Реферат на тему биологические основы психики

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРМЕНИИ

М. М. ОСИПЯН

От психологических явлений до

технического феномена

РЕФЕРАТ на тему: БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПСИХИКИ

(по курсу Педагогика: психология и педагогика)

Руководитель КПК: Джанполадян Б.Л.

Преподаватель (ИЯиБ): Минасян А.Л.

Е Р Е В А Н – 2009

HYPERLINK \l «a5» От психологических явлений до

технического феномена

Рассмотрены философские и методологические подходы в осмысливании тенденций развития психологии и нейрокомпьютерной техники.

Ключевые слова: психология, биологические основы психики, мозг, сознание, нейрокомпьютер

HYPERLINK \l «a6» «Что такое психология?»

HYPERLINK \l «a4»Биологические основы психики

HYPERLINK \l «a3» Мозг и психика

HYPERLINK \l «a2» Мозг и сознание

HYPERLINK \l «a1» Нейрокомпьютер

«Что такое психология?»

Именно так названо одно из крупных современных руководств по психологии (Годфруа Ж.,1992). Человеку, впервые вступающему в пределы этой области человекознания, действительно нелегко свести в единое целое ту разнородную массу фактов, гипотез, концепций, которыми наполнены статьи, учебники, руководства, монографии, научно-популярные издания по психологии, парапсихологическая литература, наводнившая в последнее время книжные прилавки, не говоря уже о насыщенной коллизиями человеческих отношений художественной психологической прозе.

Что же такое психология? Если это «наука о душе», а именно так переводится с греческого данный термин, то почему сами психологи говорят об искусстве проникновения во внутренний мир другого человека? Где, собственно, она находится, эта душа, психика, почему ее не удается обнаружить при анатомическом препарировании человека? Если, как установлено, психическая деятельность связана с активностью мозга, то чем предмет психологии отличается от предмета физиологии нервной деятельности? Если это наука о переработке информации живыми системами, то в чем ее специфика по сравнению с информатикой и кибернетикой? Если это, как утверждает одно из направлений психологии, наука о поведении, то как быть с внутренними переживаниями, ведь только они делают нашу жизнь осмысленной и богатой и, несомненно, во многом определяют наши поступки? Или если психология — наука о закономерностях, определяющих взаимоотношения между людьми, тогда как она соотносится с социологией? Может быть, эта наука вообще не имеет своего предмета? Если это действительно так, то почему она до сих пор не утратила своей самостоятельности и почему именно к ней за ее специфическими знаниями постоянно обращаются специалисты из смежных областей — педагоги и социологи, кибернетики и медики, инженеры-разработчики сложных технических систем и философы?

Повседневные наблюдения, «обобщения в процессе общения», получают дальнейшее развитие в форме философского осмысления наблюдаемых психических явлений и формулирования наиболее общих законов и предположений. До тех пор, пока не появились определенные исторические условия, а естественные науки не достигли соответствующего уровня развития, психология только и могла развиваться в рамках философии с ее абстракно-логическим методом объяснения явлений, в том числе и психических. В рамках отдельных философских систем сформировались и утвердились многие представления и понятия, описывающие сущность и функции элементов душевной жизни и души в целом и ставшие базовыми для психологии.

Так, например, уже на первых этапах научных психологических исследований были измерены пороги ощущений, установлены неизвестные ранее психофизические законы, обнаружены свойства памяти и характеристики восприятия. Интеграция всех форм психологического знания позволяет построить целостную, живую картину психической (душевной) жизни человека.

Сложность освоения системы психологических понятий определяется спецификой предмета психологии. Специфика эта заключается в том, что каждый человек при знакомстве с данными психологии, будучи носителем психики и обладая возможностью наблюдать обсуждаемые явления «изнутри», может, как кажется, выступать в качестве «эксперта» по проверке излагаемых положений. Психика — это очень тонкий инструмент приспособления к окружающей среде. Все феномены внутренней, духовной, душевной жизни, обнаруживающие себя в сознании или поведении человека, в психологии, обозначают термином «психика». Это и само сознание, и бессознательное, проявляющееся в непроизвольно возникающих психических образах и элементах поведения человека, и сами психические образы, и потребности, и мотивы, и воля, и эмоции, и сама личность человека как способ организации всех психических феноменов.

