Александр Хадарцев Анатолий Несмеянов Аслан Кожемов

Питербаскет и здоровье человека

                       Александр Хадарцев Анатолий Несмеянов Аслан Кожемов







Питербаскет и здоровье человека

Монография
























Palmarium Academic Publishing

Impressum / Выходные данные
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uber http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Alle in diesem Buch genannten Marken und Produktnamen unterliegen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichem Schutz bzw. sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Inhaber. Die Wiedergabe von Marken, Produktnamen, Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen u.s.w. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden durften.

Библиографическая информация, изданная Немецкой Национальной Библиотекой. Немецкая Национальная Библиотека включает данную публикацию в Немецкий Книжный Каталог; с подробными библиографическими данными можно ознакомиться в Интернете по адресу http://dnb.d-nb.de.
Любые названия марок и брендов, упомянутые в этой книге, принадлежат торговой марке, бренду или запатентованы и являются                 брендами                соответствующих
правообладателей. Использование названий брендов, названий товаров, торговых марок, описаний товаров, общих имён, и т.д. даже без точного упоминания в этой работе не является основанием того, что данные названия можно считать незарегистрированными под каким-либо брендом и не защищены законом о брендах и их можно использовать всем без ограничений.

Coverbild / Изображение на обложке предоставлено: www.ingimage.com

Verlag / Издатель:
Palmarium Academic Publishing
ist ein Imprint der/ является торговой маркой
OmniScriptum GmbH & Co. KG
Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Deutschland / Германия Email / электронная почта: info@palmarium-publishing.ru

Herstellung: siehe letzte Seite/
Haпечатано: см. последнюю страницу
ISBN: 978-3-659-60315-0


Copyright/АВТОРСКОЕ ПРАВО © 201 5 OmniScriptum GmbH & Co. KG
Alle Rechte vorbehalten./ Все права защищены. Saarbrucken 201 5

ВВЕДЕНИЕ


   В начале 90-х годов сформировалось направление исследований «Адаптивное поведение» (Meyer J.-A., Wilson S.W., 1990; Meyer J.-A., Guillot A., 1994). Организаторами первой международной конференции по адаптивному поведению (1990 год, Париж) были Жан-Аркадий Мейер и Стюарт Вильсон. Основной подход этого направления - конструирование и исследование искусственных (в виде компьютерной программы или робота) «организмов», способных приспосабливаться к внешней среде. Эти организмы называются «аниматами» (от англ. animal (животное) и robot: animal + robot = animat). Часто используют также близкий термин «агент», подразумевая под этим термином модельный искусственный организм (необязательно похожий на робота).
   Поведение аниматов имитирует поведение животных. Исследователи направления «Адаптивное поведение» стараются строить такие модели, которые применимы к описанию поведения как реального животного, так и искусственного анимата.
   Программа-минимум направления «Адаптивное поведение» - исследовать архитектуры и принципы функционирования, которые позволяют животным или роботам жить и действовать в переменной внешней среде.
   Программа-максимум этого направления - попытаться проанализировать эволюцию когнитивных способностей животных и эволюционное происхождение человеческого интеллекта.
   Для исследований адаптивного поведения характерен синтетический подход: здесь конструируются архитектуры, обеспечивающие «интеллектуальное» поведение аниматов. Причем очень часто это конструирование проводится как бы с точки зрения инженера: иссле

3

дователь сам «изобретает» архитектуры, подразумевая, конечно, что какие-то подобные структуры, обеспечивающие адаптивное поведение, должны быть у реальных животных.
   Упрощенная схема анимата представлена на рис. 1. Анимат взаимодействует с внешней средой, он выполняет действия, получает информацию о внешней среде через сенсорные входы и получает подкрепления от внешней среды.

Рис. 1. Упрощенная схема взаимодействия анимата с внешней средой

   Хотя «официально» направление исследований «Адаптивное поведение » было провозглашено в 1990 году, были явные провозвестники этих работ.
   Так, М.Л. Цетлин (1969) предложил и исследовал модели автоматов, способных адаптивно приспосабливаться к окружающей среде. Работы его инициировали целое научное направление, получившее название «коллективное поведение автоматов».
   Под руководством М.М. Бонгарда (1975) был предложен проект «Животное», характеризующий адаптивное поведение искусственных организмов.


4

   Обзор ранних работ по адаптивному поведению представлен в книге М.Г. Гаазе-Рапопорта и Д.А. Поспелова «От амебы до робота: модели поведения» (Гаазе-Рапопорт М.Г., Поспелов Д.А., 1987).
   Изложение ряда конкретных современных моделей адаптивного поведения содержится в работах В.Г. Редько (2001) и В.А. Непомнящих (2002, 2003). При этом в основном используется феноменологический подход к исследованиям систем управления адаптивным поведением . Предполагается, что существуют формальные правила адаптивного поведения, и эти правила не обязательно связаны с конкретными микроскопическими нейронными или молекулярными структурами, которые есть у живых организмов. Такой феноменологический подход для исследований адаптивного поведения имеет право на существование. Есть термодинамика, и есть статистическая физика. Термодинамика описывает явления на феноменологическом уровне, статистическая физика характеризует те же явления на микроскопическом уровне. В физике термодинамическое и статфизическое описания относительно независимы друг от друга и вместе с тем взаимодо-полнительны. По-видимому, и для описания живых организмов может быть аналогичное соотношение феноменологическим (на уровне поведения) и микроскопическим (на уровне нейронов и молекул) подходами. Естественно ожидать, что для исследования систем управления адаптивным поведением феноменологический подход должен быть более эффективен (по крайней мере, на начальных этапах работ), так как очень трудно сформировать целостную картину поведения на основе анализа всего сложного многообразия функционирования нейронов, синапсов, молекул.
   Каково же общее состояние моделей адаптивного поведения в контексте исследования когнитивной эволюции? Общая ситуация примерно

5

такова. Есть множество математических и компьютерных моделей, характеризующих «интеллектуальные» изобретения: модель возникновения безусловного рефлекса на молекулярно-генетическом уровне (Редько В.Г., 1990), модели привыкания (Staddon J.E.R., 1993), большое количество моделей условных рефлексов (Klopf A.H., Morgan J.S., Weaver S.E., 1993; Balkenius C., Moren J., 1998). Однако эти модели очень фрагментарны, слабо разработаны и пока не формируют общую картину эволюционного происхождения мышления, логики, интеллекта.
   Для осмысления многообразия форм адаптивного поведения необходимо не только исследование конкретных моделей, но и разработка общих концепций и схем, позволяющих взглянуть сверху, «с высоты птичьего полета» на эти исследования.
   Одной из таких концептуальных теорий может служить теория функциональных систем, предложенная и развитая в 30-70-х годах известным советским нейрофизиологом П.К. Анохиным (1973, 1975, 1979).
   Функциональная система по П.К. Анохину - схема управления, нацеленного на достижение полезных для организма результатов.
   Работа функциональной системы (рис. 2) может быть описана следующим образом.
   Сначала происходит афферентный синтез, который включает в себя нейронные возбуждения, обусловленные: 1) доминирующей мотивацией, 2) обстановочной и пусковой афферентацией, 3) врожденной и приобретаемой памятью.
   За афферентным синтезом следует принятие решения, при котором происходит уменьшение степеней свободы для эфферентного синтеза и выбор конкретного действия в соответствии с доминирующей потребностью животного и с другими составляющими афферентного синтеза.

6

Рис. 2. Структура фунциональной системы.
ОА - обстановочная афферентация, ПА - пусковая афферентация

   Затем следует формирование акцептора результата действия, то есть прогноза результата. Прогноз включает в себя оценку параметров ожидаемого результата.
   Эфферентный синтез - подготовка к выполнению действия. При эфферентном синтезе происходит генерация определенных нейронных возбуждений перед подачей команды на выполнение действия.
   Все этапы достижения результата сопровождаются обратной аф-ферентацией. Если параметры фактического результата отличаются от параметров акцептора результата действия, то действие прерывается и происходит новый афферентный синтез. В этом случае все операции повторяются до тех пор, пока не будет достигнут конечный потребный результат.
   Таким образом, функциональная система имеет циклическую (с обратными афферентными связями) саморегулирующуюся архитектонику.
   Теория П.К. Анохина подразумевает динамизм функциональных систем. Для каждого конкретного поведенческого акта может быть

7

сформирована своя функциональная система.
   Функциональные системы формируются в процессе системогенеза. Теория системогенеза, которая исследует закономерности формирования функциональных систем в эволюции, индивидуальном развитии и обучении (Судаков К.В., 1997), может рассматриваться как отдельная ветвь теории функциональных систем.
   Каждая функциональная система ориентирована на достижение конечного потребного результата.
   Теория функциональных систем была разработана в первую очередь для интерпретации нейробиологических данных и зачастую сформулирована в очень интуитивных терминах. Поэтому, хотя она и хорошо известна, она не общепризнана и практически не использовалась при разработке серьезных моделей адаптивного поведения. Можно сказать, что попытки формализации теории функциональных систем только начинаются (Умрюхин Е.А., 1999; Судаков К.В., Викторов В.А., 2000; Анохин К.В., Бурцев М.С., Зарайская И.Ю., Лукашев А.О., Редько В.Г., 2002). Тем не менее, эта теория базируется на многочисленных биологических экспериментальных данных и представляет собой хорошую концептуальную основу для исследования широкого спектра проблем адаптивного поведения.
   Важное понятие функциональной системы - мотивация. Роль мотивации состоит в формировании цели и поддержке целенаправленных форм поведения. Мотивация может рассматриваться как активная движущая сила, которая стимулирует нахождение такого решения, которое адекватно потребностям организма в рассматриваемой ситуации. И имеет смысл провести моделирование эволюционного возникновения целенаправленного адаптивного поведения и анализ роли мотиваций в формировании целенаправленного поведения. Также следу

8