?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Моделирование нейрологии (6) Картирование переменных в пакете мини-колонок
И
metanymous wrote in metapractice
http://metapractice.livejournal.com/488909.html



http://booksshare.net/index.php?id1=4&category=biol&author=edelmen-dj&book=1981&page=1
Дж. Эделмен, В. Маунткасл
Разумный мозг: Издательство «Мир» Москва
Cortical Organization and the Group-Selective Theory of Higher Brain Function
GERALD M. EDELMAN VERNON B. MOUNTCASTLE
Introduction by Francis O. Schmitt The MIT Press Cambridge, Massachusetts, and London, Englai
Дж. Эделмен В. Маунткасл
Разумный мозг. КОРТИКАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И СЕЛЕКЦИЯ ГРУПП В ТЕОРИИ ВЫСШИХ ФУНКЦИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Перевод с английского канд. биол. наук Н. Ю. Алексеенко под редакцией д-ра биол. наук Е. Н. Соколова
Издательство «Мир» Москва 1981 ББК 28.903 Э 19 УДК 612+577.3
Эделмен Дж., Маунткасл В.
Разумный мозг: Пер. с англ./Перевод Алексееп-Э 19 ко Н. Ю.; Под ред. и с предисл. Е. Н. Соколова. — М.: Мир, 1981. — 135 с. с ил.

Книга посвящена одной иэ основных проблем современной нейрофизиологии — нейронной организации активности головного мозга Широко известные американские исследователи подробно излагают свои представления о группах взаимосвязанных нейронов (модулях) как главных структурно-функциональных единицах, колонках, лежащих в основе осуществления высших функций мозга — в основе сознания. В подтверждение своих гипотез авторы приводят наряду с ранее известными фактами много новых, полученных авторитетными учеными при помощи современных методических приемов

Предназначена для нейрофизиологов, биофизиков, специалистов по бионике и кибернетике, гистологов, психологов, врачей-невропатологов и психиатров.
э50300 123 t23_81 ,, ) 2007020000 ББК 28.903
041(01)—81 ’
Редакция литературы по биологии
© 1978 by The Massachusetts Institute of Toiliimlogy
© Перевод на русский язык, «Мир», 1981



ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
Важнейшей проблемой современной нейрофизиологии является изучение кодирования информации в нейронных структурах мозга человека и животных. В книге «Разумный мозг» объединены две тесно связанные между собой работы, посвященные решению этой проблемы.

В. Маунткасл в своем исследовании «Организующий принцип функции мозга — элементарный модуль и распределенная система» рассматривает принцип колончатой организации коры больших полушарий головного мозга. Сравнивая соматосенсорную, зрительную и слуховую кору, он убедительно демонстрирует общий принцип их организации. Этот принцип состоит в том, что отдельные параметры внешнего сигнала представлены в коре отдельными вертикально расположенными мини-колонками.

Нейроны в составе колонки, селективно настроенные на определенный параметр сигнала, образуют элементарный модуль обработки информации. Совокупность мини-колонок, в каждой из которых представлен определенный параметр сигнала, образует макро-колонку, которая соответствует отдельному участку внешнего пространства.

Таким образом, огромное разнообразие свойств внешней среды получает отражение в коре больших полушарий так, что для каждого участка внешнего пространства осуществляется параллельный анализ свойств представленного там сигнала. Колонки обособлены друг от друга функционально благодаря латеральному торможению.



Принцип колончатой организации харктеризуют и моторную кору, где колонки нейронов управляют отдельными мышцами. Особыми свойствами обладают нейроны в колонках теменной коры. Наиболее важная особенность этих колонок заключается в том, что в каждой из них объединяются нейроны, связанные с локализацией тела в пространстве. Можно сказать, что для этих нейронов характерна константность при восприятии пространственных отношений.

В. Маунткасл специально останавливается на понятии локальных нейронных цепей (ЛНЦ). Дело в том, что дендриты нейронов коры больших полушарий могут выступать в качестве не только постсинаптических, но и пресинаптических структур. Такие связи между депдритами реализуются при помощи дендро дендритных синапсов. Другими словами, отдельные участки дендритов разных нейронов образуют локальные цепи обработки информации. При этом единицей такой цепи является не нейрон в целом, а только небольшой участок его дендрита.

Таким образом, информационная система мозга — это действительно распределенная система. Следует подчеркнуть, что колончатая организация коры реализует детекторный принцип выделения сигналов. Действительно, разным параметрам сигнала при фиксированном положении его в пространстве соответствуют разные колонки. При изменении параметров сигнала будут возбуждаться разные мини-колонки, отображая изменение сигнала. При изменении положения сигнала в пространстве будут возбуждаться одноименные мини-колонки в разных макро-колонках.

Таким образом, на поверхности коры получает отражение как пространственное, так и качественное своеобразие внешнего сигнала. С этой точки зрения кора является реальным анализатором сигналов внешней среды, как об этом писал И. П. Павлов.




  • 1

Проанализироват сеть из 110 000 колонок

Дурная голова найдёт работу рукам и куда потратить деньги.

Картография и «обратная разработка»: в США и Европе досконально изучат человеческий мозг

Около 86 миллиардов нейронов. Около ста триллионов синапсов. Средняя масса — 1,5 кг, средний объём — 1130 см3. Таковы характеристики головного мозга взрослого человека. Сами по себе эти значения неспециалистам говорят немного. Однако даже неспециалист легко представит, какие ресурсы должны быть затрачены для того, чтобы составить полную карту головного мозга человека со всеми его многочисленными структурами — и установить их назначение.

В начале февраля научный мегапроект, нацеленный на «понимание» головного мозга человека, анонсировали европейские исследователи. Затем в начале апреля правительство США объявило о готовности выделить 100 млн долларов на сходный (по существу) проект уже в Америке. Понятно, что для предприятия таких масштабов 100 млн — мягко говоря, негусто: по некоторым оценкам, на американский проект за ближайшее десятилетие уйдёт более трёх миллиардов долларов. Предварительная оценка европейского проекта несколько скромнее — 1,19 млрд евро. Впрочем, учитывая, что бюджет подобных начинаний со временем может начать разрастаться, не исключено, что в итоге будут затрачены в разы большие суммы, что в Европе, что в США.

Ради чего?

Чтобы понять

Человеческий мозг представляет собой Terra Incognita мировой науки. Это аксиома, по крайней мере, пока. На разного рода исследования мозга ушли многие десятилетия, и недаром: нейрохирурги сегодня творят чудеса. И тем не менее неизведанного по-прежнему куда больше, чем изведанного.

«Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований», — справедливо указывается в соответствующей статье в Википедии.
http://www.computerra.ru/63394/brain-map/


По оценке Хьюбела площадь корковой колонки, являющейся универсальной вычислительной/функциональной единицей мозга, равна 2 мм². А площадь всей коры равна примерно 220 000 мм².

Следует анализировать не 86 млрд. нейронов с их бесконечными соединениями, но стоИт задача проанализировать всего 110 000 функциональных колонок коры. И всё. Потому, что именно в этой архитектуре заключены все наиболее интересующие нас познавательные и прочие функции мозга.

Edited at 2016-01-06 02:16 pm (UTC)

Как нейронные сети связаны с проектами картирования?!

Обучение (N+2) НЛП и deep learning
http://metapractice.livejournal.com/491055.html


Edited at 2016-01-21 08:37 am (UTC)

  • 1