Основы интеллекта человека. Часть 1: компоненты памяти и веры

9 Апр в 19:38

В этой статье я расскажу о своей модели человеческого интеллекта. Модель связывает нейробиологию с психологией и объясняет большую часть человеческого поведения. Будут рассмотрены формирование памяти, формирование убеждений и их использование, инстинкты, зависимости, фобии, влюбленность, сексуальная ориентация, механизм эмпатии, депрессивные состояния, расстройства аутистического спектра и прочие когнитивные явления.

Критериями качества модели можно считать удобство и функциональное соответствие физиологическим явлениям. Почему модель качественная:

имеет высокую связность элементов;
подтверждается сотнями примеров (будут приведены в статье);
имеет много точек опоры на нейробиологию;
подтверждается используемыми в психологии методиками;
может быть проверена психологическими экспериментами;
сочетается с теорией эволюции.

В первой части будут рассмотрены основы функционирования памяти, базовые типы элементов памяти и некоторые типы убеждений.

Память

Память можно представить в виде ориентированного графа, разделенного на несколько слоев: сенсорный, базовый, языковой и моторный (рис. 1). Ориентированность означает наличие у связей направления.

Сенсорный слой разделен на части, каждая из которых соответствует одному сенсорному органу: зрительная — глазам, слуховая — ушам, обонятельная — носу, тактильная — коже, вкусовая — языку. Когда люди видят материальный объект или слышат слово, то информация от сенсорного органа передается на соответствующую часть сенсорного слоя для распознавания.

Базовый слой хранит знания, навыки и информацию о событиях. В базовом слое каждый узел графа соответствует одному элементу памяти: объекту, субъекту, действию, явлению или событию. При этом соответствующий смысл задается связями с другими узлами графа, в том числе находящимися в других слоях.

Если элемент базового слоя соответствует материальной сущности (объекту или субъекту), то в сенсорном слое ему, как правило, соответствует группа узлов, которые нужны для его распознавания. Такую группу я называю сенсорным свойством элемента памяти. Элемент может соответствовать материальной сущности, но не иметь зрительного сенсорного свойства если человек еще не видел эту сущность. Связи направлены от сенсорных свойств к элементам базового слоя.

Слуховые сенсорные свойства чаще всего соответствуют распознаваемым словам, но большинство элементов базового слоя не имеют соответствующих им слов. Также в языке может быть слово, но человек еще не знает его, и поэтому у элемента нет слухового свойства. Слуховое свойство может соответствовать звукам, которые издает сущность, или звукам, которыми сопровождается действие или явление.

Одному элементу памяти может соответствовать больше одного сенсорного свойства. При этом свойства могут быть одного или разных типов. Примеры распознаваемой сенсорной информации для одного элемента базового слоя.

визуальный образ, название предмета и его тактильные характеристики.
визуальный образ, имя и голос человека.
звук действия и его название.

Моторный слой содержит группы узлов, необходимые для исполнения алгоритмов действий. Если элемент базового слоя соответствует исполняемому действию, то он может иметь связь с группой узлов в моторном слое. В таком случае эта группа является моторным свойством. Связи направлены от элементов базового слоя к моторным свойствам. Моторный слой имеет исходящие связи с мышцами, что позволяет ему инициировать выполнение действий.

Языковой слой содержит узлы, соответствующие словам или звукам, которые можно произнести. Элементы базового слоя могут иметь связи с такими узлами. Если узел связан с элементом базового слоя, то его можно считать языковым свойством. Связи направлены от элементов базового слоя к языковым свойствам.

Один элемент может обладать несколькими языковыми свойствами. Это означает что одно понятие может иметь несколько терминов или одна материальная сущность может иметь несколько названий или имен. Одно языковое свойство может принадлежать нескольким элементам базового слоя. Это означает что одному термину может соответствовать несколько понятий или одному названию или имени может соответствовать несколько материальных сущностей. При этом языковым свойством может быть не только слово, но и произносимый звук или группа слов.

Языковой слой имеет исходящие связи с моторным слоем, который имеет связи в том числе с мышцами речевого аппарата, что позволяет инициировать произнесение речи.

Элементы базового слоя по умолчанию находятся в нейтральном состоянии, но могут перейти в активное состояние при воздействии на них. Активный элемент воздействует на следующий в цепочке элемент и может перевести его в активное состояние. Такое воздействие можно назвать передачей или перемещением активности. Переход одного элемента из нейтрального состояния в активное можно назвать активацией элемента.

Элемент базового слоя может быть активирован сенсорным свойством. Это происходит в случае успешного распознавания сенсорной информации. Дальше активность перемещается по базовому слою по направлениям связей и может дойти до моторного или языкового свойств. Передача активности от элемента базового слоя к моторному свойству может инициировать выполнение действия. Передача активности от элемента базового слоя к языковому свойству может инициировать их участие в речи.

В процессе распознавания материального объекта происходит одновременно и распознавание его наблюдаемых составных частей, качеств и свойств. Вместе с тем объект может издавать звуки и запахи, носитель памяти может к нему прикоснуться. В результате множественного распознавания потока сенсорной информации и дальнейшего перемещения активности, большое количество элементов базового слоя могут одновременно находиться в активном состоянии.

