Структура та початкові налаштування мозку

Знаючи, як нейрон працює недостатньо, щоб зрозуміти, що викликає інтелектуальну і інтелектуальну поведінку. Еволюція зробила дивовижну роботу створення системи відносно простих елементів, які можуть вражати неймовірний успіх у взаємодії з навколишнім середовищем.

Недостатньо взяти певну масу підключених нейронів (навіть складки в шарах) для підключення датчиків і висновків до неї і отримати хоча б якийсь вид мозку. Основне поле еволюції для мільйонів років – це не нейрон, але структура і внутрішня організація нервових клітин в нервовій системі.





Ми розуміємо, як організована кришка великих півсфер, структура завдяки якій людина стала найбільш успішним видом на Землі.

Відомо, що кора великих півсфер головного мозку людини складається з шести звичайних шарів, але прийшла до цієї форми на багатьох стадіях еволюції. Тому, щоб почати з, ми розглянемо спрощену версію з 2-3 шарами, тому що цей варіант також відбувається в природі. Будь-яка біологічна структура є більш вигідною для вивчення з точки зору її еволюції. Еволюція продовжила два шляхи кортичного розвитку: збільшення кількості шарів і збільшення загальної площі кори.

Р

Друга особливість кори – наявність так званих кортичних стовпчиків. Ми можемо сказати, що кортичний стовпчик є логічною частиною структури кори. Зростання самої кори при ембріональному розвитку здійснюється шляхом поділу, самокопування всіх стовпчиків. І це логічно, якщо ми хочемо зберегти деякі структури, як ми ростемо.

Р



Кортичні стовпчики на основі пірамідальних нейронів. Пирамідальні нейрони є одним з найбільших нейронів нервової системи, тому найбільш вивчені, так як їх розмір дозволяє їм діяти на них спеціальні електроди без знищення клітин.

Ці нейрони мають розвинену систему дендрайтів, які поширюють по всій колоні, а також axon, яка в деяких випадках є джерелом вхідних або вихідних сигналів. Незважаючи на те, що в перші шари кортичного стовпа може бути кілька таких нейронів. Діяльність однієї пірамідальної клітинки часто означає активність всієї групи клітин.

Еволюційний розвиток нервової системи раніше зосередився на надійності та дублювання або розподілу однієї функції в групи клітин є загальним явищем. Не можна уявити схему, створену природою, в якій смерть всього однієї комірки призведе до порушення цілого функціонального блоку. Можна сказати, що активність групи пірамідальних клітин в колонці вказує на активність самої колонки.

Колонки можна розділити на два типи: формування сигналу та прийом сигналів. Тип стовпця залежить від того, чи є аксони в пірамідальних нейронах: аферент або еферент. Якщо є аксони, тобто приведення сигналу, то стовпчик буде активований при отриманні сигналу, можна перенести сигнал, якщо є еферентний аксон. При наявності еферентних осей призведе до утворення вихідних сигналів.





Знімки пірамідальних нейронів натягуються до верхніх шарів кори, де вони виходять за межі їх кортичного стовпа, таким чином відбувається локальна взаємодія сусідніх стовпчиків. Одна форма локальної взаємодії є бічною (за межами) гальмування.

Пригнічення сусідніх стовпців здійснюється за допомогою спеціальних інгібіторних нейронів, які входять до складу кортичних колон. Більшість інгібіторів нейронів мають свій вплив на пірамідальні нейрони, запобігаючи їх активації.

По закінченні гальмування на сусідні навколишні стовпчики. Це дозволяє зробити межі очистки активних колонок і ділянки діяльності більш локалізовані. У зв'язку з бічною забороною є перешкода для сильного поширення збудження.

На додаток до бічної пригнічення існує бічна хірургія. Налаштовувати баланс між цими двома факторами, можна дуже акуратно регулювати рівень загальної активності в мозку. Наприклад, для сну необхідно зменшити рівень активності для цього необхідно зміцнити бічну пригнічення і ослаблення хірурга. Це робиться за допомогою спеціальних хімічних сигналів і посередників.

Р



Не завжди дія на сусідні стовпчики має форму однорідного концентричного розподілу для енторинальної кори головного мозку характеризується розподілом, що полегшує збудження для поширення в трикутну сітку. Це так звані сітки, які допомагають тваринам пересуватися в просторі, додатково модифікуючи зображення місця перебування.





Наступний елемент кортичного стовпа - це шар багатьох порівняно невеликих стельових нейронів. Даний шар зазвичай називають гранульованим. Нейрони цього шару менше навчаються, ніж пірамідальні нейрони через їх розмір.

р.



Це нейрони цього шару, які можуть бути присвоєні головній ролі в обчислювальних процесах мозку, завдяки своїй роботі відбувається формування асоціативних з'єднань і формування образів. «Комп’ютери» відбуваються за принципами взаємного залучення збудження. Гідроніки зернових шарів – асоціативне нейролемент.

