при отклонении температуры крови в сосудах гипо-таламуса от желательной нормальной величины 37°. Этот электрический сигнал достигает окончаний многочисленных нервных волокон в мышечных стенках кровеносных сосудов, лежащих под самой кожей, а также нервов, управляющих потовыми железами. Например, когда измерение температуры гипоталамуса показывает, что температура крови в головном мозгу становится выше, чем следует, поверхностные сосуды расширяются и потовые железы начинают функционировать. Изменение температуры крови, протекающей через гипоталамус, всего лишь на несколько сотых градуса уже вызывает заметную реакцию охлаждающих механизмов.
Сложные вычислительные и управляющие функции головного мозга
Многие автоматические реакции, контролируемые головным мозгом, требуют одновременного управления большим числом различных мышц или иных органов тела. Одни нервные механизмы, задача которых состоит в определении реакции мышц и желез на те или иные постоянно действующие факторы внешней или внутренней среды, функционируют непрерывно; другие (число их весьма велико) осуществляют сложную «разовую» двигательную реакцию, элементы которой согласованы во времени и пространстве и пусковым стимулом для которой служит какой-либо специальный раздражитель.
Работа мозжечка представляет собой пример непрерывной автоматической регуляторной функции, весьма сложной и в то же время точной. Мозжечок образно сравнивали с чем-то вроде личного секретаря больших полушарий мозга. Он, по-видимому, получает общие указания о характере движения, которое по нашей воле должно совершить наше тело, и вырабатывает детальные инструкции, которые должны быть направлены большому числу мышц с целью обеспечить гладкое и уверенное выполнение задачи. Без надлежащего автоматического механизма компенсации небольшое смещение центра тяжести, вызванное поднятием правой руки, вероятно, заставило бы нас упасть. Мозжечок всегда готов к решению такого рода проблем. Он получает от всех мышц тела сигналы, сообщающие об их удлинении или сокращении, и дополняет эту информацию данными, непрерывно поступающими по нервным волокнам от отолитов и полукружных каналов, т. е. данными о положении головы и, в случае ее вращательного движения — скорости этого движения. Хотя сложные вычислительные операции, с помощью которых мозжечок достигает динамической стабилизации тела во время различных движений, еще далеко не ясны, они, по-видимому, связаны с характерной картиной электрических волн частотой от 200 до 400 герц. Эти электрические волны направляются в другие отделы головного мозга, где они накладываются на низкочастотные сигналы, характерные для внемозжечковых сенсорных и двигательных нейронов.
В вычислительной технике, по-видимому, можно найти хорошие аналогии действию мозжечка. Например, в электронном вычислительном устройстве, контролирующем полет самолета или управляемого снаряда, обычно используется схема, в которой детальная, непрерывно осуществляемая стабилизация полета отделена от функции общего навигационного управления. В такой схеме сигналы, предназначенные для управления рулями, дефлекторами ракетных сопел или иными «мышечными» органами, необходимыми для поддержания стабильного курса, вырабатываются в специальной вычислительной аппаратуре, решающей соответствующую систему уравнений на основе данных, получаемых от различных входных устройств (гироскопических стабилизаторов, акселерометров, гироскопических навигационных приборов и пр.). Эти устройства служат эквивалентами отолитов, полукружных каналов и рецепторов мышечного сокращения, а сама динамическая стабилизирующая подсистема представляется нам электронным аналогом мозжечка. В устройстве для автоматического управления самолетом или снарядом общая навигационная инструкция, необходимая для поворота, ускорения или замедления полета и т. п., вырабатывается на основе «сенсорных» данных, совершенно обособленных от только что описанных стабилизирующих входов. Эта навигационная инструкция служит -направляющим или отклоняющим сигналом, который, накладываясь на стабилизирующие («мозжечковые») входы, приводит к желательному изменению курса па фоне плавного, непрерывного контроля со стороны динамической стабилизирующей подсистемы.