[Искусственный интеллект, Мозг] К вопросу о возможном самообразовании интеллектуальной квазибиологической системы
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
В известной работе Емельянова-Ярославского Л.Б. «Интеллектуальная квазибиологическая система. Индуктивный автомат» (М., Наука, 1990) была предложена модель взаимодействия нейронов, образующих новые управляющие связи с формированием сети взаимодействий за счет добавления нового свойства, путем изменения функционального состояния нейронов (возбуждения) в зависимости от необходимости получения дополнительных энергетических ресурсов, с последующим использованием этих управляющих взаимодействий для получения общего свойства активности сети — системы управления ресурсами. Гипотетическое допущение о необходимом притоке энергии и его последующем межнейронном перераспределении, потребовалось в качестве обоснования идеи возникновения и постоянного обновления импульсной нейронной индуктивности для поддержания активности нейросети. Очевидно автором модели так было понято, как могли бы работать нейронные механизмы живого протомозга на ранних эволюционных этапах. Также предполагалось, что в дальнейшем происходила самосборка активных сетей управления ресурсами в укрупненные нейронные ансамбли с последующим наращиванием их функционала и формирования интеллекта.
Однако, гипотетическое допущение о необходимости нейронного управления притоком энергии противоречит теории клеточной биоэнергетики, первый закон которой гласит: «Живая клетка избегает прямой утилизации энергии внешних ресурсов при совершении полезной работы. Сначала она трансформирует эту энергию в конвертируемую форму АТФ, ∆μNa+ (разность электрохимических потенциалов натрия) или ∆μН+ (разность электрохимических потенциалов протона) и использует её затем в различных энергоёмких процессах». Биологическая логика любой живой клетки в обеспечении себя энергией такова — целью окисления глюкозы является получение АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Путь по которому глюкоза окисляется для получения энергии, называется гликолиз. Конечным продуктом гликолиза является пировиноградная кислота (пируват). В зависимости от присутствия или отсутствия кислорода образуются ацетил-коэнзим-А (электротранспортный метаболит) либо молочная кислота (лактат). Оба эти вещества вместе с пируватом входят в гомеотстатический субстрат, который клетка утилизует в своих внутренних метаболических процессах и в этом ей не требуется регулирование извне.
Механизм регуляции это нормирование концентрации веществ самим гомеостазом, если к примеру концентрация лактата возрастает выше нормы, то запускаются реакции превращающие молочную кислоту в пировиноградную и утилизация этих излишков в том же цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) с образованием АТФ. Таким образом объясняется, значимость глюкозы для клетки такова, что всякое замедление через внешнее управление противоестественно в том числе для самого нейрона. К тому же, ввиду известного обстоятельства обмена веществ, — мозговая ткань зависит от внешних источников энергии и получает глюкозу вместе с кислородом из локального кровотока, а сама глюкоза попадает в кровоток в результате гидролиза углеводов в желудочно-кишечном тракте, откуда транспортируется во все клетки организма, и хотя мозговая активность коррелирует с флуктуацией вызываемой пульсацией сосудистого русла, но она не является регулятором гликолиза.
Таким образом трофическая функция мозговой ткани сама собой разрешает исходный вопрос «зачем нейрону нужен мозг?», которым у Емельянова-Ярославского Л.Б. открывается развернутое модельное рассуждение о возможности возникновения в природе квазибиологического индуктивного автомата, в качестве вычислительной надстройки над физиологическим механизмом клеточного питания. Сразу требуется разъяснение, как нейрон справляется с флуктуациями обеспечивающими приток питательных веществ и кислорода, это древний физиологический механизм возникший еще до того, как у биологического нейрона появились электрический и химический синапсы. Кровоток обеспечивает трофику и дыхание у всех прочих клеток организма, не только у нейронов, и эта общность имеет структурное подкрепление, так у других клеток как и у нейронов, главным образом из электротонически возбудимых тканей (каковыми являются скелетная мускулатура и некоторые специализированные клеточные образования, такие как глия), у этих клеток есть коннексоны. Они представляют собой распространенный тип контактов между животными клетками, являющие собой щелевые бислойные структурные элементы образуемые мембранами соприкасающихся клеток.
Данная контактная структура существует в виде водного канала между цитоплазмой двух соседних клеток, в просвете которого находятся особые белки коннексины, изгибающиеся доступным им образом из-за собственных физико-химических взаимодействий в результате чего просвет канала то перекрывается, то открывается и одной из основных движущих сил этого клапано-подобного действия подвижных белковых молекул являются механические флуктуации кровотока, к которым податливо чувствительны клеточные мембраны. Через коннексоны осуществляется обмен ионами и также водорастворимыми сигнальными молекулами, а в тех случаях когда одна из соседствующих клеток собственным метаболизмом не может обеспечить фосфатный синтез АМФ, АДФ или АТФ, через коннексоны проникает этот вид конвертируемой энергии из других клеток.
И на этом эволюционно сложившемся уровне клеточной взаимообусловленности главенствующим образом передачи информации от клетки к клетке является прямое сигнальное семиохимическое взаимодействие. На этом уровне организации внутриклеточной кибернетики собственно нейрон не имеет инициирующих онтогенетических предпосылок для проявления себя в качестве интеллектуального вычислительного элемента. Так как молекулярные рецепторы-мишени со своими сенсорными свойствами выполняют функции молекулярного распознавания и формирования сигнала об объекте с которым произошло взаимодействие внутриклеточно, и не транслируются далее структурообразования идущего внутри клетки (нейрона). Вещества компактизируются в комплексы взаимодействия по тем биологическим основаниям, которые жестко обусловлены клеточной биологией в механизме стабилизации химических превращений. Все взаимодействующие частицы живой материи имея свой характерный размер (атом, молекула, макромолекула, органелла, клетка, организм) одновременно участвуют в разных процессах с разными кинетическими временами. Поэтому образуют иерархии организации биологической материи, каждая со своим временем жизни, связность же их в единое целое обусловлена в том числе и способами передачи информации между химическими индивидами (специфическими соединениями) из которых они состоят.
Исходя из этих представлений, биохимия внутренней среды организма являет собой сложную полииерархическую систему (ДНК, РНК, пептиды, липиды, сахара, биоэлектролиты и другая органика) с ее разнообразными химическими и физико-химическими процессами лежащими в основе жизнедеятельности всех видов тканей и органов. Биологическая полииерархичность является порождающей машиной эволюции, когда для управления физическими состояниями организма (тканей и органов) становятся востребованными иные знаковые воздействия на биологическое вещество, тогда химические структуры становятся подчиненными элементами в передаче информации. Семиохимическая система молекул инициирует особые изменения в клетке, очередность которых прописана в биохимических мессенджерах, веществах концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и другой внеклеточной биохимией, синергией всех этих факторов обусловлена строгая периодичность роли мессенджеров в клеточном метаболизме. Сами же молекулы мессенджеры обладая сродством к белкам нужны для регуляции взаимодействий между внутриклеточными белками, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга, обусловленном процессами формирования пространственной белковой структуры (фолдинг).
Корректная работа белков в клетке возможна лишь при правильно сформировавшихся белковых глобулах (трехмерных структурах), тогда на внешней поверхности молекулы в нужном месте сложится такая конформация вещества (активный центр), которая способствует правильному прикреплению белковой молекулы к мембране клетки. С учетом того, что активный центр это прежде всего конфигурация химических свойств, таких как гидрофильность, гидрофобность и электрический заряд, этим определяются энергетические состояния готовности белка к выполнению его специфической функции. Кроме того особым образом происходит стимуляция терминальных участков нейронной мембраны рецептором белковой природы (например, ацетилхолином), являющимся донором электронов (лигандом) придающим дополнительную электроотрицательность и одновременно служащим координационным мостиком для продвижения электрического заряда. Чем в значительной мере предопределяются функциональные возможности для импульсного разряда нейрона при выполнении его миссии по передаче информации в мозге.
В связи с этим требуется пересомысление еще одного теоретического предположения Емельянова-Ярославского Л.Б., а именно «Разряд в нейроне нужен самому нейрону». Зачем нейрону эта потеря энергии и как она может быть восполнена? Только в том случае, когда отклик структуры на которую направлен разряд по энергетической отдаче будет большей или равной величины? Непреложным фактом является наличие у нейрона также таких структурных элементов, как электрический (эфапс) и химический синапсы, имеющих непосредственное отношение к электро-импульсной передаче информации. Принимая во внимание факт того что, синапсы с химическим механизмом передачи возбуждения и эфапсы с их электрическим механизмом передачи возбуждения одинаковым образом встроены в механизм распространения биоэлектрического импульса по нервным волокнам, чем существенно отличаются от пассивного канально-контактного механизма коннексонов. Нервное волокно аксонов и дендритов, как бы изолирует мембранные контакты с разными локальными потенциалами, при этом все происходит в единой биоэлектролитной среде с ионной электрической проводимостью, где водные и органические биоэлектролиты самоупорядочиваются термодинамикой.
Как внутри клеток, так и в межклеточном пространстве, так и в жидкой среде кровотока биоэлектролиты представляют ту среду в которой соотнесены и увязаны в одну систему сигнальные молекулярные структуры, которые только таким образом могут выполнять свои биологические функции внутри и вне органелл, и клеточных компартаментов. Ведь «клетка является проточным реактором, в ячейках которого (квази-ящиках Вант-Гоффа) накапливаются термодинамические самоорганизующиеся структуры» (Васнецова, Гладышев
«Экологическая биофизическая химия» с.61) и об этих функциональных событиях осуществляется запись в конформациях олигопептидов синтез которых идет в химических синапсах. Конформация складывающаяся в момент олигомеризации белкового полимера определяет его молекулярные реакционные характеристики, структурно складывается конфигурация вещества с большой долей поверхностных атомов, предопределяющих особенности физико-химических свойств.
Так как в нейроне существует разнообразие веществ обязательных для гомеостатической нормы его существования, — более 10000 химических индивидов, но все эти вещества (нейропротекторы) подчиняются надмолекулярным силам (температура, давление, время установления межмолекулярного равновесия) осуществляющим гомеостатические перестройки, то все вариации химического состава могут быть отображены в избранной конформации молекулы памяти М-дзета (PKMζ), для этого не нужно строгое количественное и видовое определение участвующих веществ, достаточно что молекула памяти помечена собственной морфологией являющейся неотъемлемым свойством органического вещества и вместе с тем указателем знаковой принадлежности к отрефлексированной совокупности внутринейронных событий. При этом складывается метастабильное состояние полимера PKMζ удовлетворяющее потребным временам поддержания гомеостаза.
Прохождение тока через биоэлектролиты сопровождается переносом вещества, поэтому представляется единственно возможный эволюционный переход произошел, когда появилось статическое вещество нервного волокна обладающее универсальной импульсной проводимостью за счет встроенных лигандов и перенос вещества перестал быть необходимостью при передаче сигнальной информации. С появлением химического и электрического синапсов произошла своего рода условная «информационная развязка» семиохимической информации в связке ДНК-РНК-белки, где знаковая информация в связанном виде создается и хранится в олигопептидах химического синапса (Protein kinase M zeta, PKMζ), а знакопеременная «летучая» информация имульсных токов проскакивает эфапсы для быстрых перестроек биоэлектролитов и фоновых химических сред внутри нейронов. Только после этого эволюционного шага природа начала строить индуктивные автоматы с условно-обособляемыми контурами, которые нам известны и морфологически классифицированы по типам топического расположения эфапсов и химических синапсов относительно сомы нейронов и других их неотъемлемых частей: аксоаксональные, аксодендритические, аксосоматические, дендро-дендритические, дендросоматические, соматосоматические.
Благодаря этому разнообразию вариантов оконтуривания связей и в том числе с обратной связью (если таковую понимать как прохождение потенциалов в обратном антидромном направлении) возникли и эволюционно закрепились такие варианты передачи коэффициентов импульсов, когда величина отношения потенциалов, возникающих в пре- и постсинаптической мембранах в процессе возбуждения характеризует функциональные свойства нейронного автомата. Однако, этого достаточно лишь для предсказанной Емельяновым-Ярославским Л.Б. системы управления ресурсами, с оговоркой, что это информационные ресурсы, а не энергетические, как предполагал автор квазибиологического учения. Но, индуктивный автомат не является думающей машиной со своей психофизикой создающей свои индивидуальные нейромодели корректирующие бытие, это самый простой интеллект межнейронных взаимодействий. Это низовой класс реальных информационных систем отслеживающих семиохимические сигналы для последующей конвертации их в сигналы другой физической размерности, оказывающие энергетическое стимулирующее влияние на управляемые ими структуры.
Так как конформация молекулы памяти вместе с топологией химсинапсов, эфапсов и даже коннексонов образуют единое геометрическое множество в системе информационных взаимодействий, то контуры их связности являются структурной схемой автоматизированной системы управления физическими возможностями организма (его гомеостатическим самочувствием). Нейронам не нужна реминесценция о химической рецепции (незачем дублировать память прописанную в энхансерах ДНК), у нейронов потребность в информации о допустимых отклонениях гомеостаза. Эту информацию они синтезируют в химсинапсах, получая такую укладку белкового полимера PKMζ, которая возможна в тех условиях гомеостаза при которых совпадают все необходимые множественные физико-химические параметры парциального давления кислорода, концентрации глюкозы,… etc., и все это отображается на сборке укладки молекул памяти протеин-киназы М-дзета.
