Основы гипотезы искусственного мозга

С наибольшим обобщением мозг человека можно представить следующей схемой (рис. 2).

Рис. 2. Схема мозга

Поведение человека является результатом взаимодействия внешних воздействий и реализации внутренних биологических программ, обеспечивающих человеку, как и всякому животному, выживание и размножение. Программы эти заложены в низших этажах регулирующих систем организма - в вегетативной нервной системе и эндокринных железах.

Поведение человека сложно и противоречиво, так как оно - следствие переплетения биологических программ разных этапов эволюции, воспитательных воздействий со стороны общества и собственного творчества.

Нет нужды углубляться в вопросы эволюции, но на любой стадии развития живых существ можно выделить три типа присущих им программ: "для себя" - направленные на сохранение индивидуума, "для рода" - обеспечивающие размножение и "для вида" - определяющие (вместе с первыми двумя и через них) эффективность борьбы вида за существование. В конечном итоге третий тип программ самый важный - те виды, у которых они были недостаточно совершенны, вымерли. В ходе эволюции изменялось соотношение и содержание программ. У низших животных индивидуальная приспособляемость невелика, но это компенсируется весьма интенсивным размножением. По мере усложнения организмов совершенствовались их индивидуальные качества за счет возрастающей способности к восприятию внешних воздействий, выделению из них информации и переработке ее в виде увеличения числа и этажности моделей. Параллельно, хотя и в меньшей степени, усложнялись двигательные акты поведения. Все это обеспечивала кора головного мозга. Однако у животных кора является лишь орудием тела - средством наилучшей реализации врожденных программ инстинктов, заложенных в эндокринной системе и в подкорке.

Лишь у человека положение изменилось. По всей вероятности, в результате случайных мутаций в коре его головного мозга образовались новые области, отличающиеся высокой способностью к созданию связей и повышению активности нейронов в результате тренировки. Одновременно усовершенствовалась двигательная система: сформировались сложные рука и гортань, выработалось прямое подчинение скелетной мускулатуры специальной двигательной зоне коры. Все это, вместе взятое, предопределило формирование высшей системы - общества, которое и начало воспитывать своих членов путем обучения, то есть целенаправленного формирования моделей в коре головного мозга и их тренировки. В результате "сила" корковых моделей настолько возросла, что модели поведения для блага общества стали успешно конкурировать с врожденными программами инстинктов вплоть до полного извращения биологических законов в угоду общественным. (У дельфинов кора головного мозга по величине приближается к человеческой, однако у них нет таких совершенных органов, как рука и гортань. Поэтому они не доросли до общества, и возможности их мозга остаются неиспользованными).

Путем настойчивого обучения в детстве удается настолько насытить кору моделями, что возникает новое качество - творчество, то есть программа создания новых моделей и воплощения их в вещах. Это новое качество самоорганизации, которое изменило и человека и общество, но одновременно создало опасность развития того и другого в сторону от линии прогресса.

В конкретных программах, из которых слагается поведение, можно обнаружить элементы разных этапов биологической и социальной эволюции, а также индивидуального развития человека.

Прежде чем приступить к рассмотрению информационного аспекта деятельности мозга, скажем несколько слов о среде, поскольку она является источником внешних воздействий на мозг и объектом для моделирования ответных действий.

Среду можно представлять как пространство, заполненное материальными частицами, сгруппированными в системы со своей структурой и функцией. Последняя выражается различными видами энергии, которая передается на субъект в неодинаковых количествах, с разных направлений и расстояний. Функция каждой из внешних систем определяется ее программами, то есть ее внутренней структурой с прошлым, настоящим, будущим. Воздействия систем из внешней среды всегда имеют физический характер, но их нельзя свести только к физическим факторам, поскольку они могут нести заранее закодированную информацию. Пример - речь. Во внешнюю среду входят также люди, обладающие возможностями воспринимать субъект и моделировать его. Создается сложная зависимость: "Я" моделирую второе лицо, "Он" в то же время моделирует меня, причем и его и мои модели включают в себя модели "второго порядка": "Я знаю, что он знает о моем знании о нем".

Итак, среда - это неживые и живые системы, расположенные в пространстве и имеющие свои программы деятельности. Отношение их к субъекту определяется действиями его самого, расположением в пространстве и программами деятельности систем.

Деятельность человека подчинена нескольким программам - "для себя", "для семьи", "для общества". Степень эффективности их определяется степенью совпадения с конечными или промежуточными целями, которые выражены моделями в коре мозга - представлениями о благополучии своем и семьи, о некоторых изменениях в окружающих людях - в малом или большом масштабе. Для реализации программ нужны модели объектов внешней среды с их прошлым, настоящим и будущим, собственного состояния, возможностей своих воздействий и их предполагаемых результатов.

К этому и сводится деятельность мозга.

На рис. 3 представлена более подробная схема человека как системы переработки информации.

Рис. 3. Модель человека: Br - мозг; Сх - кора мозга; ScM - подкорковые центры информации; sA - подкорковые центры движений; sF - подкорковые центры чувств; Пр, НПр - центры 'приятного' и 'неприятного'; Еm - эмоции; сА - корковые модели действий; сlМ - корковые модели информации; CoSp - модели программ сознания и речи; cF - корковые модели чувств; S - СУТ; R₁ - рецепторы внешних воздействий; Е₂ - мышцы настройки; R₃ - рецепторы настройки; E₁ - мышцы-эффекторы; R₂ - рецепторы мышц; In - информационное воздействие; Ph - физическое воздействие; EW - внешний мир; Во - тело, внутренние органы; М - эндокринные железы; Е₃, R₄ - эффекторы и рецепторы внутренних органов

У животных, не имеющих коры головного мозга, вся переработка информации осуществлялась через подкорковые центры - чувств, движений, информации. На следующем этапе прибавляются "старая" кора и СУТ - система усиления и торможения, которой, видимо, соответствует ретикулярная формация. У человека уже появляется "высшая" и "двигательная" кора, а также усиливается СУТ, которая становится важнейшим аппаратом сознания. Все это значительно расширило возможности переработки информации, и поэтому, кроме связей со средой для восприятия физических воздействий, стали осуществляться передача и восприятие закодированной информации.

Все программы мозга можно условно поделить на три типа:

1. Восприятие (рецепция) и моделирование внешних по отношению к мозгу воздействий. Сюда относятся:

а) воздействия, состояние среды - через R₁;

б) состояние опорно-двигательного аппарата (мышц, суставов) - через R₂. Они же являются обратными связями для управления движениями;

в) состояние мышц настройки внешних рецепторов R₃, главным образом глазных;

г) состояние внутренних органов, воспринимаемое многочисленными и разнообразными рецепторами R₄, чувствительными к физическим и химическим факторам.

Во всех этих случаях переработка информации идет "снизу вверх" - в сторону создания все более общих моделей.

2. Второе направление - "сверху вниз" - передача информации на аппараты действий - эффекторы-мышцы,

а также железы. Это слитное управление скелетными мышцами Е₁, мышцами настройки органов чувств Е₂ и эффекторами внутренних органов Е₃.

3. Третий тип программ - координация между программами первого и второго типов и внутри них. Деятельность мозга в целом состоит в переключении воздействий с восходящих потоков информации на нисходящие. Однако если учесть огромное количество моделей в обеих сферах, то станет ясно, что порядок в переключениях, обеспечивающий целесообразное поведение в каждый данный момент, является очень сложным. У человека эту функцию выполняет сознание.

Разумеется, любой акт поведения - сложный или простой - осуществляется через взаимодействие программ всех трех типов, поскольку в нем участвуют восприятие, моделирование, переключение на двигательные модели и их реализация через эффекторы.

Мозг человека, осуществляющий сложные программы переработки информации, можно представить себе только как сеть из нейронов, которые вступают друг с другом в связи и образуют модели - подсистемы, выступающие как целое. Связи несут в себе подвижность и прочность, изменчивость и постоянство. Сами процессы переработки информации осуществляются за счет различных уровней активности (импульсации) нейронов и их групп. Таким образом, есть два типа процессов - связи с различной "проходимостью" и активность нейронов. Нейроны как бы вырабатывают некую "нервную энергию" неодинаковой интенсивности, а она циркулирует по связям с различным сопротивлением, возбуждая активность других нейронов.

Мне представляется, что искусственный интеллект можно создать, только воспроизведя эти принципы работы живого мозга - построить сеть из элементов, обладающих способностью к активности, и соединить их связями с изменяющимся сопротивлением. Подобную сеть можно выполнить в виде аналоговой машины или просчитывать на цифровой.

Однако сначала нужно представить себе элементы - искусственные нейроны, из которых можно было бы создать сеть.

Нервная клетка (нейрон) - это сложная биологическая система, служащая для передачи информации. Ее главная функция - продуцирование импульсов, имеющих значение сигнала и несущих лишь небольшую энергию, которая получается за счет питательных веществ.

Есть два пути переработки информации - восходящая и нисходящая цепи. В зависимости от этого функции нейронов противоположны.

Обобщенные типы нейронов таковы:

1. Нейрон-трансформатор, выполняющий функции перекодирования импульсов по некоторому закону, который приближается к линейному. Для восходящей цепи - частые импульсы на входе он превращает в редкие на выходе (N = 1000, n = 100), для нисходящей, наоборот,- редкие импульсы на входе в частые на выходе (N = 100, n = 500) (рис. 4,а).

Рис. 4.: а - нейрон-трансформатор; б - суммирование в пространстве; в - нейрон-сервомотор; г - 'узнавание' в пространстве; д - интегрирование по времени; е - вставочные нейроны α, β, γ

2. Нейрон, осуществляющий "задержку" во времени,- "реле времени" - включается в цепь как восходящую, так и нисходящую.

3. Нейрон, меняющий знак энергии. Превращает "возбуждающие" импульсы в "тормозящие" и наоборот.

4. Нейрон, осуществляющий алгебраическое суммирование в пространстве. Восходящая цепь: А = а + b - с + d (рис. 4, б). В данном случае суммируются по "энергетическому" принципу импульсы с положительной и отрицательной энергией. Для нисходящей цепи нейрон выполняет роль сервомотора-усилителя: А → а, b, с, d (рис. 4, в).

5. Нейрон, осуществляющий "узнавание" в пространстве. Самый простой вариант этого явления: два входа, один выход. Сигнал поступает на выход только при определенном сочетании энергии входов: оба плюса или плюс и минус. Такой нейрон годится для "восходящей" цепи, для "нисходящей" он совпадает с предыдущим (рис. 4, г).

В более сложном случае нейрон суммирует не два, а множество входов, так что возбуждение его одного заменяет целую мозаику, пространственную картину из многих входов на низшем этаже. Однако, по всей вероятности, такие функции осуществляются целой группой нейронов - моделью.

6. Нейрон, производящий суммирование во времени. В п. 1 показан нейрон, осуществляющий линейное перекодирование импульсов-сигналов. Можно представить и иное положение, когда на вход поступают нерегулярные частые импульсы, а на выход - редкие, отражающие интеграл первых, сумму их за некоторый промежуток времени (рис. 4, д).

7. Нейрон, осуществляющий "узнавание" во времени. Скажем, есть два входа а и b, один выход А. Сигнал поступает на выход только при определенном временном соотношении входных сигналов, например сначала а, потом b (рис. 4, г), но не наоборот. Это выделение информации в функции времени. Можно представить себе несколько, даже много входов. Так составляется модель слова из букв - один нейрон представляет все прочие. Однако и здесь, видимо, действует комплекс нейронов. Для нисходящей цепи последовательность можно реализовать только через вставочный нейрон - задержку (реле времени) или модуляцию выходного сигнала во времени и через "реле силы" в приемных нейронах (рис. 4, е).

8. Нейрон, реагирующий на скорость входных сигналов. Энергия сигналов на выходе является производной из энергии сигналов входа.

9. Нейрон, так же осуществляющий выделение второй производной. Видимо, существуют самые различные случаи выделения информации из одной или нескольких входных линий. При одном входе - суммирование во времени, выделение производных, суммирование с некоторой постоянной (отрицательной или положительной) величиной. При нескольких входах возможны варианты: от простого пространственного и временного алгебраического суммирования сигналов со всех входов до всевозможных комбинаций - определенное пространственное и временное суммирование (п. 5 и 7), сложение, вычитание, умножение и деление энергии отдельных входов, частное производные одного в отношении другого и т. д.

Комбинациями из многих одинаковых и разных нейронов можно выделить любую информацию из внешнего воздействия, воспринятого через один или многие каналы.

Для сложных систем - элементов целесообразно отделить характеристики входной и выходной частей. Для нейрона это означает выделение "синапсов" (или "связей") и "выходов" (или условно "генератора") импульсов.

Прежде чем рассматривать частные вопросы характеристик, следует сформулировать некоторые постулаты, нужные для формирования нейронных сетей. Они в известной степени отражают данные нейрофизиологии.

1. Закон связей. Если между двумя нейронами имеется анатомическая связь, то она не обязательно функционирует от рождения. Степень ее врожденной "проходимости" может быть разной - от нуля до полной. Однако если одновременно возбуждаются оба нейрона, то связь, ранее непроходимая, "проторяется" и сопротивление ее уменьшается. Дальнейшее увеличение проходимости определяется по некоторому закону в зависимости от частоты использования связи, то есть от того, насколько часто вторая клетка возбуждается со стороны первой.

2. Закон тренировки. При частом упражнении "генератор" импульсов любого нейрона становится более "мощным" - выдает больше импульсов в ответ на одно и то же воздействие, поступающее на его воспринимающую часть. Наоборот, нефункционирующие клетки ослабляются, хотя и не отмирают, так как у них имеется спонтанная активность - периодически они вырабатывают группы импульсов без всякого возбуждения извне.

3. Для того чтобы сформировался мозг, нужна некоторая первичная структура из разных нейронов с большой избыточностью связей. Эта структура способна обеспечить небольшой первичный объем информации, а все дальнейшее развитие является следствием обучения и самоорганизации.

Вопрос о множественности нейронов неясен. Трудно предположить, что в коре головного мозга "заготовлены" клетки с разными характеристиками на все случаи жизни - для выделения моделей, этажей, дополнительных кодов-качеств. Видимо, возможности обучения нейронов большие, чем можно себе представить. Это вызовет дополнительные трудности при моделировании, так как потребует создания очень сложного нейрона, способного к изменению своих параметров. Но некоторого минимума сложности не миновать.

Первое допущение, которое придется принять при моделировании, должно состоять в замене импульсной активности нейрона некоторым "потенциалом" - уровнем активности, или уровнем энергии. Это не одно и то же, так как импульсная регуляция гораздо более совершенна, но рассчитывать импульсы просто невозможно.

Второе допущение - признание "положительной" и "отрицательной" нервной энергии, иначе - возбуждающих и тормозящих импульсов. Видимо, их придется реализовать через два рода нейронов - возбуждающую и тормозную системы.

Разберем гипотетические характеристики нейронов, не столько претендуя на их физиологическую достоверность, сколько рассчитывая использовать в искусственных моделирующих сетях.

На рис. 5, а показан наиболее простой нейрон с одним входом и одним выходом. Отдельно показаны "тормозной" и "усиливающий" входы. Сначала остановимся на генераторе импульсов. Его активность определяется частотой импульсов, которую согласно допущению заменяем некоторым потенциалом Е. Прежде всего нужно допустить, что есть спонтанная активность Е₀. Последняя, надо думать, имеет разную величину и изменяется во времени по кривой, близкой к синусоиде, с определенной частотой. Это допущение нужно для моделирования замыкания связей. Суммарный уровень спонтанной активности связан с функциональным состоянием нейрона и зависит от тренировки, а также от тормозных воздействий.

Рис. 5а. Схема нейрона: E₁ - энергия входа; е - энергия входа после синапса; Г - генератор собственной энергии; Е - энергия выхода; Т - торможение; У - усиление

Можно допустить, что выходная активность Е является величиной, зависящей от возбуждающих воздействий входов, после того как они пройдут синапсы. Уровень трансформированной энергии входа условно назовем е. Она зависит от сопротивления синапса (или связи) r и энергии, поступающей на вход Е₁, то есть потенциала на входном проводнике, . Это выражение для статической характеристики нейрона. В том случае, если входов несколько, нужно применить сумму "энергий входов" Σ_е.

Разумеется, зависимость выхода от входов нелинейна. По всей вероятности, она должна иметь вид, показанный на рис. 5б. Здесь е_П - пороговая величина, после которой активность Е быстро возрастает и достигает некоторого максимума Е_макс, a затем начинает падать. Как величина пороговой энергии входа, так и зависимость f₁ выхода от входа определяются "возбудимостью" нейрона, зависящей от нескольких факторов:

Рис. 5б. Статическая характеристика нейрона: е - шкала энергии входов; Е - шкала энергии выхода; Е₀ - собственная (спонтанная) активность; е_п - порог возбудимости; Е_макс - максимальная энергия; е_м-энергия входа в момент максимальной энергии выхода

а) от тормозных или усиливающих воздействий - в виде некоторого коэффициента α_Т или α_У:

б) от тренировки, то есть длительности предшествовавшего периода активности:

в) возможно, также и от процессов приспособления - адаптации, когда коэффициент активности уменьшается со временем.

