Функция полевого механизма сознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Функция полевого механизма сознания

1. Рефлекторный и полевой уровни обработки информации

рефлекторный сознание нервный

Существующая нейробиологическая концепция оказалась бессильной в решении важнейших проблем нейробиологической науки - раскрытии механизмов феноменов памяти и сознания. 20-е столетие было отмечено лишь двумя выдающимися событиями, относящимися к исследованиям в области фундаментальной нейрофизиологии: создание учения о высшей нервной деятельности (ВНД), основанном на обнаруженном И.П. Павловым явлении рефлекторных реакций, и создание П.К. Анохиным Общей теории функциональных систем.

Первоначально все формы психической деятельности - осознание человеком собственного «Я», феномены мышления, творчества и т.д. - рассматривались как результат происходящих в коре больших полушарий процессов рефлекторной деятельности. ВНД рассматривалась как совокупность многообразия и непрерывного развития условных и безусловных рефлексов. Было установлено, что рефлекторная деятельность мозга подчинена принципам детерминизма и структурности: каждой функции ЦНС соответствуют определенные структуры головного мозга. Были установлены пути прохождения афферентной информации, поступающей от специфических (зрительной, слуховой, обонятельной и т.д.) сенсорных систем-преобразователей, соматической и вегетативной сенсорных систем. Показано, что кроме нижних отделов головного мозга, все эти системы представлены и в определенных областях коры. Была определена локализация центров, управляющих различными рефлекторными реакциями - страха, удовольствия, голода, боли, насыщения, регуляции сердечно-сосудистой системы и т.д., и их представительства в коре больших полушарий. Однако центры памяти и сознания обнаружены не были, что привело к осознанию того факта, что психическая деятельность не может быть отнесена к категории рефлекторных феноменов. Стало ясно, что для сознания и памяти нарушен принцип детерминизма и структурности. Эти феномены реализуются всей корой головного мозга; их проявления обусловлены существованием механизмов обработки информации, обладающих иными свойствами и даже иной природы.

Множество феноменов убедительно свидетельствуют о существовании нерефлекторных (неклеточных) механизмов обработки информации в процессах, связанных с психической деятельностью. К ним, в частности, относится резкое расхождение между техническими характеристиками нейронных структур (осуществляющими, например, перенос информации от рецептора в конечный мозг и в самой коре головного мозга) и временными и количественными показателями реальных процессов сверхбыстрой обработки гигантских объемов информации (например, в процессах выборки информации из «архивов» долговременной памяти).

В первом случае продолжительность всех процессов обусловлена «миллисекундной техникой» переноса информации. Так, длительность нервного импульса (потенциала действия) составляет 1-1,5 мс, но продолжительность рефрактерного периода, ограничивающего предельную частота возбуждения нейрона (250ч350 имп/с) составляет порядка 3,5 мс. В результате прохождения по различным путям афферентная информация, отражающая образ внешней среды, поступает в ассоциативные области коры лишь спустя 70 - 100 мс после возникновения рецепторного потенциала - реакции на воздействие фактора внешней среды, а его осознание - только через 300-500 мс [1].

Во втором случае о временных и количественными показателях реальных процессов сверхбыстрой обработки информации можно судить по следующему. По свойствам и функциям различают два уровня сознания: собственно сознание и подсознание. Математик Питер Успенски в книге «В поисках чуда» приводит следующую оценку: функции подсознания выполняются почти в тридцать тысяч раз быстрее, чем функции сознания*. Во всех случаях достижение таких скоростей возможно только на уровне полевых взаимодействий. Убедительным примером служит практически мгновенная выборка необходимой информации из архивов памяти. Существуют два разных по специфичности вида памяти: кратковременная и долговременная. Долговременная память обладает свойством сохранять на многие десятилетия и затем точно воспроизводить все детали происходивших некогда событий. Со времени обнаружения ДНК по их подобию роль субстрата долговременной памяти приписывалась неким специфическим белковым «молекулам памяти», способным сохранять энграммы (следы образов), которые пока не обнаружены и, конечно, обнаружены не будут (существующие нейроспецифические белки - коннектиконы, встроенные в мембраны нейронов лишь увеличивают чувствительность нервных клеток к приему афферентной информации). Между тем множество примеров свидетельствуют о неограниченной емкости архивов долговременной памяти. Брайан Трейси в работе «Созна-ние и подсознание» (Интернет) связывает функцию долговременной памяти с подсознанием. Он говорит: «Подсознание - это огромный, практически ничем не ограниченный «банк данных»… В нем сохраняется все, что постоянно с вами происходит. К тому времени, как вы достигнете возраста двадцати одного года, вы накопите в себе количество информации, более чем в сто раз превышающее содержимое полной Британской энциклопедии». Ясно, что выборка информации из столь гигантских по объему архивов возможна только при участии полевого механизма.

