La estructura y el inicio de configuración del cerebro

El conocimiento de cómo funciona la neurona no es suficiente para la comprensión de lo que se debe razonable y de comportamiento inteligente. La evolución ha cometido una increíble habilidad, la creación de un sistema de relación de elementos simples, capaz de sorprender a la increíble успешностью en la interacción con el medio ambiente.

No es suficiente tomar cierta masa relacionadas con las neuronas (incluso sumando capas) conectar los sensores y las conclusiones y obtener alguna semejanza del cerebro. El principal campo de trabajo de la evolución a lo largo de millones de años no es una neurona y la estructura y organización interna de las células nerviosas en el sistema nervioso.





Echemos un vistazo a cómo está organizada la corteza de los grandes hemisferios, la estructura mediante la que el Hombre se convirtió en el más exitoso vistas en la Tierra.

Se sabe que la corteza de los grandes hemisferios del cerebro humano se compone de seis leyenda de las capas, pero de tal forma, se ha llegado a muchas de las etapas de la evolución. Por lo tanto, para empezar vamos a considerar una versión simplificada con 2 – 3 capas, ya que este tipo de opción en la naturaleza tiene un lugar. Toda la estructura es más rentable estudiar con la posición de su desarrollo evolutivo. La evolución trataba de dos vías del desarrollo de la corteza: es el aumento en el número de capas y el aumento de la superficie total de la corteza.



La segunda característica de la corteza es la presencia de los llamados кортикальных de los altavoces. Se puede decir que la columna cortical es una unidad lógica de la estructura de la corteza. El crecimiento de la corteza durante el desarrollo embrionario se realiza la división, самокопированием enteros de los altavoces. Y esto es lógico, si queremos mantener una estructura de crecimiento.





En la base de la кортикальных de las columnas se encuentran las neuronas piramidales. Las neuronas piramidales uno de los más grandes de las neuronas del sistema nervioso, por lo tanto, los más estudiados, ya que sus dimensiones permiten actuar sobre ellos con la ayuda de los electrodos especiales sin la destrucción de la célula.

Estas neuronas tienen un sistema bien desarrollado de las dendritas de las que se extiende por toda la columna, así como el axn que en algunos casos es la fuente de entrada o de salida de la señal. A pesar de que estas neuronas en las primeras capas de la cortical de la columna puede ser de unos pocos, todos ellos funcionan como un нейроэлемент. La actividad de una pirámide de la célula a menudo significa que la actividad de todo el grupo de células.

El desarrollo evolutivo del sistema nervioso el objetivo era antes de la confiabilidad y redundancia o la distribución de una funcionalidad en un grupo de células es un fenómeno omnipresente. Es imposible imaginar el esquema creado por la naturaleza, en la que la muerte de una sola célula constituiría una violación de una labor de toda la funcional de la unidad. Se puede decir que la actividad de un grupo de células piramidales en la columna indica la actividad de la columna.

La columna se puede dividir en dos tipos: los que forman la señal y de la toma de la señal. El tipo de la columna depende de ¿cuáles son los axones de el de las neuronas piramidales: aferente o eferente. Si hay aferentes de los axones, es decir, de generación de la señal, la columna se activará cuando se recibe una señal, es posible la retransmisión de la señal, si se y эфферентный axón. Si dispone de los axones eferentes el resultado de la actividad de la columna será la formación de salida de la señal.





Дендриты de las neuronas piramidales del tramo superior de las capas de la corteza, donde más allá de su cortical de la columna, por lo tanto, se realiza el local de la interacción entre las columnas. Una de las formas de interacción local es латеральное (lateral) de frenado.

Frenado columnas adyacentes se realiza a través de los específicos inhiben las neuronas, que forman parte de la кортикальных de los altavoces. Principalmente obstaculizan las neuronas ejercen su acción en las neuronas piramidales, impidiendo su activación.

El frenaje lateral resulta de los vecinos que rodean la columna. Permite hacer los límites de las zonas de altavoces más nítidas y ámbito de actividad más localizados. Gracias латеральному frenado se produce un obstáculo a la fuerte difusión de la excitación.

