Принцип работы мозга млекопитающих (в том числе человека)

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Итак, разберём работу нашего мозга в общих чертах и простыми словами.

Основа мышления у животных всех классов общая. Работа мозга базируется на поиске закономерностей. В мозг попадает бессмысленный набор "пикселей" с глазных рецепторов и прочих, и он находит общие закономерности, на их основе выстраивает 3D модель, разбивает информацию на категории, устанавливает форму объектов и т.д., и так распознаёт объекты.

Змея сможет укусить добычу, кошка не промажет с прыжком, и сова лапами схватит не воздух. Куропатка склюет зёрнышко и сможет узнать хищника, поймет, и где прятаться.

Давайте рассмотрим замечательные качества имеющегося принципа ориентации интеллекта.

Мозг не имеет строгой программы реагирования на конкретный порядок "пикселей" конкретным действием. Мозг способен работать с неточными, неполными данными любого типа.

На основе закономерностей мозг может достраивать для себя недостающую информацию. Принцип поиска закономерностей и классификации информации универсален. Так мозг, точный и материальный орган, где всё, казалось бы, однозначно (нейрон либо возбужден, либо нет), порождает абстрактный процесс, применимый к информации разного типа. Ученые смогли заставить крыс ПРЕДСКАЗЫВАТЬ ПОГОДУ ПО ИНФОРМАЦИИ С ДАТЧИКОВ, напрямую подавая в их мозг данные через виртуальную нейросеть. То есть крысам подавали данные, как если бы это была информация с их собственных рецепторов, переданная с соседних тканей их мозга. И мозг животных смог разобрать информацию с рецепторов того типа, к анализу которого не приспособлен.

Интеллект мозжечка решает сложнейшие задачи, чтобы мы чётко ощущали своё положение в пространстве. Однако осознаём мы положение тела не самим мозжечком, а только сознательными зонами коры, получившими эту информацию от мозжечка.

И при повреждении мозжечка люди не испытывают помутнения сознания, в отличии от повреждения сознательных зон. А сознательность зон мозга зависит от физиологических особенностей его биологических нейронных сетей.

"Центр" сознания - лобные доли мозга. Способ прохождения импульсов по сознательным отделам тоже определяет, как поддерживается в них процесс сознания. Если привычка хорошо отточена, то импульсы пройдут по "затёртым" связям, ведущим к выполнению действия. Значит, связи ранее уже хорошо отрегулированы в процессе обучения. Так действие, доведённое до автоматизма, будет выполняться менее сознательно, нам будет казаться, что оно получается "само". Если действие совершается впервые, то мозг ищет решение задачи, импульсы блуждают по отделу мозга. При этом импульсы могут возвращаться, а собственные мысли вновь подвергаться анализу. Иными словами, сильнее активированный отдел мозга ищет решение, что происходит уже осознаннее. Так, как существование сознания поддерживается данными процессами, снотворные препараты, прерывая их, заставляют человека потерять сознание.

В ходе работы вашего мозга, сознание ежесекундно образуется за счет активации в разной степени разных зон, то есть ваше состояние изменчиво. Наиболее интересен переход таких состояний у человека в процессе смен фаз сна. (Фаза глубокого сна - и есть та фаза, когда мозг моделирует сны.)

У мозга много бессознательных отделов. Как мы говорили выше, мозжечок, выполняющий сложнейшую задачу координации, тоже относится к ним. Мозжечок хорошо развит и у млекопитающих, и у птиц.

Также и у тех, и у других есть гипоталамус. Он отвечает за регуляцию, так сказать, вегетативной жизни. Но гораздо интересней то, что он создаёт и основные чувства, то есть страх, радость, гнев и т.д.

