Информационные механизмы работы мозга
В результате использования описанных выше новых методов наметились пути преодоления основных трудностей, в течение многих столетий воздвигавших непреодолимые преграды к раскрытию механизмов работы мозга. Открылись возможности организации комплексных исследований, объединяющих изучение информационных систем и реализующего их функционирование нейрофизиологического субстрата. Однако по мере реализации этих возможностей стали открываться новые картины сложной организации. Выяснилось, что алгоритмы не являются основными компонентами, определяющими работу мозга. Они объединяются в более сложные организации, имеющие характер специфических информационных механизмов. Были выявлены другие компоненты, составляющие основу построения таких организаций. Далее было выяснено, что и информационные механизмы не представляют собой той основы, на которой строится сложная работа мозга. Они
Система знаний. Семиотическое моделирование
Трудности, возникшие при попытках создания «искусственного интеллекта», как в области использования математических методов, так и в области эвристического программирования, привели группу советских исследователей к мысли о необходимости пересмотра основных путей исследования. Сформулированная новая программа вначале была определена как программа «ситуационного управления», или «семиотическое моделирование». Мышление человека тесно связано с использованием слов, абстрактных понятий. Проблема моделирования процесса смыслового понимания текста при работе вычислительных машин не может быть решена только на основе использования математики или построения эвристических программ общего типа. Необходимо широкое введение в структуру моделей понятий, слов. Такая формулировка проблемы указывала на сходство нового направления с ранее уже осуществленными попытками в области построения
Эвристическое программирование и исследование информационной деятельности
Выявление алгоритмов работы мозга не решало всех проблем моделирования интеллектуальной деятельности. Открывались возможности для раскрытия механизмов таких явлений, как обучение, прогнозирование. Однако при попытках создать кибернетические системы, активно осуществляющие интеллектуальную деятельность, возникли трудности. Жизнь человека, его деятельность определяются не только его опытом, системой знаний, но и формированием программ работы, обеспечивающих его приспособление к длительным сохраняющимся ситуациям. Например, студент, изучающий медицину, в процессе своей повседневной жизни работает в обстановке, специфической для данного института. Механизмы принятия решений, построения версий, формирования понятий используются, но они отходят на задний план, уступая место ситуационным программам деятельности, основанным на использовании выработанных понятий. Это один из основных уровней
Теория автоматов в системе исследований высшей нервной деятельности
С помощью методики выявления алгоритмов удалось расшифровать механизмы многих ранее недоступных для анализа явлений, например таких, как обучение, восприятие информации, формирование понятий, концепций, доказательства правдоподобия версий и др. Однако создавалось впечатление, что по мере того, как исследователи раскрывали новые алгоритмы, они все дальше и дальше уходили от решения проблем нейрофизиологии, от ответов на вопрос, как работают нервные центры человеческого мозга и сложные организации нервных клеток, каким образом в результате их совокупной деятельности возникает способность к мышлению человека. В период, предшествующий изучению алгоритмов, этот вопрос, казалось бы, решался достаточно просто. Субстратом осуществления условных рефлексов являлось формирование временных связей между нервными клетками. Задачи
Пути выявления алгоритмов при изучении работы мозга
Как уже отмечалось, при выявлении алгоритмов работы мозга возникают трудности. Какова же их природа? Попытаемся ответить на этот вопрос на основе рассмотрения конкретных примеров. Выше мы привели рассмотрение работы алгоритма при игре в "побеждает чет», «поиск в лабиринте» и др. Мы рассмотрели условия эксперимента, в котором один из игроков выучивал и использовал алгоритм игры, а другой — выполнял функцию экспериментатора, стремящегося выявить алгоритм. Воспользуемся этой игрой для дальнейшего рассмотрения возможных путей выявления алгоритмов. Представим себя в качестве исследователя, который получает большое количество данных о конкретном поведении человека, знающего и использующего алгоритм при игре «побеждает чет». Каким образом можно перейти от этих данных
Мозг человека, мышление и кибернетика
Применение кибернетики при изучении работы мозга сделало понятным, какие могучие «бастионы» предстояло взять при штурме новых вершин науки, как надежно Природа укрыла от человека свои тайны. Человек и животное при помощи активных действий изменяют характер внешней среды. Оценивая результаты своих действий, они совершенствуют программы дальнейшего поведения. Если изолировать организм от внешнего мира или изучать системы простых воздействий, например в виде комплексов подаваемых в опыте сигналов, то работа мозга прекратится и исследователь будет иметь возможность изучать только субстрат, созданный для протекания процессов, но не сами процессы. Активная работа системы в этом случае ускользнет от взора экспериментатора. Возникает требование одновременного изучения процессов переработки
Алгоритмы и пути развития учения И.П. Павлова
Развитие современных представлений о роли алгоритмов позволило более полно оценить значение учения И. П. Павлова. В прошлом было принято подчеркивать, что И. П. Павлов создал объективный метод изучения работы мозга, основанный на использовании физиологических способов проведения эксперимента. В наши дни стала возможной более широкая постановка и трактовка этого учения. В течение многих столетий ученые делали попытки раскрыть тайны интеллектуальной деятельности. Однако они использовали такие понятия, как «постановка цели» (целеполагание), «анализ ситуации», «построение гипотезы». При этом казалось естественным исходить из представления о том, что мышление человека всегда предметно и осмысленно. В основе мышления лежит слово, речь. Если исключить из рассмотрения «содержание», «смысл»,
Алгоритмы и работа мозга
Итак, попытки решения проблемы расшифровки механизмов формирования сложного поведения и компонентов психической деятельности на основе изучения систем рефлексов привели к определенным трудностям. Ученые понимали, что для их преодоления необходимы новые идеи и методы, которые могли бы не просто дополнить уже имеющийся арсенал фактов, а качественным образом изменить подходы к исследованию. Начались поиски в различных направлениях. Одно из них было связано с привлечением идей кибернетики и представлений о работе алгоритмов. Понятие алгоритма сформировалось сначала в области математики, и в течение длительного периода времени исследователи не улавливали связи между этим понятием и решением различных актуальных проблем в биологии. Только в наше время удалось
Учение И. П. Павлова и кибернетика
Одной из теоретических основ развития нейрофизиологии в наши дни является учение И. П. Павлова о высшей нервной деятельности. Положения этого учения хорошо известны. Можно условно выделить два аспекта его развития. Один связан с раскрытием механизмов формирования сложного целесообразного поведения человека и животных. Другой — с изучением нейрофизиологических механизмов работы мозга, анализом организации систем нервных клеток. И, П. Павлов считал, что в основе высшей нервной деятельности человека и животных лежит выработка и функционирование условных рефлексов. Их формирование определяется комплексом специальных правил. Так, если в эксперименте, перед тем как собака получит безусловное подкрепление (например, пищу), несколько раз включить индифферентный, безразличный для животных сигнал
Условный рефлекс и алгоритм
Раскрытие механизмов, лежащих в основе интеллектуальной деятельности человека, — одна из наиболее важных и сложных проблем на современном этапе развития физиологии. Хорошо известно, что в основе работы мозга лежит функционирование систем, объединяющих многие миллионы нервных клеток. Изучены биохимические процессы, которые определяют возникновение возбуждения нервных элементов, принципы функционирования, а также организацию синаптических бляшек, которые осуществляют передачу возбуждения с одной нервной клетки на другую. В то же время остается открытым вопрос о том, каким образом совокупная деятельность нервных элементов приводит к возникновению мышления человека и сложного поведения животных. Очевидно, нервные клетки образуют специфические организации, в которых возникают новые в качественном отношении явления