І пірамідальні клітини дають роль простого доповнення, такі елементи як якщо відокремлюються, виділяють зображення. При збудженні значної частини нейронів в зерновому шарі стовпчика буде активовано пірамідальні нейрони.

З'єднання між столярними нейронами може вільно розширюватися за межі своїх кортичних стовпчиків, ми можемо сказати, що гранульований шар практично безперервний.

Пам'ять, консолідація пам'яті та бабуся нейрон

Дана версія кортичного стовпця і кортичної структури дуже проста і може навіть здаватися примітивним, але при використанні на великому масштабі і при правильному налаштуванні можна отримати структуру з високою обчислювальною продуктивністю. Природа завжди вибрала найнадійніших і ефективних рішень, і наша нервова система не виняток цього правила.

Я часто поєднується з думками, що нейрон схожий на суперкомп'ютер або квантовий комп'ютер, що робить складні розрахунки з використанням деяких коливань іонів на його мембрані або квантових механізмах. Навіть алгоритм підсумування в нейронах звичайного перцептрона є більш складним, ніж в біологічному аналогі, в перцептроні він має значення, яке знімає сигнали, що надходяться, і в біологічній тільки загальна сума впливу важлива. Стериотиповане мислення про непристойну складність мозку може перешкоджати розумінню природи біологічної системи.

Зрозуміло, описана структура є універсальною для різних типів кортичних регіонів: сенсорної, моторної та асоціативної. У відносній товщині різні шари можуть бути варіації. Наприклад, моторна кора має збільшений шар пірамідальних нейронів щодо зернового шару, адже сигнали моторної кори повинні бути чіткими і міцними. Для забезпечення найбільшої гнучкості у формуванні асоціативних рефлекторних дуг характерно збільшений шар столярних нейронів.

Зони кори переплетені багатьма з'єднаннями, це пов'язано з осями, довгими процесами нейронів. Позбавки осей утворюють нерви, які називають білою матерією. Ці нерви можуть підключати як сусідні ділянки, так і ділянки протилежних половинок мозку. Крім того, архітектура цих з'єднань пов'язана з еволюцією розвитку мозку і частково набутого досвіду і натхнення, але для різних людей картина цих з'єднань буде схожа. Є кілька дослідницьких проектів, які беруть участь у картографуванні цих підключень, таких як Проект Human Connectom.



Давайте подивимося на принципи, на які організовані ці відносини.





Вказана схема є лише прикладом для розуміння принципів організації. Реальні схеми в біологічній нервовій системі багато разів складніші.





Уявіть поле рецептора з числом рецепторів одного типу, що дозволяє отримувати інформацію про навколишнє середовище. Деякі поля рецептора утворюють комбіновані сигнали, такі як сітківка. Такі сигнали вимагають певних можливостей аналізу.

Представники-колони цих рецепторів будуть розподілені над сенсорною корою з певною щільністю, зберігаючи топологію розташування рецепторів в області рецептора (А). Згідно з принципами взаємного залучення збудження, на корі утворюються певні ділянки збудження, які стануть зображенням отриманого комбінованого сигналу.

Кора початкового сенсора зазвичай має найбільшу можливість нейропластичності, тобто будь-яке поєднання збуджених динаміків буде оброблятися без врахування раніше отриманої інформації. Отримане зображення буде прочитано іншими стовпчиками, а також з певною щільністю, розподіленою через сенсорну кору. Ці стовпчики передають інформацію для подальшої обробки на наступні ділянки кори.

Характер і щільність стовпчиків «читання» забезпечують певний фільтр для отриманих зображень. Не складно зрозуміти, що цей метод обробки призводить до значної втрати інформації, отриманої від рецепторів, отримані зображення не дають однозначної інформації про які активовані рецептори. Еволюція вибрала два способи усунення цієї проблеми.

По-перше, це надмірна кількість рецепторів, які компенсують падіння вмісту інформації після обробки. По-друге, якщо ми дублюємо інформацію від рецепторів в іншому регіоні, але при порушенні топології розташування представницьких стовпчиків щодо розташування рецепторів в поле рецептора (Б), тобто заплутуємо їх.

Далі, з багатьма різними поєднаннями рецепторської активності, різні комбінації зображень будуть формуватися на двох регіонах, що дає більше інформації і більше функцій, які ми можемо ізолювати. Природно, слід розуміти, що «заплутаність» сигналів відбувається строго певним чином, наприклад, якщо ви «заплутаєте» ціле поле сітківки очей, це не дасть ніяких переваг.

Включення відбувається в невеликих фрагментах полів рецептора. І звичайно, ми можемо, якщо нам потрібно дублювати і заплутувати сигнали більш ніж раз. У нервовій системі приклад цього відділення є дорсально-вентарними шляхами обробки візуальних сигналів.









