Итак, существует обширнейшая группа беспозвоночных, вообще не имеющих нервной системы. Естественно, сюда относятся все одноклеточные организмы — нервная система сама по себе образование многоклеточное. Есть и многоклеточные, лишенные нервной системы — это губки и пластинчатые. Я не стану рассматривать таких необычных животных и сосредоточусь в основном на простейших.

Несмотря на огромную роль нервной системы в процессе научения, ее отсутствие не мешает одноклеточным животным демонстрировать основные формы научения, в том числе и нечто, весьма похожее на условные рефлексы. Следовательно, у них имеется какой-то внутриклеточный механизм запоминания, накопления опыта. Это делает исследование научения простейших не только интересным, но и практически важным занятием. Выяснение механизма внутриклеточного запоминания позволит глубже понять работу нашего собственного мозга.

Сейчас “интеллектуальные возможности” простейших только начинают изучаться, однако у самых прогрессивных из них — инфузорий уже обнаружена структура, которая может оказаться аналогом нервной системы. Это так называемый эктоплазматический комплекс, состоящий из микротрубочек и кинетодесм. Эти фибриллярные образования связывают между собой щетинки инфузории и обеспечивают согласованную работу десятков тысяч компонентов ее двигательного аппарата. Такая проводящая система позволяет инфузориям образовывать довольно сложные органоиды движения и захвата пищи, такие как мембранеллы и т.д. Наиболее показательна в этом отношении инфузория стилонихия, у которой имеются своеобразные “ноги”, с помощью которых она может бегать по субстрату.

У других, более примитивных одноклеточных таких структур не найдено.

Вероятно, информация у них накапливается в виде изменений в цитоплазме.

Первым типом, обладающим настоящей многоклеточной нервной системой, являются кишечнополостные. Наиболее просто устроенную нервную систему — сетчатую или диффузную, имеют сидячие и малоподвижные представители типа — гидры и некоторые коралловые полипы. Рассмотрим особенности ее строения на примере гидры.

Нервные клетки равномерно рассеяны во внешнем слое ее тела. Беспорядочно соединяясь друг с другом отростками, они образуют сеть, охватывающую все тело животного. Нейроны могут передавать возбуждение другим нейронам и соединенным с ними мускульным элементам, обеспечивая согласованную реакцию всего организма на раздражитель. При этом гидра не имеет даже обособленных органов чувств. Механические, химические и световые раздражители, очевидно, могут одинаково восприниматься большинством клеток. Исследователям так и не удалось доказать факт образования условных рефлексов у гидры — видимо, структура связей в такой примитивной нервной системе слабо изменяется под воздействием внешних факторов. Кроме того, в нервной системе гидры отсутствует дифференцировка на нервные узлы, контролирующие определенные функции. Следовательно, временным связям образовываться просто негде. По сути, все эта нейронная сеть является одним нервным узлом, выполняющим очень узкий набор функций.

Надо сказать, что даже для кишечнополостного гидра примитивна. Уже у актиний — прикрепленных хищников, нервная система перестает быть однородной. В ней образуются радиальные нервные тяжи – это так называемый радиальный тип организации. По некоторым данным, актинии даже способны к простейшему ассоциативному научению. Если ей подбрасывать бумажку, имеющую запах пищевого объекта, актиния заглатывает ее, а через несколько минут выплевывает. Однако, после ~ 150 повторений животное учится отличать бумажку от пищи и перестает реагировать на нее.

У других родственников гидры — медуз, нервная система усложняется еще больше. Эти активно плавающие хищники имеют уже довольно сложные и дифференцированные органы чувств, например, многоклеточные глаза (иногда даже с хрусталиком), статоцисты и т.д. Усложняется и нервная система, из диффузной она становится кольцевой. Выделяются нервные узлы или ганглии — скопления нервных клеток, иннервирующие отдельные органы, например органы движения (купол), захвата пищи (щупальца), органы чувств. Ганглии у медуз образуют кольцо по краю купола, отсюда и название типа нервной системы. Все эти изменения приводят к усложнению и дифференцировке поведения. Нервная система становится не просто проводником, но и системой, накапливающей и перерабатывающей информацию. Появляется возможность за счет изменений связей между нервными узлами менять ответную реакцию организма на раздражитель — осуществлять научение. Вероятно, этот класс кишечнополостных является самым интеллектуальным во всем типе, но, к сожалению, об опытах по выработке условных рефлексов у медуз я ничего не слышал.

В дальнейшем развитие нервной системы идет по пути усложнения и дифференцировки. Уже у плоских червей формируется так называемая билатеральная нервная система. Она состоит из двусторонне – симметричных нервных тяжей, соединенных друг с другом комиссурами. Количество нервных клеток, не входящих в состав тяжей, резко уменьшается. При этом нервные элементы перемещаются вглубь тела, под защиту мышечных слоев, и постепенно концентрируются на брюшной стороне. Кроме того, начинается процесс цефализации, — на одном из концов тела концентрируются органы чувств и резко возрастает количество нейронов — образуются ганглии. Это позволяет эффективнее использовать возможности продвинутых сенсорных систем.

У паразитических червей наблюдается редукция нервной системы, ее вторичное упрощение. Они теряют комиссуры между нервными стволами, общее количество нейронов уменьшается. В сочетании с редукцией органов чувств это приводит к сильному упрощению психики паразитов. Способность глистов к научению еще никто не исследовал, однако можно предположить, что она крайне невелика. Собственно, им и не нужна особая пластичность — они живут в идеально постоянной среде, для успешного выживания и размножения в которой достаточно нескольких генетически запрограммированных рефлексов. Вместо них к изменяющимся условиям окружающей среды приспосабливается организм – хозяин.

Нервная система, состоящая из ганглиев и соединяющих их нервных стволов и поперечных комиссур, называется лестничной (ганглионарная лестница). Наивысшего развития она достигает у кольчатых червей. Эти животные имеют прообраз головного мозга — надглоточный и подглоточный ганглии, соединяющиеся между собой и образующие так называемое окологлоточное нервное кольцо. Кроме него они имеют брюшную нервную цепочку, состоящую из парных ганглиев, которые иногда могут сливаться. Ганглии в нервной цепочке повторяются метамерно, как и все остальные органы кольчатых червей.

У червей роль окологлоточного кольца в научении пока еще не велика, информация накапливается сразу во многих ганглиях нервной цепочки. Это доказывается следующим опытом. Если у обученного дождевого червя удалить передние сегменты, содержащие окологлоточные ганглии, после регенерации навыки не будут утрачены. Таким образом, эти гипертрофированные нервные узлы нужны в первую очередь для иннервации многочисленных органов чувств, находящихся на головной лопасти червя. Кроме того, они выполняют и координирующую функцию. Если разрезать червя пополам, передняя половина, содержащая “мозг”, будет целенаправленно пытаться спастись, зарываться в землю, в то время как задняя часть червя вообще потеряет способность осмысленно двигаться. У наиболее прогрессивно устроенных морских многощетинковых червей — полихет, имеются так называемые грибовидные тела — парные участки мозга, входящие в состав зрительного анализатора и являющиеся высшим ассоциативным центром. При их разрушении поведение животного резко нарушается, сильно уменьшается способность к научению.