Знакомьтесь, информационные технологии - [113]
За счет организации «входной логики» последовательной активации нейронов образуется цепочка возбужденных нейронов, на поверхности которых появляется измененный электрический потенциал. Этот потенциал создает в окружающих данный нейрон глиальных клетках электромагнитное поле, которое приводит к тому, что отдельные молекулы белков выстраиваются определенным образом ориентированно по отношению к поверхности нейрона. Назовем молекулы, находящиеся в глии и способные к пространственной ориентации, «белки – трансляторы информации» (БТИ). Цепочка упорядоченных БТИ образует относительно жесткий тракт, по которому могут передаваться механические колебания. При окончании возбуждения нейрона БТИ возвращаются в неупорядоченное (хаотическое) состояние внутри глиальной клетки, и тракт передачи информации разрушается, ибо колебания затухают в вязкой цитоплазме глиальных клеток.
Тракт создается со скоростью распространения электрических импульсов между и вдоль нейронов. Информация передается со скоростью распространения ультразвука вдоль магистрали. Если одновременно существуют несколько магистралей так, что ни в одной паре из них нет общих активированных нейронов, то ультразвуковые колебания будут распространяться по этим магистралям без взаимодействия друг с другом.
Существуют ЦВМ, информационные связи внутри которых реализуются только через магистраль, представляющую собой набор проводников с соответствующими усилителями, разъемами и т. д. Можно выделить два типа линий связи внутри магистрали:
• линии передачи управляющих сигналов;
• линии передачи данных.
В любом цикле приемопередачи логика работы магистрали задается значениями набора управляющих сигналов, которые определяют: источник и приемник (приемники) информации, объем информации, передаваемой в данном цикле, приоритеты и т. д. По линиям передачи данных передается собственно информация. Управляющие сигналы обеспечивают возбуждение отдельных элементов ЦВМ. При этом реализуется обмен информацией.
В предлагаемой модели роль управляющих линий магистрали исполняют нейроны. Однако их логические функции много шире: они реализуют логику работы нейронной сети (в ЦВМ эти функции совместно выполняют арбитр и процессор). В понятие «логика работы» входит выбор последовательности нейронов, обеспечивающих связь между источником и приемником информации. Однако это не просто создание «линий связи» между двумя нейронами, а важнейший элемент неалгоритмической системы обработки информации. Можно указать особенности этой системы:
• накопление значительного объема информации;
• выработка и запоминание правил работы с информацией;
• размещение информации в определенном порядке;
• система выборки необходимой в данный момент информации;
• наличие квалифицирующих характеристик для всех автономных квантов информации.
Реализация всего комплекса обеспечивает переход от данных к знаниям. Коренное отличие организации нейронной сети от ЦВМ заключается в многозначности функций, выполняемых нейронами, и в качественно ином уровне решаемых ЦНС задач за счет значительно большего числа одновременно включенных в работу многофункциональных элементов (нейронов). На рис. П4 показана структура описываемой магистрали.
На рисунке обозначены:
1. Нейрон.
2. Управляющий сигнал.
3. Передача сигнала из нейрона в тракт передачи информации.
4. Тракт передачи информации (упорядоченные БТИ).
С точки зрения информатики можно указать три вида памяти, существующие в ЦНС человека: кратковременную, долговременную и постоянную [138] . В постоянной памяти (ПП) закодированы безусловные рефлексы. Их человек генетически наследует, сохраняет всю жизнь и передает потомкам. Обработка информации, записанной в ПП, ведется на уровне подсознания. Долговременная память (ДП) обеспечивает запоминание человеком информации, которой он может воспользоваться на протяжении всей своей жизни. Эта память реализована в нейроне на вращающихся молекулах БХИ.
Существует несколько типов кратковременной памяти. Рассмотрим сначала входную память (ВП), которая является буфером (временным хранилищем информации) между органом чувств и запоминающей средой. Все типы кратковременной памяти могут базироваться на использовании короткоживущих пептидов – молекулярных соединений, время жизни которых составляет буквально несколько секунд. Будем называть каждое из этих молекулярных соединений «белком кратковременного хранения информации» (БКХИ). Естественно, БКХИ вращается с той же скоростью, что и молекулы запоминающей среды, и также облучается ультразвуковыми колебаниями.
Для ВП такая организация работы требуется, чтобы реализовать последовательную трансляцию через нее всей информации, воспринимаемой органом чувств. Задержка на ВП может привести к информационному отсечению нейронной сети от органов чувств. Поэтому необходим элемент, в который будет последовательно заноситься очередная порция информации. Время синтеза и разрушения БКХИ и определяет тот поток информации, который может восприниматься ЦНС. Информационный объем БКХИ меньше объема БХИ, что следует из восприятия образа в виде нескольких элементов. Так, при рассматривании картины человек последовательно фиксирует взгляд на нескольких точках этой картины. Восстановление образа происходит целиком, т. е. человек вспоминает картину целиком, что указывает на хранение в ДП целостного образа.