О существовании двух уровней обработки информации в головном мозге - клеточного и полевого - свидетельствуют также явления временной или полной потери сознания и памяти (ретроградная амнезии), возникающие после удара в голову. В результате возникших при этом мощных вибраций у человека возникает состояние, при котором на время или навсегда утрачивается дар речи, способность к мышлению, узнавание близких ему людей. В то же время продолжают нормально функционировать никак не связанные с указанными свойствами все системы жизнеобеспечения и процессы жизнедеятельности, контролируемые клеточными структурами нижних отделов головного мозга. Об особых свойствах механизма Сознания свидетельствует П.К. Анохин: «Интересно отметить, что, являясь наиболее требовательным к объему афферентной информации, процесс принятия решения страдает в первую очередь после различных вмешательств в ЦНС» ([2], с. 51).

И наоборот, мышление и память сохраняются независимо от функционирования структур, участвующих в рефлекторном процессе. Например, при общем наркозе, временное прекращение рефлекторных процессов, впоследствии не отражается на функционировании механизма долговременной памяти; события, происшедшие до такого воздействия, сохраняются в памяти. А высшая нервная деятельность (ВНД) - анализ ранее поступившей афферентной информации, ее переработка и запоминание сохраняются во время естественного сна, когда ответные двигательные реакции по рефлекторным путям заблокированы.

Все сказанное позволяет говорить о двух уровнях процессов обработки и хранения информации с резко различающимися временными характеристиками. Приведенное выше сравнение скорости протекания процессов на уровне подсознания со скоростями рефлекторных реакций (превышение в десятки тысяч раз!), а также пример выборки информации из архивов долговременной памяти приводит к необходимости признать существование механизма сверхбыстрого - полевого уровня ее обработки.

Свидетельством существования полевого механизма сознания служит также явление неспецифической рецепции, обуславливающее реакцию человека на так называемые «ПСИ» - воздействия.

Предположение о возможных полевых механизмах сознания и памяти рассматривалось в начале 70-х годов в работе [3]. Оно было отвергнуто, поскольку науке тех лет иные поля, за исключением гравитационных и электромагнитных, не были известны. В настоящее время экспериментально показано, что информационные поля, к которым также относятся характеристические поля, несущие информацию о спиновых системах объектов живой и неживой природы, обладают всеми свойствами, необходимыми для реализации функций механизмов психической деятельности. Экспериментальные доказательства существования этих свойств, приведенное в Части I монографии, позволили приступить к созданию концепции полевых механизмов сознания и памяти.

2. Аппарат афферентного синтеза и Биокомпьютер сознания

В нейробиологическую концепцию XX столетия трудами академика П.К. Анохина была заложена основа современных представлений о разобщенности в ЦНС функций психической деятельности и рефлекторных реакций. Cогласно теории функциональных систем, психическая деятельность человека и ее практическая реализация осуществляются при участии двух компонентов функциональной системы - Аппарата афферентного синтеза (ААС) и Аппарата акцептора результатов действия. По Анохину, кратковременная (секунды, минуты) и долговременная (на протяжении всей жизни) память, независимо от ее вида, входит в качестве функционального компонента в состав аппарата афферентного синтеза (рис.).

Схема ФС по Анохину со встроенным Биокомпьютером сознания (пояснения в тексте)

1 - головной мозг; 2 - Аппарат афферентного синтеза;

3 - Аппарат акцептора действия

ОА - обстановочная афферентация;

ПА - пусковая афферентация

рефлекторный сознание нервный

Итак, ААС - фрагмент функциональной системы - категория нематериальная, оперирующая материальной сущностью (головной мозг и в целом - некоторая часть ЦНС), целенаправленно контролирующая и управляющая процессами жизнеобеспечения организма, (включая психические), приема, обработки, хранения и «утилизации» информации.

