Развиваем психофизиологию

[Лаплас]

Пример разработки механизма условных рефлексов можно найти у Павлова, подробнейшим образом на множестве примеров показано, что существуют нервные процессы, возбуждение, торможение и другие, при помощи которых закономерно образуются условные рефлексы. Далее механизм нервных процессов также успешно разрабатывается на клеточном уровне.

Когда вы пишете об «условных рефлексах», главное учитывать, что их нет:

«Учение о рефлексах дало очень многое для понимания самой сущности нервной деятельности. Однако сам рефлекторный принцип не мог объяснить многие формы целенаправленного поведения. В настоящее время понятие о рефлекторных механизмах дополнено представлением о роли потребностей в организации поведения, стало общепринятым представление о том, что поведение животных, в том числе и человека, носит активный характер и определяется не только определенными раздражителями, но и планами и намерениями, возникающими под влиянием определённых потребностей. Эти новые представления получили своё выражение в физиологических концепциях «функциональной системы» П. К. Анохина или «физиологической активности» Н. А. Бернштейна. ...»
Рефлекс (биология). Значение учения о рефлексах — Википедия.

На самом деле сейчас и в России, и в мире в целом (где ни теории функциональных систем, ни теории физиологической активности никогда не было) есть только одна модель мышления — в целом нейросетевая. А там вот так:

«Синаптическая пластичность — это возможность изменения силы синапса (величины изменения трансмембранного потенциала) в ответ на активацию постсинаптических рецепторов[1]. Она считается основным механизмом, с помощью которого реализуется феномен памяти и обучения. Этот механизм характерен для всех организмов, обладающих нервной системой и способных хотя бы ненадолго чему-либо научиться.» Плюс множество других составляющих, в контексте которых имеет смысл синаптическая пластичность и которые отличают современное представление о мышлении от теорий столетней давности.
Синаптическая пластичность — Википедия.

[василий андреевич]

Иногда удобнее использовать дискомфорт. Иногда проще использовать потребность.

Где разработка механизма "потребностей"?

Есть термин гомеостаз, пока не перегруженный множеством рассудительностей. Поддерживать гомеостаз, значит скачком(?) переходить в новое состояние гомеостаза при плавных или форс мажорных изменениях внешних условий. Тогда комфорт - это минимальные для данного организма затраты на работу по поддержанию гомеостаза. Потому и комфортное состояние является востребованным.

[василий андреевич]

Когда возбуждение проходит между двумя очагами, дополнительно идёт процесс установления связи между нейронами, эта связь облегчает будущее распространение возбуждения по этой дорожке. Торможение наоборот, разрушает связи, и затрудняет будущее распространение возбуждения по дорожке.

Возбуждение или раздражение - это избыточный концентрат свободной энергии, способной разрушить устаканенные связи в "очаге". Свободная энергия рассеивается и сама собой, но рассеяние от уже двух очагов возбуждения образуют конфронтную пограничную область напряжений, которая должна быть рассеяна в подходящий приемник. В классическом Павловском опыте, слюноотделение и есть приемник возбуждений.
  Потому "нейронная дорожка" прокладывается не между очагами возбуждений, а от конфронта между очагами к наиболее доступному приемнику возбуждений. Так экономичнее и естественней, когда в рефлексе отпадет надобность, "нейронная дуга" будет преадаптирована, как память.

[talash]

Это я не обучаю форумчан, а это моё примерное представление. На самом деле довольно трудно умозрительно себе представлять эти процессы. Даже у специалистов есть всякие разногласия. Было бы интересно промоделировать это дело на компьютере, тогда многие неясности удалось бы устранить.

Нашёл аналогичный материал, вкратце как работают возбуждение и торможение, а также пример опытов Павлова, на основании которых создана модель:

Движение нервных процессов в коре больших полушарий


Нервные процессы — возбуждение и торможение — никогда не остаются неподвижными, не ограничиваются тем пунктом центральной нервной системы, в котором возникли. Начавшись в определенном месте, они распространяются из него по другим участкам нервной системы. Это явление, как уже было отмечено, называется иррадиацией.

Процессом, противоположным иррадиации, является концентрация нервных процессов, или сосредоточение их (после первоначальной иррадиации) в более ограниченном месте.

Иррадиируют и концентрируются оба нервных процесса: и возбуждение, и торможение.