Итак, психика — это системное свойство высокоорганизованной материи, заключающееся в активном отражении субъектом объективного мира, в построении им неотчуждаемой от него картины мира и саморегуляции на этой основе своего поведения и деятельности (Психология, 1990). В чем же проявляется специфическое свойство этой организованной в определенную систему материи? Ответ таков: основное свойство ее заключается в активном отражении окружающей действительности, т. е. в активном построении образа окружающего мира. Для чего? Для того чтобы, имея его в наличии, строить поведение всего организма в этой окружающей его действительности (среде) так, чтобы удовлетворять постоянно возникающие у него потребности и при этом обеспечивать его сохранность. Здесь может возникнуть вопрос: «Если психика — это свойство материи, то какова собственная природа психики? Материальна она или идеальна? Материальны ли формируемые ею образы мира? Если образы идеальны, то как это идеальное связано с материей нервной системы?» Проблема, поднимаемая этими вопросами, имеет скорее философский, нежели психологический характер. Она будоражила умы ученых многие столетия. Ответы давались самые разные — от отрицания психики как таковой через признание психики как некоего эпифеномена до дуализма и психофизического параллелизма. С развитием теории информации и кибернетики проблема эта практически снята. В настоящее время на поставленный вопрос можно ответить так: психика идеальна, но возможна только при протекании определенных физиологических процессов.

Приспособление к среде — процесс непрерывный в силу непрерывности процесса самой жизни, однако, вводя определенные условия, можно сказать, что этот непрерывный процесс состоит из постоянно следующих друг за другом, а также включенных друг в друга отдельных приспособительных циклов. Каждый цикл, независимо от степени его обобщенности и временных масштабов представляет собой в свою очередь закономерную последовательность сменяющих друг друга этапов. Первым этапом любого приспособительного цикла является то, что придает организму некоторый импульс движения,который возникает тогда, когда нарушается внутренний порядок, необходимые для сохранения жизни и целостности организма (у человека также — личности) внутренние условия, заданные природой (у человека также обществом), т. е. своеобразные «технические условия», неукоснительное соблюдение которых только и может обеспечить его существование. Основными в области изучения мотивации являются такие понятия, как импульс, побуждение, потребность, мотив, желание, интерес, в каждом из которых отражается определенный аспект этого процесса. Психологическим феноменом, непосредственным образом связанным с рассматриваемой группой, являются эмоции. На втором этапе приспособительного цикла происходит то, что в психологии называется «опредмечиванием потребности», cуть которого заключается в том, что в субъективном пространстве формируется образ объекта (или ситуации), достижение которого может восстановить нарушенные внутренние условия. Поиск этого объекта (ситуации) или встреча с ним (создание ситуации) связаны с оперированием наличными образами, чувственными или умственными. Чувственные образы создаются с помощью ощущений, восприятия, представления, воображения. Умственные образы являются продуктом мышления. Третий этап приспособительного акта характеризуется совершением целенаправленных действий, которые вызваны к жизни указанным выше императивом и направляются образом. Наиболее важными понятиями в данной области психологии являются такие понятия, как операция, движение, действие, деятельностью. Приспособительный акт не обязательно разворачивается в указанной последовательности: мотив—образ—действие,могут быть и иные последовательности. С какого бы этапа деятельность ни начиналась, в совокупности все эти этапы и образуют целостную психическую деятельность.

HYPERLINK \l «a7» Биологические основы человеческой психики и ее социальное содержание неотделимы друг от друга. В психике человека нет ничего только биологического, как и нет ничего только социального. Даже такой, казалось бы, сугубо физиологический акт, как восприятие цвета, тоже обусловлен действием этих двух факторов — биологического и социального. Конечно, здесь,важно изучение психологии личности человека, наиболее употребительными понятиями которыми являются такие , как черты или свойства личности, сознание и самосознание (Я-концепция), бессознательное, уровень притязаний, локус контроля, структура личности, темперамент, характер, способности, индивидуальность и ряд других понятий того же порядка. Психические явления настолько сложны и многогранны, что могут быть восприняты и истолкованы по-разному, но, конечно, ни в коем случае не произвольно. В рамках изучения общения психология оперирует такими понятиями, как группа, групповые нормы, роль, групповые ожидания (экспектации), санкции, социальная перцепция (восприятие), взаимодействие (интеракция), межличностные отношения, чувства, социализация личности и ряд других. Что касается «гипотезы лингвистической относительности» Сэпира—Уорфа, впервые связь между особенностями восприятия окружающего мира и языком народа высказал Вильгельм Гумбольдт. Он утверждал, что различные языки — это не различные обозначения одного и того же предмета, а разные видения его.