Базовый слой памяти занимает центральное место в рассматриваемой модели интеллекта. Любую активность в базовом слое можно назвать мышлением. Перемещение активности по базовому слою определяет мотивацию исполнения действий и произнесения речи.

Каждый элемент базового слоя имеет свой тип, рассмотрим их поочередно.

Нейробиология. Как память реализована в мозге? (кликните чтобы открыть)

Элемент памяти (узел графа) — это один нейрон. Из википедии:

Нейро́н или нервная клетка (от др.‑греч. νεῦρον «волокно; нерв») — узкоспециализированная клетка, структурно‑функциональная единица нервной системы. Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая предназначена для приёма извне, обработки, хранения, передачи и вывода вовне информации с помощью электрических и химических сигналов..

Типичный нейрон состоит из тела клетки, дендритов и одного аксона. Нейроны могут соединяться один с другим, формируя нервные сети. По отношению к границе нервной системы и направлению передачи информации нейроны разделяют на рецепторные (граничные, получают сигналы извне, формируют на их основании и передают информацию в нервную систему), эффекторные (граничные, передают сигналы из нервной системы во внешние клетки) и вставочные (внутренние для нервной системы).

Сложность и многообразие функций нервной системы определяется взаимодействием между нейронами, а также между нейронами и мышцами и железами. Это взаимодействие обеспечивается набором различных сигналов, передаваемых с помощью ионов. Ионы генерируют электрический заряд (потенциал действия), который движется по телу нейрона.

Активация одного элемента это переход одного нейрона в возбужденное состояние. Активное состояние элемента — это возбужденное состояние одного нейрона. Перемещение или передача активности — это передача возбуждения от одного нейрона к другому.

Как правило, у одного нейрона имеется множество дендритов и один аксон, и возбуждение передается от аксона одного нейрона к дендриту следующего в цепочке нейрона. Но при этом аксоны могут разветвляться, что в модели интеллекта эквивалентно множеству выходов одного элемента памяти.

В мозге память расположена преимущественно в коре больших полушарий (рис. 3). Кора делится на шесть долей: лобную, теменную, височную, затылочную, а также две скрытые зоны — островковую и лимбическую.

За распознавание информации, пришедшей от сенсорных органов, отвечают сенсорные зоны:

зрительная зона — затылочная доля коры больших полушарий;
слуховая зона — височная доля коры больших полушарий;
зона тактильных ощущений — соматосенсорная кора в теменной доле коры больших полушарий;
зона вкусовых ощущений — островковая кора;
зона обонятельных ощущений — гиппокамп и височная доля коры больших полушарий.

Раздельные сенсорные свойства для каждого элемента памяти в модели — это большое упрощение. На самом деле каждая сенсорная зона — это единая система, в которой распознавание происходит послойно: от простых элементов к сложным. В случае со зрительной зоной сперва распознаются линии, потом сочетание линий, потом силуэты, потом общие образы (человек, животное, предмет), потом конкретные объекты и субъекты. Слуховая зона сперва распознает простые звуки, потом слоги, потом слова, потом фразы и другие часто используемые языковые конструкции. Такой подход позволяет экономить ресурсы в процессе распознавания.

Выходы из сенсорных зон направлены к ассоциативным зонам в префронтальной части лобной доли (рис. 4). Из википедии:

Префронта́льная кора (лат. cortex praefrontalis) — отдел коры больших полушарий головного мозга, представляющий собой переднюю часть лобных долей и включающий в себя 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 32, 44, 45, 46 и 47 поля по Бродману [1].

Базовый слой памяти в модели — это ассоциативные зоны. Большая часть модели интеллекта описывает структуры и процессы этого участка мозга.

Выходы ассоциативной зоны направлены к моторным зонам коры больших полушарии. Из википедии:

Моторная кора, также известная как двигательная кора (англ. Motor cortex) — области коры больших полушарий, отвечающих за планирование, контроль и выполнение произвольных движений.

Традиционно моторной корой считается область в лобной доле, расположенная в задней части прецентральной извилины непосредственно перед центральной бороздой.

Моторная кора состоит из трёх областей.

1. Первичная моторная кора (англ. Primary motor cortex) соответствует полю 4 по Бродману, располагается кпереди от центральной борозды в передней части околоцентральной дольки [en]. Главный корковый центр произвольных движений. Получает афферентную информацию от мозжечка (через таламус), от премоторной коры и дополнительной моторной области, сенсорных областей коры. Собственно произвольное движение происходит, когда потенциал действия от нейронов первичной моторной коры по аксонам нисходящих путей достигает сегментов спинного мозга и α‑мотонейроны передних рогов вызовут движения. То же самое происходит и при стимуляции первичной моторной коры электродом во время нейрохирургической операции[1].

2. Премоторная кора (англ. Premotor cortex) соответствует латеральной части поля 6 по Бродману, располагается кпереди (латеральнее) от прецентральной борозды в задней части трёх горизонтальных лобных извилин (верхней, средней и нижней)[1]. Отвечает за некоторые элементы моторного контроля, включая планирование точных серий сокращений мышц, регуляцию положения тела в пространстве (осанки) и т. д. Премоторная кора располагается перед первичной моторной корой.