Загальний принцип обробки інформації корою головного мозку є послідовним перенесенням інформації з регіону до регіону з зменшенням щільності з'єднань. І з кожним наступним рівнем знижується нейропластичність регіонів, що додає до розрахунку пам'яті і досвіду обробки попередньої інформації.

Таким чином, деякі основні функції можуть відрізнятися від обробленої інформації, яка буде асоціюватися з певними нервовими клітинами. Простіше кажучи, в зонах кори з вищим рівнем обробки, форму розподілу збудження, яка відповідає найбільш частому вигляді обробляється сигнал.



Утворений образ «abc» поєднанням стовпчиків, б і c частим повторенням або емоційним армуванням, буде виконано в майбутньому, навіть якщо активоване поєднання неповний і гучний.

На кожному рівні обробки інформації витрачається певний час, якщо необхідно аналізувати динаміку зміни інформації за час, то можна дублювати частину інформації з кожного рівня до однієї області.

аналог біології - зона обробки візуальної інформації МТ (В5) середньочасова кора, в якій зібрана інформація з районів В1, В2, В3 ..., ця область відповідає за сприйняття руху. Коли ця область пошкоджена, виникає акінтопсія - нездатність сприймати рух.





Асоціативні райони є відносно простими, з представленнями різних сенсорних і моторних зон. Крім того, для автопередач, важливо мати двосторонні з'єднання, або осьони, які можуть працювати в обох напрямках, або вони є сусідні і коопераційні стовпчики в обох кінцях, або два осі одного стовпчика, що працює в різних напрямках.

Такі ділянки повинні бути багато з різним характером розташування представництв, щоб можливість формування рефлексних дуг для різних комбінацій була однаково можливою. Кондиціоновані рефлекси утворюються на таких ділянках, тому ці ділянки повинні мати зменшену пластичність.





Всі з'єднання в моторних і моторних зонах повинні бути двосторонніми, це необхідно для формування асоціативних зв'язків. По суті, моторна область повинна формувати рефлексні дуги послідовностей, з одного фокусу збудження на інший. Для того, щоб бути більш варіабельними, представництвами, що призводять до дії, які періодично перемішуються, це схоже на ситуацію з сенсорною обробкою тільки в зворотному порядку. Крім того, всі моторні дії взаємодіють з спеціально організованою зоною координаційної дії в часі - церебелум.

Ці схеми є великим спрощенням того, як це потрійне в мозку, і створення логічних структур, схожих на нервову систему людини, неможливе без участі неврологів і з'єднання вчених.

Що про інші шари? Дійсно, я розповім вам про три шари кори, але в мозку людини є шість шарів в корі головного мозку. Кора головного мозку зарекомендувала себе досить успішним продуктом еволюції, навіть при наявності невеликої кількості шарів. Принцип Еволюції: Не доторкнутися до роботи.

Тому новий шар в скорині є надбудовою вже існуючих шарів. Якщо ви подивитеся на шари мозку людини, ви можете побачити, що у нас немає шести видимих шарів, але два логічні шари, структура яких схожа і повторюється. Еволюція просто реплікує існуючі структури для збільшення продуктивності.





пірамідальні клітини зовнішнього шару менше, ніж пірамідальні клітини першого шару, що означає, що вони в основному мають більш високий поріг чутливості до активуючих факторів. Грунтові шари будуть працювати в аналогічних умовах, але переважно стельові нейрони зовнішнього шару мають нижню пластичність, що означає, що в деяких умовах можуть відрізнятися візерунки активності в шарах зерна, незважаючи на те, що отримані сигнали будуть однаковими.

Ці два логічні шари створюють два режими колосальної активності. Спочатку активовано повноактивний режим, де активуються пірамідальні клітини обох шарів, активується весь стовпчик. Другий режим роботи, де активується тільки верхній шар. Ці два режими можна порівняти з можливістю людини говорити в повному голосі і вуса, збивання є частковою діяльністю, і повний голос є повноцінною діяльністю.

Що робити? Для сенсорної кори це додатковий рівень обробки інформації, а також можливість працювати з зображеннями цих зон без активації через рецептори. Іншими словами, це дозволяє працювати з фантазією. Для асоціативних зон це додатковий рівень абстракції, формування асоціацій між зображеннями з меншими загальними рисами, так як поріг чутливості пірамідальних клітин додаткового шару вище.

Для моторної та моторної кори це можливість виконувати деякі рухи без безпосередньо їх виконання. Це тільки тоді, коли стовпчик повністю активований, що дії відбуваються, дії з частковою активацією залишаються в нашій уяві.

Звичайно, є ділянки в мозку, які контролюють роботу спікерів, так само, як ми можемо дуже легко змінити характер нашої мови від збивання до повної сили. Якщо ви збільшите рівень гальмування в стовпці, можна, щоб він був активований тільки частково, якщо, навпаки, для гальмування стовпця, то деякі думки можуть відразу перекласти в дії.

