Тема форума: «Эксклюзивные занятия по МВАП: Развитие функциональности клетки – элементарной структурной единицы организма.»

Nan, Спасибо! Я пока разбираюсь. Думаю над заданием. 

Клон, я тоже вчера размышлял об этом эксперименте. У меня нет уверенности, что его результаты корректно интерпретированы.

Насколько я понимаю, котят жёстко фиксировали, фиксировали им голову и показывали крайне обедненную визуальную среду. Эксперементаторы создали чрезмерно аномальную среду для котят, в которой в том числе не было взаимодействия со средой при визуальном стимулировании. Меня это настораживает.

Если ты не против, я бы поговорил об этом в теме о первичных распознавателях, а здесь сосредоточился на заданиях и теории nan, иначе мы будем мешать другим. Спасибо за твой комментарий :)

для построения любых схемотехнических последовательностей, предназначенных для управления, подходит элементарный распознаватель, т.е. на его основе возможно построить любую сколь угодно сложную схему управления, который отличаются тем, что, используя рецепторы воздействия, они управляют эффекторами ответного действия.

Nan, у меня не складывается, почему рецепторы воздействия, особенно в сложной адаптивной системе, должны обязательно управлять эффекторами? Может же на рецептор поступать сигнал, который меняет состояние рецептора, тот меняет свое состояние и сигнализирует дальше внутрь системы, но ответные действия не требуются?

Таким образом нейрон стал одновременно и рецептором - для последующих структур и эффектором  - для предыдущих. 

А рецептор ничем не отличается от нейрона в плане имеющегося отростка для передачи в схемотехнической цепи возбуждения рецептора

то есть, рецептор и эффектор (самые простые их виды) – частные случаи нейрона применительно к живому организму? или у них только похожее в передаче возбуждения (==импульса)? А если брать более сложный эффектор (мышцу, железу) – это уже комплекс нейронов с общей функцией исполнения нервных возбуждений ("тока" говоря аналогией с адаптивной электросхемой) 

представим себе созревший нейрон к которому подходят выходы некоторой матрицы от зрительного нерва, т.е. какой-то небольшой участок сетчатки проецирует свои аксоны, скажем 100х100

((.. к сожалению, довольно сложно представить. Выходы матрицы от зрительного нерва являются нейронами по сути? Провоцирует свои аксоны 100х100 – совокупность клеток рецепторов образующих матрицу передают сигнал на другие нейроны, которые дальше и рассматриваются? (рассматриваются в разрезе необходимости им быть обучаемыми только на определенное время для успешности развития системы)

Слова рецептор и эффектор имеют условно принятый смысл: рецептор – то, что выдает сигнал, эффектор – то, что принимает сигнал. Так что любая клетка может быть и эффектором, раз на нее что-то воздействует и может быть рецептором когда она на что-то воздействует.

Клетка ничего никому не должна :) Но она выполняет обе роли по нашему условному обозначению этих ролей. А в схемах управления обязательно есть то, что принимает сигнал и то, что выдает управляющий (воздействующий) сигнал в зависимости от принятого сигнала.

Тут пока не требуется вникать в приведенную схему , она нужно была только как иллюстрация по аналогии с засвечиваемой фотопластинкой, на которую попадает через 100х100 дырочек свет от разных изображений и на пластинке начинают вырисовываться те места, на которые попадает больше света.

nan, у меня не складывается картинка пока что.

У нас первичные распознаватели обычно выделяют линии с разным углом поворота. В схеме, которую ты описываешь через импринтинг, вообще говоря, может закрепиться все что угодно: линия, треугольник, круг. Рецептивное поле приличных размеров 100х100.

Я прав?

Может поле большое? Если бы оно было 3х3, то реально можно было бы линии распознавать. Хотя и при этом раскладе свои проблемы есть.

Еще раз спасибо за твою наводку, посмотреть, как там оно у насекомых.

Айк, мы еще далеко не подобрались к озвученным вопросам. Пока что уровень рассмотрения намного примитивнее и никак не требует каких-то корреляций природной реализации.

Задача - воспринять самые основы складывающейся модели универсального распознавателя так, чтобы он был годным и для насекомых и для ассоциативных лобных зон. Для этого были предложены принципы схемотехнического мышления, которые определенно касаются проблемы универсальности распознавателя. 

Только в следующей теме мы подойдем к корреляциям с самой простейшей схемотехникой самых простых насекомых - к связям рецептор-эффектор (как сенсор - мышца или железа) и простейшим связям с промежуточными нейронами. И важно чтобы это стало видно с очевидность: почему именно и как образовывались это связи. НЕ БОЛЕЕ ТОГО :) Говорить сейчас о более сложных вещах - верный способ загнаться в тупик.

