Cтраница 3
Решение этой задачи берет на себя научная дисциплина, именуемая синергетикой. Закономерности явлений самоорганизации, открываемые синергетикой, не ограничиваются областью неживой природы: они распространяются на все материальные системы. Хакен, принципы самоорганизации, изучаемые этой наукой, распространяются от морфогенеза в биологии, некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звезд, от мышечного сокращения до вспучивания конструкций ( Синергетика. [31]
Приведенный пример интересен тем, что здесь речь идет об изучении физиологических процессов, знание которых имеет важное значение для понимания механизмов функционирования мозга человека. [32]
Излагаются основы математического аппарата - от классической теории ( теорема Геделя) до последних достижений, связанных с квантовыми вычислениями. Книга состоит из двух частей: в первой части обсуждается тезис о невычислимости сознания, во второй части рассматриваются вопросы физики и биологии, необходимые для понимания функционирования реального мозга. [33]
Объяснить возрастные изменения флюктуирующей асимметрии не просто. Можно допустить некоторые предположения, в частности наличие изменений в передаче информации из одного полушария в другое. Не исключено в таком случае, что возрастные диффузные изменения в самих полушариях могут способствовать замедлению или затруднению информационного процесса и обмена между ними и увеличивать временное расстояние в условиях парного функционирования мозга при старении. [34]
Если представить мозг как некую функциональную систему, в которой каждая отдельная функция, представленная в обоих полушариях, в процессе ее реализации поддается измерению в течение какого-то заданного интервала времени, то при наличии результатов выборочного исследования такую функцию целесообразно рассматривать в виде двух взаимосвязанных случайных процессов. В случае двух взаимосвязанных процессов оценивается 4 - й параметр - взаимная корреляционная функция. Математическое ожидание, в данном случае выборочное среднее, должно, очевидно, характеризовать подвижность нервных процессов; дисперсия и автокорреляционная функция - их стабильность, надежность в пределах каждого полушария, а взаимная корреляционная функция - надежность механизмов, обеспечивающих парность функционирования мозга. [35]
Сравнения такого рода можно считать весьма преувеличенными, ибо наши сведения о функциях головного мозга, несмотря на большую и плодотворную исследовательскую работу в этой области, до сих пор весьма примитивны. Так, например, до настоящего времени остается открытым вопрос о том, достаточны ли наши сведения о нейроне для точного анализа его функций. Случайная структура на нейронном уровне ( в числовом отношении), расположения и связи между нейронами наводят на мысль, что на данной стадии важна только статистика и что, следовательно, прежде чем конструировать математическую модель, необходимо получить усредненные данные о локальной структуре и функционировании мозга. [36]
Пример с полетом птицы и созданием самолетов и космических кораблей является характерным. Но в отношении мозга человека и искусственного интеллекта дело обстоит иначе. Еще до создания сверхзвуковых самолетов и космических кораблей ученые уже исчер - - иывающе изучили и раньше использовали все, что связано со строением крыла и с механизмом полета птицы, и новых идей это предшествующее, изучение уже здесь не могло дать. Изучение же процессов функционирования мозга человека, процессов мышления только начинается. В этом имеются огромные, вероятно, беспредельные, возможности для того, чтобы черпать новые идеи, которые пусть и не непосредственно, но - - в измененном виде будут использованы в кибернетике. [37]
Более серьезным препятствием для распространения гологра-фической гипотезы является недостаток количественных данных, с помощью которых можно было бы описать способность нейро-логического процесса обрабатывать информацию. Как мы уже-отмечали ранее, имеется серьезное сомнение в том, что волны г которые мы получаем в наших записях, являются субстратом некой организации, создающей узор интерференции, представляющий значение для обработки информации, хотя они могут свидетельствовать о гом, что какой-то сходный процесс действительно имеет место. Длина этих волн такова, что они могут содержать очень малое количество информации - даже принимая форму интер ферирующих в пространстве голографических: структур. Напротив, развиваемая здось голографическая гипотеза подчеркивает роль микроволновых структур медленных потенциалов, возникающих в синаптических механизмах при