15.7. ПРИНЦИП ВЕРОЯТНОСТИ И «РАЗМЫТОСТИ» В ВЫСШИХ ИНТЕГРАТИВНЫХ ФУНКЦИЯХ МОЗГА

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 

Эффективность адаптивного поведения человека в значитель­ной степени обусловлена уникальной способностью его мозга пред­видеть, прогнозировать наступление определенных событий, а зна­чит, соответствующим образом подготовиться к ним. Образова­ние условного рефлекса — один из ведущих приемов формиро­вания приспособительного поведения животного и человеческого организма — представляет собой физиологический феномен пре­образования неопределенной информации в определенную, т. е. реакцию на уменьшение неопределенности в среде.

Прогнозирование на основе прошлого опыта не может быть абсолютным, прогнозирование всегда носит вероятностный харак­тер. Под вероятностным прогнозированием понимается предвос­хищение будущего, основанное на усвоении вероятностной струк­туры прошлого опыта и восприятии информации о реально суще­ствующей ситуации. На основе вероятностного прогноза осу­ществляется подготовка к таким действиям, которые в наиболь­шей степени (с максимальной вероятностью) способствуют дости­жению цели.

Способность к вероятностному прогнозу является результа­том эволюции живых организмов в условиях вероятностно органи­зованной среды. Прогнозы живого организма направлены на опти­мизацию результатов его действий. Поскольку в естественных условиях организм сталкивается с множеством различных случай­ных воздействий, для построения рационального прогноза необ­ходима соответствующая статистическая обработка этих сигналов. Современные теории вероятностного обучения основаны на пред­ставлении о предсказании статистических закономерностей и выборе оптимальных стратегий поведения при обучении субъекта распознаванию вероятностной структуры раздражителей.

Поведенческие реакции организма в соответствии с вероят­ностным прогнозом позволяют ему резко уменьшить число оши­бочных реакций, следовательно, являются эффективным средством активного приспособления к окружающей среде.

В условиях неопределенного прогноза организм выполняет работу по подготовке к нескольким возможным действиям. Это соответствует ориентировочной реакции организма на неопреде­ленность ситуации. Чем больше неопределенность прогноза, тем больше физиологических систем вынужден подготовить к дейст­вию организм, тем более сильную ориентировочную реакцию мы наблюдаем. Напротив, условнорефлекторную реакцию следует рас­сматривать как ответ, организуемый на базе индивидуального опы­та человека и позволяющий прогнозировать появление в будущем некоторой определенной ситуации. Условнорефлекторная реакция организма проявляется всегда в ситуации определенного прогноза, ориентировочная реакция — в условиях неопределенного про­гноза.

Характерной особенностью многих приобретаемых навыков является то, что они формируются в условиях стохастической внешней среды, когда вероятность одновременного наступления во времени и в пространстве двух разных стимулов почти всегда меньше единицы, и тем не менее через некоторое время в цент­ральных нервных структурах, отвечающих за определенные пове­денческие реакции, формируется функциональная связь. Это в полной мере относится к механизму образования условного реф­лекса, наиболее распространенной ситуацией образования кото­рого в реальных условиях жизни живого организма является по­ложение, когда вероятность подкрепления условного стимула безусловным почти никогда не достигает единицы, а сама последо­вательность подкрепляемых условных стимулов носит случайный характер.

Вероятностный компонент реакции занимает значительное место на всех этапах условнорефлекторного акта, состоящего из ряда последовательно протекающих процессов в перифери­ческих, афферентно-эфферентных и центральных ассоциативных системах (А. Б. Коган, О. Г. Чораян).

Вероятностная природа закономерностей формирования услов-норефлекторной деятельности хорошо проявляется в опытах с не­регулярным подкреплением условного стимула безусловным. Ре­зультаты образования условных рефлексов, выработанных на раз­дражения, подкрепленные стереотипно или стохастически, указы­вают на отсутствие сколько-нибудь существенных различий в ско­рости формирования этих приспособительных ответов. В экспери­ментах по выработке двигательных условных рефлексов с частич­ным подкреплением установлено, что рефлекс вырабатывается тем лучше, чем выше вероятность подкрепления условного раздражи­теля безусловным.