3. Дополнительная моторная область (англ. Supplementary motor area, SMA) соответствует медиальной части поля 6 по Бродману, располагается на медиальной поверхности полушарий. Отвечает за планирование движений, координацию двух частей тела. Стимуляция данной области приводит к одновременному сжиманию кистей обеих рук, что, вероятно, является рудиментарной функцией кистей, необходимой для лазания[1].

Другие области.

Задняя теменная кора иногда также относится к числу областей, отвечающих за моторную активность, хотя это ассоциативная, а не двигательная кора. В данной области аккумулируется информация от разных сенсорных систем, после чего она преобразуется в двигательные команды. Задняя теменная кора задействована в некоторых механизмах планирования движений, в дополнение к многим другим функциям, которые не связаны с моторным контролем.

Первичная соматосенсорная кора, особенно зона 3a, расположенная в постцентральной извилине, иногда считается функциональной частью нейросети двигательного контроля.

Другие области мозга, расположенные вне коры больших полушарий, также оказывают большое влияние на двигательные функции. К ним относятся мозжечок, базальные ганглии, педункулопонтийное тегментальное ядро [en] и красное ядро, а также некоторые другие субкортикальные моторные ядра.

Связанность этих трех зон (сенсорная → ассоциативная → моторная) формирует основной путь, по которому распространяется возбуждение нейронов. Во время прохождения возбуждения через ассоциативные зоны выполняется анализ памяти, результатом которого становится передача возбуждения к моторной зоне.

При этом ассоциативные зоны имеют и другие входы и выходы. Например, лимбическая система, которая отвечает за часть инстинктов, обширными сетями переплетена с ассоциативными зонами.

Также ассоциативные зоны имеют связи с моторным центром речи (центр Брока), который находится в нижней части левой лобной доли (рис. 6). Центр Брока является частью памяти и содержит языковые модели, которые формируют нашу речь. Эту часть памяти я называю языковым слоем.

Тип «сущность»

Чтобы отличать элементы памяти от понятий, которым они соответствуют, я буду использовать кавычки для обозначения элементов. Также будут обозначены и типы элементов. Если в кавычках не указано идет ли речь о конкретной сущности или о понятии, значит имелась ввиду конкретная сущность.

Элементы типа «сущность» соответствуют объектам, субъектам, их множествам, их свойствам и статичным абстрактным понятиям. Все эти элементы хранятся одинаково, но по‑разному создаются и используются. Хранимый смысл определяется их внешними связями. Примеры:

материальные объекты и их понятия: определенный банан или понятие банан, определенный дом или понятие дом;
свойства: высокий, красный, дорогой, дешевый, сильный, хрупкий и т. д.;
субъекты и их понятия: конкретный человек, люди, социальная группа, роль, должность, компания, страна, общество, животные, биологический вид, особь.

Связи между «сущностями» однонаправленные. Связка из двух «сущностей» может хранить различные смыслы, которые зависят от смыслов её элементов. Варианты для связки «сущность» С1 → «сущность» С2 (рис. 7).

С2 имеет свойство С1. Примеры.
- объект обладает свойством.
  - «зеленая» → «трава»;
  - «спортивная» → «куртка»;
  - «тяжелый» → «шкаф»;
- субъект обладает свойством.
  - «большой» → «слон»;
  - «маленькая» → «планета»;
  - «островное» → «государство»;
  - «высокий», «взрослый», «пожилой», «уверенный», «общительный» → «человек»;
С2 обладает С1. Примеры.
- субъект обладает объектом:
  - «вещь», «машина», «дом» → «человек»;
  - «глаза», «прическа» → «человек»;
  - «социальный статус», «должность», «опыт», «навык» → «человек»;
- субъект обладает субъектом.
  - «компания», «собака» → «человек»;
  - «супруг», «партнер», «раб» → «человек»;
С1 является С2. Примеры:
- «предмет» → «инструмент»;
- «вещество» → «яд»;
- «человек» → «ребенок», «родитель», «мужчина», «плотник», «ученый», «начальник», «коммунист»;
С2 принадлежит множеству С1. Примеры:
- конкретная сущность принадлежит множеству‑понятию этой сущности.
  - «яблоко (как понятие)» → «конкретное яблоко»;
  - «люди» → «конкретный человек»;
- человек является частью группы.
  - «музыкальный коллектив» → «человек»;
  - «учебный класс» → «ученик»;
  - «женщины» → «конкретная женщина»;
  - «отдел компании» → «сотрудник»;
  - «профессия» → «человек»;
- «куча» → «предмет»;
- «биологический род» → «биологический вид».

Словам, означающим гендеры, национальности, профессии или род деятельности, обычно соответствует два элемента памяти типа «сущность». Множествам соответствуют слова в множественном числе, а ролям соответствуют слова в единственном числе. Примеры:

«Мужчины», «женщины» — множества. «Мужчина», «женщина» — роли.
«Ученые», «инженеры» — множества. «Ученый», «инженер» — роли.
«Студенты», «ученики» — множества. «Студент», «ученик» — роли.
«Родители» — множество. «Родитель» — роль.

Элемент памяти, соответствующий одному человеку, зачастую имеет сочетание из таких элементов на входе и выходе. Получаются связки: «множество» → «конкретный человек» → «роль».

Каждая «сущность» может иметь тысячи связей с другими элементами памяти. В зависимости от направления, связи можно разделить на входящие и исходящие. В процессе мышления по этим связям перемещается активность.

Нейробиология. Чем в мозге являются «сущности»?

Это возбуждающие нейроны, расположенные в префронтальной коре лобной доли мозга. Возбуждающими называют нейроны, которые передают возбуждение другим нейронам.

Когнитивные установки

У каждого элемента в базовом слое памяти есть набор значений, которые определяют убеждения, связанные с этим элементом. Среди них есть одно основное значение, которое я назвал когнитивной установкой 1-го типа (далее КУ1), и много значений, соответствующих каждому входу — когнитивные установки 2-го типа (далее КУ2) (рис. 8).

КУ1

Каждый элемент обладает одной КУ1. Значение КУ1 вычисляется при каждой активации элемента.

КУ1 «сущности» по смыслу близко к таким понятиям как значимость, важность, ценность и авторитет. Под этими понятиями обычно подразумевают наиболее частое или среднее значение КУ1 за период времени в памяти одного человека или группы людей. Примеры.

когнитивная ценность вещей, денег, еды, любого объекта собственности;
важность свободы, силы, власти, привлекательности, опыта, навыка, возраста;
значимость или авторитет конкретного человека, должности, социальной группы, людей в целом, страны, компании.

Для вычисления КУ1 одного элемента памяти используются КУ1 активных элементов на входах. Если в момент активации второго в цепочке элемента, первый не был активен, то он не оказывает влияния на КУ1 второго элемента. Таким образом КУ1 одного элемента в определенный момент времени зависит от наличия входящих связей у этого элемента и от того, прошла ли активность по этим связям.

Если вычисленный КУ1 имеет слишком малое значение, то активность не передается дальше. Поэтому активность затухает при перемещении по базовому слою.

КУ1 «сущности» оказывает прямое влияние на:

значения КУ1 элементов на выходе (следующие в цепочках);
силу предвкушения возможного получения «сущности»;
силу сожаления от невозможности получить «сущность»;
силу радости от получения «сущности»;
силу страха возможной потери «сущности»;
силу радости от сохранения «сущности»;
силу разочарования от произошедшей потери «сущности»;
силу гордости от обладания этой «сущностью» при отсутствии её у других;
силу стыда за отсутствие этой «сущности» при наличии её у других;
силу зависти от наличия этой «сущности» у других при отсутствии у себя;
влечение к этой «сущности».

Если «сущность» соответствует субъекту, то его КУ1 оказывает прямое влияние на:

степень лояльности к его действиям;
степень эмоционального влияния с его стороны;
силу трансляции идей с его стороны.

Рисунок 9. Передача КУ1 по цепочке из двух «сущностей»

В связке из двух «сущностей» (рис. 9), первая, значением своей КУ1, повышает значение КУ1 второй «сущности» в момент прохождения активности по связи между ними. Чем выше значимость первой «сущности», тем выше будет значимость второй «сущности». По этой причине любой входящий элемент воспринимается как «свойство», а второй в цепочке элемент воспринимается как «носитель» этого свойства. Все «свойства» по умолчанию повышают значение КУ1 своего «носителя». В цепочке из трех «сущностей» значение КУ1 первого элемента может повысить КУ1 не только второго, но и третьего элемента. Негативность «свойства» реализуется отдельной конструкцией, которая будет рассмотрена в следующих частях статьи.

Примеры повышения КУ1 при помощи «свойства»:

Значимое свойство объекта повышает его когнитивную ценность. Свойства «прочный», «красивый», «эксклюзивный» или «редкий», являясь значимыми, повышают КУ1 «объекта», которому принадлежат.
Значимое свойство субъекта повышает его когнитивную значимость (авторитет). Свойства «умный», «богатый», «образованный», «опытный», «красивый», «высокий» как правило являются значимыми и повышают значимость их обладателей.
Обладание ценным объектом (материальным или абстрактным) повышает значимость обладателя.
- Редкая вещь, дорогой автомобиль или дом повышают значимость человека, которому они принадлежат.
- Наличие награды за достижение повышает авторитет ученого, спортсмена или актера.
- Обладание должностью или социальным статусом может повышать значимость человека, но только если эта сущность не воспринимается как роль.
- Знания, навыки и умения повышают значимость субъекта при условии, что они являются важными для носителя памяти.
Когнитивное обладание значимым человеком повышает значимость обладателя.
- В женском коллективе мужья обычно воспринимаются как свойство женщины. Если в этом коллективе муж одной из женщин обладает высокой значимостью, то она передается его жене.
- В коллективе детей родители воспринимаются как свойство ребенка. В таком случае если родитель обладает высокой значимостью, например из‑за своих свойств, то это может повышать значимость ребенка.
В связке «человек» → «роль» значимость роли может быть повышена значимостью человека.
Принадлежность к значимому множеству повышает значимость его участника.
- Принадлежность продукта к элитным сортам. Предмет из уникальной коллекции.
- Принадлежность человека к значимой социальной группе может повышать его значимость. Богатые люди, элита, уважаемый социальный класс, лауреаты премии, победители, участники элитного клуба, элитные войска и т. д.

