыли структуру молекулы ДНК и тем самым создали основы теории живого вещества (Джеймс Д. Уотсон, Двойная спираль, Москва, Мир, 1969 г.). Это открытие стимулировало процесс молекулярных исследований живых организмов. Исследования еще не закончены, но уже видно, что жизненный цикл любой живой клетки (а следовательно и жизненный цикл любого организма и вида) может быть описан с помощью химических реакций, в центре которых стоят химические реакции на молекуле ДНК.
Однако, описание жизненного цикла живого организма с помощью химических реакций является не полным описанием его жизни, так как из химических реакций автоматически не следует психика организма. Этому могут быть две причины:
1) для понимания жизненного цикла клетки науке достаточно рассмотреть его в объеме межатомных химических реакций. А для понимания взаимодействия клеток в многоклеточных организмах анализа межатомных процессов может оказаться недостаточным и потребуется исследование внутриатомных процессов в молекулах;
2) в связи с тем, что психика в химических реакциях может быть доступна для исследователя только как ненаблюдаемые явления, то исследователь эти явления не замечает. Для обнаружения психики нужны другие методы.
Для изучения психики организма Е.П. Велихов, В.П. Зинченко, В.А. Лекторский предложили наблюдать не за отвлеченными живыми движениями организма человека, а за его движениями по присвоению предмета – предметными действиями. В предметных действиях отражается образ предмета, существующий в чувственной ткани образа, и следовательно, наблюдая за зарождением движения, можно будет легко обнаружить чувственную ткань образа. Предметные действия по присвоению пищи (предметов, содержащих пищу) присущи всем живым организмам. Такими предметами в случае прокариот служат пищевые молекулы (молекулы глюкозы, лактозы, аминокислот, и т.д.). Результаты исследований процессов метаболизма прокариот, представленные в научной литературе, позволяют проследить за зарождением живого движения в организме бактерии E.сoli при присвоении молекул глюкозы и лактозы.
В работе прослежено зарождение живого движения в организме бактерии E.сoli, используя описание молекулярных процессов в прокариотах, представленное И.В. Гусевым и Л.А. Минеевой в книге Микробиология, Издательский Центр Академия, 2003 г.
Бактерия E.Coli пасется на молекулярных лугах, при этом в ее поведении обнаруживается не меньше психики, чем у коровы, пасущейся на зеленых лугах.
Бактерия бродит по молекулярному лугу и выбирает те молекулы, которые ей нравятся, при этом предпочитает молекулы глюкозы.
Если молекулы глюкозы на лугах кончаются, она начинает выбирать молекулы лактозы, а затем и другие более «грубые» молекулы. Если пища кончается, то бактерия погибает.
Пищевые молекулы бактерия захватывает и транспортирует их внутрь клетки (заглатывает) с помощью транспортных белков, встраиваемых в мембрану клетки. Для каждого вида пищевых молекул синтезируется свой именной транспортный белок. Синтез транспортных белков находится под контролем тех же механизмов, что и синтез ферментов (белков) внутриклеточных процессов.
Существует некоторая начальная, стандартная «глюкозная» ситуация, когда на хромосоме транскрибируются конститутивные белки, обеспечивающие транспорт глюкозы внутрь клетки и метаболизм глюкозы внутри клетки, завершающийся через 20 минут делением клетки. В этой ситуации все процессы согласованы за счет индивидуальной интенсивности транскрипции отдельных генов, которая достигнута за счет разного сродства промоторов (имеющих разные последовательности нуклеотидов) с полимеразой.
Предметные действия над молекулой глюкозы за пределами клетки совершает транспортный белок, внутри клетки присвоение глюкозы производят ферменты. Инициатором всех этих предметных действий является хромосома. Именно она с помощью промоторов приводит в согласованное движение все структуры клетки, участвующие в предметных действиях по присвоению молекулы глюкозы.
Переход E.сoli от питания глюкозой на питание лактозой описывается процессами под общим названием катаболитная репрессия, суть которой состоит в том, что транспортный белок глюкозы подавляет транскрипцию генов транспортных белков других сахаров до тех пор, пока он «жует» и заглатывает молекулы глюкозы (пока глюкоза есть во внешней среде). Если во внешней среде глюкоза израсходована, транспортный белок перестает заглатывать молекулы глюкозы и, как следствие, перестает использовать энергию фосфорилирования, которая через аденилатциклазу, цАМФ и аллостерический белок индуцирует транскрипцию генов менее эффективных сахаров, в том числе лактозы.
При накоплении глюкозы в окружающей среде, в клетке снижается концентрация цАМФ, аллостерический белок отсоединяется от промоторов лактозных генов, их транскрипция репрессируется и орган, обеспечивавший клетке питание лактозой, «исчезает».
Таким образом, при отсутствии в окружающей среде глюкозы, хромосома создает временный орган (систему белков) для питания лактозой.
При создания временного органа проявляются порождающее действие и рефлексивные компоненты живого движения. Когда транспортный белок прекращает заглатывать молекулы глюкозы в связи с их отсутствием он через цАМФ и аллостерический белок сообщает хромосоме: «вокруг глюкозы нет» и индуцирует транскрипцию генов временных органов других сахаров.
Учитывая то, что деятельность временного органа изменяет внешнюю среду, предметные действия можно представить как последовательность действий хромосомы по созданию все новых временных органов, создающих все новую окружающую среду:
С?О?С1?О1?С2?О2?…,
где С — исходная среда;
С1, С2,.. — новые среды;
О — исходный орган;
O1, O2,.. — новые органы.
