yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Фізиологія та анатомія->Содержание->15.7. ПРИНЦИП ВЕРОЯТНОСТИ И «РАЗМЫТОСТИ» В ВЫСШИХ ИНТЕГРАТИВНЫХ ФУНКЦИЯХ МОЗГА

Физиология (Том 2)

15.7. ПРИНЦИП ВЕРОЯТНОСТИ И «РАЗМЫТОСТИ» В ВЫСШИХ ИНТЕГРАТИВНЫХ ФУНКЦИЯХ МОЗГА

Эффективность адаптивного поведения человека в значитель­ной степени обусловлена уникальной способностью его мозга пред­видеть, прогнозировать наступление определенных событий, а зна­чит, соответствующим образом подготовиться к ним. Образова­ние условного рефлекса — один из ведущих приемов формиро­вания приспособительного поведения животного и человеческого организма — представляет собой физиологический феномен пре­образования неопределенной информации в определенную, т. е. реакцию на уменьшение неопределенности в среде.

Прогнозирование на основе прошлого опыта не может быть абсолютным, прогнозирование всегда носит вероятностный харак­тер. Под вероятностным прогнозированием понимается предвос­хищение будущего, основанное на усвоении вероятностной струк­туры прошлого опыта и восприятии информации о реально суще­ствующей ситуации. На основе вероятностного прогноза осу­ществляется подготовка к таким действиям, которые в наиболь­шей степени (с максимальной вероятностью) способствуют дости­жению цели.

Способность к вероятностному прогнозу является результа­том эволюции живых организмов в условиях вероятностно органи­зованной среды. Прогнозы живого организма направлены на опти­мизацию результатов его действий. Поскольку в естественных условиях организм сталкивается с множеством различных случай­ных воздействий, для построения рационального прогноза необ­ходима соответствующая статистическая обработка этих сигналов. Современные теории вероятностного обучения основаны на пред­ставлении о предсказании статистических закономерностей и вы-

боре оптимальных стратегий поведения при обучении субъекта распознаванию вероятностной структуры раздражителей.

Поведенческие реакции организма в соответствии с вероят­ностным прогнозом позволяют ему резко уменьшить число оши­бочных реакций, следовательно, являются эффективным средством активного приспособления к окружающей среде.

В условиях неопределенного прогноза организм выполняет работу по подготовке к нескольким возможным действиям. Это соответствует ориентировочной реакции организма на неопреде­ленность ситуации. Чем больше неопределенность прогноза, тем больше физиологических систем вынужден подготовить к дейст­вию организм, тем более сильную ориентировочную реакцию мы наблюдаем. Напротив, условнорефлекторную реакцию следует рас­сматривать как ответ, организуемый на базе индивидуального опы­та человека и позволяющий прогнозировать появление в будущем некоторой определенной ситуации. Условнорефлекторная реакция организма проявляется всегда в ситуации определенного прогноза, ориентировочная реакция — в условиях неопределенного про­гноза.

Характерной особенностью многих приобретаемых навыков является то, что они формируются в условиях стохастической внешней среды, когда вероятность одновременного наступления во времени и в пространстве двух разных стимулов почти всегда меньше единицы, и тем не менее через некоторое время в цент­ральных нервных структурах, отвечающих за определенные пове­денческие реакции, формируется функциональная связь. Это в полной мере относится к механизму образования условного реф­лекса, наиболее распространенной ситуацией образования кото­рого в реальных условиях жизни живого организма является по­ложение, когда вероятность подкрепления условного стимула безусловным почти никогда не достигает единицы, а сама последо­вательность подкрепляемых условных стимулов носит случайный характер.

Вероятностный компонент реакции занимает значительное место на всех этапах условнорефлекторного акта, состоящего из ряда последовательно протекающих процессов в перифери­ческих, афферентно-эфферентных и центральных ассоциативных системах (А. Б. Коган, О. Г. Чораян).

Вероятностная природа закономерностей формирования услов-норефлекторной деятельности хорошо проявляется в опытах с не­регулярным подкреплением условного стимула безусловным. Ре­зультаты образования условных рефлексов, выработанных на раз­дражения, подкрепленные стереотипно или стохастически, указы­вают на отсутствие сколько-нибудь существенных различий в ско­рости формирования этих приспособительных ответов. В экспери­ментах по выработке двигательных условных рефлексов с частич­ным подкреплением установлено, что рефлекс вырабатывается тем лучше, чем выше вероятность подкрепления условного раздражи­теля безусловным.