Необходимо помнить, что КУ1 повышается не только из‑за наличия свойства. Также необходима активация свойства и его носителя примерно в одно время. Свойство может быть наблюдаемо или активировано другими элементами, находящимися в общем контексте. Значимость часто является предметом манипуляций, в которых человеку напоминают о наличии свойств у чего‑то или у кого‑то или демонстрируют эти свойства.

Примеры активации «свойства» через распознавание:

Продавец, чтобы обосновать ценность товара, перечисляет важные свойства товара. Добавление в память покупателя новых «свойств» у «товара» или их активация увеличивают вероятность того, что в момент принятия решения о покупке активность пройдет по этим «свойствам» и увеличит когнитивную ценность товара. Таким образом повышается вероятность покупки.
Если использование вещи не предполагает её демонстрации, то при её выборе люди предпочитают функциональность, удобство и дешевизну. Но если вещь демонстрируется, то приоритетом часто становятся свойства, которые могут повысить когнитивную ценность вещи и тем самым повысить авторитет обладателя. Это могут быть общеизвестная дороговизна бренда или используемых материалов, сложность изготовления. Примеры демонстрируемых вещей: ручные часы, одежда и её аксессуары, смартфон, автомобиль. Многие украшения не несут никакой функциональности, но их демонстрация может повысить авторитет носителя.
Для повышения значимости статусного лица, вместе с произношением имени часто называют его статус.
Человек на свидании или в резюме перечисляет свои положительные качества чтобы повысить свою значимость. Но явное восхваление себя может быть воспринято как ложь или хвастовство и не будет сохранено в памяти собеседника как «свойство».

Рисунок 10. Передача значения КУ1 через циркуляцию активности

В примерах выше и «носитель», и «свойство» активируются в результате распознавания информации. Но в некоторых случаях достаточно распознавания одного элемента, а второй активируется в результате циркуляции активности по базовому слою (рис. 10).

Чаще всего третьим элементом, активирующим «свойство», является «событие», которое соответствует получению этого свойства носителем. Соответственно «носителем» обычно является «субъект», который что‑то получил. Распознавание «носителя» активирует его, дальше активность передается по цепочке «носитель» → «событие» → «свойство». В процессе передачи активности от «свойства» к «носителю» также происходит передача значимости (КУ1). Наличие в памяти такой конструкции приводит к тому, что «свойство» автоматически повышает значимость «носителя» при любой активации «носителя». События будут рассмотрены в следующей части.

Примеры передачи значимости через циркуляцию:

Носитель памяти увидел человека и вспомнил как тот заработал деньги или купил дом или открыл компанию или стал победителем в лотерее или нашел клад и т. д. Значимость человека автоматически повысилась без демонстрации свойства.
Услышав название спортивной команды, человек вспомнил что она победила в чемпионате и стала обладателем кубка. Значимость кубка повышает значимость команды.
Зачастую напоминанием о статусе человека являются символические предметы или элементы одежды: корона, скипетр, медаль, значок, лента, перстень и пр. Активация «символа» через распознавание, приводит к распространению активности через общие «события» на значимое «свойство». Поэтому вступление в должность или присоединение к социальной группе или получение титула зачастую сопровождаются получением символов.

Все перечисленные примеры описывают КУ1 «сущностей», но есть и другие типы элементов и все они обладают КУ1. У всех типов элементов значение КУ1 передается и вычисляется одинаково, но имеет разные смыслы. По мере рассмотрения других типов, далее будут рассмотрены и другие смыслы КУ1.

КУ2

Входы элементов обладают КУ2. Значение КУ2 — это хранимое значение. Оно определяет полноту передачи КУ1 через этот вход и находится в диапазоне от 0% до 100%. Если значение КУ2 меньше 100%, то, при передаче КУ1, влияние соответствующего этому входу предыдущего элемента будет ограничено.

КУ2 «сущности» обычно называют верой. Варианты для связки «сущность» С1 → «сущность» С2.

вера в то, что С2 обладает С1;
вера в то, что С1 является С2;
вера в то, что С2 принадлежит множеству С1.

Можно представить, что КУ1 и КУ2 это два значения в диапазоне от 0 до 1. В момент передачи активности от одного элемента к другому, КУ1 и КУ2 перемножаются и получившийся результат используется для вычисления следующего КУ1.

Предположим, носитель памяти верит в то, что объект обладает свойством, но верит не на 100%, а на 60% (КУ2 = 0.6). Предположим, значимость этого свойства была вычислена равной 40% от максимально возможной (КУ1 = 0.4). Итого: 0.4*0.6 = 0.24. Таким образом значимость свойства сделала свой вклад в значимость объекта, но в меньшей степени, чем если бы вера была 100%. Это упрощенный пример, физиологическая реализация работает очень неточно и подвержена влиянию множества факторов.

Рисунок 11. Суммирование двух КУ1. С1 и С2 — «свойства», С3 — их «носитель»

Если активность пришла на один элемент памяти почти одновременно с двух входов (рис. 11), то влияние входящих КУ1 суммируется с учетом КУ2 на каждом входе. В мозге операция сложения происходит не так точно, как в математике, а примерно. Можно считать, что суммирование работает в среднем, но не гарантировано для отдельного случая.

Активности одного элемента памяти, как правило, недостаточно для активации следующего элемента в цепочке. Поэтому активация элемента обычно происходит в результате одновременного воздействия нескольких входящих элементов.

Таким образом на среднее значение КУ1 элемента памяти за период времени положительно влияют:

количество «свойств»;
частота активации «свойств»;
значения КУ1 «свойств»;
значения КУ2 на входах элемента.

Формирование значений КУ2 будет рассмотрено в следующих частях.

Нейробиология. Чем в мозге являются КУ1 и КУ2?

Кратко:

Значение КУ1 — это время нахождения нейромедиатора в синаптической щели.

Значение КУ2 — это пропускная способность всех синапсов, связывающих два нейрона.

Подробнее:

В основе работы мозга лежит передача нервного импульса от одного нейрона к другому.

Нейроны обладают внешней оболочкой — мембраной, с обеих сторон которой находятся ионы. Разницу в электрическом потенциале, возникающую между зарядами внутренней и внешней стороны мембраны называют мембранный потенциал. Каждый участок мембраны обладает собственным потенциалом. Уменьшение потенциала называют деполяризацией мембраны. Когда мембрана нейрона под внешним воздействием деполяризуется в достаточной степени, то у основания аксона образуется потенциал действия. Из википедии:

Потенциа́л де́йствия («спайк») — волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в виде кратковременного изменения мембранного потенциала на небольшом участке возбудимой клетки (нейрона или кардиомиоцита), в результате которого наружная поверхность этого участка становится отрицательно заряженной по отношению к внутренней поверхности мембраны, в то время, как в покое она заряжена положительно. Потенциал действия является физиологической основой нервного импульса.

Рисунок 15. Схема процесса передачи нервного сигнала в химическом синапсе — Рисунок 13. Распространение волны возбуждения по аксону

Рисунок 14. Распространение волны возбуждения по аксону

Нервный импульс передается между нейронами через соединение, которое называют синапс (рис. 15). Наиболее распространенным является аксо‑дендритическое соединение, в котором аксон одного нейрона связан с дендритом другого нейрона.

Когда волна потенциала действия (спайк) доходит до окончания аксона, то происходит открытие каналов пресинаптической мембраны и выделение нейромедиатора в синаптическую щель. На постсинаптической мембране следующего нейрона расположены рецепторы, которые реагируют на нейромедиаторы. Из википедии:

Поступление электрического импульса к пресинаптической мембране включает процесс синаптической передачи, первым этапом которой является вхождение ионов Са2+ в пресинапс сквозь мембрану через специализированные кальциевые каналы, локализованные у синаптической щели. Ионы Са2+, с помощью неизвестного пока полностью механизма, активируют везикулы, скученные у своих мест присоединения, и те высвобождают медиатор в синаптическую щель. Вошедшие в нейрон ионы Са2+, после активации ими везикул с медиатором, деактивируются за время порядка нескольких микросекунд, благодаря депонированию в митохондриях и везикулах пресинапса.

Молекулы медиатора, высвобождаемые из пресинапса, связываются с рецепторами на постсинаптической мембране, в результате чего в рецепторных макромолекулах открываются ионные каналы (в случае канальных рецепторов, что является наиболее распространенным их типом; при работе рецепторов других типов механизм передачи сигнала отличается). Ионы, которые начинают поступать внутрь постсинаптической клетки через открытые каналы, изменяют заряд её мембраны, что является частичной поляризацией (в случае тормозного синапса) или деполяризацией (в случае возбуждающего синапса) этой мембраны и, как следствие, приводит к торможению или провоцированию генерации постсинаптической клеткой потенциала действия.

Рисунок 16. A. Схематичное изображение идеализированного потенциала действия. B. Реальный потенциал действия пирамидного нейрона гиппокампа крысы. Форма реального потенциала действия обычно отличается от идеализированной.

Чтобы нейрон мог перейти в активное состояние и передать возбуждение на следующую клетку, он должен иметь на входе достаточно высокий импульс (рис. 16), иначе происходит затухание сигнала. Одного спайка недостаточно чтобы вызвать спайк на следующем нейроне, для этого необходима суммация импульсов с одного или нескольких входов. Различают два вида суммации: пространственную и временную (рис. 17).

Для пространственной суммации необходимы приблизительно одновременные импульсы от нескольких входов.

Временная суммация достигается, когда несколько импульсов следуют друг за другом через определенные промежутки времени и складываются.

Рисунок 17. Пространственная и временная суммация

В рамках модели, активацией одного элемента памяти, я называю такую деполяризацию мембраны, которой достаточно чтобы вызвать хотя бы один спайк. Период активности элемента — это продолжительность череды спайков на аксоне.

КУ1 соответствует способности нейрона возбуждать следующий нейрон в определенный момент времени. Эта способность определяется периодом нахождения нейромедиатора в синаптической щели. При этом один аксон может быть разветвлен на тысячи коллатералей, на окончаниях которых находятся соединения (синапсы) с тысячами других нейронов.

Продолжительность череды спайков на аксоне оказывает большое влияние на продолжительность нахождения нейромедиатора в щели, но эти два периода не эквивалентны и имеют разные последствия. Поэтому в рамках модели период активности элемента не эквивалентен значению КУ1.

Пространственная суммация сигналов от нескольких входов реализует суммирование значений КУ1 от нескольких входящих элементов памяти.

Один нейрон может быть связан с другим нейроном несколькими синапсами. В рамках модели, один вход одного элемента соответствует группе синапсов, связывающих два нейрона.

Каждый синапс обладает пропускной способностью, которую также называют силой синапса. Пропускная способность может меняться. Из википедии:

Синаптическая пластичность — это возможность изменения силы синапса (величины изменения трансмембранного потенциала клетки‑мишени в ответ на воздействие определенной силы на пресинаптический нейрон) [1]. Она считается основным механизмом, с помощью которого реализуется феномен памяти и обучения. Этот механизм характерен для всех организмов, обладающих нервной системой и способных хотя бы ненадолго чему‑либо научиться.

Пластичность синапса бывает кратковременной и долговременной. Изменяемость КУ2 соответствует долговременной пластичности синапсов. Предположительно, долговременная пластичность определяется возможностью изменения количества рецепторов на постсинаптической мембране. Если это так, то значение КУ2 — это количество рецепторов на постсинаптической мембране всех синапсов, связывающих два нейрона. Иными словами, значение КУ2 это долговременная пропускная способность всех синапсов, связывающих два нейрона.

Долговременная пропускная способность влияет на силу деполяризации постсинаптической мембраны. Мембранный потенциал на постсинаптической мембране нейрона имеет волнообразную форму на графике (рис. 16, 17). В сочетании с порогом, который деполяризация должна преодолеть для формирования одного спайка, это приводит к тому, что долговременная пропускная способность синапса определяет силу влияния этого синапса на появление и количество спайков. Продолжительность череды спайков на аксоне влияет на продолжительность нахождения нейромедиатора в синаптической щели на выходе этого нейрона. Таким образом, значение КУ2 определяет способность одного входа передавать активность и влияет на итоговое значение КУ1.

Некоторые нейроны образуют замкнутые цепочки, внутри которых нервный импульс ходит по кругу, но в то же время быстро затухает. Такая конструкция создает у некоторых элементов памяти постоянные свойства, которые активируются автоматически при активации самого элемента.

Элемент «Я»

Основы интеллекта человека. Часть 1: компоненты памяти и веры — Рисунок 18. Связки «сущность» → «Я»

Этот элемент базового слоя существует в единственном экземпляре и используется для хранения информации о носителе памяти. Среднее или наиболее частое значение КУ1 «Я» за период времени обычно называют самооценкой или внутренней значимостью. Этот элемент памяти очень похож на «сущность» и его КУ1 вычисляется так же, как и КУ1 «сущности».

Связки «сущность» → «Я» (рис. 18) по умолчанию повышают самооценку. Если «сущность» обладает высокой значимостью или ценностью для носителя памяти, то эффект усиливается. Варианты повышения самооценки:

Вера в наличие значимого свойства. Примеры: ум, сила, привлекательность, выносливость, доброта, популярность, любые положительное качества.
Вера в обладание чем‑то или кем‑то значимым или ценным. Примеры.
- ценная вещь, богатство, эксклюзивные знания, полезные навыки, репутация, достижения, награды, премии;
- значимый человек, партнер, супруг.
Вера в собственную принадлежность к значимой группе. Примеры: принадлежность к властям, к руководству, к элите, к богатым людям, к известной спортивной команде или музыкальной группе. Если человек верит в высокую значимость своей нации, национальности, расы или этноса, и воспринимает их как свое свойство, то это также повышает его самооценку.

При этом «сущность» передает свое значение КУ1 только в момент прохождения активности по связи с элементом «Я». Поэтому самооценка постоянно меняется и зависит от контекста, в котором находится человек.

Все перечисленные выше свойства — это «сущности», но есть и другие типы элементов, которые повышают или понижают значение КУ1 «Я».

Связка «Я» → «сущность» (рис. 19) хранит веру в то, что носитель памяти является кем‑то. Такая связка лежит в основе ролевого поведения, которое будет рассмотрено в следующих частях. Наличие такой связки влияет на поведение и речь человека. Примеры ролей:

родственные и семейные: родитель, ребенок, отец, мать, сын, дочь, бабушка, дедушка, глава семьи;
профессиональные и должностные: начальник, подчиненный, учитель, ученик, инженер, ученый, врач;
общественные: патриот, гражданин, правитель, активист, волонтёр, участник политической партии или движения;
религиозные: верующий, проповедник, адепт определенной религии или конфессии;
гендерные: мужчина, женщина.

Ролевое поведение также основано на передаче активности и поэтому зависит от контекста, в котором находится человек.

Нейробиология. Чем в мозге является элемент «Я»?

Это два возбуждающих нейрона или две группы нейронов, расположенные возле правого и левого миндалевидных тел.

Причины такого расположения будут рассмотрены в следующих частях.

Раздвоенность не оказывает влияния на функциональность, поэтому в рамках модели это один элемент.

Тип «действие»

Этот тип включает в себя несколько подтипов, которые используются для хранения:

информации о деятельности или о действиях, которые может выполнить носитель памяти или другие субъекты;
информации о явлениях, которые происходят;
информации о событиях, которые произошли, происходят или могут произойти.

Одним из подтипов является «простое общее действие» (далее ПОД). ПОД могут быть исполнимыми носителем памяти или неисполнимыми. Исполнимость определяется наличием связи от элемента к моторному слою. ПОД могут быть распознаваемыми, это определяется наличием связи от зрительного или слухового сенсорного слоя к элементу. ПОД может распознаваться по образам, звукам или по названию. Если ПОД не исполнимо и не распознаваемо по образам и звукам, но имеет связи со слуховым сенсорным модулем для распознавания по названию и языковым слоем для возможности произнесения названия, то оно соответствует абстрактному явлению. ПОД не имеют временной формы. Одному ПОД может соответствовать не одно слово, а словосочетание. Примеры ПОД.

исполнимые: пойти, сесть, ударить, обнять, взять, бросить, повернуть и т. д.;
действия, которые могут быть исполнены только представителями других биологических видов или неживыми субъектами (машинами, роботами, программами).
- лаять, порхать, клевать и т. д.;
- включаться, компилировать, отображать;
абстрактные действия.
- работать, чувствовать, страдать, радоваться, расти, жить, родиться, умереть и т. д.;
- совершать преступления, нарушать правила, применять насилие, оскорблять, причинять вред, грешить и т. д.;
- проявлять доброту, спасать, помогать, защищать, хвалить и т. д.

КУ1 ПОД не имеет в русском языке соответствующего названия, но можно назвать его позитивностью. Это значение вычисляется так же, как у «сущностей» и элемента «Я».

Позитивность ПОД определяет вероятность исполнения действия: чем выше значение КУ1 в определенный момент времени, тем выше вероятность того, что носитель памяти начнет исполнять действие. Но это работает только для исполнимых ПОД.

Также КУ1 ПОД используется для выбора из нескольких действий. Если оба действия исполнимы, то выбор приводит к исполнению выбранного. В случае неисполнимых действий результат выбора может быть произнесен или использован в процессе мышления.

КУ1 ПОД имеет больший разброс значений чем КУ1 «сущности» или КУ1 «Я», и вероятно поэтому не имеет устоявшегося названия и не относится к убеждениям.

«Сущность» → ПОД

Связка ПОД → «сущность» (рис. 22) хранит информацию о том, что действие происходит или совершается в отношении сущности. Но не прямо сейчас, а вообще. Примеры:

ударять гвоздь, пилить пилой, выбирать музыку, покупать товар и т. д.;
любить кого‑то, заботиться о ком‑то, напасть на кого‑то, ранить кого‑то, выбирать кого‑то.

Любое действие, совершаемое в отношении сущности, по умолчанию повышает её значимость в момент прохождения активности по связке. Высокая позитивность действия усиливает эффект. Негативность действий будет рассмотрена в следующих частях.

Если человека любят, ценят, уважают, выбирают, признают главным, то это повышает его авторитет (значимость в социальной группе). В то же время именно авторитет зачастую является причиной этих действий. Такая циклическая зависимость делает авторитет в группе инерционным. Примеры передачи КУ1 по связке ПОД → «сущность»:

Воспитание детей и авторитет старших. Ребенок наблюдает за поведением родителей, которые демонстрируют уважение к старшим. Это повышает авторитет старших в памяти ребенка.
Маркетинг. Человек в рекламе говорит, что выбирает определенный товар. Если это отложится в памяти потребителя, то когнитивная ценность товара вырастет. Когда потребитель окажется в магазине и будет выбирать между равнозначными товарами, то даже небольшой разницы в когнитивной ценности двух товаров может оказаться достаточно чтобы он сделал выбор в пользу товара из рекламы. Также покупатель может увидеть, как другой покупатель выбрал определенный товар и это даст тот же эффект.
Патернализм. Авторитет властей повышается различными действиями, совершаемыми людьми в отношении властей. В то же время власть может быть свойством отдельного человека или группы и повышать им авторитет.
Культ личности.
- Человек живет в среде, где люди молятся за короля, клянутся ему в верности, присягают ему, обсуждают его. Это повышает авторитет короля.
- Пропаганда узурпатора власти внушает людям что народ любит, признает, выбирает и уважает узурпатора. Это повышает его авторитет.