Zur Frage der möglichen Selbstbildung eines intellektuellen quasi-biologischen Systems

In der berühmten Arbeit von Emelyanov-Yaroslavsky L.B. „Intelligentes quasi-biologisches System. Induktiver Automat "(M., Nauka, 1990) schlug ein Modell der Wechselwirkung von Neuronen vor, die neue Kontrollverbindungen mit der Bildung eines Netzwerks von Wechselwirkungen bilden, indem eine neue Eigenschaft hinzugefügt wird, indem der Funktionszustand von Neuronen (Anregung) in Abhängigkeit von geändert wird die Notwendigkeit, zusätzliche Energieressourcen zu erhalten, gefolgt von der Verwendung dieser Steuerungsinteraktionen, um eine allgemeine Eigenschaft der Netzwerkaktivität zu erhalten - das Ressourcensteuerungssystem. Eine hypothetische Annahme über den notwendigen Energiezufluss und seine anschließende interneuronale Umverteilung war erforderlich, um die Idee der Entstehung und ständigen Erneuerung der neuronalen Impulsinduktivität zur Aufrechterhaltung der Aktivität des neuronalen Netzwerks zu untermauern.Offensichtlich hat der Autor des Modells verstanden, wie die neuronalen Mechanismen eines lebenden Protobrain in den frühen Evolutionsstadien funktionieren können. Es wurde auch angenommen, dass es in Zukunft eine Selbstorganisation von aktiven Ressourcenverwaltungsnetzwerken zu erweiterten neuronalen Ensembles gab, gefolgt von einer Erhöhung ihrer Funktionalität und der Bildung von Intelligenz.







Die hypothetische Annahme über die Notwendigkeit einer neuronalen Kontrolle des Energiezuflusses widerspricht jedoch der Theorie der zellulären Bioenergetik, deren erstes Gesetz lautet: „Eine lebende Zelle vermeidet die direkte Nutzung der Energie externer Ressourcen bei nützlicher Arbeit. Zuerst wandelt es diese Energie in eine umwandelbare Form von ATP um, ∆μNa + (Differenz der elektrochemischen Potentiale von Natrium) oder ∆μH + (Differenz der elektrochemischen Potentiale eines Protons) und verwendet sie dann in verschiedenen energieintensiven Prozessen. " Die biologische Logik jeder lebenden Zelle bei der Energieversorgung lautet wie folgt: Der Zweck der Glukoseoxidation besteht darin, ATP (Adenosintriphosphorsäure) zu erhalten. Die Art und Weise, wie Glukose zur Energiegewinnung oxidiert wird, wird als Glykolyse bezeichnet. Das Endprodukt der Glykolyse ist Brenztraubensäure (Brenztraubensäure).Abhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Sauerstoff werden Acetyl-Coenzym-A (Elektrotransport-Metabolit) oder Milchsäure (Lactat) gebildet. Beide Substanzen sind zusammen mit Pyruvat im homöostatischen Substrat enthalten, das die Zelle in ihren internen Stoffwechselprozessen nutzt und dabei keine externe Regulation benötigt.



Der Regulationsmechanismus ist die Normalisierung der Substanzkonzentration durch Homöostase selbst. Wenn beispielsweise die Laktatkonzentration über die Norm steigt, werden Reaktionen ausgelöst, die Milchsäure in Brenztraubensäure umwandeln, und die Verwendung dieser Überschüsse im selben Zyklus von Tricarbonsäuren (Krebszyklus) unter Bildung von ATP. Somit wird erklärt, dass die Bedeutung von Glukose für die Zelle derart ist, dass jede Verlangsamung durch externe Kontrolle unnatürlich ist, auch für das Neuron selbst. Aufgrund der bekannten Umstände des Stoffwechsels ist das Gehirngewebe außerdem von externen Energiequellen abhängig und erhält Glukose zusammen mit Sauerstoff aus dem lokalen Blutkreislauf. Glukose selbst gelangt infolge der Hydrolyse von Kohlenhydraten im Magen-Darm-Trakt in den Blutkreislauf. von wo es zu allen Zellen des Körpers transportiert wird,und obwohl die Gehirnaktivität mit Schwankungen korreliert, die durch Pulsation des Gefäßbettes verursacht werden, ist sie kein Regulator der Glykolyse.



