химический каталог
  FAQFAQ    ПоискПоиск    ПользователиПользователи    РегистрацияРегистрация   ПрофильПрофиль   ВходВход


Мозг. Русская теория (сериал-тема)
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Химический форум -> Другие дисциплины
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 7:28 01-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

16. Мозг. Рефлексы

Мозг – часть нервной системы; он замыкает очувствление с исполнением.
Если рассматривать мозг в развитии, то начинать надо с рефлексов. Они были первыми на пути превращения растений в животных.
Рефлекс – разовая реакция мышц на раздражение.

Пример. Прикосновение к дождевому червю вызывает его съёживание.

По мере усложнения нервных систем рефлексы не замещались более сложными действиями, а дополнялись ими. Так сохранились они даже у человека; непроизвольное мигание век глаз – рефлекс; кашель, чихание, отдёргивание руки от горячего предмета – тоже рефлексы.
Механизм рефлексов – очень простой: несколько сенсонейронов замыкаются на мотонейроне. В результате при раздражении рецепторов их сигналы (порции управляющей жидкости) передаются через сенсонейроны на мотонейроны, суммируются там и подаются на мышцу; мышца срабатывает.
Проводимость синапсов у рефлексных контактов – полная: порции управляющей жидкости переходят с сенсонейронов на мотонейроны без потерь.
Рефлекс может охватывать несколько разом срабатывающих мышц. Это наблюдается, например, при чихании.
Математически сигнал управления мышцей (сигнал мотонейрона) e можно представить как сумму Σ всех сигналов раздражаемых рецепторов (сигналов сенсонейронов) bi; i – номер сенсонейрона:

e= Σbi

Рефлексные контакты чаще всего располагаются в позвоночнике (спинной мозг), но могут быть и в рассеянном виде.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:12 02-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

17. Мозг. Инстинкты

Инстинкты – это все те действия, которым не приходится учиться; они – врождённые.
Инстинкты составляются в виде набора последовательно выполняемых рефлексов.
Примеры инстинктов: ползание гусениц, полёты насекомых, построение гнёзд у птиц, выхаживание ими птенцов, и многое, многое другое. Только что родившийся телёнок, например, сразу начинает ходить, и это – инстинкт. Ребёнок, как известно, учится ходить почти год.
Но и у человека есть инстинкты; их у него – немного, но они есть; это, например,- сложный процесс сосания ребёнком груди матери, или его плач, когда он испытывает голод или какие-то неудобства.
Внедрение инстинктов потребовало значительного усложнения нервных систем животных; усложнилось и очувствление, усложнился и мозг. Инстинкты побудили оснастить животных зрением, слухом, осязанием и прочим очувствлением.
С инстинктами связано появление матричной структуры мозга, состоящей из строк и столбцов; строки – это сенсонейроны, а столбцы – мотонейроны. Каждому рецептору соответствует в мозге строка, а каждой мышце – столбец. В местах их пересечений располагаются синапсы.



Фрагмент матричной структуры мозга с одним столбцом.

В инстинктивном мозге впервые появились контуры с обратными связями. Чтобы составить цепочку рефлексов, пришлось дополнить очувствление сбором информации о движениях исполнительных мышц. На схеме мозга это отобразилось как соединение столбцов с дополнительными строками.
Именно с внедрением у животных инстинктов связано образование головного мозга.
Матричная структура мозга, появившаяся с внедрением инстинктов, сохраняется и у более развитого мозга вплоть до человеческого.
(Следует заметить, что в матричном мозге нет места для хранения информации в принятом её понимании, тоесть в виде текстов, цифр и фотографий. Мозг не хранит ни образов, ни ситуаций, ни наборов исполнительных команд. Он лишь пропускает через себя сигналы от очувствления и сразу трансформирует их в сигналы управления.)
Матричный столбец (мотонейрон) имеет контакты (синапсы) со всеми строками (сенсонейронами), но не имеет прямой связи с другими столбцами. Это говорит о том, что действия отдельных мышц – автономны, тоесть независимы от других мышц.
И ещё одна особенность матричного мозга – обезличенность очувствления; строки мозга не разделяются по органам очувствления; все они – одинаковые.
Проводимости синапсов инстинктивного мозга сохраняются неизменными, как и в случае с рефлексами.
Сохраняются неизменными у животных и сами инстинкты; сохраняются такими, какими были они образованы изначально. Инстинкты могут усилиться или ослабнуть, но исчезнуть совсем или появиться у другого животного они не могут.
Поведение ласточки, определяемое инстинктами, совсем не похоже на поведение воробья, хотя живут они в одних и тех же условиях. И никогда ласточка не станет воробьём, как и тот – ласточкой.
Кстати, судя по инстинктам, можно выявить – в какой последовательности создавались животные. Мышь, например, не реагирует на неподвижно сидящую кошку, а кошка реагирует на мышь. Следовательно, кошка создавалась после мыши. Некоторые птицы тревожно цокают при всяком появлении кошки; значит, они появились после неё. Кукушка подкладывает свои яйца в гнёзда других птиц; следовательно, она создана после них.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:40 03-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

