Общие свойства сенсорных систем
Сенсорной системой называют часть нервной системы, воспринимающую внешнюю для мозга информацию, передающую ее в мозг и анализирующую ее. Сенсорная система состоит из воспринимающих элементов (рецепторов), нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые заняты переработкой и анализом этой информации. Таким образом, работа любой сенсорной системы сводится к реакции рецепторов на действие внешней для мозга физической или химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы, передаче их в мозг через цепи нейронов и анализу этой информации. Процесс передачи сенсорных сигналов (их часто называют сенсорными сообщениями) сопровождается их многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается
Развитие правого полушария головного мозга или как я учился рисовать
Сразу дискламер: я редко пишу посты на широкую аудиторию, и более правильного ресурса для этого текста в рамках моего кругозора не нашлось. Тем не менее, если кто-то найдет это интересным, значит не зря… Поехали. С чего все началось Как-то я услышал от одного человека мысль о том, чтобы заниматься бизнесом, ему приходится «выращивать в себе Мистера Хайда», типа некая альтернатива его личности способна придумать что-то такое, что не способен придумать он сам. Конечно же, он шутил, по большей части, и тогда я этому значение не придал. Вспомнил эту точную метафору лишь, когда сам решил, что мне нужно развивать креативность, умение продуктивно фантазировать, придумывать нестандартные решения.
Основы подхода к построению универсального интеллекта. Часть 1
От универсального интеллекта к сильному ИИ. Перспективы создания сильного искусственного интеллекта Область искусственного интеллекта (ИИ) принесла массу замечательных практических результатов в части автоматизации человеческой деятельности в самых разных сферах, что постепенно меняет облик нашей цивилизации. Однако конечная цель – создание по-настоящему разумных машин (сильного ИИ) до сих пор не была достигнута. В то же время, из ученых мало, кто действительно сомневается в том, что такой сильный ИИ в том или ином виде может быть создан. Если какие-то возражения и звучат, то они имеют религиозных характер, апеллирующий к наличию у человека нематериальной души. Но даже при столь радикальных воззрениях на нематериальный мир списывают лишь такие сложные концептуально феномены как свобода воли, творчество или чувства, не отрицая возможности наделения машины почти неотличимым от человека поведением. Гораздо менее однозначными являются ответы на вопросы, когда и как именно может быть создан сильный ИИ?
Механизмы переработки информации в сенсорной системе
Переработка информации в сенсорной системе осуществляется с помощью процессов возбудительного и тормозного межнейронного взаимодействия. Это взаимодействие осуществляется по горизонтали, т. е. в пределах одного нейронного слоя, и по вертикали, т. е. между нейронами соседних слоев. Возбудительное взаимодействие по горизонтали заключается в том, что аксон каждого нейрона, приходя в вышележащий слой, контактирует с нескольким нейронами, каждый из которых получает сигналы от нескольких клеток предыдущего слоя. В результате подобного взаимодействия формируются так называемые рецептивные проекционные поля сенсорных нейронов, играющие ключевую роль в переработке сенсорных сигналов. Совокупность рецепторов, сигналы с которых поступают на данный нейрон, называют его рецептивным полем. В пределах рецептивного поля происходит пространственная
Взаимодействие сенсорных систем
Взаимодействие сенсорных систем осуществляется на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровне. Особенно широка интеграция сигналов в ретикулярной формации. В коре мозга происходит интеграция сигналов высшего порядка. В результате множественных связей с другими сенсорными и неспецифическими системами многие корковые нейроны приобретают способность отвечать на сложные комбинации сигналов разной модальности. В особенности это свойственно нервным клеткам ассоциативных областей коры больших полушарий, которые обладают высокой пластичностью, что обеспечивает перестройку их свойств в процессе непрерывного обучения опознанию новых раздражителей. Межсенсорное (кроссмодальное) взаимодействие на корковом уровне создает условие для формирования «схемы мира» (или «карты мира») и непрерывной увязки, координации своей собственной «схемы тела» данного организма.
Адаптация сенсорной системы
Сенсорная система обладает способностью приспосабливать свои свойства к условиям среды и потребностям организма. Сенсорная адаптация - это общее свойство сенсорных систем, заключающееся в приспособлении к длительно действующему (фоновому) раздражителю. Существует общая, или глобальная, и локальная, или селективная, адаптация. Общая, или глобальная, адаптация проявляется в снижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности всей сенсорной системы. Субъективно адаптация проявляется в привыкании к действию постоянного раздражителя (например, мы не замечаем непрерывного давления на кожу привычной одежды). Локальная, или селективная, адаптация сводится к снижению чувствительности не всей сенсорной системы, а какой-либо ее части, подвергнутой длительному действию стимула. Так, порог реакции оказывается избирательно повышен для изображения
Опознание образов в сенсорных системах
Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов с которыми ранее встречался организм, т.е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его со множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем. Нейрофизиологические механизмы опознания сенсорных образов исследованы пока недостаточно. Опознание часто происходит независимо от изменчивости сигнала. Мы надежно опознаем, например, предметы при
Детектирование сигналов в сенсорных системах
Детектированием называют избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Осуществляют такой анализ нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные свойства стимула. Так, типичный нейрон зрительной коры отвечает разрядом лишь на один из наклонов (ориентацию) световой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. При других наклонах той же полоски ответят другие нейроны. Такие нейроны называют детекторами первого порядка, так как они выделяют наиболее простые признаки. В высших отделах сенсорной системы сконцентрированы детекторы высших порядков, ответственные за выделение сложных признаков и целых образов. Примером могут служить детекторы лица, найденные в нижневисочной коре обезьян (предсказанные много лет назад Ю.
Кодирование информации в сенсорных системах
Кодированием информации называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму – код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т. е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Такой способ кодирования крайне прост и устойчив к помехам. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп, или «пачек» импульсов. Амплитуда, длительность форма каждого импульса одинаковы, но количество импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» (pattern) пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов
Передача и преобразование сигналов в сенсорных системах
Процессы передачи и преобразования сигналов обеспечивают поступление в высшие сенсорные центры наиболее важной (существенной) информации о сенсорном событии в такой форме, которая удобна для надежного и быстрого анализа. Что следует считать существенной информацией? В разных условиях и ситуациях это понятие может меняться. Однако имеется некоторое общее свойство, которое универсально отличает существенную информацию от несущественной. Это степень ее новизны. Ясно, что новые события при прочих равных условиях информационно важнее для организма, чем привычные. Поэтому эволюционно было выработано свойство - прежде всего и быстрее всего передавать в мозг и перерабатывать информацию об изменениях в сенсорной среде. Эти изменения могут быть как временными,
