Логин Пароль
Регистрация

Концепция мышления

Изображение по умолчанию
Сила гипотезы:
0 (0%)
Содержание
Приверженцы
Обсуждения
Место на сайте
Ниже представлена информация о гипотезе
Категория: Человек » Психология
Происхождение
Дата публикации: 2019-12-09, 03:40:59
Опубликовавший: maxdm (не поддерживает гипотезу)
Тип гипотезы: Собственная гипотеза
Использованные источники: не указано
Основная информация
Описание:

Автором разработаны подходы к пониманию того, как человеческий мозг воспринимает и обрабатывает информацию.

«Концепция

Информационного обмена в

центральной нервной системе»

Автор: Дмитриев Максим Иванович

г. Чита, 2019

Введение

Автором разработаны подходы к пониманию того, как человеческий мозг воспринимает и обрабатывает информацию, а также того, как реализуется «умное» зрение. На основе этих подходов намечены пути к разработке новой искусственной нейронной сети, которая может стать ключом к «сильному» искусственному интеллекту.

Цели и задачи

Термин «искусственный интеллект» используется сейчас не для обозначения гипотетической разумной машины, а области научных исследований и технических разработок, моделирующих внешние проявления отдельных мыслительных операций.

В одном из выступлений на конференции «OPEN TALKS», Константин Анохин отметил, что требуется создание научной теории функционирования человеческого мозга. Пока этого у нас нет, многие процессы обработки информации человеком закрыты от понимания.

Понятно, что создание такой теории под силу только коллективу разнопрофильных специалистов: философов, нейрофизиологов, психологов, математиков, программистов и других.

Предлагаю вашему вниманию авторскую концепцию.

Основная часть

Итак, приступая к созданию модели живого существа, необходимо определиться с главной целью – для чего ему быть? Целью жизни примем саму жизнь, само существование. И не просто существование, а жизнь в радости и покое. Примем, что живое существо — это сложная многоуровневая комбинация из простых элементов (структура), имеющая способность изменяться с целью достижения целевого состояния.

Что может влиять на структуру, обуславливая качество ее состояния? Несомненно, это – внешняя среда – взаимодействующие структуры. Но, согласно нашей логики, сама живая структура должна иметь внутреннее побуждение к изменению. Таким образом выделим два источника влияния на структуру – внешний и внутренний.

По отношению к внешнему окружению мы занимаемся всего четырьмя вещами:

1. Распознавание (выделение объекта из окружения, выявление свойств).

2. Изучение (взаимодействие с объектом и выявление того, что он нам несет).

3. Выбор ответного действия (любое действие по отношению к этому объекту, которое предположительно способно приблизить нас к главной цели).

4. Предвидение (способность предвидеть события, связанные с объектом с целью опередить или предупредить события).

Совокупность этих процессов можно определить как мышление. Происходит оно непрерывно в состоянии бодрствования.

Автором предложена модель нейронной сети, способная реализовать эти функции. По своей структуре она имеет некоторое сходство с биологической ЦНС.

В общем виде она представляет из себя две одинаковые параллельные группы деревьев.


Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание
Одна из них работает на распознавание и связи внутри нее направлены вверх, а вторая – на вывод информации, и ее связи направлены вниз.

Каждый из узлов группы деревьев связан с соответствующим узлом из параллельной группы. Самые нижние узлы (листья) образуют рецепторы (у восходящего дерева) и эффекторы у нисходящего.

Изображение выглядит как карта, текст  Автоматически созданное описание

Узлы верхнего уровня являются корневыми узлами деревьев, которые формируются из любых узлов и могут включать в себя узлы других деревьев. Также в горизонтальной плоскости на каждом уровне имеются горизонтально направленные связи. Каждый узел может иметь несколько вертикальных и горизонтальных связей с другими узлами, выбор активации которых зависит от уровня заряда узла. Таким образом, в каждый момент времени обход одного дерева может перейти на другое дерево в зависимости от ситуации.