Видимо, проще всего торможение представить как возрастание порога е_П, при котором активность резко увеличивается, и уменьшение наклона характеристики.

Динамическая характеристика генератора показывает, как изменяется активность Е во времени при различных изменениях входных энергий.

Практически это показывает, как изменяется времени активность на выходе при постоянных величинах входного раздражителя е и как долго она продолжается после его выключения. Для примера можно нарисовать некоторую кривую (рис. 6).

Рис. 6. Динамическая характеристика нейрона (модели): а - момент включения раздражителя на входе; b - момент наибольшей активности; с - активность к моменту выключения раздражителей на входе; d - момент достижения уровня собственной активности; а-b - время задержки ответа; b-с - понижение активности в результате адаптации, приспособления при неизменном раздражителе; с-d - кривая затухания активности после выключения раздражителя (последействие); Е₀ - первоначальная собственная активность; ΔЕ₀ - очень малое приращение собственной активности вследствие тренировки; ΔЕ_ПР - уменьшение (приспособление) вызванной активности от адаптации; t - время; t₃ - время задержки

Разумеется, коэффициенты зависимости Ψ и F сами зависят от процесса усиления - торможения и от тренировки нейрона. Кроме того, длительность последействия (с-d), видимо, будет различной в зависимости от этажа модели, которая представлена нейроном. Чем выше этаж, тем продолжительней должна быть активность модели (рис. 7). Эта активность представляет собой "активную временную память" в противоположность "пассивной временной памяти", выражающейся во временном увеличении проходимости связи - синапса после предшествовавшего периода активности.

Рис. 7. Динамическая характеристика разных тисов нейринов

Переходим к вопросу о связях.

Связи - это нервные проводники, соединяющие клетки, и это "синапсы" - окончания проводников на теле клетки. Известно, что связей очень много и каждая клетка связана с сотнями других. В то же время большинство связей не функционирует от рождения, а проторяется в процессе приобретения опыта. С информационной точки зрения это означает, что каждый нейрон коры может иметь анатомическую связь с другим нейроном, но ее функционирование возможно только при определенных условиях.

На рис. 8 показаны два нейрона I и II, связь между ними и, кроме того, другие входы, по которым клетки могут возбуждаться. Возбуждение (активность) нейрона II возникает только в том случае, если сумма энергий входов Σ_е превзойдет пороговую величину e_П. Компонента е, направленная от нейрона I к нейрону II, к началу деятельности очень мала, так как сопротивление непроторенной связи велико, а проводимость незначительна.

Проторение связи произойдет при совпадении во времени активности обоих нейронов. Если предположить, что последняя возникает от возбуждения извне, то связь I-II проторится, когда оба нейрона будут одновременно возбуждены от некоторых внешних источников. Однако возможна и неполная одновременность, так как по характеру динамической характеристики возбуждение может продолжаться более или менее долго и после отключения раздражителей. Это показано на рис. 9 в точке А. Сопротивление связи

проводимость

Отсюда е = ρ Е.

Рис. 8. Схема проторения связи: I, II - нейроны (модели); Е_m, Е_n - другие входы, через которые возбуждаются нейроны; E₁ Е₂ - выходы нейронов; е - синапсы (сопротивления); Г - генератор

Рис. 9. Схема проторения связи при разновременном возбуждении нейронов I и II. E₁, Е₂ - динамические характеристики нейронов; Е_m, Е_n - время раздражения нейронов через третьи входы; А - момент замыкания связи

Сопротивление непроторенной связи очень велико, так что величина е будет всегда меньше пороговой e_П, даже при максимальном значении Е₁. Степень проторения характеризуется величиной проводимости р после замыкания, то есть после совпадения возбуждений. Нужно думать, что она зависит от обоих потенциалов Е₁ и Е₂ и от времени их совпадения либо от числа замыканий, если активность нейронов кратковременна.

где γ - коэффициент зависимости, функция.

При конструировании самообучающегося автомата, основанного на принципе сетей, нельзя задавать очень большую скорость проторения, так как установится много случайных связей. Связь можно считать проторенной тогда, когда при максимальном Е₁ в нейроне II е будет дости гать пороговой величины е_П и, следовательно, нейрон II может быть возбужден с нейрона I (разумеется, при отсутствии торможения).

Понятие "проводимость" (или "сопротивление") связи требует уточнения. Можно предположить, что эта величин на имеет не только статическую характеристику, то ест, зависит от "упражнения" связи ρ = γ [E₁, E₂, t], от времени совпадающего возбуждения обоих нейронов или от числа замыканий, но и динамическую, то есть проводимость изменяется во времени сразу после замыкания и потом лишь медленно спадает после выключения. Итак, есть "постоянная память" - проходимость связи между нейронами при относительно длительном состоянии покоя. "Временная пассивная память" - увеличенная проходимость связи сразу после ее включения, медленно понижающаяся после прекращения возбуждения нейронов. Графически это показано на рис. 10.

Рис. 10. Схема временной памяти связи между нейронами I-II: Е₀ - собственная активность нейрона II; Е₁ - время возбуждения нейрона I; Е₂ - кривая вызванной активности нейрона II; ρ'_пост - уровень проходимости связи между нейронами I и II; ρ ^макс _вр - максимальное повышение проходимости связи; а-b - длительность временной памяти связи; ρ''пост - конечная проходимость связи (конечная постоянная память); Δρ - повышение уровня постоянной памяти после очередного использования ее для возбуждения нейрона II

В момент а произошло раздражение нейрона II со стороны нейрона I при достаточной величине постоянной проходимости связи рп0СТ. Показана кривая активности нейрона II - Е₂. Видно, как она быстро затухает после прекращения раздражения, что указывает на непродолжительность активной временной памяти. Однако проходимость связи I-II сразу после возбуждения нейрона II резко возрастает и остается повышенной гораздо дольше, чем длится активное возбуждение Е₂. Это означает, что если в течение некоторого времени (а-b) по связи пойдет даже слабое раздражение Е₁ то его будет вполне достаточно, чтобы возбудить нейрон II, активность которого уже давно упала до уровня спонтанной (E₀). Таким образом, временная память связи отражает "готовность" повторить возбуждение, если повторное раздражение поступит вскоре после первого. Продолжительность периода а-b может быть самой, различной, но определенной, так как от этого зависит временное запоминание, а оно не должно быть чрезмерно длительным.

Всякий раз после использования связи I-II постоянная память должна возрастать на какую-то малую величину. Это показано на схеме в виде прироста Δρ_пост. Сама величина постоянной памяти определяется частотой использования связи в интервале времени. Для нее можно нарисовать статическую характеристику в виде "коэффициента тренировки и забывания" (рис. 11) в зависимости от частоты включения связи. Возможно, однако, предположить, что некоторые связи бывают настолько хорошо проторенными, что "забыться" не могут даже без повторения. Впрочем, полного забывания, видимо, вообще не бывает, то есть постоянная память не достигает уровня непроторенной связи.

Рис. 11. Схема изменения уровня постоянной памяти связи в зависимости от частоты ее употребления в единицу времени (n); ρ₀ - минимальная исходная памяти; ρ₁ - уровень памяти, достаточный для произвольного вспоминания; ρ_макс - максимальная постоянная память

Характер "временной памяти связи" позволяет на время запомнить ситуацию в виде некоторой последовательности моделей, на какой-то срок объединенных связями с пониженной проходимостью (это могут быть, например, только что произнесенные фразы, расположение предметов в незнакомой комнате, события прошедшего дня). Этим же, а, впрочем, также и повышением спонтанной активности соответствующей модели после совершенного действия объясняется "случайное" вспоминание какого-то события или образа.

При низкой проходимости связи - постоянной памяти - может понадобиться время для вспоминания, то есть для достижения достаточной активности нейрона или модели.

Отсюда предположение, что для каждого нейрона (или модели из нейронов) существует несколько уровней активности, кроме спонтанной. Как будет показано ниже, только при относительно высокой активности модель может "пробиться" в сознание, при низкой же активности ее возбуждение не осознается. То же можно сказать и о неосознанном вспоминании.

При переключении возбуждения с одного нейрона на другой в памяти отражается не только последовательность включения, но и временные соотношения, существующие вовне и закрепленные при отработке связи - по типу условных рефлексов. Иначе говоря: в синапсе вырабатывается "задержка времени", если она имела место при проторении и тренировке связи. На рис. 9 - это интервал времени между внешними раздражителями Е_m и Е_n, падающими на нейроны I и II в процессе проторения связи I-II. Неясен механизм этой задержки, но учитывать ее при моделировании необходимо. По всей вероятности, величина задержки не строго постоянна.

Разумеется, наш гипотетический нейрон далеко не исчерпывает всех качеств настоящего. Нервная клетка - сложнейшая система, и нет надежды воспроизвести ее полностью. Нужно моделировать некоторый минимум качеств, достаточный для того, чтобы можно было воспроизвести переработку информации, приблизительно соответствующую психике. Для этого, вероятно, нет необходимости в точном совпадении искусственного нейрона и настоящего.

Нервные клетки в мозгу весьма разнообразны по всем своим параметрам. Конечно, и при моделировании не обойтись одним типом нейрона, но разнообразие их необходимо свести к минимуму.

До сих пор мы рассматривали самый простой нейрон с одним входом. В действительности нейрон, как аппарат переработки информации, имеет много входов. Разберем некоторые простейшие модели.

На рис. 12 показан простой нейрон с двумя входами А и B. Каждый вход самостоятелен - имеет свою характеристику синапса, временную и постоянную память. Функция генератора Е_Г является ответом на сумму воздействий с обоих входов Σ_е, где каждая е является результатом потенциала раздражителя Е, умноженного на проводимость связи ρ: Е_Г = f₁(ρ_АЕ_А + ρ_ВЕ_В )

Рис. 12. Схема простого нейрона, суммирующего возбуждение с двух независимых входов: А, В - входы; е_А, е_В - синапсы, сопротивления входов, N - выход

Здесь возможно и пространственное и временное суммирование. В обоих вариантах два субпороговых раздражителя посылают на генератор энергию, достаточную для того, чтобы вызвать возбуждение.

На рис. 13 показан более сложный нейрон, несущий функцию выделения информации. Возможны два случая:

1. Пространственное суммирование (генератор отвечает возбуждением на раздражение, поступающее одновременно с обоих входов).

2. То же, но для "узнавания" необходим определенный порядок поступления раздражений во времени, например сначала со входа Л, потом со входа В или наоборот.

Во всех этих случаях в нейроне придется допустить две системы: "информационную" и "энергетическую". В первой производится "узнавание" и только после этого дается сигнал на вторую, которая и отвечает активностью генератора. Величина последней определяется суммой энергии раздражителей ?Р ЕАВ. Информационная система как бы имеет "право вето" - собственные тормозные механизмы, блокирующие генератор при всех неподходящих сочетаниях раздражителей.

Рис. 13. Схема информационного нейрона (модели): А, В - входы; е_А, е_В - синапсы сопротивления входов; Инф - распознающая часть нейрона (соотношение раздражений А и В во времени, по силе); Энерг. - энергетическая часть нейрона, определяющая уровень возбуждения генератора Г; Вето - включение генератора только после распознавания соотношения входов; N - выход

Разумеется, возможны различные усложнения. Например, не просто узнавание порядка следования А-В, но и определенное соотношение энергий для каждого входа, только при котором дается сигнал (разрешение) на включение генератора. Однако в этом случае нейрон наделяется более сложной информационной функцией, для которой, видимо, уже необходимо несколько клеток - целая модель.

Модель в информационном плане - это комплекс из нейронов, объединенных хорошо проторенными связями. Отсюда проводимость "внутренних" связей в ней гораздо большая, чем "внешних", по которым данная модель связывается с другими. Это означает, что при возбуждении извне нескольких нейронов возбуждается вся модель, поскольку энергия беспрепятственно переходит с одного нейрона на другие. На таком явлении основано "узнавание" целого по части (рис. 14). Модель а, b, с, d, e, f с хорошими связями возбуждается вся целиком с трех точек а, b, с.

Рис. 14. Возбуждение модели а, b, с, d, e, f с хорошими внутренними связями с трех точек а, b, с

Модели могут отражать самую различную информацию. Укажем такие их разновидности:

1. Пространственная модель, в которой расположение частей объекта отражено так, как они воспринимаются при одномоментном осмотре. При этом возможно несколько этажей. На нижнем этаже - картина во всех подробностях, выше - только схема из ее важнейших частей, наконец, еще выше - вся информация (все содержание картины) суммируется в модели, состоящей из небольшого числа нейронов.

На рис. 15 показаны три этажа I, II, III модели некоего объекта, состоящего из частей а, b, с, d, e, и, кроме того, "частные" модели IV и V.

Рис. 15. Три этажа обобщенных моделей одного объекта - I, II, III. 'Частные' модели IV, V

Нужно, однако, учесть, что с одного объекта или с его "подробной" модели на нижнем этаже можно выделить очень много различных моделей на высших этажах. Кроме моделей разной степени обобщения, есть "частные", отражающие часть объекта либо объединяющие его детали по какому-то одному принципу. Например, из многоцветного объекта со сложной структурой можно выделить очертания с разными цветами, из лица - брови, нос, губы, общий овал, соотношение частей и пр.

2. Временные модели объединяют проходимыми связями, снабженными механизмом задержки времени или без него, последовательно возбуждаемые частные модели. На рис. 16 показана многоэтажная временная модель. На нижнем этаже отдельные нейроны а,..., р, объединенные по три в группы, соединены хорошо проторенными связями внутри групп и менее проходимыми вне их. Это похоже на фразу, записанную буквами между группами. На втором этаже вся фраза представлена связанными моделями трех слов А-В-С, а еще выше смысл сосредоточен в одном знаке - суммирующей всю фразу маленькой модели X.

Рис. 16. Схема многоэтажной временной модели: а, b, с, d, e, f, m, n, р - нейроны, последовательно возбуждаемые извне; А, В, С - фразы на втором этаже; X - модель третьего этажа, объединяющая всю последовательность во времени возбуждения нейронов а→р

3. Возможны и смешанные, пространственно-временные модели, отражающие, например, изменяющуюся ситуацию, картину.

4. Модели качеств, возбуждаемые от отдельных рецепторов, воспринимающих какой-нибудь вид энергии или частоту колебаний ("теплый", "синий", от восприятия скорости - "быстрый"). Качеств очень много, иные весьма сложны (например, "абстрактный").

5. Кроме перечисленных, есть еще огромное количество моделей движений и чувств.

Любые корковые модели образуются за счет памяти, то есть проторения связей при повторном совпадении в возбуждении нейронов. Уже после однократного возбуждения остается на сравнительно короткое время временная память связи, которая при повторении постепенно превращается в постоянную память разной прочности в зависимости от частоты повторения. Кора наполнена моделями. Их число невозможно обозреть, так как один и тот же нейрон является составной частью множества моделей.

"Узнавание" можно представить себе как возбуждение всей модели (а не только ее частей) и передачу возбуждения по связям на другие модели. Связи определяют место данной модели среди других, и это отражает место данного объекта среди других во внешнем мире. Для того чтобы вся модель возбудилась, необходимо возбуждение некоторого числа входящих в нее нейронов - число это тем больше, чем менее проходимы связи между ними. На этом основано допущение, что один нейрон входит в несколько моделей.

Так как в модели действует множество перекрестных связей, возбуждение внутри нее, распространяется стремительно, как пожар.

Показанные на рис. 17 модели I-II-III-IV частично имеют общие нейроны. При раздражении нейронов а, b, с, d возбуждается модель IV, так как количество возбужденных клеток, входящих в нее, наибольшее.

Рис. 17. Схема нейронной сети. Одни и те же нейроны входят в состав нескольких моделей. При раздражении а, b, с, d возбуждается модель IV. ----- модель I; ^___ модель II; ^{___..___..___} модель III; ^{____.____.___} модель IV

Переработка информации в коре - это движение возбуждения по связи и моделям. Различные модели возбуждаются в разной степени. При переходе на другие модели возбуждение может погаснуть, если сопротивление связи достаточно велико. Источником возбуждения на входе является внешняя и, особенно, внутренняя среда - чувства, которые главным образом и поддерживают активность коры через СУТ.

Избежать хаоса в коре за счет того, что возбуждение будет охватывать все новые модели, можно только допущением торможения. Это - основа координации моделей в коре.

Торможение. На первый взгляд кажется, что это понятие лишнее. Зачем вводить его, если понимать под торможением только уменьшение энергии активности возбуждения? Ведь эта энергия не может упасть ниже нуля. Если обратиться к технике, то там торможение не означает "отрицательной" энергии. Затормозить - значит уменьшить готовность к движению и затруднить само движение, то есть превращение энергии. Это требуется для того, чтобы машина не могла пойти от случайного толчка, который возможен в процессе работы либо как непредусмотренное внешнее воздействие, либо из-за несовершенства регулирования.