Иррадиация возбуждения по коре больших полушарий играет важную роль в образовании условного рефлекса, который, как уже было сказано, всегда связан с распространением возбуждения от одного участка мозга к другому. Факт первичной генерализации условного рефлекса также показывает, что нервный процесс вначале охватывает значительное число клеток мозговой коры. Лишь в дальнейшем реакция на неподкрепляемые раздражения тормозится, и процесс возбуждения сосредоточивается, концентрируется в сравнительно небольшой группе клеток, связанных с подкреплением безусловным раздражителем.

Процесс иррадиации торможения и его последующей концентрации был показан в лабораториях И. П. Павлова в следующих экспериментах.

К коже собаки прикреплялось несколько приборчиков — касалок, расположенных в ряд от шеи до бедра. Раздражение кожи касалкой подкреплялось пищей, так что скоро действие каждой касалки начинало вызывать условный рефлекс — выделение слюны. Затем действие одной (самой нижней) касалки прекращали подкреплять пищей, вследствие чего ее действие перестало вызывать слюнный рефлекс; в пункте коры, соответствующем этому месту кожи, развивалось торможение. Если через 1 минуту после применения этой нижней касалки, ставшей теперь «тормозной», раздражалась кожа соседней касалкой, вызывавшей до этого значительную слюнную реакцию, то оказывалось, что раздражение кожи этой касалкой сейчас почти не вызывало выделения слюны, в то время, как раздражение кожи далеко отстоящей касалкой еще давало нормальную слюнную реакцию. Через 3 минуты торможение распространялось и на следующую, далее расположенную касалку. Это значит, что процесс торможения иррадиировал по коре головного мозга, постепенно распространяясь на все более далекие ее участки.

Подобным образом можно проследить и концентрацию торможения. Если продолжать опыт и пробовать действие второй и третьей касалок через более значительные "промежутки времени после действия «тормозной» касалки, то можно видеть, как сначала освобождается от торможения действие далеко отстоящей касалки, а затем тех, которые находятся ближе к «тормозной» касалке. Это значит, что процесс, сначала распространявшийся на все более отдаленные пункты коры, постепенно концентрируется в первоначальном тормозном пункте.

Иррадиация и концентрация — основные формы движения нервных процессов по коре больших полушарий. Благодаря иррадиации нервных процессов в жизненно важную реакцию вовлекается большое число клеток коры головного мозга, а это делает возможным образование связей между самыми различными участками мозговой коры. Благодаря концентрации нервных процессов, которая происходит гораздо медленнее, чем иррадиация, и представляет для нервной системы значительный труд, становится возможной выработка тонких и совершенных форм приспособления животного к меняющимся условиям среды.

Иррадиация и концентрация возбуждения и торможения зависят от ряда условий и прежде всего — от силы,раздражителей и вызываемых ими нервных процессов. При слабом и очень сильном возбуждении и торможении наблюдается значительная иррадиация этих процессов; при средней силе их — концентрация возбуждения или торможения в пункте приложения раздражения.

Иррадиация и концентрация зависят, далее, от общего состояния коры мозга. В ослабленной или утомленной коре иррадиация нервных процессов становится особенно широкой и диффузной; этим объясняется, например, неупорядоченное течение мыслей в полусонном или утомленном состоянии.

Иррадиация и концентрация зависят также от уравновешенности процессов возбуждения и торможения. Если процессы возбуждения преобладают над процессами торможения — их концентрация становится особенно затруднительной.

Характерно, что возможности концентрации нервных процессов с возрастом изменяются. У маленького ребенка, у которого еще слабы процессы активного внутреннего торможения,-концентрация нервных процессов при образовании временных связей еще очень затруднена, и процессы в коре головного мозга носят очень иррадиированный характер. По мере развития движение нервных процессов становится все более совершенным, и обе его формы — иррадиация и концентрация нервных процессов — уравновешиваются.

Важное значение в деятельности нервной системы имеет закон взаимной индукции нервных процессов, согласно которому каждый из нервных процессов — возбуждение и торможение»— вызывает или усиливает противоположный процесс. Возбуждение, возникающее в определенном участке коры головного мозга, вызывает в расположенных вокруг него участках процесс торможения (отрицательная индукция). Возникшее же в определенном пункте торможение вызывает в окружающих участках обратный ему процесс возбуждения (положительная индукция).