Además lateral de frenado está presente y латеральное impulso. Ajustando el equilibrio entre estos dos factores, existe la posibilidad muy sutilmente ajustar el nivel general de actividad en el cerebro. Por ejemplo, para el sueño es necesario reducir el nivel de actividad para ello, es necesario reforzar el frenaje lateral y debilitar el impulso. Esto se hace a través especiales de señales químicas y de los mediadores.





No siempre la acción de los vecinos de la columna tiene forma uniforme концентричного de distribución para энторинальной de la corteza cerebral es propio de la distribución, que da la posibilidad de que se emprendan más fácil de extenderse en un triangular de la cuadrícula. Este es el llamado grid cell, que ayudan a los animales a orientarse en el espacio, a través de más de la modificación de la imagen de lugar de residencia.





El siguiente elemento de la columna cortical es la capa de conjuntos relativamente pequeños zafiro estrella de las neuronas. Esta capa se denomina normalmente "granulada". Las neuronas de esta capa debido a su tamaño, menos estudiado que el de las neuronas piramidales.





Precisamente neuronas de esta capa puede asignar un papel principal en los procesos de computación del cerebro, a través de su trabajo y se produce la formación de la asociatividad y la formación de imágenes. "Cálculo" que se producen en los principios de la взаимопритяжения de la excitación. Las neuronas de la capa granular es asociativa нейроэлемент.

Y guapo células relegado al papel de simple totalizador, estos elementos como si сепарируют, distinguen las imágenes. Pirámide de las neuronas se activan cuando es excitado por una gran parte de las neuronas de la capa granular de la columna.

La relación entre звездчатыми las neuronas tienen la libertad de salir por las fronteras de sus кортикальных de las columnas, se puede decir que la capa granular de es prácticamente opaco.

La memoria, la consolidación de la memoria y la abuela de las neuronas

Esta opción cortical de la columna y de la estructura de la corteza es muy simple y puede parecer primitivo, incluso, pero cuando se utiliza en gran escala y cuando se configura correctamente, puede recuperar la estructura de los altos de computación de los indicadores. La naturaleza siempre es más simple, confiable y eficiente de la decisión y nuestro sistema nervioso no es la excepción a esta regla.

A menudo me encuentro con la opinión de que la neurona es similar a cierto супервычислителю o квантовому equipo, que hace cálculos complejos, utilizando ciertas vibraciones de los iones en su membrana o mecanismos cuánticos. Incluso el algoritmo de суммации en las neuronas de la normal персептрона es más complejo que en la diversidad análogo, en персептроне tiene el valor de una de las sinapsis vienen las señales, y en la diversidad es importante, sólo el total de la exposición. Estereotipada forma de pensar acerca de la revelación de la complejidad del cerebro puede impedir la comprensión de la naturaleza biológica del sistema.

Sorprendentemente, se describe la estructura es universal para los diferentes tipos de regiones de la corteza: sensorial, motora y asociativo. Puede haber una variación relativa del espesor de las diferentes capas en función de la esfera de la corteza. Por ejemplo, el motor de la corteza se ha aumentado la capa de las neuronas piramidales, con respecto a зернистому capa, ya que las señales motora de la corteza deben ser claras y fuertes. Y para la asociatividad en las áreas propio de un agrandamiento de la capa de zafiro estrella de las neuronas, para proporcionar la mayor flexibilidad en la formación de la asociatividad de los arcos reflejos.

La esfera de la corteza entre la multitud de relaciones, esto se realiza gracias a la аксонам, largo отросткам de las neuronas. Haces de axones forman, нервны, que es el llamado la sustancia blanca. Estos nervios pueden comunicar como vecinos de la zona, y la zona opuestos de la mitad del cerebro. Y la arquitectura de estas relaciones obedecer a un cambio evolutivo del cerebro y parte de la experiencia adquirida y наущением, pero para las diferentes personas que la pintura de estas relaciones será similar. Existen varios proyectos de investigación relacionados con la basada en mapa de los vínculos, por ejemplo, Human Connectom Project.



Veamos con qué principios organizados los datos de la relación.





Presentada por el esquema es sólo un ejemplo para la comprensión de los principios de la organización. Los esquemas reales biológicas del sistema nervioso muchas veces más difícil.





Imaginemos un рецепторное el campo con una serie de objetos del mismo tipo de receptores que permiten recibir de medio ambiente de cierta información. Ciertos receptoras de campo forman un combinado de las señales, por ejemplo, en la retina. Dichas señales requieren ciertas capacidades en el análisis.

