Ознакомительная версия. Доступно 21 страниц из 105
Три отчетливо различающихся между собой типа поведения нашей сети могут проявляться в зависимости от изменений всего одного из параметров, например силы синаптической связи. Однако паттерн возникающих феноменов может зависеть не только от проходимости синапсов, но и от изменения времени задержки проведения. Возникает впечатление, что сама система имеет в запасе определенный набор поведений, и эти поведения являются «универсалиями» системы, результатом спонтанной самоорганизации в сети. Все выглядит так, словно здесь возбуждается поле, целое поле нейронов, и это поле самостоятельно организуется и ведет себя как единое связное целое, словно это поле, придя в состояние возбуждения, далее следует своим особым курсом, курсом, направление которого определяется исключительно глобальными свойствами и внутренними связями поля. Наша гипотеза заключается в том, что нейроны первичной зрительной коры тоже образуют такое «поле» – поле в смысле Лэшли, – в котором сложные и интегративные события определяются не столько местными особенностями микроскопической анатомии, топографией ядер, колонок и центров, сколько глобальными свойствами волновых действий и взаимодействий в живой, отличающейся спонтанной активностью невероятно сложной нейронной среде.
Такие глобальные, полевые парадигмы оказываются весьма полезными для понимания организации сердечного ритма, электрической «комплекции» сердца, ее пространственной геометрии и временной организации, и, что самое главное, для понимания расстройств такой активации, когда нормальный рисунок самоорганизации и хаоса резко усиливается и становится разрушительным. Не меньше пользы приносит теория хаоса нашему пониманию работы головного мозга. Это тем более так, потому что многие классические подходы к изучению этих процессов доказали свою ограниченность и даже, более того, несостоятельность, при использовании их для того, чтобы разобраться в сложнейших хитросплетениях деятельности мозга в ее постоянной изменчивости. Эти ограничения хорошо заметны, в особенности на высших уровнях, но видны они и на уровне первичной зрительной коры, где при мигрени и других заболеваниях возникают и развертываются элементарные геометрические призраки.
Сходными мыслями руководствовались Эрментраут и Коуэн, которые уже работали над изучением зрительной системы, когда познакомились со статьями Клювера о константах галлюцинаторных форм. Больше того, свою вышедшую в 1979 году книгу они посвятили памяти Клювера. Эрментраут и Коуэн тоже пытались выяснить, можно ли путем анализа распространения волн в первичной зрительной коре объяснить природу констант форм, наблюдаемых при мигрени и других заболеваниях. Модель, которую они использовали, была не слишком реалистичной – проведение волн было мгновенным, без учета постоянной времени, – но тем не менее, когда авторы приступили к математическому анализу полученных ими уравнений, основываясь на теории групп и бифуркаций, они тоже нашли решение в форме удвоения периодичности стационарных состояний, в виде пространственных «завитков» и «решеток», которые, если их спроецировать на сетчатку, будут восприниматься как константы форм, описанные Клювером[72]. Таким образом, имеет место схожесть между нашими и их результатами, результатами, полученными путем формального математического анализа и путем актуальной компьютерной имитации.
Возможно, конечно, что все это не более чем совпадение, что мы производим геометрические узоры «кортикального» типа, которые не имеют никакого отношения к реальным механизмам функционирования коры, что мы имитируем работу мозга, а отнюдь ее не моделируем. Представляется, однако, весьма маловероятным, чтобы мозг – при наличии простого и естественного механизма – механизма универсального и характерного для природы – пользовался иными, необходимо более сложными и громоздкими механизмами (для достижения того же результата).
Итак, мы совершили полный круг длиной полтора века, начиная с Гершеля, размышлявшего о своих геометрических призраках и думавшего, нет ли в «чувственной системе некой калейдоскопической силы». Теперь, на исходе двадцатого века, мы можем имитировать сенсорный калейдоскоп, заставляя самоорганизующуюся нейронную сеть создавать ее собственные неповторимые рисунки. Мы теперь можем представить себе спонтанную и динамическую «калейдоскопичность» работы головного мозга. Наша модельная сеть – и сам мозг – творит прихотливые геометрические образы из энергии и времени. Шеррингтон говорил о мозге, как о «волшебном ткацком станке», ткущем меняющиеся, распадающиеся, но всегда исполненные смыслом узоры. Но он говорил о мыслях и образах, а мы здесь ведем речь о чем-то более элементарном и стихийном – о творении, игре, о чистых узорах и чистых формах.
Не надо думать, будто такая самоорганизующаяся активность, сложные картины порядка и хаоса, имеет место только при патологических условиях. Становится все больше и больше данных, указывающих на то, что хаотичные и самоорганизующиеся процессы протекают в коре и в норме, что именно они являются непременным предварительным условием обработки и восприятия сенсорной информации, и эта обработка и восприятие являются факторами, ограничивающими хаос и самоорганизацию. Самым убедительным доказательством этого факта является резкое усиление генерации образов в условиях блока сенсорных входов и снятия упомянутых ограничений. Процессы хаоса и самоорганизации в коре в норме ограничены микроскопическими, невидимыми участками, и только при патологии эти процессы согласуются друг с другом, синхронизируются, становятся глобальными, начинают доминировать и в виде упорядоченно организованных галлюцинаций прорываются в сознание. Наша модель была создана для демонстрации нормальной активности, нормальных процессов самоорганизации, и только когда мы изменили определенные параметры, чтобы сделать их патологическими, наша модель, если можно так выразиться, заболела мигренью.
Ознакомительная версия. Доступно 21 страниц из 105
