От рефлексов к произвольности

Это - более наглядное и детализованное представление механизмов, описываемых в ранее опубликованной статье: Осознанное формирование поведенческих навыков. В системной модели, обобщающей основные принципы, не зависящие от способа реализации, тема дополнения рефлекторной модели (не вызывающей сложности в понимании) функциональностью сознания, является ключевой. Поэтому сказанное в данной статье оказывается самым основным и важным для конкретизации более сложных функций сознания, реализуемых на его соответствующих уровнях (эти последующие уровни организации механизмов сознания выходят за рамки данной статьи, но были описаны в популярной форме).

Речь идет о последовательности развития адаптивности, начиная из первичных моторных зон к моторным зонам неокортекса и лобных долей, с необходимостью учета новых условий для корректировки привычного поведения.

В системном подходе, не зависящем от анатомических особенностей реализации и вообще от способа реализации, речь идет о функциональности осознанной произвольности для адаптации к новым условиям так, чтобы ранее имеющаяся моторная цепочка последовательности действий была скорректирована в соответствии с желаемым результатом в этих новых условиях.

Рефлекторными связями будем здесь называть сочетания сенсорных распознавателей с распознавателями моторных действий, которые устанавливаются за некоторое число актов сочетаний при повторении ситуации (без конкретизации механизма учета результатов поведения) и с участием отклика системы значимости (оценки пользы и вреда). Таком образом, в рефлекторных связях задействуются зоны мозга, ответственные за формирование распознавателей элементов восприятия (как специфических по виду сенсорных датчиков, так и от разных видов рецепторов) и, со стороны иерархии эффекторных распознавателей - зоны мозга, ответственные за формирование распознавателей необходимости действий (так же, как элементарных, так и групп различных эффекторов и их последовательности выполнения). Функции оценки значимости выполняют распознаватели отклонения баланса параметров гомеостаза от нормы и более сложные их сочетания (fornit.ru/ax1-15).

Индивидуальная адаптивность к новому требует наличия более гибкого и эффективного механизма образования цепочек последовательностей реакций, срабатывающего за один раз, а не повторением и действующего неопределённо долго, а не быстро дезадаптирующегося. Такой механизм должен срабатывать в зависимости от оперативного учета новых условий и с оценкой (не)желательности результата на основе субъективных моделей представлений о (не)желательном. Такой вид связей будем здесь называть произвольными (потому как они реализуются в противовес привычному автоматизму), хотя они так же, в конечном счете, формируют систему неосознаваемых автоматизмов.

Итак, в статье будет рассмотрен механизм образования и корректировки произвольных связей на основе уже имеющихся рефлекторных.

Сначала рассмотрим отдельные факты исследований, чтобы на этой основе формализовать обобщенную модель.

1. Эволюционно и при развитии в онтогенезе двигательные навыки формируются сначала "рефлекторно", а затем и "произвольно" (fornit.ru/7204, fornit.ru/7205).

2. И. Павлов обнаружил эффект, который он назвал "опережающим возбуждением", и эти представления были развиты последующими исследователями (fornit.ru/5242, fornit.ru/ax1-33). Таким образом, совершенно точно известно, что в мозге есть и используется возможность отслеживать конечные результаты активности цепочки поведения, не выполняя ее, но получая результаты прогноза для мыслительных сопоставлений.

3. Фиксация активности важного элемента восприятия даже при его временном пропадании - важнейшее условие удержания во внимании актуального фактора. Для этого необходимо оценивать и выделять значимость стимула и поддерживать его активность на все время необходимого ожидания. Это осуществляется закольцовкой структурами гиппокапмпа через структуры, определяющие значимость и структуры распознающие стимул (fornit.ru/ax1-13). Таким образом создается самоподдерживающийся образ восприятия, способный привлечь к себе внимание управляющих структур в актуальный момент. Дальнейшее развитие этого принципа удержания - формирование долговременных субъективных моделей происходящего, смысл которых зависит от условий, что, конечно, гораздо эффективнее просто самоподдерживания актуальной активности.

