Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Николис Дж. -> "Динамика иерархических систем: эволюционное представление" -> 172

Динамика иерархических систем: эволюционное представление - Николис Дж.

Николис Дж. Динамика иерархических систем: эволюционное представление — М.: Мир, 1989. — 490 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaiearhicheskihsistem1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 166 167 168 169 170 171 < 172 > 173 174 175 176 177 178 .. 187 >> Следующая

счет "быстрого" увеличения ri(i), т. е. деления и размножения клеток. С
другой стороны, на протяжении жизни взрослого организма клетки продолжают
делиться, но обычно не размножаются. Значение производной dR/dt слегка
флуктуирует в окрестности "плюс-минус нуля", пока система пребывает в
динамическом стационарном состоянии, например в состоянии гомеостаза. (В
тех случаях, когда dR/dt > О, R-+ 1, возникает аномально жесткая
организация "окаменения" и
450
Приложения
система утрачивает способность к адаптивному поведению; при dR/dt < 0,
R^-0 начинается "умирание".)
2) Второй, наиболее поразительный случай относится к электрической
активности мозга как явлению, связанному с изменяющимися физиологическими
состояниями: внутриклеточные датчики позволили обнаружить спонтанную
волнообразную активность с амплитудами в диапазоне 5-20 мВ во многих
мозговых структурах [П.4-П.6]. Эти внутриклеточные данные показывают, что
даже в отсутствие распространяющихся нервных импульсов происходят
ритмические шумообразные изменения потенциала из-за (подпороговых)
флуктуаций клеточного мембранного потенциала.
Распределения плотности мощности в этих данных имеют много общего со
спектрами, получаемыми при аналогичном анализе интегральных
электроэнцефалограмм (ЭЭГ), снимаемых с тех же областей: это означает,
что ЭЭГ можно рассматривать как (скалярную) проекцию векторной суммы n(t)
единичных векторов с различными фазами и частотами со*, в окрестности ~
10 Гц, каждый из которых флуктуирующий потенциал постсинаптической
мембраны индивидуального (дендритного) нейрона. Как уже неоднократно
отмечалось исследователями, работающими в этой области [П.5], спонтанная
электрическая активность мозга все еще остается одним из неподдающихся
разгадке аспектов церебральных функций. Она представляет собой
(нестационарную по истечении временных интервалов порядка нескольких
секунд) непрерывную волновую активность с переменной частотой и фазой и
непостоянными соотношениями между фазами (разность ср*. - ф* не
ограничена) составляющих единичных векторов г*,, Zk\ в целом ЭЭГ
напоминает по своему-характеру случайный шум [хотя возрастающая
асимметрия функции плотности вероятности составляющих ЭЭГ единичных
векторов с различными фазами при выполнении интеллектуальных заданий
[П.4, П.5] указывает на усиливающуюся (линейную) статистическую связь
между отдельными группами нейронов] . Однако когнитивные и поведенческие
уровни иерархии (лежащие непосредственно над нейронным уровнем) при таких
условиях высокоупорядочены, поэтому, если только электрическая активность
мозга не связана с поведением, существует возможность, что в отличие от
искусственных систем связи, в которых шум выступает как досадная помеха,
человеческий мозг может использовать шум как неизбежный и "благоприятный"
фактор.
Известно, что нейронные клетки делятся в мозгу только в очень раинем
возрасте организма, поэтому повышение организации мозга невозможно
объяснить на основе деления нейронов. Однако существует другая
возможность (и в этом и со-
Приложения
451
стоит наша гипотеза): число единичных векторов-носителей фазы на уровне Z
"аппаратурной реализации" системы постоянно (находится в состоянии
"спячки") в определенные периоды времени, но "пробуждается", когда
выполнение условия dR/dt> > 0 на данном или на более высоком уровне
требует действий. По-видимому, необходимость "пробуждения" оценивается
нейронным уровнем Z после того, как соответствующие эфферентные сигналы
обратной связи поступают на данный уровень с когнитивного уровня,
лежащего непосредственно над ним. Еще раз подчеркнем, что одной лишь
активации надпороговых, "спавших" (или "дремавших") нелинейных
осцилляторов недостаточно; процедура должна происходить на фоне более
медленного возрастания энтропии S(t), т. е. заново активируемые степени
свободы должны затем подвергнуться "процессу синхронизации", аналогичному
тому, который уже действует на "более старые" переменные системы на
уровне Z. В следующем разделе мы подробно исследуем возможность улучшения
избыточности в системе 2 на иерархическом уровне Z, которая открывается,
если мы разрешим числу незатухающих осцилляторов зависеть от времени
(nz(t)) в результате переключений, вызываемых каталитическим действием
(слабого шума). С помощью такой модели мы можем достичь понимания того,
как (слабая) шумовая активность на данном нейронном уровне в
биологическом организме может породить регулярное поведение на более
высоком (когнитивном) уровне.
А.2. Организация через слабый стационарный по амплитуде шум
Рассмотрим систему Z, состоящую из n(t) случайных "фазовых" векторов z% с
фиксированными частотами ощ, мало отличающимися друг от друга, и
амплитудами A\(t) и случайными фазами фл(/). Рассмотрим сначала кратко,
что может произойти с точки зрения динамики при п = const в отсутствие
шума, т. е. в случае, когда z%- детерминистические нелинейно связанные
осцилляторы с независимо изменяющимися амплитудами и фазами. Так как
Предыдущая << 1 .. 166 167 168 169 170 171 < 172 > 173 174 175 176 177 178 .. 187 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed