Системные основы интеллекта Доцент В. М.

Системные основы интеллекта Доцент В. М. Атаманов. Использованы работы академика К. В. Судакова, академика П. К. Анохина.

• Интеллект в общем смысле слова - это сгусток жизненного опыта каждого индивида и, в значительной степени, - всех его предшествующих поколений. • К. Ясперс (1997) обозначает интеллект как совокупный умственный потенциал человека, включающий многочисленные врожденные и приобретенные способности, которые он целесообразно использует для адаптации к различным условиям жизни.

• Современная наука о мозге еще не располагает достаточными сведениями, позволяющими раскрыть свойства интеллекта человека. В сознании современных нейрофизиологов и нейропсихологов неизменно господствует рефлекторный подход к функциям мозга. • Это определяет "проводниковую" манеру мышления, когда процесс воздействия того или иного фактора на организм рассматривается как проекция соответствующих возбуждений в определенные зоны мозга, а эффекторные функции - как результат первичного возбуждения специальных исполнительных центров и дальнейшего распространения центральных возбуждений на исполнительные органы. • В результате мозг представляется как совокупность сенсорных проекционных полей, взаимодействующих с моторными и вегетативными центрами.

• Несколько изменяет эти представления химическая интеграция мозговых структур, т. к. показано, что адренергические, холинергические и серотонинергические нейроны широко представлены в различных подкорковых образованиях и в коре мозга. • Однако это не изменило традиционной "проводниковой" парадигмы построения функций мозга. • В "Рефлексах головного мозга" И. М. Сеченов постулировал широко известную фразу: "Все акты сознательной и бессознательной деятельности по способу происхождения суть рефлексы".

• Обратим, однако, внимание на другую фразу И. М. Сеченова: "Предметный мир существовал и будет существовать, по отношению к каждому человеку, раньше его мысли; следовательно, первичным фактором в развитии последней всегда был и будет для нас внешний мир с его предметными связями и отношениями" (Сеченов И. М. , 1947). Именно внешний мир определяет по И. М. Сеченову деятельность головного мозга человека. • Тем не менее, вопрос о том, как осуществляется формирование функций мозга, интеллекта и сознания под воздействием окружающей субъектов действительности, остается открытым до настоящего времени.

• Теория функциональных систем, сформулированная П. К. Анохиным позволила по-новому взглянуть на организацию функций мозга. • В отличие от традиционных представлений, связывающих функции мозга с действием специальных стимулов, порождавших отраженные ответные реакции организма, теория функциональных систем раскрывает внутренние механизмы деятельности мозга, которые определяют целенаправленное поведение и психическую деятельность человека и животных.

• Согласно теории функциональных систем целый организм представляет гармоническое взаимодействие множества функциональных систем различного уровня: молекулярного, гомеостатического, поведенческого и популяционного (Судаков К. В. , 2000). • Центральные звенья многих функциональных систем охватывают мозговые структуры различного уровня . Взаимодействие разных функциональных систем на уровне головного мозга всегда строится по принципу доминирования, открытого А. А. Ухтомским (1925).

Схема функциональной системы, объединяющей внутреннее (гомеостатическое) и внешнее (поведенческое) звенья саморегуляции. Внутреннее звено обеспечивает поддержание оптимального для жизнедеятельности показателя гомеостазиса. Внешнее звено на основе системноорганизованной центральной архитектоники определяет достижение субъектом психического и поведенческого результата, удовлетворяющего внутреннюю потребность. ПА — пусковая афферентация. ОА — обстановочная афферентация.

• В каждый данный момент времени деятельностью мозга завладевает ведущая для сохранения жизни или адаптации организма во внешней среде функциональная система. • Другие функциональные системы в это время или способствуют деятельности доминирующей функциональной системы, или вытормаживаются. • После удовлетворения потребности организма, сформировавшей доминирующую функциональную систему, начинает доминировать другая ведущая по социальной и биологической значимости функциональная система и т. д.

• Динамика формирования функциональных систем во времени следует принципу системного квантования процессов жизнедеятельности (Судаков К. В. , 1997). Согласно этому принципу, непрерывный континуум процессов жизнедеятельности расчленяется в живых организмах на дискретные отрезки - "системокванты" от потребности к ее удовлетворению. • Каждый "системоквант" включает формирование соответствующей потребности, мотивацию и поведение, направленное на удовлетворение этой потребности, а также постоянную оценку с помощью обратной афферентации достигнутых промежуточных и конечного результатов, удовлетворяющих эту потребность.

• Мозговая архитектоника, обеспечивающая "системокванты", включает все системные компоненты, установленные П. К. Анохиным: афферентный синтез, принятие решения, акцептор результата действия и оценку параметров достигнутых результатов акцептором результата действия на основе поступающей в мозг обратной афферентации. • Ведущими критическими состояниями "системоквантов" поведенческой и психической деятельности человека и животных являются мотивация и подкрепление, как адаптивный результат, удовлетворявший лежащую в основе доминирующей мотивации потребность.

• В механизмах доминирования функциональных систем в мозге ведущая роль принадлежит биологическим и социальным мотивациям. • Биологические мотивации, как показали наши исследования (Судаков К. В. , 1992), строятся по пейсмекерному принципу. • Пейсмекеры биологических мотиваций локализованы в гипоталамических структурах мозга. Благодаря обширным морфофункциональным связям с другими структурами мозга и с корой больших полушарий, гипоталамические пейсмекерные нейроны держат практически весь мозг в зависимости от их состояния.

Социальные мотивации, формирующиеся исходно на основе биологических мотиваций, строятся также по пейсмекерному принципу. • При этом пейсмекерные нейроны, определявшие тоническую активность социальных мотиваций, локализуются, как установили (Леонтьев А. Н. , 1976; Урываев Ю. В. , 1978), в различных, преимущественно в лобных отделах коры больших полушарий и интегрируют возбуждения разнообразных сенсорных модальностей, поступающие в соответствующие проекционные зоны коры мозга.

• Как показали опыты Судакова К. В. (1996), Громовой Е. А. (1960), доминирующие биологические мотивации голода, жажды и страха отчетливо проявляются в генерализованной по структурам гипоталамуса, лимбических образований мозга и в коре больших полушарий реакции ЭЭГ-активации. • Восходящие активирующие влияния мотивациогенных центров на другие структуры мозга и кору больших полушарий составляют "жизненную энергию каждого из нас" (Павлов И. П. , 1951. - С. 199).

• Доминирующие мотивации тесно связаны с другой ведущей стадией системной архитектоники поведенческих актов - акцептора результата действия, составлявшего направлявший компонент поведения. • Корковые пейсмекеры, создаваемые на основе процессов афферентного синтеза, особенно пейсмекеры лобных отделов больших полушарий, обладают особыми свойствами. Они, участвуя в формировании предпусковой интеграции, определяют, выбор доминирующей биологической мотивации. • При этом они оказывают специфические нисходящие тормозные и активирующие влияния на пейсмекеры биологических мотиваций, расположенные в гипоталамической области.

• С другой стороны, пейсмекеры лобной коры определяют дистантную синхронизацию ЭЭГ височной и затылочной коры и осуществляют настройку определенных анализаторов на восприятие сигнальных раздражителей, определяя тем самым межсигнальное взаимодействие анализаторов. • Исследования показали, что в организации мотивационных состояний, определяемых активностью того или иного пейсмекера, существенная роль, наряду с нейромедиаторами, принадлежит олигопептидам. Одни из этих эндогенных олигопептидов усиливают мотивационные состояния, другие, наоборот, тормозят.

• Стимулирующим пищевые мотивации действием обладают окситоцин, бета- липотропин, пентагастрин, а оборонительные мотивации - брадикинин. Ангиотензин-П, аргинин-вазопрессин, пептид, вызывавший дельта-сон, вещество П, бета-эндорфин и другие олигопептиды при введении кроликам в боковые желудочки мозга подавляли оборонительные и пищевые мотивации (Судаков К. В. , 1988). • Вазопрессин и окситоцин, как показал С. К. Судаков (1987), определяют доминирование оборонительной мотивации.

• В исследованиях показано, что при введении олигопептидов в боковые желудочки мозга изменяется модальность поведения при раздражении мотивациогенных центров гипоталамуса. Можно думать, что при этом реорганизуется корково-подкорковая архитектоника доминирующих биологических мотиваций. • Содержание олигопептидов, таких как вещество П, пептида, вызывавшего дельта- сон, ангиотензина-П и других в гипоталамусе определяет устойчивость животных к эмоциональному стрессу (Судаков К. В. , 1998) и к формированию алкогольной мотивации.