Такое же положение и в нервной системе. Заторможенный нейрон - это такой нейрон, который не может легко возбудиться приложением энергии извне. Подобное свойство важно, например, для обеспечения реализации каких-то внутренних программ.

Как представить себе торможение. Выше упоминалось об "отрицательной" энергии, которая будто бы алгебраически суммируется с "положительной". По всей вероятности, это не так, хотя мыслимо и такое активное торможение, когда положительной энергии, поступающей по связям, предается еще и "направление": она выступает как вектор. Однако эта возможность сомнительна. Проще представить торможение как понижение возбудимости. Тогда оно выступает буквально как торможение в машинах. Но для этого нужно признать необходимость специальных тормозных структур внутри нейронов, которые превращают активную энергию некоторых входов в тормозную, или допустить особую тормозную энергию, проводником и генератором которой является специальная тормозная сеть.

Может быть, имеют место оба явления. Нейрофизиологи допускают наличие специальных тормозных синапсов, которые превращают энергию обычных импульсов в торможение. В таком случае отпадает необходимость в специальной сети тормозных нейронов. Однако это вызывает сомнение, поскольку тогда трудно представить себе самоорганизацию нейронной сети, процесс обучения и творчества. Нужно предположить существование заранее сформированной сети с четко определенными связями - каждая клетка вызывает возбуждение одних и торможение других клеток, связи с которыми имеются от рождения. (Или же следует предположить какую-то сложную перестройку внутри нейрона в виде превращения возбуждающих синапсов в тормозные?)

Наличие тормозных нейронов подтверждено нейрофизиологами. Остается допустить существование целой сети, составленной из них. Тормозной нейрон может получить возбуждение от обычных нейронов и трансформировать его в торможение, но и в этом случае не избежать тормозных синапсов. Иначе необходимо допустить без импульсную передачу тормозных влияний (или наличие каких-то специальных импульсов). Это возможно, но сомнительно. Может быть, есть и то и другое: нервная тормозная сеть со своими импульсами и обычная сеть - со своими. Обе сети соприкасаются через специальные тормозные синапсы, имеющиеся от рождения в каждой клетке (рис. 18). Каждая сеть функционирует сама по себе и, кроме того, оснащена переходными синапсами, через которые тормозная система уменьшает возбуждение активных клеток, а активная - возбуждает тормозные с тем, чтобы они в свою очередь затормозили какие-то иные возбужденные клетки.

Рис. 18. Схема активной и тормозной сетей и их отношений. Квадратами и сплошными линиями показана активная сеть, кругами и пунктиром-тормозная

Моделирование разума не предусматривает обязательного повторения природы. Для воспроизведения программ психики тормозная сеть необходима. По всей вероятности в простейших случаях можно обойтись одним возбуждением, заложив соответствующие характеристики. Однако при моделировании сложных сетей без торможения не обойтись. Прежде всего это касается создания системы внимания: выделения одного канала связи или одной труппы моделей, обеспечивающих наиболее нужную для индивидуума в данное время функцию. (Как уже говорилось у человека и даже животного различные программы деятельности - причем многие из них противоположны - включаются одним и тем же внешним раздражителем) Без торможения в этих случаях обойтись невозможно так как иначе нельзя справиться с помехами, поступающими на одну программу со стороны прочих.

Запроектировав тормозную систему, нужно создать для нее структуру, придать характеристики ее нейронам и связям. Видимо, следует руководствоваться теми же принципами, что и при построении возбуждающей системы: воспроизвести статические и динамические характеристики генераторов с их изменениями вследствие тренировки, а после активного состояния - временную память (последнее, впрочем, необязательно). Точно так обстоит дело и со связями - их проходимость устанавливается от совпадений и возрастает при повторениях. "Возбудимость" нужно заложить как функцию в характеристиках генераторов. Однако тормозная система все-таки выполняет подсобную роль, поэтому в ней не должно быть сложных программ переработки информации, обеспечивающих выделение этажных и дополнительных кодов. Скорее всего, это диффузная сеть, охватывающая все "пространство", заполненное активной (возбуждающей) системой. Она одинакова и для высокоорганизованных, соответствующих высшему смыслу явлений, и для нейронов низших этажей, выполняющих второстепенную работу. Функция сети одна - при возбуждении определенных моделей активной системы тормозить другие модели той же системы. Можно полагать, что в этой сети есть некоторые проторенные, действующие от рождения связи, но большая часть их проторяется в ходе обучения, по типу условных связей. Процесс обучения происходит одновременно в обеих системах - активной и тормозной. Следовательно, управление некоторыми местными участками тормозной системы (сети) может осуществляться со стороны любых элементов - нейронов - активной системы по принципу местных рефлексов: возбуждение одних клеток должно вызывать торможение соседних или выполняющих противоположную функцию клеток. Такое (называемое реципрокным) торможение в спинном мозгу давно известно науке.

Однако этой функцией дело не исчерпывается. Для правильной деятельности системы нужны еще некоторые этажи торможения, начиная от "местных" через "регионарные" (областные), которые координируют отношения между более крупными областями, и кончая "центральным", осуществляющим наиболее важную координацию между программами на уровне внимания - сознания. Такая деятельность не может быть выполнена только диффузной тормозной сетью, нужна некоторая иерархия в структуре и функции. Ее назначение - обеспечить доминирование между отдельными близкими моделями и в целом мозгу.

В связи с этим возникает несколько вопросов.

Суть местного и общего доминирования заключается в следующем. Для того чтобы в данный момент осуществлялась преимущественно или исключительно какая-нибудь функция, одна из моделей по степени активности должна превосходить другие - родственные или окружающие - модели. С переменой ситуации во внешнем мире и внутри системы получает возможность для доминирования иная программа, соответствующая новым условиям. В простейших случаях из всех программ или моделей наиболее сильно возбуждается одна, а все прочие возбуждены в значительно меньшей степени либо заторможены. Через некоторое время возможно перераспределение уровня возбуждения. Для сложных систем, кроме одной сильно возбужденной модели, к которой привлечено внимание (или которая находится в сознании), должно быть предусмотрено несколько уровней активности. За их счет обеспечивается переработка информации в подсознании, с тем чтобы к последующему моменту перераспределения активности подготовились те модели, которые наиболее соответствуют изменившейся внешней и внутренней обстановке. Следовательно, задача состоит в том, чтобы создать систему, которая обеспечила бы разные степени активности (доминирования) для более и менее важных в данный момент моделей и дала бы возможность относительно быстро перераспределять эту активность при изменении обстановки. При этом нужно не только выделить одну - главную - модель, но и обеспечить несколько степеней активности для других моделей - в зависимости от их важности.

Эту задачу призвана решить система усиления и торможения - СУТ.

Первая разновидность СУТ обладает способностью лишь затормаживать модели. Доминирующие модели менее других заторможены. (Торможение осуществляется через понижение возбудимости, как описано выше).

Вторая разновидность СУТ не только в разной мере тормозит все модели, но и возбуждает избранные. При этом свою очередь возможно несколько вариантов:

1. Возбуждается лишь главная модель - та, что находится в сознании (к которой привлечено внимание в данный момент). Активность других определяется степенью заторможенности. Примерная схема этого показана на рис.19.

Рис. 19. Схема СУТ. S - СУТ; F - усиление главной модели; В -торможение остальных; I₁, I₂ - этажные модели смысла окружающего мира; А₁ А₂ - этажные модели действий, направленных вовне; C₁, С₂, - модели программ сознания; е, f - модели чувств и эмоций

2. Активное возбуждение распространяется не только на главную модель, но и на некоторые нижележащие по значимости, то есть возбуждение (активизация) присутствует наряду с торможением на разных уровнях важности, доминирования.

Самый способ возбуждения избранных моделей тоже может быть разным:

1. СУТ представляет собой не только тормозную, но и возбуждающую систему, которая несет специфическую энергию, действующую (как и торможение) на возбудимость, то есть меняющую настройку нейрона (модели из нейронов), коэффициенты в его характеристике.

2. Возбуждающая энергия СУТ является обычной, то есть такой же, как и циркулирующая между нейронами в активной сети. Она приплюсовывается к энергии, поступившей с других входов на уровне генератора (можно допустить и иной вариант - "умножается" на энергию входов обычных нейронов).

Сейчас трудно решить, на какой из систем остановиться. Наверное, нужно изготовить сравнительные модели и на них выяснить преимущества и недостатки каждого принципа. Активное усиление одной модели, воспроизводящее положительную обратную связь, выгодно в тех случаях, когда нужно сильно "выпятить" какую-то из многих однородных моделей, защитив реализацию одной программы от помех со стороны других. Например, это относится к двигательной функции: при выполнении одного двигательного акта нейроны, обеспечивающие другой акт, должны быть заторможены, иначе движение нельзя будет осуществить. Иное дело процессы переработки информации. Там превалирование одной "мысли" над другой не обязательно очень велико. Однако, по всей вероятности, для реализации "программы сознания" необходимо активное усиление главной модели наряду с некоторым торможением других. На низших этажах, видимо, можно ограничиться лишь различной степенью подавления активности моделей.

Источником возбуждения - энергии может быть не только СУТ, но и подкорковые центры чувств, получающие постоянное возбуждение изнутри, из сферы внутренних органов. Сильно тренированные нейроны коры, имеющие высокую спонтанную активность, тоже являются источником возбуждения для других нейронов. И все-таки без возбуждающего действия СУТ, видимо, не обойтись. Она представляет собой звено, воспроизводящее положительную обратную связь.

Структура СУТ будет различной в зависимости от избранного принципа усиления и торможения, а также от устройства основной активной системы переработки информации - количества этажей, дополнительных кодов и т. д. Для каждой такой системы нужно конструировать свою СУТ. Сейчас можно высказать лишь некоторые общие предположения.

Для каждой "активной" модели необходим тормозной "двойник", имеющий многочисленные связи с другими тормозными и активными нейронами (моделями из нейронов). Через него должно осуществляться торможение одели. Таким образом, тормозная система в некотором роде явится отражением активной.

Из таких нейронов составится иерархическая тормозная система, которая облегчит целенаправленную переработку информации по этажам. При последовательном возбуждении активных моделей все другие, особенно нижележащие, должны автоматически затормаживаться. Может быть, эту систему следует дополнить активирующими нейронами, еще более повышающими возбудимость самой активной модели. Однако, быть может, это и не нужно во избежание появления очагов стойкого возбуждения. Связи и активность отдельных нейронов в тормозной систем частью задаются (существуют от рождения), частью образуются в процессе самоорганизации наряду со связям! в активной системе. Это - тормозные условные связи. Такое функционирование тормозной системы обеспечивается соответствующими характеристиками составляющих ее нейронов.

Возможны разные связи внутри этой "теневой" системы, начиная от двусторонних, когда одна активная клетка возбуждает другую по своим связям и тормозит третью через включенную тормозную. В иных случаях это более сложная сеть, через которую возбужденный нейрон управляет целой системой тормозных нейронов. Возбуждение в тормозной сети может распространяться по тем же законам, что и в активной.

Второй тип тормозной системы, который может существовать одновременно с первым,- это собственно СУТ, призванная осуществлять выделение (доминирование) одной модели из всех других в "мозгу" (искусственном!). Такое выделение может производиться поэтажно - по областям или для всего мозга. Суть этого процесса, представляющего собой "программу внимания", заключается в усилении одной модели (самой важной) и в торможении всех прочих. Для этого нужно принять формальный принцип положительной обратной связи; усиливается модель с наибольшим уровнем активности (энергии). Второй необходимый принцип - периодическое перераспределение усиления с тем, чтобы поведение целой системы отражало изменение внешней и внутренней обстановки. Следовательно, СУТ должна "пульсировать", выдавать усиление на одну модель и торможение на все другие не постоянно, а импульсно с тем, чтобы в интервалах производить сравнение уровней основной активности ("потенциалов") и усиливать наибольший из них. Третий принцип - изменение степени усиления - торможения в зависимости от различных условий, например от разницы в степенях активности самой "сильной" и слабых моделей, от абсолютного потенциала и т. д.

Все это нужно отразить в характеристиках СУТ в виде частоты усилительных и тормозных импульсов, величины их, программы, выбора модели для подключения усиления и торможения всех остальных.

На рис. 20 представлена попытка составить схему этажной СУТ. Внизу расположены девять "рабочих" клеток активной системы, условно скомпонованных по три в поле. От каждой из них направляются связи к первому этажу СУТ - отдельные системы для полей. Эти регионарные СУТ сравнивают потенциалы всех трех нейронов и подключают возбуждающую часть СУТ к наиболее активному усиливая его по принципу положительной обратной связи). Остальные два тормозятся через посредство включенной тормозной системы Т. После того как выданы некоторые усилительный и тормозной импульсы, потенциал СУТ падает до нуля, и активность рабочих нейронов (или моделей, что все равно) снова находится только под воздействием извне или других нейронов активной системы, как если бы и не было СУТ. Правда, "последействие" в подвергавшейся усилению модели еще остается согласно динамической характеристике.

Рис 20. Схема этажной СУТ: Показаны три поля 'рабочих' моделей, а также нейроны первого (I) и второго (II) этажей СУТ с их усиливающими (У) и тормозными (Т) элементами

Такие же процессы происходят и в каждом поле - выбирается и активизируется одна модель, а две другие затормаживаются.

Однако этим дело не ограничивается. Имеется еще второй (и могут быть высшие) этаж СУТ, который производит выбор между активностью частных СУТ по тому же принципу, что и эти последние,- среди рабочих нейронов. Сравнивается потенциал всех трех СУТ первого этажа, выбирается наибольший, к нему подключается усиление, а к остальным двум - торможение. Усиление одной из "местных" СУТ сразу же передается на уже выбранный рабочий нейрон, так что он получает дополнительное возбуждение, а все другие - торможение. В данном случае это касается первого поля. Напротив, на второе и третье поля со второго этажа СУТ поступает торможение, приплюсовывающееся к отрицательной энергии заторможенных нейронов и уменьшающее активность возбужденных. Последние, таким образом, все же остаются более возбужденными среди заторможенных и представляют собой "местную доминанту".

Такова одна из возможных гипотетических структур СУТ. В связи с этим возникает немало вопросов:

1. Как представить в виде нейронной 1сети "сравнивающую систему", способную сопоставить потенциалы энергии многих нейронов и выделить среди них наиболее активный, чтобы подключить именно к нему усиливающую систему, а ко всем другим, наоборот, тормозную? Это сравнительно легко сделать в виде алгоритмов ЭВМ, но трудно воспроизвести в виде системы нейронов.

2. Нужно ли делить СУТ на этажи, и каким должно быть их количество? Для структурного моделирования с нейронами это просто необходимо, а для ЭВМ не обязательно, так как она может сравнивать сколько угодно потенциалов (уровней активности, энергии).

3. Каким должен быть характер СУТ? Возможны два варианта:

а) статическая характеристика усиления - зависимость потенциала усиления от уровня активности (потенциала) наиболее активной среди избранных моделей Е_СУТ = α(Е). То же касается потенциала торможения Е_сут;

б) динамическая характеристика СУТ - частота и характер изменения потенциала во времени, например в виде синусоиды. По всей вероятности, частота должна зависеть от величины Е. Чем выше активность избранной модели, тем больше потенциал СУТ, тем скорее она "устает", тем короче импульс усиления и интервал между импульсами.

4. Как использовать местную тормозную систему? Накладывать на нее торможение, поступающее от СУТ, или же создавать особую тормозную систему? Наверное, нужно использовать имеющуюся. Тогда на ее собственные потенциалы, вызванные взаимодействием активных нейронов, накладываются периодические тормозные импульсы от СУТ. Однако для окончательного решения этого вопроса нужно конкретное моделирование. Может быть, в общую тормозную сеть следует "вкрапливать" редкую сеть нейронов, подчиняющихся только СУТ?

Общая конструкция мозга. Мысль и мышление. Мозг представляет собой сложную конструкцию из нервных клеток и связей, в которой, видимо, действует два вида отношений: по связям и "по соседству" " пространственному контакту между клетками. Это означает, что возбуждение с одной клетки может перейти на другую, даже если она находится на противоположном участке мозга, но в то же время возбужденная клетка воздействует и на своих непосредственных соседей, повышая или понижая их возбудимость. Наверное, подобное явление очень важно, так как, если бы действовали только связи, мозг можно было бы разложить на несколько плоскостей в схему и смонтировать последнюю в виде любой геометрической фигуры. Это значительно упростило бы моделирование не только на физической (аналоговая модель), но и на цифровой машине, поскольку запрограммировать плоскую схему гораздо проще. Видимо, к такой схеме все равно придется прибегнуть, потому что представить себе модель иначе пока просто невозможно. Однако некоторые допущения, призванные примирить модель и мозг, можно сделать. Главным образом это имеет отношение к СУТ (рис. 21). На схеме, показанной на рис. 21, представлена следующая ситуация:

Рис. 21. Схема СУТ. А, В - 'рабочие' зоны коры с моделями а-а-а, b-b-b, с-с-с, d- d-d. Наиболее возбуждена модель а-а-а в зоне А, в зоне В модель с- с-с менее заторможена, чем d-d-d. Элемент N СУТ-I усилен, элемент М заторможен от СУТ-II; T - торможение; У - усиление

1. "Рабочие" зоны коры, в которых находятся модели, расположены в одной плоскости и не оказывают друг на друга непосредственного тормозящего действия "по соседству".

