Попытка расширения Теории Функциональной Анохина (стр. 4 )

Рис.6 Расширенная блок-схема “аппаратных средств” ФС для реализации целенаправленного поведения

Синтез подсознательного целенаправленного проведения

Функциональная система динамически формируется под управлением хорошо известной потребности, вовлекая аппараты памяти Предсказателя для выбора образа уже известного потребного результата, и Исполнителя для выбора хорошо известной программы поведения, без участия рецепторных систем:

Под управлением не доминирующей потребности, на заднем фоне, формируется ФС и из ассоциативной памяти Предсказателя выбирается образ потребного результата, а из памяти Исполнителя – единственная, хорошо известная, ассоциируемая программа поведения. Формируется мотивация. Если эта мотивация становиться доминирующей, то генерируется пусковой стимул, разрешающий реализацию всей программы поведения в окружающем мире. Это соответствует стадии исполнения программы поведения. Если, на каком-либо шаге возникает проблема (потребность решить задачу), то под ее управлением формируется новая ФС, работающая по алгоритму сознательного целенаправленного поведения.

Синтез условно-рефлекторного поведения

Частным случаем подсознательного процесса является условно-рефлекторное поведение, когда ФС формируется под управлением потребности, возбуждаемой сигналом о возможности ее удовлетворения. Сигнал может перевести эту потребность в разряд доминирующей.

Алгоритм такого поведения представляется следующий образом:

В аппаратах памяти Предсказателя уже существующей текущей ФС, в процессе поиска наиболее подходящего результата для удовлетворения текущей потребности, появляется сигнал о возможности удовлетворения другой потребности. Ожидаемый, легко достижимый результат может переместить вторую потребность на уровень доминирующей, под управлением которой формируется новая ФС. Алгоритм работы новой ФС соответствует алгоритму подсознательного целенаправленного поведения, поскольку результат уже предопределен и находится в пределах достижимости, т. е. уже существует программа его достижения. Новая ФС сменяет текущую ФС, а по завершении этого процесса предыдущая ФС восстанавливается.

Синтез безусловно-рефлекторного поведения

Безусловно-рефлекторная реакция не требует стадии афферентного синтеза и реализуется на уровне локальных обратных связей (афферентаций).

Алгоритм этого процесса представляется как выбор из памяти Исполнителя, и даже, возможно Актуаторов генетически сформированной программы поведения и ее немедленное исполнение, запускаемое по распознанному в рецепторных системах сигналу, имеющего биологический смысл пускового стимула.

Архитектура поведенческого акта при этом будет выглядеть следующим образом:

Под воздействием сигналов локальных рецепторных систем формируется ФС По образу сигнала из аппарата памяти Исполнителя выбирается программа поведения Программа незамедлительно исполняется

Предлагаемая терминология: Пусковой стимул, Мышление, Разум, Язык, Интеллект, Знание

В первых двух типах поведенческих реакций начало исполнения программы адаптивного поведения определяется пусковым стимулом. Т. е. с момента возникновения потребности и до ее удовлетворения протекают два процесса, разделенных пусковым стимулом: процесс анализа раздражителей и синтеза программы поведения в субстрате памяти ФС – моделирование процесса постановки и путей достижения цели – предлагается назвать мышлением, а процесс реализации найденной программы во внешнем мире – назовем рациональным, целенаправленным поведением. Вероятно, такое поведение можно назвать разумным, а свойство системы реализовывать разумное поведение во внешнем мире – разумом.

В социальных системах целенаправленное поведение одного члена сообщества, провоцирующее других, как весьма значимый сигнал окружающего мира (вспомним опосредованное соседом опережающее отражение), на исполнение рационального поведения для достижения общих целей, сигнализации, передаче субъективного опыта и т. п. можно назвать языком.  А способность накапливать собственный, субъективный опыт выживания и достижения целей, конвертировать его в доступную языковую форму и передавать другим членам сообщества, предлагаю назвать ИНТЕЛЛЕКТОМ – опосредованное языком опережающее отражение.