Representantes de la columna de datos de los receptores se distribuyen de la corteza sensorial con cierta densidad con la preservación de la topología de la ubicación de los receptores en рецепторном campo (A). De los principios de la atracción mutua excitación en la corteza se producirán ciertas partes de la excitación, que será tanto aporte combinado de la señal.

Primaria, la corteza sensorial que normalmente tiene la más alta llamada también neuroplasticidad, es decir, cualquier combinación de iniciadas las columnas será procesada sin tener en cuenta previamente la información recibida. Obtenida la imagen se lee otras columnas, también con una cierta densidad distribuidos sobre la corteza sensorial. Estas columnas se deben enviar la información para su posterior tratamiento de las siguientes áreas de la corteza.

La naturaleza y la densidad de los "lectores" de los altavoces hacen un filtro de las imágenes. No es difícil entender que este método de tratamiento de una pérdida sustancial de la información recibida de los receptores de recibidas las imágenes no dan información sin ambigüedades qué receptores se activan. La evolución ha seleccionado dos maneras de resolver este problema.

En primer lugar, es el exceso de número de receptores, que compensan la caída de la informalidad después del tratamiento. En segundo lugar, si duplicar la información de los receptores en otro campo, pero con la violación de la topología de la ubicación de los altavoces de los representantes con respecto a la ubicación de los receptores en рецепторном el campo (B), es decir, спутаем.

Lo de la multitud de diferentes combinaciones de la actividad de los receptores en dos áreas que se formen diferentes combinaciones de imágenes, lo que da más información y más características que podemos destacar. Naturalmente, se debe entender que "спутывание" señales se produce estrictamente de una determinada manera, por ejemplo, si "confundir" a todo el campo de la retina del ojo ningún beneficio de esto no se dará.

Спутывание se produce en pequeños fragmentos de рецепторных campos. Y por supuesto podemos, si es necesario duplicar y confundir las señales de una vez. En el sistema nervioso ejemplo de esta separación es que дорсальный y ventral de la ruta de procesamiento visual de la señal.









El principio general de procesamiento de la información de la corteza de los grandes hemisferios es la constante de la transferencia de información de un área a otra con la disminución de la densidad de los vínculos. Y cada seguida de nivel de llamada también neuroplasticidad áreas de baja, lo que añade a los cálculos de la memoria y la experiencia de procesamiento de la información anterior.

Lo de la información procesada se pueden destacar algunos de los principales signos que se asocian con determinadas células nerviosas. En pocas palabras, en las áreas de la corteza con el más alto nivel de procesamiento se va a formar la forma de distribución de la excitación, que corresponde a la más común forma de procesado de la señal.



Formada la imagen de la "abc" de la combinación de las columnas a, b y c de la frecuente repetición o emocional de refuerzo, se ejecutará en el futuro, siempre incompletos y зашумленности activa de la combinación.

En cada nivel de procesamiento de la información tarda un cierto tiempo, si es necesario analizar la dinámica de la información en el tiempo, es posible продублирование parte de la información de cada uno de los niveles en una sola área.

Equivalente en biología es el área de procesamiento de la información visual MT (V5) medio lóbulo temporal de la corteza en la que se recopila información con las áreas de V1, V2, V3,..., esta área es responsable de la percepción de movimiento. Cuando se daña esta área se produce акинетопсия – la incapacidad de percibir el movimiento.





Asociativas de ámbito sido constituido el universo es relativamente sencillo, hay representación de diferentes sensoriales y motoras de las áreas. Y para embarcaciones a motor de las representaciones es importante la presencia de los vínculos bilaterales, o bien de los axones que pueden funcionar en ambos sentidos, o adyacentes, y la colaboración de trabajadores de la columna en ambos extremos, o dos axón de una columna, trabajan en una variedad de direcciones.

De estas áreas debe ser un montón de diferentes naturaleza de la ubicación de las oficinas de representación, para la formación de un reflejo de los arcos para diferentes combinaciones se равновозможным. En estas áreas se forman los reflejos condicionales, por lo tanto, estas áreas deben tener baja plasticidad.





Todas las comunicaciones en el motor y примоторных áreas deben tener un doble sentido, esto es necesario para la formación de la asociatividad. Esencialmente примоторная área debe formar reflejos de arco, de secuencia, de un foco de excitación a otro. Qué sería de una mayor variabilidad se debe representación que llevan a la acción repetidas veces para mezclar, y es similar a la situación con el tacto, el tratamiento sólo en el orden inverso. También todos los pasos interactúan específicamente organizada el área de coordinación de acciones en el tiempo – мозжечком.

Presentados los esquemas son el fuerte de la simplificación que esto утроено en el cerebro, y la creación de estructuras lógicas similares, el sistema nervioso humano no es posible sin la participación de expertos en el campo de la neurociencia y de los científicos que estudian el conectoma.

Y como el resto de las capas?! – Realmente, me contó sobre las tres capas de la corteza, pero en el cerebro humano cuenta con seis capas de la corteza de los grandes hemisferios. La corteza cerebral resultó ser un éxito un producto de la evolución, incluso en presencia de un pequeño número de capas. El principio de la evolución: lo que funciona no lo toques.

Por lo tanto, todos los nuevos de la capa de la corteza es un complemento a los ya existentes a las capas. Si comprender las capas del cerebro de la persona, se puede ver que no tenemos seis capas visibles, mientras que las dos lógicas de la capa, cuya estructura es similar y se repite. La evolución simplemente reiteró ya existentes de la estructura con el fin de aumentar la productividad.





Las células piramidales de la capa exterior de los más pequeños que las células piramidales de la primera capa, es decir, en su mayoría tienen un umbral más alto de la sensibilidad a la активирующим factores. Granulares de la capa va a trabajar en condiciones similares, pero supuestamente звездчатые las neuronas de la capa exterior tengo más baja plasticidad y, por tanto, en ciertas condiciones, la pintura de la actividad en las capas granulares pueden variar, a pesar de que las señales recibidas serán las mismas.

Gracias a estas dos lógicas de las capas se produce de dos modos de la actividad cortical de la columna. Primero: completa el modo de actividad, el código de la pirámide de las células de ambas capas se activan, se activa toda la columna en su totalidad. Segundo: el modo parcial de la actividad, cuando se activan a la vez que la parte superior una capa adicional. Estos dos modos de funcionamiento de la columna se puede comparar con la capacidad humana de hablar en voz alta y en voz baja, un susurro – esto parcial de la actividad y completa de la voz es la actividad total.

Que esto? Táctil de la corteza es una capa adicional de procesamiento de la información, así como la posibilidad de trabajar con imágenes de estas áreas, sin que a través de la activación de los receptores. En otras palabras, da la posibilidad de trabajar con la fantasía. Para asociativas de las áreas de este nivel adicional de abstracción, la formación de asociaciones entre las imágenes con menos características comunes, así como el umbral de la sensibilidad de las células piramidales de la capa adicional más alto.

Para el motor y примоторной de la corteza es la posibilidad de trabajar algunos de los movimientos sin necesidad de su ejecución. Sólo cuando se completa la activación de la columna se producen, las acciones del parcial de activación permanecen en nuestra imaginación.

Por supuesto, hay áreas en el cerebro que controlan, trabaja de modos de columnas, al igual que podemos es muy fácil de cambiar el carácter de nuestra conversación con un susurro en pleno vigor y efecto. Si aumenta el nivel de frenado en la columna, es posible que se activa sólo parcialmente, si por el contrario растормозить columna, algunas ideas que pueden encarnarse en la acción.

La fantasía y el alto nivel de pensamiento abstracto hecho que la persona con más éxito de vistas en la Tierra.

Incluso si estamos en lo correcto es establecer el ámbito y las relaciones entre ellos, esto no sería suficiente para obtener el modelo actual. Se necesitan reflejos incondicionales. El hombre nace con un rico conjunto de reflejos de los mecanismos cuidadosamente seleccionados por la evolución.

Configuración de los incondicionales de los reflejos para el modelo es un punto importante, teniendo en cuenta el hecho de que la formación en los nuevos reflejos bsicos se produce siempre a partir de los reflejos. Si alguna acción no está involucrada en algún tipo de reflejo incondicional, entrenar controlar esta acción, será imposible.

En los sistemas biológicos, inicialmente, no se establecen las "claras" de los reflejos. Después del nacimiento, no podemos controlar con precisión nuestras extremidades o, por ejemplo, caminar. Está conectado con el hecho de que no se puede determinar de antemano algunos de los parámetros del cuerpo, las dimensiones de las extremidades, de su peso, la fuerza generada por los músculos, etc. y estas opciones y cambian dinámicamente en el proceso de crecimiento de un organismo.

Por lo tanto, muchos de los incondicionales reflejos tienen en la respuesta de cierto campo de acción, y en el encabezado de campo активирующих su receptor. Así mismo se establecen las condiciones emocional mecanismo asociado con la autoridad reflejos, que va a ejecutar reflejos para corregir, en un determinado momento del desarrollo.





Veamos el mecanismo de ajuste de los reflejos en el ejemplo de los niños balbuceos. Según una determinada fase de desarrollo, se inicia el mecanismo de лепетания, es decir, se produce casi espontáneo de inicio "difusa" de los reflejos. Al iniciarse el niño comienza a pronunciar los sonidos, a veces, estos mismos reflejos провоцируются y escuchado el sonido de la parte.

Sus sonidos a menudo no son los correctos, es decir, no corresponden a los sonidos que ejecute el reflejo, o que ejecute hipotéticamente. El niño escucha publiquen ellos mismos sonidos, obtener retroalimentación entre el equipo y la resultante de la acción. Más adelante, entrará en vigor emocional mecanismo de la novedad, que une el centro de las necesidades de la novedad padece un acto que da una nueva asociación entre la acústica y el sonido interno, el motivo que ha inducido a la acción.

Lo que lleva repetidamente a la reiteración de la acción conduce a la saturación de los sentimientos de la novedad. Se afirma que el niño entre balbuceos pronuncia los sonidos de todos los idiomas de la Tierra. Múltiple repetición de sonidos conduce a la formación de claros de imágenes de acción de acuerdo con el resultado deseado.

De manera similar ocurre y el dominio de motor-motoras del sistema. Inicialmente, el movimiento de los bebés casi caóticos, no sólo el aumento de la actividad física como respuesta a un estímulo emocional. Pero con el tiempo se produce la asignación de los movimientos y la percepción visual, táctil y de la percepción de la posición del cuerpo.

Algunos incondicionales reflejos no son tan primitivos, en ciertos casos, en el sistema nervioso puestos por los marcadores de posición de imágenes, y mover las plantillas de los sistemas biológicos en un modelo prácticamente imposible. El hombre tiene la innata capacidad de reconocer las emociones y los movimientos de individuos de la misma especie. Por lo tanto, en relación con algunos aspectos de la formación será la necesidad de aplicar algunas soluciones.

Que pasar un proceso de aprendizaje largo motor del sistema de propulsión a través de numerosos intentos de gatear, вставаний, a pie y una sucesión de caídas para los robots андройдов es posible aplicar el método de intercepción de control.





Una persona puede transmitir su experiencia en la administración del cuerpo de un robot a través de dispositivos especiales y tecnologías de la intercepción de los movimientos. En el modelo del sistema nervioso robot secuestrados al motor de las acciones se activará la correspondiente representación, así si estos movimientos que realice el robot.

Gracias a que se hubiera necesarios imágenes y asociatividad. Por ejemplo, durante un entrenamiento con el equipo: "Подыми manos de aprendizaje en el modo de registro de los movimientos de él levanta sus manos, esto constituiría la formación condicional reflejo entre la orden y la acción, y también se formó sería asociativa comunicación entre el equipo y el generado por el tratamiento de los sensores de posición del cuerpo.

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En el proceso de aprendizaje de correo de un modelo de cerebro siempre es posible controlar la plasticidad las áreas deseadas, así como tienen la oportunidad de "mirar dentro" del proceso de aprendizaje, y seleccionar, designar y fortalecer obtienen las imágenes. Lo que debería acelerar el proceso de aprendizaje artificiales nerviosas de los sistemas en relación con la formación de la persona. Como ya ha quedado claro, un modelo construido sobre los principios descritos, serán capacitados en su mayor parte, al igual que una persona, sin separación de aprendizaje y la interacción con el medio ambiente.publicado

 



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Fuente: geektimes.ru/post/280604/