Conclusions

Заключение о физиологии мышления

Подводя итог третьей части книги, отметим двойственность сложившейся ситуации. С одной стороны, материал этой части пропитан гипотезами и предположениями, что заставляет говорить об обширной, подробно разработанной, но всё-таки гипотезе. С другой стороны, нельзя отрицать, что языком гипотез и предположений изложена мощная базовая концепция, открывающая новый, исключительно важный раздел нейробиологии. Изложена основа физиологии мышления. А то, что она густо пропитана предположениями, не должно удивлять или разочаровывать – ведь речь идёт о возникновении, вероятно, в будущем самого сложного из всех разделов науки, который и наметился-то лишь к концу ХХ столетия!

На пути к познанию мозга многократно проверенный принцип организации исследований „от простого – к сложному” дал осечку. Были изучены нервные системы простых животных – аплизий, аскарид и т.п., создана адекватная им теория ассоциативной сети,

Summarizing part 3 of the book, let us note the dual character of the situation being considered. On the one hand, this part of the book contains the hypotheses and assumptions that points to well-elaborated extended hypothesis, but still hypothesis. On the other hand, one should not deny that the efficient basic concept discovering a new and highly important field of neurobiology is expressed in the language of hypotheses and assumptions. The fundamentals of physiology of thinking have been stated. And the fact that it is full of assumptions must not be a surprise or disappointment because it tells about origination in the nearest future of the most complicated of all fields of science, which has been discovered only by the end of the XXth century!

On the way to understanding the brain, the principle of research organization “from easy to difficult things”, which has been well-tested, failed. The nervous systems of primitive animals – aplizia, ascarids, etc. have been studied; the adequate theory of associative network has

но при попытках применить эти наработки к мозгу, оказалось, что такие знания не приближают, а отдаляют исследователей от разгадки механизма мышления. Построенный из нейронов, как и нервные системы простых животных, мозг в целом оказался действующим на основе иных принципов.

Создание электронных вычислительных машин, решающих, практически, такие же задачи, тоже не прояснило работы мозга – как и в предыдущем случае, мозг и ЭВМ используют разные принципы. Положение выглядело столь безнадёжным, что возникло сомнение в принципиальной возможности понять тайну мозга хотя бы в отдалённом будущем („будет ли когда-нибудь объяснена уникальная способность мозга, заключающаяся в том, что определённая группа атомов знает о своём собственном существовании?”).

Проблеск надежды появился после открытия Денисом Габором принципа голографии. Обнаружилось сходство свойств мозга со свойствами голографических систем. Но такие взгляды оказались чуждыми большинству нейробиологов, воспитанных на изучении нервных систем простых животных. Голографический подход трудно воспринимался не только потому, что он идейно сложнее теории ассоциативной сети, но и по причине его слабой разработанности применительно к мозгу. Оставалось непонятным, какова природа волн в голографической системе мозга? В каком виде представлена и как адресуется информация в голографической памяти мозга? Какие математические операции и как именно выполняет эта голографическая система? Как на основе выполняемых операций строится процесс мышления в целом и т.д.?

Автор ответил на эти вопросы ещё в 1985 году, но соответствующие статьи удавалось лишь депонировать (исключением явились публикации [Барбараш, 1998; 2001в]). Даже будучи чётко сформулированными, принципы работы мозга оказались слишком сложными для понимания нейробиологами и редакциями журналов.

* * *

В основу дальнейших исследований мозга должно быть положено глубокое,

been elaborated. However, in the attempts to apply it to the brain it has turned out that such knowledge does not approach but keep the researchers away fromunderstanding the mechanism of thinking. The brain as a whole, being made of the neurons like nervous systems of primitive animals, has appeared acting on the basis of other principles.

Creation of electronic computing machines being able to solve practically the same problems has not cleared out the mechanism of brain functioning – like in the previous case, the brain and computer use different principles. The situation felt so hopeless that researchers began to doubt about the principal possibility of understanding the mystery of the brain at least in the far future (“will the unique ability of the brain, which is that a certain group of atoms knows about its own existence, be explained one day?”).

Some hope appeared after Denis Gabor had discovered the principle of holography. The similarity between the featuers of the brain and holographic systems has been revealed. However, most neurobiologists who had been brought up on studying the nervous systems of primitive animals did not accept this viewpoint. A holographic approach was difficult for understanding not only because it is more complicated than the theory of associative network by its idea, but also because of insufficient knowledge of it as applied to the brain. The question about the nature of waves in the holographic system of the brain remained unclear. How the information in the holographic memory of the brain is represented and routed? What mathematical operations does this holographic system perform and how? How on the basis of performed operations is the process of thinking built on the whole? And so on.

The author answered these questions as early as in 1985 but those articles could be only consigned (the publications were an exception [Barbarash, 1998; 2001в]). Even being clearly formulated, the principles of the brain functioning were too complicated for neurobiologists and journal editors to understand.

* * *

Further research of the brain must be based on principal coincidence of its features with

принципиальное совпадение его особенностей со свойствами голографических систем – голографической памяти и голографических корреляторов. Ближайшими задачами физиологии мышления должно стать углублённое изучение и описание всех уровней голографической системы мозга по ходу преобразований сенсорной информации, математическое описание голографии на уединённых волнах, а также исследование подсистем мозга, автоматически организующих процесс мышления. Важен поиск способов технической регистрации тонкой структуры образа, модулирующего передний фронт волны нервного возбуждения.

Вместе с тем, нужно помнить, что мозг не является только лишь оптической системой. Кроме оптической части, в него входит система управляющих нейронов и часть унаследованной от предков системы управления внутренними органами, организованной по принципу „ассоциативной сети”. Мозг содержит также некоторые органы внутренней секреции.

При изучении мозга, как оптической системы, нужно учитывать следующее:

– используемые мозгом волны не являются электромагнитными колебаниями, распространяющимися со скоростью света, а представляют собой медленно распространяющиеся пространственные волны плотности импульсации нейронов;

– волны плотности импульсации являются не синусоидальными колебаниями, а уединёнными волнами, солитонами, процессы распространения и финишного действия которых существенно нелинейны;

– ткани мозга являются активными средами, биохимически усиливающими приходящие сигналы, что подводит систему к грани самовозбуждения и, подобно радиотехническому сверхрегенератору, создаёт почти бесконечную чувствительность, ограничиваемую лишь шумами, природа и уровень которых пока мало исследованы; высокая чувствительность тканей мозга позволила ему использовать оптические вычислительные процессы с низкой энергетической эффективностью, и она же делает потенциально возможными некоторые явления,

those of holographic systems – holographic memory and holographic correlators. The primary tasks of physiology of thinking must become profound learning and description of all levels of the brain holographic system during transform of sensory information, mathematical description of holography on solitary waves, as well as studing into the brain subsystems that automatically organize the process of thinking. Of great importance is the search of the ways of technical recording of a thin straucture of the pattern modulating the rise-up portion of the nervous excitation wave.

At the same time, it should be kept in mind that the brain is not just an optical system. Besides the optical part, it comprises a system of control neurons and a part of internal organs control system inherited from ancestors, which is based on the principles of “associative network”. The brain also includes some internal secretion organs.

While studying the brain as an optical system one should consider the following:

– the waves used by the brain are not electromagnetic oscillations propagating with the light speed but represent the slowly propagating spatial waves of neuron pulsation density;

– the waves of neuron pulsation density are not sinusoidal oscillations but solitary waves, solitons, the processes of propagation and final action of which are significantly nonlinear;

– the brain tissues are active media that biochemically strengthen the arriving signals, which makes the system self-excite and, like radio-engineering supergenerator, creates almost infinite sensitivity that is limited by noises the nature and level of which is not yet investigated enough; high sensitivity of the brain tissues has allowed using the optical computational processes with low energy efficiency, and such sensitivity enables some phenomena that are the subject for debates, e.g. telepathy, to be potentially possible;

служащие предметом споров, например, телепатию;

– структура мозга, как оптической вычислительной системы, не постоянна; между циклами прохождения уединённых волн она дискретно перестраивается путём изменений нелинейностей под действием управляющих нейронов.

Нужно изучить и описать мозг как совокупность трёхмерных оптических сред, сложно связанных друг с другом, отличающихся геометрией и скоростями распространения волн нервного возбуждения (массовой импульсации). Эта совокупность оптических сред должна вырисовать сложную систему более чем сотни нейрокорреляторов, при чём трудно ожидать, что анатомически и функционально они будут совершенно независимы друг от друга. Нужно описать связи между нейрокорреляторами, определить нейронные структуры, играющие роль динамически управляемых клапанов, заслонок, дефлекторов на путях проходящих волн. Нужно выявить нейроны, управляющие самими заслонками и дефлекторами. Вырисуется очень сложная оптическая система с не менее сложным механизмом управления, но это и будет структура, реализующая наш интеллект.

* * *

Выше приведено сознательно упрощённое описание физиологии мышления, чтобы „деревья не заслонили леса”, чтобы множество известных сегодня деталей, доказательств, ссылок и исключений не помешали читателю усвоить главное – принципы работы мозга.

Можно было бы подробнее рассказать о работе системы нейронов, управляющей двумя пирамидами нейрокорреляторов (принимающей решение и исполнительной). Следовало бы отметить усложнение нарисованных схем в результате взаимопроникновения разных систем мозга друг в друга, например, из-за соседства в одной ткани и нейронов, и кровеносных сосудов. Важно было бы подчеркнуть вероятностный, нечёткий характер работы мозга, необходимость использования при описании мыслительных процессов математического аппарата нечётких множеств Лофти Заде.

– the structure of the brain as the optical computational system is not stable; between the cycles of soliton passage it is discretely rearranged by means of nonlinearity changes under the action of control neurons.

The brain as an integrity of 3D optical media being in complicated relation with each other and differing in geometry and velocities of the nervous excitation wave propagation (mass pulsation) has yet to be studied and described. This integrity of optical media must paint out a complex system of more than a hundred of neurocorrelators. At that, one can hardly expect that they will be anatomically and functionally independent on each other. It is necessary to describe the relations between neurocorrelators, specify the neural structures playing the role of dynamically controllable valves, shutters and deflectors on the way of passing waves. It needs to detect the neurons that control those shutters and deflectors. An extremely complicated optical system with not less complicated mechanism of control will be painted out, and this will be the structure that implements our intellect.

* * *

Given above is description of physiology of thinking, which has been intentionally simplified so that a lot of known details, references and exceptions would not prevent a reader from understanding the main thing that is the principles of the brain functioning.

We could tell more details about the work of the neural system that controls two pyramids of neurocorrelators (decision making and executive). One should note that the drawn schemes have been complicated as a result of penetration of different brain systems into each other due to the neighborhood of neurons and blood vessels within one tissue. We should also emphasize the probabilistic, fuzzy character of the brain functioning and the need to apply mathematical tools of Lofty Zade’s fuzzy sets to describe the thinking processes.

Но всё это могло отвлечь от главного. Автор не ставил задачи подробного описания процессов в мозге. Нужно было отстраниться от интересных, многочисленных и далеко не простых наслоений, например, от широко используемого мозгом латерального торможения, от специфичной обработки информации мозжечком и т.д. При первом знакомстве широкой аудитории с новым подходом следовало изложить лишь главные принципы и показать базовый вычислительный аппарат, лежащий в основе мышления.

* * *

Подход к мозгу как к оптической системе требует серьёзного изменения акцентов в нейробиологии, привлечения свежих сил – преимущественно из числа физиков, кибернетиков, радиоинженеров – и коренной перестройки учебных программ нейробиологов. Назрела необходимость расширения границ нейробиологии, включения в неё соответствующих разделов теории информации, распознавания образов, нелинейных волн, голографии, оптических корреляторов, фазированных антенных решёток и др.

Данная работа, естественно, далеко не исчерпывает проблем физиологии мышления. Она не содержит в полной мере даже обоснований изложенных положений. Отдельные аспекты обоснований освещены в других работах автора, например [Барбараш, 1985б]. Работы автора лишь закладывают основу, за которой должно следовать подробное изучение и описание мозга с позиций нейроголографии.

Исследование физиологии мышления, по существу, лишь начинается. Данный раздел науки ждёт людей, способных изучать мозг как оптическую систему. Для той части нейробиологов, которая не поймёт этого и не решится свернуть с проторенного пути, можно обещать успехи в изучении нервных систем моллюсков, червей или насекомых. Мозг же, к сожалению, останется для них тайной за семью печатями.

Концепция нейроголографии изменяет ситуацию в дисциплинах, изучающих интегральные проявления мышления – в психологии, психиатрии и др. После десятилетий поисков, заполнена пропасть между этими науками и нейробиологией, учёным впервые

All this, however, could distract one from the main thing. The author did not aim at detailed description of the processes taking place in the brain. It was necessary to step aside from interesting, numerous and far not simple details such as, for example, the lateral inhibition that is widely used by the brain, as well as specific processing of information by cerebellum, etc. Once the wide public has got the first knowledge of the new approach, just only the main principles have to be stated and the basic computation apparatus that is the basis of thinking has to be demonstrated.

* * *

The approach to the brain as to the optical system requires dramatic change of the focus in neurobiology, involving new specialists – mainly physicists, cyberneticists, and radio engineers – and radical reformation of educational programs of neurobiologists. It has become necessary to broaden the boundaries of neurobiology and to include in it the appropriate fields such as information theory, pattern recognition, nonlinear waves, holography, optical correlators, phased arrays, etc.

Of course, the present work does not cover all issues of physiology of thinking. It does not even contain in full measure the justifications of the stated ideas. Separate aspects of justifications are presented in other papers of the author, for example [Barbarash, 1985б]. The author’s works are only the basis that must be followed by a detailed study and description of the brain in terms of neuroholography.

Actually, research of physiology of thinking has just started. This field of science is waiting for the people who are able to analyze the brain as the optical system. As for the neurobiologists who are unable to do it and will not dare to turn to the unknown road, we can promise much success in researching nervous systems of mollucsc, worms or insects. But the brain will remain under lock and key for them.

The concept of neuroholography changes the situation in the subjects studying integral manifestations of thinking – psychology, psychiatry and other fields. After the decades of search, the gap between these fields of science and neurobiology has been finally eliminated.

представлена возможность объединить науки о мозге и о мышлении в целостную систему.

Будущее обещает мощный прорыв в познании мышления. К сожалению, это не только радует, но и настораживает. Здесь наука подошла к черте, которую при современном уровне общественной морали переступать крайне опасно. Дальнейшее изучение мозга не должно опережать подъёма общего уровня морали нашей цивилизации (хотя и это плохо защищает от злоупотреблений полученными сведениями, потому что на отдельных отрезках истории и в отдельных регионах мораль может регрессировать, а научные данные уже не исчезают).

The scientists have for the first time managed to integrate the knowledge of brain and thinking into one system.

The future promises a great breakthrough in understanding thinking. However, it doesn’t only make happy but also alerts. Here, the science has reached the boundary that is highly dangerous to cross at the current level of public morals. Further research of the brain must not pass ahead of the evolution of the general level of morals of our civilization (though it can hardly protect against abuse of the obtained data, as at some intervals of history and in some regions the morals can regress but scientific data will not vanish).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Дата добавления: 2015-06-04