Somit löst die trophische Funktion des Gehirngewebes selbst die ursprüngliche Frage "Warum braucht ein Neuron ein Gehirn?" eröffnet ein detailliertes Modell, das die Möglichkeit des Auftretens eines quasi-biologischen induktiven Automaten als rechnerische Überstruktur über den physiologischen Mechanismus der zellulären Ernährung in der Natur begründet. Es ist sofort eine Erklärung erforderlich, wie ein Neuron mit Schwankungen umgeht, die einen Zufluss von Nährstoffen und Sauerstoff bewirken. Dies ist ein alter physiologischer Mechanismus, der bereits vor dem Auftreten elektrischer und chemischer Synapsen durch ein biologisches Neuron auftrat. Der Blutfluss sorgt für Trophismus und Atmung in allen anderen Körperzellen, nicht nur in Neuronen, und diese Gemeinschaft hat strukturelle Verstärkung, wie in anderen Zellen wie in Neuronen.Diese Zellen stammen hauptsächlich aus elektrotonisch erregbaren Geweben (Skelettmuskeln und einigen spezialisierten Zellformationen wie Glia) und haben Verbindungen. Sie stellen eine übliche Art von Kontakten zwischen tierischen Zellen dar, bei denen es sich um geschlitzte Doppelschichtstrukturelemente handelt, die von den Membranen benachbarter Zellen gebildet werden.



Diese Kontaktstruktur besteht in Form eines Wasserkanals zwischen dem Zytoplasma zweier benachbarter Zellen, in dessen Lumen sich spezielle Connexin-Proteine ​​befinden, die sich aufgrund ihrer eigenen physikochemischen Wechselwirkungen auf zugängliche Weise biegen, wodurch das Kanallumen entsteht entweder schließt oder öffnet und eine der Hauptantriebskräfte Diese ventilartige Wirkung mobiler Proteinmoleküle sind mechanische Schwankungen des Blutflusses, für die Zellmembranen anfällig sind. Durch die Verbindungen werden Ionen und auch wasserlösliche Signalmoleküle ausgetauscht, und in den Fällen, in denen eine der benachbarten Zellen durch ihren eigenen Metabolismus die Phosphatsynthese von AMP, ADP oder ATP nicht bereitstellen kann, dringt diese Art von umwandelbarer Energie aus anderen Zellen ein durch die Verbindungen.



Und auf dieser evolutionären Ebene der zellulären Interdependenz ist die vorherrschende Art der Übertragung von Informationen von Zelle zu Zelle die direkte Signalisierung der semichemischen Interaktion. Auf dieser Organisationsebene der intrazellulären Kybernetik verfügt das Neuron selbst nicht über die einleitenden ontogenetischen Voraussetzungen, um sich als intelligentes Rechenelement zu manifestieren. Da molekulare Zielrezeptoren mit ihren sensorischen Eigenschaften die Funktionen der molekularen Erkennung und Bildung eines Signals über ein Objekt erfüllen, mit dem intrazellulär eine Wechselwirkung aufgetreten ist, wird die Strukturbildung innerhalb der Zelle (Neuron) nicht weiter übertragen. Substanzen werden zu Interaktionskomplexen für jene biologischen Basen verdichtet, die von der Zellbiologie im Mechanismus der Stabilisierung chemischer Transformationen streng bestimmt werden.Alle wechselwirkenden Teilchen lebender Materie mit ihrer eigenen charakteristischen Größe (Atom, Molekül, Makromolekül, Organelle, Zelle, Organismus) nehmen gleichzeitig an unterschiedlichen Prozessen mit unterschiedlichen kinetischen Zeiten teil. Daher bilden sie Hierarchien der Organisation biologischer Materie, jede mit ihrer eigenen Lebensdauer. Ihre Konnektivität zu einem Ganzen beruht unter anderem auf den Methoden der Informationsübertragung zwischen chemischen Individuen (spezifischen Verbindungen), aus denen sie bestehen.Ihre Konnektivität zu einem Ganzen beruht unter anderem auf den Methoden der Informationsübertragung zwischen chemischen Individuen (spezifischen Verbindungen), aus denen sie bestehen.Ihre Konnektivität zu einem Ganzen beruht unter anderem auf den Methoden der Informationsübertragung zwischen chemischen Individuen (spezifischen Verbindungen), aus denen sie bestehen.