Таким образом, при изменении параметров окружающей среды «ткань» хромосомы трансформируется в биодинамическую ткань нового временного органа по сигналу предыдущего временного органа.
Переход E.сoli с питания глюкозой на питание лактозой инициируется путем присоединения к промоторам лактозных генов аллостерического белка. Ферментативное воздействие аллостерического белка на реакцию присоединения полимеразы к промотору состоит в том, что белок, не меняя радикально структуру промотора, смещает относительно друг друга отдельные нуклеотиды промотора и увеличивает сродство промотора к полимеразе. Точно так полимераза, перемещаясь по нуклеотидам гена, смещает по очереди каждый нуклеотид, увеличивая их сродство к рибозным нуклеотидам РНК, в результате чего транскрибируется иРНК.
То есть, создание временного органа сопровождается смещением нуклеотидов хромосомы белками, участвующими в транскрипции. Эти смещения носят местный характер, касаются индивидуально отдельных пар нуклеотидов и не передаются вдоль хромосомы. Они изменяют электронную структуру пар и передаются внутрь вещества молекулы ДНК и не передаются больше ни какими структурами кроме внешнего наблюдателя-исследователя.
Возможности наблюдателя-исследователя ограничены с одной стороны принципом неопределенности В.Гейзенберга, действующем в квантовом мире, куда уходят изменения структуры вещества, с другой стороны бесконечной глубиной самого вещества, что является причиной субъективности.
Сам наблюдатель ощущает всю глубину своего вещества, так как сам является этим веществом, однако наблюдать (ощущать) изменения в глубине вещества хромосомы E.сoli не в состоянии, их может ощущать только сама хромосома.
Наблюдатель мог бы ощущать процессы в веществе хромосомы, если бы смог подключиться к его электронной структуре. Характерно, что именно такое явление наблюдается в двухспиральной молекуле ДНК, когда на одной спирали транскрибируется молекула РНК, а на комплементарной ей спирали отражается этот процесс через слабые водородные связи между спаренными нуклеотидами.
Присоединение аллостерического белка к промоторам генов других сахаров обеспечивает синтез именных транспортных белков этих сахаров и поиск их молекул в окружающей среде, при этом ферменты катаболизма этих сахаров внутри клетки остаются репрессированными именными репрессорами этих сахаров.
После обнаружения в окружающей среде данного сахара (например, лактозы) и заглатывания его молекулы внутрь клетки, молекула сахара присоединяется к своему именному репрессору и индуцирует синтез ферментов для своего катаболизма.
Механизм действия именного репрессора аналогичен механизму действия аллостерического белка, только белок, присоединяясь к промотору, увеличивает сродство полимеразы к промотору, а именной репрессор, присоединяясь к оператору, уменьшает сродство полимеразы к оператору. Кроме того, аллостерический белок является именным для группы родственных молекул (например, «все сахара кроме глюкозы»), а именной репрессор является именным для данной молекулы (например, «репрессор лактозы»).
Ферменты катаболизма лактозы записаны на ДНК под одним именным оператором «лактоза» и далее следуют запись ферментов, что обозначает: «в молекуле лактозы разорвать химическую связи «а», затем «б» и так далее». То есть на ДНК в виде текста записано значение («лактоза») и далее смысл («использовать так»).
Таким образом, трансформация «ткани» хромосомы в биодинамическую ткань сопровождается ненаблюдаемыми процессами в веществе хромосомы, при этом эти ненаблюдаемые процессы сохраняют свои именные признаки, что является предпосылкой для возможной вербализации.
Можно предполагать, что ненаблюдаемые образующие сознания человека «значение» и «смысл» также являются процессами в веществе генома человека, связанными с транскрипцией. Избыточность генома человека (С.Д. Хайтун, Феномен «избыточности» мозга, генома и других развитых органических и социальных структур, В.Ф.№ 3, 2003г.) является аргументом в пользу такой возможности.
С.Д. Хайтун объясняет избыточность генома необходимостью гибкого реагирования на различные условия окружающей среды при поэтапном развертывании наследственной информации в соответствии с этими условиями в эпигенезе, но в биологии давно замечено, что не существует четкой границы между физиологическими и поведенческими реакциями организма: «когда животное растет, то при этом тоже можно сказать, что оно что-то делает» (К. Вилли, В. Детье, Биология, Москва, Мир, 1974 г., с.611). При взаимодействии генома с мозгом мозг обеспечивает автоматизм реакции на знакомое раздражение, а геном определяет смысл новых незнакомых раздражений и разрешает (или запрещает) мозгу реагировать автоматически мышечным движением на эти новые раздражения.
Описание психических процессов в живых организмах в виде взаимодействия четырех образующих по Е.П. Велихову, В.П. Зинченко, В.А Лекторскому позволяет представить процессы раздражимости прокариот в виде молекулярных процессов жизнедеятельности клетки, при этом процессом трансформации чувственной ткани образа в биодинамическую ткань является реакция транскрипции именных генов молекулы ДНК, рефлексивным актом биодинамической ткани является катаболитная репрессия, а ненаблюдаемыми процессами раздражимости являются именные изменения внутриатомной структуры вещества молекулы ДНК, сопровождающие реакцию транскрипции.
Вывод.
Чувственной тканью образа бактерии E.сoli является ее хромосома. Она содержит в себе образы структуры молекул глюкозы и лактозы в виде глюкозных и лактозных генов. Реакция транскрипции этих генов сопровождается именными ненаблюдаемыми явлениями в веществе хромосомы и является моментом зарождения живого движения.
© Маркевич Борис Николаевич, ул. Школьная, д.72, с.Панфилово, Муромский район, Владимирская обл., 602208. 06.02.2009 г