Нейросеть, условные рефлексы, информационные конструкции

Человеческий мозг можно разделить на две части:

· Лобные доли, в которых живет информация, сознание, подсознание и весь остальной интеллект.

· Все остальное, предназначенное для ввода/вывода этой информации, обеспечения животной жизнедеятельности.

Мы будем рассматривать первую часть, а заинтересованные в полном объеме знаний могут обратиться к литературе по физиологии головного мозга. Что важно: мы будем рассматривать работу нейросети с точки зрения обработки информации. Будем сравнивать методы обработки с компьютерными системами.

Все множество интеллектуальных ресурсов человека состоит из небогатого перечня элементов.

Рецептор.

Элемент, который реагирует (или не реагирует) на соответствующий раздражитель. Нечто вроде выключателя. Если внешний сигнал превышает пороговый уровень рецептора, рецептор посылает сигнал в мозг. И этот сигнал бинарный. Т.е. 0 или 1.

Специально для аудиофилов: если вы заметили, человек оцифровывает сигнал уже на первом этапе восприятия. В том числе и звуковой.

Нервное окончание или аксон.

От рецептора в мозг идет длинная веревочка, которая, по сути, является проводом в электрической изоляции. Все активные элементы мозга соединены нервными окончаниями различной длины. Такие провода между нейронами называются аксонами.

Синапс.

Этим красивым словом обозначается устройство, которым оканчивается аксон. Синапс – один из элементов запоминания. Сигнал, пришедший по аксону, активирует синапс, который вырабатывает сигнал активации нейрона, которому данный синапс принадлежит. Мощность сигнала синапса зависит от регулярности использования этого синапса. Чем чаще он используется, тем мощнее будет продуцируемый им сигнал.

Нейрон.

Нейрон – основной логический элемент. К каждому нейрону присоединяются сотни проводов-аксонов. Нейрон суммирует сигналы, «одновременно» пришедшие по разным линиям и активируется при превышении суммой входных сигналов внутреннего порога. Как и в случае с синапсами, порог возбуждения нейрона обладает свойством запоминания и понижается с увеличением частоты использования.

«Обучение/запоминание»

Т.е., чем чаще происходит возбуждение нейрона, тем меньшие «усилия» необходимы для его последующего возбуждения. Аналогично, чем чаще задействуется синапс (и его связь), тем больший вклад он вносит в возбуждение «родного» нейрона.

В отличие от компьютера, состоящего из отдельных модулей для ввода/вывода, хранения, обработки информации, мозг человека использует полностью интегрированную структуру типа ассоциативная нейросеть.

На рисунке изображен процесс распознавания образов в целом. Различные комбинации активированных рецепторов приводят к возбуждению нейронов, ассоциированных с этими комбинациями.

Собственно, на этом месте с рецепторами можно прощаться. Они выполнили свою задачу – возбудили соответствующие внешним образам нейроны.

Итак, входящая информация сразу активизирует соответствующие зоны нейросети и тем самым активизирует обработку этой информации. Суть обработки - образование рефлекторных связей одновременно активизированных зон и эмоциональных центров.

Для иллюстрации рассмотрим пример:

«Возвращается муж из командировки…»

Ваша психика уже подогнала слова «жена», «любовник» и т.д.? Образы соответствующие? Эмоции появились, связанные с такого типа анекдотами?

Входящей информации было три слова: «возвращается» «муж» «командировка»

Активизированы были эти и другие ассоциированные с ними понятия («жена» «любовник»…)

Обработка входной информации заключилась в том, что теперь персонально у Вас с этим анекдотом ассоциируется еще и «книжка по психологии» и «место, в котором вы этот кусок читаете», «настроение, в котором Вы сейчас находитесь» и все остальное, что происходит с Вами в ближайшее время.

Первично органами чувств была активизирована одна группа нейронов (образов). Красные стрелки активируют нейроны «Муж», «Возвращается», «Командировка».

Далее сигналы дойдут до всех нейронов (образов), связанных с первой партией. Но из нейронов второго уровня активируются только те, у которых будет преодолен порог возбуждения. В примере нейроны «Любовник», «Жена», «Шкаф», имеют большую вероятность быть возбужденными, чем нейрон «Жених».

Далее эта цепочка возбуждений продолжится, подключая все новые и новые нейроны.

Эта цепочка будет продолжаться достаточно далеко и долго, пока не будут отработаны все связи и не произойдет возбуждение всех нейронов (образов), которые в достаточной степени связаны с первоначальной точкой, возбужденной сигналом от органов чувств. Такой вид обработки поступившей информации обладает свойствами параллельности и затухания. Обычно называется торможением.

Представьте рыбу, которая вплывает в сеть. Она застревает в одной из ячеек, дергается, заставляя сеть сотрясаться. Ниточки сети передают возмущения к узелкам, те - к соседним узлам и далее. На каждом уровне колебания слабее и через пару метров их можно заметить только сильно вооруженным взглядом.

Для наглядности приведу еще один рисунок.

Цифры обозначают последовательность возбуждения нейронов.

Можно говорить о том, что из центра возбуждения распространяются волны по связанным нейронам. При этом общее свойство нейросети – затухание возбуждений.

На следующем рисунке - схема связанных образов. Более толстые линии обозначают более сильные связи. При практическом анализе того, что творится в голове, не так важна последовательность активации нейронов, как интенсивности связей между ними.

Итого: поток внешних сигналов от органов чувств не является случайным и хаотичным. Он, как свет в проекторе слайдов несет картинку, несет «изображение» внешнего мира. Именно это структурирование и создает информационные конструкции внутри нейросети.

Видели трико с оттянутыми коленками? Форма коленок на ткани – отражение реальности коленок в трикотаже штанов.

Если вас интересует, чем наполнена Ваша голова – это многочисленные оттянутые трико… т.е. информационные конструкции, отражающие связи между различными реальными объектами. Способность нейросети к рефлексии (часть механизмов запоминания) связывает образы, пришедшие в один или близкий момент времени.