4. В мозге обнаружены детекторы нового, которые в сочетании с распознавателями значимости способны выделять наиболее актуальное для контроля управляющими структурами в данный момент (fornit.ru/ax1-35, fornit.ru/5304). Работы О. Виноградовой определили зависимости функциональности гиппокапма от новизны и значимости (fornit.ru/5371).

5. Лобные доли фактически определены в исследованиях как зоны сосредоточения структур управления (fornit.ru/7202, fornit.ru/g1, fornit.ru/5234).

6. Локализация следов памяти о переживаемых событиях в виде субъективных моделей произвольной интерпретации происходящего (fornit.ru/7203, fornit.ru/5454, fornit.ru/7057, fornit.ru/6605, fornit.ru/5355).

В целом с полной очевидностью, для реализации более нового и эффективного механизма адаптивности к новому формируются новые системы, преемственные от аналогичных по основной функциональности старых систем: вместо базовой системы значимости состояния гомеостаза - возникает система осмысления - придания определенного смысла происходящего, вместо сенсорно-моторных цепочек рефлекторного поведения - мыслительные автоматизмы. Вместо самоподдерживающихся образов восприятия-действия - субъективные модели. Эти системы с некоторого времени все настойчивее отделяются исследователями от рефлекторного уровня, что различается даже в анатомии мозга. В книге С. Блейксли, Д. Хокинс Об интеллекте на основе сопоставления множества мнений ведущих психофизиологов, высказывается следующее:

Головной мозг, особенно если он достаточно большой, разделяет кору головного мозга на переднюю и заднюю часть, антериорнуюи пастериорную. Их разделяет извилина, которую называют центральной бороздой. Заднюю часть коры головного мозга образуют зоны сенсорного восприятия, получающие входные сигналы от органов зрения, слуха и осязания. Передняя часть коры головного мозга включает зоны, осуществляющие мышление и планирование высокого уровня сложности. Сюда также входит моторная зона коры головного мозга, отвечающая за контроль над мышцами, т. е. за непосредственное поведение.

В процессе эволюции кора головного мозга (особенно ее передняя часть) у людей и приматов увеличилась. По сравнению с другими приматами и ранними гоминидами14 у нас непропорционально большой лоб, основное назначение которого – служить вместилищем для очень большой передней части коры головного мозга. Но одного этого факта недостаточно, чтобы объяснить улучшение наших моторных способностей по сравнению с другими живыми существами. Способность человека осуществлять сложнейшие движения связана с тем, что моторная зона коры головного мозга у homo sapience имеет намного больше связей с мышцами тела, чем у других млекопитающих. Поведение большинства животных генерирует «старый» мозг. А у человека передняя часть неокортекса узурпировала большую часть моторного контроля. Если вы повредите моторную зону коры головного мозга крысы, она не почувствует существенных неудобств. Если вы повредите моторную зону коры головного мозга человека, он будет парализован.

До возраста примерно 10 лет преобладают рефлекторные механизмы образования цепочек последовательности действий, а после - произвольность в организации движений и поведения. Первые доступные воспоминания относятся к периоду 4-7 лет, а это означает, что только в этом возрасте возникает полноценный механизм осмысления и произвольности, обеспечивающий формирование эпизодической памяти или "мыслительных цепочек".

На основе приведенных фактов исследований и их сопоставлений возникает следующая картина. Кроме первичной локализации иерархии распознавателей со стороны рецепторов и со стороны эффекторов и рефлекторных взаимосвязей между ними, возникает дополнительные локализации представительства наиболее актуальных элементов восприятия и ответных действий, а также представительство оценки желаемости. Все эти образования формируются не в виде контекстно-рефлекторного реагирования на внешнее, а в виде моделей смысла внешнего и смысла совершаемых действий в данных условиях, что выражается в эффекте управления. Смысл в данном случае - осознанная субъективная значимость чего-то в данных условиях (с определенной локализацией ее распознавателей: fornit.ru/7146), что отличает это от более первичной значимости на основе распознавателей отклонения параметров гомеостаза (fornit.ru/324, fornit.ru/5374).

