Мышление это процесс, возникающий в структуре из нейронов. Кстати, у человека и прочих позвоночных размер нейрона не превышает 0,08 мм, а некоторые нейроны улиток достигают 1,6 мм

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Мышление - это процесс, возникающий в структуре из нейронов. Кстати, у человека и прочих позвоночных размер нейрона не превышает 0,08 мм, а некоторые нейроны улиток достигают 1,6 мм. То есть, если бы нейрон мыслил, то улитка была бы умней многих из нас, так как в её нейрон поместилось мышления больше раз в двадцать. То же самое можно сказать про любой другой объект более глубокого уровня (например, квантового). Переключатели типа "есть - нет" ещё можно представить и даже сконструировать, а вот такое разложение - сомнительно. То есть, перенести процесс человеческого мышления на другой носитель можно, если этот новый носитель будет обладать тем же (или таким же) механизмом обработки сигнала, что и нейрон человека. Или если можно будет создать эквивалентный механизм.

4.4

Выше рассматривались ситуации, при которых первичные импульсы генерируют мангры меньшего или равного размера по сравнению с уже имеющимися. Но возможна и ситуация, когда для получения монотонного импульса от какой-либо характеристики нового мангра требуется ветвь длиннее существующей аналитической ветви нейронной структуры. Тогда на М-нейроне не возникнет монотонный импульс, а См-нейроны не пропустят команду от такого мангра на исполнительные нейроны. Но это означает, что мозг не заметит какой-то важный сигнал внешней среды только по причине некоторой его необычности. И если у каких-либо организмов поначалу так и случалось, то их либо быстренько съедали, либо они оставались голодными. Выжить могли лишь такие организмы, у которых был механизм работы с "неправильными" сигналами внешней среды. Или те, кого эволюция одарила бульшим мозгом, позволявшим реализовать более длинные ветви.

Рассмотрим ситуацию: К-нейрон выдаёт первичный импульс, порождающий необычно большой мангр. Для определённости назовём их соответственно Д-импульс и Д-мангр, а обычные, нормальные - Н-импульс и Н-мангр. Д-мангры - это, по сути, те же Н-мангры, но такие, которые не имеют на М-нейронах (одном или более) монотонного импульса.

Логично предположить, что если возникает Д-мангр, то мозгу надо было для более-менее адекватной реакции и выживания подобрать Н-мангр с наиболее близкими характеристиками. Следовательно, должен существовать механизм подбора.

Перебор возможных вариантов Н-мангра не может быть произвольным (методом "тыка") во избежание утраты связи с реальностью, так как это чревато летальным исходом для организма-хозяина. Не может быть и упорядоченного перебора, что означало бы появление ниоткуда соответствующей программы. Наступать на эти грабли нельзя. Естественней всего, что мозг просто укоротит слишком длинную ветвь Д-мангра до нормальной. Тогда сам собой получится Н-мангр, предельно близкий к Д-мангру. Это создаст ослабленную реакцию организма: "Я, мол, в воду лезу, но лишь частично, одной ногой". Популяции дешевле: так, например, пробовать незнакомую еду отряжают самую захудалую крысу.

Но как может произойти это "укорочение"? М-нейрон не может просто так вот взять, да и посчитать немонотонный импульс монотонным. Не столь он умный. Его возможности заканчиваются тем, что он не извещает См-нейрон о преобразовании полученного импульса в монотонный. После чего Ск-нейрон блокирует возможность дальнейшую передачу полученного на М-нейронах данного мангра пакета импульсов. Обойти блокировку можно, если при возникновении Д-мангра сымитировать на К-нейроне такой первичный импульс, который породил бы искомый Н-мангр.

Проще всего это сделать, если "свернуть" Д-мангр и отправить его к исходному К-нейрону. А для этого См-нейрон, не получивший "отчёта" от всех М-нейронов о монотонных импульсах, даёт им команду отправить пакет монотонных характеристик уже не на исполнение, а назад, "как образец". Не слишком ли большие требования к интеллекту М-нейронов? Нет, они "помнят" монотонные характеристики, которые должны были бы получиться от Н-мангра. Поэтому, на самом деле будет не команда отправить назад, а отсутствие команды отправить дальше. То есть, анализаторы М-нейронов должны всё равно разрядиться, дабы обрести возможность принять новый мангр, вот они и разряжаются - назад.

К исходному К-нейрону пакет прибудет уже в виде полного Н-импульса, который будет отличаться от Д-импульса лишь тем, что одна из его характеристик в каком-то "колене" станет немного иной. То есть, мозг как бы вспомнит его. Далее сымитированный первичный и гарантированно нормальный импульс - И-импульс - вновь запускается по каскадам структурирования, после чего должны возникнуть сымитированный Н-мангр и стандартная физическая реакция. Ну, а дальше - естественный отбор, эволюция… Кстати, как раз этого и добиваются экспериментаторы, подавая в мозг по электродам слабые электрические импульсы: по сути, они подают нейронам искусственный имитационный импульс.

4.5

Здесь возникает вопрос: можно ли отправлять назад пакет по тем же аксонам? Конечно, в принципе-то можно, но для создания имитационного Н-мангра И-импульс должен придти к исходному нейрону с другой стороны - со стороны рецептора. Он ведь должен подменить собой первичный импульс. Поэтому "вторая колея" необходима. Все эти вопросы снимаются, если предположить, что пакет отсылается назад по параллельным аксонам (как при двухколейной железной дороге). Но как могла появиться "вторая колея"?

Пройдёт ли здесь стандартная ссылка на генетическую мутацию? Пожалуй, пройдёт. В самом начале рассуждений приводились соображения в пользу многократного дублирования универсальных первоначально нервных волокон. При переходе к специализации часть волокон не могла не остаться без дела. Но надёжности ради мозгу было бы правильным дублировать даже специализированные аксоны. Тогда и каскады структурирования должны синхронно выполняться параллельными манграми. Получается логично, а главное - удалось обойтись без метода проб и ошибок, без перебора.

4.6

Если отражаемый нестандартный импульс формируется в обратном порядке, путём сворачивания характеристик, то для этого должен существовать механизм, аналогичный известным механизмам фрактального сжатия изображений. Для этого нейрону необходимы механизмы с функцией, обратной анализатору. Его можно назвать "интегратором нейроимпульсов".

Возможно, что конструктивно анализатор и интегратор - это одно и то же, а выполняемая функция зависит только от направления прохождения нейроимпульсов. Но установить это можно лишь экспериментально. Во всяком случае, всё получается пока вполне естественно и без привлечения каких-либо внешних сил наподобие "подсознания", "мыслящих фотонов", семантических полей и прочей мистики.

5. Зачем это было нужно?

"Если я не для себя, то кто же за меня?

Но если я только для себя, то зачем я?

И если не теперь, то когда же?"

(Гиллель)

Наиболее, однако, вероятна ситуация, когда первичный импульс породил Н-мангр, который не вписался ни в один ансамбль с отработанными реакциями. В этом случае нет оснований для какой-нибудь реакции, тем более - для адекватной, так как ключ никуда не подошёл. Но Н-мангр заменять уже нечем, он и так "правильный". Впрочем, нет: он всё-таки "неправильный" с точки зрения комплекса. И теперь уже комплексу надо подбирать подходящий Н-мангр (подправить ключ). А как?

Чтобы выяснить это, надо разобраться с механизмом работы комплекса. То есть, как работает система ключей и замков. К сожалению, рамки статьи не позволяют столь же подробно расписать дальнейшие операции с импульсами: если даже описание первичного анализа сигналов внешней среды заняло почти полтора десятка страниц, то… Поэтому дальнейшее описание будет дано "крупноблочно". Да и нет особого смысла в дальнейшем теоретизировании до экспериментального подтверждения существования мангров.

Ключ - это Н-мангр. Особенность его в том, что первичный импульс для дальнейших операций в мозге представлен уже в виде монотонных импульсов, образующих некоторую конфигурацию. Конфигураций их из М-нейронов (эдаких "зубчиков") может быть очень много, а с учётом динамической составляющей - практически бесконечное число.

Ключ следующего уровня - преобразование простой совокупности одномоментных мангров в ряд по принципу приоритетности (комплексный ключ). Сначала в ряд включаются мангры, связанные с врождёнными реакциями, а затем - с приобретёнными. У каждой особи свой персональный набор приобретённых реакций, что и обеспечивает разброс с "колоколом" вероятности конкретных действий для популяции или вида.

Ряд, разумеется, не бесконечный: он ограничен числом рецепторных каналов и временем (для динамичных составляющих). Приоритетность устанавливается не только по факту связи сигнала внешней среды с последствиями для организма, но и по интенсивности (далеко - близко), по текущему значению для организма ("голод - не тётка"). Всякие фоновые и бесполезно-безопасные сигналы заведомо попадут куда-то в конец ряда и не повлияют на поведенческую реакцию. Соответственно оценка приоритетности ключа производится до его включения в ряд. А приоритетность обеспечивает дополнительный разброс реакций конкретных особей.

После идентификации комплексного ключа соответствующим замком поступает команда координатору исполнительных нейронов мозга, который обеспечивает согласованную работу разных исполнительных же органов.

В изложенной схеме также возможно возникновение неопределённости с оценкой ряда: данный комплексный ключ не подходит ни к одному замку с результирующей реакцией. Неопределённость может возникнуть и при формировании нескольких рядов одновременно. Это связано с многофункциональностью организма, которому надо решать много задач и в каждый момент времени приходится взвешивать, какой задаче отдать предпочтение в свете возможности и необходимости её выполнения. В обоих случаях динамическая составляющая мангров обеспечивает определённую возможность прогноза. И, следовательно, необходимость моделирования собственного поведения. Но о динамической составляющей чуть ниже, а вот неопределённости заставляют предположить существование механизма имитации на новом уровне. Отсюда уже рукой подать до размышления, самосознания и прочего.

Это означает, что мозг самостоятельно строит информационную модель внешней среды и экспериментирует с ней, выстраивая практически одновременно и почти мгновенно множество возможных сценариев изменения внешней среды [15] и, соответственно, последствий от возможных реакций на них. В эту модель хорошо укладывается феномен сновидений, однако механизм построения сценария (фактически - прогноза) следует разобрать особо.

Из предлагаемого способа анализа первичного импульса следует очень важный вывод: мозг не хранит какой-либо информации о внешней среде, только ветвящийся путь прохождения импульсов. Импульсы прокладывает себе сквозь дебри аксонов ветвящуюся систему "тоннелей" разного "сечения". Вот она-то и есть то, что называется памятью. Ничего похожего на жёсткий диск компьютера с его битами и байтами [16]. Такая система вынуждает мозг и позволяет ему всякую информацию, что проходила через него, каждый раз вырабатывать заново [17]. Собственно, это и есть вспоминание.

В эту схему хорошо вписывается эффект забывания, образующийся в силу биологической природы "тоннелей" и анализаторов. При отсутствии более-менее постоянного пропуска импульсов по какому-то аксону соответствующая "ячейка" анализатора со временем атрофируется. Словом, тренироваться надо! Не хуже вписывается и способность мозга очень долго помнить очень мелкие и совсем несущественные детали прошлых впечатлений.

Благодаря такой организации обратной связи происходит как бы мерцание мангра, который изменяется с каждым имитационным импульсом. Мерцание продолжается, пока сымитированный мангр (комплекс мангров) не совпадёт, наконец, с полученным из предыдущего опыта (приобретённого или врождённого). Механизм мерцания - это, по сути, хорошо известный рекурсивный алгоритм, так как обработка первичного сигнала происходит по одному и тому же жёсткому алгоритму. А рекурсивность работы мозга [18] - это уже давно замеченное явление. Представляется, что каждое мерцание мангра, каждый имитационный цикл и есть рекурсия.

Разумеется, в действительности, особенно на уровне языка (речи), мерцают целые ансамбли мангров, так как организму для выработки адекватной реакции необходимо оценивать совокупность сигналов внешней среды. Как же работает этот механизм?

6. Сон разума

"Душа в невидимом блуждала,

Своими сказками полна,

Незрячим взором провожала

Природу внешнюю она"

(Н. Заболоцкий)

Нельзя также пройти мимо сна и посмотреть, как выглядит это до сих пор непонятное явление в свете мангровой гипотезы. Одно из последних определений сна выглядит так: сон - это особое генетически детерминированное состояние организма теплокровных животных, характеризующееся закономерной и последовательной сменой определённых сложных картин в виде циклов, фаз и стадий [19]. Сон следует отличать от сезонной спячки, в которую впадают, чтобы пережить плохое время года.

Сон связан только с мозгом и бывает медленный и парадоксальный. Специальный центр сна отсутствует, хотя есть рассеянная по мозгу категория нейронов, которые как бы сторожат прочие активные нейроны и как только у них наблюдается снижение активности, они моментально начинают вырабатывать гамма-аминомаслянную кислоту, главное тормозное вещество мозга. В течение некоторого времени процесс развивается по нисходящей, пока не срабатывает некий переключатель и вся система перебрасывается в другое состояние - бодрствования или парадоксального сна. Парадоксальный сон запускается из зоны варолиева моста химическим путём (через нейромедиаторы ацетилхолин и глутаминовую кислоту).

И если физический и химический механизмы сна более-менее вскрыты, то остаётся непонятным его функция. Одно из первых объяснений (да и последних тоже) сводилось к необходимости предоставить отдых. Давно выяснено, что сам организм для отдыха вовсе не нуждается во сне. А парадоксальная фаза сна сопровождается как раз очень высокой активностью мозга, что тоже не далеко не отдых. Переход к медленному сну совершается постепенно. При переходе к медленному сну происходит как бы разлаживание комплекса систем мозга, и большинство их работают сами по себе (мозг переходит на режим "холостого хода"). Затем отключаются рецепторы (!) и запускается парадоксальный сон.

Судя по всему, медленный сон нужен организму только для создания безопасных условий протекания фазы парадоксального сна. Медленный сон сопровождается низкой активностью, что объясняется неподвижностью организма и малым поступлением важной информации, а также отсутствием необходимости в сборе информации. Постепенность перехода к медленному сну позволяет организму устроиться удобней и безопасней, после чего резкое отключение всех рецепторов уже не создаст проблем.

Зато проблему составляет сам парадоксальный сон: что происходит в мозге в это время? Ключом к разгадке может служить важный факт: отключение рецепторов. Ведь если первичные нейроимпульсы о внешней среде уже не поступают в мозг, то тем самым создаются условия для беспрепятственного протекания имитационных процессов. А это ведь ни что иное, как длительное и безопасное мысленное экспериментирование со средой. На него в период бодрствования обычно нет ни времени, ни возможности: надо либо спасаться, либо искать что бы (или кого бы) съесть. А хорошо бы временно отключиться для осмысления? Не зря вперёд выдвинулись хищники. Они-то имели кое-какую возможность поразмыслить в период бодрствования. Особенно человек. То есть, для хорошего сна надо иметь ещё и хорошие мозги, чем природа обделила насекомых и рептилий.

Blog

Содержание