В процессе роста и развития человек оказывается в определенных условиях социального и физического обитания. При взаимодействии с окружающей средой и людьми он на собственном опыте выявляет закономерности окружающего мира, которые в процессе развития, воспитания, обучения и становления личности фиксируются его Разумом в виде совокупности условных рефлексов или, что тоже самое, программ поведения. Эти программы определяют наши реакции на те или иные сигналы внешней среды. Поэтому именно от них зависят наши мысли, убеждения, эмоции, чувства, черты характера, привычки, интересы, симпатии и антипатии, способы поведения и реакции на те или иные события.
У каждого человека свой сугубо индивидуальный опыт взаимодействия с внешней средой, а значит, каждый из нас имеет уникальную совокупность программ поведения, свое собственное миропонимание. Опираясь на эти программы, человек ориентируется в социальной среде, определяет свое положения и состояние в этом мире.
Все три системы интеллекта человека обучаются, накапливая программы поведения, наиболее эффективные для данных условий жизнедеятельности. Несмотря на то, что эти системы имеют различную физическую реализацию, принципы организации процесса обучения в каждой из них должны быть идентичными. Поэтому рассмотрим механизмы обработки информации и закрепления знаний, на примере эмпирической системы интеллекта, которая накопленные в результате обучения программы фиксирует в нейронной структуре организма человека.
Нейрон – как элемент системы обучения. Процесс обучения реализуется непосредственно в нейронных цепях органов чувств и мозга. По существу нервная система является сложной иерархической системой обучения с распределенной структурой, охватывающей все информационные и управляющие компоненты организма. Изучение этой сложной системы начнем с первичного ее звена – с «элементарного кирпичика» нервной системы – нейрона [22]. Этот элемент содержит все существенные признаки, свойства и взаимосвязи, присущие системе обучения в целом.
Нейрон выполняет как бы функцию микропроцессора, в котором осуществляется обработка информации и вырабатываются управляющие сигналы (см. рис. 7.1). Информация в него поступает через входные преобразователи – синапсы 1, которые располагаются на поверхности нейрона 2, а также вдоль его входных подводящих путей (дендритов) 3, выполняющих функции удлинителей. Синапсы имеют одностороннюю проводимость и характеризуются коэффициентом передачи, который определяет знак и значимость поступающего сигнала.
Если в нейрон одновременно поступают сигналы, которые отличаются по величине потенциала или знаку, то внутри него возникают электрические токи, вызывающие химические реакции, с помощью которых нейрон выполняет следующие операции по обработке сигналов:
² алгебраически суммирует поступающие в него сигналы;
² запоминает и накапливает результаты суммирования;
² постепенно забывает накопленную информацию.
Выходные сигналы нейрон передает по единственному нервному волокну (аксону) 4, который на конце разветвляется. Этим обеспечивается передача результатов обработки информации нескольким потребителям. Генерируемые нейроном сигналы проходят аксон без затухания с постоянной скоростью, которая зависит от его диаметра: чем больше диаметр аксона, тем выше скорость прохождения по нему сигнала.
Рисунок 7.1 – Функциональная схема нейрона.
Нейроны соединяются с рецепторами органов чувств и образуют между собой нейронные сети, узлы и более крупные структуры мозга. Именно в этих структурах нервной системы осуществляется обработка измерительной информации в организме человека.
Обнаружение корреляции между сигналами. Рассмотрим особенности функционирования нейрона, как элемента системы обучения. Пусть на его вход поступает сигнал x(t). Какой бы ни был этот сигнал по величине и длительности, нейрон на него никак не отреагирует: «все познается в сравнении», а этот сигнал не с чем сравнивать!
Пусть на вход нейрона одновременно поступают сигналы x(t) и y(t) от двух источников информации. Нейрон сравнит эти сигналы и результат запомнит, что вызовет его переход из пассивного состояния в активное. При каждом последующем одновременном поступлении сигналов нейрон будет сравнивать их и накапливать разностные сигналы. Если процесс накопления преобладает над процессом забывания, то через некоторое время накопленный сигнал превысит порог Q срабатывания нейрона,и тогда на его выходе возникнет импульс определенной амплитуды и длительности. Если доминирует процесс забывания, то уровень накопленного сигнала снижается почти до нуля приблизительно по экспоненциальному закону.
Условие срабатывания нейрона соответствует выражению:
, где l и m – коэффициенты передачи синапсов, через которые сигналы x и y
поступают в нейрон; n – число одновременных поступлений сигналов в
нейрон; t – продолжительность восприятия сигналов; a – показатель забывания
нейроном накопленной информации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