• В организации системных функций мозга ведущую роль играют взаимодействия доминирующих мотиваций с соответствующим подкреплением, т. е. с удовлетворением лежащих в их основе потребностей. • Взаимодействие мотивационных и подкреплявших возбуждений на нейронах мозга строится по голографическому принципу. • Нервная и гуморальная сигнализация от потребности выступает по аналогии с физической голографией в роли опорной волны. Сигнализация от различных параметров подкрепления выступает в качестве предметной волны.

• При этом нейроны различных отделов мозга, включенные в доминирующее мотивационное состояние, в паттернах межимпульсных интервалов своей разрядной деятельности специфически отражают соответствующую потребность. • Процентное содержание таких нейронов, участвующих в организации биологических мотиваций, оказалось выше в стволовых структурах мозга и убывает по направлению к коре больших полушарий: их больше в стволовых образованиях ретикулярной формации таламуса и гипоталамуса.

• Подкрепление переводит пачкообразную активность этих нейронов в регулярную. • Характерно, что по мере неоднократных подкреплений, например, при выработке условных рефлексов, регулярная активность у нейронов, исходно включенных в доминирующую мотивацию, начинает опережающе проявляться на действие условных сигналов и даже на обстановку эксперимента (Журавлев Б. В. , 1986).

• Голографический принцип построения доминирующих мотиваций и их взаимодействия на нейронах мозга с подкреплявшими возбуждениями объясняет, почему при сохранности гипоталамических пейсмекеров повреждение других структур мозга не влияет критическим образом на поведение животных, т. к. при этом мотивационное возбуждение распространяется на сохранные отделы мозга. • Все это открывает обнадеживающие перспективы компенсации поврежденных функций мозга.

• Следует, однако, подчеркнуть, что голографический принцип построения функций мозга существенно отличается от физической голографии. • Физическая голограмма - "замороженный отпечаток действительности". Голограммы мозга динамичны, они в зависимости от параметров подкрепляющих воздействий и различных исходных состояний организма все время изменяются. В живых организмах целесообразно говорить о динамической голографии функций мозга. • Взаимодействие доминирующих мотиваций с соответствующим подкреплением на структурах мозга включает эмоциональный компонент. Его происхождение связано с торсионным механизмом деятельности функциональных систем.

• При формировании потребности, т. е. отклонении результата деятельности той или иной функциональной системы, под влиянием сигнализации о потребности, формируется отрицательная эмоция. • При удовлетворении потребности, когда элементы функциональной системы работают в сторону возвращения результата к оптимальному для жизнедеятельности уровню, формируется положительная эмоция. • Эмоции выступают, таким образом, в роли информационного пеленга состояний адаптивных результатов деятельности различных функциональных систем организма, и в частности, - гомеостатического уровня.

• Структуры мозга, на которых осуществляется взаимодействие мотивационных и подкрепляющих возбуждений можно рассматривать в качестве своеобразного голографического информационного экрана. На этих структурах все время осуществляются интерференционные взаимодействия колебательных волн, вызванных мотивационными и подкрепляющими воздействиями (Судаков К. В. , 2000). • В качестве информационного экрана в каждой функциональной системе выступает аппарат акцептора результата действия. Именно, на структурах акцептора результата действия запечатляются свойства параметров подкрепляющих воздействий.

• Акцептор результата действия представляет в каждой функциональной системе разветвленную по структурам мозга архитектонику. Его организация связана с распространением сформированных исходной потребностью мотивационных возбуждений на исполнительные пирамидные нейроны мозга. • Одновременно с распространением этих возбуждений по пирамидному тракту на эффекторные органы, копии этих команд по коллатералям пирамидного тракта адресуются к вставочным нейронам различных областей мозга, в которых это возбуждение, благодаря замкнутым цепям, может длительно сохраняться.

• Именно к этим нейронам поступают потоки возбуждений (обратная афферентация) при действии на организм различных параметров подкрепляющих воздействий. При этом каждый параметр подкрепления запечатляется на специальной группе вставочных нейронов. • В своей совокупности эти вставочные нейроны составляют целостный "образ" подкрепления - аппарат акцептора результата действия -отпечатки действительности. • Мы полагаем, что указанные процессы лежат в основе динамических стереотипов высшей нервной деятельности, установленных И. П. Павловым.