Объяснительные принципы скрепляют между собой и объединяют в целостную систему знаний о психике научные психологические категории и понятия. Таких объяснительных принципов три: детерминизм, под которым следует понимать обусловленность психических явлений порождающими их факторами; системность — принцип, который предписывает рассматривать каждое психическое явление в соответствии с той функцией, которую оно выполняет в структуре целой психики, и развитие — изучение явления в том виде, каким оно стало «теперь», с точки зрения его возникновения и прохождения определенных этапов развития (Ярошевский М. Г., 1985).

Помимо приведенной выше классификации психических явлений, основанной на выделении существенных составляющих психики, представленных в ее определении, в психологии имеется традиционная классификация, в основе которой лежит акцент на динамичности или устойчивости. Условно все психические явления принято делить на психические процессы, психические состояния и свойства или особенности личности.

Разнообразие теорий, объясняющих психологические явления, в силу специфики последних помогает увидеть их с разных сторон, в то же время, наличие множества теорий в психологии не означает неопределенности психологических знаний,. Получение знаний в научной психологии производится с помощью научных методов, которые частью представляют собой специфические методы, а частью имеют общенаучный характер. В психологии используются как общенаучные методы, например метод моделирования, экспериментальный метод, метод наблюдения, так и методы, определяющиеся спецификой ее предмета и объекта. При исследовании психики человека эта специфика проявляется в способности человека к рефлексии и самонаблюдению.

В материалистически ориентированной философии в настоящее время считается, что формами бытия материи являются пространство и время, неотъемлемым ее атрибутом — движение с энергией в качестве основной его характеристики, универсальным же свойством материи является отражение. Эти четыре понятия и образуют основные, фундаментальные характеристики той действительности, в которой существует и к которой приспосабливается живой организм. Именно эти характеристики действительности — пространство, время, энергия и информация (В. А. Ганзен) прежде всего и находят свое отражение в первичном психическом образе — ощущении.

Основными категориями психологии являются категории мотива, образа, действия (деятельности), общения и личности. Например, категория деятельности в отечественной психологии используется не столько в качестве предмета психологического анализа, сколько в качестве объяснительного принципа при анализе психических явлений и процессов, а основными объяснительными принципами, препятствующими беспредельному расползанию мысли при построении психологических теорий, являются принципы детерминизма, системности и развития.

HYPERLINK \l «top» <<

HYPERLINK \l «a2» Биологические основы психики

С обретением способности к активному перемещению в пространстве возникла необходимость в особых органах, информирующих организм о происходящих при этом изменениях в окружающей среде. Поэтому в процессе эволюции сформировалась система, которая взяла на себя функцию упреждающей регистрации биологически значимых событий — психика. Психика возникает тогда, когда возникает система специализированных клеток, обладающих чувствительностью к биологически нейтральным воздействиям в отличие от раздражимости — свойственной любой живой клетке способности реагировать на биологически значимые воздействия (А. Н. Леонтьев). Психика возникает тогда, когда появляется способность строить образ окружающей среды, в котором находят отражение ее свойства.

Психический образ окружающей среды строится на основе активных преобразований нервной системой информации, которую доставляет к чувствительным клеткам, рецепторам, энергия биологически нейтральных средовых воздействий. Средства доставки организму информации о происходящих вокруг событиях всегда должны быть в наличии. Ими являются те наиболее устойчивые физические и химические свойства среды, которые присутствуют постоянно или значительную часть времени. Средовые факторы, служащие средством доставки информации нервной системе, обладают одним очень важным свойством — они способны к изменениям, в которых в определенной форме воплощается и таким образом «переносится» структура свойств объектов: частота отраженных колебаний, их амплитуда, последовательность и длительность. Структура этих изменений, в свою очередь, переносится на структуру ответных изменений, наступающих в нервной системе при ее взаимодействии со средой, порождая ее психический образ.

Для успешного перемещения организма в пространстве нервная система должна также хорошо «знать» взаимное расположение частей тела. Психическим образом, который при этом возникает, является так называемая «схема тела», представляющая собой устойчивую психическую структуру, в которой отражена конструкция тела, его пропорции, масса, скоростные характеристики, которые принимаются в расчет при построении движений и согласовании их с особенностями наличной физической среды. У каждого человека — свой собственный образ своего собственного тела. В его формировании, как и в формировании любых других образов у человека принимают участие социальные факторы.