Современная концепция психофизики рассматривает в качестве механизма сознания функционирование некоего Биокомпьютера сознания (БКС). В нашем понимании БКС - некое материальное двухуровневое «устройство», в функцию которого входит обработка, отбор и хранение информации, необходимой для процессов жизнеобеспечения организма, в том числе психических процессов мышления, сознания, творчества и т.д. На уровне головного мозга БКС охватывает участвующие в психических процессах клеточные структуры коры головного мозга и его стволовых структур - компонентов лимбической системы, таламуса и др., в которых поступающая афферентная информация при постоянном участии ретикулярной формации подвергается первичной обработке - формированию эмоций и т.д.

На полевом уровне БКС представлен характеристическим полем коры головного мозга, являющимся, по-существу, информационным полем физического вакуума (ФВ). Мы назовем его «Процессором». Работа Процессора основана на взаимодействии характеристических полей клеточных структур коры, входящих в качестве подсистем в характеристическое поле коры головного мозга. Долговременная память реализуется на полевом уровне. Ее существование обусловлено свойством информационных полей сохранять информацию неопределенно долго во времени в виде фантомов, когда сам источник информации уже не существует.

Через ФВ происходит взаимодействие собственного характеристического поля коры головного мозга индивида с информационными полями, образованными другими объектами. В числе таких объектов могут быть спиновые структуры - фантомы - носители идей и образов, возникшие некогда в процессе их генерации другим индивидом и продолжившие свое существование в ФВ. Возникновение и существование в Физическом Вакууме таких спиновых структур подобно возникновению и существованию остаточной намагниченности в ферромагнетиках.

В функциональном плане между БКС и ААС существует принципиальное различие, заключающееся в том, что ААС рассматривается (по Анохину) как компонент функциональной системы, обеспечивающей жизнедеятельность целого организма. В задачу ААС входит определение важнейшей сиюминутной потребности организма (определение цели) путем анализа и синтеза всей афферентной информации, поступающей в верхние отделы головного мозга с учетом пережитого опыта.

БКС мы рассматриваем как некий инструмент, обеспечивающий реализацию указанной задачи. БКС входит в Аппарат афферентного синтеза в качестве его материальной основы.

БКС выполняет:

- прием афферентной информации о состоянии окружающей среды и организма;

- обработку (кодирование) всей афферентной информации, поступающей с клеточного и полевого уровней, насыщение ее дополнительными модами, например эмоциональной составляющей;

- анализ и выбор оптимальных вариантов на основе приобретенного опыта с привлечением долговременной памяти;

- функционирование кратковременной памяти;

- хранение информации на полевом уровне в архивах долговременной памяти.

В задачу Аппарата афферентного синтеза входит подготовка и принятие решений на основе интеграции информации, поступающей с клеточного и полевого уровней БКС (по Анохину - «Мотивация»). ААС организует функционирование БКС. В частности, на полевом уровне ААС контролирует выборку информации, хранящейся в архивах долговременной памяти, перенос информации с клеточного уровня на полевой и с полевого на клеточный уровень.

Из всего сказанного следует:

Биокомпьютер сознания - «устройство», интегрированное в ААС, обеспечивающее реализацию его функций.

Функция Процессора - механизма БКС на полевом уровне - заключается в подготовке информации на уровне подсознания к участию в осознанной психической деятельности индивида. Разобщение кооперативной деятельности механизмов полевого и клеточного уровней БКС ведет к прекращению осознанной психической деятельности, разрушению личности. Итак:

Процессор - инструмент, компонент БКС на полевом уровне;

Подсознание - процесс, компонент психической деятельности на полевом уровне, основанный на результатах функционирования Процессора и БКС в целом.

3. Кора головного мозга как субстрат процессора

Биокомпьютера сознания

Рассмотрим некоторые вопросы, связанные со спецификой строения коры головного мозга, являющейся материальным субстратом Процессора, и с путями поступления в Процессор афферентной информации.

Одна из основных особенностей строения коры заключается в по-

слойном распределении нервных клеток и их связей. Нейрокортекс человека включает, как правило, 6-7 слоев клеток.