Представляется, что языковая сигнализация одного члена сообщества возбуждает в аппаратах памяти другого, его собственные ассоциации. Т. е. элементы языка интерпретируются приемником через призму собственного субъективного опыта. И если опыта недостаточно для правильной интерпретации, то возникает необходимость в его восполнении или получении от передатчика – в обучении с учителем, которое осуществляется на основе диалога, по методу проб и ошибок, когда приемник выстраивает список гипотез значений и смыслов сигнализации, а передатчик подтверждает правильность выбора приемником. При этом приемник играет роль генератора поисково-исследовательской реакции, а передатчик – акцептора действия в новой социальной функциональной системе.

Собственный субъективный опыт выживания представляет собой хорошо проверенный практикой набор ассоциаций [A] между потребностью (П), образами потребных результатов (ПР1-ПРn), программами их достижения (ПП1-ППn), признаками и образами обстановочной ситуации (ПС1-ПСn), признаками и образами обстановочной афферентации (ОА), образами и признаками пусковых стимулов (ПС1-ПСn). Все это дает возможность ФС генерировать и достигать внутренне или внешне продуцируемые цели – ФС ЗНАЕТ, как их достичь. Тогда структуру [А] можно назвать структурой ЗНАНИЯ, а по любому компоненту этой структуры можно выбрать весь опыт. Вероятно, зарождение любых новых ассоциаций – элементов будущего знания, предполагающихся полезными для достижения целей мы называем Интуицией.

Эмоции, ощущения, восприятие

Оценка живым биологической значимости событий, процессов, объектов и состояний как внешнего, так и внутреннего миров является неотъемлемой процедурой любого этапа процесса формирования цели и исполнения поведенческой программы от появления потребности до оценки результата действия. Представляется, что именно эту оценку мы называем эмоциями во всех разнообразиях их качеств и уровней.

Например, потребность вызывает чувство голода, усиливающееся в течении времени от легкого до нестерпимого, при этом эмоциональная окраска этого чувства меняется от незначительного волнения до крайнего возбуждения, изменяющего поведение от случайного поиска сигналов удовлетворения голода до полного изменения доминирующей мотивации, осознанного изменения программы поведения, возбуждения новых ассоциаций путем вовлечения ранее не участвующие областей мозга, обостряя чувствительность рецепторов, ускоряя поисково - исследовательскую реакцию  и т. п.

При этом, если организм не может найти необходимые сигналы или предсказать образ достижимого результата на этапе афферентного синтеза, параллельно возникает другая эмоция – раздражение, неуверенность и т. п., а если найденный в памяти образ оказывается недостижимым в процессе исполнения найденной программы поведения, вероятно, появляется злость или что-то подобное.

Но даже результат достигнутый (на этапе оценки результата), отличающийся от предсказанного, может вызвать удивление, недоверие, раздражение или радость и т. д.

Таким образом, если потребности формируют программу разумного поведения, то эмоции управляют статусом мотиваций, модификацией программы поведения и управления ресурсами организма – т. е. с точки зрения кибернетики, являются контроллером внутреннего и внешнего состояний, управляющего приоритетами задач и ресурсами системы, а также контролером исполнения всех этапов целенаправленного или подсознательного поведения, выдавая оценку выполняемой функции на всех уровнях и этапах организации.

На Рис.6 приведена расширенная блок-схема аппаратных средств ФС, дополненная контроллерами восприятия и управления. Причем каждый новый модуль, по своей архитектуре может иметь ту же самую базовую архитектуру ФС с более выраженными или усеченными основными функциями.

Вероятнее всего, физиологически эти контроллеры коррелируют с генетически сформированными областями головного мозга такими как: гипоталамус - генератор потребностей; лобная и височная кора – генератор и выразитель эмоций; в миндалине собирается информация о внешнем мире – хранилище (лист) признаков обстановочной ситуации.

