Физика и моделирование формирования сознания
Приведена история изучения сознания. Отражена роль российских и зарубежных ученых в развитии учения о сознании. Перечислены известные теории сознания ментальные (субъективные) и материалистические. Рассмотрены методы оценки теорий сознания: психологический и метод акад. К.В. Анохина. Согласно первому должно быть дано решение о «трудной» проблеме «сознания» как мозг создает сознание, формирование «Я», формирование квалиа (ощущений), генерация 6400 парциальных сознаний в сутки, необычно высокая скорость обработки информации в мозге и другое. Акад. К.В. Анохиным предложен более реалистический, диаграммный метод оценки теорий сознания, учитывающий нейрофизиологические свойства.
Предложен математический макроскопический способ формирования сознания, эмоций для искусственного интеллекта с распространением на формирование сознания человека. Сознание представляется в виде материального потока – трафика. Такое преставление впервые сформулировано в 1838 году У. Джеймсом, в настоящее время поддержано в работах академиков Е.Н. Соколова, К.В. Анохина, профессора Д.И. Дубровского и других видных российских и зарубежных ученых. Представление сознания в виде материального потока получило веское подтверждение в экспериментальных исследованиях: на открытом мозге, в методах просветления мозга на основе экспрессии индуцированных облучением генов, в исследованиях с помощью МРТ.
Предложена структура для материалистического формирования сознания, которая защищена свидетельством об открытии. Способ формирования показывает возможность построения искусственного сознания, позволяет целенаправленно рассмотреть детали построения сознания в мозге человека. В работе принято определение сознания как потока электрической активности мозга, обусловленной: внешней сенсорной информацией, перерабатываемой в нейронных сетях глубокого обучения; внешними запросами; внутренними случайными запросами (их около 6400 в сутки); внутренней и внешней обратной связью, порождающей эмоции. Поток сознания имеет две составляющие – внешне различимую когнитивную около 5% и около 95% потока сознания внешне неразличимую, используемую на поддержание в определенных пределах параметры самого организма, или гомеостаза. Когнитивная составляющая состоит из активной части около 10% и бессознательной около 90%. Предлагаемая теория сознания учитывает представление мозга как системы с самоорганизованной критичностью, функционирующей в неустойчивом режиме вблизи порога самовозбуждения, стабилизируемой за счет нелинейной отрицательной обратной связи.
Приведена математическая модель сознания – трафика. Она представляет систему нелинейных интегральных уравнений Вольтера, каждое из которых может быть эквивалентно системе из большого количества дифференциальных уравнений. Система содержит более 10 миллионов уравнений Вольтера, каждое из которых имеет самостоятельное значение и описывает единицу информационного опыта КОГ (когнитивную группу, по акад. К.В. Анохину, содержащую каждая более 10000 нейронов). Система описывает возможную связь КОГов в результате синхронизации нейронных ансамблей с образованием групп, называемых по акад. К.В Анохину ЛОКами. Математическая модель описывает также возможность образования стабильных групп ЛОКов в результате установления стабильных физиологических дендритных связей, согласно взаимодействию, описанному Д. Хеббом. Система описывает также отклики на внешние и случайные внутренние воздействия.
В вычислительном эксперименте получено адекватное подтверждение соответствия математической модели реальным нейрофизиологическим экспериментам. Модель позволяет реализовать: формирование спайков и берстов (пачек импульсов) электрической активности мозга; формирование единого ритма (например, синоатриального узла сердца); формирование ритма дыхания в мозге; формирование циркадных ритмов в супрахиазматическом ядре мозга и другое. Результаты вычислительного моделирования подтверждаются известными нейрофизиологическими экспериментами, что подтверждает релевантность модели.
Приведенная материалистическая модель формирования сознания позволяет понять основы его формирования для искусственного интеллекта. Она позволяет объяснить ряд особенностей функциональной деятельности мозга при формировании сознания, в этом направлении необходимы дальнейшие значительные исследования. Свойства предлагаемой структурной и математической модели формирования сознания не противоречат представлениям психологов и философов о ментальном представлении сознания, наоборот, возникают новые возможности для исследований.
Семинар пройдет в Компьютерном классе (ауд. 123) кафедры биофизики.
Расписание семинаров и дополнительная информация на сайте https://www.biophys.msu.ru/seminar