Известно, что при ярком свете зрачки суживаются, чтобы предотвратить повреждение чувствительных нервных окончаний сетчатки. Когда становится темнее, зрачки наших глаз расширяются, чтобы увеличить силу раздражителя, действующего на палочки и колбочки. Это одна из многих простых регуляторных функций, осуществляемых головным мозгом. Стандартная импульсация, порождаемая нейронами сетчатки, прежде всего подвергается усреднению или интегрированию, преобразуясь в электрический сигнал, отражающий среднюю интенсивность света для всего поля зрения. Соответствующие нервные волокна передают этот сенсорный входной сигнал в определенный пункт передней части ствола мозга, где устанавливается связь с эфферентными волокнами, передающими надлежащие инструкции мускулатуре радужной оболочки, которая в свою очередь регулирует степень расширения или сужения зрачка.

Эта дуга зрачкового рефлекса — один из многих примеров регуляторных механизмов с обратной связью, имеющих центр в головном мозгу. Такие механизмы с обратной связью хорошо известны специалисту по автоматике. Они характеризуются тем, что информация о некоторой физической величине используется для управления двигательным механизмом, который регулирует эту величину, приводя ее к заранее установленному желательному значению. Если электрический сигнал, образованный путем суммации реакций палочек и колбочек, превышает стандартную величину, соответствующую тому уровню освещенности, при котором сетчатка функционирует наилучшим образом, то он стимулирует сокращение кольцевой мускулатуры зрачка. Размеры зрачка постепенно уменьшаются, и в конце концов наступает момент, когда величина сигнала, образуемого в результате интеграции импульсов от палочек и колбочек, становится равной тому стандартному значению, которое «заложено» в этот регуляторный механизм мозга; достигается равновесие, и тенденция к сужению зрачков исчезает.

Способ, которым организм защищает себя от перегревания, служит еще одним интересным примером регуляции, осуществляемой головным мозгом на основе обратной связи. Удаление избыточного тепла, накапливающегося в организме при высокой температуре окружающей среды или при интенсивной физической работе, осуществляется посредством двух главных механизмов. Один из них состоит в охлаждении тела за счет испарения пота, другой — в повышении теплоотдачи благодаря усилению кровотока в результате расширения сосудов кожи. Регулирующий центр этих механизмов охлаждения находится в гипоталамусе— образовании, расположенном в передней: части ствола мозга, очень близко к его переднему концу (рис. 14). Цепь системы терморегуляции несколько необычна: ее чувствительный орган находится внутри самой регулирующей системы, а не является периферическим рецептором, соединенным с системой обычным проводником. Для такого устройства есть серьезные основания. Функция системы терморегуляции состоит в поддержании постоянства температуры жизненно важных внутренних органов, а не поверхностных тканей, например кожи. Но сам гипоталамус, расположенный в передней части мозговою ствола и полностью окруженный корой и другими крупными отделами головного мозга, находится в таком защищенном и жизненно важном участке, какой только можно найти для измерения самого существенного температурного показателя организма — температуры самого мозга Таким образом, в данном случае природа выбрала для контрольного чувствительного устройства место в той части головного мозга, где осуществляются также и вычислительно-управляющие функции. Термочувствительные нейроны создают электрический потенциал, изменяющийся

при отклонении температуры крови в сосудах гипоталамуса 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.