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动物机体存续的基本条件是什么?

2019年1月21日  来源:认知维度 作者: 提供人:liliros@57......

“概念同感觉经验有关,但在逻辑意义上,它们绝不能由感觉经验推导出来。在任何本体论问题中,我们唯一可能做的是,在感觉经验的复合中找出这些概念所指的那些特征。”

——阿尔伯特·爱因斯坦


上一篇我们提到了“神经系统为什么存在”这一问题,讨论存在性通常是科研中进行定性研究的一种基本方法,当所有其它的条件一致时,某种要素存在和不存在的系统状态差异,就可以给我们更好的明示这种要素的作用性质。对神经系统的存在条件可以让我们更清楚的认知到神经系统对于动物的独到作用,那就是让调节能力更丰富、更快速、更高效,这里的“更”是相对于植物而言的。

本篇我们探讨〖意识百问〗当中的第二个问题:“动物作为一种生命体,其保障整个机体内部体系有效运行的边界条件是什么?机体是如何维系并保障这些基本条件的?

这个问题是关于动物机体的存续条件,这依然是一个存在性问题,为此,我们就有必要对比没有神经系统的植物,和有神经系统的动物的机体存续条件的差异性,从而让我们更好的理解神经系统进行机体调节的基准与模式。

对于植物来说,其生命得以维系的基础在于水、空气、阳光、适宜的环境温度、有营养价值的土壤等。而对于动物来说,生命要得以维系,过程要复杂得多,关于这一点,维纳曾指出:

“高级动物的生命,特别是健康的生命,能够延续下去的条件是很严格的。体温只要有摄氏半度的变化,一般就是疾病的症候;如果有长时间的五度变化,就不能保持生命。血液的渗透压和它的氢离子浓度必须保持在严格的限度内。体内的废物在浓度达到有毒以前必须排泄出去。此外,白血球和抵抗感染的化学防疫作用必须保持适当的水平;心博率和血压必须既不太高也不太低;性生殖周期必须符合种族的生殖需要;钙代谢必须既不使我们骨质松化,也不使我们的组织钙化,等等。一句话,我们内部组织中必须是一个由恒温器、氢离子浓度自动控制器、调速器等构成的系统,它相当于一个巨大的化学工厂。我们把这些总起来叫做稳态机构。”[1]

高级动物的存续是以机体稳态机构(即内环境)的有效性为基础的,生命的基本调节活动均以此为核心。建构一个稳定的底层环境有多种方式,最简单的就是基于基本作用力的拮抗纠缠,更复杂一些的,是基于多个组件的循环反馈调节系统,离心调速器就是一种典型。对于有机生命体来说,其内稳态的搭建方式也很多,有基于血液的营养循环,有基于细胞的新陈代谢,有基于组织液的浓度调节,这些都有助于机体处于某个稳定状态区间。生命的典型特征,就是具备一定稳态调节和状态自适应性的系统,这样的系统通常表现出有别于自然物质的内在独立性。当环境越稳定时,生命系统的稳态调节就相对简单,当环境日趋复杂时,稳态调节就需要同步进化,以便更好的适应日趋复杂的环境,否则生命体就有被淘汰的可能。然而,基于细胞、体液等基本稳态调节方式,并不足以支撑起一套复杂的环境应对调节能力,解决这一问题的,就是具备冗余关系处理能力的神经系统。神经系统的调节是以内稳态为基础的,没有这个基础,神经系统就找不到不断进化的根基。

神经系统时刻在监视着机体的状态,当机体出现任何异常情况时,神经系统就会即时采集该异常信号,并触发机体的相应调节活动。这个异常是通过遍布机体的感受器状态异动来测定的,机体中的每一种感受器都有其一定的适宜性。一些导致内环境失衡的刺激信号会被感觉系统标记为消极的感受(对应的信号称为消极信号),而一些能够恢复内环境平衡的刺激信号则会被感觉系统标记为积极的感受(对应的信号称为积极信号),而与内环境适宜状态相匹配的稳定刺激信号(中性刺激),通常机体不会有明显的调节反应,除非在此之前已经失衡。机体从接触刺激源到形成刺激体验的过程称为感受过程,神经系统校验并定性刺激信号趋性是否适宜的感知过程称为本觉

「意识百问之2」动物机体存续的基本条件是什么?

对于本觉来说,适宜性代表着机体的内稳态处于稳定的有效可控状态,而对于非稳定的状态来说,通常包括三种情况,一种是从适宜状态向非适宜状态变化,一种是从非适宜状态向适宜状态变化,一种是适宜状态或非适宜状态的程度不同变化。不同的感受器有着不同的功能,有的能够测定其中一种变化,有的能够测定另一种变化,通过测定这些变化,个体能够即时生成一种感觉体验,从而获知刺激信号的趋性。从机体内环境的角度来看,它只有两种基本状态,一种是适宜状态,一种是非适宜状态,它们与本觉对刺激信号的趋性定性过程是相关的,引发非适宜状态的是一种消极信号,通常会引发个体的规避行为,而回归适宜状态的是一种积极信号,通常会引发个体的趋近行为。

从人体的几个主要感觉系统的传入信号获取机制中可以看到,感受器在采集信号时,基本上都是基于一种反馈对比,通过对比,可以产生状态区间,基于区间就能明确和限定范围,有了范围就可以作出筛选。基于对比的筛选过程可视为一种有偏向性的取样,选择其中一部分,而摒弃另一部分,肯定一部分,而否定另一部分,相当于对一个事物的作用系统做进一步的细分,获得更为精细的关系映射。这个基于一定基础条件之上的不同作用表现的关系分化处理过程,就是一种价值分化机制。人体趋近积极信号、规避消极信号的作用机制就是这样一个过程,通过对比检验刺激信号的影响趋性,并触发相应的行为调节反应,来反向中和刺激信号的影响性,最终保障机体维系在内稳态的适宜区间附近。这是一个动态适应过程,是感觉系统对同类刺激信号下的行为响应的综合调谐结果。

定性刺激信号的趋性与感觉系统密不可分,基于对异常刺激信号所对应的内环境的异动趋向的监控,感觉系统实现了对刺激信号的趋性分化,并激发机体的及时调节响应,这是一个健康生命在恶劣的自然环境中能够生存的基础。人对客观世界的认识过程,是从感觉开始的,“感觉是人关于世界的一切知识的源泉(孔狄亚克《感觉论》)”。


[1] 维纳.控制论[M].郝季仁,译.二版.北京:科学出版社,2009:89.

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