Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ичас М. -> "О природе живого: механизмы и смысл " -> 109

О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.

Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл — М.: Мир, 1994. — 496 c.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка): oprirodejivogo1994.djvu
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 175 >> Следующая

Кратковременная и долговременная память
Существуют по меньшей мере две формы памяти.
А. Кратковременная память, в которой следы появляются сразу же. Этот вид памяти, возможно, зависит от электрической активности нервных клеток мозга. Если активность прерывается, например при охлаждении или наркозе, следы исчезают. Кратковременную память можно представить себе в виде нервных им-
пульсов, циркулирующих по замкнутым путям и таким образом сохраняющихся короткое время, хотя это не единственно возможное и даже не самое вероятное объяснение.
Б. Спустя несколько минут следы переводятся из кратковременной памяти в отдел более длительного хранения; здесь информация уже не утрачивается после прекращения электрической ак-тивиости нейронов. Она теперь закреплена в нервных связях и может храниться долго, иногда вою жизнь.
Эти два вида памяти — кратковременная и долговременная — имеются и у имел, и у рыб, и у человека; это позволяет думать, что основы памяти (по крайней мере природа энграмм) у всех организмов сходны.
Природа энграмм
Известный канадский психолог Доналд Хебб первый предположил, что образование энграммы связано с изменением эффективности синапсов. Основная идея состояла в том, что если нейроны А и В соединены синапсом и оба часто подвергаются одновременной стимуляции, то синапс между ними становится “сильнее”, т. е, легче передает сигнал от одного нейрона к другому, Если синапс станет “достаточно сильным'’, стимуляция только одного нейрона вызовет разряд и в другом: между ними установится “ассоциативная связь”. Этот принцип позволяет объяснить, почему активация каким-то стимулом нейрона А может “вызвать в памяти” нечто иное, представленное активностью нейрона Б.
Теперь мы знаем, что именно так и происходит на самом деле, хотя, конечно, в каждом акте запоминания участвуют не два нейрона, а огромное множество их. Кроме того, описанная Хеб-бом ассоциация закрепляется лишь при особых обстоятельствах. В процессе обучения это происходит только при соответствующем “вознаграждении” или “наказании”. Части мозга, так сказать, осознающие такого рода последствия, вырабатывают вещества, необходимые для усиления синаптических связей. Таким образом, для успешного запоминания и обучения нужны взаимодействия между различными частями мозга.
Природа нелокальных энграмм
Па первый взгляд, память с нелокальными (распределенными) эн-граммами, позволяющая хранить отдельные воспоминания “всюду и нигде”, кажется весьма загадочной. Однако сейчас, когда нам
20 —305
удалось построить подобные системы из электронных компонентов, она потеряла часть своей таинственности. Мы не можем описывать здесь детали строения таких систем, скажем только, что они основаны на взаимосвязанных схемах типа “флип-флоп”.
Схема “флип-флоп” состоит из двух элементов, Ai и Аг, каждый из которых получает сигнал на входе и преобразует его в выходной сигнал. Соединим теперь эти два элемента так, чтобы они оказывали друг на друга торомозящее воздействие:
"Даниил" <-----> А1<---> А2 <----» "Пещера"
"Зоопарк” <--->АЗ<----» А4 <---> "Лев"
Такая система имеет два стабильных состояния: [+Ai, —As]
и [—А1, +А2]. Если в начале элемент Ai достаточно активен, он
закрывает Аг и не тормозится им; обратная картина наблюдается при достаточной активности А2. Путем достаточно сильного стимулирования любого из двух элементов можно “выключить” выход другого.
Система из двух таких элементов не представляет особого интереса. Все, однако, меняется, если схемы “флип-флоп” соединены с множеством других, причем так, что входящие в них элементы могут оказывать друг на друга и стимулирующее, и тормозящее воздействие:
Вход----> А1 (-) <--> (-) А2 «-------Вход
ж V
Выход Выход
В этой системе, все еще очень небольшой, возможно несколько различных стабильных состояний, зависящих от входного сигнала и от типа соединений — стимулирующего или тормозящего. Например, при подаче внешнего сигнала на Ai (“Даниил”) система может перейти в стабильное состояние [+А4, —Аг, -Аз], означающее А4 (“лев”). В биологической системе сила связей и выходных сигналов устанавливается и меняется под влиянием ассоциаций, созданных в результате прошлого опыта, как и предполагал Хебб.
Число возможных состояний быстро увеличивается по мере роста числа запоминаемых элементов, причем множество различных состояний всей системы могут давать один и тот же выходной сигнал. Это означает, что данный объект может быть представлен разными состояниями системы; и действительно, по мере накопле-
ния информации в памяти стабильные состояния, представляющие тот или иной объект, меняются.
Кроме того, крупные сети такого типа имеют много избыточных связей, так что значительная часть сети может быть удалена без существенного изменения информации на выходе. Теряется лишь малая доля информации, хотя по мере удаления многих связей система начинает испытывать трудности, например делает больше ошибок или не может так же легко извлекать информацию из памяти. В этом отношении результаты сходны с тем, что наблюдал Лэшли после удаления частей коры. Коротко говоря, для запоминания каждого элемента требуется очень большая сеть из многих миллионов нейронов, а так как система действует на основе статистических принципов, она выдерживает значительные повреждения.
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed