Попытка расширения Теории Функциональной Анохина (стр. 2 )

Такой способ отражения действительности и заблаговременной адаптации я предлагаю назвать “творческое, по образцу и подобию, опережающе отражение”.

Итак, реализация идеи ОО в ассоциативных аппаратах памяти позволяет существенно расширить границы ее применимости для покрытия всего репертуара (от повторяющихся до случайных) возможных воздействий окружающего мира и целенаправленного поиска в нем сигналов о возможности удовлетворения возникающих потребностей, что в свою очередь позволяет существенно углубить и расширить оригинальный алгоритм ФС на рис.3.

Функциональная система

По сути, идея ФС содержит две мысли, одна из которых разбирается очень подробно в работах Анохина – алгоритм целостного поведенческого акта (Рис.3), а другая, менее разработанная и менее очевидная –  это представление о субстрате ФС как о динамической, конфигурируемой и реконфигурируемой организации соответствующих систем и подсистем организма, формирующих “аппаратные средства” ФС, реализующих этот алгоритм, архитектура которых зачастую путается с архитектурой поведенческого акта (Рис.3).

Однако, даже хорошо разработанная архитектура поведенческого акта в отрыве от понимания концепции ОО и механизмов ассоциативного хранения и переработки информации оказывается недостаточной для полноценного моделирования алгоритма целенаправленного поведения, о чем свидетельствует обобщенное, современное понимание его архитектуры, как большинством солидных исследователей, так и студентами и которое можно свести к следующим тезисам, взятым из реферата студента (с сохранением оригинальной грамматики и терминологии):

“Центральная архитектура функциональной системы, в свою очередь, тоже состоит из взаимосвязанных и организованных, в единое целое, блоков (стадий):

¦ афферентный синтез - стадия функционирования системы, инициируется определенной потребностью, для удовлетворения которой и создается упомянутая система; на этой стадии решается вопрос "что делать?", какой же именно сейчас нужен результат; к компонентам афферентного синтеза входят - доминирующая на данный момент мотивация, учредительная афферентация, которая также отвечает данному моменту, пусковая афферентация и память;

¦ принятие решения - это стадия характеризуется выбором основной для данного момента "линии поведения";

¦ формирование акцептора результата действия - определяет процесс формирования образа результата или цели системы;

¦ эфферентный синтез - стадия, на которой происходит динамическое объединение соматических и вегетативных функций для выполнения целенаправленного воздействия;

¦ целенаправленное действие - динамическое взаимодействие соматических, вегетативных и эндокринных компонентов, направленная на достижение цели системы; целенаправленное действие происходит под постоянным контролем соответствующих механизмов акцептора результата действия с помощью обратной афферентации, информации (параметры, образ) о реально полученный результат; при этом происходят постоянное сравнение, оценка достигнутого и соответствующая коррекция действия;

¦ санкционирующая стадия - если сравнение достигнутого результата через обратную афферентацию соответствует запрограммированным качествам в акцепторе результата действия, то делается вывод об удовлетворении данной потребности и поведенческий акт заканчивается.”

Однако, для меня, весьма удручающим, но характерным для большинства исследователей, является нижеследующее признание:

“Вышесказанное схематическое представление в определенной мере (является) гипотетическим, поскольку реальных механизмов его осуществления пока не обнаружено. Как не обнаружено и конкретных мозговых структур, которые отвечают за работу указанных блоков. Поиск механизмов функциональной системы продолжается.”  …

И это признание сделано несмотря на целую библиотеку работ и его школы, обосновывающие и подтверждающие опытами и экспериментами каждую стадию, каждый механизм, демонстрирующих реальные функциональные системы организма…

Похоже, требуется некая более конструктивная, кибернетическая интерпретация идей ФС, что с учетом предложенного расширения алгоритма опережающего отражения (опосредованное соседом или центром), ассоциативных аппаратов памяти и ассоциативного процессинга, может внести свой вклад в прояснение вопросов, связанных как с уточнением информационных компонентов ФС и расширенных алгоритмов их процессинга, так и с результирующей, после мобилизации, архитектурой “аппаратных средств” ФС, а также возможными механизмами мобилизации.

С архитектуры “аппаратных средств” ФС мы и начнем.

Весьма упрощенная блок-схема универсальной, иерархичной, рекурсивной архитектуры “аппаратных средств” функциональной системы, действующей по принципу содействия с другими подсистемами и функциональными системами организма, формируемой под управлением потребности, приведена на рис.4.