функционировании мозга. Однако следует напомнить еще раз, что эти микроструктуры могут быть описаны либо в статистических квантовых понятиях, либо на языке механической волны в: понятиях интегралов свертки и преобразований Фурье. Микроструктуры не меняют своих свойств от выбора того или иного способа описания. Каждый язык, каждая форма описания имеют свои преимущества. Для физической голограммы, получена ли она в результате интерференции световых волн или в результате-программирования на компьютере, вычисление количества сохраненной или обработанной информации осуществляется на основе-количественного описания пространственных фазовых отношений, определяющих этот процесс. Крайне необходимы эксперименты, которые расшифровывали бы сходные количественные отношения при взаимодействии кортикальных колонок. Основа для таких экспериментов заложена анализом взаимодействия рецеп-торных элементов, выполненным Родиеком и Хартлайном. [38]
По словам В. Р. Адея, новые идеи в смысле понимания высшей интегральной функции могут предстать с совершенно неожиданной стороны. Таким чужим направлением исследования является, возможно, голография: распознавание воспринимаемых сигналов ( объектов) и постоянных по величине образцов, ассоциативные свойства, запоминание трех измерений и цвета, эффект наложения ( суммации) и раздельное чтение оптических образов служат общей характеристикой голограммы и мозга. Своего рода аналогией между голограммой и мозгом является воспроизводимость объекта по отдельным частям ( в мозгу, например, после поражения), когда каждая точка объекта накапливается на поверхности голограммы. Грабора побуждает к размышлениям о том, не накладывает ли иногда наше пристрастие к картезианской системе координат условные рамки на понимание принципов функционирования мозга. [39]
Левая половина тела, включая и мозг, развивается несколько быстрее, чем правая; вследствие этого развитие речевых функций происходит интенсивнее в левом полушарии. По мере установления контралатеральных связей между мозгом и конечностями правая рука становится ведущей. Участие ядерных генов в детерминации направленной асимметрии мозга полностью отвергается. По мнению этих авторов, для человека, с эволюционной точки зрения, это выгодно, если учитывать важную роль коммуникативных механизмов в человеческом обществе; для животных же более выгодно симметричное функционирование мозга, обеспечивающее лучшую пространственную адаптацию. [40]
Гипотеза о двухпроцессном механизме функционирования мозга вытекает из целого ряда данных. Однако наличие механизма обратной связи и опережения ( то есть контроля со стороны центральной нервной системы за деятельностью рецепторов) вызывает необходимость пересмотра такого представления. Обратная связь и Опережение получили наилучшее обоснование в концепции сервомеханизма Т - О - Т - Е, элементарной логической нейронной структуры, на основе которой создаются более сложные нервные организации. Фаза опробования ( теста) выражает действие соединительных элементов, а фаза операция - нервно-импульсных элементов двухпроцессного механизма функционирования мозга. [41]
Нами проведен статистический анализ результатов исследований ВР и тактильного восприятия вербальных стимулов в трех группах испытуемых: 1) молодые здоровые лица от 20 до 40 лет, 2) практически здоровые лица с начальным атеросклерозом мозговых сосудов в возрасте старше 50 лет, 3) больные умеренным церебральным атеросклерозом без очаговых поражений мозга того же возраста. Последний определялся исходя из значений дисперсий каждой переменной и дисперсии их разницы. Если первые два параметра характеризуют непосредственно функции каждого полушария, то по значению корреляции можно судить о тесноте связи между ними и, следовательно, о механизмах, определяющих парность и кооперированное функционирование мозга. [42]
Развитие искусственных нейронных сетей вдохновляется биологией. То есть рассматривая сетевые конфигурации и алгоритмы, исследователи мыслят их в терминах организации мозговой деятельности. Но на этом аналогия может и закончиться. Наши знания о работе мозга столь ограничены, что мало бы нашлось руководящих ориентиров для тех, кто стал бы ему подражать. Поэтому разработчикам сетей приходится выходить за пределы современных биологических знаний в поисках структур, способных выполнять полезные функции. Во многих случаях это приводит к необходимости отказа от биологического правдоподобия, мозг становится просто метафорой, и создаются сети, невозможные в живой материи или требующие неправдоподобно больших допущений об анатомии и функционировании мозга. [43]