2. Распределение в них уровней возбужденности или заторможенности определяет только СУТ на уровне второго этажа. Первый этаж СУТ действует в пределах собственной области и возбуждает модели уже не по "территориальному" признаку, а выборочно. Например, в зоне А, которая целиком возбуждена от СУТ-II через СУТ-I, дополнительно усилена модель а--а-а, а модель b-b-b заторможена от тормозных клеток T, расположенных в СУТ-I. Чем выше уровень усиления одной модели, тем меньшую площадь она занимает, тем больше заторможены другие модели. Дополнительно действуют тормозные взаимодействия между самими моделями, отработанные в процессе их создания (на схеме точечная линия между а и b). Без этого нельзя представить себе взаимодействие моделей в процессе сложных функциональных актов. Взаимоотношения между зонами А и В осуществляются только через связи между их частными моделями, например а и с или b и d.

Прямого тормозящего воздействия зоны друг на друга оказывают.

Разумеется, расположение "рабочей" коры на плоскости - только допущение, нужное для моделирования. При этом этажи СУТ как бы располагаются в других плоскостях, над первой. Этажный принцип самих "рабочих" моделей, за счет которого производится этажная переработка информации, осуществляется путем выделения отдельных областей коры для моделей разных этажей. Например, есть зрительная зона, а в ней отдельные подзоны, в которых представлены модели зрительной информации разных этажей. Эти подзоны обслуживаются своими местными СУТ-I (как показано на рис. 21). В действительности имеет место выделение корковых полей, в которые представлены модели разных анализаторов - зрительного, слухового, а в пределах одного анализатора есть поля для разных моделей. Наверное, и внутри каждого поля существуют еще смысловые этажи моделей. Таким образом, разделение зон на плоскости - искусственная мера, не обходимая для моделирования. Без нее трудно представить себе схему системы, но она же вносит искажения во взаимоотношения моделей.

Характеристики нейронов и моделей на разных этажах переработки информации должны быть различными - видимо, главным образом это коснется временных изменений памяти связей, поскольку трудно представить себе, чтобы продолжительность активной деятельности нейронов на высших этажах была очень велика. Вспышки активности на самом высоком ее уровне не должны быть длительными, так как на этом основывается координация, переключение возбуждения с одной модели на другую. Конечно, это не означает, что и на низких уровнях активность тоже должна быть кратковременной, так как на этом основано все подсознание. Разнообразие характеристик связей и генераторов моделей призвано отразить специфику информации (зрительную, слуховую или мышечную) и особенности этажей.

Рассмотрение общей гипотезы о конструкции и деятельности мозга позволяет нам дать "функциональное" определение понятий "мысль" и "мышление".

Мысль - это единственная модель, которая возбуждена в данный момент через СУТ и имеет значительно больший уровень активности по сравнению со всеми остальными мод елями. В следующий момент произойдет переключение СУТ на другую модель - появится другая мысль (см. рис. 19).

Мышление - процесс переключения "главного" возбуждения СУТ с одной модели на другую и т. д. Не случайно Пенфилд ввел термин "поток мышления". Мышление - это сам процесс переключения, а сознание - выделенные модели, отражающие наиболее важное в данный момент. Как видим, оба понятия неразделимы. Конечно, самом общем виде мышлением можно назвать всякую переработку информации, но это мало что дает.

Мысль имеет разное содержание в зависимости от того, какая из моделей возбуждена. Это может быть зрительный или звуковой образ, чувство, ощущение, слово, сложное понятие, представляющее собой смысл целой фразы или даже нескольких фраз. Мысль мгновенна, но, погаснув, она еще продолжает "светиться", присутствует и в любой момент может вернуться в сознание, если его не "отвлекут" другие мысли, более важные для человека в данное время. Промелькнувшие мысли сохраняются во временной памяти в виде повышенной возбудимости самих моделей и повышенной проходимости односторонних связей между ними, в которых отражена последовательность во времени прохождения через сознание этих моделей. Промелькнувшие мысли можно повторить, как бы увидев внутренним взором, и заново проанализировать, возбудив новые модели, которые отразят этажный смысл или новые качества, не выявленные в первый раз (об этом см. ниже).

Переключение внимания - усиления со стороны СУТ осуществляется при периодическом сравнении уровня активности всех моделей - по ступеням усиления в "регионарных" СУТ (см. рис. 21). Можно выделить ряд факторов, определяющих уровень активности модели и тем самым ее шансы "захватить" внимание - усиление:

1. Уровень собственной спонтанной активности модели - как следствие длительности и интенсивности тренировки за какой-то предыдущий длительный (а может быть, и недлительный) период.

2. Последействие от предыдущего периода высокой активности (с усилением через СУТ или в подсознании).

3. Возбуждающие воздействия со стороны других моделей (рис. 22):

а) от соседствующей по времени модели;

б) от нижележащих по этажу;

в) от вышел ежащих по этажу;

г) от моделей-качеств.

Рис. 22. Схема взаимоотношений модели М: А - модель высшего этажа; а, в, с - модели нижнего этажа; 1, 2 - соседствующие модели; Д - модель-антагонист; Т -. торможение; К - модели качеств; Ч₁, Ч₂ - модели чувств. Пунктиром показаны пути торможения

Все это зависит от уровня возбуждения самих моделей и от длительности времени, истекшего после их активности - в смысле временной памяти связи.

4. Тормозящие воздействия со стороны моделей-антагонистов по тем же пунктам.

5. Возбуждение от моделей чувств, ощущений и эмоций, которые сами зависят от воздействий с тела и из внешней среды.

6 Последействие от предшествовавшего усиления со стороны СУТ, если модель перед тем привлекала внимание.

7. То же, но с обратным знаком - последействие от торможения СУТ, если модель была в подсознании, разумеется, уровень активности изменяется постоянно зависимости от изменении возбуждающих и тормозящих воздействий извне, сообразно динамическим характеристикам генераторов и связей, а также характеристикам СУТ.

Программа поведения человека. Прежде чем говорить 0б искусственном интеллекте, нужно определить само понятие "интеллект", "разум". Сделать это в одной фразе нельзя. Разумный человек подобен автомату с некоторыми программами поведения или, если угодно,- переработки информации. Практически это означает, что человек действует во внешней среде в зависимости от ее настоящих, прошлых и предвидимых будущих раздражителей. Эти действия определяются его наследственной биологической информацией, программами, привитыми обществом в процессе воспитания, и программами, созданными в порядке собственного творчества (самоорганизации). Последние могут значительно изменить предыдущие - "для себя", "для рода", "для общества".

Прежде чем создать искусственный разум, нужно попытаться описать естественный - через его программы. Разумеется, сделать это с исчерпывающей полнотой пока невозможно, поэтому мы ограничимся лишь приближенным изложением вопроса.

Вначале - классификация. Можно выделить следующие шесть типов программ:

1. Восприятие и переработка информации, поступающей от тела. Сюда входит моделирование ощущений, чувств, эмоций в первую очередь как проявления врожденных программ инстинктов и сложных рефлексов.

2. Восприятие и переработка внешней информации выделение этажных моделей внешнего мира - моделей смысла и качеств.

3. Программы действий - сообщение информации вовне.

4. Программы речи.

5. Сознание.

6. Творчество и труд.

Конечно, выделение этих программ является в значительной степени искусственным, поскольку в каждой из них отражаются все прочие - только в разной степени. Так, без механизмов внимания, являющихся первой ступенью сознания, невозможна ни одна другая. То же касается чувств и эмоций. Восприятие внешней информации производится с участием двигательной сферы (настройка органов чувств и даже пробные воздействия на объект). Программы произвольных движений, через которые человек воздействует на окружающий мир в физическом и информационном смысле, сопряжены с восприятием и переработкой информации, поступающей от органов движения - мышц, суставов, связок. Восприятие и произнесение (или написание) речи являются высшим этажом программ восприятия внешнего мира и двигательных воздействий на него. Программы творчества и труда включают в себя все предыдущие.

Однако для удобства изложения есть смысл характеризовать типы программ в плане их границ и "стыков".

Все программы имеют общие черты:

1. Наличие врожденных моделей-структур, на периферии и в подкорке воспринимающих раздражения, выделяющих информацию и направляющих ее по определенным каналам в кору и дальше - внутри коры на массу нейронов, из которых формируются модели разных этажей. Эти врожденные структуры имеют характеристики, которые, однако, могут значительно изменяться вследствие тренировки. Есть механизмы местного доминирования между врожденными моделями в подкорке.

2. Кора представляет собой надстройку, в которой процессе опыта, целенаправленного обучения, самоорганизации (творчества) формируются модели первичной информации. Происходит это на базе разных свойств временной и длительной "памяти связей", а также свойства усиления активности при тренировке. Взаимоотношения между моделями, входящими в область данного типа программ, определяются законами местного доминирования (торможения) и участием СУТ.

3. Специфика корковых моделей зависит от характера воздействий, поступающих извне и с других областей (программ) коры. Общий принцип: выделение этажных моделей из пространственного и временного разнообразия информации, а также выделение моделей качеств и смешанных, объединяющих модели разного типа.

4. Образовавшиеся модели становятся самостоятельно функционирующими единицами со своими характеристиками. Они взаимодействуют с новыми раздражителями, ступающими извне и с соседних областей коры, проявляя разную степень независимости (устойчивости).

5. Каждый тип программ имеет свои модели, занимающие некоторую сферу коры, но частично перекрывающиеся с другими.

Программа чувств. Чувства являются отражением в коре возбуждения (активности) центров в подкорке, получающих воздействие "снизу", с тела. Это различные модели животных программ - "для себя", "для рода". Однако в процессе обучения и творчества первичные модели чувств значительно расширяются, активность некоторых подавляется, а других - усиливается. В то же время все модели внешнего мира приобретают условные связи

с чувствами. Чувства, таким образом, постоянно участвуют в переработке информации по программе "для общества". Основная база чувств - в подкорке, в виде центров - моделей, в которых отражены как получаемая с тела информация, так и модели действий, реализующие простые безусловные и сложные рефлексы и инстинкты. На рис. 23 дана примерная схема взаимоотношений подкорковых центров для одного первичного чувства, представляющего какой-нибудь рефлекс.

Рис. 23. Подкорковые центры чувств. 1 - центр 'приятного'; 2 - центр 'неприятного'; 3 - положительные эмоции; 4 - отрицательные эмоции; 5 - СУТ; 6 - одно из простых чувств; 7 - центры действий; 8 - внутренние органы и 9 - эндокринные железы (тело)

Здесь показана модель чувства, воспринимающая раздражение с тела - из разных тканей и органов. Прямой связью с ней соединена модель действия - "желания", которая у животных управляет мышцами, выполняя элементарные движения. У человека от этого осталась только непроизвольная реакция мимики и позы, а также простейшие импульсивные движения. Зато возбуждение этого центра, с одной стороны, воспринимается как "желание", а с другой - стимулирует (усиливает) модели некоторых произвольных движений, выполнением которых руководит кора. Каждое частное чувство и желание связаны с центрами универсальных чувств "приятное" и "неприятное", в которых обобщается вся чувственная сфера. Они изменяют управление внутренней сферой и оказывают доминирующее воздействие на некоторые двигательные программы коры, не говоря уже о мимике и позах. Они очень важны, так как соотношение их активности определяет общее настроение, "уровень счастья" в любой момент. Оба центра связаны тормозной связью. В их деятельности выражены процессы адаптации.

Рис. 24 иллюстрирует соотношение активности обоих центров.

Рис. 24. Изменение степени возбуждения центров 'приятного' и 'неприятного' в зависимости от соответствующих раздражителей. Периоды: а - адаптация, b - облегчение после снятия раздражителя; t - время

Активность универсальных центров Пр и НПр питается энергией СУТ. Кроме того, они тесно связаны с эмоциями.

Схема связей центра эмоции с другими представлена на рис. 25. Здесь показаны три пути включения эмоций: от специальных раздражителей через центр инстинктов, от любого чувства через универсальный центр Пр или НПр и с коры. Все это - входы. Выходы реализуются тоже по трем направлениям: повышается тонус второй и третьей регулирующих систем и включаются специальные программы аварийного регулирования внутренних органов - вся система регулирования гомеостаза (постоянства внутренней среды) переключается на новые уровни. За счет действия на усиливающую систему изменяется "энергетика" коры и подкорки, благодаря чему программы, как переработки информации, так и действий, связанных с непосредственным выполнением нужных движений (например, защиты или нападения), резко усиливаются. В то же время все остальные программы затормаживаются. Наконец, можно допустить непосредственное включение или усиление некоторых специальных двигательных актов, присущих только данной эмоции. Правда, у человека они включаются через кору головного мозга.

Рис. 25. Схема связей центра эмоций с другими центрами коры и подкорки

На рис. 26 дана схема, отражающая взаимоотношение корковых и подкорковых центров модели чувств. Все модели в подкорке показаны одним квадратом. Каждая из них имеет отражение в коре в виде первичных чувств. Над ними расположены высшие этажи, в которых представлены сложные модели - от различных сочетаний частных и общих чувств и желаний, от разных изменений во времени, от соединения моделей внешнего мира с моделями чувств. Активность СУТ прямо зависит от степени интенсивности чувств. Последние связаны со всеми моделями внешнего мира и придают субъективность процессам познания. При восприятии предметов внешнего мира чувствa направляют рецепторы и "предлагают" для распознания те модели, которые с ними связаны наиболее прочными связями. С другой стороны, сами корковые модели чувств, а через них и подкорковые, могут возбуждаться "сверху" - с моделей внешнего мира и иногда сильнее, чем "снизу" - с тела. Они значительно изменяют даже управление внутренними органами. То же касается и моделей действий: от чувств "подготавливаются" избранные модели, которые способствуют выполнению программ, представленных чувствами. Некоторые программы могут прямо включаться со стороны чувств, особенно эмоций, и тогда модели внешнего мира только приспосабливают их к конкретной обстановке. Сознание также находится под воздействием чувств, но в то же время и само управляет ими. Отношения между моделями внешними и абстрактными и чувствами зависят от проходимости восходящих и нисходящих связей и от степени собственной активности внешних моделей: они могут диктовать чувствам либо подчиняться им.

Рис. 26. Взаимоотношение корковых и подкорковых центров модели чувств: 1 - подкорковые центры (модели) чувств; 2 - корковые модели простых чувств; 3 - корковые модели сложных чувств; 4 - модели внешнего мира; 5 - модели движений; 6 - время; 7 - модели сознания: 8 - СУТ; 9 - тело

Трудно дать классификацию чувств, даже перечислить их, настолько они различны. Мне кажется удобным выводить их из основных программ поведения, разделяя, кроме того, по интенсивности на ощущения, чувства и эмоции.

Отдельно стоят желания. Часть из них явно связана с чувствами, а другие проявляются как будто самостоятельно, поскольку соответствующие им чувства не осознаются в явной форме.

Чувства можно, кроме того, условно доделить на первичные, или простые, которые являются прямым отражением в коре возбуждения подкорковых центров, связанных с телом, и вторичные, или сложные, представленные моделями в коре, сформировавшимися от соединения нескольких чувств (при их различных временных отношениях), а также образованные по типу условных рефлексов на внешние воспитательные воздействия, не имеющие прямой связи с биологическими программами человека. К таким, например, можно отнести патриотизм.

Как уже говорилось, есть две основные "животные" программы: "для себя" - инстинкт самосохранения, который подразделяется на две подпрограммы - "защиты" и "питания", и "для рода" - инстинкт продолжения рода, тоже состоящий из двух подпрограмм - половой и родительской.

Инстинкт защиты состоит из простых ощущений и чувств - боли, холода или жары, усталости, удушья и других, вытекающих из безусловных рефлексов. Инстинкт питания - голод, жажда или сытость, а производными являются жадность, обладание, зависть.

Половой инстинкт включает любовь, желание, ревность. Производными являются властолюбие, тщеславие. Родительский инстинкт включает любовь к детям, а также ее экстраполяцию - доброту.

Кроме инстинктов, есть еще сложные рефлексы, которые отражают врожденные качества выполнения программ и переработки информации. Эти рефлексы выражаются программами, структуру которых не всегда удается представить, поскольку они отражают качество - как перерабатывается информация.