И уже эта синтетическая информация может быть получена другими нейронами в порядке информационного обмена в контурах управления отклонениями гомеостаза. Так происходит, потому что скопление молекул памяти, увеличивает вероятность того, что во время потоковой ионизации внутри химического синапса белковый полимер PKMζ превратится в многозарядный ион характерного семиотически идентифицируемого вида. Последующее семиохимическое преобразование зависит от того, каким способом ионные заряды переместятся с поверхности многозарядной молекулы в иные биоэлектролитические структуры переносящие импульсные токи, в итоге это будет уже иная сигнальная знаковая информация межнейронного общения (регуляции, управления, исполнения). Отбор которой происходит вероятностным образом, где структура вероятности предзадана нейромедиаторами, логично предположить что в каждом случае отбираются корреляты отклонений с получением рабочей выборки индуктивных аналогий близких исходным семиохимическим посылкам.
Перед нейроном стоит задача получения информации об отклонениях в собственном аутогомеостазе, следовательно он должен или получить отклики от других нейронов с которыми связан дендро-аксональным деревом, или каким-то образом перенаправить собственную синтетическую информацию в свой собственный адрес. Из этого следует, что для решения этой задачи объектом управления нейрона является дендро-аксональное дерево связей с другими нейронами и на эту непростую систему связей распространяются семиохимические законы управления требуемыми энергоинформационными событиями. Это означает, что в критически важных точках дендро-аксональных путей происходит индуктивное преобразование нейроимпульса в сигнал под воздействием регуляторных веществ. Примером такого вещества является ацетилхолинэстераза, которая полностью и мгновенно гидролизует ацетилхолин с образованием уксусной кислоты и холина, передача нервного импульса прекращается. Это прерывание имеет решающее значение для импульсного нейрона, за время прерывания развивается торможение гасящее возбудимость нейрона, функциональная активность понижается вместе с энерготратами, аутогомеостаз стабилизируется. Учитывая, что подобное прерывание может быть не единичным, а множественным с участием иных веществ (аденозин, глутамат, дофамин, норадреналин, серотонин и др.) на всем спектре дендро-аксональных связей в том числе за счет многочисленных повторов информация приобретает иной процессуальный ресурсный вид, — бионический. И для извлечения из этого типа ресурса дополнительной полезности нужен информационный прибор отличный от индукционного автомата, такой который строит функциональные нейромодели.
Литература:
Интеллектуальная квазибиологическая система Индуктивный автомат Л.Б. Емельянов-Ярославский МОСКВА “НАУКА” 1990 — www.aha.ru/~pvad/f0.htm
ЗАКОНЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ В.П. Скулачев, МГУ имени М.В. Ломоносова — nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159125&s
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ А.Л. Васнецова, Г.П. Гладышев МОСКВА «НАУКА» 1989 — search.rsl.ru/ru/record/01001483035
«Информация и сигналы в молекулярных системах» Крук Н.Н. — cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer
Перспективы моделирования мышления Александр Львович Шамис Компания ABBYY, базовая кафедра ФИЗТЕХ — samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml
Нейронные модели мышления к.т.н., ст.научн.сотр., В.Г. Страхов — www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx
К введению в психологию Л.Б. Емельянов-Ярославский, В.Г. Страхов. — ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Гаджеты, Искусственный интеллект, Умный дом, Голосовые интерфейсы] ТВ-приставка или умная колонка с камерой? Всё и сразу: новое устройство от SberDevices
- [Научно-популярное, Мозг] Ученые доказали, что сон эволюционировал раньше мозга
- [Usability, Разработка под e-commerce, Growth Hacking, Искусственный интеллект] Как чат-боты помогают цирку, вузу и эко-проекту — 5 неординарных кейсов на визуальном конструкторе c NLU
- [Управление персоналом, Читальный зал, Научно-популярное, Мозг, Здоровье] Эмоциональное выгорание как частая проблема специалистов IT и творческой сферы
- [Исследования и прогнозы в IT, Мозг, Здоровье] Исследование: употребление алкоголя в любом количестве вредит мозгу
- [Разработка мобильных приложений, Искусственный интеллект, Здоровье, IT-компании] «Сбер» запустил мобильное приложение AI Resp, диагностирующее признаки COVID-19 по дыханию и кашлю
- [Программирование, Машинное обучение, Научно-популярное, Искусственный интеллект] Дождались: IBM научит ИИ писать код и создает CodeNet (перевод)
- [Читальный зал, Научно-популярное, Мозг] Мозг «поворачивает» воспоминания, чтобы обезопасить память от новых ощущений (перевод)
- [Занимательные задачки, Программирование, Управление персоналом, Читальный зал, Мозг] Помогите Снежинке стать программистом