В отличие от рефлекторных цепочек последовательностей действий, обусловленных соответствием причинам и следствиям, которые могут выполняться одновременно и независимо дна от другой - автоматизмов, управление или произвольность протекает как один процесс осознания наивысшей актуальности среди всего происходящего и означает осознание с одной, личной точки зрения - интересов личности как имеющейся субъективной модели происходящего, сопоставляемой с реально происходящем.

При этом единственный процесс осознания может использовать множество неосознаваемых автоматизмов, связывая их взаимодействие в точке текущего актуального осознания или фокусе осознанного внимания, которые могут оказываться и осознанными в случае превышения их актуальности над всеми другими неосознаваемыми процессами. Эти теневые процессы осознания представительствуют как в области древних сенсорно-моторных связей, так и в области связей, сформированных в результате самого акта осмысления и локализованных в других областях мозга. Как происходит такое взаимодействие - выходит за рамки данной статьи, но в общем виде описано в материалах по адаптологии и их популярном изложении (в разделе Что такое эго, и как оно может присваиваться разным моделям - понятие о формировании субъективных моделей и их использовании).

Общая картина подразделения древнего (рефлектороного) и нового (произвольного) мозга.

Таким образом, с одной стороны создается представительство сенсорных систем, образующих модели реальности, связанные с их значимостью в разных условиях, а с другой представительство моторных систем, образующих цепочки реагирования в зависимости от моделей и текущих обстоятельств. Оба представительства, вне зависимости от локализации каждого, объединяются в общую модель реагирования личности.

При этом действует общее, чисто эмпирически наблюдаемое, правило: любые моторные действия, направленные на внешнюю среду, поддаются контролю сознания и корректировке, и почти все действия, направленные на регуляцию внутренней среды, с трудом поддаются осознанному контролю.

Рассмотрим одно из звеньев моторной цепочки, обеспечивающий выполнение одного элемента движения:

Звено (или фаза) программы автоматизма обозначено кружком. Это звено активируется предшествующим пусковым стимулом (fornit.ru/5286) от предыдущего звена, выполнившего свою работу.

Условием активности звена является контекст определенного набора признаков ситуации (условий) - обозначенный стрелкой слева, которая проходит через блок "Блокировка пусковых стимулов". Это - контекстный пусковой стимул звена.

Условием правильности выполнения предыдущего звена может являться сигнал от рецепторов мышцы (проприорецепторов - fornit.ru/5263) об изменившемся состоянии тела.

От звена к мышцам идет сигнал активации - стрелка от кружка направо.

Блоки слева и справа обеспечивают произвольное управления состоянием звена: вместо всех стрелочек от рецепторов могут просто идти возбуждающие сигналы, обеспечивающие срабатывание звена, не дожидаясь никаких изменений состояния условий и положения тела. Так же, блок справа может запрещать активацию мышц от звена. В таком режиме вся цепь звеньев активируется почти мгновенно, обеспечивая конечный итог оценки движения, связанный с сохраненным образом привычного состояния после выполнения движения, что и является прогнозом результата выполнения действия (результатом "опережающего возбуждения"), который может оперативно учитываться. Так же блок справа используется для предотвращения случайных движения во время сновидения, а блок слева отсекает во время сна сенсорное влияние.

Более укрупненное представление цепочки нескольких звеньев:

Осмысление происходящего: фокус осознанного внимания последовательно сопровождает наиболее актуальные звенья в данный момент моторных цепочек.

Здесь для упрощения при большем масштабировании не показаны блоки произвольного управления звеньями (их блокировки и безусловного выполнения).

Если одновременно может протекать множество моторных цепочек, то только одно звено из них в каждый момент может осознаваться.
Чтобы лучше представить происходящее в динамике, можно посмотреть анимацию.

Каждый акт осознания звена образует связь (зелеными стрелками) со структурами произвольного управления, эта связь закольцовок гиппокапмпа удерживаемого образа восприятия-действия с лобными долями (по А Иваницкому, см.
fornit.ru/6584, fornit.ru/1351) и эта связь двунаправленная.