18. Мозг. Навыки

У инстинктов есть один существенный недостаток – они не могут изменяться при изменении условий существования животных. Поэтому на определённом этапе развития жизни они были дополнены навыками.
Навыки имеются у большинства животных. Особенно отчётливо они проявляются у пчёл. Стоит только одной из них случайно обнаружить сахар или что-нибудь сладкое, как она запоминает это место и возвращается к нему регулярно. Мало того, она увлекает за собой к этому месту других пчёл.
У высокоразвитых животных в связи с появлением навыков круг инстинктов даже сократился. Птенцы певчих птиц, и в том числе – кукушки, например, уже практически не способны выжить в одиночку без навыков, преподносимых им родителями. И поют певчие птицы, как правило, во время выхаживания птенцов с тем, чтобы те научились узнавать своих родителей по голосу и осваивали бы под их руководством те навыки, без которых им трудно выжить.
Меньше всего, наверное. осталось инстинктов у самого человека.
Итак, цель данного этапа – животные должны приспосабливаться к изменяющимся условиям жизни. Задача – заменить врождённые инстинкты навыками.
Но как это сделать?
В принципиальном плане решение было найдено очень простое: это – замена нерегулируемых синапсов мозга регулируемыми; их проводимости должны формироваться в процессе обучения в реальных условиях; более того, синапсы должны саморегулироваться.
Синапсы возникают в коре головного мозга в том месте, где растущая веточка предыдущего нейрона упирается в тело последующего и выражается в возможности перехода управляющей жидкости с одного нейрона на другой.
Отметим одну важнейшую особенность смыкания нейронов: их оболочки не срастаются и даже, можно сказать, не контактируют между собой. Между ними сохраняется щель шириной 20…50 нанометров, называемая синаптической.
Передача управляющей жидкости через синаптическую щель происходит следующим образом. Глотательный рефлекс предыдущего нейрона выдавливает в щель очередную порцию жидкости. Здесь жидкость частично расходится в разные стороны и растворяется в окружающей среде. То же самое происходит со всеми последующими порциями. Утекающая по сторонам часть всего потока управляющей жидкости составляет синаптические утечки.
Утечки создают в щели подпор, достаточный для того, чтобы остальная часть управляющей жидкости просочилась сквозь оболочку последующего нейрона, образовала в нём свою порцию глотательного рефлекса и продолжила свой путь по его микротрубочке.
Очевидно, чем меньше щель, тем больше подпор и тем больше управляющей жидкости переходит в последующий нейрон.
Отобразим передачу сигнала (потока управляющей жидкости) через синапс математически. Череду порций представим в виде непрерывного потока жидкости.
Пусть bi – поток, исходящий от соответствующего рецептора; Δbi – синаптические утечки; ei – поток жидкости, прошедший через синапс и внедрившийся в последующий нейрон.
Понятно, что

ei = bi - Δbi

В свою очередь, утечки Δbi можно выразить как

Δbi = Δi • bi

Здесь Δi – характеристика конкретной синаптической щели, отражающая её проходное сечение.
Подставив одно в другое, получим

ei = bi – Δi • bi = bi (1 – Δi)

Произведём замену:

1 – Δi = ci

В результате будем иметь

ei = bi • ci

Здесь ci характеризует гидравлическую проводимость синапса; она может изменяться в пределах от 0 до 1.
Таким образом, каждый рецептор очувствления поставляет соответствующей мышце только часть своего потока.
А весь поток управляющей жидкости, идущий на мышцу, определяется как сумма частей от всех рецепторов:

e= b1•c1 + b2•c2 +…+bm•cm

(m – количество рецепторов.)
Изобразим эту сумму как

e= Σei = Σ(bi•ci)

Также формируется сигнал управления любой другой мышцы, только у каждой из них будут свои проводимости синапсов.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:13 04-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

19. Мозг. Навыки. Обучение

Обучение мозга выражается в саморегулировании синапсов.
По форме утыкающееся в тело мотонейрона окончание сенсонейрона похоже на шляпку гриба.
Изменение конфигурации этой шляпки и размеров синаптической щели, приводящее к изменению утечек управляющей жидкости в ней, происходит в результате наращивания или сокращения оболочек состыкованных нейронов в месте их контакта.
Основой оболочек является своего рода сетка, наполненная белками.
Белки могут создаваться и пополняться или, наоборот, разрушаться и удаляться. То и другое может происходить только под воздействием особых веществ, вырабатываемых железами мозга и определяющих состояние животного; назовём эти вещества эмоветорами. Одни из них вызывают удовлетворение, другие неудовлетворение организма. Подаются на синапсы они не по каналам нейронов, а извне.



Синапс. Саморегулирование.

Эмоветоры удовлетворения, соединяясь с управляющей жидкостью, образуют белки, которые встраиваются в обе смыкающиеся оболочки и уменьшают синаптическую щель между ними. Когда же подаётся эмоветор неудовлетворения (огорчения), белки разрушаются и щель увеличивается. В первом случае поток управляющей жидкости, проходящий сквозь синапс, увеличивается, а во втором – уменьшается.
О гидравлической проводимости синапса в таких случаях можно сказать следующее: в благоприятных ситуациях она растёт, а в неприятных – уменьшается.
Изменение проводимости синапса и является актом обучения. Очевидно, чем больше выделяется в синаптическую щель управляющей жидкости (чем сильнее возбуждён соответствующий рецептор) и чем больше поступит туда эмоветора (чем напряжённее эмоциональное состояние), тем интенсивнее изменяется проводимость синапса и тем энергичнее происходит его обучение. Получается так, что синапс саморегулируется: чем больше поток, проходящий сквозь него, тем больше он изменяется.
Может возникнуть сомнение в успешности такого обучения. Во-первых, все сенсонейроны – обезличены; они поставляют на мотонейроны управляющую жидкость от рецепторов вне всякой связи с их органами чувств. Во-вторых, среди множества обезличенных рецепторов наверняка окажутся и такие, возбуждение которых будет максимальным и в благоприятных ситуациях и в неблагоприятных.
Действительно, рост проводимости такого синапса в благоприятной ситуации окажется максимальным; это – так. Но также ускоренно будет уменьшаться его проводимость в неблагоприятной ситуации. В результате она (проводимость) окажется малой и незначимой в итоговом сигнале управления.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:29 05-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

20. Мозг. Навыки. Алгоритм обучения

Будем рассматривать дискретный, пошаговый процесс обучения.
На каждом очередном шаге обучения сначала определяется фактический сигнал управления Ef, сложившийся на предыдущем шаге, в предыдущей ситуации. Он равен сумме произведений возбуждений рецепторов bi (i – номер рецептора) на проводимости соответствующих синапсов, сложившиеся в предыдущих ситуациях ci*:

Ef =Σ(bi • ci*) (1)

Затем вычисляется погрешность сигнала управления ΔEj (j – номер ситуации); она равна разности между требуемым сигналом управления Ej и фактическим Ef :

ΔEj = Ej – Ef (2)

Поправка проводимости каждого i-го синапса Δci (в соответствии с законом самообучения синапсов) определится как

Δci = k • Δbi • ΔEj

Здесь k – коэффициент пропорциональности; Δbi – синаптические утечки.
Выразим утечки Δbi через возбуждение соответствующего рецептора bi и через предыдущую проводимость синапса ci*:

Δbi = bi – bi • ci*

С учётом этого поправка проводимости Δci примет вид
Δci = k • (bi – bi • ci*) • ΔEj

Определим из неё коэффициент пропорциональности k. Для этого сначала выразим погрешность сигнала управления ΔEj как сумму погрешностей каждого рецептора:

ΔEj = Σ(bi • Δci)

Затем подставим в это выражение поправку проводимости Δci :

ΔEj = Σ(bi • k • (bi - bi • ci*) • ΔEj)

Постоянные величины k и ΔEj вынесем за знак суммирования:

ΔEj = k • ΔEj • Σ(bi2 – bi2 • ci*)

В результате коэффициент k определится как

k = 1 / Σ(bi\2 – bi\2 • ci*)

Окончательно поправку проводимости Δci можно записать в виде

Δci = ΔEj • (bi – bi • ci*) / Σ(bi\2 – bi\2 • ci*) (3)

После такой поправки новая проводимость синапса ci окажется уже равной

ci = ci* + Δci (4)

Выражения (1), (2), (3) и (4) составляют алгоритм обучения навыкового мозга в числовой (пиксельной) форме.
Уточним: речь идёт о простейшей нервной системе, у которой рецепторная среда напряжена стабильно и неизменно. Так обучается мозжечок при условии сохранения нормальных эмоций.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 6:08 06-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

21. Образная математика

Моделировать нервные системы в рамках числовой математики не очень удобно. Сотни мышц, миллионы и миллионы рецепторов, миллиарды синапсов и, наконец, многоступенчатость мозга – всё это делает числовые расчёты не только громоздкими, но и не всегда доступными для понимания и анализа. Не упрощают моделирование и матричная математика и векторная.
Лучше всего для математического описания нервных систем подходит образная математика. В ней единицей информации выступает не число или символ его заменяющий (буква), не математическая матрица и не вектор, а сплошной образ вроде фотографии.
Образная математика может существовать сама по себе; у неё – свои законы, которые ещё предстоит выяснить, Но уже сейчас можно говорить о том. что действия в ней отличаются от действий числовой математики существенным образом. Вместо сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень, извлечения корней, логарифмирования, дифференцирования, интегрирования и прочих операций с числами используются операции как с отдельными образами (например: усиление, ослабление, суммация, насыщение, разбавление, негативизация, разделение, расширение, сжатие, поворот, поднятие и опускание уровней, изменение контрастности, пропорциональное изменение, аккомодация, изменение во времени и прочее), так и совместной обработки (активизация пассивного образа активным, просветление одного образа другим, затемнение одного образа другим, нормирование, приведение одного образа к другому, определение степени сходства образов и другие).
Новыми являются не только процедуры математических операций, но и приборные средства для их реализации.
Прикладные направления образной математики появятся в различных областях человеческой деятельности. Но особой областью является математическое моделирование функционирования нервных систем животных и, в частности, мозга человека.
Для начала можно представить образы в виде фотографий на прозрачной подложке. Когда-то такие фотографии (слайды, диапозитивы) использовались в световых проекторах.

Определимся с обозначениями и символами образной математики.
Образы будем обозначать прописными (большими) латинскими буквами, а буквенные обозначения численных величин – строчными (малыми).
[ … ] – символ пакета образов.
[BхC] – символ перемножения образов (в цифровом представлении соответствующие пиксели образов B и C перемножаются).
[С+ΔC] – символ просветления образа C образом ΔC (соответствующие пиксели образов C и ΔC складываются). Просветление имеет предел – полное просветление.
[С-ΔC] – символ затемнения образа C образом ΔC (вычитание пикселей образа ΔC из соответствующих пикселей образа C). Затемнение имеет предел – полное затемнение.
( => ) – символ активации пакета образов (поток света в проекторах).
( U ) – символ активирующего образа – напряжение рецепторной среды (источник света в проекторах). Пример: U => [BхC]
( } ) – символ суммации результирующего образа на выходе из пакета при его активации; превращение образа в число (поток света на выходе из проектора при просвечивании пакета слайдов). Пример: U => [BхC]} = e
( • ) – символ усиления или ослабления образа в результате умножения его на число (все пиксели умножаются на одно и то же число). Если число больше единицы – усиление, если меньше – ослабление.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 7:34 07-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

22. Алгоритм обучения мозга в образной математике

Определимся с образами.
Bj – образ очувствления в j-ой ситуации; это – тот параллельный поток сигналов, который идёт от рецепторов и упирается в кору головного мозга.
Cj – синаптический образ, сложившийся в j-ой ситуации; этот образ составлен из проводимостей синапсов.
U – образ напряжений рецепторной среды. Будем считать на первый случай, что этот образ – однородный и неизменный.
e – сигнал управления.
Напомним, что каждая мышца организма управляется отдельно, тоесть у каждой из них – свой синаптический образ.

В наглядном оптическом примере образы Bj и Cj представляются как диапозитивы; [BjхCj] – блок этих диапозитивов; U – равномерный поток света, пронизывающий указанный блок; e – суммарный световой поток на выходе из блока.

В процессе обучения формируется синаптический образ C. В обученном состоянии он в блоке с образами всевозможных ситуаций обеспечивает заданные сигналы управления:

U => [B1хC]} = e1
U => [B2хC]} = e2
…………………..
U => [BnхC]} = en

Разных ситуаций может быть сколько угодно, но синаптический образ – один.
Проследим за ходом обучения мозга.
Фактический сигнал управления ef на отдельную мышцу в j-ой ситуации перед дообучением определится как
U => [BjхCj-1]} = ef (1)

Здесь Cj-1 – синаптический образ, сложившийся в предыдущей ситуации.
Погрешность сигнала управления Δej окажется равной разности требуемого сигнала управления ej и фактического сигнала ef :

Δej = ej – ef (2)

Коррекция синаптического образа ΔCj формируется в соответствии с законом самообучения синапсов:

ΔCj = k • Δej • Bj

Здесь k – коэффициент пропорциональности.
При безошибочном обучении в рассматриваемой ситуации корректирующий образ ΔCj полностью устраняет погрешность Δej :

U =>[BjхΔCj]} =Δej

Подставим в это выражение предыдущее и вынесем за пределы потока постоянные величины:

k • Δej • U => [BjхBj]} = Δej

Определим отсюда выражение для коэффициента k:

k = 1 / U=>[BjхBj]}

Корректирующий образ ΔCj в j-ой ситуации будет иметь вид

ΔCj = Δej • Bj / U=>[BjхBj]}

Представим это как

ΔCj = Bj • Δej (3)

Здесь

Bj = Bj / U=>[BjхBj]}

есть удельный образ очувствления Bj в j-ой ситуации.
Синаптический образ Cj после обучения в j-ой ситуации определится в результате его просветления на величину ΔCj:

Cj = [Cj-1 + ΔCj] (4)

Если корректирующий синаптический образ ΔCj отрицательный (тоесть негативный), то вместо просветления произойдёт затемнение

Cj = [Cj-1 – ΔCj]

Отрицательным корректирующий образ ΔCj будет тогда, когда погрешность сигнала управления Δej окажется отрицательной.
Выражения (1), (2), (3) и (4) представляют собой дискретный алгоритм обучения мозга в образном представлении. По своему виду они напоминают выражения того же алгоритма в пиксельной (числовой) форме.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 6:02 08-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

23. Ход обучения в двух ситуациях

Рассмотрим пошаговый ход теоретического обучения мозга в двух ситуациях в рамках образной математики.
Первая ситуация – образ B1; вторая ситуация – образ B2. Пусть в первой ситуации требуемый сигнал управления – e1, а во второй – e2. Исходное состояние синаптического образа – нулевое: C(0) = 0.

1.1. Цикл 1-ый, ситуация 1-ая

Фактический сигнал управления перед актом обучения e(1.1) определится как

e(1.1) = U=>[B1хC(0)]} = 0

Погрешность сигнала управления перед дообучением:

Δe(1.1) = e1 - e(1.1) = e1

Коррекция синаптического образа:

ΔC(1.1) = Δe(1.1) • B1 = e1 • B1

Здесь B1 – удельный образ очувствления 1-ой ситуации:

B1 = B1 / U=>[B1хB1]}

После завершения обучения в 1-ой ситуации 1-го цикла сформируется следующий синаптический образ:

C(1.1) = [C(0)+ΔC(1.1)] = ΔC(1.1) = e1 • B1

1.2. Цикл 1-ый, ситуация 2-ая

Все действия повторяются.
Фактический сигнал управления перед актом обучения e(1.2) определится как

e(1.2) = U=>[B2 х C(1.1)]}

Подставим в это выражение синаптический образ C(1.1) :

e(1.2) = U=>[e1•B1•B2 / U=>[B1хB1]} ]}

Постоянную величину e1 вынесем за скобки и приведём выражение к виду

e(1.2) = e1 • (U=>[B1хB2]} / U=>[B1хB1]})

Получим:

e(1.2) = e1 • s12

Здесь s12 – коэффициент приведения образа B1 к образу B2:

s12 = U=>[B1хB2]} / U=>[B1хB1]}

Погрешность сигнала управления:

Δe(1.2) = e2 – e1 • s12

Коррекция синаптического образа:

ΔC(1.2)=Δe(1.2)•B2 = (e2 – e1• s12)•B2

Здесь B2 – удельный образ очувствления 2-ой ситуации:

B2 = B2 / U=>[B2хB2]}

Синаптический образ после обучения во 2-ой ситуации 1-го цикла:

C(1.2)=C(1.1)+ΔC(1.2) = e1 • B1 + (e2 - e1 • s12) • B2

2.1. Цикл 2-ой, ситуация 1-ая

e(2.1) = U=>[B1 х C(1.2)]} =
= U=>[B1 х (e1 • B1+(e2 - e1 • s12) • B2)]} =
= e1 + (e2 – e1 • s12) • s21

Здесь s21 – коэффициент приведения образа B2 к образуB1:

s21 = U=>[B1хB2]} / U=>[B2хB2]}

Δe(2.1) = e1 – e(2.1) = - (e2 – e1 • s12) • s21

ΔC(2.1) = Δe(2.1) • B1 = - (e2 – e1 •s12) • s21 • B1

C(2.1) = C(1.2) + ΔC(2.1) =
= e1 • B1 + (e2 - e1 • s12)(B2 - s21 • B1)

2.2. Цикл 2-ой, ситуация 2-ая

e(2.2) = U=>[B2хC(2.1)]} =
= U=>[B2х(e1 • B1 + (e2 - e1 • s12)(B2 - s21 • B1))]}

Раскроем это выражение по частям:

U=>[B2хe1•B1]} = e1 • s12

U=>[B2х (e2 - e1 • s12)(B2 - s21 • B1)]}=
= (e2 - e1 • s12) • (1 – s121)

Здесь s121 – степень сходства образов B1 и B2 :

s121 = s12 • s21 = (U=>[B1хB2]})\2 / (U=>[B1хB1]} • U=>[B2хB2]})

Окончательно получим:

e(2.2) = e1 • s12 + (e2 - e1 • s12) • (1 – s121)

Δe(2.2) = e2 – e(2.2) = (e2 – e1•s12) • s121

ΔC(2.2) = Δe(2.2) • B2 = (e2 – e1•s12) • s121 •B2

C(2.2) = C(2.1) + ΔC(2.2) =
=e1•B1 + (e2 – e1•s12)((1+s121) • B2 – s21 • B1)

3.1. Цикл 3-ий, ситуация 1-ая

Опустим подробности преобразований.

e(3.1) = e1•s12+(e2-e1•s12)•(1-s1212)

Δe(3.1) = (e2-e1•s12)•s1212

ΔC(3.1) = (e2-e1•s12)•s1212•B2

C(3.1) = (e1 – (e2 – e1•s12)•s21) • B1 +
+ (e2 – e1•s12) • (1+s121+s1212) • B2
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:09 09-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

24. Сходимость процесса обучения

Анализ проведённого теоретического обучения показывает, что трёх циклов достаточно для того, чтобы выявить основные закономерности обучения мозга. Так появляется удельный образ очувствления Bj ; выявляются коэффициенты приведения образов одного к другому s12 и s21 и степень сходства двух образов s121.
Обратим особое внимание на изменение погрешности сигнала управления Δe от цикла к циклу. Погрешность в каждом последующем цикле Δe(T) определяется погрешностью в той же ситуации предыдущего цикла Δe(T-1), умноженной на степень сходства образов s121 :

Δe(T) = Δe(T-1) • s121

Такое соотношение называется функцией последования.
Учитывая то, что степень сходства двух различных образов s121 всегда меньше единицы, функция последования свидетельствует о сходимости процесса обучения: каждая последующая погрешность сигнала управления будет меньше предыдущей.

График функции последования. Зависимость погрешности de(T) сигнала управления последующего шага обучения от предыдущего de(T-1) при степени сходства двух образов s(121).

Функция последования говорит о том, что, чем меньше степень сходства образов s121 (тоесть – чем больше они различаются), тем стремительнее от цикла к циклу будет уменьшаться погрешность управления и тем успешнее будет проходить обучение.
Теоретическое обучение мозга в двух ситуациях на основе образной математики позволяет выявить результирующий синаптический образ этого мозга C(T) после T циклов обучения:

C(T) = e1•B1+(e2-e1•s12)•(1+s121+s1212+•••
•••+s121T-1)•B2-(1+s121+s1212+•••
•••+s121T-1)•s21•B1

Остаётся подчеркнуть, что рассмотренный процесс обучения касается только простейшего навыкового мозга с одноступенчатым процессом управления, и даже не мозга в целом, а отдельного его участка. У большинства животных (и у человека) таким участком является мозжечок; его столбцы (мотонейроны) идут только к скелетным мышцам.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:22 10-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

25. Двуступенчатый мозг

Из принципа работы одноступенчатого мозга следует, что при плавно изменяющейся ситуации будут плавно изменяться и сигналы управления мышцами, тоесть поведение животного будет изменяться плавно. Одноступенчатый мозг не может вызвать ступенчатое изменение поведения животного (или человека).
В то же время мы знаем, что реальные обстоятельства очень часто требуют от животных (и от человека – тоже) резкого изменения своих действий.
Как это обеспечить?
Рассуждая чисто формально, ступенчатого поведения животного можно было бы достичь путём неограниченного (в математическом смысле – вплоть до бесконечности) роста проводимостей синапсов. Но реально она может изменяться только в пределах от нуля до единицы. В образной математике это выражается в пределах просветления и затемнения синаптических образов.
Практическое решение задачи резкого изменения действий животного было найдено в устройстве двуступенчатого мозга. Первая ступень такого мозга формирует напряжение рецепторных сред; вторая – мышечные действия.
В образной математике первая ступень сводится к превращению образа напряжений рецепторной среды U из однородного и неизменного в полноценный, изменяющийся образ. Достигается это путём закольцовывания преобразований образов:

U=>[BхCрс]=U

Здесь Cрс – синаптический образ, формирующий напряжения рецепторной среды.
В реальном организме, напомним, выдавливание управляющей жидкости из рецепторов осуществляется не самими рецепторами (их оболочки не способны съёживаться), а рецепторной средой, в которой они находятся.
Рецепторная среда – это лицевые мышцы, кожа, глазная склера и прочие мягкие ткани, способные напрягаться. Для этого у кожи и у глазной склеры имеются свои специальные мышцы. Это они вызывают «мурашки по коже», от них «волосы встают дыбом», «загораются глаза», «преображается лицо» и так далее.
Двуступенчатый процесс формирования сигналов управления скелетными мышцами можно отобразить в следующем виде:

U=>[BхCрс] = U=>[BхCm]} = em

Здесь Cm – синаптический образ отдельной скелетной мышцы; em – её сигнал управления.
Напряжение рецепторной среды в рамках двуступенчатого мозга должно очень тонко регулироваться. И это в реальности осуществляется. Подтверждением тому служит то, что рецепторной среде в головном мозге соответствует обширная зона. Располагается она в лобной части.
Двуступенчатый мозг сохраняет свою матричную структуру; он по-прежнему состоит из строк очувствления и столбцов управления мышцами. Только теперь столбцы у него дополняются мотонейронами рецепторной среды, а строки дополняются сенсонейронами, исходящими от указанных мотонейронов.
Ещё раз обратим внимание на то, что решения двуступенчатого навыкового мозга не заложены в нём в виде законсервированной системы соединений сенсонейронов с мотонейронами (как в инстинктивном мозге), а формируются постоянно изменяющимся очувствлением. Очувствление изменяется даже при неизменной внешней ситуации. Возбуждения рецепторов глаз, ушей и других органов чувств сохраняются в этом случае неизменными, но это – только часть очувствления. Другая же часть (та, что связана с мотонейронами рецепторных сред) встроена в закольцованный контур и находится в режиме постоянного саморегулирования.
В подавляющем большинстве случаев процесс саморегулирования оказывается сходящимся и мозг тогда вырабатывает однозначные решения. Но бывают случаи, когда процесс – несходящийся и он порождает мятущееся поведение животного.
Процесс сходимости требует времени. Поэтому двуступенчатый навыковый мозг не отличается своим высоким быстродействием. Рефлексы и инстинкты действуют гораздо быстрее.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:17 11-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

26. Мимика и поза

Внешне изменение напряжений рецепторной среды отражается, в частности, в мимике и позе (и в жестикуляции тоже).
Мимика и поза есть не только у человека, но и у некоторых животных; правда, у человека они выражены более ярко и играют более значительную роль в принятии решений. Внимательный хозяин может различать елезаметные изменения в выражениях мордочки и глаз своей собаки, ну а уж оскал её зубов не заметить нельзя даже постороннему человеку. Различаются и позы собак: выгнутая дугой спина говорит об агрессивности собаки, а прогнутая, наоборот,- о её заискивании перед хозяином. Выдаёт настроение собаки и её хвост: он может быть спокойным, виляющим или поджатым.
Мимика и поза только на первый взгляд кажутся чисто демонстрационными атрибутами животного, отражающими его настроение. На самом же деле они принимают непосредственное участие в управлении всем организмом. Мышцам рецепторной среды в коре головного мозга отведена большая зона.
Демонстрационная роль мимики и позы – лишь сопутствующее явление. Причём наше восприятие мимики и позы не является врождённым, а появляется оно в результате навыка. Мы просто привыкли связывать улыбку человека с его хорошим настроением.
Строго говоря, появление улыбки на лице не является прямым следствием улучшения настроения. Порядок переходов здесь обратный: сначала улучшилась внешняя ситуация; ситуация вызвала улыбку; а уж улыбка породила хорошее настроение.
Не улыбка – следствие хорошего настроения, а, наоборот, хорошее настроение – следствие улыбки.


Проекция очувствления на кору головного мозга. Мимика занимает обширную зону.

Правда. взрослые люди научились управлять своей мимикой. Некоторые из них могут подавлять естественное проявление своего настроения в мимике и сохраняют лицо «каменным» даже в крайне эмоциональном состоянии.
Но это не значит, что была подавлена работа рецепторной среды; её мозг как работал, так и продолжает работать в режиме первой ступени. Он посылает по-прежнему сигналы управления на мимические мышцы, но высший человеческий мозг (большой мозг) подавляет их, и они доходят до лицевых мышц ослабленными. Такое подавление эмоций сказывается на самочувствии человека, но люди сознательно идут на это.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:11 12-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

27. Тонус

Все мы наблюдали, как при большом напряжении искажается лицо человека. Особенно зримо это – у спортсменов в моменты их максимальных нагрузок, например у штангиста в момент толчка. Некоторые штангисты при этом широко раскрывают рот (как будто кричат), другие, наоборот, плотно сжимают губы, желваки их скул становятся каменными, глаза горят огнём, напряжены все мимические мышцы лица. Спрашивается – зачем? При толчке тяжёлой штанги напрягаются мышцы ног, рук, туловища; это понятно – нужно поднять груз, но причём здесь мышцы лица?



Почему такая мимика у штангиста?

Наблюдается подобное и у животных, только не обязательно в мимике. Так напряжение лошади связано в первую очередь с изогнутостью шеи: чем больше требуется усилие тяги, тем сильнее изгибается шея. При пахоте тяжёлой почвы, например, морда лошади чуть ли не касается земли.
Объяснение всему этому находится в принципе работы двуступенчатого мозга; для того, собственно говоря, он и создавался. И первая ступень его – изменение напряжения рецепторной среды.
Когда нужно вызвать наибольшее усилие скелетных мышц тела, требуется подать на эти мышцы больший поток управляющей жидкости. Изменить его можно двумя способами: увеличением проводимостей соответствующих синапсов мозга и созданием большего напряжения рецепторной среды.
Проводимости синапсов изменяются в процессе обучения. Когда этот процесс завершён, остаётся надеяться только на напряжение рецепторной среды.
В рассматриваемых случаях со штангистом и лошадью происходит какраз усиление напряжения рецепторной среды. Напрягается кожа, напрягаются мышцы лица, напрягаются прочие мягкие ткани тела (все те, в которых располагаются рецепторы очувствления), и они выдавливают из рецепторов больший поток управляющей жидкости, так необходимой в моменты больших нагрузок.
В данном случае происходит не просто изменение этого потока (где-то больше, где-то меньше), а его увеличение по всей рецепторной среде. Такое состояние нервной системы принято называть тонусом. На формулах образной модели он может быть указан как коэффициент усиления образа напряжений рецепторной среды: k•U.
Усиление напряжения – это одно направление тонуса; ему соответствует коэффициент k больше единицы (k > 1).
Но может быть обратное направление – ослабление напряжения рецепторной среды; тогда коэффициент k – меньше единицы (k < 1), и тонус тогда – понижающий.
Понижение тонуса имеет предел, за которым происходит засыпание. Процесс этот – ступенчатый: снижение давления в рецепторной среде вызывает уменьшение сигналов управления всеми мышцами, в частности – мышц той же рецепторной среды, а это, в свою очередь, снова ведёт к уменьшению сигналов управления, и так далее вплоть до отключения отдельных участков рецепторной среды. Это и есть засыпание.
У некоторых людей ступенчатость засыпания резко выражена: они засыпают почти мгновенно. У других людей этот процесс – несколько растянут. Всё зависит от проводимостей синапсов, принимающих участие в регулировании тонуса.
Просыпание происходит точно также – ступенчато и точно по тому же механизму: всякое незначительное раздражение внешних или внутренних рецепторов увеличивает сигналы управления мышцами рецепторных сред; это вызывает повышение давления в этих средах (повышение тонуса); далее нарастают те же сигналы управления, и снова растёт давление. А в результате происходит просыпание.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 6:01 13-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

28. Настроение

В лобной зоне головного мозга, управляющей рецепторной средой, кроме столбцов (мотонейронов), связанных с мышцами этой среды, есть ещё и такие, которые управляют железами.
Разделим железы на два типа: на обеспечивающие жизнедеятельность организма и на участвующих в его поведении. В данном случае будем говорить о нейрофизиологии, тоесть о вторых железах. Чтобы их отличать, назовём их эмоционными железами; они порождают эмоции.
Их – много, несколько десятков; все они располагаются в мозгу. Размеры их – очень малые (измеряются миллиметрами), но влияние их на поведение животного – очень большое. Эмоционные железы способны существенно изменять поведение животного, но особенно велико их влияние на процесс обучения навыкового мозга.
Подробно об эмоционных железах будет говориться позднее, а сейчас обратим своё влияние на их связь с мимикой. И выделим две реакции мимики на происходящие события, на внешнюю ситуацию. Первая реакция, когда уголки рта человека приподняты, другая – когда они опущены.
Казалось бы – какая мелочь! Неужели приподнятые или опущенные уголки рта могут повлиять на поведение человека, на работу его нервной системы?
Да, могут, и существенно.
Приподнятые уголки рта (точнее – соответствующие мышцы) вызывают активизацию желёз удовлетворения, тогда как опущенные уголки – активизацию желёз неудовлетворения. Первые способствуют росту проводимостей синапсов и таким образом – закреплению навыков; вторые же, наоборот, снижают указанные проводимости и разрушают навыки.
Первые вызывают повышение тонуса, а вторые – его понижение.
Настроение создаётся обстоятельствами (конкретнее - очувствлением); определяется оно возбуждением эмоционных желёз и выражается в поведении животного или человека. Обстоятельства включают в работу те или иные железы; железы влияют на работу мозга; мозг управляет поведением организма.
Таким образом, настроение можно рассматривать как совокупность воздействий эмоционных (мимических) желёз на работу мозга; эта совокупность определяет эмоциональное состояние организма.
Особенно велико влияние мимических желёз на эмоциональное состояние человека, на его душевное состояние. Оно играет в его жизни огромную роль. У большинства людей психическое самочувствие превалирует над его физическим здоровьем. Внешние занятия – лишь малая часть интересов человека; большая часть – внутренние переживания.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:43 14-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

29. Внутренний язык

Обратим своё внимание на то, что каждой конкретной внешней ситуации соответствует своя определённая мимика, точнее сказать – своё определённое срабатывание мимических мышц. Иногда мимика ярко отражает свою связь с внешними событиями; иногда – не очень ярко, а иногда – совсем незаметно. Но такая связь всегда имеется.
Установившаяся связь сигналов управления мимическим мышцами с внешними ситуациями является внутренним языком организма. (Вполне возможно, что в этом процессе принимают участие и другие мышцы.)
У человека – богатая мимика; следовательно, у него – богатый внутренний язык. У животных мимика – намного беднее, и внутренний язык у них поэтому – намного проще. Но отрицать его существование у животных нельзя; хотя он и бедный, но всё же существует.
Уточним: мимическими в данном случае будем считать не только мышцы лица, но и все те мышцы, которые предназначены для регулирования напряжения рецепторной среды. В большинстве своём эти мышцы не принимают участия в движении тела и его конечностей, но есть и такие.
Внутренний язык животных используется для узнавания сородичей и прочих знакомых. Каждому из них соответствует своё определённое сочетание сигналов управления его мимическими мышцами. Узнают животные и знакомую обстановку. Не способны они различать только ассоциативные понятия, такие как стул и стол (на чём – сидеть и за чем – сидеть), живое дерево и засохшее, вода родника и болотная вода.
Общее число узнаваемых предметов и ситуаций (образов) определяется числом перестановок сигналов управления мимическими мышцами. У человека оно – огромно, не поддаётся даже счёту. Если даже принять только двоичное состояние мимических мышц (возбуждено/не возбуждено), и зная, что их – более полусотни, общее число узнаваемых образов (в том числе ассоциативных) превысит два в пятидесятой степени (250).
На внутреннем языке животные и человек общаются, условно говоря, сами с собой.
Внешний язык, на котором человек общается с другими людьми, является уже вторичным языком.
Впрочем, понимает он по-прежнему только свой внутренний язык; а всё, что он слышит или видит (написанное) сначала переводит на свой внутренний язык, а затем только усваивает. Более подробно этот процесс будет рассмотрен нами позднее.
Мыслит человек (а мыслит только он; животные на это не способны) на своём внутреннем, первичном языке, и только с возрастом его язык мышления дополняется словами внешнего, вторичного языка.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Антонов В.М.
магистр


Зарегистрирован: 30.09.2010
Сообщения: 262
Откуда: Липецк

СообщениеДобавлено: 5:13 15-01-2016    Заголовок сообщения: Мозг. Русская теория (сериал-тема) Ответить с цитатой

30. Сосредоточение внимания

Представим себе такую обычную картину: несколько человек оказались свидетелями одного и того же события и их просят описать его. Странное дело – их свидетельства оказываются очень разными: один из них говорит об одном, другой – о другом, третий – о третьем.
Если бы у нас было словесное общение с животными (например с собаками), то они то же событие отразили бы также по-разному.
Всё дело – в сосредоточении внимания. И – не только; нужно было ещё запомнить то, что попало в область внимания. И это – ещё не всё; то, что запомнилось, нужно потом пересказать на внешнем языке общения. столько сторон – у свидетельских показаний.
И всё-таки: прежде чем запомнить и пересказать событие, нужно было обратить внимание на его отдельные детали и эпизоды.
Сосредоточение внимания – это обговаривание события на своём внутреннем языке. Что обговорено в момент события, то и запомнилось. Прочее остаётся незамеченным.
Внутренний язык – это движения мимических мышц; точнее – это сигналы управления этими мышцами. Вздёрнулись брови, широко раскрылись глаза, округлился рот – подобные движений и являются «словами» внутреннего языка. Незначительным событиям соответствуют менее заметные движения; более значимым – более выраженные.
Вторая сторона сосредоточения внимания – запоминание «произнесённых слов» внутреннего языка.
Запоминание – это изменение проводимостей синапсов головного мозга. Запоминаются не сами события и не их детали, а соответствующие им движения мимических мышц, тоесть «слова» внутреннего языка. В образном представлении запоминание – это изменение синаптических образов головного мозга.
Отметим принципиальную особенность такого изменения – оно практически непрерывно: пока мозг бодрствует, он постоянно изменяется, тоесть постоянно изменяются проводимости его синапсов.
Поэтому так важны свежие свидетельские показания.
Сосредоточение внимания связано с таким повседневным явлением, которое ошибочно трактуется как забывание. Пример: «не помню – куда положил ключи». Страдают таким «забыванием» не только пожилые люди, но и молодые. Дело в том, что со временем некоторые наши часто повторяемые движения становятся автоматическими, навыковыми, и, совершая их, мы никак не обговариваем их на своём внутреннем языке. А если эти действия не обговорены, тоесть на них не было сосредоточено наше внимание, то они и не запомнились. К истинному забыванию это не имеет никакого отношения.
Истинное забывание вызывается коррекцией проводимостей синапсов, и такая коррекция производится постоянно. И чем значительней, чем эмоциональней последующие события (чем успешнее коррекция), тем сильнее забываются предыдущие.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Химический форум -> Другие дисциплины Часовой пояс: GMT + 3
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
Страница 2 из 5

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах


Powered by phpBB © 2001 phpBB Group
[каталог]  [прайс-листы]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

ЛО | Ссылки |
Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012.