- [Сетевые технологии, Машинное обучение, Робототехника, Искусственный интеллект] OpenAI — SkyNet от Илона Маска. Разбор
Теги для поиска: #_iskusstvennyj_intellekt (Искусственный интеллект), #_mozg (Мозг), #_nejron (нейрон), #_nejrobiologija (нейробиология), #_induktivnyj_avtomat (индуктивный автомат), #_semiohimija (семиохимия), #_iskusstvennyj_intellekt (
Искусственный интеллект
), #_mozg (
Мозг
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 25-Ноя 20:44
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
В известной работе Емельянова-Ярославского Л.Б. «Интеллектуальная квазибиологическая система. Индуктивный автомат» (М., Наука, 1990) была предложена модель взаимодействия нейронов, образующих новые управляющие связи с формированием сети взаимодействий за счет добавления нового свойства, путем изменения функционального состояния нейронов (возбуждения) в зависимости от необходимости получения дополнительных энергетических ресурсов, с последующим использованием этих управляющих взаимодействий для получения общего свойства активности сети — системы управления ресурсами. Гипотетическое допущение о необходимом притоке энергии и его последующем межнейронном перераспределении, потребовалось в качестве обоснования идеи возникновения и постоянного обновления импульсной нейронной индуктивности для поддержания активности нейросети. Очевидно автором модели так было понято, как могли бы работать нейронные механизмы живого протомозга на ранних эволюционных этапах. Также предполагалось, что в дальнейшем происходила самосборка активных сетей управления ресурсами в укрупненные нейронные ансамбли с последующим наращиванием их функционала и формирования интеллекта. Однако, гипотетическое допущение о необходимости нейронного управления притоком энергии противоречит теории клеточной биоэнергетики, первый закон которой гласит: «Живая клетка избегает прямой утилизации энергии внешних ресурсов при совершении полезной работы. Сначала она трансформирует эту энергию в конвертируемую форму АТФ, ∆μNa+ (разность электрохимических потенциалов натрия) или ∆μН+ (разность электрохимических потенциалов протона) и использует её затем в различных энергоёмких процессах». Биологическая логика любой живой клетки в обеспечении себя энергией такова — целью окисления глюкозы является получение АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Путь по которому глюкоза окисляется для получения энергии, называется гликолиз. Конечным продуктом гликолиза является пировиноградная кислота (пируват). В зависимости от присутствия или отсутствия кислорода образуются ацетил-коэнзим-А (электротранспортный метаболит) либо молочная кислота (лактат). Оба эти вещества вместе с пируватом входят в гомеотстатический субстрат, который клетка утилизует в своих внутренних метаболических процессах и в этом ей не требуется регулирование извне. Механизм регуляции это нормирование концентрации веществ самим гомеостазом, если к примеру концентрация лактата возрастает выше нормы, то запускаются реакции превращающие молочную кислоту в пировиноградную и утилизация этих излишков в том же цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) с образованием АТФ. Таким образом объясняется, значимость глюкозы для клетки такова, что всякое замедление через внешнее управление противоестественно в том числе для самого нейрона. К тому же, ввиду известного обстоятельства обмена веществ, — мозговая ткань зависит от внешних источников энергии и получает глюкозу вместе с кислородом из локального кровотока, а сама глюкоза попадает в кровоток в результате гидролиза углеводов в желудочно-кишечном тракте, откуда транспортируется во все клетки организма, и хотя мозговая активность коррелирует с флуктуацией вызываемой пульсацией сосудистого русла, но она не является регулятором гликолиза. Таким образом трофическая функция мозговой ткани сама собой разрешает исходный вопрос «зачем нейрону нужен мозг?», которым у Емельянова-Ярославского Л.Б. открывается развернутое модельное рассуждение о возможности возникновения в природе квазибиологического индуктивного автомата, в качестве вычислительной надстройки над физиологическим механизмом клеточного питания. Сразу требуется разъяснение, как нейрон справляется с флуктуациями обеспечивающими приток питательных веществ и кислорода, это древний физиологический механизм возникший еще до того, как у биологического нейрона появились электрический и химический синапсы. Кровоток обеспечивает трофику и дыхание у всех прочих клеток организма, не только у нейронов, и эта общность имеет структурное подкрепление, так у других клеток как и у нейронов, главным образом из электротонически возбудимых тканей (каковыми являются скелетная мускулатура и некоторые специализированные клеточные образования, такие как глия), у этих клеток есть