Со времени публикации была проделана работа по развитию прототипа системы индивидуальной адаптивности Beast (fornit.ru/beast) и появилось много новых данных и материалов с которыми можно ознакомисться в трилогии «Основы фундаментальной теории сознания» и точки входа теории МВАП «Организации механизмов мозга человека».
Вот как развивалось понятие "опережающее возбуждение", представляющее собой механизм прогноза возможных результатов своего поведения (и любого другого достаточно известного живого и неживого объекта).
Цитаты - коричнывые, обобщающий текст - черный.
Физиологические механизмы психических процессов
Обзорный курс / Сост. Ф.С.Абдрашитов, Э.Н.Хисамов и др. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2002. - 64с.
В физиологическом плане представление об опережающем возбуждении И.П.Павлов описал как состояние "предупредительной деятельности", т.е. постоянное стремление высоко специализированных организмов к развитию ими будущих приспособительных актов. Это означает, что организм должен подготовить себя по сигналу к предстоящим, последовательно развивающимся событиям для того, чтобы их можно было результативно осуществлять.
П.К.Анохин развил эту точку зрения и представил ее в форме теории "опережающего возбуждения".
Ни один организм не мог бы противостоять воздействиям окружающей среды, если бы он не имел возможности реагировать по принципу опережающего возбуждения, т.е. создавать для себя такие приспособительные реакции, которые были бы ему необходимы для поддержания взаимоотношения со средой в каждый следующий момент установления такого отношения. Ученик не смог бы показать своих знаний, если бы он не обладал опережающим возбуждением, не "пробежал" бы мысленно то, о чем ему предстоит рассказать. Учитель никогда не сумел бы объяснять ученикам последовательно и доступно сущность изучаемого вопроса, если каждый раз он не пользовался бы опережающим процессом возбуждения.
Ясно, что даже простейшие реакции насекомых типа стимул-ответ, уже содержат элемент жизненного опыта вида, элемент записи предвидения, который отшлифован естественным отбором. С усложнением же нервной системы, когда между стимулом и ответом включаются промежуточные этапы формирования, становится и более сложным механизм прогноза, хотя принципиально он остается одним и тем же. Вот выдержки из еще нескольких работ. Перед тем как будет сделано несложное обобщение. см. также раздел аксиоматики [33]
В.Н.Думбай, К.Е.Бугаев
"Физиологические основы валеологии труда и спорта
Специальные исследования показали, что сразу после начала работы, когда легочная вентиляция уже возросла, а гуморальные вещества еще не достигли дыхательного центра, ведущим фактором регуляции выступают многочисленные нервные механизмы влияний, включая и корковые.
Первая фаза условнорефлекторного увеличения легочной вентиляции наиболее ярко выражена в случае выполнения привычной, уже знакомой по тяжести работы, т.е. в условиях сформированного рабочего динамического стереотипа. Это достигается, как известно, в результате тренировки, формирования функциональных систем, использующих опережающее возбуждение, основанное на прошлом опыте. Подтверждением этому служат наблюдения над людьми в начале непривычной для них работы.
В.А.Макаров
Однако П.К.Анохин настойчиво искал ответ на вопрос, по каким признакам организм определяет окончание компенсации или приспособительное значение любого поведенческого акта. Как организм исправляет ошибки поведенческой деятельности?
Ответ дали опыты, проводившиеся по оригинальной методике, сущность которой состояла в том, что производилась внезапная подмена безусловного подкрепления у животного с устойчиво выработанным условным рефлексом. Внезапная подмена вызывала у животного бурную ориентировочную реакцию и даже временный отказ от пищи. Возникшую реакцию "рассогласования" можно было объяснить только тем, что задолго до того, как животное получит подкрепление, все "качества подкрепляющего фактора со всеми характерными для него параметрами предсказаны мозгом раньше, чем появится само подкрепление". Так была открыта очень важная закономерность в работе головного мозга: способность предсказывать основные афферентные черты будущего результата действия, т.е. подкрепления. Вначале этот аппарат получил название "заготовленное возбуждение" (1933), затем "опережающее возбуждение", позже "акцептор действия" и, наконец, - "акцептор результата действия" (1955).
ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ
истоки, этапы развития, экспериментальные доказательства, общие постулаты
Москва - 1996 Редактор - академик Международной академии наук, профессор Нувахов Б. Ш.
Характеризуя эмоции, П. К. Анохин пишет: "...у взрослого животного и человека в ответ на соответствующий внешний раздражитель возникают сразу два комплекса возбуждений: интегративный комплекс, разрешающийся на периферии через рабочие аппараты в виде внешнего выражения эмоций, и его добавочный компонент, содержащий в себе элементы оценки будущего рабочего эффекта. Этот добавочный компонент имеет все черты истинного эмоционального состояния и, следовательно, опережает на какую-то долю секунды обратное поступление импульсов от органов действия (Анохин П. К., 1975, с. 180).
...
В формировании представлений П. К. Анохина об опережающем возбуждении существенное место принадлежит, бесспорно, представлениям Геррика (Herrick, 1993) о постоянном "забегании вперед" в эмбриональном развитии структуры перед функцией.
Истоки представлений П. К. Анохина об опережающем возбуждении в центральной нервной системе следует искать и в трудах Когилла (Coghill Е. Е., 1930), которыми он очень интересовался.
Именно Когилл писал о том, что процесс раннего эмбрионального роста всегда опережает наличную функцию, он как бы "заготавливает" те структуры, которые будут необходимы только в будущем поведении животных. Отсюда возникли взгляды Когилла на "рост" как творческую функцию нервной системы.
В 1940 г. П. К. Анохин пишет: "Как мы видели, фактический материал эмбриологии и морфологии центральной нервной системы убеждает нас, что в эмбриогенезе заготавливаются "впрок" различные формы деятельности, которые будут необходимы зародышу только после рождения" (Анохин П. К., 1940 в, с. 101).
Представления об опережающих возбуждения были подготовлены еще исследованиями П. К. Анохина по компенсации нарушенных функций. П. К. Анохин настойчиво ставил вопрос о том по каким признакам организм определяет окончание компенсации или приспособительное значение любого поведенческого акта? Как организм исправляет ошибки поведенческой деятельности?
Развивая мысли И. П. Павлова о творческой роли афферентного отдела нервной системы и о значении подкрепления в условнорефлекторной деятельности. П. К. Анохин уже в 1955 г. подошел к представлению об опережающих возбуждениях в структуре услов-норефлекторного акта.
"Обратная афферентация должна соответствовать какому-то заготовленному комплексу возбуждений, возникшему до того, как оформился сам рефлекторный акт,- пишет П. К. Анохин в статье "Особенности афферентного аппарата условного рефлекса и их значения для психологии". "...Этот заготовленный комплекс возбуждений, предшествующий рефлекторному действию, должен представлять собой что-то вроде афферентного "контрольного" аппарата, который определяет, в какой степени соответствует ему пришедшая в центральную нервную систему данная обратная афферентация" (Анохин П. К., 1979, с. 323).
Иначе говоря, при всякой пробе условного раздражителя группа или система корковых клеток, воспроизводящая под действием условного раздражителя вкусовые качества безусловного раздражителя, оказывается возбужденной на несколько секунд ранее, чем туда, в нее, придет новое безусловное возбуждение ("подкрепление") (Анохин П. К., 1979, с. 325).
..."Обратная афферентация, возникающая от действия безусловного раздражителя, должна в точности соответствовать тому добавочному комплексу афферентных возбуждений, который входит в состав условного возбуждения. В случае полного соответствия этих двух возбуждений поведение животного остается нормальным, т. е. пищевое возбуждение животного "удовлетворено", что целиком соответствует ранее выработанным сигнальным соотношениям между условным раздражителем и подкреплением. С этой точки зрения добавочный афферентный аппарат условного рефлекса надо рассматривать как аппарат, производящий окончательную оценку достаточности или недостаточности того подкрепления или приспособительного эффекта, который последовал за сигнальным раздражителем" (Анохин П. К., 1979, с. 327).
...
Потребности и их удовлетворение явились критическими пунктами эволюции живых существ. Удовлетворение потребностей эволюции живых существ проявилось в качестве полезного приспособительного результата, определяющего их выживаемость, а также продление вида и рода. Для достижения полезных приспособительных результатов, удовлетворяющих ведущие биологические потребности, уже у одноклеточных существ в процессе эволюции сложилось функциональные системы молекулярного уровня организации. Многократное удовлетворение потребностей на основе механизмов памяти и включение быстрых ферментативных реакций привело к возникновению у живых существ свойств опережающего отражения действительности (Анохин П. К., 1968), когда при действии реальных событий пространственно-временного континуума окружающего мира живые существа, благодаря быстрым ферментативным реакциям, формируют состояние, опережающее отражающее действие последующих событий. Благодаря свойству опережающего отражения действительности живые существа приобрели способность активно противостоять воздействиям внешнего мира и готовиться к ним.
Козлов В.В. Сивицкий В.Г.
ИНФОРМАЦИОННАЯ И КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ
Психофизиологические исследования живых организмов выявили специфическое свойство нервной системы, которое академик П.К. Анохин назвал "опережающим возбуждением", а впоследствии - "опережающим отражением действительности" [9]. Однако отражение предполагает копирование, но не преобразование информации, поэтому если на сенсорной стадии допустимо говорить о психической активности как об отражении, то по отношению к восприятию, а тем более к сознанию, речь идет фактически о моделировании, как о выделении наиболее существенных свойств для построения информационной и концептуальной моделей: "способность мозга фиксировать повторяющиеся последовательности внешних событий, развившаяся на основе примитивных форм отражения, определяет ту изумительную социально опосредованную способность человеческого мозга, которая выражается в предвидении будущего в формулировке гипотез и вообще в различных прогностических оценках событий" (Анохин П.К. Теория отражения и современная наука о мозге.- М.: Знание, 1970.)
Наиболее полное психофизиологические описание поведения дает теория функциональных систем П.К. Анохина (см. тему 1 п. 1.4). Согласно теории ФС, немотивированного поведения не существует.
Мотивация активизирует работу ФС, в первую очередь афферентный синтез и акцептор результатов действия. Соответственно активируются афферентные системы (снижаются сенсорные пороги, усиливаются ориентировочные реакции) и активизируется память (актуализируются необходимые для поисковой активности образы-энграммы памяти).
Мотивация создает особое состояние ФС - "предпусковую интеграцию", которая обеспечивает готовность организма к выполнению соответствующей деятельности. Для этого состояния характерен целый ряд изменений.
Во-первых, активируется двигательная система (хотя разные формы мотивации реализуются в разных вариантах поведенческих реакций, при любых видах мотивационного напряжения возрастает уровень двигательной активности).
Во-вторых, повышается тонус симпатической нервной системы, усиливаются вегетативные реакции (возрастает ЧСС, артериальное давление, сосудистые реакции, меняется проводимость кожи). В результате возрастает собственно поисковая активность, имеющая целенаправленный характер.
Кроме того, возникают субъективные эмоциональные переживания (эти переживания имеют преимущественно негативный оттенок, во всяком случае до тех пор, пока не будет удовлетворена соответствующая потребность). Все перечисленное создает условия для оптимального выполнения предстоящего поведенческого акта.
Мотивация сохраняется на протяжении всего поведенческого акта, определяя не только начальную стадию поведения (афферентный синтез), но и все последующие: предвидение будущих результатов, принятие решения, его коррекцию на основе акцептора результатов действия и изменившейся обстановочной афферентации. Именно доминирующая мотивация "вытягивает" в аппарате акцептора результатов действия весь накопленный и врожденный поведенческий опыт, создавая тем самым определенную программу поведения. С этой точки зрения акцептор результата действия представляет доминирующую потребность организма, преобразованную мотивацией в форму опережающего возбуждения мозга.