Другой особенностью строения нейрокортекса является существование морфофункциональной единицы коры - нейронного комплекса, называемого «колонкой», который проходит через все слои коры.

В. Маунткас обнаружил нейронные колонки в различных зонах сенсорной коры (1957 г.). Колонки содержат сотни нейронов во всех слоях коры в радиусе 0,5-1,0 мм от оси цилиндра, направленной перпендикулярно поверхности. Все клетки колонки объединены общей функцией обработки афферентной и эфферентной информации, поступающей от рецепторов одного и того же органа чувств. Каждая колонка клеток отвечает за восприятие преимущественно одного вида чувствительности. Клетки в колонке тесно связаны между собой и получают общую афферентную веточку из подкорки. Соседние нейронные колонки, связанные с другими рецепторами, могут частично перекрываться и взаимодействовать между собой по механизму латерального торможения, а также осуществлять саморегуляцию по типу возвратного торможения. Многочисленные горизонтальные волокна, отходящие от колонки, осуществляют связь с другими структурами в различных частях мозга, в том числе и с соседними колонками.

Считается, что слои I у поверхности коры и IV являются «входами» в кору, они состоят, в основном, из элементов, воспринимающих афферентную информацию.

В мелкоклеточном внешнем зернистом слое II происходит обработка поступающей из них афферентной информации. Среднеклеточный - ассоциативный слой III связывает между собой различные корковые зоны.

Афферентная (слои I-IV) и эфферентная (слои V и VI) зоны коры существенно разнятся не только по морфологическим показателям клеточных элементов, но, как будет показано ниже, по электрофизиологическим показателям и физиологическим процессам, которые в них происходят. Учитывая такое различие и переходя от рассмотрения рецептивного поля к коре головного мозга в целом, мы приходим к выводу, что материальная база Процессора - весь его элементный состав, участвующий в полевом процессе обработки афферентной информации, ее анализе и синтезе, локализован в верхних слоях коры.

Поскольку ранее никакие исследования, связанные с Процессором БКС, не проводились, и данные по дислокации его клеточных структур отсутствуют, при дальнейшем рассмотрении чисто спекулятивно мы примем, что афферентный вход в Процессор, реализующий перенос информации с клеточного уровня на полевой, осуществляется звездчатыми клетками, расположенными в слое II. Функцию эфферентного выхода Процессора - переноса информации с полевого уровня на клеточный - осуществляют клетки (возможно!) III и / или

IV слоев. Из Процессора эфферентная информация поступает в различные области коры и в нижние отделы головного мозга, входящие в состав БКС.

4. Структуры процессора БКС и их функции

Изучение полевого компонента механизма психической деятельности должно быть начато с выявления структур коры головного мозга, вовлеченных в его работу - элементной базы Процессора. К основным функциям этих структур относятся:

- участие в переводе дискретной формы информации в аналоговую;

- участие в переносе афферентной информации, поступающей с клеточного уровня от рецепторов и из физического вакуума на полевой уровень;

- обработка информации в аналоговой форме, основанной на спин-спиновых взаимодействиях характеристических полей клеток-афферентов, входящих в состав элементной базы Процессора и спин-торсионных взаимодействий этих полей с информационными полями физического вакуума;

- участие в переводе аналоговой формы информации в дискретную и переводе эфферентной информации с полевого уровня характеристических полей на уровень клеточных структур головного мозга.

Зададимся вопросом, какие структуры коры головного мозга участвуют в феноменах полевых информационных взаимодействий в составе Процессора? Очевидно, что критерием для отбора этих структур на предмет их возможного участия в создании образа внешней среды на полевом уровне является наличие признаков, свидетельствующих о способности структуры, представленной на полевом уровне характеристическим ТП:

а) служить индикатором возбужденного состояния структурной единицы, например, нервной клетки;

б) нести пространственно-временную информацию о дислокации структурной единицы (клетки или группы клеток) в коре головного мозга;

в) участвовать в механизме кратковременной памяти;

г) участвовать в переносе эфферентной информации в долговременную память и на уровень ФВ.