коннексоны. Они представляют собой распространенный тип контактов между животными клетками, являющие собой щелевые бислойные структурные элементы образуемые мембранами соприкасающихся клеток. Данная контактная структура существует в виде водного канала между цитоплазмой двух соседних клеток, в просвете которого находятся особые белки коннексины, изгибающиеся доступным им образом из-за собственных физико-химических взаимодействий в результате чего просвет канала то перекрывается, то открывается и одной из основных движущих сил этого клапано-подобного действия подвижных белковых молекул являются механические флуктуации кровотока, к которым податливо чувствительны клеточные мембраны. Через коннексоны осуществляется обмен ионами и также водорастворимыми сигнальными молекулами, а в тех случаях когда одна из соседствующих клеток собственным метаболизмом не может обеспечить фосфатный синтез АМФ, АДФ или АТФ, через коннексоны проникает этот вид конвертируемой энергии из других клеток. И на этом эволюционно сложившемся уровне клеточной взаимообусловленности главенствующим образом передачи информации от клетки к клетке является прямое сигнальное семиохимическое взаимодействие. На этом уровне организации внутриклеточной кибернетики собственно нейрон не имеет инициирующих онтогенетических предпосылок для проявления себя в качестве интеллектуального вычислительного элемента. Так как молекулярные рецепторы-мишени со своими сенсорными свойствами выполняют функции молекулярного распознавания и формирования сигнала об объекте с которым произошло взаимодействие внутриклеточно, и не транслируются далее структурообразования идущего внутри клетки (нейрона). Вещества компактизируются в комплексы взаимодействия по тем биологическим основаниям, которые жестко обусловлены клеточной биологией в механизме стабилизации химических превращений. Все взаимодействующие частицы живой материи имея свой характерный размер (атом, молекула, макромолекула, органелла, клетка, организм) одновременно участвуют в разных процессах с разными кинетическими временами. Поэтому образуют иерархии организации биологической материи, каждая со своим временем жизни, связность же их в единое целое обусловлена в том числе и способами передачи информации между химическими индивидами (специфическими соединениями) из которых они состоят. Исходя из этих представлений, биохимия внутренней среды организма являет собой сложную полииерархическую систему (ДНК, РНК, пептиды, липиды, сахара, биоэлектролиты и другая органика) с ее разнообразными химическими и физико-химическими процессами лежащими в основе жизнедеятельности всех видов тканей и органов. Биологическая полииерархичность является порождающей машиной эволюции, когда для управления физическими состояниями организма (тканей и органов) становятся востребованными иные знаковые воздействия на биологическое вещество, тогда химические структуры становятся подчиненными элементами в передаче информации. Семиохимическая система молекул инициирует особые изменения в клетке, очередность которых прописана в биохимических мессенджерах, веществах концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и другой внеклеточной биохимией, синергией всех этих факторов обусловлена строгая периодичность роли мессенджеров в клеточном метаболизме. Сами же молекулы мессенджеры обладая сродством к белкам нужны для регуляции взаимодействий между внутриклеточными белками, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга, обусловленном процессами формирования пространственной белковой структуры (фолдинг). Корректная работа белков в клетке возможна лишь при правильно сформировавшихся белковых глобулах (трехмерных структурах), тогда на внешней поверхности молекулы в нужном месте сложится такая конформация вещества (активный центр), которая способствует правильному прикреплению белковой молекулы к мембране клетки. С учетом того, что активный центр это прежде всего конфигурация химических свойств, таких как гидрофильность, гидрофобность и электрический заряд, этим определяются энергетические состояния готовности белка к выполнению его специфической функции. Кроме того особым образом происходит стимуляция терминальных участков нейронной мембраны рецептором белковой природы (например, ацетилхолином), являющимся донором электронов (лигандом) придающим дополнительную электроотрицательность и одновременно служащим координационным мостиком для продвижения электрического заряда. Чем в значительной мере предопределяются функциональные возможности для импульсного разряда нейрона при выполнении его миссии по передаче информации в мозге. В связи с этим требуется пересомысление еще одного теоретического предположения Емельянова-Ярославского Л.Б., а именно «Разряд в нейроне нужен самому нейрону». Зачем нейрону эта потеря энергии и как она может быть восполнена? Только в том случае, когда отклик структуры на которую направлен разряд по энергетической отдаче будет большей или равной величины? Непреложным фактом является наличие у нейрона также таких структурных элементов, как электрический (эфапс) и химический синапсы, имеющих непосредственное отношение к электро-импульсной передаче информации. Принимая во внимание факт того что, синапсы с химическим механизмом передачи возбуждения и эфапсы с их электрическим механизмом передачи возбуждения одинаковым образом встроены в механизм распространения биоэлектрического импульса по нервным волокнам, чем существенно отличаются от пассивного канально-контактного механизма коннексонов. Нервное волокно аксонов и дендритов, как бы изолирует мембранные контакты с разными локальными потенциалами, при этом все происходит в единой биоэлектролитной среде с ионной электрической проводимостью, где водные и органические биоэлектролиты самоупорядочиваются термодинамикой. Как внутри клеток, так и в межклеточном пространстве, так и в жидкой среде кровотока биоэлектролиты представляют ту среду в которой соотнесены и увязаны в одну систему сигнальные молекулярные структуры, которые только таким образом могут выполнять свои биологические функции внутри и вне органелл, и клеточных компартаментов. Ведь «клетка является проточным реактором, в ячейках которого (квази-ящиках Вант-Гоффа) накапливаются термодинамические самоорганизующиеся структуры» (Васнецова, Гладышев «Экологическая биофизическая химия» с.61) и об этих функциональных событиях осуществляется запись в конформациях олигопептидов синтез которых идет в химических синапсах. Конформация складывающаяся в момент олигомеризации белкового полимера определяет его молекулярные реакционные характеристики, структурно складывается конфигурация вещества с большой долей поверхностных атомов, предопределяющих особенности физико-химических свойств. Так как в нейроне существует разнообразие веществ обязательных для гомеостатической нормы его существования, — более 10000 химических индивидов, но все эти вещества (нейропротекторы) подчиняются надмолекулярным силам (температура, давление, время установления межмолекулярного равновесия) осуществляющим гомеостатические перестройки, то все вариации химического состава могут быть отображены в избранной конформации молекулы памяти М-дзета (PKMζ), для этого не нужно строгое количественное и видовое определение участвующих веществ, достаточно что молекула памяти помечена собственной морфологией являющейся неотъемлемым свойством органического вещества и вместе с тем указателем знаковой принадлежности к отрефлексированной совокупности внутринейронных событий. При этом складывается метастабильное состояние полимера PKMζ удовлетворяющее потребным временам поддержания гомеостаза. Прохождение тока через биоэлектролиты сопровождается переносом вещества, поэтому представляется единственно возможный эволюционный переход произошел, когда появилось статическое вещество нервного волокна обладающее универсальной импульсной проводимостью за счет встроенных лигандов и перенос вещества перестал быть необходимостью при передаче сигнальной информации. С появлением химического и электрического синапсов произошла своего рода условная «информационная развязка» семиохимической информации в связке ДНК-РНК-белки, где знаковая информация в связанном виде создается и хранится в олигопептидах химического синапса (Protein kinase M zeta, PKMζ), а знакопеременная «летучая» информация имульсных токов проскакивает эфапсы для быстрых перестроек биоэлектролитов и фоновых химических сред внутри нейронов. Только после этого эволюционного шага природа начала строить индуктивные автоматы с условно-обособляемыми контурами, которые нам известны и морфологически классифицированы по типам топического расположения эфапсов и химических синапсов относительно сомы нейронов и других их неотъемлемых частей: аксоаксональные, аксодендритические, аксосоматические, дендро-дендритические, дендросоматические, соматосоматические. Благодаря этому разнообразию вариантов оконтуривания связей и в том числе с обратной связью (если таковую понимать как прохождение потенциалов в обратном антидромном направлении) возникли и эволюционно закрепились такие варианты передачи коэффициентов импульсов, когда величина отношения потенциалов, возникающих в пре- и постсинаптической мембранах в процессе возбуждения характеризует функциональные свойства нейронного автомата. Однако, этого достаточно лишь для предсказанной Емельяновым-Ярославским Л.