Главная » Статьи » Наука | [ Добавить статью ] |
В этой игре нет писаных правил... часть 2 сама игра
Управляет движениями, как установил Бернштейн, иной мозговой механизм: сравнивающий в мозговых нейронных сетях две нейрофизиологические модели. Первая – это модель реальности, вторая – модель потребного будущего. Вот разность между моделями и служит сигналом рассогласования.
А если еще точнее, сигналом является различие между программой действия, уже содержащейся в мозгу (ибо она сформирована во время многомесячных тренировок), и выполнением этой программы в координатах внутреннего, субъективного пространства.
То, что разворачивается в мозговом пространстве спортсмена, для победы гораздо важнее того, что реально видит сторонний наблюдатель. Мяч еще только начал лететь с той стороны площадки, а мозговой компьютер Штеффи Граф благодаря зрению уже вычислил траекторию полета и включил соответствующую программу движения ее тела. А о том, как выполняется программа, скажут «мозговому компьютеру» сигналы проприорецепторов. Вот если предсказание окажется неверным, потерпит неудачу даже такая феноменальная теннисистка.
О великом спортсмене уважительно говорят: «думающий». И оценка полностью соответствует реальности. А то, что думает его мозг не о предмете интереса, скажем, философа, вовсе не дает основания относиться к людям спорта свысока, тем более, что и среди философов встречаются всякие.
Возвращаясь же к управлению мышцами, надо сказать, что нервная система высокоорганизованных существ имеет две подсистемы: древнюю, палеокинетическую, и более новую (сравнительно, конечно) – неокинетическую.
Древняя обслуживает все (кроме сердца) внутренние органы – те, которые в общем не нуждаются в быстроте и мощности. По этому признаку она сходна с управляющей нервной системой низших животных. Однако у высших существ палеокинетическая подсистема имеет еще одну важную функцию – программную.
Она преднастраивает мышечный комплекс тела и задает рукам и ногам, этим многозвенным маятникам, требуемую жесткость и нужную частоту собственных качаний. За этими словами кроется вот что. Конечности обладают, вообще говоря, множеством степеней свободы (что демонстрируют, в частности, пьяные), – а для осмысленных движений все эти степени должны быть сведены к определенному минимуму. Что и выполняет палеокинетика. Она действует на ничтожные доли секунды перед неокинетикой и обеспечивает ей, так сказать, удобство работы.
А результат действия неокинетики каждому виден воочию.
Тут надо отметить, что успех в решении простой двигательной задачи обычно достигается сразу, уже при первой попытке. Конечно, такое движение очень часто неуклюже. Потом, в процессе тренировок, будет создан более удобный, «ловкий» путь решения, – но важно это «сразу». Оно свидетельствует, что в мозгу, в выработанной им программе движения обязан находиться «предвосхищенный образ» результата, – эту мысль Бернштейн неустанно пропагандировал с 1935 года.
В конце 50-х годов к концепции формирования в мозгу человека модели внешнего мира пришел независимо от Бернштейна германский кибернетик Карл Штейнбух (правильнее Штайнбух), специалист по читающим автоматам. Однако в его гипотезе отсутствовал самый существенный элемент: модель потребного будущего. А без нее нет возможности сформировать целеустремленную систему. И дать математическое описание такой системы.
Слов нет, о возможном математическом подходе к физиологии высказывался еще И.П. Павлов: «Пределом физиологического знания, целью его является выразить это бесконечно сложное взаимоотношение организма с окружающим миром в виде точной научной формулы. Вот окончательная цель физиологии, вот ее предел». Для людей его поколения подобная «формула» представлялась, скорее всего, словесной, легко переводимой на математический язык наподобие законов физики Галилея и Ньютона. Развитие физиологии показало всю недостаточность такого подхода, – замечал Бернштейн.
И не в том дело, что организм «бесконечно сложен». Поведение бесконечно большого числа молекул газа или жидкости вполне поддается описанию с помощью формул, обладающих большой предсказательной силой. Но с живым организмом формулы не справляются. Почему терпят неудачу многочисленные попытки перенести в биологию принципы математической физики?
По мнению Бернштейна, потому, что физика оперирует объектами, которые можно считать совершенно однородными или рассматривать как смесь нескольких «однородных внутри себя» компонентов. Это их свойство позволяет применить к атомам и молекулам математический аппарат теории вероятностей, в которой идея «равноправности» однородных (в указанном смысле) участников событий является краеугольным камнем.
А живой организм устроен совершенно иначе. В нем несравненно меньше клеток, чем атомов в грамм-моле вещества, и уж совсем мало сложных образований, причем каждое такое образование существенно отличается от других. Организм – принципиально неоднородная структура, в нем отсутствует равноправие составляющих частей, и именно по этой причине будет некорректным применить к нему теорию вероятностей.
Чтобы дальнейший ход рассуждений был понятен неспециалисту, Бернштейн очень популярно раскрывает основные принципы математики.
В ней только два класса объектов: номинаторы (числа или обозначения), над которыми совершаются действия, и операторы – действия, которые разрешается производить. С операторами связаны алгоритмы – правила решений и вычислений, словом, «технические» средства. Очень важно, что операторы можно изобретать. Так изобретены, например, дифференцирование и интегрирование, тригонометрические ряды Фурье и множество иных операторов. Новые операторы позволяют вводить (изобретать!) новые номинаторы, так что математика по сути своей – изобретательство.
Поэтому Николай Александрович с большим интересом отнесся к идее «хорошо организованных функций», выдвинутой И.М. Гельфандом* и М.Л. Цетлиным** в 1962 году. Для этих функций характерно то, что все их аргументы разделяются на несущественные и существенные.
* Израиль Моисеевич Гельфанд (род. 1913 г.) – математик, академик АН России, член Национальной академии США, Лондонского Королевского общества, Французской академии, Академии деи Линчеи (Италия), Академии Японии (второй по счету гражданин России: первым был Петр Великий), Ирландской Академии (тоже второй: первым был Д.И. Менделеев) и еще трех других иностранных Академий; доктор биологических наук, крупный специалист по нейрофизиологии мозжечка. В его биокибернетическом семинаре участвовали Бернштейн и Гурфинкель.
** Михаил Львович Цетлин (1924...1966) – доктор наук, математик, специалист по теории автоматов и моделированию биологических систем, инициатор научного направления «теория коллективного поведения технических систем», создатель моделей автоматических устройств, способных активно адаптироваться (приспосабливаться) к окружающей среде; один из создателей протеза кисти руки, управляемого биотоками мышц, то есть «мысленно».
Источник: http://n-t.ru/tp/in/ | |
Категория: Наука | Добавил: vitalg (29.Янв.2011) | |
Просмотров: 212 |