Basierend auf diesen Konzepten ist die Biochemie der inneren Umgebung des Körpers ein komplexes polyhierarchisches System (DNA, RNA, Peptide, Lipide, Zucker, Bioelektrolyte und andere organische Stoffe) mit seinen verschiedenen chemischen und physikochemischen Prozessen, die der lebenswichtigen Aktivität aller Arten von Körpern zugrunde liegen Gewebe und Organe. Die biologische Polyhierarchizität ist eine generative Evolutionsmaschine. Wenn andere Vorzeicheneffekte auf eine biologische Substanz erforderlich sind, um die physikalischen Zustände des Organismus (Gewebe und Organe) zu kontrollieren, werden chemische Strukturen zu untergeordneten Elementen bei der Informationsübertragung. Das semichemische System von Molekülen löst spezielle Veränderungen in der Zelle aus, deren Sequenz in biochemischen Botenstoffen vorgeschrieben ist, deren Konzentration streng durch Hormone gesteuert wird.Neurotransmitter und andere extrazelluläre Biochemie, die Synergie all dieser Faktoren bestimmt die strikte Periodizität der Rolle von Botenstoffen im Zellstoffwechsel. Die Botenmoleküle selbst, die eine Affinität zu Proteinen haben, werden benötigt, um Wechselwirkungen zwischen intrazellulären Proteinen zu regulieren, die aufgrund der Bildung einer räumlichen Proteinstruktur (Faltung) in einem bestimmten Abstand voneinander sind.



Eine korrekte Arbeit von Proteinen in der Zelle ist nur mit korrekt gebildeten Proteinkügelchen (dreidimensionale Strukturen) möglich. Dann entwickelt sich an der äußeren Oberfläche des Moleküls an der richtigen Stelle eine solche Konformation der Substanz (aktives Zentrum), die dazu beiträgt die korrekte Bindung des Proteinmoleküls an die Zellmembran. Unter Berücksichtigung, dass das aktive Zentrum in erster Linie eine Konfiguration chemischer Eigenschaften wie Hydrophilie, Hydrophobizität und elektrische Ladung ist, bestimmt dies die Energiezustände der Bereitschaft eines Proteins, seine spezifische Funktion auszuführen. Zusätzlich werden die Endabschnitte der neuronalen Membran in besonderer Weise durch einen Proteinrezeptor (z. B. Acetylcholin) stimuliert.Dies ist ein Elektronendonor (Ligand), der zusätzliche Elektronegativität bietet und gleichzeitig als Koordinationsbrücke für die Weiterentwicklung einer elektrischen Ladung dient. Dies bestimmt weitgehend die Funktionalität für die Impulsentladung eines Neurons während seiner Mission, Informationen im Gehirn zu übertragen.



In dieser Hinsicht ist es erforderlich, eine weitere theoretische Annahme der Emelyanov-Yaroslavsky LB zu überdenken, nämlich "Eine Entladung in einem Neuron wird vom Neuron selbst benötigt." Warum braucht ein Neuron diesen Energieverlust und wie kann er wieder aufgefüllt werden? Nur in dem Fall, in dem die Reaktion der Struktur, auf die die Entladung gerichtet ist, hinsichtlich der Energieeffizienz größer oder gleich groß ist? Eine unbestreitbare Tatsache ist, dass das Neuron auch solche Strukturelemente wie elektrische (efaps) und chemische Synapsen aufweist, die in direktem Zusammenhang mit der elektrischen Impulsübertragung von Informationen stehen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Synapsen mit einem chemischen Mechanismus zur Übertragung von Anregung und Ephaps mit ihrem elektrischen Mechanismus zur Übertragung von Anregung in ähnlicher Weise in den Mechanismus zur Ausbreitung eines bioelektrischen Impulses entlang von Nervenfasern eingebaut sind,als signifikant vom passiven Kanalkontaktmechanismus von Connexons unterscheiden. Die Nervenfaser von Axonen und Dendriten isoliert sozusagen Membrankontakte mit unterschiedlichen lokalen Potentialen, während alles in einem einzigen Bioelektrolytmedium mit ionischer elektrischer Leitfähigkeit geschieht, in dem wässrige und organische Bioelektrolyte durch Thermodynamik selbst geordnet sind.



Sowohl innerhalb von Zellen als auch im interzellulären Raum und im flüssigen Medium des Blutkreislaufs stellen Bioelektrolyte die Umgebung dar, in der Signalmolekülstrukturen korreliert und zu einem System verbunden sind, das nur auf diese Weise ihre biologischen Funktionen innerhalb und außerhalb von Organellen und Organellen erfüllen kann Zellkompartimente. Schließlich "ist eine Zelle ein Durchflussreaktor, in dessen Zellen sich (van't Hoffs Quasi-Boxen) thermodynamische selbstorganisierende Strukturen ansammeln" (Vasnetsova, Gladyshev

"Ökologische biophysikalische Chemie" (S.61) und diese funktionellen Ereignisse werden in den Konformationen von Oligopeptiden aufgezeichnet, deren Synthese in chemischen Synapsen stattfindet. Die Konformation, die sich zum Zeitpunkt der Oligomerisierung des Proteinpolymers entwickelt, bestimmt seine molekularen Reaktionseigenschaften. Die Konfiguration der Substanz mit einem großen Anteil an Oberflächenatomen, die die Merkmale der physikochemischen Eigenschaften vorbestimmt, wird strukturell gebildet.



