КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЙРОПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Этап 2. Осцилляторно-полевая модель

Основные задачи:

  • Теоретическое и компьютерное моделирование самоорганизации цикла информационного синтеза сенсорной информации и опыта в едином сознательном образе, отражающем новый объект как представитель известного класса.
  • Исследование возможностей и ограничений единого поля как необходимого интегративного носителя взаимодействующих потоков информации.
  • Сравнение закономерностей переработки информации у модели и человека, а также у моделей, основанных на алгоритмическом и нейросетевом подходах.
  • Основной экспериментальный метод: компьютерное моделирование системы автоколебательных элементов, осциллирующих и взаимодействующих через единое поле в режиме реального времени; параллельные эксперименты на испытуемых двух типов - моделях и людях.

Основные результаты:

  • Компьютерная реализация осцилляторно-полевой модели.
  • Проведение экспериментов с получением данных, подтверждающих исходные гипотезы о том, что данные механизмы переработки информации по своим характеристикам значительно ближе к законам деятельности психики и сознания (по сравнению с алгоритмическими и нейросетевыми моделями)


Теоретическая гипотеза данного подхода к моделированию синтезирует известные "взаимоисключающие" подходы и дополняет их теорией осцилляторно-полевой организации механизмов сознательной деятельности. В самом общем виде теория сводится к тому, что кроме импульсной переработки информации существуют связанные с ней, но все же относительно независимые осцилляторно-полевые механизмы переработки информации, возможно, играющие роль в функционировании сознания. Одним из оснований такого предположения являются данные об относительной независимости медленных потенциалов мозга от импульсной активности, а также известные законы распространения и взаимодействия осцилляции, универсальные для любых типов полей и осцилляторов.

Прототипы и модели. В качестве прототипов модельных "осцилляторов" в реальной нервной системе можно рассматривать как известные системы взаимосвязанных нейронов, а также субклеточных структур типа мембран с колебаниями потенциалов на них, так и гипотетические квантовые или иные биофизические осцилляторы. Соответственно, в качестве прототипа модельного "поля" здесь можно рассматривать возбудимую "нервную ткань" в целом или, точнее говоря, те ее свойства, которые наиболее точно описываются именно в терминах поля (подобно тому, как в одних аспектах фотон лучше описывается как частица, а в других - как волна). Прототипом "смещения" осциллятора и поля в этом случае является отклонение уровня активности (импульсации, потенциала и т.п.) от некоторого равновесного состояния.

Иначе говоря, если в нейросетевой модели "порогового нейрона" воссозданы избранные интегральные свойства отдельного биологического нейрона, абстрагированные от значительно более сложного комплекса всех его свойств, то в модели "поля" также выделены и воссозданы интегральные свойства целостной биологической возбудимой ткани - свойства, характеризующие ее способность к генерации, распространению и взаимодействию осцилляций.

В этом смысле модель "поля" и системы осцилляторов также далека от возбудимой ткани, как математический нейрон - от реального нейрона. Но смысл метода моделирования в обоих случаях и состоит в том, чтобы выделить некоторые свойства реальной биосистемы и проанализировать их роль в переработке информации.

Для модели здесь главное - исследовать и воспроизвести те особые возможности, которые дает осцилляторная организация переработки информации независимо от известных или пока неизвестных физических средств реализации "осцилляторов" и "поля" в биосистеме. Как мы предполагаем, эта модель изначально более целостна, чем аналитическое моделирование отдельных нейронов и связей между ними, и такая ее особенность может привести к получению новых результатов, характерных именно для целостной организации переработки информации - в том числе на уровне мозга в целом.
Более подробно данный подход на разных этапах его развития описан в соответствующих публикациях.