Часть третья. Теория мозга

Глава 5. Нейронная регуляция движений

В третьей части книги мы перейдем от общих функциональных соображений к изучению мозга как структурного субстрата процессов восприятия, памяти и принятия решений. Учитывая наш тезис о деенаправленности этих функций, мы считаем уместным посвятить настоящую главу изучению нейронного механизма управления движениями, поскольку именно в движениях проявляются действия организма.

В разд. 5.1 мы рассмотрим работу мышц и увидим, как спинной мозг с помощью обратной связи управляет движениями. В разд. 5.2 (читатель, уже пресытившийся анатомической терминологией, может его опустить) мы расскажем, каким образом структуры среднего и переднего мозга модулируют и направляют процессы управления, протекающие в спинном мозгу. В частности, мы обратим внимание на коренные изменения основных систем связи, обусловленные развитием новой коры у млекопитающих. Для того чтобы связать эти морфологические соображения с задачей управления роботом (разд. 4.4), мы посвятим разд. 5.3 анализу управления ходьбой (к сожалению, слишком краткому), обратив особое внимание на взаимодействие зрительных и вестибулярных входных сигналов, сигналов обратной связи от спинного мозга и от внутренней модели внешнего мира, приводящее к целенаправленной деятельности. Рассмотрение анатомии (разд. 5.2) и динамики (разд. 5.3) естественным образом подведет нас к изучению иерархического устройства системы управления движениями, которым мы и займемся в разд. 5.4. В частности, нас интересует взаимодействие "настроек", осуществляемых на высшем и рефлекторном уровнях и уточняющих грубое "моторное" управление, обеспечиваемое более древними областями переднего мозга. Здесь, по-видимому, важную роль играет принцип, состоящий в том, что наши движения управляются как по баллистической схеме, так и с помощью механизма обратной связи, обеспечивающего "тонкую настройку" движения в конце траектории.

Наконец, в разд. 5.5 мы постараемся связать материал предыдущих четырех разделов с основной темой нашей теории мозга, с гипотезой о том, что вычисления, производимые в мозгу, распределены по областям, а не управляются каким-то единым верховным центром.