Обзор теорий сознания: теория функциональных систем П.К. Анохина

    Множество исследований в области искусственного интеллекта сталкиваются с проблемой отсутствия на сегодняшний момент какой-либо мощной теории сознания и мозговой активности. Фактически мы обладаем достаточно скудными знаниями о том каким образом мозг обучается и достигает адаптивного результата. Однако, на данный момент происходит заметное увеличение взаимовлияния области искусственного интеллекта и нейробиологии. По результатам математического моделирования мозговой активности ставятся новые цели для экспериментов в области нейробиологии и психофизиологии, а экспериментальные данные биологов в свою очередь во многом влияют на вектор развития ИИ.

    Исходя из вышесказанного становится ясно, что для будущего успешного развития бионического ИИ необходимо плотное сотрудничество математиков и нейробиологов, которое в итоге будет плодотворным для обеих областей. Для этого в частности необходимо изучение современных успехов теоретической нейробиологии.

    На данный момент существуют три наиболее проработанных и отчасти экспериментально проверенных теории строения сознания в области теоретической нейробиологии: теория функциональных систем П.К. Анохина, теория селекции нейрональных групп (нейродарвинизм) Джеральда Эдельмана и теория глобальных информационных пространств Жана-Пьера Шанже (изначально сформулирована Бернардом Баарсом). Остальные теории либо являются модификациями названных, либо не подтверждены никакими экспериментальными данными. В данной статье речь пойдет о первой из этих теорий — Теории функциональных систем П.К. Анохина.


    Парадигмы реактивности и активности


    В первую очередь необходимо сказать о том, что при всем многообразии теорий и подходов, используемых в психологии, психофизиологии и нейронауках, их можно условно разделить на две группы. В первой группе в качестве основного методологического принципа, определяющего подход к исследованию закономерностей мозговой организации поведения и деятельности, рассматривается реактивность, во второй — активность [1] (рис. 1).

    image
    Рис. 1. Две парадигмы нейрофизиологии — реактивность и активность

    В соответствии с парадигмой реактивности за стимулом следует реакция – поведенческая у индивида, импульсная у нейрона. В последнем случае в качестве стимула рассматривается импульсация пресинаптического нейрона.

    В соответствии с парадигмой активности действие завершается достижением результата и его оценкой. В схему включается модель будущего результата: для человека, например, контакт с объектом-целью [2].

    Согласно реактивностному подходу, агент не должен проявлять активность в отсутствии стимулов. Напротив, при использовании парадигмы активности мы можем допустить случай, когда агенту не поступило никакого стимула из внешней среды, однако, согласно ожиданиям агента он должен был поступить. В этом случае агент будет действовать и обучаться для устранения рассогласования, чего не может бы быть в случае простейшего безусловного ответа агента на стимул из внешней среды.

    Теория функциональных систем


    В теории функциональных систем в качестве детерминанты поведения рассматривается не прошлое по отношению к поведению событие — стимул, а будущее – результат [3]. Функциональная система есть динамически складывающаяся широкая распределенная система из разнородных физиологических образований, все части которой содействуют получению определенного полезного результата [4]. Именно опережающее значение результата и модель будущего, создаваемая мозгом, позволяет говорить не о реакции на стимулы из внешней среды, а о полноценном целеполагании.

    image
    Рис. 2. Общая архитектура функциональной системы [4]
    (ОА – обстановочная афферентация, ПА – пусковая афферентация)


    Архитектура функциональной системы приведена на рис. 2. На схеме представлена последовательность действий при реализации одной функциональной системы. Вначале происходит афферентный синтез, который аккумулирует сигналы из внешней среды, память и мотивацию субъекта. На основе афферентного синтеза принимается решение, на основе которого формируется программа действий и акцептор результата действия – прогноз результативности совершаемого действия. После чего непосредственно совершается действие и снимаются физические параметры результата. Одной из самых важных частей данной архитектуры является обратная афферентация – обратная связь, которая позволяет судить об успешности того или много действия. Это непосредственно позволяет субъекту обучаться, так как сравнивая физические параметры полученного результата и предсказанного результата, можно оценивать результативность целенаправленного поведения. Причем небходимо отметить, что на выбор того или иного действия влияет очень много факторов, совокупность которых обрабатывается в процессе афферентного синтеза.

    Такие функциональные системы вырабатываются в процессе эволюции и обучения в течение жизни. Если обобщать, то вся цель эволюции – это выработка функциональных систем, которые будут давать наилучший приспособительный эффект. Функциональные системы, вырабатываемые эволюцией, развиваются еще до рождения, когда нету прямого соприкосновения со средой, и обеспечивают первичный репертуар. Именно этот факт указывает на эволюционную природу этих явлений. Такие процессы получили общее название – первичный системогенез [5].