Рис. 4 Упрощенная блок-схема “аппаратных средств” ФС

Рецептивная и предсказательная подсистемы имплементируют механизм афферентного синтеза и вместе с акцептором результата,  на стадии формирования акцептора результата, образуют ПРЕДСКАЗАТЕЛЬ, а генератор поисково-исследовательской реакции, реализующий поиск программы действий в аппаратах памяти исполнительной подсистемы и актуатор, с его рецептивными системами, образуют ИСПОЛНИТЕЛЬ, управляющий исполнением действия во внешнем мире по принципу содействия, при этом экстерорецепторы, непосредственно ощущающие результат, достигнутый во внешнем мире на фоне конечного состояния актуаторов, создают обратную, соматосенсорную афферентацию, поступающую в рецепторную, а также исполнительную подсистемы, дополняя комплекс обстановочной афферентации и замыкая цепь внутренней обратной связи.

Такое, кибернетическое функциональное разделение архитектуры “аппаратных средств” ФС на Предсказателя и Исполнителя позволяет:

вычленить память образов в Предсказателе и память программ в Исполнителе обозначить диалоговую основу понимания (взаимодействия) Предсказателя и Исполнителя в узле между акцептором результата действия и генератором поисково-исследовательской реакции, когда генератор предполагает шаг программы, а акцептор его разрешает или запрещает в зависимости от отклонения ожидаемого результата от требуемого образа объяснить природу пускового стимула и команд корректировки целенаправленного поведения, генерируемого акцептором результата – по образу сигнала достижимости результата и отклонений промежуточных результатов на каждом шаге исполнения программы показать пути специализации подсистем организма от рецепторных, усеченных лишь до предсказателя, через ассоциативные - полноценные ФС системы и до моторных – исполнительных, путем деградации или развития основных функций: предсказания или исполнения отразить имплементацию всех стадий целенаправленного поведения в блоках архитектуры алгоритма ФС от афферентного синтеза, в который вовлечен предсказатель, формирования цели (результата работы предсказателя) - в акцепторе результата, направляющего поиск входов в память программ поведения в исполнителе (эфферентный синтез) или активирующего генератор поисково-исследовательской реакции, генерации пускового стимула акцептором результата, запускающего исполнение найденной программы, и цепей контроля за ее исполнением (обратной афферентации)

Топологически, на самом верхнем уровне организации нервной системы человека, эта архитектура соответствует головному мозгу, в котором располагаются рецептивные и предсказательные подсистемы, лобные и моторные зоны коры, соответствующие акцептору результата и генератору поисково-исследовательской реакции, а также спинному мозгу, образующему субстрат исполнительной подсистемы и системы актуаторов с их собственными соматосенсорными подсистемами.

Похоже такая интерпретация топологии даст некоторые подсказки разработчикам мозг-компьютер интерфейсов в части “точек подключения” к мозгу, фокусируясь лишь на лобных и височных областях, содержащих результат афферентного синтеза и команды управления исполнением программы поведения.

Подобную архитектуру может иметь любой модуль этой самой архитектуры ФС с более выраженными доминирующими функциями и деградированными не основными – иллюстрация иерархичности и специализации, а кроме того, целостная ФС может войти в состав ФС более высокого уровня на правах специализированного модуля, иллюстрируя рекурсивность архитектуры.

Говоря о специализации модулей Архитектуры ФС необходимо уточнить их организацию с точки зрения различных форм отражения: опережающее отражение среды и опосредованное соседом отражение вероятно лежит в основе рецептивных систем организма, организованных как матрицы рецепторов, опосредованное центром опережающее отражение составляет основу неокортикальных и гипоталамических взаимодействий в центральной нервной системе, составляя ассоциативные аппараты памяти Предсказателя глобальной ФС, акцептора действия и генератора поисково-исследовательской реакции, которые представляют собой динамически переключаемые, путем возбуждения-торможения, аппараты памяти образов, а опосредованное центром и соседом опережающее отражение характерно для аппаратов памяти Исполнителя, хранящего последовательности комплексов возбуждений для актуаторов – программ поведения. В памяти Исполнителя опосредованное соседом ОО выполняет роль синхронизирующего, содействующего механизма, существенно ускоряющего процесс самообучения и облегчающего координацию, а опосредованное центром – роль мотивационного, побуждающего управления – укрупненного, обобщающего воздействия.

Однако, исполнительные системы, обладающие собственными рецептивными системами, непосредственно контактирующими с окружающим миром, могут действовать независимо, реализуя инстинктивные реакции. Таким образом, в аппаратах памяти Исполнителя должны сохраняться ассоциации стимул-реакция, расширяемые командами центра сигнал-программа поведения, причем по цепям обратной афферентации, состояния исполнителя и егоощущения будут ассоциированы с мотивационными сигналами управления, исходящими из центра.

Вероятно, это свойство аппаратов памяти Исполнителя – относительная независимость от команд центра, зачастую называют “моторной памятью”, когда тело приобретает навыки исполнения целых программ поведения, запускаемых лишь по обобщенному мотивационному сигналу центральной нервной системы. Например, по сигналу ”хочу кофе” (потребность), в хорошо известной обстановке (ситуации), мы поднимаемся из кресла, шагаем на кухню, включаем кофе-машину, наполняем чашку, вынутую из шкафа и т. д., думая, при этом, о совершенно другом…