Относится к сборнику статей теори МВАП https://t.me/thinking_cycles
Система примитивов восприятия мозга, пожалуй, наиболее хорошо изученная область, потому что активация нейронов в первичных, вторичных и третичных зонах системы восприятия дает четкий отклик субъективного переживания пациентов, так что были попытки создать карту образов с целью по их активности судить о воспринимаемом.
Первичные зоны системы восприятия отвечают за непосредственное восприятие сенсорной информации, такой как зрение, слух, осязание и т. д. Вторичные зоны обрабатывают информацию, полученную от первичных зон, и создают более сложные образы. Третичные зоны интегрируют информацию от разных сенсорных систем и формируют целостное представление об окружающем мире.
Любой специализированный нейрон является рефлексом и обладает основным принципом функциональности рефлекса, вот почему: входной профиль активности нейрона является стимулом, система специализировавшихся синапсов – механизмом рефлекса и выходной сигнал соответствует состоянию активности рефлекса. Рассмотрим это более подробно.
Специализированные нейроны срабатывают по активности входов через свои синапсы, которые могут быть специализированными для определенных типов стимулов. Входной профиль активности нейрона представляет собой набор стимулов, на которые нейрон может реагировать, что соответствует первой части определения рефлекса – восприятию стимула.
Система специализированных синапсов выступает в роли механизма рефлекса, обеспечивая передачу сигналов между нейронами. Эти синапсы формируют специфические соединения, которые определяют, как информация передается и обрабатывается в нейронной сети. Это создает возможность гибкого реагирования нейронов на различные стимулы.
Выходной сигнал нейрона может быть интерпретирован как состояние активности рефлекса. Когда нейрон активирован, он генерирует выходной сигнал, который может передаваться другим нейронам или мышцам, вызывая определенную реакцию. Это также соответствует конечному результату рефлексной дуги, где выходная реакция наблюдается после того, как нейрон обработал входящий стимул.
Нет ограничивающего условия, что рефлекс может быть организован только несколькими нейронами.
Таким образом, правомерно утверждать, что специализированные нейроны функционируют в соответствии с принципами рефлекса, и их способности к обработке информации зависят от структуры и функции их синапсов. Это приводит к единой модели рефлекса и ее адекватному использованию (fornit.ru/art7).
Формирование иерархии примитивов восприятия – это характерный пример именно такого воплощения рефлекса на одном нейроне – распознавателе входного образа восприятия. Функция распознавания любого нейрона реализуется как модель неидеального однослойного персептрона, где слоем является профиль входов данного нейрона (fornit.ru/69066).
Нейрон специализируется при выполнении условий укрепления связей (fornit.ru/69073) когда нейрон оказывается в созревшем для этого этапе развития и проявляет пейсмеккерную активность (fornit.ru/69056).
Условием формирования данного слоя примитивов восприятия является созревание нейронов в данном слое, после чего восприятие внешних признаков начинает экспонировать процесс укрепления связей, формируя все более специализированный распознаватель сочетания активности на входах нейрона.
В таких условиях в первом слое всегда возникают наиболее простые примитивы образов, потому что выделяется наиболее повторяющееся во всем воспринимаемом. В первом слое зрительной зоны мозга человека формируются такие примитивные образы как точки, линии разного наклона и толщины, круги, дуги т.п.
После окончания специализации первого слоя созревают нейроны следующего слоя и там образуются более сложные сочетания на основе образов предыдущих простых.
Процесс формирования иерархии примитивов восприятия полностью автономен и его единственным регулятором оказывается программа последовательного созревания слоев нейронов, отражающая этапы эволюции данного вида животных. Чем более продолжителен критический период специализации (fornit.ru/69046), тем более качественно и полно формируются распознаватели. В разных условиях жизни животного могут появляться разные сенсорные раздражения и чем более продолжителен период формирования примитивов, тем более вероятно, что возникнет специализированный распознаватель.
Чисто математическое рассуждение показывает, что для формирования первого слоя достаточен короткий период, для последующего вероятности появления специфических сочетаний становится ниже и требуется большее время. Для формирования последнего слоя нужно наиболее долгое время и его специализация может не заканчиваться всю жизнь. У человека наиболее продолжительны критические периоды развития.
Каждый распознаватель примитива восприятия является рефлексом, действие которого является признаком успешного распознавания образа. Ближе всего к такому виду рефлексов оказываются наследственно предопределенные “безусловные рефлексы”, которые могут реализоваться в определенных условиях или вообще не возникнуть в онтогенезе.
Форма последовательной специализации описывается деревом (fornit.ru/66797), каждая ветка которого представляет собой преимущественный примитив восприятия. Так, из примитива “круг” на следующем слое ветки развивается то, что основывается на круге, например, образы луны, ягоды, круглого лица – дополнением примитивов данного слоя.
Древовидность примитивов восприятия дополняет более древнюю иерархию образов гомеостатических жизненных параметров, на основе которых формируются базовые стили реагирования (fornit.ru/vak3). Таким образом, дерево примитивов восприятия доращивается на основе дерева гомеостатических параметров, так что для каждого стиля поведения (пищевое, половое, поисковое, защитное, социальное и т.п.) формируется свой уникальный набор образов восприятия.
Такая организация позволяет использовать активность последнего узла ветки дерева как контекст, в котором может осуществляться реагирование.
Наиболее древними контекстно-зависимыми реакциями являются классические “безусловные рефлексы”. Для разных базовых стилей к ветке дерева условий могут быть прикреплены различные безусловные рефлексы.
Вот несколько примеров того, как безусловный рефлекс срабатывает в одном из базовых стилей поведения, но не срабатывает в другом:
• Сосательный рефлекс у новорожденных младенцев срабатывает автоматически при прикосновении к их губам или языку. Этот рефлекс помогает ребенку получать пищу и обеспечивает его выживание. Однако этот рефлекс может не срабатывать, если ребенок испытывает стресс или дискомфорт.
• Дыхательный центр в мозге контролирует дыхание. Он автоматически регулирует частоту и глубину дыхания в зависимости от уровня кислорода и углекислого газа в крови. Однако в определенных ситуациях, таких как плавание под водой или удушение, человек может временно подавить дыхательный рефлекс или изменить его характер.
• Мочевой пузырь автоматически опорожняется, когда он наполнен. Однако в таких стилях поведения как общение, агрессия, исследовательское поведение, пищевое, имитационное и половое поведение этот рефлекс не срабатывает.
• Ориентировочный рефлекс помогает организму исследовать окружающую среду и реагировать на потенциальные угрозы или возможности. Однако из-за усталости или сильной концентрации на другой задаче этот рефлекс подавляется.
• При громком звуке, боли, вспышке света и т.п. возникает испуг, что является защитной реакцией. Но в агрессивном стиле испуга не происходит.
Эволюционно более молодые виды реагирования используют ту же древовидную иерархию контекстов – условий восприятия, с которой связываются образы двигательных реакций. Получается, что к одной и той же ветке дерева условий могут быть привязаны как безусловные рефлексы, так и условные рефлексы и более сложные автоматизмы. Преимущество активации всегда получает наиболее эволюционно поздняя структура. Если она активна, то блокируются все более примитивные для данной специфики условий.
Иерархия примитивов восприятия позволяет строить реагирование с использованием самых сложных образов – конечного узла ветки дерева всех условий, используя его уникальный идентификатор (номер выхода распознавателя образа).
Получается система рефлексов распознавания условий для выбора конечных видом реагирования всего лишь на основе состояния активности конечного рефлекса распознавания (простого числа в случае программной реализации).
Именно так организован прототип индивидуальной системы адаптивности Beast (fornit.ru/65133).