• Обогащение акцептора результата действия происходит всю жизнь субъекта. На ранних стадиях онтогенеза запечатляются признаки родителей и тех факторов внешней среды, которые удовлетворяют ведущие потребности новорожденных - явление импринтинга, открытое К. Лоренцем (Lorenz, 1965). • Основу запечатления составляют механизмы экспрессии ранних генов и, в частности, c-fos и c-jun (Анохин К. В. , 1997). • На фоне усиленной пищевой мотивации при исследовании новорожденными с помощью выраженной ориентировочно-исследовательской реакции окружающих предметов, у них наблюдается выраженная активация во многих структурах мозга гена c-fos. • После достижения результата - удовлетворения исходной потребности -экспрессия гена c-fos снижается (Анохин К. В. с соавт. , 2000).

• При сканировании мозга с помощью позитронно-эмиссионного томографа обнаружено, что при наличии мотивации жажды у испытуемых в структурах поясной извилины, гиппокампа, таламуса, амигдалы и мозжечка наблюдается усиленный мозговой кровоток. После приема жидкости кровоток в этих областях мозга снижается (Denton D. et al. , 1999). • Указанные процессы, по-видимому, составляют основу процессов запечатления параметров подкрепления на структурах акцептора результата действия. Интимная природа этих процессов все еще остается далеко не изученной, что требует проведения в этом направлении дальнейших научных исследований.

• В формировании акцептора результатов действия в каждой функциональной системе ведущая роль принадлежит подкреплению (Судаков К. В. , 1996). • Как показали опыты (Судаков С. К. , 1987), молекулярная организация подкрепления включает процессы синтеза белка. Введение ингибиторов синтеза белка не подавляет у необученных животных ориентировочно- исследовательскую и оборонительную реакции при электрическом раздражении центров "голода" и "страха" соответственно латерального и вентромедиального гипоталамуса.

• Если вслед за электрическим раздражением указанных центров животные обучаются достигать полезный приспособительный результат, т. е. получать пищу при раздражении "центра голода" латерального гипоталамуса или избегать помещения, в котором им раздражали "центр страха" вентромедиального гипоталамуса, те же блокаторы синтеза белка при их введении в боковые желудочки мозга начинали эффективно подавлять указанные результативные реакции. • Приведенные опыты свидетельствуют о том, что под влиянием подкреплений в структурах мозга формируются молекулярные энграммы подкрепления, блокируемые ингибиторами синтеза белка.

• Специальные опыты показали, что указанные процессы формирования энграмм памяти разыгрываются на структурах акцептора результата действия. • Циклогексимид при его микроионофоретическом подведении блокировал у кроликов реакции вставочных нейронов сенсомоторнои коры на антидромное раздражение пирамидного тракта. • Введение животным антигастриновых иммуноглобулинов также блокировало пищевые реакции у кроликов при раздражении "пищевого центра" латерального гипоталамуса. Все это также указывает на то, что в реализации доминирующей мотивации в соответствующее поведение принимают участие специальные белковые молекулы пентагастрина.

• В извлечении сформированных подкреплением молекулярных энграмм акцептора результатов действия ведущая роль принадлежит доминирующим мотивациям. При возникновении соответствующей потребности, доминирующие мотивации опережающе извлекают сформированные ранее образы подкрепления. Этот механизм и направляет субъектов к цели -удовлетворению исходной доминирующей потребности. • Доминирующая мотивация настраивает мозг на более обостренное восприятие действительности и создает своеобразную "канву" возбужденных нейронов мозга, на которой подкрепляющие возбуждения "пишут" в каждом случае специфические энграммы, которые при очередном возникновении соответствующей потребности извлекаются доминирующей мотивацией.

• При блокаде молекулярных энграмм подкрепления мотивационное возбуждение, распространяющееся на структуры мозга, не способно сформировать соответствующее поведение. • Как показали опыты, активация энграмм подкрепления также наблюдается под воздействием ранее выработанных условных раздражителей. • В процессе индивидуальной жизни происходит обогащение динамических стереотипов - соответствующих акцепторов результата действия.