    Системно-эволюционная теория, разработанная Швырковым В.Б. на основе теории функциональных систем, отвергала даже понятие «пускового стимула» и рассматривала поведенческий акт не изолировано, а как компоненту поведенческого континуума: последовательности поведенческих актов, совершаемых индивидом на протяжении его жизни (рис. 3) [6]. Следующий акт в континууме реализуется после достижения и оценки результата предыдущего акта. Такая оценка – необходимая часть процессов организации следующего акта, которые, таким образом, могут быть рассмотрены как трансформационные или процессы перехода от одного акта к другому [7].

    image
    Рис. 3. Поведенчески-временной континуум

    Из всего вышесказанного следует, что индивид, и даже отдельный нейрон, должны обладать способностью вырабатывать образ результата действия и возможностью оценивать результативность своего поведения. При выполнении этих условий поведение можно с уверенностью называть целенаправленным.

    Однако, процессы системогенеза происходят в мозге не только в развитии (первичный системогенез), но и в течение жизни субъекта. Системогенез – это образование новых систем в процессе обучения. В рамках системно-селекционной концепции научения — формирование новой системы — рассматривается как формирование нового элемента индивидуального опыта в процессе научения. В основе формирования новых функциональных систем при научении лежит селекция нейронов из «резерва» (предположительно низко активных или «молчащих» клеток). Эти нейроны могут быть обозначены как преспециализированные клетки [8].

    Селекция нейронов зависит от их индивидуальных свойств, т.е. от особенностей их метаболических «потребностей». Отобранные клетки становятся специализированными относительно вновь формируемой системы – системно-специализированными. Эта специализация нейронов относительно вновь формируемых систем постоянна. Таким образом, новая система оказывается «добавкой» к ранее сформированным, «наслаиваясь» на них. Этот процесс называется вторичным системогенезом [9].

    Следующие положения системно-эволюционной теории:
    • о наличии в мозге животных разных видов большого числа «молчащих» клеток;
    • об увеличении количества активных клеток при обучении;
    • о том, что вновь сформированные специализации нейронов остаются постоянными
    • что при научении происходит скорее вовлечение новых нейронов, чем переобучение старых,
    согласуются с данными, полученными в работах ряда лабораторий [10].

    Отдельно хотелось бы отметить, что согласно современным представлениям психофизиологии и системно-эволюционной теории количество и состав функциональных систем индивида определяется как процессами эволюционной адаптации, которые отражаются в геноме, так и индивидуальным прижизненным обучением.

    Теория функциональных систем успешно исследуется путем имитационного моделирования и на ее основе строятся различные модели управления адаптивным поведением [11,12].

    Вместо заключения


    Теория функциональных систем в свое время первой ввела понятие целенаправленности поведения за счет сравнения предсказания результата с фактическими его параметрами, а также обучение как способ устранения рассогласования организма со средой. Многие положения данной теории уже сейчас нуждаются в существенном пересмотре и адаптации с учетом новых экспериментальных данных. Однако на сегодняшний момент данная теория входит в число наиболее проработанных и биологически адекватных.

    Хотелось бы еще раз отметить, что с моей точки зрения дальнейшее развития области ИИ невозможно без тесного сотрудничества с нейробиологами, без построения новых моделей на основе мощных теорий.

    Список литературы


    [1]. Александров Ю.И. «Введение в системную психофизиологию». // Психология XXI века. М.: Пер Се, стр. 39-85 (2003).
    [2]. Александров Ю.И., Анохин К.В. и др. Нейрон. Обработка сигналов. Пластичность. Моделирование: Фундаментальное руководство. Тюмень: Издательство Тюменского Государственного Университета (2008).
    [3]. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина (1975).
    [4]. Анохин П.К. «Идеи и факты в разработке теории функциональных систем». // Психологический журнал. Т.5, стр. 107-118 (1984).
    [5]. Анохин П.К. «Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса». // Бюллетень экпериментальной биологии и медицины. № 8, т. 26 (1948).
    [6]. Швырков В.Б. Введение в объективную психологию. Нейрональные основы психики. М.: Институт психологии РАН (1995).
    [7]. Александров Ю.И. Психофизиология: Учебник для вузов. 2-е изд. Спб.: Питер (2003).
    [8]. Александров Ю.И. «Научение и память: системная перспектива». // Вторые симоновские чтения. М.: Изд. РАН, стр. 3-51 (2004).
    [9]. Теория системогенеза. Под. ред. К.В.Судакова. М.: Горизонт (1997).
    [10]. Jog M.S., Kubota K, Connolly C.I., Hillegaart V., Graybiel A.M. «Bulding neural representations of habits». // Science. Vol. 286, pp. 1745-1749 (1999).
    [11]. Red'ko V.G., Anokhin K.V., Burtsev M.S., Manolov A.I., Mosalov O.P., Nepomnyashchikh V.A., Prokhorov D.V. «Project «Animat Brain»: Designing the Animat Control System on the Basis of the Functional Systems Theory» // Anticipatory Behavior in Adaptive Learning Systems. LNAI 4520, pp. 94-107 (2007).
    [12]. Red'ko V.G., Prokhorov D.V., Burtsev M.S. «Theory of Functional Systems, Adaptive Critics and Neural Networks» // Proceedings of IJCNN 2004. Pp. 1787-1792 (2004).
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 61

      0
      Ох как сложно это все воспринимается во втором часу ночи)
        +1
        HTM
          0
          Можно ли вставить в статью конкретные примеры, иллюстрирующие предлагаемую теорию на практике?

          Хотелось бы, прежде всего, понять: в чём, кратко, состоит отличие подхода? какие конкретно вопросы решает предлагаемый подход? есть ли показательные случаи, когда предлагаемая теория срабатывает лучше принятых подходов?
            +4
            Для того, чтобы пояснить Вам отличие мы подхода мне необходимо узнать отличие от чего Вы хотите узнать. Как я написал в статье, данная теория первой отвергла рефлекторную теорию Павлова, как инструмент генерации сознания, и взглянула на мозг с активностной точки зрения.
            Основные проблемы, которые решает данная теория — это проблема дуализма между психологией и нейрофизиологией. То есть каким образом организация на нейрональной уровне генерирует сознание, поведение, обучение. Фактически ТФС предлагает системную прослойку между психологическим и нейрофизиологическим, которая устраняет противоречия.
            А какие принятые подходы Вы имеет ввиду? Насколько я знаю таковых не существует.
            Основной вклад ТФС для кибернетиков — это постулат обратной связи, которая используется для детекции рассогласования со средой, и фактически приравнивание обучения индивида к устранению рассогласования со средой (все несколько сложнее, но в первом приближении можно так сказать).

            Конкретный пример. Возьмем кролика в клетке. Есть две одинаковые педали в разных углах клетки, расположенные зеркально. Кролика обучают нажимать на одну из педалей, подавая ему после нажатия подкрепление (еду например). Оно обучается нажимать на педаль и усваивает причинно-следственную связь — нажатие на педаль-еда. Это означает, что у него появилась функциональная система, специализированная относительно акта нажатия на педаль.
            Однако теперь мы хотим, чтобы он научился нажимать на другую педаль. Мы больше не подаем еду при нажатии на старую педаль, при этом начинаем подавать еду, если он нажимает на новую педаль. За какое-то время кролик переучивается и нажимает теперь на новую педаль, при это иногда продолжает нажимать на старую педаль(просто для проверки).
            Что же мы видим в этот момент, когда регистрируем активность нейронов у него в мозге? Из тех нейронов, что были специализированы относительно первоначального нажатия на старую педаль выделилась группа нейронов, которые активны также и при нажатии на новую педаль, однако не все. При этом добавились ранее не активные нейроны, которые теперь активны при нажатии на новую педаль.

            Интерпретировать это можно следующим образом. После первого этапа обучения у кролика сформировалась функциональная система, специализированная на нажатие на педаль (педаль он до обучения в своей жизни еще ни разу не видел и с ней не взаимодействовал). Однако потом его вынудили взаимодействовать с другой педалью. В этот момент произошло разделение той ФС на две: просто нажатие на педаль и нажатие например на правую педаль. При этом организовалась и новая ФС — нажатие на левую педаль. Таким образом мы имеем три ФС, которые организовались в процессе двух актов обучения. Причем ФС просто нажатия на педаль иерархически более главная, а ФСы нажатия на правую и на левую педаль наслоились на эту первичную ФС. Таким образом, когда кролик нажимает на какую-то педаль, то активны нейроны ФС, ответственной за конкретную педаль, и ФС, ответственной за нажатие на педаль вообще.

            Пример длинный, но это описание реального исследования.
              0
              Правильно ли я понял, что нажатия кролика на первую педаль — это реакционная система, а переучивание на новую зеркальную педаль — пример активностной системы мозга?
                0
                На самом деле и обучение нажатию на первую педаль тоже идет активностным образом, а не реактивным просто потому, что мозг впринципе активная система. Однако момент переучивания на вторую педаль и правда является ярким примером активного поведения кролика.
                  0
                  я так и знал! :)
                  (У всех бывали ситуации: «ой я все понял, поэтому можно не решать задачу на листочке, а типо в уме решить»)
                  А вообще, нам преподаватель на 1ом курсе еще сказал: мозг — ленивый орган, для того, чтобы не учиться (не возбуждать нейроны) он специально подсылает вам (нам) сигналы о том, что он уже, типа, научился и все понял, а на самом деле еще не научился. Не доверяйте ему и заставляйте обучаться.
                    0
                    Задаётся вопрос вроде:
                    А почему мозг «активная система»?
                    Следует описание эксперимента, который в рамках предложенных терминов, можно объяснить и с помощью теории «мозг — реактивная система» Всё это дополняется пояснением:
                    … тоже идет активностным образом, просто потому, что мозг впринципе активная система

                    А, ну тогда да, конечно. Железный довод в пользу теории, и не поспоришь :)
                      0
                      С помощью рефлекторной теории объяснить этот опыт невозможно, если не прибегать к махинациям, которые очень любят те, кто еще ее придерживается.
                      Причем я указал, что самым явным признаком правдивости активностной парадигмы является возможность переобучения кролика. При этом данный пример не был направлен на доказательство парадигмы активности, так как вопрос человека состоял не в этом. Он просил показать некоторый пример применения ТФС. Есть гораздо более показательные примеры активности, а не реактивности.

                      Вообще я стараюсь все объяснять на пальцах, без особо глубоких мыслей, так как сразу их понять сложно и надо серьезно переваривать. Если же Вам нужны реальные доказательства, то отсылаю Вас к мэтрам —
                      1. Александров Ю.И. Основы психофизиологии. Глава 14.1. Активность и реактивность — www.pedlib.ru/Books/3/0337/index.shtml
                      2. Швырков В.Б. Введение в объективную психологию. Нейрональные основы психики.
                    0
                    Нет, скорее это пример практического подтверждения ТФС, тогда как мы не смогли бы объяснить этот же опыт теорией реактионных систем.
                    0
                    Отдельно, было бы интересно почитать про построение моделей иерархический ФС.
                      0
                      Я не уверен, что есть публикации на эту тему. Однако у меня есть презентация Александрова Ю.И., в которой он немного говорит про иерархию ФС и про то, что она дает.

                      Сейчас в моем исследовании мы пытаемся сделать методику анализа, чтобы определять развитие иерархии ФС в процессе эволюции и обучения. Очень нетривиальная задача, так как обычная теория графов/сетей вообще мало рассматривает процесс анализа развития подобных структур.
                        0
                        Понял.
                        Тогда буду ждать твоих публикаций. :)
                  +2
                  А не слишком ли громко используется в заголовке слово «сознание»? ;)
                  Может я конечно и неправильно понял, но по-моему статья о системах обучения, о решении простых задач, которые решают существа не наделённые сознанием (собаки, вороны).
                  Вопросы сознания же всё ещё являются философскими, так не сформулировано определение сознания (тест Тьюринга — это вообще наглый хак :) и имеет целый ряд проблем).
                    +2
                    Собаки и вороны обладают полноценным сознанием. Даже гораздо более примитивные живые существа обладают так называемым протосознанием. Сознание тоже не просто взяло и появилось у человека, а прошло длительный путь эволюционного развития.

                    Безусловно с точки зрения сознания теорию функциональных систем еще надо дорабатывать, чем собственно говоря я отчасти сейчас и занимаюсь. Однако, необходимо понимать, что мы вплотную подошли к возможности исследовать сознание не с философской точки зрения, а с вполне формальной. Еще буквально 10 лет назад разговоры про сознание считались в среде нейробиологов просто дурным тоном. Многое для изменения отношения к принципиальной возможности исследования сознания сделал нобелевский лауреат Френсис Крик (первооткрыватель ДНК), который уже в преклонном возрасте стал заниматься нейробиологией. Он заканчивал все свои лекции слайдом, на котором было крупными буквами написано «Сознание сейчас!». Это был призыв начать изучать сознание с формальных позиций.
                      0
                      Хм… Но как вы можете заниматься сознанием, если пока нет его формального определения (что мы и ждём от философии). То есть вот то, что мы осознаём сами себя и ещё целый ряд наблюдаемых нами явлений — как это формализовать, чтобы заниматься этим научно?
                        +1
                        Философия не может нам дать формального определения сознания по определнию. И если честно то все, что она могла дать для изучения сознания — она уже давно дала.
                        Теперь необходимо за сознание браться нейробиологам и математикам, формализовывать его. Отчасти если мы сможем формализовать сознание, то мы уже и сильно продвинемся в его изучении.
                        Осознавать себя — это достаточно расплывчатая формулировка. С моей точки зрения одно из самых ярких проявлений сознания — это рефлексия, которая также наблюдается и у животных (реплеи у мышей). С этого и надо начинать. Кроме этого, в схеме архитектуры ФС, представленной в обзоре, как часть сознания указан афферентный синтез.
                          0
                          Ну это довольно спорно, может ли философия давать формализуемые критерии. Например, тест Тьюринга — это не раздел математики, а раздел философии, хотя критерий довольно формальный (хотя и с проблемами).
                          Но факт остаётся фактом — без формального определения сознания, очень самонадеяно говорить о его создании (я имею в виду заголовок статьи ;) ). Думаю, вначале интеллекта уровня собаки будет вполне достаточно (а ведь по гибкости, универсальности и приспосабливаемости наши ИТ-системы проигрывают даже более простым существам).
                            +1
                            Полностью согласен с тем, что современный ИИ уступает животным, которые гораздо более проще чем мышь например.
                            Повторюсь, что у собаки есть полноценное сознание. А вот слово интеллект вообще является очень неодозначным.=) Остальное читайте ниже.=)
                              0
                              Ну вот мы и столкнулись с проблемами. То что я понимаю под сознанием, у собак точно нет. Я не уверен, вообще способны ли они узнавать себя в зеркале. Плюс есть мнение, что формирование культуры есть следствие сознания (нам нравится мыслительные процессы, которые мы наблюдаем у себя в голове, собаки скорее всего не способы к рефлексии — ну с радостью почитаю новые исследования, которые говорят об обратном, так как могу ошибаться :) ).
                                +1
                                Отвечу на Все ваши комментарии здесь, если Вы не против.