Для того, чтобы эмоции регулировали поведение. Мы осознаём, зачем нужно питаться, но более примитивные древние существа этого не понимали, и их мозгу нужны подсказки. Вот например, что должна делать лягушка, чтобы передать свои гены? Она должна есть и пить, избегать перегрева, ожогов, переохлаждения, травм и других повреждений организма, выбирать самого здорового сексуального партнера и спариваться. Если бы у нее был мощный разум, ее мозг бы анализировал информацию глубже, чем на уровне распознавания. Он бы обнаружил закономерность, что за переохлаждением всегда следует болезнь. Он понимал бы и другие глубокие взаимосвязи. На их основе бы мог составить из закономерностей более длинные причинно-следственные связи. Например, что если лягушке холодно, и она не выйдет на солнце, то заболеет, умрет, и не передаст гены.

Вы знаете, что гормоны и нейромедиаторы контролируют активацию зон мозга. Нейромедиаторы помогают проводить импульс. Химия эмоций настолько глубоко изучена, что на нее опирается медицина, создаются антидепрессанты и другие препараты, влияющие на психику. Так какова же химия эмоций?

Гипоталамус связан с лимбической системой. Вы знаете, что наш мозг поделен на отделы со своей специализацией, где нейроны разных типов, по разному организованные в сети, лучше приспособлены к решению соответствующего типа задач. И у нас есть подкорка, пробуждающая определенные нейронные сети отделов нашей коры. Эти сети составляют наше сознание, наши стремления. Регулируя их, подкорка регулирует наше состояние. Смена эмоций, и вообще, смена "режимов" работы мозга начинается с гипоталамуса. На фото гипоталамус.

Гипоталамус расположен у всех млекопитающих под большими полушария переднего мозга. Ниже - пример устройства и работы мозга другого млекопитающего (китообразного).

Теперь вам понятно, как на основе химии возникают чувства. Значит, понятно и то, как чувства и образы создаются химией психотропных препаратов, или как работу сознания удаётся корректировать при лечении психически больных.

Но как тогда ученые создавали чувства у животных с помощью электродов? Ведь широко известен эксперимент, в ходе которого ученые заставляли крыс и быков прятаться, нападать, проявлять дружелюбие и другие эмоции. Как это удалось?

Электрические разряды искусственно пропускали через элементы мозга, пробуждая их. Это и заставляло отделы мозга живого существа выполнять задаваемые задачи. Ученые искусственно включали их, как нужно.

Итак, система награждения укрепляет нейронные связи. Система наказания наоборот, препятствует закреплению навыка. Например, вы играли с дворнягой, она вас укусила, и вы больше не подходите к ней. Или вы читали книгу Стивена Хоккинга, вам понравилось, и в следующий раз в магазине вы будете отдавать прелпочтение книгам Хоккинга. У такого способа закрепления знаний бывают сбои, которые можно даже назвать негативными побочными эффектами. Эмоции могут влиять на рациональное восприятие. Например, представьте, что вам до безумия нравится верить в единорога. Вы узнали много доводов в пользу того, что его нет, и один малоубедительный - в пользу того, что он есть. Гормоны счастья закрепят именно это знание, и именно его вы запомните. Так ваша вера будет выдерживать любые аргументы.

Удовольствие еще называется системой поощрения мозга.

Как и система поощрения, система наказания может расстраивать работу мозга. Например, она может мешать воспринятию неприятной информации.

И тем не менее, для закрепления поведения необходимы гормоны награждения/наказания.

Как я уже говорила, сети нейронов находят общие закономерности/взаимосвязи. Это и есть кирпичики, из которых строится мышление.

Простой пример: мозг рыбы обнаружил, что каждый раз, после того, как стучали по стеклу аквариума, кидали корм, и теперь после стука по стеклу рыба будет сразу плыть к поверхности за кормом. Или можете вспомнить собаку Павлова.

Поведение может основываться на ассоциативных, рефлекторных связях, а так же более сложных - причинно-следственных. Не путайте эту классификацию связей с классификацией типов синапсов. Дендриты и аксоны - типы синапсов. Система награждения укрепляет использованные синапсы, чтобы закрепить правильное поведение. То есть закрепление взаимосвязей - уже надклеточный процесс, связанный с перестройками целых сетей нейронов.

