चेतना के सिद्धांतों की समीक्षा: कार्यात्मक प्रणालियों का सिद्धांत Anokhina

कृत्रिम बुद्धिमत्ता के क्षेत्र में बहुत सारे शोध इस समय चेतना और मस्तिष्क की किसी भी शक्तिशाली सिद्धांत की कमी की समस्या का सामना कर रहे हैं। वास्तव में, हमें इस बारे में ज्ञान नहीं है कि मस्तिष्क कैसे सीखता है और एक अनुकूली परिणाम प्राप्त करता है। हालांकि, इस समय कृत्रिम बुद्धिमत्ता और न्यूरोबायोलॉजी के क्षेत्र के पारस्परिक प्रभाव में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। मस्तिष्क गतिविधि के गणितीय मॉडलिंग के परिणामों के अनुसार, न्यूरोबायोलॉजी और साइकोफिज़ियोलॉजी के क्षेत्र में प्रयोगों के लिए नए लक्ष्य निर्धारित किए जाते हैं, और जीवविज्ञानी के प्रयोगात्मक डेटा, बदले में, एआई के विकास के वेक्टर को काफी हद तक प्रभावित करते हैं।



पूर्वगामी के आधार पर, यह स्पष्ट हो जाता है कि बायोनिक एआई के भविष्य के सफल विकास के लिए, गणितज्ञों और न्यूरोबायोलॉजिस्ट के बीच घनिष्ठ सहयोग आवश्यक है, जो अंततः दोनों क्षेत्रों के लिए फलदायी होगा। इसके लिए, विशेष रूप से, सैद्धांतिक न्यूरोबायोलॉजी की आधुनिक सफलताओं का अध्ययन करना आवश्यक है।



वर्तमान में, सैद्धांतिक तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र में चेतना की संरचना के तीन सबसे विस्तृत और आंशिक रूप से प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित सिद्धांत हैं: कार्यात्मक प्रणालियों का सिद्धांत अनोखिन, जेराल्ड एडेलमैन द्वारा न्यूरोनल समूहों (न्यूरोडर्विज़्म) के चयन का सिद्धांत और जीन-पियरे ज़ांज़े (मूल रूप से बर्नार्ड बार्स द्वारा तैयार किया गया) द्वारा वैश्विक सूचना स्थानों का सिद्धांत। अन्य सिद्धांत या तो नामांकित लोगों के संशोधन हैं या किसी भी प्रयोगात्मक डेटा द्वारा पुष्टि नहीं की गई है। यह लेख इन सिद्धांतों में से पहली पर ध्यान केंद्रित करेगा - पी.के. अनोखिन ।

प्रतिक्रियाशीलता और गतिविधि प्रतिमान

सबसे पहले, यह कहना होगा कि मनोविज्ञान, मनोचिकित्सा और तंत्रिका विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले सभी प्रकार के सिद्धांतों और दृष्टिकोणों के लिए, उन्हें सशर्त रूप से दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है। पहले समूह में, प्रतिक्रियाशीलता को मुख्य कार्यप्रणाली सिद्धांत माना जाता है जो व्यवहार और गतिविधि के मस्तिष्क संगठन के पैटर्न का अध्ययन करने के दृष्टिकोण को निर्धारित करता है, और दूसरे में, गतिविधि [1] (छवि 1)।





अंजीर। 1. न्यूरोफिज़ियोलॉजी के दो प्रतिमान - प्रतिक्रियाशीलता और गतिविधि



प्रतिक्रियाशीलता प्रतिमान के अनुसार, उत्तेजना एक प्रतिक्रिया के बाद होती है - व्यक्ति में व्यवहार, न्यूरॉन में आवेगी। बाद के मामले में, प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन के आवेग को उत्तेजना के रूप में माना जाता है।



गतिविधि प्रतिमान के अनुसार, कार्रवाई परिणाम की उपलब्धि और इसके मूल्यांकन के साथ समाप्त होती है। योजना में भविष्य के परिणाम का एक मॉडल शामिल है: किसी व्यक्ति के लिए, उदाहरण के लिए, लक्ष्य वस्तु [2] के साथ संपर्क करें।