                                Собаки способны узнавать и себя, а также категоризовывать остальные лица — представителей своей породы, вообще собак, людей и всех остальных. Проводились исследования на овцах и на обезьянах как раз по поводу распознавания лиц.
                                С моей точки зрения сознание включает как минимум два механизма — выбор действия в более-менее сложной ситуации и обучение в случае рассогласования со средой. Мы часто обсуждали этот вопрос с шефом моей лабы (внуком П.К. Анохина) и я вот пришел к таким предварительным выводам. А Вы как считаете, что есть сознание?=)

                                Немного про реплеи. Сейчас не могу у себя найти статью, завтра спрошу у коллег, а пока попробую объяснить на пальцах. Реплеи впервые были обнаружены у мышей года 3-4 назад при прохождении лабиринта.
                                Когда мышь бегала по лабиринту (например даже не по лабиринту а просто по прямой трубке), у нее находили так называемые клетки места (нейроны, которые всегда активны в каком-то месте лабиринта). Мышь пробегала от одного конца трубки к другому за пищей, в результате чего срабатывали по порядку все эти нейроны. После достижения еды, мышь некоторая время сидела в этом конце трубки и ничего не делала — обычно раньше это называли просто комфортным поведением. Однако если мы будет снимать активность этих нейронов в этот момент, то мы увидим что они проходят активации также как и при реальном пробеге, но в обратном порядке и в более быстром режиме. Таким образом, у мыши идет проигрывание только что осуществленного акта поведения. Это может служить одним из косвенных признаков сознания.
                                Кроме этого, сознание и в правду не могло возникнуть просто из ничего у человека, а это означает что оно все таки прошло эволюционный путь развития. То есть в тех или иных формах мы его можем найти у животных.
                                Проблемы с изучением сознания у животных состоит в том, что они не могут дать нам устный отчет (что обычно и связывают с сознательными процессами). Поэтому сейчас в области экспериментальной нейробиологии ищутся и находятся модели экспериментов, в которых можно изучать сознание у животных.

                                Конечно обучение не является напрямую признаком сознания. Скорее всего некоторые виды обучения могут происходить и без привлечения сознания. Однако вот насчет насекомых я не был бы так уверен, так как мне кажется что некоторые наиболее развитых форм могут обладать зачатками сознания.
                                  0
                                  Про реплаи очень интересно получилось. Хотя конечно и очень косвенно :).
                                  По-моему, сознание — это когда внутренние объекты мышления (идеи, мысли, образы и т. д.) наблюдаются этим мышлением точно так же, как и внешние вещи (объекты реального мира).
                                  В итоге мы, например, начинаем боятся своих мыслей (не реальных вещей, а, например, боязнь того, что команда за которую ты болеешь проигрывает), мы начинаем наслаждаться своими мыслями (появление культуры, культов и теоретической прото-науки).
                                    0
                                    Ещё интересное свойство сознание — появление подсознания и конфликт между ним и сознанием (психозы и т. д.). Хотя, наверное, это необязательное свойство сознание, но тем не менее оно как-то связано :).
                                      0
                                      То, что вы называете сознанием, я чуть выше кажется назвал рефлексией — то есть это отчет о своих действиях и мыслях. Это один из признаков сознания, который в том числе позволяет обучаться, так как именно за счет этого происходит оценка результативности того или иного поведения. Мы делаем отчет самому себе и это позволяет нам выбирать программу поведения дальше. Так что в этом я с Вами полностью согласен.
                                    0
                                    Вставлю своих 5 копеек.
                                    Я думаю, что есть минимум 2 причины, по которым возникают разногласия по воводу сознания у человека и животных:
                                    1 Нету четкого и единогласного определения сознания, и для каждой сферы это определение своё.
                                    2 Обычно говорят о наличии либо отсутствии сознания забывая, что это сложное понятие, которое можно разбить на много составляющих (не менее сложных). Если бы разговор был о хвосте -тут всё просто. Он либо есть (у собаки) либо его нету (у человека). В разговоре о сознании разных животных, как мне кажется, стоит разбить это понятие на составляющие о наличии/отсутствии которых можно будет судить. Еще можно говорить о разном уровне сознания, но каких-то критериев этого уровня я не встречал.
                                      0
                                      Насколько я себе представляю, и насколько понял из ваших комментариев, сознание человека можно разделить на такие свойства:
                                      способность к обучению,
                                      выбор действия в сложной ситуации,
                                      способность взаимодействовать с другими объектами и формами сознания,
                                      воображение,
                                      осознание своего я (узнавание себя)
                                      планирование и прогнозирование,
                                      анализ,
                                      образное (абстрактное) мышление,
                                      способность к творчеству,
                                      способность созидать прекрасное,
                                      и многие другие…

                                      Я знаю, что собаки например узнают себя, способны к обучению, общению между собой и с людьми, принятию сложных решений. Можно даже сказать, что некоторым собакам присущи человеческие чувства, как тревога, злость, радость, ответственность.
                                      У собак есть воображение — им даже снятся сны. Я читал про опыт, где животным ( правда котам вроде) отключали участок мозга, который блокирует движение во время сна. Они бегали, играли, убегали от воображаемых врагов, ели воображаемую пищу.

                                      С другой стороны собаки скорее всего не способны к искусству и его созиданию, образному мышлению, планированию, чего опять таки нельзя сказать про шимпанзе и дельфинов. Я думаю, у всех их есть сознание, просто не такое как у нас, но у нас его получается как-бы больше :)
                                        0
                                        Я думаю свойства, которые Вы перечислили входят в понятие «разум» или «интеллект», но не «сознание». Потому что, например, анализировать и обучаться способно и то, что мы называет «подсознанием».
                                        Сознание же лучше связать с рефлексией и её последствиями — культурной и т. д.
                                          0
                                          Но опять же, разговоры о терминах бессмысленны — прост каждый высказывает свою точку. Поэтому это и задача философии пока.
                                    0
                                    Да и что за реплеи у мышей? Я боюсь что такое распространённое слово не найду в Гугле :).
                                    0
                                    Но как вы можете заниматься сознанием, если пока нет его формального определения...

                                    Если им не заниматься, определения и не будет.
                                    Евклид имел формальное определение точки?
                                    0
                                    С сознанием вообще куча проблем сейчас. Обладают ли дельфины там же сознанием как и мы? Где лежит граница между сознанием — протосознанием — не сознанием? Единственный тест, который я видел — узнавание самого себя в зеркале.
                                      0
                                      Если есть проблемы, то это прямой призыв к необходимости их решения, а не стояния в стороне.=)
                                        0
                                        :) Я считаю, что глупо браться сразу за такую сложную цель как сознание. Вначале вполне достаточно сделать надежное и эффективно универсальное обучение, чтобы, например, роботы на Марсе могли действовать автономно (в том числе, в случае частичной поломки).
                                        Первые десятилетия кибернетики научили человечество аккуратно браться за задачи ИИ, копий уже на ней сломано множество ;).
                                          0
                                          Обучение с моей точки зрения является частью сознания. Сознание включается именно тогда, когда необходимо решить возникшую проблему, что собственно и обеспечивает адаптивность.

                                          Не дай Б-г мне призывать к созданию сознания.=) Мы слишком далеки от этого=) Я призываю к изучению, попыткам формализации, построению и развитию теорий. А до этого как мне кажется мы уже доросли.
                                            0
                                            Но ведь на обучение способы существа заведомо не обладающие сознанием — например, насекомые. Видите, нужно формализация сознания чтобы не то что его разрабатывать, а хотя бы общаться об этом ;).
                                              0
                                              А кто сказал, что на обучение способны насекомые? Присловутый коллективный разум муравьев, например, абсолютно не предполагает обучения — у них есть сложные программы поведения, намертво запрограммированные в каждую особь, что в целом дает такое сложное коллективное поведение. У мух нервная система закодирована жестко геномом(вплоть до 5-ого ветвления нейрона). Чего уж говорить о насекомых — крокодилы не менее глупые в плане обучения, вспомните хотя бы охоту на них — они выползают на берег и заползают обратно точно в одном месте, охотники ставят там нож в песке и крокодилы заползая в воду обратно сами себя распарывают об ножик.

                                              К обучению способны только более развитые в плане нервной системы, существа. Их конечно немало, но намного меньше, чем вы описали. Я сейчас говорил об индивидуальном обучении конкретной особи, ведь те же муравьи обучаются популяцией по принципам эволюции, и отборов всяких =)
                                                0
                                                … у них есть сложные программы поведения, намертво запрограммированные в каждую особь...

                                                Откуда они взялись, эти программы в этих особях?
                                                  0
                                                  В голову приходит только эволюция(то, что мы называем генетические алгоритмы) — все у кого алгоритмы были не способствующие выживанию вымерли, вот что осталось
                                        +1
                                        Тоже задавался этим вопросом об узнавании себя в зеркале, и можно ли об этом судить о наличии/отсутствии сознания у животных. Возьмем, к примеру, тех же собак. Почему-то, мне кажется, здесь происходит ошибка человеческого обобщения — искать то же поведение у животных и людей. Дело в том, что характер внешней афферентации у собак сильно отличается от нас, так, когда мы получаем 90% информации об окружающей обстановке, у собак же очень важную роль играют запахи. Не думаю, что собаки не ассоциируют отражение в зеркале с собой, мне кажется это для них просто не так важно (у них не построено связей в мозгу для необходимости оценки себя со стороны, внешний вид/одежда/отношение окружающих). И, естественно, образ себя в зеркале для них не есть другая собака, а просто отражение (заложенные законы внешнего мира), так как другую себеподобную особь они могут почуять за, скажем, 20-30 метров за поворотом.
                                          0
                                          *поправка: 90% информации об окружающей обстановке визуально
                                            0
                                            По поводу активности и реактивности мозга: У животных все просто — мозг большей частью реактивен (рефлекторен). Небольшая активность происходит когда работает ориентировочный рефлекс, и он хорошо исследован. У младенца очевидна реактивность тоже — малыш хнычет и тянется к погремушке — убрали погремушку — он забыл тут же о ней.

                                            А вот у взрослых сложней. «Погремушки» взрослых неубираемые — они хранятся… скажем в воображении. Их вообще может не быть в реальности, представьте себе торшер в виде глобуса. Хотя вы никогда не видели его (он только что выдуман), но воображение его создало.

                                            Реактивность-активность — это вопрос какой мозг изучать: животного или человека. Если второй, то нужно моделировать воображение. Если первый, если воображения нет, то и нет органа, которым можно идентифицировать себя в зеркале.
                                              0
                                              Правильные размышления. Ну вообще нормально теста нет, зеркало — это просто небольшой пример :).
                                        0
                                        Что-нить посоветуете почитать про Нейродарвинизм?
                                          0
                                          Можете поискать обзоры в рунете, однако хороших я не видел ни разу.
                                          Если и правда интересно, то надо обращаться к первоисточнику — Edelman G. Neural Darwinism: The theory of neuronal group selection. NY: Basic Books (1987). Книжка хоть и немаленькая, но читается достаточно легко. Найти в интернете ее по-моему нельзя, так что если хотите могу скинуть Вам ее на мейл.
                                          Я думаю, что попробую в скором времени написать здесь обзор и нейродарвинизма, и теории глобальных пространств, тем более что частично они уже есть.
                                            0
                                            Буду с нетерпением ждать обзоры. Спасибо.
                                          0
                                          Я себе это представляю следующим образом. В сознании находится образ текущей ситуации, а также образы похожих ситуации, которые встречались в прошлом и образы того, к чему эти ситуации приводили. Параллельно существуют эмоциональные оценки, которые связаны с каждым образом и вместе определяют эмоциональное состояние. Эти оценки показывают, насколько благоприятен тот или иной образ. Это позволяет оценить текущую ситуацию и опыт о возможном развитии событий, чтобы сделать правильный выбор (у которого будет более благоприятная эмоциональная оценка). Параллельно с этим находятся образы возможных действий, которые взяты из памяти и которые в прошлом приводили к тому или иному результату. У действий есть своя оценка, аналогичная эмоциональной у чувств — мотивация. Если действие увеличивало эмоциональную оценку, то мотивация совершить это действия больше, чем когда оно уменьшало эмоциональную оценку. Когда найдено действие с достаточно высоким уровнем мотивации, оно совершается, результат попадает в сознание, как образ о текущей ситуации, в память записывается весь этот опыт и все повторяется.
                                            0
                                            Мне кажется, что Вы несколько свалили все в одну яму, хотя общая логика может и недалека от реальной. Как мне кажется не всегда выбор действия детерминируется предполагаемым увеличением эмоциональной оценки.
                                            К вопросу опять же про ваши «столбики», скорее всего мозг не сможет хранить образы всех этих ситуаций, поэтому логика работы может быть несколько иной. Мозгу будет необходимо категоризовывать и обобщать.
                                            То, что Вы описали — это очень похоже на модель, обычно используемую при обучении с подкреплением. Есть состояния и действия, есть сила состояний и действий. Именно это и определяет поведение в таких моделях. Таким образом, они определяют одну из частей сознания — выбор действия. И сталкиваются с так называемой проблемой масштаба — невозможностью хранить напрямую такой объем информации. При этом решают ее опять же категоризацией и обобщением.
                                            Однако в данных моделях не разработана вторая важная часть сознания — эффективное обучение без учителя. Собственно не устаю повторять, что это самая важная часть, обеспечивающая адаптивность.=)
                                              0
                                              А мне кажется, что любое действие совершается для достижения какого-то положительного эффекта. Иначе организм просто не был бы способен к выживанию. Возможно, эта оценка не так проста и очевидна, ведь могут учитываться как краткосрочные цели, так и долгосрочные. Например, выспаться сейчас и восстановить силы или исполнить свою обязанность и пойти на работу. В любом случае одна «часть сознания» будет недовольна.