Человек, в отличие от животных, имеет двойственную природу — биологическую и социальную. С биологической точки зрения его поведение определяется необходимостью сохранения жизненно важных внутренних условий, однако формы удовлетворения возникающих при этом потребностей определяются социально. Социальная сущность человека проявляется в наличии у него личности — совокупности социально обусловленных и социально значимых психологических свойств.

Существование человека как личности тоже связано с сохра нением своеобразного «личностного гомеостаза». Он представляет собой совокупность некоторых обязательных условий, соблюдение которых только и позволяет человеку существовать как личности. «Личностный гомеостаз» задается некоторыми социально обусловленными «константами», существенное изменение которых влечет за собой тяжелые последствия для личности.

HYPERLINK \l «top» <<

HYPERLINK \l «a3» Мозг и психика

Материальным субстратом протекания психических процессов, является нервная система. Здесь следует заметить, что на формирование психических образов оказывают влияние многие факторы — организм целиком, физическая среда, социальные условия. Однако собственно психические образы являются следствием деятельности нервной системы, идеальным порождением материального субстрата, оказывающим обратное влияние на нервную систему, а посредством ее и на организм. В свою очередь, вступая во взаимодействие со средой, организм изменяет и ее.

Особую роль в построении психических образов играет головной мозг, который представляет собой скопление тел нервных клеток, соединенных между собой особыми отростками — аксонами и дендритами. Наиболее важной особенностью нервных клеток является их способность проводить нервные импульсы, в которых кодируется информация, поступающая из организма и внешней среды, а также способность сохранять следы этих воздействий.

Идея о связи психических явлений с деятельностью головного мозга высказывалась очень давно, еще в античные времена. Так, Алкмеон из Кротоны (VI в. до н. э.) в результате наблюдений и хирургических операций пришел к выводу, что мозг есть орган души. Он обнаружил, что из мозговых полушарий «идут к глазным впадинам две узкие дорожки». Он утверждал, что мозг доставляет нам ощущения слуха, зрения и обоняния, из последних же возникают память и представление (мнение), а из памяти и представлений, достигших непоколебимой прочности, рождается знание, являющееся таковым в силу этой прочности» (Ярошевский М. Г., 1985).

Не всегда, однако, душевная жизнь связывалась с деятельностью мозга. В частности, живший намного позже Алкмеона великий античный философ Аристотель считал, что мозг является аппаратом, охлаждающим и регулирующим жар крови. Гиппократ рассматривал мозг как орган психики, но считал его железой. Римский врач Гален (II в. н. э.) связывал разумную, рассудочную деятельность с мозгом, но иные психические явления локализовал в других органах: эмоции — в сердце, а вожделения (в современной терминологии — мотивацию) — в печени.

С накоплением сведений о строении организма и функциях отдельных органов крепло убеждение в том, что именно головной мозг отвечает за психические явления. Постепенно проблема локализации в организме превратилась в проблему локализации в органе (в средние века психическую жизнь связывали с желудочками мозга), а затем вместе с процессом дифференциации психических явлений — в проблему локализации отдельных психических феноменов в отделах мозга. В конце XVIII в. австрийский врач и анатом Ф. Галль, впервые описав серое и белое вещество мозга, также впервые попытался разместить все «умственные силы» и качества человека в коре больших полушарий головного мозга. С этого времени именно кора стала рассматриваться в качестве субстрата психической деятельности.

Рассуждения Галля были, однако, слишком прямолинейными: составив список из 27 основных «способностей», он каждую из них связал с определенным участком коры. Далее он рассуждал: если у человека развита данная способность, то соответственно развит и соответствующий участок коры, который, оказывая давление на находящийся над ним участок черепа, приводит к образованию в данном месте «шишек» и «бугров» способностей. Составив карту способностей человека, Галль получил, как ему казалось, инструмент для их диагностики. Учение Галля о локализации «способностей» — френология — приобрело широкую популярность, на десятилетия овладев умами его современников.

Только спустя приблизительно полтораста лет стало отчетливо ясно, в чем заключалась ошибка Галля. Он в качестве единичных способностей рассматривал психические образования, в формировании которых принимает участие огромное количество более частных психических функций, которые, в свою очередь, формируются при участии еще более простых психических операций. Некоторые из перечисленных им «способностей», например речь, арифметический счет, рассматриваются в настоящее время как высшие психические функции человека, осуществление которых возможно при выполнении множества частных операций. Вот эти частные операции локализованы в определенных участках коры.