Нижней цепочкой условно обозначен фрагмент мысленного воспоминания, которое входит в состав модели действия при данных обстоятельствах.
Все коррекции движения, контролируемые сознательно, имеют задачу обеспечения действенности (желательности результата) данной модели в различных новых условиях его исполнения.

Последовательность таких актов осознания запоминается в "мыслительную" цепочку, которая здесь так названа потому, что именно такую последовательность имеет воспоминание о произошедшем, возникающем мысленно, когда осознанно запускается начало раскрутки такой цепочки (вспоминается событие). Мыслительная цепочка образуется из последовательности касания самых разных образов восприятия фокусом осознанного внимания и поэтому ее звенья локализуются в гиппокапме в самых разных его местах fornit.ru/ax1-31-474.

Альтернативное представление эпизодической памяти.
Текучий образ восприятия осознается в контексте активной субъективной модели (fornit.ru/7305), следующий образ мало меняет этот контекст и лишь переходит к следующей особенности восприятия. Если наблюдать за этим томографом, то самоподдерживающиеся активности при восприятии последовательности событий в данных условиях не резко меняют свою локализацию, а лишь несколько изменяют деталировку. След последующей деталировки использует активность контекстного образа предыдущей и возбуждается особенностями, которые привели к следующему образу. Так старится цепочка воспоминания.
Мы модем даже отвлекаться на что-то совсем другое, но контекст в виде активной модели сохраняется, и мы можем опять вернуться к прерванному.

На ранних этапах развития моменты привлечения актуального осознанного внимания (моменты подключения наиболее актуального образа к каналу осознанного внимания) пассивно образуют следы таких последовательностей, оставляя первые субъективные образы эпизодической памяти. Происходит не просто копирование моторных цепочек, а только - последовательности наиболее важных их фаз, то, что и остается как воспоминание, то, что может проявляться в сновидениях и потому эти воспоминания и сновидения так небезразличны.
Затем, по мере актов произвольного вмешательства, с развитием навыков произвольности (как вспомогательных мыслительных автоматизмов), в важных и новых условиях возникают ветвления моторных цепочек, уже не рефлекторного, а произвольного механизма.

Мыслительные цепочки так же могут выполняться одновременно, и только их наиболее актуальное звено оказывается осознанным, вызывая эффект озарения, внезапно появившейся мысли.

Мыслительные цепочки так же, как моторные, ветвятся в зависимости от текущих условий (контекста, обстоятельств). Эпизодическая память хранит последовательность перескоков фокуса осознанного внимания по звеньям моторных цепочек и звеньям мыслительных цепочек (мышление о чем-то, а не сопровождение своих действий), которые в таком случае используются как моторные.

Возникновение новых, произвольных ветвлений моторных цепочек с новыми условиями:

С осмыслением новых обстоятельств (красная стрелка слева показывает воздействие новых признаков) может быть принято решение не продолжать действия привычным образом (блокируется продолжение моторной цепочки от текущего активного звена), а начать выполнять другое действие. Активируется звено моторной цепочки 2, затем звено другой моторной цепочки 3. Связь последовательности действий теперь осуществляется через мыслительную цепочку с новым ветвлением для новых условий. Если результат таких действий приносит желаемое, то связь остаётся для последующего использования в таких обстоятельствах, если нет, то такой вариант действий блокируется осознанно.

Здесь для упрощения не показано, что признаки нового контекста так же определяют и течение активности мыслительной цепочки. Старая связь (прерывистая линия) остается в силе для своего контекста, но в новом контексте уже не активна: действие в данной ситуации становится более сложным и воспоминание соответствует этим деталям.

В конечном счете возникает представительство последовательности возможных действий в зависимости от конкретных обстоятельств (fornit.ru/5336), уже полностью доступное осознанию (в случае контекстного доступа, конечно). Это - автоматизмы, заготовленные не рефлекторно, а осознанно. И они так же управляются в текущем фокусе осознания другими цепочками, специализировавшимися именно на таком управлении (прогноз, сопоставление, обобщение, творческая выработка новых вариантов). В отличие от организации рефлекторных автоматизмов, в осознанных непосредственно не используются проприорецепторы мышц, обеспечивающие точность выполнения простого движения.