                                              Насчет образов. На самом деле все просто — образы хранятся не один в один. Т. е. в массиве, о котором я писал, может быть много нулей. Это и есть обобщение.

                                              Без учителя человек тоже не особо хорошо обучается. Вспомните людей, которые воспитывались животными. При этом у них еще был какой-никакой учитель. А если бы его не было вообще?
                                                0
                                                Вот как раз про долгосрочные цели я и говорил. В их случае Ваша идея с таким простым выбором действия может не сработать.

                                                Без учителя человек действительно обучается плохо. Но человек и пример плохой на самом деле с точки зрения нейробиологии.=)
                                                При этом мы вполне самообучаемся каким-то простым вещам — например ходить по большому счету мы учимся сами. А уж самообучение, когда есть некоторый изначальный задел, вообще вещь повсеместная.
                                                У животных это выглядит гораздо нагляднее, так как у них эволюционно заложено больше полных поведенческих актов и на их основе они могут самостоятельно корректировать поведение в случае необходимости.
                                                  0
                                                  Сработает идея или нет — зависит от алгоритмов поиска по памяти. Я догадывался, что животные лучше самообучаются. Но меня интересует именно мозг человека. Т. е. даже если вначале модель организма будет довольно простой, как у животного. То управлять этой моделью будет модель мозга человека.

                                                  Я как-то читал книгу про обучение слепых детей. За счет отсутствия зрения, воссоздать возможности их организма по взаимодействию будет проще. Но мозг то у них тот же самый. Так вот, без влияния учителя они не смогут научиться вообще ничему. Доходит до того, что у тех детей, которых родители по незнанию все время носят на руках, не развивается способность к терморегуляции.

                                                  Поэтому я не рассматриваю такие модели, которые смогут развиться хотя бы до уровня ребенка 1 года без учителя вообще. Человек на это не способен.
                                            0
                                            Спасибо за статью.
                                            Вспомнил конец 2 курса и экзамен по общей психологии. На нем как раз рассказывал теорию Анохина.
                                              0
                                              не менее интересны лекции его внука — Константина Владимировича

                                              — про работу памяти человека bit.ly/dpgFGQ
                                              — захватывающая лекция про brain-machine interface, то есть прямое управление машинами мыслью bit.ly/aZMlVh
                                                +1
                                                Я как раз собственно в его лабе и работаю.=)
                                                0
                                                Мне кажется, что мы как обладающие этим самым сознанием, никогда и не узнаем до конца как же оно устроено. Тем более не будет никаких ИИ, осознающих самих себя.
                                                  0
                                                  Спасибо за статью. Хотелось бы почитать про две другие теории:

                                                  > теория селекции нейрональных групп (нейродарвинизм) Джеральда Эдельмана
                                                  > теория глобальных информационных пространств Жана-Пьера Шанже (изначально сформулирована Бернардом Баарсом)
                                                    0
                                                    Тогда придется набраться терпения.=) Думаю я подготовлю эти статьи в ближайшее время, но хочу сразу предупредить. Нейродарвинизм во многом похож на ТФС, а теория информационных пространств лично мне кажется очень нереалистичной и натянутой. Но это исключительно мое мнение.=)
                                                    0
                                                    можно ли создать компьютерный алгоритм, который бы создавал компьютерные алгоритмы? т.е. воссоздать первичный системогенез?
                                                      0
                                                      Вы наверное немного не так поняли смысл первичного системогенеза. Первичный системогенез — это механизм, который, если говорить в простой формулировке, осуществляет трансляцию генотипа в фенотип, который будет у индивида после рождения.

                                                      Компьютерный алгоритм, который создавал бы компьютерные алгоритмы — это область ИИ. В этом направлении велось много разработок в том числе в СССР — по системам ИИ, которые доказывают теоремы например.

                                                      Если же вас интересуют самовоспроизводящиеся системы, то этим многое в свое время занимался великий и ужасный Джон фон Нейман, который собственно и сконструировал первый самовоспроизводящийся клеточный автомат.
                                                      0
                                                      «чего не может бы быть » и весь абзац с этой фразой как-то странно звучит
                                                        0
                                                        Хорошая обзорная статья, а потому встречный вопрос: есть ли у кого-нибудь идеи или хотя бы желание реализовать что-то похожее на функциональные системы? Рассмотрю любые идеи, размышления, наработки, постараюсь ответить на любые вопросы по теме. Планирую реализовывать на с++.
                                                          0
                                                          Еще вопрос автору статьи, да и всем участникам дискуссии: есть ли предположение о механизме образования ФС? Каким образом нейроны с разных участков коры\подкорковых структур\разных отделов мозга «находят друг друга», и образуют функциональную систему? Теория прекрасно объясняет как МОЖЕТ работать нервная система, а я бы хотел узнать КАК она работает.

                                                          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.