Итак, для осуществления какой-то целенаправленной деятельности, разные отделы мозга, отвечающие за выполнение элементарных психических функций, на время ее выполнения объединяются. После ее осуществления они же могут участвовать в деятельности иных функциональных систем.

Таким образом, мозг представляет собой сложнейшую нейрональную систему, в пространстве которой осуществляются нервные процессы, протекающие в определенном режиме и составе, порождающие психические процессы, которые в свою очередь оказывают регулирующее влияние на нервные процессы и деятельность всего организма в целом.

Было бы грубой ошибкой связывать психические процессы только с корой больших полушарий головного мозга. Психика является продуктом деятельности всей нервной системы. В формировании психических явлений участвуют и кора, и скопления нервных клеток (так называемые ядра) в толще больших полушарий, и более древние образования (тот же гипоталамус), и так называемый ствол головного мозга, располагающийся в черепе, но представляющий собой видоизмененное продолжение спинного мозга, и, наконец, сенсорные (чувствующие) органы. Каждый из этих отделов вносит свой вклад в осуществление психической деятельности.

Выдающийся отечественный нейропсихолог (нейропсихология это область психологии, изучающая связи между психическими явлениями и соответствующими им участками мозга) А. Р. Лурия выделил три наиболее крупных отдела мозга, которые он назвал блоками, существенно отличающимися друг от друга по своим основным функциям в организации целостного поведения.

Первый блок, включающий в себя те участки, которые наиболее тесно и морфологически, и функционально связаны с древними отделами, управляющими состоянием внутренней среды организма, обеспечивает тонус всех вышележащих отделов мозга, т. е. его активацию. Второй блок включает в себя кору больших полушарий, располагающуюся сзади от центральной извилины, т. е. теменные, височные и затылочные отделы. Повреждение этих отделов при сохранном тонусе, внимании и сознании проявляется в разнообразных нарушениях ощущений и восприятия, модальность которых зависит от конкретных зон поражения, обладающих высокой специфичностью. Третья обширная зона коры занимает у человека треть от общей поверхности коры и располагается спереди от центральной извилины. При ее поражении наступают специфические нарушения: при сохранении всех форм чувствительности, сохранности психического тонуса нарушается способность к организации движений, действий и осуществлению деятельности по определенной заранее программе, а также нарушается речь и понятийное мышление.

Таким образом, можно сказать, что выявленные специфические функции названных отделов мозга соответствуют трем выделенным нами в начале основным компонентам психики, составляющим целостную психическую деятельность при выполнении отдельного приспособительного акта — активация (побуждение, которое переживается в форме мотива), образ и действие.

Помимо перечисленных функциональных различий между отделами мозга можно указать еще на функциональные различия между двумя полушариями. Большие полушария головного мозга — парный орган, однако в отличие от других парных органов в организме они не обладают характером взаимозаменяемости. Каждое из полушарий выполняет собственные функции в организации психической деятельности.

HYPERLINK \l «top» <<

HYPERLINK \l «a4» Мозг и сознание

Вопрос о взаимоотношениях мозга и сознания в силу его чрезвычайной сложности нельзя рассмотреть в небольшом разделе. Здесь можно будет только набросать общую перспективу, содержащую в себе данную проблему и тот круг вопросов, с которыми она соприкасается, для того чтобы сделать более понятными место и роль в сознательной деятельности человека описываемых далее отдельных психических процессов.

Гораздо более сложным является ответ на вопрос о происхождении сознания как качества конечной инстанции — субъекта и его локализации в мозге. Ответ на него во многом зависит от исходной философской позиции. Именно в этом пункте анализа появляются бестелесные субстанции, выполняющие роль этого субъекта — дух, гомункулус, сознание как часть мирового сознания, — которые таинственным образом проникают в мозг, поселяются там, например, в эпифизе (Р. Декарт), и оттуда, пользуясь восприятием, мышлением и остальным психическим хозяйством, управляют внутренней жизнью человека. В диалектико-материалистически ориентированной философии и психологии вопрос о субъекте и сознании решается на основе принципов, перечисленных выше: системности, детерминизма и развития.

