Григорий Хай - Информатика для медиков

Головной мозг : подкорка, кора.

Замечание: «Биологизация» и «интеллектуализация» изделия в целом вызывают необходимость жестко сформулировать предельно допустимые границы автономии его решений и действий.

Спинной мозг является конструктивным продолжением головного мозга. Он предназначен для непосредственного управления основными функциями всех комплексов изделия, кроме центрального, а также части блоков и модулей сенсорного комплекса. Непосредственное управление предполагает не только реализацию управленческих команд, генерируемых головным мозгом, но и частичную автономию спинного мозга.

Спинной мозг состоит из нескольких (не менее двух) однотипных относительно автономных, но структурно взаимосвязанных сегментов. В общую структуру спинного мозга входят проводящие пути двух типов: эфферентные («передние», нисходящие) и афферентные («задние», восходящие). Они являются взаимными каналами связи спинного мозга с головным, где начинаются и соответственно заканчиваются в конкретных отделах (модулях – узлах) подкорки. В пределах же спинного мозга проводящие пути начинаются (афферентные) и заканчиваются (эфферентные) в соответствующих сегментах.

Каждый сегмент спинного мозга включает группы нервных узлов, аксоны которых образуют соответствующие передние (исходящие из головного мозга и впадающие в данные узлы) либо задние (исходящие из спинного мозга и впадающие в узлы подкорки) проводящие пути.

Дендриты узлов спинного мозга, объединяясь в пучки, образуют передние и задние рога, расположенные попарно «по обе стороны» от него. В свою очередь, объединяясь за пределами мозга «по бокам» от него, эти рога вливаются в боковые парамедуллярные нервные узлы – анимальные или вегетативные, в зависимости от функционального назначения, соответствующие каждому сегменту спинного мозга.

От парамедуллярных узлов отходят нервные стволы, образующие всю периферическую нервную систему, за исключением ее части – мозговых нервов, связанных непосредственно с головным мозгом. Эти нервы также включают афферентные и эфферентные волокна, обеспечивающие в основном оперативное управление наиболее важными блоками сенсорного комплекса изделия.

Головной мозг состоит из двух взаимосвязанных отделов – коры и подкорки. Оба они представлены множеством взаимосвязанных нейронов, образующих функциональные нервные узлы (в подкорке) и функциональные зоны (в коре).

Подкорка получает по всем каналам связи, прямо либо опосредованно, всю импульсацию от всех источников периферической нервной системы и спинного мозга изделия.

Задачи подкорки:

– сортировка полученных сигналов;

– «бессознательное» автономное автоматизированное, в том числе рефлекторное управление частью функций изделия;

– отбор информации для передачи в кору;

– передача в кору сигналов в соответствии со смысловыми алгоритмически заданными правилами и условиями, определяющими особенности ситуации, в которой в каждый данный момент находится изделие. Эти сигналы активизируют нужные зоны коры для выполнения свойственных только ей функций;

– выполнение команд коры по управлению конкретными комплексами и изделием в целом.

Нейронная сеть строится в виде квадратной сетевой паутины .Конструктивно она может быть свернута в любую удобную конфигурацию.

Типовая структурная единица квадратной паутины – единый базовый элемент (ЕБЭ), где каждый из 9 включенных в него взаимосвязанных квадратов является первичной ячейкой (ПЯ). Существующие в живой нервной системе синапсы в данную структуру не включены.

Выделение ЕБЭ в структуру, состоящую из 9 ПЯ, имеет информационный смысл. Ответов на 9 стандартных вопросов « что?» («кто?»), «какой?» («какое?»), «чей?» («с чем?», «с кем?»), «сколько?», «где?» («куда?», «откуда?»), «когда?», «как?», «почему?», «зачем?» принципиально достаточно для характеристики (описания) любого объекта – вещества или события. Собственно говоря, событие – это то, что происходит с веществом (выше об этом уже говорилось).

Такая структура лежит в основе построения базы знаний коры головного мозга центрального комплекса изделия.

ЕБЭ объединяют в первичные комплексы (ПервК) сетевой структуры, ПервК – во вторичные комплексы (ВК), ВК – втретичные комплексы (ТК). Объединения ТК образуют корковую зону (КЗ).

В состав одной КЗ, если ЕБЭ строятся изолированно друг от друга, включаются 6561 ЕБЭ и 59 049 ПЯ. Всего в составе коры имеется пять относительно независимых специализированных КЗ. Кора головного мозга (собственно «интеллект»).Схематически основной функциональный цикл коры можно представить таким образом: …раздражения → ощущения → самосознание → потребности → распознавание и узнавание с использованием синестезии и БЗ → эмоции → целеполагание → сценарные рассуждения и утверждения → выбор стратегии поведения с учетом возможных ограничений и мотивации → действие → оценка результа – тов → обратная связь → корректировка и пополнение БЗ → формирование условных рефлексов → и… все сначала.

Функциональные зоны коры:

– сенсорная зона;

– зона базы знаний;

– зона анализа и распознавания;

– зона сценарного мышления;

– зона выбора и реализации решений.

Комментарий. Сознание и мышление являются физиологической (психической) функцией коры головного мозга. Механизмы и сущность этих естественных явлений остаются неизвестными.

В описываемом программно-аппаратном комплексе, имитирующем (моделирующем) некоторые функции коры для сугубо прагматических целей, примем информационные результаты ее преобразований на алгоритмически заданном этапе в качестве функции мышления и сознания.

Для поставленной цели мы определили информацию как индивидуальную интерпретацию приемником результатов его взаимодействия с принятым сигналом. Этот результат является материально-энергетическим событием. Интерпретация корой головного мозга данного устройства таких результатов, в свою очередь, может рассматриваться как последующее событие, задаваемое алгоритмическим способом. Будучи представленным на любом из конструктивно избранных языков в форме текста, последний принимается в качестве описания процесса мышления.

Основными функциями сенсорной зоны являются осознание получаемых ею импульсов (раздражений) и преобразование их в ощущения ,формирование самосознания и эмоций .

Все импульсы кора получает из подкорки, в которой они сортируются, отбираются и передаются в кору. Их источниками являются спинной мозг и мозговые нервы.