Решение многих задач повседневной жизни человека, связан­ных с хранением и воспроизведением информации (таких как рас­познавание образа, разработка оптимальной стратегии поведения, различные формы мыслительной деятельности), как правило, про­исходит при нечетких условиях, в ситуациях, недоступных точно­му количественному описанию. Одним из перспективных методи­ческих подходов к анализу и познанию неточно определенных, трудноформализуемых систем является теория «размытых» мно­жеств и «размытых» алгоритмов, представляющая собой логи­ческое развитие концепции вероятностного детерминизма явлений и процессов в сложных и сверхсложныех системах. Теория «раз­мытых» множеств и «размытых» алгоритмов в сущности есть попытка создания концептуальной основы для оперирования «раз­мытыми» понятиями, «размытыми» представлениями в количест­венном или квазиколичественном плане.

В жизни человека число проблем, решаемых с большей точ­ностью, намного меньше, чем тех, которые могут практически ре­шаться лишь приблизительно. Неточность, неопределенность в системе, известная под названием «размытость», играет сущест­венную роль в человеческом сознании, так как большинство явле­ний реального мира являются размытыми, одни в большей, другие в меньшей степени. Умение правильно решать неформализуемые проблемные ситуации — важнейшая черта человеческого интеллек­та — в основном обусловлена способностью человеческого мозга оперировать неколичественными терминами, нечеткими понятиями. Оперирование нечеткими понятиями является не слабостью, а си­лой, одним из самых больших приобретений человека, возникших в процессе эволюции живого мира. Решение, принятое прибли­зительно, грубо, но вовремя, предпочтительнее вывода, который взвешен, выверен, вычислен, но отстал от событий. Человек нара­щивает нечеткость понятий, когда желает проявить осторожность и не делать опрометчивых суждений. Усиление расплывчатости — часто используемый людьми прием, когда другими способами вообще невозможно решение стоящей перед ним задачи.

Принцип «размытости» лежит в основе многих форм созна­тельной интеллектуальной деятельности, в особенности в процес­сах распознавания образов, в логических операциях мышления, в устной и письменной речи и т. д. Видимо, вопросы точной оцен­ки, абсолютного измерения имеют скорее теоретическое значение, а в практической деятельности человека необходима лишь при­близительная оценка ситуации, отдельных составляющих ее ком­понентов. Мозг человека допускает такую неточность, кодируя информацию, достаточную для решения задачи элементами теории «размытых» множеств, при помощи которых он лишь приблизи­тельно оценивает исходные данные.

В повседневной жизни человек постоянно сталкивается с си­туациями, когда стратегия его поведения не может, а возможно, и не нуждается в точной регламентации. Об этом достаточно хо­рошо сказал  Н. Винер,  подчеркнувший,  что главное из  преимуществ человеческого мозга перед вычислительной машиной за­ключается в его способности оперировать нечетко очерченными понятиями. Если бы человек использовал для решения проблем­ных ситуаций точные алгоритмы, то во многих случаях его работа сделалась бы невозможной, так как решение сложных информа­ционных задач при помощи таких алгоритмов требует чрезвычай­но большого объема информации, огромных объемов памяти и длительного времени для переработки информации.

Замечательное свойство человеческого мозга оперировать не­четкими, плохо формализованными понятиями, во многом обус­ловлено ролью в его жизни такой ведущей формы описания (коди­рования) информации, каким являются естественные языки. Известно, что отличительной особенностью человеческого языка яв­ляется неоднозначное отношение между знаком и обозначаемым им предметом. По классификации В. В. Налимова, система языков как различная форма кодирования информации составляет весьма протяженную шкалу, один конец которой занят «тяжелыми» язы­ками, другой — «мягкими». В «тяжелых» языках каждый знак имеет четкое и определенное значение различных математических или логических операций, например программные языки современ­ных ЭВМ. Напротив, в «мягких» языках вероятностная структура содержания, обозначаемого данным языком, проявляется особенно хорошо. Крайним образцом «мягкого» языка может служить язык абстрактного искусства. На языковой шкале кодирования и деко­дирования информации современный разговорный или письменный язык занимает среднее положение. Этим и объясняется тот факт, что в теории «размытых» множеств большое место занимает линг­вистический подход, оперирующий лингвистическими переменны­ми, представляющими собой обозначения размытых классов явле­ний и предметов.