Было запрошено подготовить два ответа:

1.Пожалуйста, сделайте предположения, каким механизмом может обеспечиваться блокировка после достаточной специализации и без привлечения каких-то сложных механизмов?

 2. сопоставить с выявленными в прошлой теме принципами организации распознавателей в более общую картину с учетом принципов этой темы.

Раньше были выявлены основные принципы схемотехнического мышления в отношении нейрсхем:

• Принцип превышения порога – встречается повсеместно.
• Компарирование или принцип использования результата сравнения – важнейший для организации управляющих последовательностей, связанный с принципом превышения порога.
• Обратная связь, положительная и отрицательная.
• Отсюда напрямую следует принципы условия автогенерации и затухания. И прямое использование: если вы видите автоколебания любого вида и любой реализации, то там есть положительная обратная связь. 
• Закон ома – для любых систем, где есть движущий потенциал, есть то, что им движется и есть сопротивление (или обратное явление проводимости) этому движению. 
• Принцип выделения составляющих элементов воздействующих факторов (чем на большее число составляющих разбить параметр восприятия, тем точнее и правильнее восприятие) так же дает практическое правило:самое главное – выделить важные признаки в окружающем, чтобы не махать кулаками вслепую.
• Принцип наиболее универсального распознавания – так же незаменим для эффективных систем управления и он показывает, как следует обучаться, чтобы не пропустить важные звенья понимания, без чего остается только верить уже готовым рецептам или пробовать методом тыка.

Тема занятия: Развитие функциональности клетки – элементарной структурной единицы организма. Поэтому ранее рассмотренные принципы нужно применить именно к этой теме чтобы выяснить, как эти принципы определяют механизмы и возможности нейрона в свой простейшей ипостаси - клетки между рецептором и эффектором, как нейрон сам выполняет роль рецептора в отношении к последующему за ним эффектору и роль эффектора - по отношению к предыдущим клеткам. Что при этом должно обеспечить функции элементарного распознавателя.

В выделенной фразе идет речь о конкретном контакте с распознавателем, а вопрос был о том, как именно может возникать запрет на изменение проводимости всех контактов. Вот фотопластика перестает засвечиваться если ее проявить, она теряет светочувствительность, сохранив картинку.

Обрати внимание на условие образование связи, на то, что нейрон в период созревания не имеет эффективных контактов и срабатывает как попало, не синхронно с активностью перед ним. Но есть и другие особенности, которые природа могла бы использовать для запрета специализации. А вот в электротехническом или программном исполнении вообще нет проблем с организацией периода специализации. Нужно понять почему, что затрудняет механизмы природной реализации?

Эти вопросы были заданы чтобы научиться конструировать ясно понимание схемы причинных взаимозависимостей, что очень важно для того, чтобы потом иметь способность верифицировать свои и чужие предположения.

Просто возбуждается, где там положительная обратная связь для автоколетаний?

Нерон не выполняет роль проводника, он – компоратор.

А нет ее здесь. Нейроны обучаются без учителя, как засвечивающаяся на короткое время фотопластинка.

Хорошо, что ты делаешь усилия и пытаешься представить в динамике. Но усилий и увлеченности явно не хватает для успеха…

Похоже, мы застреваем на этой начальной теме. На сегодня я вижу, что только один участник обладает достаточно ясным и продуктивным схемотехническим мышлением. Вопреки моим наивным надеждам, что получится постепенно вовлечь в это дело. На самом деле на это нужно не только время, но и собственные немалые усилия. Было время, когда мои навыки в электротехнике ограничивались только запиткой лампочки от батарейки и пониманием как работает электровозник, т.е. электромагнитами и контактами. Когда в 25 лет встала реальная проблема освоить электросхемотехнику, было очень трудно, и никто не помогал, было только пара эпизодических объясниловок, которые до меня практически не доходили, воспринимаясь как туман. По-началу в лабе физ.хим.методов исследования комплексных соединений делал простейшее измерительное оборудование. Правда еще при написании диплома у меня была самодельная ячейка для высокочастного измерени импеданса растворов, но я тупо скопировал тогда генератор на одной лампе и не понимал его работу. Но чем дальше, тем больше нужно было навыцков, которые добавлялись постепенно. Так что через пару лет перешел в лабу ЭЫМ другого института с целью наработать схемотехнику (ну и меня там шеф заманил секретной темой распознавания образов). Мотивация была достаточно высокой, но через голову не перепрыгнешь. В самом деле хорошо освоил схемотехнику лет через пять, когда уже поперли микросхемы. Первую (140уд1) мне привезла сестра из Жуковского, работающая в ЦАГИ конструктором, и я ее неудачно спалил.

