Аркадий Воловник - Знакомьтесь, информационные технологии

Существует несколько типов кратковременной памяти. Рассмотрим сначала входную память (ВП), которая является буфером (временным хранилищем информации) между органом чувств и запоминающей средой. Все типы кратковременной памяти могут базироваться на использовании короткоживущих пептидов – молекулярных соединений, время жизни которых составляет буквально несколько секунд. Будем называть каждое из этих молекулярных соединений «белком кратковременного хранения информации» (БКХИ). Естественно, БКХИ вращается с той же скоростью, что и молекулы запоминающей среды, и также облучается ультразвуковыми колебаниями.

Для ВП такая организация работы требуется, чтобы реализовать последовательную трансляцию через нее всей информации, воспринимаемой органом чувств. Задержка на ВП может привести к информационному отсечению нейронной сети от органов чувств. Поэтому необходим элемент, в который будет последовательно заноситься очередная порция информации. Время синтеза и разрушения БКХИ и определяет тот поток информации, который может восприниматься ЦНС. Информационный объем БКХИ меньше объема БХИ, что следует из восприятия образа в виде нескольких элементов. Так, при рассматривании картины человек последовательно фиксирует взгляд на нескольких точках этой картины. Восстановление образа происходит целиком, т. е. человек вспоминает картину целиком, что указывает на хранение в ДП целостного образа.

Функция буфера для ВП заключается также в преобразовании формы представления информации из выходной (для органа чувств) в ультразвуковую (для передачи между нейронами). Так, при обработке зрительного образа БКХИ синтезируется под воздействием бинарных импульсных электрических сигналов, пришедших по зрительному нерву к входной памяти. Затем БКХИ облучается ультразвуковыми колебаниями, которые после модуляции выводятся из нейрона в тракт передачи информации и передаются в нейроны запоминающей среды.

Знания

Вместе с информацией от органов чувств (с образом объекта) в ВП поступает сообщение, выработанное сознанием и квалифицирующее воспринимаемый объект. Это сообщение также записывается на БКХИ. В результате в ВП формируются образная информация и квалифицирующее ее сообщение (набор признаков). Будем называть эти сообщения тегами. Теги позволяют перейти от данных к знаниям. Под знаниями будем понимать особый вид информации, представляющий собой симбиоз образов и тегов, а также алгоритмов и правил работы с данными [139] .

Назовем ассоциированными нейронами множество нейронов, имеющих двухстороннюю (диадную) информационную связь с данным нейроном. При этом исходный нейрон является «источником» управляющего сигнала, единого для всей ассоциации. На рис. П5 показана структура информационных связей нейронов. Цифрами обозначены:

1. Нейрон.

2. Синаптический переход, не используемый в данном «сеансе связи».

3. Ассоциированные нейроны.

4. Нейрон – следующее «звено» цепочки ассоциаций.

В связанных между собой нейронах можно выделить два вида информационных связей: прямые , обеспечивающие возбуждение и торможение ассоциированных нейронов при изменении состояния данного нейрона, а также обратные связи , сообщающие данному нейрону реакцию его ассоциированных нейронов на попытку их активации.

Возбуждение (активация) нейронов предположительно проходит в две фазы. Первая фаза (первичная активация всех ассоциированных нейронов) начинается с появления сигнала в аксоне данной клетки. Реакция на первую фазу возбуждения – обратная связь от всех ассоциированных нейронов. После чего в данном нейроне проводится анализ информации, пришедшей в виде сигналов по обратным связям от всех ассоциированных нейронов, находящихся в первой фазе возбуждения.

Вторая фаза активации заключается в переходе нейрона в устойчивое возбужденное состояние. Эта фаза возможна только после первой фазы. Однако не все нейроны переходят из первой фазы активации во вторую.

Формирование магистрали (тракта) передачи информации из ВП в запоминающую среду начинается одновременно с синтезом БКХИ. Магистраль представляет собой неразрывную цепочку связанных между собой нейронов. Формирование реализуется следующим образом: на последнем звене цепочки происходит активация ассоциированных нейронов, в которые из данного нейрона поступает заданный (установочный) признак. Те из нейронов, в которых записаны теги, совпадающие с заданным признаком, остаются активированными, т. е. переходят во вторую фазу активации, и цепочка «увеличивается» еще на одно звено: происходит ассоциативное движение к приемнику информации. По-видимому, теги могут изменяться под действием сознания. При этом возможны новые ассоциации, новые пути движения информации и, следовательно, новые нетрадиционные суждения.