प्रतिक्रियाशीलता दृष्टिकोण के अनुसार, एजेंट को प्रोत्साहन के अभाव में सक्रिय नहीं होना चाहिए। इसके विपरीत, गतिविधि प्रतिमान का उपयोग करते समय, हम उस मामले को स्वीकार कर सकते हैं जब एजेंट को बाहरी वातावरण से कोई प्रोत्साहन नहीं मिला था, हालांकि, एजेंट की अपेक्षाओं के अनुसार, उसे कार्य करना चाहिए था। इस मामले में, एजेंट बेमेल को खत्म करने के लिए कार्य करेगा और सीखेगा, जो बाहरी वातावरण से उत्तेजना के लिए एजेंट की सबसे सरल बिना शर्त प्रतिक्रिया के मामले में नहीं हो सकता है।

कार्यात्मक प्रणालियों का सिद्धांत

कार्यात्मक प्रणालियों के सिद्धांत में, व्यवहार के निर्धारक को घटना-उत्तेजना व्यवहार के संबंध में अतीत नहीं माना जाता है, लेकिन भविष्य - परिणाम [3]। एक कार्यात्मक प्रणाली विषम शारीरिक संरचनाओं के एक गतिशील रूप से विकसित व्यापक वितरित प्रणाली है, जो सभी एक निश्चित उपयोगी परिणाम [4] में योगदान करती हैं। यह परिणाम और मस्तिष्क द्वारा बनाए गए भविष्य के मॉडल का प्रमुख महत्व है जो हमें बाहरी वातावरण से उत्तेजनाओं के बारे में नहीं, बल्कि पूर्ण लक्ष्य निर्धारण के बारे में बोलने की अनुमति देता है।





अंजीर। 2. कार्यात्मक प्रणाली की सामान्य वास्तुकला [4]

(OA - स्थितिजन्य अभिवाही, पीए - प्रारंभिक अभिवाही)



कार्यात्मक प्रणाली की वास्तुकला अंजीर में दिखाई गई है। 2. आरेख एक कार्यात्मक प्रणाली के कार्यान्वयन के दौरान क्रियाओं के अनुक्रम को दर्शाता है। सबसे पहले, अभिवाही संश्लेषण होता है, जो विषय के बाहरी वातावरण, स्मृति और प्रेरणा से संकेतों को जमा करता है। अभिवाही संश्लेषण के आधार पर, एक निर्णय लिया जाता है जिसके आधार पर एक कार्रवाई कार्यक्रम और कार्रवाई के परिणाम के एक स्वीकर्ता का गठन किया जाता है - कार्रवाई की प्रभावशीलता का पूर्वानुमान। उसके बाद, कार्रवाई सीधे की जाती है और परिणाम के भौतिक मापदंडों को हटा दिया जाता है। इस वास्तुकला के सबसे महत्वपूर्ण हिस्सों में से एक है रिवर्स एफर्टेन्शन - फीडबैक, जो आपको एक या बहुत सारे कार्यों की सफलता का न्याय करने की अनुमति देता है। यह सीधे विषय को सीखने की अनुमति देता है, क्योंकि प्राप्त परिणाम और अनुमानित परिणाम के भौतिक मापदंडों की तुलना करके, लक्षित व्यवहार की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करना संभव है। इसके अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक कार्रवाई का विकल्प बहुत सारे कारकों से प्रभावित होता है, जिनमें से कुल मिलाकर अभिवाही संश्लेषण की प्रक्रिया में संसाधित होता है।



इस तरह की कार्यात्मक प्रणालियाँ पूरे जीवन में विकास और सीखने के दौरान विकसित होती हैं। संक्षेप में, विकास का पूरा उद्देश्य कार्यात्मक प्रणालियों का विकास है जो सर्वोत्तम अनुकूली प्रभाव देगा। विकास द्वारा विकसित कार्यात्मक प्रणालियां जन्म से पहले भी विकसित होती हैं, जब पर्यावरण के साथ कोई सीधा संपर्क नहीं होता है, और एक प्राथमिक प्रदर्शनों की सूची प्रदान करते हैं। यह इस तथ्य है जो इन घटनाओं के विकासवादी स्वरूप को इंगित करता है। ऐसी प्रक्रियाओं को सामूहिक रूप से प्राथमिक सिस्टमोजेनेसिस कहा जाता है [5]।



सिस्टम-इवोल्यूशन थ्योरी Shvyrkov VB द्वारा विकसित की गई है कार्यात्मक प्रणालियों के सिद्धांत के आधार पर, यहां तक ​​कि "ट्रिगर उत्तेजना" की अवधारणा को खारिज कर दिया और व्यवहार अधिनियम को अलग-थलग नहीं माना, लेकिन व्यवहारिक निरंतरता के एक घटक के रूप में: व्यवहार का एक अनुक्रम उसके जीवन भर व्यक्ति द्वारा किए गए कार्य (छवि 3) [6]। सातत्य में अगला अधिनियम पिछले अधिनियम के परिणाम तक पहुंचने और मूल्यांकन करने के बाद लागू किया जाता है। इस तरह का मूल्यांकन अगले अधिनियम के आयोजन की प्रक्रियाओं का एक आवश्यक हिस्सा है, जो इस प्रकार, परिवर्तन या एक अधिनियम से दूसरे अधिनियम में संक्रमण की प्रक्रियाओं के रूप में माना जा सकता है [7]।





अंजीर। 3. व्यवहार-लौकिक सातत्य



पूर्वगामी से, यह इस प्रकार है कि व्यक्ति, और यहां तक ​​कि एक अलग न्यूरॉन, एक कार्रवाई के परिणाम की एक छवि विकसित करने की क्षमता और उसके व्यवहार की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने की क्षमता होनी चाहिए। इन शर्तों के तहत, व्यवहार को सुरक्षित रूप से लक्षित कहा जा सकता है।



हालांकि, सिस्टमोजेनेसिस की प्रक्रियाएं न केवल विकास (प्राथमिक सिस्टमोजेनेसिस) में मस्तिष्क में होती हैं, बल्कि विषय के जीवनकाल के दौरान भी होती हैं। सिस्टमोजेनेसिस सीखने की प्रक्रिया में नई प्रणालियों का निर्माण है। सीखने की प्रणाली-प्रजनन अवधारणा के ढांचे में - एक नई प्रणाली का निर्माण - को सीखने की प्रक्रिया में व्यक्तिगत अनुभव के एक नए तत्व के गठन के रूप में माना जाता है। सीखने के दौरान नई कार्यात्मक प्रणालियों का गठन "रिजर्व" (संभवतः कम-सक्रिय या "चुप" कोशिकाओं) से न्यूरॉन्स के चयन पर आधारित है। इन न्यूरॉन्स को विशेष कोशिकाओं [8] के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है।



न्यूरॉन्स का चयन उनके व्यक्तिगत गुणों पर निर्भर करता है, अर्थात उनकी चयापचय "विशेषताओं" की विशेषताओं से। चयनित कोशिकाएं नवगठित प्रणाली के संबंध में विशिष्ट हो जाती हैं - सिस्टम-विशेष। नवगठित प्रणालियों के संबंध में न्यूरॉन्स की यह विशेषज्ञता निरंतर है। इस प्रकार, नई प्रणाली पहले बनी "जोड़" है, उन पर "लेयरिंग" है। इस प्रक्रिया को द्वितीयक प्रणालीजनन [9] कहा जाता है।



सिस्टम विकास सिद्धांत के निम्नलिखित प्रावधान:

• बड़ी संख्या में "मूक" कोशिकाओं की विभिन्न प्रजातियों के जानवरों के मस्तिष्क में उपस्थिति के बारे में;

• प्रशिक्षण के दौरान सक्रिय कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि;

• न्यूरॉन्स की नवगठित विशेषज्ञता स्थिर रहती है

• सीखने में पुराने लोगों को पीछे हटाने के बजाय नए न्यूरॉन्स की भागीदारी शामिल है,

कई प्रयोगशालाओं के काम में प्राप्त आंकड़ों के अनुरूप [10]।



अलग से, मैं यह नोट करना चाहूंगा कि साइकोफिज़ियोलॉजी और प्रणालीगत विकासवादी सिद्धांत की आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, किसी व्यक्ति की कार्यात्मक प्रणालियों की मात्रा और संरचना दोनों विकासवादी अनुकूलन प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती है जो जीनोम में और व्यक्तिगत आजीवन सीखने से परिलक्षित होती हैं।



कार्यात्मक प्रणालियों के सिद्धांत को सिमुलेशन द्वारा सफलतापूर्वक जांच की जाती है और इसके आधार पर विभिन्न अनुकूली व्यवहार नियंत्रण मॉडल का निर्माण किया जाता है [11,12]।