Итак, взаимосвязи, как базовые элементы мышления, бывают разного типа. Как обычному человеку отличить, что он делает рефлекторно, а что - из-за понимания причинно-следственной связи? Во-первых, некоторые виды сложного поведения не воспроизводятся за счет одних рефлексов. Во-вторых, рефлекс или асоциация может сработать у вас, даже если последствия с точки зрения причинно-следственной связи вас не устраивают. Представьте, например, что вы привыкли бить локтем назад в ответ на касание к спине, ведь ваш знакомый давал вам сзади пендель. Но вот вы дома, и понимаете, что его рядом нет. Вдруг вас сзади задел папа, и вы зарядили по нему локтем. Вы знаете, что за конфликт с папой получите удар от системы наказания своего мозга, но ваш мозг всё равно выполнил выработанную рефлекторную программу действий. Рефлексы могут быть и врожденными, например, цепь рефлексов для создания плотины бобрами, или для выкапывания берлоги медведями. Рефлекторные связи помогают инстинктам регулировать поведение существа.

Для понимания последствий и причинно-следственной связи система поощрения должна заранее срабатывать, реагируя на смоделированную мозгом ситуацию, на спрогнозированные им последствия действий.

Например, мозг существа "покадрово" получает с глаз информацию о местоположении предмета. Он находит закономерность, что с каждым "кадром" предмет всё ближе, и моделируя, делает вывод, что далее этот предмет окажется еще ближе, пересечется с ним и причинит повреждения. Повреждения это боль. Не из страха не передать свои гены, но из страха боли, животное избегает приближающегося предмета. Система поощрения/наказания сработала заранее. Это самый базовый, элементарный пример прогнозирования, моделирования мозгом последствий. Такой примитивной формой рассудка, возможно, обладает даже муха.

Вот более сложный пример. Бездомная собака стоит на перекрестке. Она просчитывает, что траектория едущей машины может пересечься с ней. Собака заранее понимает, что если машина на нее наедет, будет больно, хотя не имела опыта попадания под машину. Собака видит, что когда у светофора горит зеленый свет, машин нет, а когда горит красный, машины есть. По природе работы мозга она улавливает и эту закономерность. Она никогда не выполняла данное действие, и рефлекторной связи "зеленый свет есть-иду через дорогу" у нее нет. Но она прогнозирует последствия и разумно использует полученные знания, когда целенаправленно стремится достигнуть какого-то места для каких-то своих дел. Такое поведение довольно распространено среди бездомных собак. Собака может научиться даже поворачивать ручку двери, сделав умозаключение о том, что это помогает открыть дверь, видя, как это делает человек. Она выполняет действие, ранее не совершая эти движения, не имея такого рефлекса. И использует эти знания тогда, когда открытие двери является разумным шагом к достижению ее цели, например, чтобы добраться до миски на кухне.

Выстраивание причинно-следственных связей на основе закономерностей есть логическое мышление. Оно осуществляется с участием передних отделов мозга, то есть самых сознательных. Особенно сложное проявление понимания причинно-следственной связи - это орудийная деятельность. Ведь для нее нужно и логическое мышление, и моделирование, то есть воображение, которое должно достигать куда более высокого уровня. Нужно абстрактное мышление и творческий подход к решению задач, способность придумать с нуля ряд действий, которые не заложены инстинктивно. Нужно умение планировать и представлять последствия своих действий достаточно точно и подробно, чтобы осуществлять прикладную деятельность.

Несмотря на то, насколько в использовании орудий труда приуспели приматы и китообразные, я для разнообразия приведу пример с медоедом, представителем куньих.

Когда ученые говорят о разуме млекопитающих, чаще всего приводят в пример орудийную деятельность шимпанзе. Да, их орудийная деятельность в природе и в экспериментах очень сложна, разнообразна и интересна. Но вы должны знать, что и орангутанги, гориллы и даже низшие обезьяны капуцины способны удивить. И мы очень зря забываем о гоминидах бонобо. Почему об их талантах так мало знают?