Основой построения акцептора результата действия являются эмоциональные состояния. • Они создают субъективный образ внутренних потребностей и их удовлетворения. Они же определяют эмоциональное сознание, строящееся на основе постоянной оценки потребностей и их удовлетворения. • Отпечатки действительности на структурах акцептора результатов действия динамичны и зависят от параметров подкрепления и способов удовлетворения потребностей.

• Отпечатки действительности подобно "клубку шерсти" наматываются на ранее созданные стереотипы, таким образом, настоящая действительность неразрывно связывается с опытом прошлого. • Можно полностью согласиться с В. Гёте, который писал: "Все, что происходит с нами, оставляет тот или иной след в нашей жизни. Все участвует в создании нас такими, какие мы есть". • Указанные процессы постоянного формирования на структурах мозга динамических стереотипов и извлечения из памяти "отпечатков действительности" и определяют, в конечном счете, интеллект личности.

• С другой стороны, информационные процессы, разыгрывающиеся на структурах мозга, формируют субъективный опыт личности. • В архитектонику интеллекта включаются все стадии системной организации психической деятельности: доминирующая мотивация, обстановочная афферентация, память, принятие решения, предвидение потребных результатов (акцептор результатов действия), эфферентный синтез и, наконец, - оценка достигнутых параметров подкрепления с помощью акцептора результата действия.

• При этом ведущую роль играет запечатление параметров результатов, удовлетворяющих исходные потребности организма на структурах акцептора результата действия, активированных доминирующими мотивациями. • Запечатление и воспроизведение доминирующей мотивацией отпечатков действительности - энграмм памяти в структурах акцептора результата действия - происходит на основе информационных эквивалентов действительности.

• П. К. Анохин писал: ". . . В теории информации существует представление о точности передачи информации о каком-либо объекте независимо от перекодирования. Я назвал бы эти этапы передачи информации информационным эквивалентом объекта. Это значит, что процесс информации, в каком бы звене передачи мы его ни уловили, принципиально содержит в себе все то, что составляет наиболее характерные черты исходного объекта, однако эти признаки могут быть представлены в разных кодах" (Анохин П. К. , 1969).

• Информационную основу интеллекта составляет эмоциональное сознание (Райков В. Л. , 1998) - постоянная оценка разнообразных потребностей организма и их удовлетворения с помощью специфических эмоциональных переживаний. • В формировании субъективных образов объективной действительности можно выделить эндогенные и экзогенные стереотипы. Эндогенные стереотипы создаются на основе эмоциональных ощущений при возникновении и удовлетворении разнообразных внутренних (метаболических) потребностей организма.

• Экзогенные стереотипы формируются под воздействием факторов внешней среды, определяя сенсорное сознание. Кроме того, в общей архитектонике "отпечатков действительности", наряду с сенсорными "отпечатками", имеют место моторные стереотипы, связанные с трафаретными движениями, определяющими удовлетворение различных потребностей организма. • Всем известно, как устойчивы заученные действия. Они проявляются нередко и вхолостую, когда по различным причинам изменяется ранее привычная обстановка. Этот элемент интеллекта можно рассматривать как "моторное сознание".

• Сформированные на эндогенной и экзогенной основах динамические стереотипы, характеризующиеся специфическими изменениями конвергентных и химических свойств нейронов мозга, выступают в роли голографических экранов мозга, своеобразного "фильтра" внешних воздействий. • У человека, в отличие от животных, субъективное восприятие действительности через динамические стереотипы определяется не только эмоциональными ощущениями, но и вербальным, языковым знанием. В этом проявляются первая и вторая сигнальные системы, предложенные И. П. Павловым.

• Субъективная оценка на основе опыта внутренних состояний окружающей действительности определяет, в конечном счете, эмоциональное и вербальное сознание человека. • Сознание выступает как процесс сопоставления информации, поступающей в мозг из внутренней и внешней среды с ранее накопленным информационным опытом - "отпечатками действительности".

• ". . . Конкретные механизмы рождения субъективного в сознании, - писал в 1969 году П. К. Анохин, - не поддаются пока аналитическому описанию, однако их точная информационная связь с исходными параметрами объективного мира не может быть подвергнута сомнению". • Представления об информационных эквивалентах действительности позволяют уже реально приступить к изучению внутренней идеальной стороны - сознания человека.