Da es in einem Neuron eine Vielzahl von Substanzen gibt, die für die homöostatische Norm seiner Existenz obligatorisch sind - mehr als 10.000 chemische Individuen, aber alle diese Substanzen (Neuroprotektoren) gehorchen supramolekularen Kräften (Temperatur, Druck, Zeit, um ein intermolekulares Gleichgewicht herzustellen), die homöostatisch wirken Umlagerungen, dann können alle Variationen in der chemischen Zusammensetzung in der ausgewählten Konformation des Speichermoleküls M-Zeta (PKMζ) angezeigt werden, dies erfordert keine strikte quantitative und spezifische Definition der beteiligten Substanzen, es reicht aus, dass das Speichermolekül markiert ist mit seiner eigenen Morphologie, die eine integrale Eigenschaft der organischen Materie und gleichzeitig ein Indikator für das Zeichen ist, das zu den reflektierten intraneuralen Ereignissen gehört ...In diesem Fall entwickelt sich ein metastabiler Zustand des PKMζ-Polymers, der die für die Aufrechterhaltung der Homöostase erforderlichen Zeiten erfüllt.



Der Stromdurchgang durch Bioelektrolyte geht mit der Übertragung von Materie einher. Daher scheint der einzig mögliche evolutionäre Übergang stattgefunden zu haben, als die statische Substanz der Nervenfaser aufgrund der eingebauten Liganden und der Übertragung von Materie mit universeller Impulsleitfähigkeit auftrat nicht mehr für die Übertragung von Signalinformationen notwendig. Mit dem Aufkommen chemischer und elektrischer Synapsen fand eine Art bedingte "Informationsentkopplung" semichemischer Informationen im DNA-RNA-Protein-Band statt, bei der die Vorzeicheninformationen in gebundener Form erzeugt und in den Oligopeptiden des gespeichert werden Die chemische Synapse (Proteinkinase M zeta, PKMζ) und die alternierende »Information über Impulsströme gleiten über efaps, um eine schnelle Umlagerung von Bioelektrolyten und chemischen Hintergrundumgebungen in Neuronen zu erreichen.Erst nach diesem Evolutionsschritt begann die Natur, induktive Automaten mit bedingt isolierten Schaltkreisen aufzubauen, die uns bekannt sind und morphologisch nach den Arten der topischen Anordnung von Ephaps und chemischen Synapsen relativ zum Soma von Neuronen und ihren anderen integralen Teilen klassifiziert werden: axoaxonal, axodendritisch, axosomatisch, dendro-dendritisch, dendrosomatisch, somatosomatisch.



Dank dieser Vielzahl von Optionen für die Konturierung von Verbindungen, einschließlich Rückkopplung (wenn dies als Durchgang von Potentialen in die entgegengesetzte antidromische Richtung verstanden wird), sind solche Optionen für die Übertragung von Impulskoeffizienten entstanden und evolutionär festgelegt, wenn der Wert des Verhältnisses von Potentiale, die während der Anregung in den prä- und postsynaptischen Membranen entstehen, charakterisieren die funktionellen Eigenschaften des neuronalen Automaten. Dies reicht jedoch nur für die von Emelyanov-Yaroslavsky L.B. Ressourcenmanagementsysteme mit der Maßgabe, dass es sich um Informationsressourcen handelt, nicht um Energieressourcen, wie vom Autor der quasi-biologischen Doktrin vorgeschlagen. Ein induktiver Automat ist jedoch keine Denkmaschine mit eigener Psychophysik, die ihre eigenen individuellen Neuromodelle erstellt, um das Sein zu korrigieren. Er ist die einfachste Intelligenz für interne Interaktionen.Dies ist eine niedrigere Klasse realer Informationssysteme, die semichemische Signale für ihre anschließende Umwandlung in Signale einer anderen physikalischen Dimension verfolgen, die eine energetisch stimulierende Wirkung auf die von ihnen kontrollierten Strukturen ausüben.



Da die Konformation des Speichermoleküls zusammen mit der Topologie chemischer Synapsen, Ephaps und sogar Connexons eine einzige geometrische Menge im System der Informationswechselwirkungen bildet, sind die Konturen ihrer Konnektivität ein Strukturdiagramm eines automatisierten Steuerungssystems für die körperliche Fähigkeiten eines Organismus (sein homöostatischer Gesundheitszustand). Neuronen benötigen keine Remineszenz bezüglich der chemischen Rezeption (es ist nicht erforderlich, das in DNA-Enhancern vorgeschriebene Gedächtnis zu duplizieren), Neuronen benötigen Informationen über zulässige Abweichungen bei der Homöostase. Sie synthetisieren diese Informationen in chemischen Synapsen und erhalten so eine Faltung des PKMζ-Proteinpolymers, die unter solchen Homöostasebedingungen möglich ist, bei denen alle notwendigen multiplen physikalisch-chemischen Parameter wie Sauerstoffpartialdruck, Glukosekonzentration usw. zusammenfallen.und all dies spiegelt sich in der Anordnung der Faltung der Speichermoleküle der Proteinkinase M-Zeta wider.



Und bereits diese synthetische Information kann von anderen Neuronen in der Reihenfolge des Informationsaustauschs in den Kontrollkreisen von Abweichungen der Homöostase empfangen werden. Dies geschieht, weil die Akkumulation von Speichermolekülen die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich das PKMζ-Proteinpolymer während der Streaming-Ionisierung innerhalb einer chemischen Synapse in ein mehrfach geladenes Ion einer charakteristischen semiotisch identifizierbaren Spezies verwandelt. Die anschließende semichemische Umwandlung hängt davon ab, wie sich die Ionenladungen von der Oberfläche des mehrfach geladenen Moleküls zu anderen bioelektrolytischen Strukturen bewegen, die Impulsströme tragen. Infolgedessen handelt es sich um eine andere Signalzeicheninformation der interneuronalen Kommunikation (Regulation, Kontrolle, Ausführung). . Die Auswahl erfolgt auf probabilistische Weise, wobei die Wahrscheinlichkeitsstruktur durch Neurotransmitter vorbestimmt ist.Es ist logisch anzunehmen, dass in jedem Fall Korrelate von Abweichungen ausgewählt werden, um eine Arbeitsprobe induktiver Analogien in der Nähe der anfänglichen halbchemischen Prämissen zu erhalten.



Ein Neuron steht vor der Aufgabe, Informationen über Abweichungen in seiner eigenen Autohomeostase zu erhalten. Daher muss es entweder Antworten von anderen Neuronen erhalten, mit denen es durch einen dendroaxonalen Baum verbunden ist, oder seine eigenen synthetischen Informationen irgendwie an seine eigene Adresse umleiten . Daraus folgt, dass zur Lösung dieses Problems das Kontrollobjekt eines Neurons ein dendroaxonaler Baum von Verbindungen mit anderen Neuronen ist und die semichemischen Kontrollgesetze der erforderlichen Energieinformationsereignisse für dieses komplexe System von gelten Verbindungen. Dies bedeutet, dass die induktive Umwandlung von Neuroimpulsen in ein Signal unter dem Einfluss regulatorischer Substanzen an kritischen Punkten der dendroaxonalen Bahnen erfolgt. Ein Beispiel für eine solche Substanz ist Acetylcholinesterase,Durch die vollständige und sofortige Hydrolyse von Acetylcholin unter Bildung von Essigsäure und Cholin wird die Übertragung eines Nervenimpulses gestoppt. Diese Unterbrechung ist für das Impulsneuron von entscheidender Bedeutung. Während der Unterbrechung entwickelt sich eine Hemmung, die die Erregbarkeit des Neurons auslöscht, die funktionelle Aktivität nimmt mit dem Energieverbrauch ab und die Autohomeostase wird stabilisiert. In Anbetracht der Tatsache, dass eine solche Unterbrechung möglicherweise nicht einfach, sondern mehrfach ist, wobei andere Substanzen (Adenosin, Glutamat, Dopamin, Noradrenalin, Serotonin usw.) das gesamte Spektrum der dendro-axonalen Verbindungen betreffen, auch aufgrund zahlreicher Wiederholungen, werden Informationen erfasst eine andere prozedurale Ressourcenform, - bionisch. Und um zusätzlichen Nutzen aus dieser Art von Ressource zu ziehen, wird ein Informationsgerät benötigt, das sich von einer Induktionsmaschine unterscheidet.eine, die funktionelle Neuromodelle baut.



Literatur:

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Perspektiven des Denkens Modellierung Alexander Lvovich Shamis ABBYY Unternehmen, Basisabteilung PHYSICAL TECHNOLOGY - samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml



Neuronale Denkmodelle Ph.D., Senior Researcher, V.G. Strakhov - www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx



Zu einer Einführung in die Psychologie von L.B. Emelyanov-Yaroslavsky, V.G. Strakhov. - ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf