Почему, на твой взгляд, синхронизация не будет играть роли в биологической нейронной сети, если верно, что синхронное срабатывание увеличивает вероятность связывания нейронных цепочек

Вот смотри: https://ru.wikipedia.org/wiki/Синхронизация_(нейробиология)

>>> Фазовая синхронизация (ФС) колебаний между различными зонами мозга имеет ряд важных функций, которые являются критическими для эффективной работы памяти. Важной функцией является улучшение передачи информации между удалёнными участками мозга во время ФС[1]. Оптимальная передача информации может происходить благодаря ФС следующим образом: высокий уровень локального потенциала обычно свидетельствует о высоком уровне активности в локальной популяции в данный момент времени. В то же время чувствительность нейронов этой популяции также повышена, потому что мембраны нейронов в среднем более деполяризованы, чем когда локальный потенциал имеет низкие значения. Таким образом, если две удаленные популяции нейронов имеют синхронизированные коллективные колебания, то момент повышенной активности одной популяции совпадет с высокой возбудимостью другой, обеспечивая высокую вероятность передачи информации[12].

ФС также может способствовать усилению синаптической пластичности. Синаптическая пластичность, которая зависит от времени импульса (англ. Spike-Timing Dependent Plasticity, STDP) влечёт долговременную потенциацию синапсов, если принимающий нейрон срабатывает не более чем через 10-20 мс после входного импульса. ФС может обеспечить достаточно узкие интервалы срабатывания нейронов между двумя группами и таким образом увеличить или уменьшить силу связи между ними[1].

Тут, на твой взгляд, всё правильно написано? То есть, разве биологические системы, которые способны синхронизировать участки нервной системы, не получат эволюционных преимуществ? Грубо говоря, если тысячи светлячков могут без проблем синхронизироваться без какого-либо дирижера, то почему биологической нейронной сети в ходе эволюции не прийти к такому же решению, если это решает ряд проблем в надежности передаче информации между её участками?

Давай разберемся по существу, чтобы не путаться в терминах.

 В твоем примере с часовыми маятниками имеем дело с фазовой подстройкой добротных колебательных систем. Добротность - термин, означающий то, насколько малыми порциями энергии возможно влияние на колебательную систему. Чем меньше добротность, тем труднее заставить колебаться. Если струну прижать пальцем, ее добротность станет почти нулевой и все щипки приведут к быстро затухающим колебаниям. У маятника добротность очень высока и поэтому его качания поддерживаются очень малыми порциями энергии. Но если кроме эти порций на них будет воздействовать что-то не в такт порциям энергии, но примерно с той же частотой, то эти толчки постепенно будут сдвигать фазу колебаний так, что она начнет совпадать с фазой толчков.

Итак, для такого механизма синхронизации нужна колебательная система с высокой добротностью, иначе нифига не получится.

В мозге нейроны не являются осцилляторами с высокой добротностью. Наоборот, все сделано так, чтобы на них как можно влияли какие-то внешние факторы. Ими во взаимосвязях образованы типично сильноточные электрические цепи, у которых нет добротности, т.е. на которые невозможно повлиять какими-то электрическими наводками от других нейронов, а только - прямым воздействием.

Такие цепи могут синхронизироваться только специально организованными тактирующими сигналами.

Но в мозге нет никаких таких центров тактирующих сигналов, хотя и есть самоподдерживающиеся циклы, но у них у каждого - своя частота циркуляции, определяемая скоростью передачи сигналов с выходов на вход (наводки от них дают суперпозиции в виде ритмов ЭЭГ). Возбуждения, идущие от этих циклов, локальные и без взаимных влияний. И эти возбуждения не активируют самопроизвольно что-то еще, а просто используются как факт наличия активности данного образа. Только через лобные доли, уже в зависимости от произвольности ума (или мыслительных автоматизмом из тех, что в данный момент не осознаются) могут оказываться влияние на что-то еще, в том числе и на активность самих циклов. Вот то, что наблюдается экспериментально.

Синхронизацией не называют те зависимые возбуждения, что возникли при каком-то алгоритме управления ими. Синхронизация - самодостаточная система, она управляет.

Но дело вообще не в этом.

Дело в том, что, вместо того, чтобы конкретно описывать механизмы распространения возбуждения и, тем самым, точно понимать их суть и функции, исследователи, имеющий смутные представления о схемотехнике, пользуются красивыми до сакраментальности терминами: синхронизация, голограмма, интерференция и т.п. хрень типа фракталов. От этого возникает ощущение какого-то многозначительного и, несмоненно важного, объяснения. За такое нужно бить больно шалбанами и внимательно отслеживать такие случаи профанации.

Не важно, как назвать некий механизм, его суть от этого не измениться, а важно понять именно эту самую суть и подобрать то соло для его обозначения, чтобы не вводить людей в заблуждение.

Проследи те фрагменты, где говорят про синхронизацию в мозге. Хоть где-то раскрывается конкретный механизм взаимодействия? Нет, столько красивое слово.

>>Пример биологической синхронизации у светлячков

А еще есть пример синхоронизации музыкантов в оркестре. Но это - не мозг, а взаимодействия мозгов с некоей целью. Если от этого взаимодействия есть польза, оно закрепляется в поведении, хоть светлячков, хоть гопников, хором нападающих на жертву.

>>Почему, на твой взгляд, синхронизация не будет играть роли в биологической нейронной сети, если верно, что синхронное срабатывание увеличивает вероятность связывания нейронных цепочек

Вероятность увеличивается активностью до нейрона когда он сам активен, а не одновременностью. Если нейрон возбужден и на его непроводящих синапсах (специфичных к текущей концентрации нейромедиатора) тоже есть возбуждение, то будет связь, это необходимое и достаточное условие.

>>Фазовая синхронизация (ФС) колебаний между различными зонами мозга имеет ряд важных функций 

Это - пример того, что человек, написавший это, имеет очень смутные представления о явлении синхронизации. Он использует это слово неуместно. Уже говорил про этот случай. Циклическая активность закрепляется долговременно за полчаса, но это - реверберация, а не синхронизация.

>>> Итак, для такого механизма синхронизации нужна колебательная система с высокой добротностью, иначе нифига не получится.

В мозге нейроны не являются осцилляторами с высокой добротностью. Наоборот, все сделано так, чтобы на них как можно влияли какие-то внешние факторы. Ими во взаимосвязях образованы типично сильноточные электрические цепи, у которых нет добротности, т.е. на которые невозможно повлиять какими-то электрическими наводками от других нейронов, а только - прямым воздействием.

Такие цепи могут синхронизироваться только специально организованными тактирующими сигналами.

Насколько я понимаю есть достаточно много математических моделей биологической нейронной сети, в которых демонстрируются эффекты синхронизации. 

На русском языке нашлась работа за 1996 год, в которой дан обзор многих исследований "Синхронизация в нейронных ансамблях"

Я выше несколько раз ссылался на модель, которую предложили Эдельман и Тонони, в этой сводной статье рассказывают ещё о нескольких работах по моделированию синхронизмов / синхронизации на моделях биологических нейронов. То есть ещё раз, моделируются биологические нейроны, кортикальные колонки и у них наблюдают синхронизацию. Когда это возможно экспериментально замеряют параметры биологических нейронов, получают подтверждающие моделирование выводы.

Мне понравились параграфы §3.2.2; §3.2.3; §5.4 . Нет возможности их сюда скопировать (в pdf сбита кодировка).

В целом, я не вижу какого-то законченного мнения по этому вопросу. Очень большой объём исследований, статей, экспериментальных работ. Буду продолжать разбираться. Спасибо, что нашел время ответить на вопросы!

