Konceptuální model reflexního oblouku

Model konceptuálního reflexního oblouku (CRD)  je jedním z klíčových konceptů vektorové psychofyziologie , který odráží moderní chápání struktury reflexního oblouku . Model navrhli psychofyziologové E. N. Sokolov a C. A. Izmailov v roce 1983 [1] . Model konceptuálního reflexního oblouku je doplňkem k myšlenkám o reflexním principu vyšší nervové činnosti a odráží nervové mechanismy chování lidí a zvířat [2] . KRD je základní koncept vektorové psychofyziologie .

Struktura konceptuálního reflexního oblouku

Obecně se koncepční reflexní oblouk skládá z 8 bloků [1] [3] :

  1. Blok 1 - blok receptorů určitého smyslového systému (zrakového, sluchového atd.);
  2. Blok 2 je blok prediktorových neuronů, z nichž každý je spojen se skupinou receptorů. Důležitou vlastností těchto neuronů je, že reagují na jakoukoli hodnotu parametru a mění svou odezvu v souladu se změnou parametru;
  3. Blok 3 je blok detektorových neuronů, které na rozdíl od prediktorů reagují na určité parametry podnětu. Tento princip kódování se nazývá „kódování čísel kanálu“. Stupeň buzení detektoru závisí na buzení souvisejících prediktorů, to znamená, že maximální buzení detektoru bude pozorováno po předložení signálu, který je pro něj relevantní. Detektory jsou sloučeny do funkčních bloků (mikro-, makro- a hypersloupce). To vám umožňuje analyzovat informace na různých úrovních;
  4. Blok 4 je blok příkazových neuronů. Buzení každého příkazového neuronu je spojeno se souborem buzení detektoru. Velitelské neurony určují typ konkrétní reakce. Maximální excitace bude pozorována na příkazovém neuronu, který obdržel nejvíce buzení z detektorů. Je to tento příkazový neuron, který určí, jaká behaviorální reakce bude pozorována;
  5. Blok 5 - blok premotorických neuronů. Tvoří větší diferenciaci reakcí v důsledku vytváření dalších spojení mezi příkazovými neurony a motorickými neurony;
  6. Blok 6 - blok motorických neuronů . Každý příkazový neuron je spojen se svou vlastní skupinou motorických neuronů, které poskytují holistickou behaviorální reakci;
  7. Blok 7 - blok efektorů , které přímo implementují behaviorální reakci;
  8. Blok 8 je blok modulačních neuronů, které plní funkci přepínání excitace. Určují palebné priority velitelských neuronů v souvislosti s aktuální situací v prostředí a vnitřním stavem těla.

Koncepční reflexní oblouk je tedy systém neuronů, který se skládá ze tří hlavních bloků nebo subsystémů [1] :

  1. Analyzátor, který kóduje každý příchozí signál pomocí čísla selektivního detektoru (blok 1 - blok 3);
  2. Výkonný systém, který určuje výstupní odezvu z hlediska počtu příkazových neuronů (blok 5 - blok 7);
  3. Centrální článek, který představují příkazové neurony a modulační neurony, plnící funkci spínacího mechanismu, který řídí zapínání nebo vypínání spojení mezi detektory a příkazovými neurony;

Model CRD lze aplikovat jak na jednoduché nepodmíněné reflexy , tak na složité neuronové sítě . Takže například jedna z variant neuronové sítě, prezentovaná CRD, je popsána pro obranný reflex hlemýždě [4] . Záznamem aktivity příkazových a senzorických neuronů při mechanické stimulaci povrchu těla kochley byly odhaleny rozdíly v receptivních polích příkazových neuronů a senzorických neuronů, což odráží jeden z principů organizace CRD.

Principy organizace konceptuálního reflexního oblouku

Existuje několik základních principů organizace DDC, které umožňují analyzovat fungování různých neuronových sítí [1] [5] :

  1. Základní princip kódování informací v DRC je kódování podle čísla kanálu;
  2. Informace přijaté z okolí prochází několika fázemi zpracování. V každé fázi je zpracování prováděno nezávislou skupinou neuronů. Každý neuron jedné úrovně je spojen se všemi neurony další úrovně;
  3. Existence 2 typů spojení mezi subsystémy: pružné (plastové) a tuhé (stabilní) spojení;
  4. Spojení mezi vstupním blokem (ze systému analyzátoru do centrálního spojení) a výstupním blokem (z centrálního spojení do výkonného systému) jsou pevná (pevná);
  5. V centrálním propojení jsou řízena spojení mezi vstupním a výstupním blokem, to znamená, že je zde prezentován flexibilní typ spojení. Flexibilní typ spojení je dán především učením a může se měnit pod vlivem různých nespecifických faktorů, jako je motivace, funkční stav, pozornost a aktuální úkol.

CRD v mechanismech paměti a učení

Myšlenka CRD jako základního mechanismu pro organizaci chování, stejně jako myšlenka existence flexibilního typu spojení v centrálním článku CRD, umožnily přiblížit se nové myšlence ​Mechanismy paměti a učení [5] . K učení dochází, když se buzení v detektoru a příkazovém neuronu shoduje. V jednoduchých systémech existuje jednoduché spojení „detektor-příkazový neuron“. V procesu evoluce však narůstá diferenciace bloku analyzátoru (vznik prediktorů) a výkonného systému (vznik bloku premotorických neuronů, které poskytují jemnější a rozmanitější reakce). To vše určuje různorodost behaviorálních reakcí. Mechanismus učení je v tomto případě založen na posílení nebo oslabení spojení detektorů s příkazovými neurony. Experimentálně tedy bylo prokázáno, že pokles membránového a prahového potenciálu v velitelských neuronech plže obecného při tvorbě podmíněného reflexu přetrvává měsíc [5] .

