Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://ecology.genebee.msu.ru/3_SOTR/CV_Terekhin_publ/2009_Lyapunov_Pushchino.doc Дата изменения: Mon Mar 16 11:19:30 2009 Дата индексирования: Mon Oct 1 21:56:51 2012 Кодировка: koi8-r

A LYAPUNOV FUNCTION APPROACH TO THE ANALYSIS OF HUMAN COGNITION AND
PHYSIOLOGY


Terekhin A.T., Budilova E.V.


Department of Biology, Moscow State University, Leninskie gory, Moscow
119991


E-mail: terekhin_a@mail.ru, Web:
http://ecology.genebee.msu.ru/3_SOTR/CV_Terekhin.htm



Рекурентные сети формальных нейронов, обучаемые по правилу Хебба,
воспроизводят основные когнитивные способности мозга - запоминание и
ассоциативное вспоминание внешних образов, их обобщение и произвольное
комбинирование. При некоторых ограничениях на межнейронные связи существует
сязанная с нейронной сетью функция энергии (функция Ляпунова), и в этом
случае динамика сети состоит в изменении ее состояния в направлении
уменьшения функции энергии, т.е. в движении к ближайшему локальному
минимуму этой функции. Локальные минимумы функции энергии (аттракторы сети)
соответствуют запомненным или спонтанно сформировавшимся в ней образам [1].

Сетевой подход применим к описанию функционирования не только нервной,
но и других регуляторных систем - эндокринной, иммунной, генной, а также
общей нейрогеногуморальной регуляторной системы организма. Это позволяет
находить новые подходы к управлению организмом - например, с целью вывода
его из патологических состояний [2].
Подход, основанный на исследовании свойств функции энергии нейронной
сети, был использован нами также для выявления общих закономерностей
изменения когнитивных свойств мозга в течение его жизненного цикла.
Развитие мозга ассоциировалось с усилением межнейронных связей, а его
старение с их ослаблением. Было показано, что результатом этого является
то, что в период развития происходит когнитивная дифференциация,
выражающаяся в увеличении числа аттракторов сети, а в период старения -
интеграция, которая сопровождается сглаживанием рельефа функции энергии
сети и уменьшением числа ее аттракторов. Первый этап - от общего к частному
- принципиально необходим для структуризации и эффективного усвоения
мозгом непрерывно поступающего к нему интенсивного потока информации, а
второй этап - от частного к общему - позволяет мозгу обрести новые
когнитивные способности, которые можно квалифицировать как проявления
мудрости [3].

Литература.

1. Hopfield J.J. Neurons with graded response have collective computational
properties like those of two-state neurons // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.
Vol. 81, 1984. Pp. 3088-3092.

2. Терехин А.Т., Будилова Е.В. Сетевые механизмы биологической регуляции //
Успехи физиологических наук. Том 26, ?4. 1995. Сс. 75-97.

3. Карпенко М.П., Качалова Л.М., Будилова Е.В., Терехин А.Т. Когнитивные
преимущества «третьего возраста»: нейросетевая модель старения мозга //
Журнал высшей нервной деятельности. Том 58, ?2, 2009.