Айк, знаешь чем отличается хорошее понимание того, что такое синхронизация от выискивания этого слова в разных сообщениях с последующей эврикой: "Ну, вот же, есть она!"? Тем, что в первом случае ты сам оказываешься способен посмотреть в сообщении, а в самом ли деле описывается синхронизация или авторы повелись на сакраментальность термина? В самом ли деле авторы описывают уже познанный конкретный механизм или только предполагают, что здесь, несомненно, замешана синхронизация? Во втором случая мне совершенно бесполезно что-то говорить тебе потому, что ты все равно будешь просто верить авторам, а видеть суть явления. Поэтому делаю это в последний раз на примере той статьи, что ты привел по ссылке: " Синхронизация в нейронных ансамблях ", где говорится о генераторах ритмической активности: "Показывается,что  синхронизацияиграет ключевуюрольвдеятельностикакминимальныхнервныхсистем(нейроннаяпара),такивнейронных ансамбляхсоченьбольшимчисломэлементов(кораголовногомозга).".

>> Взаимное согласованиедвижений приорганизации связисвойственногенераторамне толькопериодических,ноихаотическихколебаний.

Говорить про какие-то "хаотические" и при этом непериодические колебания - нонсенс. Таких колебаний просто не бывает в принципе, все колебания периодические, имеют составляющие гармоники даже в случае релаксационных генераторов. Это - просто пример невежества авторов, которые имеют в виду не постоянную, а эпизодическую генерацию ритма.

>> в  результате  хаотической  синхронизации могут  статьодинаковыми  топология  проекцийстранныхаттракторов  напарциальныеподпространства

Стоит обратить внимание на легкость использования наукообразных словосочетаний с предельной многозначительностью.

В этом случае это - не синхронизация, а непосредственное управление. И то, что одни и те же моторные программы то оказываются ритмическими, а то эпизодическими говорит, что в обоих случаях это - не тактируемая синхронизации, а именно асинхронное управление с критериями того, совершать ли последующее движение или нет.

Именно так и организуются цепочки моторных программ, у которых нет какого-то водителя ритма как у сердечной мышцы, которая и в самом деле синхронизируется в фоновом режиме, пока не управляется непосредственно и асинхронно.

Вот ты можешь взять и с произвольным ритмом начать произносить слово блин! И это делает не какой-то водитель ритма, а твоя программа управления. Ты можешь сделать такую программу неосознанной и начать подергивать ногой, раздражая собеседника.

Авторы никак не прослеживают конкретную организацию цепочек моторных программ, а просто рассуждают теоретически ни о чем конкретном. И поэтому в результате таких работ не бывает прорывов в понимании механизмов, а все они так и топчутся, смакуя всякие сакраментальности. Им же нужно давать вал по лану статей. Статьи написана в 1996 году, в разгар мракобесия всякий голографический и фрактальных идей. И с тех пор ничего путного в этом направлении не возникло. Статья просто бесплодная пустышка потому, что не говорит о конкретных механизмах, а занимается философствованием и математизацией этого философствования.

>> Еслиобратитьсяктрадиционному языкудинамическихсистемснепрерывнымвременем (???),  топроцесс синхронизациипериодических автоколебанийможно представить так.Имеяввиду,чтогеометрическим образомавтоколебанийявляетсяустойчивый  предельныйцикл (?????),геометрическимобразомпульсаций,порождаемых  двумя  (п)невзаимодействующими  генераторами,вобъединенном фазовомпространстве (????) будет притягивающий  двумерный(п-мерный)тор (???). Это же махровое наукоблудие. Ты всерьез читаешь такие статьи? За них нужно навечно помещать в эцих с гвоздями авторов.

>>> И с тех пор ничего путного в этом направлении не возникло. Статья просто бесплодная пустышка потому, что не говорит о конкретных механизмах

Так. Давай так. Во-первых, эта статья - академическая работа, которая даёт срез в области на 1996 год по конкретному вопросу. В этой работе не могло быть ничего о конкретных механизмах реализующих сознание - это спекулятивная тема, которая требует согласования с редакторами журналов и тд.

Во-вторых, есть множество современных работ (статей, книг) по теме синхронизации. Причина, почему я выбрал эту работу - в ней было показано, что удается моделировать синхронизацию, есть модели, на которых её можно наблюдать. Она написана более или менее доступным языком, в отличии от многих других работ по этой теме.

>>> И с тех пор ничего путного в этом направлении не возникло.

Как же ничего не возникло? Одна из ведущих теорий, которую мы обсуждаем - работа Эдельмана, Тонони, Коха, Крика развивает наработки в области синхронизации нейронных ансамблей.

Тема, которую мы обсуждаем, по моим оценкам достаточно сложная. Если нобелевские лауреаты не видят косяков в этих подходах и обращаются к решениям, которые моделируют синхронизацию, то почему ты думаешь, что мне будет легко увидеть косяки в таких моделях?

Ты понимаешь, что когда некоторые участники форума легко соглашаются с тобой в таких моментах, то это не потому, что они разобрались в этом вопросе, изучили профильную литературу. Не путай согласие и понимание. Согласиться тем легче, чем меньше понимаешь. Ну а если начинаешь разбираться, то неизбежно возникают вопросы и возражения.

Вот ты взял измазал в дёгте теорию IIT и народ в комментариях тебя поддерживает. Но сколько людей реально читали эти книги, статьи, разбирались в этом вопросе? Это ведь сложные работы с длинной историей исследования.

Я не хочу дублировать твои взгляды. Мне интересно разбираться самому. Спасибо, что помогаешь и делишься своим мнением. 

>>Как же ничего не возникло? Одна из ведущих теорий, которую мы обсуждаем - работа Эдельмана, Тонони, Коха, Крика развивает наработки в области синхронизации нейронных ансамблей.

Там ровно то же топтание сакраментальной философии, ничего ни конкретного, ни полезного. Эта книга - тоже пустышка. Вот когда ты разберешься и покажешь конкретные механизмы, мы поговорим, а пока что бесполезно, мне больше нечего сказать по этому вопросу.

>>> Вот когда ты разберешься и покажешь конкретные механизмы, мы поговорим

Всё-таки, позволь, я е ещё раз подчеркну, что ты помог мне своими объяснениями и возражениям. Поэтому ещё раз спасибо тебе.

А так, да, согласен, что нужно время разобраться.

Оказывается Анохин и Эдельман были знакомы. Совсем забыл про эту передачу, хотя, конечно, смотрел её.

В ней идут достаточно сложные хаотичные объяснения, которые без книг правильно понять, наверное, невозможно. Но в конце на 20 минуте есть неплохой рассказ о роли эволюции и адаптации.

>>> (nan) При этом они констатируют (чисто экспериментально) три упомянутые механизма внимания (на самом деле можно выделить более 5 качество различающихся)

Nan, а что за 5 качественно различающихся механизмов внимания? Можешь перечислить и, если вспомнишь, сказать, где можно прочитать? 

Они пишут:

Cознательное внимание опосредовано более чем одним механизмом:

состояние покоя - сознания с небольшим фокусным вниманием

не очень исключительных состояниях внимания -

в высшей степени сфокусированное состояние (and inhighly focal attentive states)

Я при этом заметил, что:

Тут бы вместо "and inhighlyfocalattentivestates" указать на целеобразующую доминанту нерешенной проблемы, ведь Ухтомский не зря же столько об этом писал, но до таких материй они просто не добрались, это выпадает как и произвольность и, главное, функциональное назначение всего этого.

При этом классика - различать непроизвольное внимание, произвольное и постопроизвольное. Т.е. они не учли два последних, но подразделили второе на свои три. На самом деле произвольное внимание делится более, чем на три качества:

1. отслеживающее события, но не вмешивающееся в автоматизмы реагирования (то, что они не точно назвали "состояние покоя")

2. отслеживание, но с выбором наиболее удачного реагирования в зависимости от новизны условий

3. прерывание реакций для осмысления и выбора более удачного варианта (они назвали, опять же неудачно и слабо, без определения зачем и что этим достигается "не очень исключительных состояниях внимания")

4. прерывание реакций, надолго откладывая реагирование на время исследования и решения проблемы

тут совершенно некстати и нефункционально они внедрили атасное состояние: " в высшей степени сфокусированное состояние ", хотя оно может относится к любому из видов уровней сознания (сознательного внимания).

5. Творческий уровень без решения конкретно вставшей текущей проблемы.