Каждый рефлекс содержит чувство, которое плохо осознается, и желание, потребность включить соответствующую программу. Она усложняется и модифицируется корой, как всякая программа. По всей вероятности, некоторые сложные рефлексы (например, любопытство) принадлежат уже к проявлениям корковой деятельности.

Я ограничусь лишь кратким описанием сложных рефлексов.

1. Рефлекс самовыражения - отражение чувств и эмоций в мимике, позе, звуках. У наших животных предков это было сигналом для других - друзей, соперников, врагов. Существует механизм автоматического "считывания" чувств в движениях, мимике, позе. Это осталось и у человека - есть неосознаваемая потребность "выражать себя", и не только мимикой, но и речью. У человека, как наиболее "общественного" из всех животных, это чувство тренируется, гипертрофируется и становится одним из важнейших, потому что определяет собой стремление к общению. Есть потребность высказывать свои мысли, даже если нет собеседника. Обычно это выражается во внутренней речи. Видимо, этот рефлекс можно представить в модели, во-первых, в виде повышенной проходимости связи между чувствами в подкорке (главным образом приятными и неприятными, а также эмоциями) и мимикой, а во-вторых, в речи - внутренней и внешней. Более сложной является потребность в обществе - поиск собеседника. Однако и это можно смоделировать.

2. Рефлекс подражания. До некоторой степени он связан с предыдущим и выражается в автоматическом считывании собственными движениями зрительных образов, отражающих другое животное существо. Механизм его воспроизвести трудно. Вероятно, нужны прямые связи между зрительными образами движений и моделями их в двигательном анализаторе. Соответствующее чувство включается, как только человек (или животное) видит другое, особенно близкое (рис. 27).

Рис. 27. Механизм рефлекса подражания

3. Рефлекс цели - дополнительная программа доведения до конца раз начатого действия. При замыкании цепи раздражитель включает модель действия, от нее идет обратная связь, по которой автоматически тормозятся другие модели коры, мешая им завладеть сознанием и переключить двигательную зону на иные действия. Иначе говоря, движение само себя поддерживает.

4. Рефлекс свободы. В случае возникновения внешнего препятствия (помехи), тормозящего выполнение любой программы инстинкта или связанного с ним движения, возбуждается чувство протеста и включается программа сопротивления, направленная против этого вмешательства. Моделировать рефлекс свободы можно через введение следящих систем, сопоставляющих выполнение основной программы с раздражителями, мешающими ей и, в частности, отмечающими переключение внимания.

5. Рефлекс любопытства. Является одним из важнейших для человека, стимулирует всякое познание нового, выражает собой интерес. Видимо, в модели следует отразить процесс узнавания - сопоставления модели во временной памяти анализатора с моделями постоянной памяти. Если объект не опознается, включается чувство "интерес", от которого стимулируется СУТ и включается программа исследования - поиска в виде уточняющей дополнительной настройки рецепторов и повышения возбудимости модели во временной памяти. В результате этого модель усиливается и подвергается анализу за счет узнавания частей и качеств. Степень интереса связывается с чувствами, которые возбудила неизвестная модель по ее узнанным качествам. Первично внимание привлекается к сильным раздражителям, затем они анализируются с точки зрения новизны, и в зависимости от степени известности и связи с чувствами включается интерес.

Любое первичное чувство у человека в разной степени выражено от рождения, однако в не меньшей мере оно может быть развито тренировкой. Особенно это касается чувств сложных рефлексов, высших по сравнению с простыми чувствами голода, страха или любви, хотя возбудимость последних тоже можно изменить упражнением или угнетением со стороны сознания.

Есть еще целая группа чувств, производных от сочетания первичных и вторичных,- такие, как ожидание, надежда, разочарование, сожаление, удивление, недоумение, обида и пр. Их можно моделировать, как и всю чувственную сферу.

Программа восприятия и переработки внешней информации. Общая структура подсистемы, осуществляющей эту программу, показана на рис. 28. Она состоит из рецепторного органа, в котором сосредоточено множество рецепторов - нейронов, чувствительных к одному виду энергии либо к какой-то части спектра частот. Далее имеется аппарат настройки рецептора, построенный из мышц с дополнительными рецепторами, сигнализирующими о положении главного рецепторного органа. Кроме того, в настройку входит аппарат концентрации, повышающий возбудимость некоторой части рецепторного поля за счет торможения остальной части. Чем точнее настройка, тем уже поле, тем выше возбудимость в нем и тем больше заторможена периферия. Рецепторные нейроны со всего поля соединены с анализатором (в первом приближении каждый периферический рецептор соответствует одному нейрону). Вместе они образуют сеть. Она соединена с более простой сетью, представляющей положение аппарата настройки. В анализаторе отражается картина, воспринимаемая рецепторами, с "привязкой" к картине, отражающей состояние настройки. С этих сетей снимается первичная информация, которая потом подвергается обработке и выделением этажных моделей смысла и качеств. Это выражается распространением возбуждения с нейронов анализатора на высшие этажи, на модели, из которых они состоят. На схеме показаны три этажа моделей смысла с соответствующими этажами моделей качеств. Этажи соединены восходящими и нисходящими связями. Модели их имеют двусторонние связи с моделями чувств и специальными моделями, осуществляющими программы воспоминаний и предположений. Всей этой системой моделей управляет СУТ, которая, в частности, может "отключать" рецептор и настройку от анализатора.

Рис. 28. Модели восприятия внешних воздействий, отбора и переработки информации: R - 'главный' рецептор; МН - мышечная настройка; RH - рецептор настройки; Н - настройка; I - усиление части воспринимающих нейронов; Т - торможение других воспринимающих нейронов; AR - анализатор 'главного' рецептора; АН - анализатор настройки; S - СУТ; s - переключатель СУТ от рецептора к анализатору; С - модели сознания; F - чувства; В - тело; M₁, M₂, M₃, - этажные модели внешнего мира

Приблизительно по такому типу устроены все рецепторы, приспособленные для восприятия различных видов энергии.

Рассмотрим подробнее отдельные подпрограммы.

Настройку осуществляет система мышц, которые поворачивают рецепторный орган в отношении оси тела и горизонта и определяют расстояние до источника внешней энергии. Таким образом, по сигналам от рецепторов, заложенных в мышцах настройки, можно ориентировать источник энергии в отношении человека, и наоборот - человека в отношении внешнего мира. Кроме того, настройка изменяет количество поступающей на рецептор энергии с тем, чтобы ответ не был чрезмерно интенсивным (диафрагма зрачка). Система настройки может выполнять слежение за движущимся источником энергии. Наконец, в настройку входит также механизм концентрации и иррадиации усиления коркового анализатора. Для глаз это означает альтернативу: либо четко видеть, но при ограниченном поле зрения, либо видеть смутно, но в пределах широкого поля зрения. Такое разграничение осуществляется через СУТ. Любое состояние аппаратов настройки регистрируется их рецепторами и передается в свой анализатор. Так, для глаз - это: а) поворот головы и туловища; б) поворот глаз, угол к горизонту; в) сходимость осей глаз (показывает расстояние); г) аккомодация (то же для одного глаза); д) степень сужения зрачка (показывает интенсивность света); е) концентрация внимания (поле зрения, рассматривание подробностей); ж) кроме того, вменение всех этих параметров во времени.

Состояние механизмов настройки в каждый данный момент отражается в специальном анализаторе в виде временной модели, составленной из возбужденных нейронов с кратковременной памятью. Эта сеть связана с сетью возбужденных нейронов в "главном" анализаторе, причем картина, отображаемая в нем, как бы "привязана", ориентирована в пространстве и в отношении тела. В обоих анализаторах имеется кратковременная "память связей" с соответствующими задержками, с помощью которой в них запечатлеваются не только мгновенные картины, возбужденные нейронами, но и последовательность их смены во времени.

СУТ может "отключить" рецепторы от анализаторов, и тогда "перед мысленным взором" повторяются картины, воспринятые за предшествовавший небольшой промежуток времени.

Переработка информации сводится к узнаванию картин, к определению их смысла и качеств (то и другое - по этажному принципу). Суть процесса заключается в распространении возбуждения по связям на модели высших этажей и возбуждении их, если связи имеют хорошую проходимость, а модели прочны. Здесь возможно несколько вариантов:

1. Если модели на этаже сформированы, то достаточно мгновенного "высвечивания" в анализаторе, чтобы возбудить какую-то из них. Это в том случае, когда образ запечатлен в разных вариантах.

2. Если модель непрочна и связи в ней проторены недостаточно, для возбуждения ее нужно время. Для этого используется механизм СУТ, который в силу принятого (Допущения об "утомлении внимания" все равно периодически "отключает" рецептор. Перерывы используются для включения программы "приведения". Суть ее заключается в следующем. Например, на одном из этажей памяти хранится образ лица, виденного издали, и потому малого размера. При повторном восприятии этого же лица вблизи в анализаторе запечатлеется его образ большого размера,. Тем не менее узнавания не произойдет, так как образы в анализаторе и на этаже не совпадают по размерам. Однако в анализаторе есть "рельсы", по которым любой образ (модель) может отдалиться или приблизиться перед внутренним взором, изменяясь в размерах. Для этого нужно небольшое время, в течение которого на нейроны не должны попадать новые раздражения извне от рецепторов. Когда модель уменьшится, оставаясь подобной, до совпадения с моделью на этаже, она возбудится, и лицо будет узнано. Это значит, что от первичной модели-образа возбудятся другие - имя, качество, воспоминания. Процесс узнавания значительно облегчается "ожиданием", то есть предварительным усилением "сверху" целой группы моделей, одну из которых предполагается "встретить", чтобы узнать. Весь этот процесс может остаться в подсознании или привлечь внимание СУТ и перейти в сознание (рис. 29).

Рис. 29. Схема 'рельсов'. R - 'главный' рецептор; MH - мышечная настройка; RH - рецептор настройки; AR - 'главный' анализатор с центром и радиальными 'рельсами'; М₁, М₂, М₃ - модели в высших этажах анализатора; АН - анализатор настройки, точки на котором связаны с 'рельсами' на 'главном' анализаторе; S - СУТ, регулирующая концентрацию усиления - торможения на 'главном' анализаторе и связанная настройкой; а"-b"-с"-d"-г", a'-b'-c'-d'-e', а-b-с-d-e - соответственно первичный образ и изменения его величин по 'рельсам' до совпадения с образом А-B-C-D-E, которому соответствует модель М₁

3. При осмотре человеком внешнего мира через анализаторы его проходит вереница образов-моделей, которые периодически "останавливаются". Возбуждение от них распространяется "вверх" на этажи, где "узнаются" запечатленные ранее модели. Эти модели последовательно возбуждаются, и между ними за счет временной памяти связи создается связь, по которой можно восстановить последовательность моделей этажного смысла и качеств, гак те как в анализаторе сохраняется последовательность картин. При этом память в этажах длительнее, количество возбужденных моделей меньше, и потому цепь сохраняется дольше. Из последовательности возбужденных моделей на первом этаже по тому же принципу могут возбуждаться еще более общие модели высшего этажа и т. д. Нужно, однако, признать, что количество этажей невелико (три-пять), а потому длительное восприятие запоминается в виде последовательности моделей, а не в виде одной модели, на каком-то очень высоком этаже отражающей обобщенный смысл всех событий за некоторый промежуток времени. Кроме того, "узнавание" этажных моделей осуществляется по вероятностному, а не по тождественному принципу, следовательно, могут возбуждаться не только точные, но и сходные модели, поскольку одной модели на высшем этаже соответствует несколько моделей на нижнем. В результате в памяти человека отражается I уже цепь не подлинных событий, а его собственная интерпретация их, составленная из "своих" моделей, которые возбудились, потому что были похожи на наблюденные.

Схема этого явления показана на рис. 30. Скажем, человек осматривает сложную картину. На первом этаже памяти узнаются ее простые элементы (например, люди) и нанизываются последовательно в цепь, полностью отражающую расположение их в пространстве. На втором этаже выделяется смысл отдельных крупных узлов картины - он тоже подсоединяется к цепи. На третьем этаже выделяется смысл из еще более крупных узлов в виде последовательности трех моделей, составляющих смысл всей картины. Продолжительность временной памяти связей возрастает от этажа к этажу (а может быть, она подновляется повторным возбуждением, вспоминанием). К концу осмотра человек может в подробностях вспомнить (воспроизвести) только последние элементы цеди на участке А. Ранее осмотренные элементы картины вспомнить подробно 0я не в состоянии. Но важные элементы участка Б он может вспомнить за счет коллатеральных связей, их соединяющих. Второстепенные детали уже забыты. Это - редуцированная, обобщенная картина. Еще ближе к началу осмотра - и человек уже не вспомнит даже элементов. На втором этаже, отражающем подробный смысл узлов картины, помнится участок Б, а в редуцированном виде - вся она. Наконец, на третьем этаже есть всего три модели общего смысла узлов картины, и они помнятся полностью. Каждая модель смысла на втором и третьем этажах имеет связи не только с увиденными моделями, но и с другими наборами картин, а также содержит их словесный эквивалент, причем многие наборы более привычны и заучены и являются как бы "своими". Они показаны на схеме квадратами М', Р', Т'. Если теперь заставить человека воспроизвести увиденную сложную картину, то начало ее он восстановит по третьему этажу смысла, однако при этом будет пользоваться не увиденными образами, так как связи к ним забылись, а своими привычными, в последовательности, показанной пунктиром. Чем ближе к концу, тем в большей мере воспроизведение будет соответствовать истинным кадрам, а последние элементы полностью совпадут с ними, если человек еще не успел забыть их за время воспроизведения картины. Разумеется, программа воспроизведения присуща только людям.

Рис. 30. Этажные модели восприятия и воспроизведения: а, в, с,. . . ,d - модели элементов картины на первом этаже; А, В, С - модели смысла отдельных крупных узлов картины на втором этаже; α, β, γ - модели смысла еще более крупных узлов картины на третьем этаже; m', ..., s' - модели собственных вариантов к моделям второго этажа; М', Р', Т' - модели собственных вариантов к моделям третьего этажа; с', ... , с' - модели других элементов, являющихся вариантами воспринятых моделей a, ...,d; ^.__.__.__. - схема воспроизведения осмотренной картины

Подобную схему можно перенести и на область речи - как человек слышит ее, понимает, запоминает и пересказывает. Но об этом дальше.

Весь этот процесс происходит в основном в подсознании. В сознание СУТ лишь выхватывает отдельные модели, давая им при этом толчок усиления, который позволяет дольше "светиться" и устанавливать временные связи менаду собой. Так происходит еще одно упрощение и искажение - прочно запоминается лишь то, на что было обращено внимание. Разумеется, внимание обращается на то модели, которые представляют "интерес", что практически выражается их связями с чувствами. Таким образом, в ходе восприятия, запоминания и воспроизведения имеют место не только большие потери информации (подробностей и даже важного), но и еще большие искажения, отражающие ограниченность возможностей и субъективность системы.

4. Запоминание - создание новых моделей в анализаторах и на этажах. Если повторно возбуждается одна пространственная или временная последовательность моделей, то, во-первых, между ними на данном этапе устанавливаются пробные связи, благодаря которым при возбуждении некоторой части составляющих модель нейронов (или малых моделей) вспоминается она вся, а во-вторых, есть возможность создания на высшем этаже одной модели, представляющей в обобщенном виде (с потерей информации) всю последовательность или комбинацию моделей на нижнем. Это осуществляется по общим законам перехода временной памяти связи в постоянную. Нужно учесть, что для запоминания не обязательно многократное восприятие извне, иногда оно происходит "с одного взгляда". В действительности всегда имеет место повторение - только мысленное, в виде воспоминаний.

5. Воспоминания. Если внешние картины не представляют интереса, то есть не возбуждают чувств, СУТ "отключает" рецептор и сознание "пробегает" по тем старым готовым моделям, которые настолько активизированы чувствами или тренировкой, что в состоянии привлечь СУТ, получив при этом новый толчок активности. Отсюда й запоминание "с одного взгляда". Человек увидел что-то очень важное и интересное, то есть временная модель на каком-то из этажей привлекла внимание и установилась связь ее с сильными чувствами. При выключении рецептора модель, еще оставаясь активной, привлекает внимание, получая новый толчок активности: при этом устанавливаются новые связи ее с другими, прочными моделями. В результате повторного вспоминания, то есть привлечения внимания, создается новая модель, хотя она и не возбуждается извне. Так же устанавливаются связи между Iцелями, которые при вспоминании случайно следовали одно за другой, но вся комбинация оказалась важной. Таков механизм случайных открытий.

6. Предвидение. Как уже сказано, запоминается временно или постоянно последовательность возбуждения излей во времени или в пространстве (что одно и то же), и запоминается последовательность переключения ре-[торов с одной детали картины на другую. Создается цепь - "слово". Если при очередном восприятии внешнего мира будут узнаны первые звенья цепи (первые буквы слова), возбуждение может дальше автоматически перейти последующие звенья-модели, то есть осуществится предвидение (рис. 31). Разумеется, "узнавание" и предположения реализуются по принципу вероятностного падения. Эта программа существует и у животных.