Решение многих задач повседневной жизни человека, связан­ных с хранением и воспроизведением информации (таких как рас­познавание образа, разработка оптимальной стратегии поведения, различные формы мыслительной деятельности), как правило, про­исходит при нечетких условиях, в ситуациях, недоступных точно­му количественному описанию. Одним из перспективных методи­ческих подходов к анализу и познанию неточно определенных, трудноформализуемых систем является теория «размытых» мно­жеств и «размытых» алгоритмов, представляющая собой логи­ческое развитие концепции вероятностного детерминизма явлений и процессов в сложных и сверхсложныех системах. Теория «раз­мытых» множеств и «размытых» алгоритмов в сущности есть попытка создания концептуальной основы для оперирования «раз­мытыми» понятиями, «размытыми» представлениями в количест­венном или квазиколичественном плане.

В жизни человека число проблем, решаемых с большей точ­ностью, намного меньше, чем тех, которые могут практически ре­шаться лишь приблизительно. Неточность, неопределенность в системе, известная под названием «размытость», играет сущест­венную роль в человеческом сознании, так как большинство явле­ний реального мира являются размытыми, одни в большей, другие в меньшей степени. Умение правильно решать неформализуемые проблемные ситуации — важнейшая черта человеческого интеллек­та — в основном обусловлена способностью человеческого мозга оперировать неколичественными терминами, нечеткими понятиями. Оперирование нечеткими понятиями является не слабостью, а си­лой, одним из самых больших приобретений человека, возникших в процессе эволюции живого мира. Решение, принятое прибли­зительно, грубо, но вовремя, предпочтительнее вывода, который взвешен, выверен, вычислен, но отстал от событий. Человек нара­щивает нечеткость понятий, когда желает проявить осторожность и не делать опрометчивых суждений. Усиление расплывчатости — часто используемый людьми прием, когда другими способами вообще невозможно решение стоящей перед ним задачи.

Принцип «размытости» лежит в основе многих форм созна­тельной интеллектуальной деятельности, в особенности в процес­сах распознавания образов, в логических операциях мышления, в устной и письменной речи и т. д. Видимо, вопросы точной оцен­ки, абсолютного измерения имеют скорее теоретическое значение, а в практической деятельности человека необходима лишь при­близительная оценка ситуации, отдельных составляющих ее ком­понентов. Мозг человека допускает такую неточность, кодируя информацию, достаточную для решения задачи элементами теории «размытых» множеств, при помощи которых он лишь приблизи­тельно оценивает исходные данные.

В повседневной жизни человек постоянно сталкивается с си­туациями, когда стратегия его поведения не может, а возможно, и не нуждается в точной регламентации. Об этом достаточно хо­рошо сказал  Н. Винер,  подчеркнувший,  что главное из  преиму-

ществ человеческого мозга перед вычислительной машиной за­ключается в его способности оперировать нечетко очерченными понятиями. Если бы человек использовал для решения проблем­ных ситуаций точные алгоритмы, то во многих случаях его работа сделалась бы невозможной, так как решение сложных информа­ционных задач при помощи таких алгоритмов требует чрезвычай­но большого объема информации, огромных объемов памяти и длительного времени для переработки информации.

Замечательное свойство человеческого мозга оперировать не­четкими, плохо формализованными понятиями, во многом обус­ловлено ролью в его жизни такой ведущей формы описания (коди­рования) информации, каким являются естественные языки. Известно, что отличительной особенностью человеческого языка яв­ляется неоднозначное отношение между знаком и обозначаемым им предметом. По классификации В. В. Налимова, система языков как различная форма кодирования информации составляет весьма протяженную шкалу, один конец которой занят «тяжелыми» язы­ками, другой — «мягкими». В «тяжелых» языках каждый знак имеет четкое и определенное значение различных математических или логических операций, например программные языки современ­ных ЭВМ. Напротив, в «мягких» языках вероятностная структура содержания, обозначаемого данным языком, проявляется особенно хорошо. Крайним образцом «мягкого» языка может служить язык абстрактного искусства. На языковой шкале кодирования и деко­дирования информации современный разговорный или письменный язык занимает среднее положение. Этим и объясняется тот факт, что в теории «размытых» множеств большое место занимает линг­вистический подход, оперирующий лингвистическими переменны­ми, представляющими собой обозначения размытых классов явле­ний и предметов.

 

98