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

Связи образуются при последовательной (!) активации двух рецепторов. И при многократном повторении они укрепляются, то есть увеличивают пропускную способность передачи заряда. Это можно назвать долговременной памятью.

В данном виде сеть обладает способностью запоминать цепочки событий и воспроизводить их при получении даже небольшой части этих цепочек при условии предварительного получения тех цепочек, которые ранее сопутствовали искомой. То есть действовать в семантическом поле. Полученные ранее цепочки сохраняются в сети в виде повышенной заряженности узлов, которой недостаточно для активации, но достаточно для коррекции обхода деревьев. Это можно назвать краткосрочной памятью. Предполагается, что эта заряженность может ослабевать со временем во избежание перегрузки сети. Отметим, что цепочки событий можно воспринимать, как последовательный набор свойств объекта, что дает понимание, как мы можем распознать или восстановить объекты из частей.

Изображение выглядит как объект, часы  Автоматически созданное описание

В целях повышения четкости и конкретности ввода-вывода приняты следующие решения:

1. Установлен нижний порог возбуждения нейронов, который в несколько раз превышает заряд от одного импульса.

2. Верхний порог находится по следующему принципу: в каждом уровне в единицу времени находится максимально заряженный нейрон. Каждый уровень имеет контур, в пределах которого производится выборка. В одном контуре находятся восходящие нейроны слоя N и нисходящие нейроны слоя N-1.

3. Повторяющиеся сигналы от одного нейрона суммируются с понижающим коэффициентом.

4. Предложена схема установления тормозящих связей между взаимоисключающими нейронами.

Таким образом предполагается, что для активации необходима серия входящих сигналов, подобно тому, как происходит раздражение в биологической сети.

Представленная сеть может относиться к одному органу. В случае, если это рецепторные органы, такие как органы слуха и зрения, то выходы эффекторов первого слоя замыкаются на своих соответствующих рецепторных входах, что дает нам возможность мысленно воспроизводить звуки или образы. А в случае с мышечными органами рецепторы получают сигнал от того волокна, на которое сокращается при поступлении на него соответствующего эфферентного сигнала.

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

В данной системе можно предусмотреть возможность обучения реактивным действиям по такой схеме:

1. Внешним раздражениям, которые воспринимаются как чреда импульсов назначается отрицательное, либо положительное значение. Отрицательное требуется снижать, положительное увеличивать.

2. Для всех органов предусматривается возможность в верхних слоях иметь общий контур.

3. При появлении раздражения на одном органе происходит последовательный поиск того нейрона, при котором раздражение снижается (при отрицательном отношении) или увеличивается (при положительном). Под отношением надо понимать оценки «хорошо» и «плохо».

4. Реализация этого принципа происходит при помощи механизмов торможения с участием нейромедиаторов.

5. Устанавливается связь с найденным нейроном и в следующий раз реакция идет по запомненной схеме.

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание
Необходимо предусмотреть возможность для запоминания силы раздражения. То есть при фиксировании на рецепторе отдаленного объекта, который ранее при близком взаимодействии вызывал раздражение, должен «включиться» некий внутренний генератор импульсов для предупредительной реакции. Можно предположить, что в организме таким генератором является сердце, а управляющей системой – ядра таламуса и базальные ганглии.

Повышенную частоту, приложенную к нейрону при положительном отношении, можно назвать вниманием, а при отрицательном отношении – раздражением. Сильное раздражение воспринимается как боль, то есть боль можно отнести к необходимым условиям познания окружающего мира.

Общий контур для всех органов в верхнем слое позволяет устанавливать между ними ассоциативные связи. При получении информации об объекте в одном органе возбуждаются нейроны, ранее ассоциированные в других органах, являющиеся корневыми узлами соответствующих деревьев.

Можно увидеть, что эту сеть можно представить в самом общем виде, как два направленных друг на друга рецепторных поля. Одно получает сигнал из внешнего мира, а другое из внутреннего.