В эксперименте бонобо научили использовать планшет как орудие для общения. Чтобы понимать предложения, нужно не только зазубрить значения символов и правила постановки бессознательным грамматическим отделом мозга, но и понимать логические связи между словами в предложении, что требует логического мышления.

Животное выражает свои мысли, составляя предложения.

Впрочем, гораздо важнее донести до масс, что способностью к рассудочной деятельности высокого уровня обладают не только какие-то исключительные группы зверей, вроде приматов, китообразных и слонов.

В специальном эксперименте были проверены интеллектуальные способности кошкообазных, псообразных и других хищных млекопитающих. Он показал, кто еще обладает развитым интеллектом.

Собачники и кошачники, вы готовы болеть за своих кумиров? Перед животными ставили клетки с едой, закрытые на замок. Справлялись с тестом животные, которые, увидев строение замка, осознали принцип его работы и открыли замок (задвижку). Кто из животных прошли тест, собаки или кошки? Интригует?

Итак, ученые из группы Кэй Холькамп (Kay Holekamp) отобрали 140 животных, обитающих в неволе и представляющих 39 видов девяти семейств отряда хищных: кошачьих, псовых, мангустовых, гиеновых, пандовых, скунсовых, енотовых, медвежьих и виверровых.

А вот, наконец-то, результаты:

Победили: медвежьи (69 процентов удачных попыток), енотовые (54%) и куньи (47%). То есть собаки и кошки проиграли животным, об интеллекте которых большинство людей мало что слышало. А мангустовым не удалось открыть решетку вообще ни разу.

Итак, за все эти процессы у млекопитающих отвечает неокортекс (лат. новая кора - кора больших полушарий). А у птиц, как я уже говорила, стриатум ("полосатое тело"), структура, образованая из паледума. И из прошлых постов вы помните, что мозг птиц хоть и меньше, но плотнее, и что есть птицы, тоже способные сравниться по интеллекту с афалинами и шимпанзе.

У млекопитающих, в том числе человека, также есть стриатум, но он составляет гораздо меньшую долю от объемов их мозга, и несет не те функции, что у птиц.

У нас стриатум активно взаимодействует с лобной долей мозга, а так же играет большую роль в появлении чувства предвкушения. Он связан и с центрами удовольствия, так как заставляет систему награждения обдавать наш мозг удовольствием при пошаговом приближении к цели.

Зачем эволюция дала такую способность? Дело в том, что есть механизм лени, необходимый, чтобы мы экономили энергию. Но мозг должен как-то ее преодолевать, когда действительно нужно работать, и для этого он должен иметь мотивацию. Поэтому, когда достижение цели требует несколько шагов, нужно, чтобы даже первые шаги вели к выделению гормонов удовольствия. Это - приспособление мозга животных (в том числе человека) к труду.

Поэтому, когда в процессе эксперимента мышам травмировали стриатум, у них возникали проблемы с мотивационным поведением. У людей, больных психическими расстройствами, связанными с нарушением работы стриатума, тоже проявляются проблемы с мотивацинным поведением. Дело в том, что роль соответствующих частей мозга в мышлении одинакова у всех зверей, иными словами, млекопитающих. А мы ведь тоже звери, у нас всё работает по тем же принципам.

Поэтому, увы, люди используют других млекопитающих в тестах, связанных с собственной психиатрией.

Итак, мы разобрали, на чем основываются эмоции, логическое рассуждение и воображение у животных, в этот раз мы сильнее присматривалась к себе, млекопитающим. Далее мы перейдем к разбору механизмов более сложных процессов мышления:

жажде саморазвития, патриотизму, искусству, силе воли, этике и другим высоким качествам.

"Человек, я не приму от тебя банан, пока ты не дашь его и моему обделённому другу". Зачем эволюция дала животным жажду справедливости? Происхождение благородных способностей, которыми гордится личность, приспособления и способности, из-за которых сознательные зоны мозга сознательны...


Источник: vk.com

Комментарии: