Материалы

Осцилляторная модель самоорганизации цикла осознания как синтеза сенсорной информации и опыта

С.А. Мирошников (Санкт-Петербург)

Современная психология: состояние и перспективы (тезисы докладов на юбилейной научной конференции
Института психологии РАН, 28-29 января 2002 года). Том 1. Издательство ИП РАН, Москва, 2002. С. 197-199.

Цель исследования - теоретическая и компьютерная модель фундаментальных механизмов переработки информации в сознании. Задача представленного экспериментального этапа - моделирование спонтанной самоорганизации цикла информационного синтеза сенсорной информации и опыта в едином сознательном образе. Теоретические основания исследования синтезируют известные "взаимоисключающие" подходы и дополняют их теорией осцилляторно-полевой организации механизмов сознательной деятельности. Базовые положения:
  • Синтез фундаментальных физических представлений. Классическая физика применима к анализу систем макромира, в т.ч. нейронально-рефлекторного уровня, основанного на импульсной передаче и переработке информации. Более высокий уровень организации основан на распространении и взаимодействии осцилляций поля и требует подходов классической и квантовой физики. Развитие системы в целом, в т.ч. её моделирование, требует синергетического подхода к анализу и организации взаимодействия элементов.
  • По вопросу о соотношении психики, тела и материи: содержание психики - информация, в неорганизованном виде - пассивное свойство или функция материи, но будучи психически организованным качественно новым (эмержентным) целым, она активно влияет на материю.
  • В противоречии детерминизма и свободы воли любой выбор ведет в логический тупик: психика признается либо автоматом, либо непредсказуемо неадекватной среде и опасной для жизнедеятельности организма. Но мы можем синтезировать эти подходы, относя их к взаимосвязанным уровням организации - соответственно макро- и микроуровню (квантовые явления с характерной спонтанной составляющей). Детерминация макрообъекта - это системное статистическое качество индетерминированного квантового субстрата. Поведение субъекта определяется взаимодействием спонтанных и детерминированных явлений разных уровней его организации.
  • По уровню организации - сквозной анализ психофизической системы на нескольких уровнях: от распространения и взаимодействия осцилляций единого поля на основе осцилляторов (связанных с работой нейронов и сетей) до системы понятий общей психологии.
  • По проблеме локализации: нейронально-рефлекторный уровень организма и психических явлений основан на локальном представлении информации в нервной системе. Уровень сознания основан на распределенном представлении информации в осцилляциях множества модулей и единого поля, при этом в реализации последнего участвует весь мозг (эквипотенциализм).
Предложенная теория объясняет известные данные нейрофизиологии и психологии (в т.ч. законы деятельности сознания). Но без экспериментального подтверждения она остается лишь гипотезой среди множества подобных. Основной метод экспериментального исследования, который мы используем для обоснования и развития теории осцилляторно-полевой переработки информации в сознании, является параллельный эксперимент с единым набором стимулов для испытуемых двух типов - моделей и людей (программное обеспечение реализует как модели, так и единую экспериментальную стимуляцию для модели и человека).

Относительно искусственных нейросетей новый подход к моделированию можно определить следующим образом:

Основные отличия:
  • Единица структуры - не нейрон, а автоколебательный модуль, взаимодействующий с единым полем.
  • Отсутствие импульсов (информацию несут осцилляции модулей и поля).
  • Отсутствие структурных связей для передачи импульсации. Связи между осцилляторами - только динамические, спонтанно возникающие через взаимодействие с полем.
  • Единство локального, распределенного (на осцилляторах) и эквипотенциального (на осцилляциях единого "поля") представления информации.
Основные аналогии:
  • Целостность системы (но более значительная и в то же время структурно и энергетически более экономичная, чем у нейросети).
  • Сходные свойства осциллятора и порогового нейрона, в частности, пороговая функция, определяющая переход из режима "приема" в режим активного "излучения" осцилляций и информации в единое поле.
Проведенные на первом этапе эксперименты показали, что описанная организация системы, несмотря на вариации в стимулах, обеспечивает:
  • устойчивую самоорганизацию цикла осознания на основе "повторного входа" сенсорной информации (после взаимодействия с информацией памяти) в места первоначальной проекции, что соответствует известным экспериментальным данным нейрофизиологии, а также - психологическим теориям осознания как синтеза сенсорной информации и субъективного опыта;
  • устойчивую и экономичную (на нескольких элементах) реализацию ряда базовых психологических закономерностей деятельности сознания (отнесение воспринимаемого объекта к известному классу; различия в скорости, точности и устойчивости осознания стимулов, в разной степени близких к эталону, константность восприятия изменяющегося и/или движущегося объекта).
Для следующих этапов исследования мы разрабатываем комплексные стимульные наборы, нацеленные на анализ более сложных закономерностей деятельности сознания при восприятии объектов.