Нейронно-энергетическая концепция интеллектуальности

Приложение. НЕЙРОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОСТИ

8. Динамика отношений ЭЦ и памяти

ЭЦ и память взаимодействуют так, что образуют колебательную систему (рис.П8).

Рис.П8. Взаимосвязь эмоционального центра и памяти: Q - самочувствие эмоционального центра

ЭЦ своим полем самочувствия, напряженность которого Q отражает дефицит питания, модулирует активность памяти, существенно влияя на события образования и гашения ОВ. В состоянии "хорошо" (большие положительные Q) увеличиваются вероятности событий Ri->Si, в состоянии "плохо" (большие отрицательные Q) увеличиваются вероятности событий Si->Ai->Ri. Обеспечивается это тем, что динамический порог нейрона Пd принимается зависящим от Q: Пd(t,Q)=Пd(t) e(Q), где e(Q)>0 - монотонно возрастающая функция (см.рис.П9). Зависимость Пd от Q такова, что в состоянии "хорошо" из-за уменьшения порога экзальтации увеличивается спонтанная возбудимость ансамблей и одновременно увеличивается порог рефрактерности нейронов, а в состоянии "плохо" все происходит наоборот. Это и есть основа механизма модуляции активности памяти состоянием ЭЦ.

Рис.П9. Влияние самочувствия Q ЭЦ на характер изменения быстрой компоненты порога нейрона Пd

С другой стороны, состояние памяти, т.е. уровень "плохо" самой памяти, определяемый количеством ОВ n-, действует на величину Qc нейронов ЭЦ, причем так, что чем больше n-, тем меньше Qc и, следовательно, выше энергопотребление, больше дефицит и хуже самочувствие.

Такие отношения между ЭЦ и памятью способствуют установлению колебательного процесса: "хорошо" в ЭЦ создает "плохо" в памяти, "плохо" в памяти создает "плохо" в ЭЦ, "плохо" в ЭЦ тонизирует работу автомата: восприятие, поведение, воспоминания; все это направлено на гашение ОВ, т.е. на то, чтобы в памяти стало "хорошо". "Хорошо" в памяти делает "хорошо" в ЭЦ: цикл завершился и образовались условия для нового. Автомат в состоянии бодрствования функционирует такими циклами-абзацами, т.е. периодами с некоторой эмоциональной и логической завершенностью. Схема абзаца показана на рис.П10.

Рис.П10. Структура колебательного цикла (абзаца)

Абзац состоит из трех фаз: (1) формирование внутренней задачи (оперативной цели, желания) в виде группы ОВ; (2) решение этой задачи - гашение ОВ путем актов ВЧ-генерации и (3) оценка задачи - определение удачности или неудачности ее решения и коррекция на будущее в сторону выполнимости желаний.

Первая фаза начинается с момента t0, когда Q становится положительным. В момент t1 образуется первый ОВ (в общем случае ОВ могут остаться и от предшествующего абзаца). На интервале [t1,t2] вероятность образования новых ОВ благодаря росту Q выше, чем вероятность их гашения посредством событий Si->Ri, увеличивающаяся с ростом n- и уменьшением Q. На интервале [t2,t3] количество вновь образующихся ОВ меньше числа выключающихся. После момента t3 события Si->Ri делаются затрудненными и главным способом гашения ОВ становятся события Si->Ai->Ri, для которых требуется возбуждение доактивации. Желание оформляется к моменту t3 и конкретизируется составом группы ОВ {Si}t3. Размер группы ОВ в момент t2, когда она максимальна, в несколько раз больше, чем в момент t3, когда состав группы относительно стабилен. На интервале [t2,t3] происходит острая борьба ансамблей за право остаться в окончательной группе, т.е. войти в желание. В этой борьбе с большой вероятностью побеждают ансамбли с хорошей взаимопомощью за счет ассоциативных связей и ансамбли-доминанты.

Вторая, активная фаза абзаца - это интервал [t3,t4], на котором происходят события Si->Ai->Ri, а также появляются новые Si из-за усиленной активности ассоциативного поиска. Значения n- и Q изменяются незначительно, т.к., с одной стороны, в критическую зону входят новые нейроны, но, с другой стороны, благодаря аккордам примерно столько же нейронов успевают снизить Q. Именно на второй фазе абзаца образуется в среднем необходимая порция шумового потока. Смысл этой фазы в энергетическом плане - в создании условий для ВЧ-генерации. Возможность ВЧ-генерации определяется двумя факторами: снижением порога рефрактерности нейронов благодаря зависимости Пd от Q и появлением у нейронов возбуждений доактивации. Наличие этих двух факторов - одна из предпосылок развития интеллекта, т.к. второй фактор связывает возможность решения энергетической задачи автомата со знанием внешней среды, с необходимостью адекватности внешнего мира и его внутренней модели в автомате. Из необходимости примерно равного участия обоих факторов в преодолении порога рефрактерности необходимо конкретизировать характеристики фонемных нейронов.

Третья фаза абзаца - это его оценка: физиологическая, эмоциональная, субъективная, но в целом отражающая объективную оценку знаний автомата о среде в той или иной частности. На рис.П10 показаны хороший (сплошная линия) и плохой (пунктирная линия) абзацы. Для хорошего абзаца в момент t4 происходит взрыв активности - одновременная ВЧ-генерация многих ансамблей группы {Si}t3 благодаря ассоциативной взаимопомощи этих ансамблей, а затем их одновременное гашение (Si->Ai->Ri). ЭЦ получает сильный аккорд, удаляющий из критической зоны (и даже из предкритической) все нейроны. Потребности ЭЦ существенно сокращаются, питание делается избыточным, Q(t) резко растет - это награда за успешное решение какой-либо задачи. Для плохого абзаца взрыва активности не происходит либо из-за слабой ассоциативности, либо из-за недостаточного возбуждения доактивации. Состояния Si продлеваются, резервы нейронов памяти истощаются настолько, что состояния Ai делаются невозможны, аккорда нет, эмоциональное состояние ухудшается и в момент t'4 ОВ гасятся переходами Si->Ri. Нейроны в возрастном распределении ЭЦ остаются в критической зоне и продвигаются дальше - это наказание за неудачу. При состоянии "очень плохо" у автомата возможна "истерика", когда включается механизм движения Qc влево, происходит быстрое усиление "плохо", резкое увеличение моторного тонуса, в результате чего срабатывают какие-то фонемы, образуется аккорд (но уже не за счет группы {Si}t3), нейроны ЭЦ удаляются из критической зоны и наступает облегчение.