5. Нервная клетка как структурная единица процессора

Афферентная информация, исходящая от специфических рецепторов анализатора, например зрительного или слухового, поступает на клеточный уровень БКС в нижние отделы головного мозга - в ретикулярную формацию, ядра гипоталамуса и таламуса, где она перекодируется в «релейных станциях» и снабжается дополнительной информацией. В новой модальности информация поступает в сенсорные зоны анализаторов (сенсорные области коры) и далее - в ее ассоциативные области.

При поступлении афферентной информации в кору головного мозга в сознании возникает отображение картины реального мира в виде образов - зрительного, слухового и т.д., а на всем пути ее продвижения в каждый данный момент в различных областях коры образуется определенное для этого момента сочетание («мозаика») возбужденных структурных элементов, соответствующая данному образу.

Возникший в результате одновременного поступления в кору головного мозга афферентной информации, исходящей от рецепторных зон двух анализаторов, например звукового и светового, «Сложный образ» расширяет представительство мозаик в сенсорных и ассоциативных полях коры головного мозга. На полевом уровне в Процессоре сложный образ будет представлен характеристическим полем, в котором характеристические поля, соответствующие слуховому и зрительному образам корковых областей анализатора, являются подсистемами характеристического поля сложного образа.

Простейшим структурным корковым элементом мозаики является нервная клетка - нейрон. Именно в нейрон от различных структур головного мозга, например из ретикулярной формации, и от периферийных рецепторных клеток по проводящим каналам лимбической системы поступает поток афферентной информации, где она суммируется. Интегральный ответ нервной клетки - элемента мозаики - на всю афферентную информацию поступает на уровень полевой обработки в Процессоре. Ответная реакция Процессора в качестве эфферентной информации передается к нервным клеткам БКС для последующего этапа ее обработки или для исполнения (по Анохину, в «Аппарат акцептора действия»). Таким образом, для переноса информации на полевой уровень необходим признак элемента мозаики - активированной клетки. Этим признаком может явиться возбужденное состояние самой клетки, или аксона, проводящего нервный импульс.

К спиновым подсистемам нейрона относятся весь аксон в целом и его фрагменты, поскольку исходящий от нейрона и распространяющийся по аксону потенциал действия является индикатором возбужденного состояния нейрона. Возбуждение, передающееся по аксону клетки, можно рассматривать как вектор направленности информации, позволяющий отслеживать на полевом уровне динамику образов, поступающих на клеточный уровень с афферентной информацией. Этот вариант работы Процессора на этапе определения основных структур, участвующих на клеточном и полевом уровнях в работе механизма сознания, для упрощения изложения основной задачи исключен из рассмотрения.

Из изложенного следует: в качестве структурного элемента коры головного мозга, спиновая система которого в составе мозаики участвует в создании образа на полевом уровне, мы должны принять возбужденную нервную клетку. Признаком возбужденного состояния нейрона на уровне характеристических (спиновых) полей является измененный ионный состав цитоплазмы.

Нервная клетка лишь частично удовлетворяет критериям, предъявляемым к структурам, участвующим в механизме сознания на полевом уровне. Причина этого в следующем. Нейроны участвуют в переработке и переносе информации, характеризующей «качество» (модальность) афферентной информации, поступающей от рецепторов в кору головного мозга в виде нервных импульсов. Модальность информации закодирована длительностью серии нервных импульсов и частотой их следования. Длительность нервного импульса составляет порядка 1 мс. Таким образом, информация, переносимая нейронами, всегда дискретна. Между тем, условия функционирования Процессора требуют непрерывного режима его функционирования. Ниже мы вернемся к возможному решению этой проблемы.

6. О переносе информации с клеточного на полевой уровень при участии одних только нервных клеток

Механизм переноса информации с клеточного уровня на полевой, на первый взгляд, достаточно прост: активированный нейрон как единое целое представлен на полевом уровне характеристическим полем, содержащим информацию о структуре его спиновой системы. Фрагменты возбужденного нейрона заданы на этом же уровне их характеристическими полями в качестве подсистем спиновой системы нейрона. Это в равной степени относится и к основному носителю признака возбужденного нейрона на полевом уровне - к его цитоплазме, в которой на весь период возбужденного состояния нейрона резко изменен ионный состав - повышена концентрация ионов натрия Na⁺ и понижена концентрация ионов калия К⁺. Продолжительность существования такого признака составляет порядка 1,5 мс.

Таким образом, дискретный характер афферентной информации, поступающей от рецепторов (например, из сенсорной зоны звукового анализатора) в его корковую зону и далее в ассоциативную область коры, обуславливает как дискретный характер информации о возбужденных нейронах в составе мозаики, переносимой на уровень характеристических полей, так и дискретность самого звукового образа, возникшего на полевом уровне.

С прекращением состояния возбуждения нейрона (выходом Na⁺ из клетки) звуковой образ на полевом уровне исчезнет. Продолжительность образа звукового сигнала в окружающей среде составит порядка 1,5 мс.

При синхронном поступления афферентной информации в слуховой и зрительный анализаторы, в ассоциативной коре на полевом уровне возникнет сложный образ продолжительностью 1-1,5 мс. Однако в случае запаздывания информации, поступающей от одного из анализаторов более чем на 1,5 мс, этот образ в составе единого характеристического поля, включающего подсистемы - характеристичес-кие поля, соответствующие звуковому и световому образам, не возникнет; функционирование Процессора - анализ и обработка поступающей разнородной афферентной информации на полевом уровне станет невозможным. К примеру, вспышка от выстрела, произведенного на расстоянии 100 м, и звук от него будут восприняты как два независимых события.

Проблема непрерывности отображения на полевом уровне всей афферентной информации была упомянута в п. 5. Необходимость ее представления в аналоговой форме связана с множеством источников, из которых она поступает на клеточный уровень БКС и далее в Процессор, и неопределенностью ее параметров - начала поступления в БКС, частоты нервных импульсов, продолжительности серии и т.д.

В этих условиях выработка адекватного ответа на события внешнего мира - их сравнительный анализ и оценка возможны только при одновременном участии в работе Процессора всей поступающей информации. Уже поступившая информация из одного анализатора должна «ожидать» поступление информации из другого анализатора.

Существующее представление о реверберации информации - циклическом ее возобновлении в определенных областях коры через определенные отрезки времени (например, через каждые 150 мс), никак не улучшает ситуацию. Информация по-прежнему остается дискретной, и механизмы гарантированного одновременного возникновения информации, поступающей по случайным каналам, в неких «информационных центрах» отсутствуют.

Из сказанного следует: система характеристических полей всех клеточных элементов мозаики должна отображать образ на полевом уровне. Однако участие одних только нервных клеток в составе мозаики образа не обеспечивает формирование Процессором адекватной оценки событий внешнего мира (в нашем примере - динамики зрительного и слухового образов), то есть нормальное функционирование механизма сознания. Основным условием функционирования Процессора, отражающего на уровне подсознания состояние (образы и процессы) окружающей среды, является перенос информации на полевой уровень в аналоговой форме, обеспечивающей в любой момент времени обработку всей информации, поступившей на вход Процессора.

Ниже показано, что проблема обеспечения процесса непрерывной обработки всей афферентной информации решается путем совместного участия в нем нервных клеток в сочетании с их сателлитами - деполяризованными глиальными клетками. В главе 2 будет рассмотрен механизм функционирования нейро-глиального комплекса в процессах мышления.

Литература

1. Смирнов В.И., Яковлев В.Н., Правдивцев В.А. Физиология центральной нервной системы. Изд. «ACADEMIA», М., 2005, С. 25.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. Медицина, М., 1975, 467 с.

3. Walker E.H. The Nature of Consciousness. Mathematical Biosciences, 197O, vol. 7, (1/2), pp 131-176.

4. Акимов А.Е., Бинги В.Н. О физике и психофизике // Сознание и физический мир / Под ред. А.Е. Акимова, М., Изд-во агентства «Яхтсмен», 2005. Вып. 1, с. 104 -125.

5. Акимов А.Е., Бинги В.Н. Компьютеры, мозг, Вселенная как физическая проблема // Сознание и физический мир / Под ред. А.Е. Акимова, М., Изд-во агентства «Яхтсмен», 2005. - Вып. 1, с. 126-136.

6. Бобров А.В. Торсионные модели в психофизике. ВИНИТИ, Деп. №821-В97, М. 2007, 72 с.

7. Бобров А.В. Полевая концепция механизма сознания. Сознание и физическая реальность. Т. 4, №3. Фолиум, М., 2009, с 47-59.

Размещено на Allbest.ru