Материалы

The investigation of the mechanism of choosing a vector of behavior on computer models

D.P. Matyushkin, S.A. Miroshnikov
St.-Petersburg State University
Mechanisms of adaptive behavior.
Abstracts of International symposium dedicated to Academician Ivan Pavlov's 150-anniversary.
Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Russia, December 7-9, 1999. P. 125.

The problem of the mechanism of choosing a vector of behavior by the man is important both for behavioral sciences and for implementation effective technical solutions in modern self-regulating systems. An effective method of researching and practical checking of various hypothesis in that area is their experimental analysis on computer models.

We investigated a model of the subject-processor (SP) - hypothetical integrator of information (arriving from the outside, from within of an organism and extracted from memory), and the mechanism of choosing a vector of behavior (Matyushkin D.P., 1991, 1997). The hypothesis of SP, which develops ideas of Penfield W. et al. (1958, 1964) assumes existence in the man's brain the special subcortical nervous network, which executes the mentioned above key control functions and plays a role of a substratum of subjective states of the man. Models of SP are realized in the software NPS (NeuroPsychological System), installed in Windows and permitting to observe work of a controlling neuronet simultaneously with activity of memory blocks and with operation of attractive and threatening objects from environment, with different levels of the appropriate need and uneasiness - with observation behavior of the picture of the subject's body at the computer monitor.

Experiments were carried out on models, in which SP included two, four or eight command neurons (CN) - competitors. Dominating CN determined a character of driving of "subject" (turns, progressive movements) in each situation. The detection of dominating CN was determined by weighing synaptic inputs on CN from analyzers and memory blocks (MB). It is assumed, that MB has the "past" experience of an evaluation of situations in an environment and in SP, that reveals different (positive/negative) answers of MB on demands-intentions of SP. The models were investigated: a) using single impulses as working packages and b) using series (patterns) of impulses. It is detected, that for both forms of signals the growth of number of CN in SP ensures the more and more adequate forms of behavior (fast transitions) in an environment including different variants of the arrangement of consumer goods, danger and obstacles.

At the following stages of work the extension of the set of stimuli and vectors of the behavior is planned by means of inclusion indifferent stimuli and investigation responses, and then - inclusion plastic synapses for simulation of shaping new conditional reflexes (Pavlov I.P.).

Изучение механизма выбора вектора поведения на компьютерных моделях

Д.П. Матюшкин, С.А. Мирошников
Санкт-Петербургский государственный университет

Проблема механизма выбора вектора поведения человеком является важной как для наук о человеке, так и для реализации оптимальных технических решений в современных самоуправляющихся системах. Эффективным методом исследования и практической проверки гипотез является их экспериментальный анализ на компьютерных моделях.

Нами исследована модель субъект-процессора (СП) - гипотетического интегратора информации (поступающей извне, изнутри организма и извлекаемой из памяти), механизма выбора вектора поведения (Матюшкин Д.П., 1991, 1997). Гипотеза СП, развивающая идеи Пенфильда В. и др. (1958, 1964) предполагает существование в мозге человека субкортикальной нервной сети, которая выполняет указанные выше ключевые функции управления поведением и играет роль субстрата субъективных состояний человека. Модели СП реализованы в программе NPS (NeuroPsychological System), устанавливаемой в среде Windows и позволяющей наблюдать работу управляющей нейросети в сочетании с активностью аппаратов памяти при действии привлекательных и угрожающих объектов, при разных уровнях соответствующей потребности и тревожности - с наблюдением поведения условного изображения субъекта на экране монитора.

Эксперименты проводились на моделях, в которых СП включал два, четыре или восемь командных нейронов (КН) - конкурентов. Доминирующий КН определял характер движения "субъекта" (повороты, поступательные движения) в каждой ситуации. Выявление доминирующего КН определялось взвешиванием текущих синаптических входов на КН от анализаторов и блоков памяти (БП). Принималось, что БП имеют "прошлый" опыт оценки ситуаций в среде и в СП, что выявляет разнозначные ответы БП на запросы-намерения СП. Исследовались модели: а) использующие одиночные импульсы в качестве рабочих посылок и б) использующие серии (паттерны) импульсов. Выявлено, что при обеих формах сигналов рост числа КН в СП обеспечивает все более адекватные формы поведения (быстрые перемещения) в среде, включающей разные варианты размещения предметов потребления, опасностей и препятствий.

На следующих этапах работы планируется расширение набора раздражителей и векторов поведения за счет включения индифферентных раздражителей и ориентировочно-исследовательских реакций, и далее - включение в модель пластических синапсов для моделирования формирования новых условных рефлексов (Павлов И.П.).