Глава 1. НЕЙРОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ
ИНДУКТИВНОГО АВТОМАТА В САМОМ СЖАТОМ ВИДЕ
1.3. БАЗОВАЯ СТРУКТУРА
В исходном состоянии нейроны функционируют независимо друг
от друга, так как связей между ними еще нет. В таких условиях (как
будет показано) средний возраст нейрона очень высок и, как следствие
этого, очень высоко потребление. Свойства нейронов обеспечивают
образование межнейронных связей, и первоначально неорганизованное
нейронное множество превращается в нейронную сеть с определенной
самоподдерживающейся структурой, определяемой числом и величинами
межнейронных связей. На образовавшейся сети (ее можно назвать базовой
структурой) организуется процесс устойчивого взаимодействия нейронных
групп, в результате которого происходит глубокое функциональное
обновление, т.е. значительное снижение возраста всех нейронов и,
значит, снижение потребностей в питании.
У автомата, когда уже образовалась базовая структура,
возможны два режима функционирования: сон и бодрствование. За время сна
возраст нейронов в среднем снижается. Для сна характерно то, что он
очень устойчив, когда уже организовался, и то, что режиму "сон" трудно
организоваться. Сон становится неустойчив и разрушается после того, как
функциональное обновление нейронов произошло.
Режим бодрствования характерен тем, что возраст нейронов в
среднем увеличивается. Потребности в питании у нейронов в пределах
суточного цикла (сон—бодрствование) изменяются в широких пределах, и
пик потребностей приходится на фазу организации сна. Мощность системы
питания у автомата относительно постоянна, потребности нейронов на
некоторых фазах суточного цикла много больше мощности питающей системы,
на других фазах меньше. Чтобы потребности в питании удовлетворялись
всегда, необходимо накапливать излишки, создавать внутренние резервы
питания и расходовать резервы в условиях дефицита. Задача о достаточном
питании оказывается задачей о достаточных резервах, которые можно
увеличивать, либо увеличив мощность питающей системы, либо увеличив
время накопления резервов. Второе решение и есть то, что делается в
автомате.
Увеличить время накопления резервов можно, уменьшив скорость
старения на фазах избыточного питания. Старение — это процесс,
зависящий только от времени, и прямо повлиять на него нельзя, но можно
стимулировать в нейронах акты частичных обновлений — создавать условия
для разрядов в режиме бодрствования, обеспечивая для нейронов
возбуждающие воздействия.
Возбуждающие воздействия на базовую структуру в режиме
бодрствования будем называть шумовым возбуждением. Для базовой
структуры можно получить зависимость минимально достаточной мощности
питания, когда еще не происходят летальные события для нейронов, от
величины шумового потока. По мере увеличения величины шумового потока
от нуля потребная мощность снижается, при некотором потоке достигает
минимума и далее начинает расти. Шумовой поток, при котором имеет место
минимум потребления, будем называть оптимальным шумовым возбуждением.
Бодрствование в энергетическом плане — это замедление старения
нейронной массы с помощью шумового потока.
Итак, первая задача в иерархии внутренних задач,
определяющих онтогенез автомата, — это формирование базовой структуры.
Задача решается только средствами самих нейронов. Результатом
образования базовой структуры является существенное снижение
потребности в питании и перспектива дальнейшего снижения на пути
организации источников шумового возбуждения. Для модели автомата,
которая исследовалась экспериментально и будет описана ниже,
потребности при переходе от неорганизованного нейронного множества к
базовой структуре снижаются в 10 раз. Это в отсутствие шумового
возбуждения, а при оптимальном шумовом возбуждении потребности
снижаются еще в 3 раза.
