О системной нейрофизиологии<br> (стр. 4 )

<a name=mark1>Что</a> касается невозможности алгоритмически (программно, системой централизованного управления, кибернетическими методами) описать работу мозга (вообще психические явления), то этому есть доказательство: в <a href="/art/theory/penrouse. php"> работах Роджера Пенроуза </a> , основанных на <a href="/subject_index/subject_show. php? id=4249"> теореме Геделя о неполноте</a>.<br>

Подробнее об этом (но см. существенные замечания ниже ссылок): <a href="/art/theory/algorithm/penrouse. php"> еще раз о Пенроузе </a> и <a href="/art/theory/algorithm/algorithm. php"> К проблеме вычислимости функции сознания </a><br>

Следует сразу определиться, что если речь идет вообще о невозможности любой искусственной реализации адаптивных систем поведения на основе личного отношения, то это будет утверждение мистического, принципиально не познаваемого и принципиально не реализуемого разума :) И тогда на этом нужно остановиться и более не пытаться проникнуть в божественную епархию :) <br>

Однако, как будет понятно из дальнейшего текста, вполне возможно представить себе достаточно конкретно вполне реализуемые механизмы, обеспечивающие личностное адаптивное поведение. Поэтому под алгоритмом нужно понимать формализуемый (поддающийся описанию) метод последовательной обработки данных (как работает любая компьютерная программа даже с распараллеливанием вычислительного процесса), что подразумевает централизованное управление процессом по этому алгоритму (оркестр играет с дирижером). В то время как все био-системы адаптивного поведения основаны на децентрализованном управлении - распределенных системах элементарных алгоритмов (оркестр играет без дирижера).<br>

Образно это иллюстрируют следующие соображения.<br>

Во-первых, в каждый следующий момент времени нейронная сеть не похожа на себя прежнюю текущей активностью, связями, порогами срабатывания нейронов, соотношениями концентраций медиаторов, и вообще всего того, что воздействует неспецифически. Все это непосредственно оказывает влияние на текущее восприятие-поведение. Любая личная оценка результата поведения, так же как и изменение условий восприятия тут же изменяет варианты последующего поведения не в некоем центре, а рассредоточено, начиная с оптимизации внимания (связей в области элементов значимого восприятия ) и кончая оптимизацией элементов эффекторных структур (связей с эффекторами и эффекторными рецепторами, обеспечивающими обратную связь при осуществлении движения, о чем будет сказано подробнее <a href="#mark2">ниже</a>), - они учитываются системой как приобретаемый опыт.<br>

Во-вторых, не может реально существовать центральное управляющее устройство (или любое количество согласованных управляющих устройств, меньшее, чем количество функциональных элементов нейронной сети), способное контролировать состояние 10 тысяч контактов у каждого из10 миллиардов нейронов. На такое способна только сама система в целом (децентрализовано), когда каждый ее элемент просто выполняет свою определенную функцию или элементарный алгоритм (нейрон - порогового элемента-сумматора, а синапсы - межнейронных коммутаторов). <br>

Как станет понятно из дальнейшего, это - необходимое и достаточное условие для развития механизмов обеспечения адаптивного соответствия между условиями среды и результатами поведения, основывающееся на "личной" оценке значимости того и другого. Это выражается в оперативной (в течение жизни индивида) оптимизации такого соответствия в зависимости от положительного или отрицательного влияния результатов поведения на организм. <br>

<br>

Из сказанного уже понятно, что любой вид памяти в мозге реализуется за счет синоптических контактов. См. также <a href="/neuro/science/memory/mem51.htm"> Нейрональная пластичность</a>, <a href="/neuro/science/memory/mem3.htm">Научение и память</a>, <a href="/neuro/science/memory/mem55.htm">Научение и память 2</a>, <a href="/neuro/science/memory/mem1.php">Формирование синапсов</a>, <a href="/neuro/science/memory/st35.htm">Влияние подавления синтеза белка на формирование долговременной памяти</a>.<br>

<br>

Договоримся образ первоначального стимула, составленный из всей совокупности сигналов рецепторов (в том числе "внутренних" рецепторов мозга и рецепторов, определяющих состояние мышечных усилий), открытых вниманием для восприятия, который поддерживается некоторое время за счет реверберации, понимать и называть образом воспринимаемого. <br>

Оговорка насчет открытого вниманием очень существенна и относится к тем достаточно сложным нейронным сетям, которые позволяют переключать активные зоны (образы восприятия) в зависимости от текущей актуальности (наивысшей значимости). <br>

В то время как самые важные для организма зоны восприятия поддерживаются вниманием, другие остаются относительно изолированными, но возбужденными (реверберирующими). Таким образом то, что было создано природой для учета временно пропадающего из области внимания, но важного стимула, используется более широко. <br>

<a name=header3> <h2>Рецепторы, рецепторные детекторы, эффекторы</h2> </a>

Понятно, что в образе воспринимаемого может содержаться далеко не вся картина реальности, а только то, что были способны выбелить из нее рецепторы. Каждый из них отвечает за строго специфический признак, выделенный из воспринимаемого: точку одного из трех цветов (по виду цветовой селекции зрительных рецепторов), расположенную на вполне конкретном месте зрительного поля сетчатки, сигнал о звуковом тоне (строго одной частоты, на которую настроен резонанс чувствительного волокна слуховой улитки), пришедший из левого или правого уха, сигнал о раздражении тактильного (чувствительного к прикосновению) рецептора, расположенного на определенном месте кожи и т. п. <br>

Все они генерируют совершенно одинаковый, стандартный сигнал возбуждения, частота посылок которого пропорциональна силе воспринятого признака. Различие - только в том, от какого локального рецептора они исходят. <br>

Это уже определяет определенную жесткость входных (и точно так же выходных) структур мозга (структур восприятия и структур действия), каждая из которых имеет свое специфическое назначение и, соответственно, значение, что и делает возможным определенную самостоятельность в формировании общей активности мозга (это - к вопросу о децентрализованном управлении).<br>

Все поля рецепторов тела, внутренних и внешних, сходятся в мозге к воспринимающим их сигналы нейронным структурам, которые называются входными анализаторами, хотя анализ (выделение из окружающего) произведен еще раньше самими рецепторами. <br>

В качестве дополнения: <a href="/neuro/science/recept2/in_out. php">Рецепторы и эффекторы</a><br>

Каждое <a href="/neuro/neuro_sys/help/r_field. php" target="blank"> рецептивное поле </a> сходится (иннервирует) непосредственно на первичных детекторах признаков. Так, зрительные рецепторы являются исходными для распознавания элементарных фигур, точек, линий. См. <a href="/neuro/science/data/any2.php">Детекторные функции нейронов</a> <br>

Детекторы элементарных признаков, в свою очередь, являются исходными для формирования более сложных детекторов (функционально являются рецепторами), распознающих характерные и значимые совокупности более простых. Самые сложные детекторы включают в себя все предшествующие от различных рецепторных полей, причем не обязательно в неизменном составе. Самый "последний" из таких детекторов, распознающих ситуацию, является "пусковым" для эффекторной поведенческой программы. Понятно, что самые разные совокупности первичных детекторов могут активизировать одну и ту же программу. Поэтому уже не корректно говорить о простом распознавании в рамках одного вида анализаторов (зрительного, слухового и т. п.). Эволюция внесла сюда еще существенные дополнения в виде оценки новизны и значимости с прогнозом возможных последствий.<br>

Даже в нервной системе улитки каждый из рецепторов не запускает какой-то свой жестко привязанный к нему эффектор, а сначала возбуждает общий для данного поведения определитель (детектор) того, что нужно запускать данную программу поведения. Сначала происходит распознавание ситуации, требующей конкретного действия. Это распознавание осуществляется с помощью нейрона или группы нейронов, специализированных как детектор признака данной ситуации. К детектору поступают сигналы определенных рецепторов и, когда их совокупная активность превысит порог срабатывания нейрона, с которым они связаны, тот выдаст сигнал распознавания. Все мешающие, не относящиеся к специфическому признаку, сигналы рецепторов тормозятся, а нужные - проходят по активным, возбуждающим синапсам. Кроме того, может подтверждаться важность данного признака в текущих условиях или, наоборот, игнорироваться, блокироваться (с помощью торможения) системой значимости. <br>

<br>

Нейронные структуры входных анализаторов это - не просто первичные детекторы признаков. Между детекторами существует система взаимного торможения ("латеральное торможение"): если возбуждается один детектор, то это притормаживает соседние, что обеспечивает большую "контрастность" распознавания. Кроме того, система тормозных связей позволяет выделять одни группы детекторов и блокировать другие для того, чтобы воспринимать только наиболее важную, значимую информацию. Понятно, что такое выделение осуществляется не без участия системы значимости. Это то, что называется вниманием или фокусом внимания.<br>

Для того, чтобы обеспечить более верное распознавание значимости воспринимаемого, специализировались еще и вспомогательные структуры, называемые детекторами нового (см. <a href="/neuro/science/memory/mem101.htm"> Память и научение </a> в разделе гиппокамп, <a href="/neuro/science/recept/mem195.htm"> ЗРИТЕЛЬНОЕ ВНИМАНИЕ </a>). Они распознают, насколько неожидан (см. <a href="#mark4">о прогностических механизмах</a>) и нов воспринимаемый профиль возбуждения. Значимость нового высока, на этом основан "ориентировочный рефлекс". Но то новое, что пока никак не находит отклика в системе значимости, не воспринимается. Все происходит так, как если бы общая оценка важности соответствовала бы произведению силы отклика системы значимости на силу отклика детекторов нового. Если учесть, что система значимости не есть нечто, сосредоточенное в каком-то центре мозга, а она распределена настолько же, насколько распределено рецептивное поле и соответствующие им вторичные структуры, т. е. по всему мозгу, то понятно, что результирующая оценка важности, а значит и внимания, реализуется как модуляция отклика системы значимости детекторами нового (функция модулятора - произведение сигналов). Другими словами, командный сигнал для притормаживания или подвозбуждения каналов восприятия (внимание) исходящий из детекторов системы значимости, испытывает возбуждающее или тормозное влияние от детекторов нового, т. е. модулируется. <br>