Управляющие, "творческие" цепочки локализуются отдельно от тех, что обеспечивают моторные действия. И эта локализация подключается к единственному каналу осознанного внимания для наблюдения, обработки и произвольного управления всех актуальных звеньев моторных и мыслительно-моторных автоматизмов (- частного случая мыслительных цепочек, предназначенных для формирования произвольных последовательностей моторных действий).

Как уже говорилось в предшествовавшей статье, в корректировке нуждается только результат негативной оценки пробного поведения - он блокируется как неверный (понятно, что если все получилось хорошо, то и менять ничего не нужно, а остается только закрепить в постоянной памяти, что к этой новой ситуации подходит старая реакция).

Чем больше актуальность получения желаемого в ситуации с негативной оценкой пробного поведения, тем в большей степени требуется преодоление этого негатива для того, чтобы, все-таки, решиться совершить действие в условиях, когда ранее в результате получался негатив, тем более долгим может оставаться доминанта нерешенной проблемы, мотивируя творчество. Это требует ментальных усилий для удержания внимания на неадекватном образе восприятия-действия, несмотря на негатив, заставляющий избегать повторения неприятных последствий, за счет осознанного изменение порога срабатывания этого образа - углубления ускользающего внимания и преодоления негативного эмоционального контекста. Доминанта нерешенной проблемы является источником стимуляции волевого усилия или мотивацией.

По этой схеме видно, что в любом случае образуется звено мыслительной цепочки для данного контекста условий, но в случае отрицательного результата выполнение неудачного варианта блокируется.

Таким образом, начиная с момента готовности субъективных моделей смысла происходящего, которые формируются на довольно позднем этапе развития мозга (fornit.ru/7205), все в большей степени механизм рефлекторного образования цепочек последовательности действий заменяется на осознанную произвольность выбора наиболее предпочтительного при сопоставлении с имеющейся субъективной моделью.

Опытный схемотехник может заметить, что реализация такого принципа адаптивности может быть выполнены многими способами, среди которых возможно выбирать по критерию оптимальности для конкретных общих целей использования.

Часто о формировании таких субъективных моделей говорят, как о программировании, сопоставляя "рефлекторное кольцевое регулирование и программное управление движениями" (например, fornit.ru/7204). Это и в самом деле напоминает осознанное создание наиболее желательных ветвлений поведения в зависимости от конкретики условий с использованием как раз той части творческих механизмов, что используются программистами.

Никто не пишет с нуля, уже есть некие заготовки, модели, основы которых возникли в более ранних зонах префронтальной коры, на которые влияет социальное окружение в том, что считать приемлемым, а что недопустимым (что такое хорошо, а что такое плохо).

Вполне возможно приставить, что основы заготовок субъективных моделей могут быть созданы искусственно и внедрены заранее в устройства искусственного интеллекта (не только три закона робототехники). Тогда становятся не нужными все обширнейшие зоны рефлекторных моторных цепочек наиболее сложных поведенческих действий (в ассоциативных зонах), а можно в очень раннем возрасте задействовать осознанную произвольность, не опасаясь опрометчивых и опасных действий развивающегося индивида. Становятся не нужны воспитательные усилия родителей, которые, как правило, больше вредят. При этим развитие собственных творческих навыков и способностей не только бы никак не пострадало, а, наоборот, было бы направлено выверенными начальными мотивациями. Кроме того, это привело бы к исчезновению множества видов межличностных конфликтов и очень мощному всеобщему взаимодействию в обществе.

Существует двойственность: собственно механизмы организации адаптивного поведения, реализующие произвольность по отношению к привычному и то, как эта произвольность переживается субъектом. Это порождает вопросы о взаимодействии души и тела у тех, кто не понимает каким образом материальная система процессов управления порождает абстрактное проживание Я. Об этом подробно, с иллюстрациями изложено в статье: Понимание произвольности.