एक निष्कर्ष के बजाय

उस समय कार्यात्मक प्रणालियों का सिद्धांत सबसे पहले अपने वास्तविक मापदंडों के साथ परिणाम की भविष्यवाणी की तुलना के साथ उद्देश्यपूर्ण व्यवहार की अवधारणा को पेश करने के साथ-साथ पर्यावरण के साथ एक जीव के बेमेल को खत्म करने का एक तरीका था। इस सिद्धांत के कई प्रावधानों को अब नए प्रायोगिक आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए पर्याप्त संशोधन और अनुकूलन की आवश्यकता है। हालांकि, आज तक, यह सिद्धांत सबसे विकसित और जैविक रूप से पर्याप्त है।



मैं एक बार फिर से ध्यान देना चाहूंगा कि मेरे दृष्टिकोण से, AI के क्षेत्र का आगे विकास तंत्रिका-विज्ञानियों के साथ निकट सहयोग के बिना, शक्तिशाली सिद्धांतों के आधार पर नए मॉडल के निर्माण के बिना असंभव है।

संदर्भ

[१] । अलेक्जेंड्रोव यू.आई. "सिस्टम साइकोफिजियोलॉजी का परिचय।" // XXI सदी का मनोविज्ञान। एम ।: प्रति से, पीपी। 39-85 (2003)।

[२] । अलेक्जेंड्रोव यू.आई, अनोखिन के.वी. एट अल। न्यूरॉन। सिग्नल प्रोसेसिंग। Plasticity। मॉडलिंग: मौलिक मार्गदर्शन। Tyumen: Tyumen स्टेट यूनिवर्सिटी (2008) का पब्लिशिंग हाउस।

[३] । अनोखिन पी.के. कार्यात्मक प्रणालियों के शरीर विज्ञान पर निबंध। एम ।: मेडिसिन (1975)।

[४] । अनोखिन पी.के. "" कार्यात्मक प्रणालियों के सिद्धांत के विकास में विचार और तथ्य। " // मनोवैज्ञानिक पत्रिका। V.5, पीपी 107-118 (1984)।

[५] अनोखिन पी.के. "सिस्टमोजेनेसिस विकासवादी प्रक्रिया के एक सामान्य पैटर्न के रूप में।" // प्रायोगिक जीव विज्ञान और चिकित्सा के बुलेटिन। नंबर 8, टी। 26 (1948)।

[६] । श्विरकोव वी.बी. वस्तुनिष्ठ मनोविज्ञान का परिचय। मानस की न्यूरोनल नींव। एम।: इंस्टीट्यूट ऑफ साइकोलॉजी आरएएस (1995)।

[]] । अलेक्जेंड्रोव यू.आई. साइकोफिज़ियोलॉजी: विश्वविद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तक। दूसरा संस्करण। सेंट पीटर्सबर्ग: पीटर (2003)।

[]] । अलेक्जेंड्रोव यू.आई. "सीखना और स्मृति: एक प्रणालीगत परिप्रेक्ष्य।" // दूसरा साइमन रीडिंग। एम।: प्रकाशन। आरएएस, पीपी। 3-51 (2004)।

[९] । सिस्टमोजेनेसिस का सिद्धांत। के तहत। एड। के.वी. सुदकोवा एम।: क्षितिज (1997)।

[१०] । जोग एमएस, कुबोता के, कॉनॉली सीआई, हिल्गार्ट वी।, ग्रेबिलियल एएम "आदतों का तंत्रिका प्रतिनिधित्व।" // विज्ञान। वॉल्यूम। 286, पीपी। 1745-1749 (1999)।

[११] । Red'ko VG, Anokhin KV, Burtsev MS, Manolov AI, Mosalov OP, Nepomnyashchikh VA, Prokhorov DV "प्रोजेक्ट" एनिमेट ब्रेन ": कार्यात्मक सिस्टम सिद्धांत के आधार पर एनिमेट कंट्रोल सिस्टम का डिज़ाइन करना। Adaptive Learning में Anticipatory व्यवहार। सिस्टम। LNAI 4520, पीपी। 94-107 (2007)।

[१२] । Red'ko VG, Prokhorov DV, Burtsev MS "कार्यात्मक प्रणालियों का सिद्धांत, अनुकूली आलोचक और तंत्रिका नेटवर्क" // IJCNN 2004 की कार्यवाही। पीपी। 1787-1792 (2004)।