Глава 7. ГЛАВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
АВТОМАТА
7.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
В этой главе мы рассмотрим главные процессы, протекающие в
автомате и выражающие его как некоторую целостную конструкцию. Таких
процессов четыре.
1. Процесс взаимодействия центра и памяти, выделяющий
"абзацы", являющиеся основой функционирования автомата в режиме
бодрствования. Абзацем мы будем называть отрезок функционирования,
характеризуемый логической и эмоциональной завершенностью, протекающий
от формирования "желания" до реализации "желания", т.е. от
эмоциональной расслабленности через эмоциональное напряжение к новой
расслабленности.
2. Процесс "эмоциональное взвешивание", выражающий
физиологию акта "принятие решения". Процесс взвешивания создает
преемственность абзацев, сближая желаемое с выполнимым.
3. Процесс функционирования с участием второй сигнальной
системы, с участием "речи". Введение второй сигнальной системы
направлено на снижение зависимости от внешней среды и представляет
собой путь замены реального воображаемым.
4. Процесс, выражающий режим "подсознание" — режим
оптимизации структуры памяти. Это процесс решения задач вне осознания,
вне фиксируемой логики, процесс, ответственный за интуицию.
При описании функционирования автомата мы будем пользоваться
главным образом следующими понятиями и представлениями: самочувствие,
или эмоциональное состояние, или эмоциональная напряженность,
выражаемые переменной Qэ; общее состояние памяти, выражаемое
переменной Qм, конкретное, или оперативное, состояние
памяти, определяемое составом очагов возбуждения в данный момент
времени, {iСn}t.
Как уже говорилось, очаг возбуждения — это нейронный
ансамбль, генерирующий на низкой частоте, когда разряды в нейронах
происходят за счет экзальтации. Мы отмечали, что очаг возбуждения очень
невыгоден нейронам, так как связан с перерасходом питания, снижением
резервов и возможностью летальных исходов. В основе функционирования
автомата в конечном счете лежат события образования и гашения очагов
возбуждения, поведение параметров Qэ и Qм есть
отражение в основном этих событий.
Состояние элемента памяти определяется, во-первых, с
точностью до одного из трех качественно различающихся состояний,
возможных у нейронного ансамбля: неработающее состояние, или состояние
покоя iСн; состояние в виде очага
возбуждения, или полуактивное состояние iСп;
состояние высокочастотной генерации, или активное состояние iСа.
Работа автомата в значительной части подчинена определению условий
переходов:
iСн® iСп, iСп® iСа, iСа® iСн, iСп® iСн. |
|
Переходы реализуются как вероятностные события
соответственно с вероятностями ipнп, ipпа,
ipан, ipпн.
Состояние элемента памяти определяется, во-вторых,
значениями градуальных показателей его состояния. Элемент памяти
концептуального автомата — это нейронный ансамбль, но при реализации
автомата (программа на ЭВМ) с целью сокращения объема машинной памяти и
объема вычислений его можно представить в виде некоторого обобщенного
нейрона с петлей обратной связи. Это вынужденное, но, по-видимому,
вполне допустимое упрощение и огрубление предполагает возможность
сохранения логики нейронного ансамбля у единичного элемента —
обобщенного нейрона. Будем считать, что ансамбль эквивалентен
обобщенному нейрону: градуальные переменные (q,
А, Пc...) обобщенного нейрона есть усредненные значения
соответствующих переменных у нейронов ансамбля.
Связность нейронов в ансамбле заменена петлей положительной
обратной связи. Трудности при замене ансамбля на обобщенный нейрон
связаны с индивидуальностью тормозных отношений между ансамблями, т.е.
с индивидуальностью пробок.
Главные градуальные показатели состояния элемента памяти: n —частота генерации, Пc — статический
порог, W+ — возбуждающий потенциал, W- -тормозный
потенциал, Q — самочувствие, q - величина внутренней связи (петля).
Градуальные показатели состояния элемента, а также общие показатели
состояния Qэ и Qм являются аргументами при
вычислении вероятностей переходов pнп, pпа, pан,
pпн.
Элемент памяти может быть доминантой. Доминантой мы называем
элемент памяти с существенно увеличенной возбудимостью, т.е. большим
значением pнп, за счет увеличенной внутренней связности (за
счет большой величины возбуждающей связи в петле). Будем считать, что
если у элемента iC памяти внутренная связь больше
некоторой величины qд, то элемент становится
доминантой и обозначается как iД. Группа { iД}t
определяет "интересы" автомата, его устремления что-то сделать или
что-то понять.
Чтобы заставить автомат делать какую-то работу, необходимо
создать доминанты, соответствующие элементам памяти для ситуаций —
результатов требуемой работы.