majka_monacka
28.09.13, 18:01
Wszelkie obiekty postrzegane przy pomocy naszych zmysłów zmieniają stany elektryczne w neuronach naszych mózgów oraz topologię łańcuchów proteinowych w białkach synaptycznych kanałów jonowych, dendrytów, aksonów i perykarionu. Stany elektryczne w przestrzeni miedzysynaptycznej są szybkozmienne i odpowiadają pamięci roboczej. Odkształcenia białek pod wpływem jonowych sygnałów zmysłowych mogą trwać wiele minut i godzin i odpowiadają pamięci krotko- i średnio-trwałej. Odkształcenia DNA w genach odpowiadają pamięci długotrwałej na przestrzeni wielu lat lub całego życia. Te zmiany konfiguracji stanów biofizycznych sieci neuronowej stanowią reprezentację mentalną postrzeganego świata. Poszczególne agregaty specyficznych stanów neuronowych stanowią korelaty neuronowe postrzeganych obiektów.
Korelaty te tworzone są w procesie postrzegania świata a więc uczenia się rozpoznawania obiektów tworzących nasze otoczenie. Skoncentrujmy uwagę na tworzeniu takich korelatów w przypadku zmysłu wzroku.
Oglądanie obiektu nie tworzy korelatów w postaci odtworzenia rodzaju obrazka w polach neuronowych. Neurony siatkówki współdziałając z polem wzrokowym V1 rozbija obraz na proste elementy symbolizujące charakterystyczne zbiory punktów, linii, konturów, plam barwnych, linii, pasków, przesuwających się elementów sprzężonych z charakterem ruchu itp.
W wyższych polach V2....V4 do ktorych przesyłane są informacje z pola V1 tworzone są większe agregaty przesyłające informacje do jeszcze wyższych pól np. V20 gdy rozpoznawane są większe struktury geometryczne. Następuje tu olbrzymia kompresja informacji. Podczas kiedy do oka dociera strumień informacji rzędu gigabitów na sek., to w najwyższych polach wzrokowych strumień ten ogranicza się do kilkuset bitów na sek.
Są poważne dowody, że hierarchia rozpoznawania kończy się na pojedynczych neuronach, tzw. neuronach gnostycznych. Jeśli przyjmiemy takie założenie, to rozpoznawanie z prędkością 1 obiektu/sek. odpowiada strumień informacji 1 bit/s.
Jak wiec mózg potrafi odtworzyć "wygląd" rozpoznawanego obiektu?
Jeśli pobudzimy neuron gnostyczny, np. przez przypominanie i skojarzenia z innych równoległych lub wyższych pól mózgowych, to w dół drabiny przetwarzania przesyłane są sygnały zwrotne, zstępujące, które pobudzają całe drzewo neuronowych stanów pamięciowych reprezentujących wspominany obiekt. Staje więc on nam "przed oczami" jak żywy (jeśli pobudzanie jest efektywne i precyzyjne).
Zapamiętywane korelaty nie muszą być identycznymi kopiami obiektu przy każdym jego oglądaniu. Wystarczy podobieństwo konfiguracji pobudzeń, żeby obiekt był rozpoznany tzn, pobudzenie hierarchicznie przekazane do komórki gnostycznej. Na dodatek prezentacja podobnych obiektów lub prezentowanych w podobnych warunkach modyfikuje nam kształt wzorców - korelatów utrwalonych w pamięci. Oglądanie tego samego obiektu pod różnymi kątami tworzy grupę komórek quasi-gnostycznych powiązanych z jednym obiektem.
Wzorce nie stanowią więc jednoznacznych korelatów poszczególnych obiektów. Mają one charakter rozmyty a ich powiązanie z kształtem obiektów jest bardzo luźne. Przy czym nie jest to powiązanie z konkretnym obrazem obiektu, ale z systemem plamek, linii i innych struktur geometrycznych na które oko rozbijało obraz w trakcie uczenia rozpoznawania obserwowanych obiektów. Informacja o bogatej strukturze obiektu została bezpowrotnie utracona. Pobudzenie 0-1 neuronu gnostycznego jest tylko korelatem pojawienia się czegoś podobnego do demonstrowanych w trakcie uczenia obiektów. Jeśli w jakimś mózgu o identycznej strukturze pobudzone byłoby drzewo sieci neuronowej poczynając o pojedynczego neuronu gnostycznego, to niemożliwe byłoby złożenie z niego struktury obrazu zawierającego miliard razy więcej informacji. Mózg atakowany byłby mnogością wrażeń, ale całkowicie nie kojarzącą się z rzeczywistością.
To tak jakby rozbić starożytną wazę, posegregować cząstki elementarne na bozony i fermiony a potem spodziewać się, że potrafimy je złożyć w nową wazę badając i kopiując szczegółowo stan tych cząstek.
Nie można więc odtworzyć wrażeń i postrzeżeń w mózgach, którym nigdy nie zaprezentowano przy pomocy współdziałających z tymi mózgami zmysłów, obiektów, które mogłyby wygenerować takie wrażenia. Także z tego powodu, ze otaczająca nas rzeczywistość jest znacznie bogatsza, niż korelaty tej rzeczywistości tworzone przez nasz mózgi.