Б. системы управления ресурсами, с оговоркой, что это информационные ресурсы, а не энергетические, как предполагал автор квазибиологического учения. Но, индуктивный автомат не является думающей машиной со своей психофизикой создающей свои индивидуальные нейромодели корректирующие бытие, это самый простой интеллект межнейронных взаимодействий. Это низовой класс реальных информационных систем отслеживающих семиохимические сигналы для последующей конвертации их в сигналы другой физической размерности, оказывающие энергетическое стимулирующее влияние на управляемые ими структуры. Так как конформация молекулы памяти вместе с топологией химсинапсов, эфапсов и даже коннексонов образуют единое геометрическое множество в системе информационных взаимодействий, то контуры их связности являются структурной схемой автоматизированной системы управления физическими возможностями организма (его гомеостатическим самочувствием). Нейронам не нужна реминесценция о химической рецепции (незачем дублировать память прописанную в энхансерах ДНК), у нейронов потребность в информации о допустимых отклонениях гомеостаза. Эту информацию они синтезируют в химсинапсах, получая такую укладку белкового полимера PKMζ, которая возможна в тех условиях гомеостаза при которых совпадают все необходимые множественные физико-химические параметры парциального давления кислорода, концентрации глюкозы,… etc., и все это отображается на сборке укладки молекул памяти протеин-киназы М-дзета. И уже эта синтетическая информация может быть получена другими нейронами в порядке информационного обмена в контурах управления отклонениями гомеостаза. Так происходит, потому что скопление молекул памяти, увеличивает вероятность того, что во время потоковой ионизации внутри химического синапса белковый полимер PKMζ превратится в многозарядный ион характерного семиотически идентифицируемого вида. Последующее семиохимическое преобразование зависит от того, каким способом ионные заряды переместятся с поверхности многозарядной молекулы в иные биоэлектролитические структуры переносящие импульсные токи, в итоге это будет уже иная сигнальная знаковая информация межнейронного общения (регуляции, управления, исполнения). Отбор которой происходит вероятностным образом, где структура вероятности предзадана нейромедиаторами, логично предположить что в каждом случае отбираются корреляты отклонений с получением рабочей выборки индуктивных аналогий близких исходным семиохимическим посылкам. Перед нейроном стоит задача получения информации об отклонениях в собственном аутогомеостазе, следовательно он должен или получить отклики от других нейронов с которыми связан дендро-аксональным деревом, или каким-то образом перенаправить собственную синтетическую информацию в свой собственный адрес. Из этого следует, что для решения этой задачи объектом управления нейрона является дендро-аксональное дерево связей с другими нейронами и на эту непростую систему связей распространяются семиохимические законы управления требуемыми энергоинформационными событиями. Это означает, что в критически важных точках дендро-аксональных путей происходит индуктивное преобразование нейроимпульса в сигнал под воздействием регуляторных веществ. Примером такого вещества является ацетилхолинэстераза, которая полностью и мгновенно гидролизует ацетилхолин с образованием уксусной кислоты и холина, передача нервного импульса прекращается. Это прерывание имеет решающее значение для импульсного нейрона, за время прерывания развивается торможение гасящее возбудимость нейрона, функциональная активность понижается вместе с энерготратами, аутогомеостаз стабилизируется. Учитывая, что подобное прерывание может быть не единичным, а множественным с участием иных веществ (аденозин, глутамат, дофамин, норадреналин, серотонин и др.) на всем спектре дендро-аксональных связей в том числе за счет многочисленных повторов информация приобретает иной процессуальный ресурсный вид, — бионический. И для извлечения из этого типа ресурса дополнительной полезности нужен информационный прибор отличный от индукционного автомата, такой который строит функциональные нейромодели. Литература: Интеллектуальная квазибиологическая система Индуктивный автомат Л.Б. Емельянов-Ярославский МОСКВА “НАУКА” 1990 — www.aha.ru/~pvad/f0.htm ЗАКОНЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ В.П. Скулачев, МГУ имени М.В. Ломоносова — nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159125&s ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ А.Л. Васнецова, Г.П. Гладышев МОСКВА «НАУКА» 1989 — search.rsl.ru/ru/record/01001483035 «Информация и сигналы в молекулярных системах» Крук Н.Н. — cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer Перспективы моделирования мышления Александр Львович Шамис Компания ABBYY, базовая кафедра ФИЗТЕХ — samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml Нейронные модели мышления к.т.н., ст.научн.сотр., В.Г. Страхов — www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx К введению в психологию Л.Б. Емельянов-Ярославский, В.Г. Страхов. — ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Искусственный интеллект ), #_mozg ( Мозг ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 25-Ноя 20:44
Часовой пояс: UTC + 5