Таким образом, мотивация оказывается существенным компонентом функциональной системы поведения. Она представляет собой особое состояние организма, которое, сохраняясь на протяжении всего времени - от начала поведенческого акта до получении полезных результатов, - определяет целенаправленную поведенческую деятельность организма и характер его реагирования на внешние раздражители.
Под понятием мотивации, фактически, скрывается эмоциональный контекст, вызванный текущими условиями с одной стороны и их оценкой - с другой, а так же оценкой возможных результатов поведения в ходе "просмотра" их вариантов с помощью прогнозирующих механизмов. Т.е. на самом деле в мозге нет некоего центра, заведующего мотивацией, определяющего тенденции личности. Потребности определяются текущим физиологическим состоянием организма и его прогнозами о своем состоянии в будущем.
Говоря проще, опережающее возбуждение основано на памяти о прошлом опыте подобного поведения в сходных условиях.
Наиболее очевидные эволюционные преимущества обладанием прогностическим механизмом - 1) непосредственное предвидение того, чем может закончится вариант действия в данных условиях, 2) выбор наиболее желательного предполагаемого варианта из нескольких возможных, 3) выбор наиболее желательного варианта действий в обозримом масштабе времени (предпочтение воздержаться от меньшего для более позднего достижения большего).
Можно заметить, что любое прогностическое действие требует осознанного внимания к нему. Если одновременно могут выполняться множество самых различных поведенческих цепочек неосознаваемых автоматизмов и рефлексов, то прогноз рассматривается только в одном фокусе осознанного внимания. Это - сугубо сознательная деятельность. А это многое ставит в одну общую целостную картину: любой прогноз начинается с "ориентировочного рефлекса" (fornit.ru/5400), с привлечения осознанного внимания (fornit.ru/5214).
Принцип прогнозирования заключается в том, что выработанные прежним опытом цепи управления реакцией могут выполняться без совершения действий, для которых они предназначены, и сразу, без промежуточных действий приводить к тому конечному звену, которое оказывается образом привычных последствий с оценкой их позитивности или негативности.
Чуть ранее упоминалось, что во сне цепочки управления реакциями в ассоциативных зонах мозга могут протекать без совершения действий, связанных с ними. Рассмотрим, как это осуществляется подробнее потому, что эти представления окажутся полезными во многих случаях.
Во время выполнения программы действия для таких цепочек срабатывание последующего звена происходит, когда завершится срабатывание предыдущего и приходит пусковой стимул актуальности выполнения последующего. Без такого стимула активность цепочки программы последовательных действий оказывается не достаточной, чтобы активировать звено. Но если вместо пусковых стимулов приложить к звеньям цепочки дополнительный активирующий потенциал, то они сработают быстро одно за другим, моментально активировав последний результат и получив его контекст значимости, определяющий смысл произошедшего. А чтобы при этом одновременно не сработало множество действий по всей цепи, они притормаживаются - так же вдоль всей цепочки.
Вот почему сновидения протекают так быстро: все действия совершаются вот так ускоренно. То же происходит при размышлении.
Такой ускоренный просмотр становится возможным, если к каждому звену будут подведены входы нейронов, способных активировать это звено, а к тем подпрограммам действий, которые срабатывают от звеньев главной программы, будут подведены выходы нейронов, тормозящих их.
Схемотехнически, для того, чтобы получить прогноз того, чем может закончиться реакция, нужен нейрон, распознающий такую необходимость, к аксону которого от звеньев главной цепи идут дендриты, связывающие их возбуждающими синапсами, а от звеньев подпрограмм действий - дендриты с тормозными синапсами. Такой нейрон, обеспечивающий холостой пробег цепи, называют вставочным, но это название не важно. Это легко понимаемая схема для тех, кто имеет навыки схемотехники.
Тормозная блокировка движений во сне - древнее образование. Это необходимо, чтобы спящее животное не производило движений при случайной активации ассоциативных нейронов, которые неминуемо возникают от оставшихся самоподдерживающихся активностей. Эта блокировка так же используется в оборонительном стиле поведения, имитирующем смерть, когда оцепеневшее животное своими движениями не раздражает хищника.
Тут еще затрагивается то, зачем вообще нужен сон и об этом пока будет сказано коротко, а детально рассмотрено в главе про сон. Во сне важно избавиться от накопившихся за день самоподдерживающихся образов, которые начинают своим фоном мешать выбору нужной реакции. Общее торможение как блокирует действия, так и постепенно гасит дневные активности, при этом вызывая их контрастные всплески (тот упоминавшийся раньше эффект, что появляется при взаимном торможении в слоях распознавателей, позволяя более четко выделить наиболее точно срабатывающие из них). И тогда возникает активация каких-то действий, но с отсечением непосредственных мышечных реакций, что проявляется в виде сновидения, проходящего очень быстро потому, что оно лишено ожидания пусковых стимулов, которые синхронизируют действия с реальностью происходящего.
Механизм активирования цепи программы действия в режиме быстрого просмотра, в отличие от того, что происходит во сне, возможно, возник как случайная мутация, оказавшаяся полезной, это пока не исследовано, но для понимания механизма несущественно, важно, что такое явление существует, оно само по себе надежно установлено и из этого нужно исходить.
Появляется возможность подсмотреть, какой результат ожидается, если применить данную реакцию. Причем подсмотреть даже не в тех условиях, для которых она была сформирована, а для любых других условий, т.е. исключая контекст, в котором эта реакция однозначно проходила и без которого не выполнялась. Реакция, предназначавшаяся для узкой специфики, может теперь примериваться для возможного ее применения в новых условиях.
Это позволяет выбрать те реакции, которые сулят позитивный результат и не совершать те, что в прогнозе приводят к негативным последствиям.
Прогнозирование непосредственно приводит к феномену воли или произвольности.
Ребенок 3 лет не способен к произвольному приданию значимости, но способен уже переносить авторитарно навязываемые значимости родителями на объекты своего внимания. Ему чрезвычайно трудно не поддаваться боли или, наоборот, не стремиться к сладостям (пока не объестся ими и гомеостаз не запротестует). Можно сказать, что его реакции, по сути, рефлекторные, непроизвольные.
Сначала авторитарное принуждение, затем собственный опыт осмысления происходящего и результатов своих действий - понемногу формирует то, что способно противостоять первичной, "гомеостазной значимости" (fornit.ru/324), с очевидным прогнозом (fornit.ru/5194), что это преодоление более выгодно.
Ребенка можно убедить убрать у себя в комнате, хотя это ему совершенно не интересно, с одной стороны, применяя наказание в случае захламления, скажем, "потерей" важных игрушек, и с другой - премируя за "помощь маме". Он начинает осознавать, что получает и выигрывает больше, сумев преодолеть неинтересное. И это неинтересное обрастает уже осознанной значимостью, сулящей желаемое после незначительной неинтересной работы. Такая осознаваемая очевидность невозможна без развития механизмов прогноза возможных последствий.
У более взрослых детей, с которыми проводили "зефирный тест" (fornit.ru/5434), многие осознавали большую выгоду выждать чтобы получить большее и у них хватало волевого усилия преодолеть непосредственное желание съесть сейчас, но меньше, чем выждать, когда появится больше.
Когда уже выработан автоматизм в определенных ситуациях делать что-то необходимое, то уже нет проблем с отрицательной мотивацией, это просто делается без раздумий, волевое усилие уже не нужно.
Умение придавать мотивирующую значимость при понимании нужности выполнения неинтересной работы произвольно настолько, чтобы каждый мог его применить при условии достаточной развитости. Но если человек не видит, зачем это нужно, то такая бессмысленная работа трудно позитивируется.
Вот зачем убирать в квартире? "Зачем" - работа прогностического моделирования на основе приобретенного опыта: не убрав месяц, получаем нежилой вид и позор перед гостями. С очевидностью представляя выгоду, позитив от волевого преодоления привычного мотивирует поступить вопреки непосредственному желанию, и такая с очевидностью осознанная значимость, отличающаяся от более непосредственной, локализуется уже в более высокоуровневых структурах мозга (fornit.ru/7146). Это можно назвать произвольно заданной значимостью - осознанным решением, или можно назвать позитивированием - убедительно, с очевидностью для себя прогнозируя выигрыши и плюсы уборки.
Можно выделить два вида прогноза.
Первый основан на быстром просмотре цепочек имеющихся реакций (“опережающее возбуждение”).
Если мы оказываемся в какой-то ситуации и мысленно спрашиваем, что будет, если поступить вот так – то это первый тип.
При таком вопросе (обычно его не формулируют словами, это совершенно излишне на этом уровне сознания, что является дополнительным подтверждением, что сознанию пофиг слова, которые предназначены для внешней коммуникации) ответ возникает в зависимости от ситуации, т.е. прогоняется та цепочка прошлого опыта, которая контекстно зависит для этой ситуации.
Например, мы видим, как мужик мучит на улице женщину. Дать ему по морде? У тех, у кого опыт имел такую попытку, моментально всплывает последствие и очень трудно этому не поверить и не последовать разумно. Прямой опыт – самый убедительный потому, что предположение было опробовано и получен результат.
Если такой опыт был не раз, и последствия всегда оказывались одними и теми же, то уверенность в прогнозе оказывается аксиоматичной.
Те же, кто именно в такой ситуации не был, но немало слышал читал, смотрел на чужой опыт, а он очень разнообразный по последствиям (бывают хлюпики и амбалы, умные и дураки, повезло или нет и т.п.), то мысленный вопрос дает сразу несколько возможных ответов, которые можно сопоставлять и прикинуть, какой более всего подходит под текущую ситуацию. Уверенности мало, но если показалось, что найден подходящий вариант и все должно бы пройти хорошо, то уверенность уже позволяет попытаться действовать.
Уверенность – это произвольная оценка возможной успешности, приходит с опытом в данной ситуации.
Другой вид прогноза основан не на цепочках поведенческих реакций (устоявшихся автоматизмах), а на понимании сути и смысла ситуации, т.е. на основе субъективной модели понимания явления (fornit.ru/7305). Если мы хорошо знаем явление, выявили все зависимости его процессов, у нас сформировалась модель свойств (суть) и того, что эти свойства могут означать для нас в различных ситуациях (смысл), то мы легко применяем эту логику для того, чтобы знать, что будет при таких-то начальных условиях и действующих факторах. Т.е. мы применяем логику причин и следствий, которую научились верно понимать в отношении к нам. Мы знаем, что мяч, падая на твердое под таким-то углом с такой-то силой, будет далее вести себя вот так. И если удар сильный, а мяч грязный, мы постараемся, чтобы он не попал нам в голову.
Уверенность здесь так же увеличивается с количеством наблюдений и участия в них.
На уровне осознания ситуации бывает трудно отделить первый вид прогноза от второго, хотя они обладают каждый своими характерными особенностями, но это уже длинный разговор. На уровне неосознанных реакций первый вид не участвует, а второй образует контекст для автоматизмов, особенно мыслительных.
Об авторе:Статьи на сайте Форнит активно защищаются от безусловной веры в их истинность, и авторитетность автора не должна оказывать влияния на понимание сути. Если читатель затрудняется сам с определением корректности приводимых доводов, то у него есть возможность задать вопросы в обсуждении или в теме на форуме. Про авторство статей >>.
Обнаружен организм с крупнейшим геномом Новокаледонский вид вилочного папоротника Tmesipteris oblanceolata, произрастающий в Новой Каледонии, имеет геном размером 160,45 гигапары, что более чем в 50 раз превышает размер генома человека.