Кроме того, в миндалине находятся нейроны, которые воспринимают мимику лица других индивидов (восприятие эмоций), идет анализ конкурирующих потребностей (управление мотивацией) и определяется выбор поведения (в контексте обстановочной ситуации). От миндалины импульсы идут к гипоталамусу, формирующему вегетативные и моторные реакции (этап принятия решения).

Как видим, это те, недостающие элементы архитектуры ФС, которые существенно углубляют комплексное, целостное представление о механизмах, алгоритмах и аппаратах не только целенаправленного поведения, но и составляют основу алгоритма мышления и разума – теперь ФС имеет все, что требуется для моделирования, оценки и мгновенной корректировки рационального поведения на всех этапах достижения цели даже не актуализируя программу поведения во внешнем мире в самых различных ситуациях, создавая новые и даже ранее не существующие ассоциации в процессе – соТворяя новое и анализируя их значимость, которая затем проверяется на практике (любопытство).

Заключение

Настоящая работа, в укрупненных “мазках” свободного художника от кибернетики, ни в коей мере, не претендует на “истину в последней инстанции” и призвана лишь подтолкнуть любопытных исследователей, застрявших в дебрях нейронных сетей, к осознанию необходимости всех остальных частей архитектуры ФС, без которых все претензии на разумность и тем более – интеллект, не имеют никаких оснований.

Представляется, что наша интерпретация топографии головного мозга через модули архитектуры аппаратных средств ФС позволит разработчикам мозг-компьютер интерфейсов сфокусироваться на лобных зонах, несущих информацию о мотивационных составляющих сигналов управления.

Рассматривая каждый сустав скелета как относительно самостоятельную исполнительную функциональную систему, обладающую собственными аппаратами памяти, для реализации которой можно использовать процессор смартфона, можно собрать автономный протез конечности, управляемой мотивациями пользователя, обладающий моторной памятью, заполняемой в процессе обучения здоровым тренером.

Использование этого же подхода к системам управления беспилотными аппаратами позволит легко копировать действия пилота в памяти робота, консолидировать и тиражировать коллективный опыт в любых ситуациях и перейти к автономным беспилотным системам.

Использование архитектуры ФС, принципов ее организации и функционирования в новых ассоциативных моделях нейрона, нейронных матриц или нейронных ансамблей предлагает альтернативу существующим математическим моделям нейрона и нейронных сетей и, как представляется, поможет приблизить возможности моделируемых систем к их естественным аналогам, ассоциативная обработка информационных потоков составит основу для моделирования мышления, а в сочетании с исполнительными системами - для разумного автономного поведения и даже интеллекта, необходимо приобретаемого в процессе общения с учителем или другими автономными системами.

Организация компьютерных программных модулей в многоуровневые, иерархические специализированные функциональные системы и подсистемы по обработке символьной информации и, в частности, текстов, уже сегодня позволит создавать человек-машина интерфейсы для интеллектуальных диалоговых систем на естественном языке, а также автоматическое распознавание и понимание смыслов текстовой информации, многоязыковый смысловой перевод, специализацию систем в различных областях науки, техники, производства и создание сети экспертных систем в дополнение к уже существующим поисковым. 

Обеспечить автономное и автоматическое функционирование такой организации позволит принципиально новая операционная система, имплементирующая описанные выше процессы мышления и разумного поведения, обучения и самообучения на базе уже существующих программно-аппаратных средств.

Предлагаемые схемотехнические и алгоритмические решения на протяжении 20 лет подвергались жесточайшей проверке в моих разумных автономных системах для автоматизированных торгов на финансовых рынках США, самостоятельно и с учителем, обучавшихся эффективной торговле и показавших, при этом, вполне сравнимые с человеком результаты.

Для реализации этих идей и их дальнейшего углубленного развития я предлагаю организовать Российскую Школу Современной Кибернетики и приглашаю всех энтузиастов принять в этом участие.