Сигналы, поступая с двух сторон заряжают различные узлы сети, которые будучи связаны между собой, корректируют пути дерева. Таким образом можно объяснить, как мы слышим то, что хотим услышать и видим, то, что хотим увидеть. А также это дает способность схватывать на лету смысл говорящего с нами, если мы говорим об одном и том же. Также внутренний генератор может смоделировать воздействие чувств, которые могут влиять на восприятие внешнего воздействия.

Как реализуются логические рассуждения этой сетью? Путем создания связей между узлами, не получая из внешнего мира реальной такой последовательности. То есть в определенный момент времени в слое может возникнуть ситуация, когда последовательно срабатывают два нейрона, которые при определенных условиях оказались наиболее заряженными. Эти условия возникают в следствие реализации сетью логических функций.

Нетрудно увидеть, что размер этой сети должен иметь ограничения, иначе начнутся сбои в воспроизведении цепочек. Поэтому предлагается следующее решение.

1. Первый слой должен состоять из одинаковых модулей, которые представляют собой показанную выше сеть определенного размера, обеспечивающего четкую работу модуля.

2. Второй и последующие слои состоят из таких же модулей, но в качестве единичных рецепторов и эффекторов для них являются модули нижележащего слоя.

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание


Такая организация дает способность упрощать объекты-события до прерывистых контуров, что не влияет на качество распознавания.

Чем эта сеть может быть похожа на биологическую?

Приведу краткую схему модели и сравнение ее основных составляющих с составляющими ЦНС.

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание

Изображение выглядит как текст, карта  Автоматически созданное описание


Общая схема ЦНС.

1. Внутренний автономный генератор импульсов (сердце).

2. Блок памяти силы воздействия. Также выполняет функцию распределения внутренних импульсов по системе. (базальные ядра)

3. Управляющий модуль. Задает требуемую мощность генератору. Управляет восприимчивостью нейронов в зависимости от ситуации - угроза разрушения, либо нейтральная или благоприятная обстановка. (таламус с гипофизом)

4. Общее поле. Создаются ассоциирующие связи между органами и связи, отвечающие за рефлекс. (мозолистое тело)

5. Участок коры – модель обработчика информации, поступившей с рецепторного органа. (слуховые, зрительные поля и т. п.) Состоят из нескольких слоев (на рисунке разделены пунктиром). Количество слоев определяет глубину синтеза.

6. Участок коры – модель обработчика информации, циркулирующей в эффекторном органе. (двигательные зоны коры) Также состоят из нескольких слоев.

7. Участок коры – модель обработчика информации, принимаемой от верхних слоев первичных обработчиков (лобные доли). Здесь осуществляется высшая психическая деятельность на основе операций с речью.

8. Раздел между вертикальными слоями сети

Изображение выглядит как объект, антенна  Автоматически созданное описание
Узел 1:

9 - Восходящий нейрон; 10 - Аксон нисходящего нейрона; 11 - Вертикальная нисходящая связь (анализ); 12 - Вертикальная восходящая связь (синтез); 13 - Синаптическая щель; 14 - Принимающий участок связи (дендрит); 15. - Передающий участок связи (аксон); 16 - Нисходящий нейрон; 17 - Восходящая связь на следующий уровень; 18 - Горизонтальные связи восходящего дерева; 19 - Горизонтальные связи нисходящего дерева; 20 - Нисходящая связь первого уровня.

Заключение

Представленная структура может объяснить, каким образом реализуются практически все когнитивные способности - восприятие, внимание, память, мышление, воображение, двигательные навыки. Также она моделирует эмоции. Данную концепцию можно рассмотреть в качестве исходных положений общей теории мозга, в которой так нуждается вся сфера искусственного интеллекта.

Отдельные механизмы сети были смоделированы автором и доказали свою работоспособность. Но для построения настоящей научной теории и ее эмпирической проверки требуется участие специалистов разных направлений - нейрофизиологов, математиков, программистов, психологов.

Поделиться ссылкой на гипотезу
Поделиться
d