Рис. 31. Схема предвидения А-F. Цепь моделей (событий), заложенная в постоянной памяти: А'→В'→С' - воспринятые извне и распознанные события, одинаковые с А-В-С или похожие на них. По ним узнается вся цепь и делается предположение, что за С' последуют D'-E'-F', одинаковые с D-E-F

Последовательность этапов восприятия и осмысления внешнего мира состоит в следующем. В случае если осуществляется восприятие без настройки, когда рецептор находится в некотором полузаторможенном "сторожевом" состоянии, в анализаторе создаются приблизительные ременные модели; они, оставаясь в подсознании, посылают энергию на вышестоящие этажи, и там узнаются некоторые модели - опять же в подсознании. Узнанные модели приходят в состояние некоторой активности. Если одна из них оказалась связанной с сильными чувствами и, таким образом, имела необходимую "готовность", она возбуждается настолько, что привлекает внимание - выходит в сознание. В этом отражается "интерес". После того от модели идет сигнал "вниз" - в анализатор, где есть только расплывчатая, приблизительная модель. Тогда СУТ приключается к программе настройки, включаются мышцы и настраивают рецептор по критериям точности восприятия, в результате чего в анализаторе отражается точная модель. После этого она подвергается анализу на высших этажам смысла и качеств, оставаясь на уровне сознания, если подробное "рассмотрение" объекта не показало ошибочности первой приблизительной модели или не исчез интерес к нему. Высокая степень усиления модели со стороны СУТ приводит к тому, что "пробиваются" многие малопроторенные связи, и таким образом выясняются качества модели в настоящем, восстанавливается ее прошлое и предполагается будущее. Вся эта работа идет до тех пор, пока сохраняется интерес, то есть пока модель не "устанет" или возбудятся по ассоциативным связям додели другого смысла, нейтрализующие первый.

Разумеется, процессы восприятия и переработки информации здесь описаны лишь в самых общих чертах, однако вся программа вполне доступна пониманию и моделированию.

Программа движений. Главными средствами воздействия человека на окружающий мир являются движения, сокращения мышц. Таким путем передается вовне как механическая энергия, так и информация.

Основой действий является простой безусловный рефлекс, схема которого общеизвестна. Внешнее воздействие воспринимается чувствительным нейроном, возбуждение него передается на двигательный (моторный) нейрон, окончания которого подходят к мышце. Нервные импульсы вызывают в ней цепь химических превращений, сопровождающихся выделением механической энергии сокращения.

Типичная схема дополнена вторым чувствительным нейроном обратной связи, воспринимающим сокращение мышц и тормозящим либо усиливающим мотонейрон. Кроме того, от всех нейронов данного рефлекса идут связи к нейронам других рефлексов, через которые осуществляется сложная координация двигательных актов. Е низших животных вся двигательная активность построена на базе безусловных рефлексов. Программы их более или менее жестки, хотя имеет место образование условных связей, видимо, через чувствительные нейроны. Простые и сложные безусловные рефлексы имеют большой удельный вес и в жизнедеятельности людей (например, рея система поддержания равновесия, столь необходимая для обеспечения произвольных движений).

Однако основное управление мышцами у человека перешло к коре головного мозга и осуществляется на основе условных рефлексов, то есть связей, сформированных при жизни. Общая схема выбора действия показана на рис. 32. Модель внешнего раздражителя имеет связи с несколькими моделями действий, иногда противоположного характера. Выбор одной из них определяется фактором чувств - желаний (стимулов). Включается та программа, которая усиливается желаниями, возбужденными с тела через чувства или в силу тренировки. Все связи - условные, подчиняются законам памяти.

Модель действия у человека устроена весьма сложно и формируется постепенно начиная с самого раннего детства. Видимо, она сводится к "считыванию" информации с чувствительных моделей, главным образом зрительных.

Тренировка настройки глаз: сначала фиксация взор; на предмете, а затем слежение за ним с включением последовательно мышц движения глаз, шеи, туловища. Таким образом, первые модели движения создаются в анализаторах настройки глаза. Видимо, зрительные модели непроизвольно связываются с моделями движений, создаваемыми в двигательном анализаторе, который получает сигналы с мышечных и суставных рецепторов. Стимулом считывания является рефлекс подражания. Сам механизм заключается в создании параллельных моделей - для движения глаз, рук, ног, любой части тела. Первичная модель находится в зрительном анализаторе, но может быть и в другом - в мышечном и тактильном у слепых. Дополнительные модели качеств, например величина, влияют на размеры движений и их характер.

Рис. 32. Выбор программы действия: М - модель внешнего воздействия; S - СУТ; F₁, F₂, F₃ - чувства; D₁, D₂, D₃ - желания; А₁, A₂, A₃ -модели разных вариантов действий; Т - торможение

Схема двигательной модели показана на рис. 33. Основная модель заложена в анализаторе и представляет собой системы нейронов, соединенных друг с другом проходимыми связями с той или иной "задержкой". Каждый элемент модели соединен с моторной моделью, ведающей сокращением одной мышцы. От мышц иду от обратные связи, сигнализирующие о степени сокращения. Они соединены со следящей системой, в которой создается временная модель движения. Она сравнивается с постоянной моделью в анализаторе; при рассогласовании посылается усиление или торможение на управляющий (моторный) элемент мышцы.

Рис. 33. Схема модели движений: А - обобщенная модель высшего этажа; 1,2 - 'главная' модель анализатора; 3,4 - мотонейроны мышц; 5, 6 - рецепторы мышц; 7, 8 - кратковременная память в следящей системе; 9, 10 - модели сравнения; Т - торможение; У - усиление; M₁, M₂ - мышцы; В-С - кости

На схеме показана упрощенная модель. В действительности модели гораздо сложнее: они включают множество мышц, несколько этажей моделей, само сокращение имеет несколько параметров, и для каждого в свою очередь есть модели, обратные связи и следящие системы, регистрирующие рассогласование.

Можно перечислить такие параметры:

1. Кинематика движения - величина перемещения, скорости, ускорения. Перемещение определяется мышечными рецепторами, передается в анализатор, где создается временная модель с дополнительными качествами - скоростью и ускорением. Для каждого есть следящая система.

2. Те же показатели воспринимаются параллельно действующей системой через зрительный анализатор. Там гоже есть постоянная модель движения и создается временная.

3. Сила сокращения (усилие), видимо, определяется другой системой моделей в двигательном анализаторе, которая дополнительно связана с чувством утомления. Усилие тоже "планируется", а потом учитывается и согласовывается. Утомление прямо связано с чувственной сферой.

4. Кроме учета правильности выполнения самого движения по кинематическим и динамическим показателям оно регулируется по результатам - эффекту воздействия на объект его приложения. Для этого в зрительном анализаторе (либо в звуковом в случае речи) имеется модель ожидаемого результата, а в процессе действия или после его выполнения создается временная модель. Из сравнения их выводятся коррективы для последующих движений.

5. Действие вызывается чувствами. Эффект его связывается с новыми чувствами - это модель чувств. Действительные чувства моделируются и сравниваются с теми, которые вызывали действие.

Можно выделить по крайней мере пять моделей движений, причем все они взаимодействуют друг с другом, Все имеют свои обратные связи и следящие системы. Действие их суммируется на мотонейронах и в конце концов отражается на сокращении мышцы - степени его, скорости, силе.

Модель сложного двигательного акта имеет многоэтажную структуру, так же как и модели внешнего мира (рис. 34). Каждый этаж построен, как описано выше, то есть содержит несколько параллельных моделей, отражающих разные качества.

Рис. 34. Этажные модели действий: I, II, III - модели этажных программ действий; Id, IId - резервные варианты этажей; S - СУТ; α, β - этапы (модели) программ высших этажей; A, В, С -модели среднего этажа, главный вариант; а, b, с - модели нижнего этажа, главный вариант; А', В', С' - модели среднего этажа, резервный вариант; а', в', с'- модели нижнего этажа, резервный вариант; Q₁, Q₂ - модели качеств; Т - тормозные связи; У - усиливающие cвязи

Модели эти имеют обратные связи и следящие системы. Но это еще не все. Одной модели на верхнем этаже соответствует несколько вариантов моделей на нижнем. Выбор определяется воздействием - "сверху" - со стороны моделей качеств и "снизу" - тем вариантом, который наиболее "готов" к выполнению программы. Между моделями вариантов имеется связь: при включении одной прочие соответственно тормозятся.

Как показано, структура двигательных моделей очень сложна и многообразна. Взаимодействия между моделями - и выбор вариантов, и их реализация - происходят с учетом СУТ и за счет местных процессов доминирования.

Любой сложный двигательный акт состоит в конечном итоге из комбинации простых - из сочетаний во времени разной степени. и силы сокращений различных мышц. Разнообразие моделей на нижних этажах много меньшее, чем на верхних, поэтому они хорошо отработаны и для выполнения не нуждаются в привлечении внимания - функционируют в подсознании. Однако совсем простые двигательные акты, если они еще не освоены, требуют усиления со стороны СУТ, и, напротив, хорошо заученные сложные двигательные акты могут выполняться без привлечения сознания.

Совершенствование программ в процессе обучения и практики осуществляется путем отбора и укрепления вариантов, дающих наибольшее чувственное удовлетворение в отношении конечного эффекта и легкости выполнения. Каждый выполненный двигательный акт сохраняет некоторое время в памяти всех следящих систем, на всех этажах и может корригировать исходную модель, по которой он реализовался. Отклонения от модели могут быть непроизвольными - при дополнительных воздействиях, изменяющих точность выполнения программы, или "сознательными" - путем синтеза на нижних этажах новых вариантов моделей с тем, чтобы удовлетворить некоторым качествам "вверху". Такие качества вводятся извне в виде задачи либо возникают - случайно или в процессе творчества. Прямое отношение к этому имеет вопрос о планировании предвидении. Поскольку модели находятся в сфере восприятия, выполнение программы можно предвидеть на тex же основаниях, что и развитие событий внешнего мира по их истории и данному состоянию. Лучше всего удается представить будущее выполнение сложного двигательного акта, взяв за основу зрительную (для речи - слуховую) модель, возбуждение от которой иррадиирует на другие модели, например чувственную или мышечную. При этом человек более или менее подробно представляет себе смену зрительных образов - движения свои и объекта деятельности, попутно испытывая чувства и даже делая легкие непроизвольные движения, хотя передача возбуждения на мотонейроны заторможена. Подобное воспроизведение всей программы является полезным, так как закрепляет ее в памяти, а иногда позволяет определить худшие и лучшие варианты.

Программа речи^*. Три описанные выше программы объясняют более сложное по сравнению с животными доведение человека, главным образом за счет тонких движений. Они же являются базой для социального поведения, однако последнее обеспечивается программой речи, выраженной в любой форме.

^* (Термин "речь" здесь употреблен как синоним понятия "язык".)

Речь - эта вторая сигнальная система по Павлову - действительно представляет собой, прежде всего информационный язык, позволяющий, во-первых, кодировать сложные и нестрого определенные явления, во-вторых, передавать информацию от одного человека к другому, в-третьих, записывать ее и хранить помимо мозга - в физических моделях. Быть может, важным является значение речи для обучения, для формирования сложных моделей в коре. Принцип этого показан на рис. 35. На нижнем этаже есть три похожие, но не одинаковые модели - I, II, III. Повторяемость их недостаточна, чтобы сформировалась модель А на высшем этаже. Но если А обозначена словом, которое повторяется при обучении, когда показывается одна из моделей I, II, III, то связи между ними устанавливаются легко. В дальнейшем через А устанавливаются связи между старыми моделями и новой, похожей на них, есть выделяется класс моделей-образов на нижнем этаже, объединенных моделью-словом на верхнем. Именно языку человек обязан богатством и сложностью моделей Шедшего мира. Без него они не могли бы сформироваться.

Рис. 35. Формирование обобщенного понятия - модели на верхнем этаже: А - модель понятия, выраженная словом и возбуждающаяся через связь Е. Если при этом периодически возбуждаются варианты последовательностей моделей I, II, III, то между ними и А проторяются вертикальные связи

Система моделей речи функционирует как параллельная системе конкретных образов. Переработка информации идет одновременно по обеим системам, причем сознание периодически подключается то к одной, то к другой из их: таким образом, системы попеременно оказываются подсознании (рис. 36).

Язык современного человека настолько богат, что может выразить почти любую картину и передать ее сжато, экономно, хотя, конечно, с известными потерями. Однако некоторых случаях более экономным является язык образов (по сравнению, например, со словесными описаниями музыки, картин). Поэтому человек и прибегает к смешанному коду, на каждом этапе используя соответствующий ему более экономный и выразительный язык. Речь кожно "считывать" моделями конкретных образов и действий с ними, однако эта процедура не всегда легка. В ряде случаев человеку трудно выразить слова образами. Слова как бы сами стали главными моделями, и человек включает их в свою систему наряду с другими "естественными" образами-моделями.

Рис. 36. Две системы моделей. 1, . . . , 7 - слова; а,в,с - модели фраз (речь); А, В, С, Д, Е - модели образов; → - связи; ---- последовательность переключения сознания

Структура речи отражает этажные модели в пространстве и времени, модели-качества на разных этажах, сложные модели, суммирующие в себе пространственные, временные и качественные отношения. Кроме того, речь отражает основные программы человека как индивидуума, члена коллектива и пр. ("для себя", "для рода", "для общества"), отношения субъектов и объектов. Все это в разные языках выражается различными средствами. Основой везде является звук, который условно соответствует букве. Звуки соединяются в фонемы - слоги, те в свою очередь - в слова. Видимо, основной информационной моделью являются слова. Звуки и слоги действуют в подсознании, хотя сам процесс составления слов отражается некоторыми качествами, модели которых выделяются отдельно. Стойкие сочетания слов как бы имеют собственную модель высшего этажа: составляющие их слова "исчезают", опускаются в подсознание.

Как правило, речь представляет собой цепочку из слов, соединенных временными связями, отражающими порядок произнесения. Иногда связи замыкаются на высших моделях смысла коротких фраз. Синтаксический и грамматический строй речи отражает все особенности и содержание информации, то есть пространственные и временные отношения внутри и вне человека, связь того и другого, короче - отражает все, что человек может воспринять или вообразить.

Любую речь можно выразить графически набором моделей вещей, чувств, перемещений в пространстве, изменений во времени (что тоже можно свести к пространству другой системе координат). Это и есть отражение речи - образное и информационное, то есть взаимодействие молей, представленных на разных этажах. В мозгу такое взаимодействие отражается последовательностью и силой возбуждения (активности) разных моделей. Слушая речь, мы воспринимаем слова. Следовательно, возбуждаются одели слов и их сочетаний, и активность этих моделей передается конкретным моделям пространства, времени, отношений, качеств, а также их комбинаций. При восприятии, к примеру, начала фразы "бедный человек, который аныпе был богат..." слово "раньше" сразу же соединяется о словом "богат", образуя временную модель, и перемечет понятие богатства в плоскость нереальных в данное тремя понятий. Если бы затем было сказано "... подошел и купил бриллиантовое колье", "контроль смысла" не пропустил бы эту фразу. Здесь у меня нет возможности подробно анализировать образную интерпретацию речи, поскольку показать ее можно только на конкретных моделях.

Выслушивание и понимание речи представляет собой процесс восприятия звуков, возбуждения соответствующих моделей в анализаторе, соединения их в модели фонем, затем - в модели слов в определенном грамматическом варианте. Все это, видимо, осуществляется в подсознании. В сознание попадают уже модели слов. Модели приобретают некоторую активность, продолжающуюся какое-то время,-- это "активная память". Кроме того, последовательность восприятия слов отражается во временной "памяти связи". Степень активности моделей услышанных |(€лов неодинакова. Она зависит от акцентуации при произнесении и, особенно, от значения слов для слушающего, о определяется связями их моделей (а также моделей смысла коротких фраз, в которые они входят) с конкретны моделями-образами и моделями чувств. В упрощенном где это было показано на схеме, отражающей общий закон восприятия и запоминания внешней информации (см. рис. 30). Схема восприятия, понимания и запоминания речи представлена на рис. 37.

Рис. 37. Восприятие, понимание и запоминание речи: - модели услышанных слов. Уровень активности зависит от значения, показанного величиной кружка; - модели образцов и чувств с различной активностью; - модели распознанного смысла фраз. Их значимость определяется связями с чувствами; - собственные слова распознанных моделей смысла; - 'ключевые' слова а, с, е, f, g, h, определяющие наиболее важный смысл фразы, хранятся в долговременной памяти и связаны с соответствующими чувствами α, β, γ

Вначале запоминаются все услышанные слова в форме активности их моделей, а последовательность - в форме памяти связей. Тут же устанавливается связь их с чувствами и образами разной значимости и в зависимости от этого повышается активность некоторых слов. Одновременно идет опознание смысла отдельных фраз и их частей, возбуждаются модели смысла, устанавливаются связи с чувствами и возрастает активность значимых моделей смысла. Между ними сразу же устанавливаются временные связи со своей памятью. В то же время активизируются и связываются временными связями (со своей памятью) модели конкретных чувств и образов. Модели смысла имеют несколько вариантов своих словесных наборов на нижнем этаже. Из них возбуждаются (активизируются) самые привычные, и именно они становятся выразителями смысла запомненной речи (а не услышанные слова). Временные связи между привычными словами более прочны, чем между услышанными, поскольку активность последних и память связи быстро затухают. Менее значимые из активных собственных слов тоже постепенно затухают, остается несколько особо важных, связанных с сильными чувствами; спустя некоторое время только они сохраняют возбуждение и между ними еще поддерживается мять связи.

Нужно сказать, что во всех этих, процессах большую роль играет сознание, так как, подключаясь к наиболее активным моделям, оно дополнительно усиливает их, повременно затормаживая менее активные. В паузы жду восприятием, а также вследствие утомления внимания подключенного к рецептору слуха сознание (внимание, СУТ) возвращается к наиболее значимым моделям усиливает их - возникают новые связи, в которых MO-IT быть нарушен порядок восприятия и установлен новый рядок, отражающий последовательность вспоминания возвращения). Кроме того, возбуждаются модели качеств и через них по ассоциациям - разные "боковые цепи", которые иногда оказываются наиболее важными.

Все это, вместе взятое,- чувственный фон и набор моделей внешнего мира, свои словесные варианты распознайте смысла (которые могут далеко расходиться с общепризнанными), случайное возвращение к услышанному, влечения - значительно извращает запоминание речи, Чужая речь и чужой смысл как бы накладываются на собственные матрицы, из этих последних весьма приблизительно выбирается подходящее, и именно оно запоминается, становится своим. При этом в старое "свое" вносится что-то новое, но это новое далеко не полностью и не точно соответствует услышанному. Степень искажения и количество запечатленного определяются степенью новизны информации, поскольку законы памяти не позволяют ни усвоить совершенно неизвестное, ни воспринять незначительные детали в совсем известном. Интерес отсутствует, внимание отвлекается - и человек перестает воспринимать речь.

Смысл услышанной речи включает в себя не только ее содержание, но и отношение к ней, то есть некоторые модели действий или поиска с возможным последующим ответом - речью либо иными поступками.

Произнесение речи, как и каждое действие, складывается из содержания и стимулов. На любой вопрос можно ответить по-разному, часто - противоположно. Следовательно, комплекс моделей, возбужденных вопросом, имеет связи с несколькими моделями ответных действий, и выбор одной из них определяется чувствами и желаниями по схеме, показанной на рис. 32. Прежде всего нужно принять решение - отвечать или нет, потом - что отвечать (содержание), затем - как (форма, распространенность, эмоциональность). Как и всякое иное действие у человека, ответ может быть немедленным или с предварительной формулировкой "в уме", с предвидением. Импульсивные ответы возможны только при большой активности стимулов и при наличии хорошо заученной модели ответных действий.

Суть подготовки ответа сводится к производству некоторых действий над моделями - поиску, в результате чего возбуждаются нужные из них, а остальные, подвергавшиеся просмотру, но не отобранные, затормаживаются. Действия над моделями сводятся к направлению энергии возбуждения по нужным связям от некоторых моделей действий. Разберем, например, программу вопроса "сколько у тебя карманов?" Слово "сколько" включает общую программу счета, заключающуюся в последовательном переборе с помощью "прикосновения" любой частью тела к объекту - реальному или представленному в анализаторе моделью. Результаты отсчета выражаются в возбуждении моделей чисел, которые связываются с моделью объектов. Программа предусматривает счет, когда выдается последняя цифра в связи с моделью, или перечисление, когда каждая модель цифры имеет связи с конкретным из перечисленных объектов. Ответ на вопрос выражается в возбуждении модели "четыре" и связи с моделью "карман". Вариант слова "карман" определяется правилами (программой словосочетаний).

Когда ответ готов, то есть нужные модели возбуждены, его можно прямо "считывать" путем подбора соответствующих слов по программе двигательной речи в зависимости от дополнительных моделей качеств (например, "подробно" или "кратко", "громко" или "тихо", "быстро", "медленно", "нежно", "грубо" и т. д.). При некоторых условиях ответ сначала полностью формируется в словах и произносится мысленно. При этом можно зарегистрировать слабые движения голосового аппарата. Слова ответа воспринимаются как чужие с выделением смысла, качеств и чувств, которые сверяются с первоначальными. После этого все сведения собираются в модели "готово", от которой поступает сигнал на модель программы "произносить". Считывание - мысленное или вслух - производится по общим правилам действий (см. рис. 34), с последовательным включением моделей низшего этажа от моделей высшего, с обратными связями, формированием модели произнесенных слов и фраз (даже мысленно), сверкой их с предполагавшимся, коррекцией и пр. Проверка осуществляется по всем типам следящих систем - чувствам, качествам и т. д. Все это реализуется главным образом в сознании, но подготовка идет по всем связям в сфере подсознания, то есть возбуждение циркулирует между всеми моделями, суммируясь, вычитаясь местным торможением и т. д. "Что и как" произносить определяется только соотношением уровня активности соответствующих моделей.

На рис. 38 показана схема формирования произносимой речи, содержащей определенный смысл. План речи представляется в последовательности смысловых моделей, которые выражены как образами, так и несколькими "ключевыми" словами. Затем этот план "развертывается" в более или менее подробную речь в зависимости от количества возбужденных моделей качеств и моделей действий. Всегда есть множество вариантов для выражения смысла, но они не включаются, так как не удовлетворяют всем качествам. Впрочем, в подборе слов сказываются тренировка 1 случаи: возбуждаются модели, наиболее "готовые" данный момент. На схеме не показаны процессы анализа произнесенной речи и использования его результатов для коррекции последующих фраз. Этот анализ осуществляется так же, как и для чужой, услышанной речи.

Рис. 38. Формирование речи. М₁ M₂, M₃ -модели смысла, которые должны быть выражены речью; с ними связаны 'ключевые' слова 1, 2, 3, 4, 5, выражающие смысл, последовательность этих слов дает план речи; Q₁ Q₂, Q₃ - модели качеств; A₁, А₂ - модели действий, определяющие полный набор слов для выражения смысла и плана речи; а→l - отобранные и произнесенные слова; пунктиром показаны другие возможные варианты фраз, включаемые в разных условиях; q₁, q₂, q₃, q₄ - прочие качества

Произнесение длинной речи, написание статьи или книги всегда начинаются с перечня основных моделей смысла, назначенных к выражению. Затем следует составление плана, который хранится в памяти (временная память связи) либо записывается. План выражается словами, а мысленно - и моделями-образами.

Словесная речь, а также использование какой-либо иной системы знаков ставят проблемы "правды" и "веры".

Человек в обществе приобретает опыт двумя путями - непосредственным восприятием событий органами чувств (чувственный опыт) и обучением по моделям (через речь, картины, даже математику). Обе системы моделей функционируют параллельно и, вообще говоря, должны соответствовать друг другу с некоторыми допустимыми расхождениями, связанными с приблизительностью словесных моделей. У человека в ранний период воспитания формируется прививаемое извне чувство "неправды" - неприятное ощущение, возникающее при несовпадении чужого описания с собственным чувственным опытом, хотя бы он выражался уже словами, а не картинами. Видимо, создается модель - центр этого чувства, который связан со следящими системами, сравнивающими параллельные модели связи свои и чужие (или разные свои - "ложь"). Оценка степени и важности расхождений (рассогласований) весьма субъективна, зависит от воспитания, от чувственной значимости самих несовпадающих моделей. Впрочем, понятие "собственный, или чувственный, опыт", который можно объединить с понятиями "знания", "убеждения", весьма относительно. Большинство сведений, ставших как бы своими и используемых для сравнения, в действительности получено не непосредственным восприятием мира, а через модели - через речь, от учителей, из книг. Просто эти словесные модели стали своими, истиной, и новые проверяются уже по ним.

Рис. 39. Модель 'веры': N - модель авторитета; NM₁ - словесная модель, полученная от авторитета; FM₁ -ее образная интерпретация; ОМ - собственная образная модель того же объекта; С - типы сравнения; R - модель (центр) 'правды'; L - модель (центр) 'лжи'; а---→ - установление связи авторитета и 'правды'; NM_i,…, n -последующие словесные модели, выдаваемые авторитетом

В связи с этим следует рассмотреть другую программу - "веры", "доверия". Можно сказать так: вера - это экстраполяция правды через авторитет. Последним является источник информации - учитель, книга, организация. Если авторитет доказал, что сообщаемые им модели совпадают с моими собственными чувственными моделями того же объекта, то устанавливается прямая связь между его моделями и "центром правды". После этого все следующие сообщаемые им модели сами приобретают связь с "правдой" и таким образом переходят в разряд собственных моделей. Видимо, есть даже программа доверия - программа признания или непризнания авторитетов.

Она выражена в разной степени, тоже в зависимости от Прошлого собственного опыта. Наверное, можно также говорить о степени достоверности как отношении точности связей данной модели с моделями "правды" и "лжи". На рис. 39 представлена попытка изобразить это все в схеме'. Очень велико значение речи в формировании чувственной сферы человека как члена общества. Прежде всего, корковые модели чувств приобрели конкретность только после того, как их обозначили словами. Без этого многие чувства были бы очень неопределенными. Появилась возможность создавать новые сложные чувства по общему типу словесных моделей: сложное изменение во времени и пространстве (модель на нижнем этаже) обозначается одной моделью слова. В последующем именно эта модель является "организатором" для других. Как уже говорилось, есть сравнительно немного первичных чувств и несколько эмоций. Количество комбинаций их между собой и во времени гораздо больше. Комбинации эти (надежда, разочарование, наконец, любовь) можно обозначать словами и затем возбуждать "сверху". Только при наличии слов возможно было на базе простых чувств создание новых чувств, каких нет у животных,- таковы стыд, совесть, долг, справедливость. Эти понятия относятся к числу чувств, хотя их вызывают чисто внешние, информационные воздействия, не имеющие никаких эквивалентов во внутренней сфере. В основе их, конечно, лежат лишь чувства приятного и неприятного, но какая сложная конструкция над ними! Поэтому можно прямо сказать, что общество как система создалось благодаря речи. Ей обязаны своим существованием все процессы самоорганизации в коре головного мозга, так как именно речь, слова оформили высшие этажи моделей смысла, качеств.

Программы сознания. Понятие "сознание" не имеет точного содержания. Мне кажется, что сознание можно определить как моделирование отношений субъекта и объектов. Тогда сознательное поведение будет выражаться действиями, количество которых соизмеримо с отношениями.

Инструментом сознания у человека является вся кора головного мозга, так как именно она определяет отношения, отражая внешний и внутренний мир. Поскольку они очень сложны (большое разнообразие), кора отражает их не в истинной сложности, а упрощенно - в моделях, в информационном плане.

Видимо, можно говорить о "программах сознания", осуществляющих "определение отношений".

Попытаемся перечислить характер возможных отношений: а) пространственные, б) временные, в) причинные (энергетические), г) информационные. Последние можно расшифровать так: изменяется и воздействует не энергия, не пространство, не время, а информация о них - модели.

Возможно множество "участников отношений", поскольку беспредельна сложность мира. "Количество" сознания, уровень его определяют меру сложности отношений, которую способен отразить мозг данного человека (животного) одномоментно либо в пределах более или менее длительного отрезка времени. Это означает количество участников - "я", "ты", "он", "они", много вещей, большие пространства, продолжительные и разные отрезки и масштабы времени, разнообразие видов и количеств энергии. Понятие сознания нельзя ограничивать только человеком. Животные отлично воспринимают многие отношения, во всяком случае пространственные и временные, в меньшей степени - причинные. Разумеется, объем, количество отношений у них невелики. Среди улавливаемых человеком есть совершенно особые отношения - условно назовем их информационными. Суть их состоит в том, что человек способен учитывать не только сами отношения, о и информацию о них (то есть не только то, как первый участник отношений воздействует на второго, но и то, как он представляет эти действия, планирует их).

В зависимости от сложности программ сознания я выделяю несколько его уровней:

1. Внимание. Выделение и усиление одного канала или одной модели в коре и торможение других. Обеспечивает в каждый данный момент целесообразную реакцию на главный раздражитель. Эта программа присуща уже животным и маленьким детям.

2. Формирование моделей "Я" и "не-Я", моделей времени, отделение реального от нереального. Моделирование собственных действий. Все эти программы формируются уже с помощью речи в первые три-четыре года жизни.

Впрочем, сознание может остановиться на этом уровне на всю жизнь.

3. Моделирование моделей - собственных и чужих мыслей, предшествующих действиям и следующих за ними. Отсюда - высшие возможности управления собственным мышлением.

Несколько особняком стоит программа воли как способность произвольно концентрировать внимание на избранных моделях, достигая значительной их активности; последняя может "пробивать" даже плохо проторенные связи. С одной стороны, программа связана с высоким уровнем сознания, так как речь идет об управлении мыслями, а с другой - совсем не предусматривает выдающегося интеллекта и "понимания" своих и чужих мыслей. Воля - это инструмент, рабочая программа, а использовать ее можно для самых простых целей.

Все названные программы можно представить в виде структурных моделей. Попытаюсь коротко их описать.

Программа внимания является основой всех других. О ней уже было сказано. Я связываю ее с деятельностью так называемой СУТ, способной усиливать активность одной модели и затормаживать все другие. Представить эту систему структурно не просто, так как нужно, чтобы она пронизывала всю кору, внедрялась в любую модель. Надо думать, что она представлена сложной структурой, построенной тоже по этажному принципу: для каждой области имеется своя СУТ, осуществляющая процессы местного доминирования, торможение одной моделью других. На них накладывается "центральная станция", изменяющая соотношение частей и способная выделить, усилить одну модель внутри данной области (см. рис. 20). Очень важен уровень активности СУТ и характеристики, по которым он изменяется. Источником "питания" являются чувства и особенно эмоции, но в ее функцию входят и элементы положительной обратной связи - усиливая модель, СУТ в то же время получает от нее обратные импульсы. Прежде всего это касается моделей чувств. Именно на таком явлении основано воспитание воли: некоторые корковые модели получают прямую связь с СУТ, в результате постоянной тренировки резко усиливают свою собственную активность и через связи повышают активность СУТ, обеспечивая произвольную концентрацию внимания на одной модели и вызывая в результате торможение всех других (рис. 40).

Рис. 40. Концентрация внимания и воля. А - болевой раздражитель, побуждающий бежать; I - восприятие ситуации, преодоления боли; У - усиливающая часть СУТ; Т- тормозная часть СУТ; модель слова 'Преодолеть' - сильная, привлекающая внимание; а↔b - пределы периодического колебания усиления при утомлении его в одном положении

Модели времени. Основу моделирования времени составляют условные связи с "задержкой", отражающей истинные временные отношения между двумя моделями в период установления связи.

Можно допустить такую ситуацию (рис. 41). Имеется длинная цепь моделей, соединенных во времени. Сначала они запоминаются все - одна за другой. Потом с течением времени "слабые" звенья выпадают и создается редуцированная цепь, в которой связаны группы моделей. Внутри них сохранена истинная скорость событий и даже один кадр. Таким образом удается быстро восстановить в памяти события продолжительного отрезка времени с остановками на важных этапах, где сохраняется истинная скорость последовательной смены событий. Если человек однажды запомнил лошадь, скачущую с определенной скоростью, то в воспоминании ее образа бег нельзя произвольно ускорить. Для этого нужен другой образ. Видимо, в памяти время не имеет разменности, в мозгу нет самостоятельно и равномерно идущих "часов". Истинное значение времени сохраняется только через речь - названия секунд, минут, часов, суток, лет и через другие события, связанные с первыми в одну сеть. Это - смена дня и ночи, времен года. (Известно, что в полной темноте и при бездеятельности представления о времени исчезают).

Рис. 41. 'Ускорение времени'; О→О - модели последовательно воспринятых слов и образов различной значимости;-----------→ - обходные связи между важными моделями; вначале помнится вся цепь моделей 1, ... , 12, затем цепь редуцируется до 1-2-6-7-9-12, а еще позднее - до 1-9

На рис. 42 показана схема "прошлого". Ее можно изобразить системой моделей, объединенных в несколько линий: последние связаны друге другом и привязаны к календарю, часам и смене дня и ночи. Модели могут быть самые разные: чаще зрительные образы, или звуки, или слова и фразы - модели смысла и качеств. Все это имеет связь с моделью слова "прошлое".

Рис. 42. Модель прошлого: L - слово 'прошлое'; 1, 2, 3 - дни; а, b, с, d, e - время дня; О^___О - модели событий; F - 'линия' семьи; W - 'линия' работы; R - 'линия' отдыха

Вспомнить прошлое можно, только идя "вперед" от какой-то даты или события. Однако вспоминание самой этой точки возможно или по заданию извне (просьба "вспомнить, что было утром в прошлый понедельник"), или случайно (внимание подключилось к слову "прошлое" и тут же к другому слову "понедельник"). Вспомнить, что было в любой день прошлого года невозможно; нужны более значительные точки - события, от которых можно продолжить вспоминание, идя вперед по цепи временных ассоциаций, закрепленных в постоянной памяти связей. Как уже говорилось, эта память отрабатывается в процессе повторного вспоминания вскоре после события.

Вспоминание прошлого сопровождается как бы новым его рассмотрением, потому что вся цепочка образов и слов снова приобретает активность и выглядит как новое событие. Это сопровождается новым "переосмыслением", выражающимся в выделении новых этажных моделей смысла и качеств. Если они связаны с достаточно сильными чувствами, то запоминаются наряду с прошлым, более или менее изменяя его картину.

Понятие настоящего более сложно и труднее дается детям. Если понимать буквально, то настоящее - только данный момент, когда я воспринимаю мир своими рецепторами и мое внимание подключено к ним. Однако воспринятая информация отражается в анализаторах в виде временной активности некоторой группы нейронов. Эта активность на первом этаже продолжается недолго, но достаточно для того, чтобы энергия возбуждения распространилась на следующие этажи и вызвала активность моделей смысла и качеств, которая сохраняется уже дольше. Кроме того, еще на первом этаже анализатора остается временная память связей, с помощью которой образ может быть восстановлен полностью на довольно долгое время. Он как бы еще живет, он - настоящее, а не прошлое. На высших этажах временная память связи продолжительнее, значит, и "настоящее" дольше. Но это еще не все. Только что прошедшие события, если они значительны (связаны с чувствами), тут же вспоминаются повторно, так как к ним снова приключается внимание и они опять "оживают" ненадолго в активности моделей, дольше - во временной памяти связей. Поэтому сохраняется ощущение "настоящего" - образ, событие все еще продолжаются. Правда, при повторном вспоминании они уже привязываются к некоторым датам из прошлого - к часу, дню, месяцу и даже году. Таким образом, настоящее имеет этажи в зависимости от размерности отрезков времени. Это и "в данный момент", и "сейчас", и "сегодня" и "на текущей неделе", и даже "в нынешнем столетии". Такие понятия объединяют данный момент со всем, что случилось в соответствующем отрезке времени, включающем этот момент. В подобном случае различные модели соединяются определенными этажами настоящего. Нельзя сказать "в этом столетии я чувствую себя хорошо". В некоторых языках понятие "настоящее" имеет два значения - "вообще" и "в данный момент", однако последнее тоже не является собственно настоящим, так как может обнимать более значительные отрезки времени и очень медленные действия.

Итак, в зависимости от этажности модели завершившихся действий и особенно при продолжающемся действии понятие "настоящее" расширяется и захватывает некоторую часть прошлого (рис. 43).

Рис. 43. Модель настоящего: m - фраза 'в этом месяце'; d - слово 'сегодня'; n - слово 'сейчас'; О→О - модели событий и их связи в памяти; о - обобщенные модели; a-b - шкала времени

Будущее определяется как вероятностная экстраполяция настоящего, основанная на опыте прошлого. Самый простой вариант - предвидение продолжающегося в данный момент однородного процесса ("я уже пишу и буду писать еще час"). Процесс может быть неоднородным, но упорядоченным, то есть с закономерными повторениями компонентов. Соответствующий цикл при этом объединен в одной модели на высшем этаже. Наконец, процессы бывают разными, но объединенными одним общим качеством, тоже отраженным в своей модели. Это качество может продолжаться в будущем и до некоторой степени его определять. Далее: в прошлом было разнообразие, но типизированное, подчинявшееся статистике. Отсюда - продолжение его в виде вероятностного процесса с несколькими возможными вариантами. Итак: насколько многообразна модель настоящего, настолько сложным может быть и его продолжение на будущее.

Программа предвидения будущего - это возбуждение различных моделей, привязанных к моделям календаря, продолжающим настоящее. Такая программа организована речью в моделях слов, хотя к ним привязываются конкретные образы из прошлого. На рис. 44 показана схема будущего.

Рис. 44. Схема будущего: А-В - настоящее; D-B - прошлое; В-С - будущее (масштаб шкалы времени); 1-5 - цепь событий в прошлом; 6-10 -предполагаемые события; N, M, F - различные циклы событий в прошлом; N', М', F' - предполагаемые циклы событий в будущем; К - качества; Q - качества в прошлом; Q' - те же качества в будущем; К' - новые качества в будущем

Цепь событий прошлого - различного характера, с разной цикличностью, с разными качествами - продолжается в будущее, причем накладываются друг на друга разные циклы их, в том числе и такие, которые ранее не повторялись. Например, предугадывая будущее человека, нужно учесть нециклический, но закономерный процесс его старения. Предсказывая будущее общества, нужно учесть прогресс науки. Как правило, нет возможности строить предположения с учетом всех взаимосвязанных событий как прошлого, так и будущего, поэтому будущее можно предполагать лишь вероятностно. Однако разнообразие мира столь велико, что степень этой вероятности быстро падает по мере удаления в будущее, особенно для самоорганизующихся систем типа человека или общества.

Переключение с настоящего на прошлое или будущее осуществляется произвольно путем включения соответствующих действий с моделями от модели слов "вспомнить", "предположить" с одновременным отключением рецепторов через СУТ. Модели этих слов включаются или по заданию извне, или попадают в сознание "случайно", будучи подготовленными сложными процессами в подсознании, де заложена общая программа исследования любого явления, состоящая из восприятия настоящего, анализирования прошлого и предположений на будущее.

Отличие реального от нереального осуществляется через связи соответствующих моделей (с деятельностью рецепторов, подтверждающих чувственное восприятие реального или память о нем. При этом модель образа в "главном" анализаторе связана с моделью настройки в анализаторе, отражающем положение мышц настройки (см. рис. 28). Нереальные модели формируются непосредственно в главном анализаторе без настройки.

Реальность - понятие относительное, поскольку относительно сходство объекта и его модели. Мне кажется, что можно выделить "шкалу реальности". Выглядит она примерно так:

1. Мир вещей, природы и самого себя, воспринимаемый органами чувств. Модель того, что субъект видит в данный момент, связанная с ощущением самого видения.

2. Реален также процесс восприятия информации как физической энергии: "Я читаю сейчас", "Я слушаю речь".

3. Однако реальность самих моделей, составляющих содержание информации, зависит от авторитета (см. о понятиях "правда" и "вера"). В конце концов информационные модели мира тоже становятся своими и реальность их выражается в понятии "Я знаю".

4. Реально прошлое - модели вещей и событий в "главном" анализаторе рецептора вместе с моделями восприятия их в анализаторе настройки, который указывает, что события непосредственно воспринимались органами чувств ("Я видел..."). Степень реальности прошлого меньшая, если воспринималась только информация о нем ("Мне рассказывали...").

5. Будущее - нереально, но вероятно (см. о понятии "будущее").

6. Планирование - это управление будущим. В памяти хранится цепь распознанных событий до данного момента, по которой можно представить себе их последующее течение. У человека есть стимулы и цель (изменить естественное течение событий) и есть модели средств воздействия. Составлена программа планирования как сопряжение моделей предполагаемого естественного хода событий и собственных действий. Получается определенный результат - новые модели состояний, которые проверяются по критериям цели, средств, чувств, времени, последствий. Затем они отвергаются или принимаются к выполнению.

7. Воображение, мечты, фантазия заключаются в создании новых, нереальных моделей в "главном" анализаторе - в виде статичных или последовательных зрительных либо слуховых образов, включая речь. Для этого нужны стимул и цель в виде модели смысла и качеств высших этажей, а также разные наборы элементарных моделей на низшем этаже - в виде образов. Тогда в них создается цепь или система моделей-образов, соответствующая моделям смысла мечты. При этом возбуждаются некоторые приятные чувства, стимулирующие процесс воображения, хотя человек знает о нереальности моделей. Возможность их реализации он устанавливает по типу программы планирования. Однако не существует грани между мечтой и планом (рис. 45).

Рис. 45. Модель воображения: С₁, С₂ - смысловая модель реальных событий; F₁, D₁ - вызываемые ими чувства и желания; G - модель цели как реакция на события - на уровне смысла; aR - оценка степени реальности; С₈, С₄ - модели смысла событий, ведущих к достижению цели; Q - качество их; а-f - модели образа на низших этажах; F₈ - приятное чувство, взаимодействующее с начальным

Понятия "Я", вторых и третьих лиц складываются через создание соответствующих чувственных и словесных моделей, связанных с именами. При этом формируется отношение к людям, как и к вещам, через чувства симпатии и антипатии, производные от "приятного" и "неприятного", выработанные в процессе собственного опыта отношений или привитые воспитанием.

Представление о чувствах другого человека осуществляется через восприятие его внешнего вида и действий в ответ на внешние раздражители. Полученное впечатление сравнивается с собственными представлениями, и на это лицо распространяются соответственные собственные чувства с поправкой на симпатию либо антипатию (рис.46).

У человека с высоким уровнем сознания в коре головного мозга имеется множество моделей третьих лиц - как конкретных, так и обобщенных (общество). Поступки такого человека уже не укладываются в простую схему: раздражитель - собственное чувство - ответное действие. Это только первое побуждение, в которое вносятся значительные поправки после моделирования отношения третьих лиц? как к самому раздражителю, так и к ответным действиям субъекта на него.

Рис. 46. Представление о чувствах другого человека. I - модель 'Я'; R - восприятие внешнего воздействия; MBI - модель собственного ответного поведения: H - 'Он'; МВН - модель 'его' поведения, воспринятая людьми; FI - собственные чувства; FH - предположение о 'его' чувствах; С - сравнение своих чувств с 'его' чувствами

Действие является результатом суммирования программ всех "присутствующих" третьих лиц с поправками на симпатию или антипатию к ним.

На рис. 47 показано, как в результате сравнения трех вариантов действий, учитывающих свои и чужие интересы, представленные в моделях, выбирается план, удовлетворяющий третье лицо.

Рис. 47. Схема выбора действия (с учетом его влияния на третьих лиц). InM - модели раздражителей; I - набор чувств и желаний субъекта; P₁, P₂ - модели чувств и желаний вторых лиц, как них представляю себе; A₁, А₂, А₃ - возможные ответы исходя из желанийсвоих и третьих лиц; F₁, F₁, F₂ - предполагаемые чувства субъекта, связанные с выполнением действия; Пp, НПр - центры 'приятного и 'неприятного', связанные с различными действиями; MVC - память, оценка вариантов, выбор наиболее приятного, рассматриваемого по отношению к себе и другим лицам

Следующей программой, характерной для человека, является воля.

Желание "хочу" имеет общее и частное выражения - "хочу" или "не хочу" чего-то. Они выбирают и включают программы деятельности и контролируют их выполнение. Уже у бескорковых животных есть программа, обеспечивающая выполнение двигательного акта до конца. Раздражитель вызывает "чувство", оно включает программу, которая реализуется вплоть до последнего, завершающего тапа. Затем включается другое "чувство" (удовлетворения?), после чего становится возможным действие следующего раздражителя и как результат его - следующая программа. Программа, как правило, выполняется до конца. Прерваться на полпути она может только в том случае, если в это время подействует еще один, более сильный по сравнению с предыдущим раздражитель. Это своеобразная примитивная "воля" животных. Она объясняется действием высшего безусловного рефлекса цели, которому соответствует некоторое чувство.

У человека выполнение главной программы перешло в сферу сознания. Желание осознается, то есть ассоциируется со словом "хочу", и выключается, как только выполняется вызвавшая его программа. Сразу же после этого чувство, включившее данную программу, исчезает и заменяется другим, связанным с моделью "не хочу". Осознанное желание - возбужденная корковая модель "хочу" - становится дополнительным стимулом выполнения программы до конца. Таков простейший вариант воли.

В самом общем виде воля - это выполнение одной выбранной программы до конца, вопреки помехам - иным внешним и внутренним раздражителем. У ребенка вначале действует только модель "хочу", затем появляются другие - "должен", "стыдно" (перед людьми или перед собой), совесть. Очень важно, насколько прочны эти привитые обществом корковые модели.

Программа волевого действия следующая (схема ее дана на рис. 48):

Рис. 48. Программа воли: Пунктиром показаны связи и модели, прорабатываемые в воображении, сплошными линиями - реализуемые программы. Знаки ± показывают усиление или торможение. Остальные обозначения даны в тексте

1. Внешний или внутренний раздражитель ВР.

2. Он вызывает чувства Ч₁.

3. Чувства вызывают желания Ж₁.

4. Для раздражителя ВР есть несколько программ, после приблизительной оценки их в воображении в зависимости от чувств и желаний выбирается одна - П₁.

5. Избранная программа П₁ подробно прорабатывается воображении; при этом она вызывает конечные чувства Ч₂. Если по знаку они совпадают с первоначальными Ч₁, о усиливают их; соответственно усиливается и желание "хочу"). После того как оно достигнет определенной величины, возникает решение P₁, включающее выбранную программу действия.

6. В ходе выполнения программы возникают реальные трудности. Реакцией на них являются реальные чувства Ч3. Если они соответствуют предполагающимся, программа выполняется легко. В случае несоответствия (скажем, усталости) они вызывают противоположное желание Ж₂ ("не хочу"), с которым связан выбор других программ - П₂ (например, "прекратить"). Желание это прорабатывается в воображении и вызывает чувство Ч₄, подтверждающее П₂.

7. В простых случаях, если Ч₃ противоположно по знаку Ч₁ и больше его по величине, включается программа П₂ и выполнение первой программы прекращается. Так обстоит дело у животных и детей. Дополнительным, стабилизирующим фактором является врожденная программа рефлекса цели, требующая завершения начатого действия. Она тормозит неприятные чувства Ч₃.

8. У взрослых людей положение усложняется. В процессе переработки в воображении П₂ учитывается сам факт перемены программы (отказа) и анализируется отношение его к корковым моделям долга, совести, стыда и пр. (П₂^а, П₂^б). В результате возникает новое - неприятное (например, стыд) - чувство Ч₅. Оно сравнивается с Ч₄- предполагаемыми приятными чувствами от прекращения программы П₂. При условии, что оно окажется сильнее их, П₂ (прекращение) не включается и выполнение первоначальной программы П₁ осуществляется уже не только в силу исходных чувств (Ч₁ и Ч)₂, но и в силу чувства долга, стыда, совести - Ч₅.

Если моральные чувства (Ч₅) по интенсивности уступают чувствам, вызывающим желание прервать программу (Ч₃ и Ч₄), принимается новое решение - и выполнение программы прекращается.

Несколько слов о "свободе воли", будто бы отличающей человека. Мне кажется, что это - фикция. "Свободные" решения - те же программы, только, быть может, настолько сложные, что промежуточные этапы их скрыты, замаскированы. Очень часто они находятся в подсознании, поэтому проявляются как будто бы без связи с другими поступками и событиями.

Таким образом, волевые действия - это программа управления собственным поведением, на входе которой находятся не только конкретные внешние и внутренние раздражители настоящего времени, но и некоторые модели - долг, совесть, честь, привитые обучением и развитые в процессе самоорганизации.

Программа творчества и труда. Суть творчества заключается в создании новых моделей в коре головного мозга, а природа труда - в воплощении их в виде физических вещей.

Всякая новая модель представляется новым сочетанием в пространстве и времени некоторого числа различных элементов. Программа творчества сводится к следующим этапам:

1. Выяснение задания - набор моделей смысла и качеств на высших этажах.

2. Поиск нужных элементов и их сочетаний с тем, чтобы они соответствовали высшим моделям. Создание вариантов моделей в воображении.

3. Выражение вариантов модели физическими средствами в виде вещи.

4. Повторное восприятие И исследование физической одели по критериям качеств и смысла. Выяснение новых, непредвиденных качеств.

5. Внесение коррекций в модель или отказ от нее в начале новой работы.

Воплощение модели - труд - связано с двигательными программами и сопровождается противоречивыми чувствами - утомлением, разочарованием, радостью от успеха. Завершение труда требует воли, то есть способности произвольно усиливать нужные модели и тормозить помехи.

Программы творчества и труда тоже можно выразить в виде структурной схемы, но они слишком сложны для изложения.

Мы представили гипотезу о механизмах мышления и поведения человека, основанную на общих принципах моделирования и переработки информации. Ее возможно выразить в виде сложной семантической сети из элементарных информационных моделей, наделенных разной степенью активности и связанных друг с другом меняющимися связями. На таком принципе можно создать искусственный интеллект со всеми атрибутами личности. К сожалению, этому препятствуют большие трудности, однако технического характера.