Při studiu mechanismů krátkodobé paměti v rámci modelu CRD je zvykem hovořit o tzv. „ modelu nervových stimulů “ [2] . Podle tohoto modelu se při opakování stejného podnětu v nervovém systému vytvoří určitá paměťová „stopa“, která obsahuje všechny parametry podnětu. Když se nějaké parametry podnětu změní, začne být vnímán jako nový. Mezi vytvořeným modelem a přicházejícím podnětem dochází k nesouladu, což vede k orientační reakci.

K vytvoření stimulačního modelu dochází v důsledku zlepšení selektivních vlastností určitých detektorů. Zdá se tedy, že parametry stimulu jsou zdůrazněny, to znamená, že získávají vyšší rychlost vedení. To vede ke stabilizaci reakce a rychlejší reakci na podnět. Vzniká tak určitá "matrice" synapsí , která ukládá konfiguraci podnětu.

Při vystavení podnětu se podnět porovnává se stopami předchozích podnětů. Pokud se podnět a nervový model předchozího podnětu shodují, pak k orientační reakci nedochází. Pokud se neshodují, dochází k orientační reakci a čím větší nesoulad, tím intenzivnější reakce.

Mechanismus tvorby neurálního modelu podnětu tedy může být základem mechanismu krátkodobé paměti. Neurony schopné generovat stopové efekty byly nalezeny v hippocampu , thalamu a mozkové kůře [5] .

KRD jako základní koncept vektorové psychofyziologie

Vektorová psychofyziologie [3] [6]  je obor psychofyziologie, který studuje neuronové sítě založené na principu vektorového kódování. Hlavní podstatou vektorového kódování je, že když je aplikován stimul, je excitován určitý soubor senzorických neuronů. Kombinací těchto vzruchů vzniká tzv. excitační vektor, který kóduje holistický účinek podnětu. Dále, aby se přizpůsobil příchozí excitaci, je excitační vektor podroben normalizaci , v důsledku čehož bude mít každý excitační vektor charakterizující konkrétní signál stejnou délku. Celý prostor signálů pak může být reprezentován jako hypersféra , jejíž rozměr je určen počtem nezávislých neuronů v souboru. Každý signál pak může být reprezentován jako bod na povrchu hypersféry. Rozdíl mezi signály je euklidovská vzdálenost mezi konci excitačních vektorů. Z hlediska RDC to lze popsat následovně: množinu určitých detektorů lze reprezentovat body na povrchu hypersféry, jejichž rozměr je určen počtem prediktorů a souřadnice jsou rovny excitacím odpovídající prediktory.

Stejný princip kódování lze aplikovat na výkonný systém RDC. Příkazový neuron přenáší excitační vektor do skupiny premotorických neuronů, které určují složky vektoru behaviorální odezvy.

Tento přístup umožňuje integraci makro- a mikroúrovně analýzy lidského chování, to znamená propojení komplexních reakcí lidského chování a aktivity jednotlivých neuronů a nervových souborů. Princip vektorového kódování se používá k analýze vnímání barev, vizuálně řízeného chování [7] , jakož i při analýze emočních procesů [8] .

Zdroje

  1. ↑ 1 2 3 4 Sokolov EN, Izmailov Ch.A. Konceptuální reflexní oblouk: Model neurálního zpracování vyvinutý pro barevné vidění  //  Moderní problémy vnímání / Ed. od HG Geisslera. - 1983. - S. 192-216 .
  2. ↑ 1 2 Arakelov G. G. Role studia jednoduchých systémů při vytváření modelu konceptuálního reflexního oblouku E. N. Sokolova  (Rus.)  // Bulletin Moskevské univerzity: 14. Psychologie. - 2010. - č. 4 . - S. 57-62 . Archivováno 26. října 2020.
  3. ↑ 1 2 Černorizov A. M. Psychofyziologická škola E. N. Sokolové  (ruština)  // Bulletin Moskevské univerzity. - 2010. - T. 14. Psychologie , č. 4 . - S. 4-21 . Archivováno 26. října 2020.
  4. Palikhova T. A. Neurony a synapse hlemýždě v psychofyziologii vektorů E.N. Sokolova  (ruština)  // Bulletin Moskevské univerzity. - 2010. - T. 14. Psychologie , č. 4 . - S. 149-164 . Archivováno 22. října 2020.
  5. ↑ 1 2 3 4 Grechenko T. N. Nervové mechanismy paměti v dílech E. N. Sokolova  (Rus)  // Bulletin Moskevské univerzity. - 2010. - T. 14. Psychologie , č. 4 . - S. 63-78 . Archivováno 26. října 2020.
  6. Chernorizov A. M. "Problémové pole" moderní psychofyziologie: od nanoneuroniky k vědomí  (ruština)  // Bulletin Moskevské univerzity. - 2007. - T. 14. Psychologie , č. 3 . - S. 15-43 .
  7. Izmailov Ch. A., Sokolov E. N., Chernorizov A. M. Psychofyziologie barevného vidění. - Vydavatelství Moskevské státní univerzity, 1989.
  8. Vartanov, AV, Vartanova, II Čtyřrozměrný sférický model emocí  //  Procedia Computer Science. - 2018. - č. 145 . - S. 604-610 .

Viz také