Как бы я ни упрощал и не унифицировал схемотехнические принципы, на это нужно немало времени и, главное, немало собственных заинтересованных усилий.

Прыгать дальше, явно не представляя суть пройденного и не имея возможности ясно и без натуги воображать схемотехнические взаимодействия – попусту потраченное время. Вот почему я не тороплюсь и по сообщениям легко вижу, насколько каждый освоил данный этап. Пока что двигаться дальне бесполезно и не от меня зависит, насколько увлеченно и эффективно каждый развивает свои навыки. Кстати, второй сеанс мотивирования не прошел из-за недоверчивого к этому отношения, так что, народ, давайте выплывать в меру своих уже имеющихся способностей.

Нарисуй в Excel рамку 3х3 - пусть это будет сенсорная матрица. Закрась все клетки в ней черным - пусть черный цвет означает пассивное состояние рецептора, глядящего в кромешную тьму. Теперь закрась 2, 5, 8 клетки белым - так покажем, что данные рецепторы восприняли отраженный от объекта свет. Получили восприятие рецепторной матрицей примитива "вертикальная линия".

Если под дроблением сигнала ты имеешь в виду, что объект воспринялся матрицей в виде 3 ячеек - то верно. Если считаешь, что тем самым матрица произвела распознавание примитива  - то не верно. Сказать, что активировавшиеся ячейки уже как бы разбивают объект на простейшие примитивы в виде "квадратиков" будет не корректно потому, что с таким примитивом дальше по сути не получится работать по логике последовательного абстрагирования (линия - контур - фигура - сегмент объекта и т. д.) - в смысле нам придется тогда говорить как бы о пиксельном распознавании, причем на первом же слое. А это значит привлекать сложный мат. аппарат для вычисления объекта по координатам его пикселов. В данном примере все намного проще. На входы нейрона первого слоя распознавателей поступают сигналы от матрицы, и если они поступили от 2, 5, 8 ячеек, а от остальных ничего - нейрон срабатывает.

Если ты имеешь в виду, что нейрон выдал короткую серию импульсов - то верно. Почему импульсами, а не просто выдать один скачок напряжения и плавно затухнуть? Я думаю - так проще схемотехнически и надежнее в плане помехоустойчивости. По той же причине цифровая схемотехника вытеснила аналоговую в ЭВМ. Это все равно что стучаться в дверь одним ударом кулака, пусть даже мощным, или серией более тихих тук-тук-тук. Во втором случае проще однозначно определить, что это не случайный удар чего то там, а конкретный запрос на открытие двери.

И кстати вопрос: а рецептор с сенсорной матрицы какой сигнал выдает на входы нейрона? Статический или тоже серию импульсов?

Тут сложно понять, что имеешь в виду. Нейрон получил на входы комбинацию потенциалов от рецепторной матрицы и сработал серией импульсов. И теперь он стал "ячейкой матрицы" для следующего слоя, которая среагировала. То есть, чтобы сработал нейрон на следующем слое - нужно чтобы несколько нейронов на первом возбудилось, а не один. И их определенная комбинация создаст условия для возбуждения нейрона второго слоя.

Нарисуй в Excel 4 матрицы 3х3, закрась белым ее края (по одному на каждой) - получишь как бы фигуру квадрата разбитую по линиям. Это первый слой. Он  должен распознать 2 типа примитива - вертикальную и горизонтальную линию - но в разных местах. Нарисуй еще одну матрицу 3х3 с черными клетками - это второй слой. Он получает сигналы от 4 матриц первого слоя (фактически - они сегменты одной большой матрицы). И вот вопрос: какие номера ячеек на матрице второго слоя надо закрасить белым, чтобы стало очевидно, что это квадрат - почему именно такие? Интересно, что фактически на ней будет нарисовано 4 опорных точки - а распознаваться фигура. И точно так же на всех последующих слоях мы не увидим постепенное "проявление изображения" - а такие же точки в определенных местах, однако восприниматься нервной системой это будет как все более усложняющийся абстрактный образ. Потому и говорят об абстрагировании - например на 10 слое мы видим фактически те же "опорные точки", но они уже не имеют ни чего общего ни с линиями, ни с прямыми, ни с контурами.

Вообще, когда приводят графические примеры в виде дерева слоев, где на каждом более высоком слое как бы проявляется все более четкое изображение - возникает неверное понимание что буквально так и происходит в реальности. На самом деле каждый слой делает одно и тоже - распознает образ с предыдущего. Каждый слой по отдельности не дает не то что полной, а вообще никакой "картины", только свой образ, и высший слой не создает "итоговое" изображение. В этом думаю главный затуп когда говорят например о зеркальных нейронах, которые реагируют на определенный образ действия объекта - потому как ту же вопрос: как 1 (!) нейрон может "видеть" и тем более распознавать не просто примитив, а целый комплекс сложных действий? А он и не видит - это просто одна из итоговых "опорных точек" на одном из слоев сложного комплекса распознавателей.

Вообще я думаю, будет эффективно для обучения представить, что есть задание придумать схему распознавания, и расписать ее по слоям, что где распознается и что в итоге видим на каждом слое. И в процессе такого творческого, активно-ручного поиска постепенно "на своей шкуре" возникнет понимание, почему природа пошла именно таким путем все более усложняющихся абстракций простых примитивов, а не пиксельного распознавания.

ЗЫ:

вышесказанное мое текущее понимание, возможно в чем то неверное

У меня подозрение, что участники задумываются о вещах, на которые мы пока еще не останавливались, это касается особенностей распознавания графический примитивов. Мы еще не дошли даже до рассмотрения вообще особенностей формирования распознавателей. Речь идет только о новой ипостаси клеток, которые, кроме рецепторов, преобразующих параметр внешней или внутренней среды (свет, звук, прикосновение, температуру, концентарцию кислорода и т.п.) выдают унифицированный (стандартный и обезличенный) сигнал и эффектовров, на которых такой сигнал действует, заставляя или сокращаться или выделять какое-то вещество.

А вот появились еще и такие клетки, которые в качестве параметра принимают унифицированный сигнал (как эффекторы) и при активности выдают тоже унифицированный сигнал (как рецепторы). Так что никаких пока матриц, никаких распознаваний примитивов и т.п.

Вот и все пока! :)

То, что между всем этим в обсуждениях мы затрагиваем какие-то более продвинутые материи носит очень предварительный характер и не требует ясного понимания, а, скорее, привыкания, чтобы потом не казалось чем-то внезапно неожиданным.

Поэтому главное правило: развивать только те элементы схемотехнического мышления, которые явно затронуты в теме при ее описании,. Обычно в самом вверху иди то, что дополняется не в виде обсуждений, а как явное продолжение описания темы.

Айк и Palarm часто в обсуждении привлекают намного более преждевременное, чему я не препятствую, если только это не уводит от понимания основной темы. Они пытаются размышлять о том, что им интересно и это – очень хорошо, но не стоит сразу думать, что и всем стало необходимо на том же уровне начать размышлять, это – просто невозможно и это часто чревато отрывом от темы.

Поэтому мне очень странно, что возникают тормоза на пока еще столь несложных основах. Хотя часто по ответам видно, что предыдущие темы были восприняты недостаточно ясно, что не делалось совершенно необходимых усилий по игровому конструированию схем на рассматриваемых принципах, эти принципы не выявляются в окружающем, короче, подход к занятиям типа как в школе без личной проблематики: прочел и даже что-то попытался запомнить (заучить :). Не заучится оно так само…

Я сейчас отреагирую на некоторые сообщения Palarm, но это не значит, что это относится к теме и это тоже нужно освоить (ну не буду повторяться).

Несколько импульсов нейрона означает только то, что на него продолжает действовать активный раздражите, постоянно превышается порог срабатывания, пока нейрон не истощится или не сработают сенситивные механизмы, предотвращающие постоянное возбуждение, см. анимацию.

У нейрона есть только одна положительная обратная связь, определяющая гистерезис срабатывания компаратора: когда он начал разряжаться, его уже не остановишь.

Итак, пожалуйста, напишите, насколько уверенно воспринята тема с учетом двух вопросов-заданий? Есть ли кто-то, кто пока еще не готов идти далее?

 дук

Это рецепторные клетки, расположенные рядом, например палочки/колбочки в сетчатке глаза. Мне привычнее называть это матрицей по аналогии с фото-матрицей цифрового фотоаппарата - там это тоже пластинка с миллионами фотоэлементов, где к каждому подведена проводящая дорожка, чтобы снимать потенциал с возбужденного фотоэлемента.

Я думаю, если ты полезешь во все эти дебри, то только еще больше запутаешься. Лучше будет, если ты сначала попытаешься обойтись своими привычными представлениями типа: трубопровод - проводник, вода - электроток, транзистор - водопроводный кран, диод - односторонний клапан, конденсатор - воздушный шарик, рецептор - фотодатчик. Главное ведь не понять все досконально, а ухватить суть. Потом уже можно неспешно углубиться.

Я ведь тоже весьма посредственный программист и схемотехник, сложные электросхемы не читаю, серьезные программы не пишу.