Фентезі та високий рівень абстрактного мислення зробили чоловіка найуспішніших видів на Землі.

Навіть якщо ми правильно налаштуємо ділянки і з'єднання між ними, то не буде достатньо, щоб отримати дійсну модель. Безумовні рефлекси необхідно. Людина народився з багатим набором рефлексних механізмів, ретельно відібраних еволюцією.

Налаштування нестандартних рефлексів для моделі є важливою точкою, враховуючи те, що вивчення нових рефлексів завжди базується на наявних рефлексах. Якщо дія не бере участі в безумовному рефлексі, не можна дізнатися, як її контролювати.

У біологічних системах відсутні рефлекси «знімають» Після народження ми не можемо точно контролювати наші кінцівки або пройтися. Це пов'язано з тим, що неможливо визначити заздалегідь деякі параметри тіла, розмір кінцівок, їх вага, зусилля, створені м'язами і т.д. Ці параметри також динамічно змінюють під час росту тіла.

Таким чином, багато нестандартних рефлексів мають певну поле дії у відповідь, а заголовок поля рецепторів, які активують її. Також укладається емоційний механізм, пов'язаний з нестандартними рефлексами, що спровокує рефлекси для регулювання в певній точці розвитку.





Розглянемо механізм регулювання рефлексів на прикладі дитячої бруківки. У відповідності з певним етапом розвитку стартує гальмівний механізм, тобто є практично спонтанний старт рефлексів «нечі». Коли вони починають, дитина починає вимовляти різні звуки, іноді ті ж рефлекси провокують звуком, що почувається ззовні.

Часто звуки не відповідають очікуванню, тобто не відповідають звукам, які запускають рефлекс або запускають гіпотетично. Дитина чує звуки, зроблені самим, отримувати зворотний зв'язок між командами і отриманою дією. Після чого настає емоційний механізм новизни, який з'єднує центр необхідності романтики з виступом, що дає нове об'єднання між чутним звуком і внутрішнім мотивом, що підкаже дію.

Це призводить до багаторазового повторення дії, що призводить до насичення почуттям новизни. Заявляється, що дитина в період бабблінгу вимовляє всі звуки всіх мов на Землі. Повторне повторення звуків призводить до утворення чітких візерунків дії відповідно до бажаного результату.

Аналогічно відбувається майстерність моторно-моторної системи. Спочатку рухи немовлят практично хаотичними, є тільки збільшення рухової активності як відповідь на емоційний стимул. Але з часом спостерігається порівняння рухів і візуального сприйняття, тактильного і сприйняття положення тіла.

Деякі безумовні рефлекси не так примітивні, в деяких випадках візерунки вбудовуються в нервову систему, і практично неможливо перенести такі візерунки з біологічних систем до комп'ютерної моделі. Людина має непристойну здатність розпізнати емоції і рухи людей своїх видів. Для певних аспектів навчання необхідно мати певні завдання.

Щоб уникнути процесу довгострокової підготовки моторно-моторної системи через численні спроби crawl, вгору, прогулянку і ряд осені для роботів для андроїдів, можна застосувати метод перехоплення контролю.





Людина може перенести свій досвід управління тілом до роботи через спеціальні пристрої та технології для перехоплення рухів. У моделі нервової системи роботи з перехопленим контролем будуть активовані відповідні представництва під час рухових дій, тому якщо ці рухи виконуються самим роботом.

Завдяки цьому будуть сформовані необхідні зображення і асоціативні з'єднання. Наприклад, під час тренінгу в команді: «Похід вгору» – тренер в режимі перехоплення рухів піднімає руки себе, це призведе до утворення умовного рефлексу між командою і дією, а також асоціативного зв’язку між командою і зображенням, що утворюється шляхом обробки датчиків положення тіла.

Підпишіться на наш канал YouTube, який дозволяє дивитися онлайн, завантажити з YouTube безкоштовно відео про відновлення, омолодження особи. Любов для інших і для себе як відчуття високих коливань є важливим чинником.

У процесі вивчення електронної моделі мозку завжди можна контролювати пластичність бажаних зон, а також шукати «всередині» процес навчання, виділити, виявляти і зміцнювати отримані образи. Це має значно прискорити процес навчання штучних нервових систем щодо навчання людини. Як вже стало зрозуміло, що модель, побудована на принципах, описаних, дізнається багато, як людина, без спільного навчання та взаємодії з навколишнім середовищем. Видання





Як гени визначають нашу поведінку Хто ми?: Найкращі лекції вчених та філософій



Як це, поділитися своїми друзями!

www.youtube.com/канал/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/відео

Веб-сайт: www.facebook.com//





Джерело: geektimes.ru/post/280604/