Вопрос о субъекте человеческой деятельности нельзя решить, если при этом оставаться в пределах самого субъекта, так же как нельзя решить вопрос о природе психических явлений, если при этом не выходить за пределы организма и не учитывать его связей со средой. Только рассматривая развитие субъекта и его сознания как причинно обусловленный процесс взаимодействия психики индивида с его социальным окружением, можно понять сущность сознания как смыслового и системного психического образования. Если же учитывать смысловое и системное строение сознания, то, как убедительно показывает в своих работах А. Р. Лурия, необходимо будет признать, что качество сознания зависит от деятельности всего мозга в целом, но в особенности оно связано с деятельностью лобных отделов мозга, отвечающих за произвольное планирование и контроль деятельности, в основе чего лежит социально обусловленное мышление, реализуемое речевыми средствами.

Свойством всего живого является гомеостаз, представляющий собой динамическое постоянство внутренней среды организмов, которое обеспечивается непрерывным обменом веществ с окружающей средой. Поддержание гомеостаза является обязательным внутренним условием сохранения и развития индивида и вида.

Обладание психическими образами среды является обязательным условием приспособления к ней при постоянно меняющихся ситуациях во время перемещения в пространстве. Субстратом, в пространстве которого формируются психические образы, является нервная система. Психика человека представляет собой продукт деятельности всей нервной системы вместе с ее рецепторной поверхностью, однако ведущую роль здесь играет головной мозг. Головной мозг можно разделить на три функциональных блока, отвечающих за 1) контроль внутренней среды, формирование побуждений и поддержание психической активности, 2) создание образа внешнего мира и схемы тела и 3) организацию программ взаимодействия со средой.

HYPERLINK \l «top» <<

HYPERLINK \l «a5» Нейрокомпьютер

Нейрокомпьютеры на сегодняшний день являются довольно перспективным и серьезным направлением развития современной вычислительной техники. Хотя и слово “нейрокомпьютер” иногда произносится с недоверием, скептически осторожно, обзор работ и технических решений, выполненных за последние десять лет, уже говорит о многом. Нейрокомпьютеры могут с легкостью решать такие сложные задачи, как, например, распознование образов, классификация данных, принятие оптимальных решений и так далее, то есть задачи, решения которых очень сложны даже с применением классических компьютеров высокого быстродействия и с большим объемом памяти.

В чем же основное назначение нейрокомпьютеров? Авторитетные мнения и личные размышления наводят на то, что он является либо просто очередным продуктом эволюционного развития микроэлектроники от интегральных схем (ИС) до “Супер” ЭВМ (понятие “Супер” тоже относительно!), либо подобием некоего сверхорганизованного интеллектуального объекта.

Проведем параллель между микросхемотехникой и нейросхемотехникой. Начиная с 1940 г. усилия разработчиков электронной аппаратуры были постоянно направлены на миниатюризацию электронных схем, хотя этот факт не привел к существенному изменению их функциональных возможностей. Постоянно повышался и интерес к вопросу “интеллектуализации” схем. Множество правил и законов микросхемотехники реализуют анализ и синтез ИС, их проектирование и внедрение в микроэлектронные приборы. В микроэлектронной промышленности показателем прогресса является неуклонный рост плотности упаковки приборов в одной интегральной схеме (на одном кристалле). Как было отмечено Гордоном Муром, удвоение плотности упаковки происходило каждые два года. Так появились МИС, СИС, БИС, СБИС, а в 1986 г. — схемы, содержащие свыше одного миллиона транзисторов. Следуя логической последовательности границей для ультрабольших интегральных схем (УБИС) стал уровень, соответствующий миллиону транзисторов на кристалле.

На примере роста сложности схем определенных видов можно отметить, что заметного различия в темпах роста не наблюдалось. Однако это сопровождалось созданием наилучших компромиссных высокопараллельных архитектур (например, матричного типа).

Одновременно с увеличением сложности микросхем происходило уменьшение геометрических размеров, что привело к появлению приборов все меньших размеров. На рис.1 приведен график, показывающий темпы уменьшения минимальных размеров элементов, получаемых с помощью литографии, [1]. За рассматриваемый период, как видно из рисунка, скорость была примерно постоянной.

Естественен вопрос, который задает автор [1], — “перед нами всеми стоит основной вопрос: как долго могут продолжаться это уменьшение размеров и связанное с ним увеличение сложности интегральных схем?” Эта тенденция в определенном, “конечном”, итоге приведет к тупику или к созданию феномена, отвечающего на многие интересующие нас вопросы? И, в конце концов, каковы движущие силы, приведшие микроэлектронику к своему современному состоянию в данный момент?

Рис.1. Уменьшение минимальных размеров элементов за последнее десятилетие (на примере длины затвора в МОП транзисторах).

Вернемся к простой философии. Информационные процессы, конкретно присущие микроэлектронике, имеют дело с человеческим обществом и социальной природой человека. Конкретнее, способность компьютеров решать сложные задачи обработки информации, то есть его искусственный интеллект, сегодня сильно уступает естественному интеллекту человека. Уровень интеллекта компьютера зависит (если не полностью, то в большей степени) от числа, быстродействия и степени интеграции ИС, используемых в нем.

Тот факт, что в процессе поиска методов построения биосистем все мы снова и снова обращаемся к живой материи не является случайностью. Именно в живой материи природа реализовала единственную естественную форму универсальной обработки информации, каковой является человеческий мозг. С точки зрения философии под системой обычно понимается любая целостная совокупность элементов, находящихся во взаимодействии. И она должна обладать неким интегративным качеством, не сводимым к характеристике ее элементов.

Не универсальность ли интегративное качество человеческого мозга в отличие от компьютера? И не информационные ли модели воспроизводят имеющуюся информацию об объекте, тем самым подчиняясь принципам отражения и процесса познания — свойствам материи.

Назревает вопрос, почему человеком создаются “интеллектуальные” машины, а обратного процесса не должно произойти?

Архитектоника коры головного мозга показывает, что вся поверхность его делится на структурные единицы различной значимости: основные территории или зоны, области, подобласти, поля, подполя. Она дает принципы общего строения и пространственных соотношений в коре головного мозга: нервных клеток (нейронов), нервных волокон, сосудов, межнейронных связей и так далее. Все точки организма спроецированы в извилинах головного мозга. Надо отметить, что функциональными элементами нервной системы являются нейроны, размеры которых составляют десятки микрон, то есть превышают размеры микроэлектронных элементов. Причем нейроны соединены между собой не так, как элементы микроэлектроники, где для этого используется небольшое число проводников. Имея пирамидальные и звездчатые структуры, нейроны соединяются множеством каналов связи. Каждый нейрон имеет 1000 отростков (дендритов и аксон).

В целом эти различия сводятся к гораздо более высокой степени сложности интеграции и параллелизма в обработке информации у живых организмов по сравнению с электронными схемами.

Из нейронов образуются нейросетевые структуры, каждая из которых может взаимодействовать с одним или несколькими соседними элементами (графоструктуры). Человеческий мозг достаточно далек от полного его исследования и понимания. Но нейрофизиологические и морфологические данные дают возможность представить его пирамидальной, иерархической системой, построенной по принципу “вложенности”, и сделать некоторые выводы:

Головной мозг координирует реакцию всего организма;

Отделы головного мозга функционально детерминированы, но и одновременно наделены функциональной гибкостью и возможностью перестраивания, а также свойством взаимозаменяемости;

Нервная система абсолютно унифицирована (единица строения — нейрон!);

Входы нейрона многочисленны, а выход — один (логический элемент “и”);

Отделы (уровни) головного мозга работают параллельно, хотя и учитывается приоритетность;

Графо-сетевой структурный принцип неизбежен.

И пусть не будет абсурдом, что человеческий мозг, своей поэтапностью самоутверждения, сам методично “укажет” время приостановления миниатюризации микроэлектроники и объявит о высших, сверхинтеллектуальных нейросистемах, отдавая должное всем ученым и специалистам в этой области.

HYPERLINK \l «top» <<

HYPERLINK \l «a7» Л И Т Е Р АТ У Р А

ПСИХОЛОГИЯ И ПЕДАГОГИКА. Реан А., Бордовская Н., Розум С. СПб.: Питер,2000,

Ферри Д., Эйкерс Л., Гринич Э. Электроника ультрабольших интегральных схем. — /Пер. с англ. – М.: Мир, 1991, — 327с.

Осипян М.М. Нейрокомпьютер — постоянная проблематичность в перспективе? VI Всероссийская конференция «Нейрокомпьютеры и их применение», сб.докл. Москва,16-18 февраля,2000г., с. 654-656.

PAGE

PAGE 12





Внимание, только СЕГОДНЯ!