Аналогичные явления взаимной индукции можно наблюдать^ и в одном и том же пункте коры мозга (если проследить реакцию этого пункта в последовательные отрезки времени). Если определенный сигнал, вызвавший значительную по силе условную реакцию, предъявить вновь через очень небольшой отрезок времени после того, как он уже был предъявлен, его действие окажется временно заторможенным. Это происходит потому, что предшествующее возбуждение вызвало после себя — в силу закона индукции — процесс торможения. Наоборот, тормозное состояние определенного участка коры в силу последовательной индукции может вызвать в дальнейшем повышение его деятель- ного состояния. Этот вид индукции называется последовательной индукцией (или индукцией во времени) в отличие от описанной выше одновременной индукции (или индукции в пространстве).

Эти индукционные отношения между возбуждением и торможением лежат в основе концентрации нервных процессов. Благодаря им возможно чрезвычайно тонкое и четкое разграничение возбужденных и тормозных пунктов, характеризующее деятельное состояние коры больших полушарий.

http://psyznaiyka.net/view-fizio.html?id=dvijenie-nervnyh-processov

[talash]

С нервными процессами в общем понятно, далее наша задача состоит в изучении следующего уровня организации нервной системы: поведенческого уровня. Отличие нашего подхода в том, что мы будем опираться на фундамент из иерархически нижележащих уровней организации материи.

Мы сюда идём первыми. Почему до сих пор психофизиология не продвинулась на поведенческий уровень? Связано это с тем, что Павлов умышленно не разрабатывал собственную модель в части, касаемой безусловных рефлексов. По его модели всё поведение животного - условные рефлексы, формируются на базе безусловных рефлексов. Разрабатывая модель, следует задать вопрос, а откуда берутся безусловные рефлексы? Павлов дал ответ, условные рефлексы, если они устойчивы, постепенно в течение нескольких поколений наследуются и становятся безусловными. Но этот ответ очень не понравился сторонникам неодарвинистской модели эволюции, которые занимали главенствующее положение в биологической науке. В результате Павлов отказался от разработки модели по этому направлению. Первопричина поведения оказалась не разработана и далее, стараниями П.В.Симонова, считающегося последователем Павлова, в психофизиологию были введены потребности, как первопричина поведения. Данное понятие позаимствовано из психологии и вводится Симоновым без всякой связи со "зданием" материалистической науки. Поэтому, симоновскую психофизиологию уже нельзя назвать материалистической наукой, это нематерилистическое учение подобно психологиям.

Наша задача продолжить развивать психофизиологию, как материалистическую науку. Для начала в общих чертах.

Необходимое нам понятие "динамический стереотип".

Что такое динамический стереотип?

Окружающая среда, наряду с постоянной изменчивостью, характеризуется и известной периодичностью, повторяемостью раздражителей в каком-то комплексе и последовательности. Это внешний стереотип. Кроме того, бывают стереотипы внутренние, динамические.

Динамический стереотип - это закрепившаяся система временных нервных связей (условных рефлексов), образовавшаяся в ответ на устойчиво повторяющуюся систему условных раздражителей и позволяющая выполнять определенные действия без значительного напряжения сознания.

Термин "динамический" подчеркивает функциональный характер этого физиологического образования: формирование и закрепление его только после соответствующих упражнений, возможность его переделки, угасание при длительных перерывах, ухудшение при утомлении, сильных эмоциях и заболеваниях. Термин "стереотип" говорит о закрепленности, целостности образования, тенденции к повторению, известной автоматичности протекания.

И.П. Павлов распространял понятие динамического стереотипа очень широко: от простейших приемов действий человека до его образа жизни, образа мышления.

Особенности динамических стереотипов состоят в том, что они:

облегчают выполнение стандартных, повторяющихся действий (многократное повторение одних и тех же процессов в центральной нервной системе приводит к их максимальной дифференцированности, выраженности, делает осуществление динамического стереотипа легким, экономичным, автоматичным. Одновременно это освобождает остальные отделы мозга для творческой работы);
обеспечивают длительное сохранение опыта действий в привычных условиях, а также готовность действовать максимально эффективно в случае, если эти условия возникнут и в будущем;
вызывают по механизму временной связи повышение готовности к предстоящей деятельности;
обеспечивают наилучшее использование прошлого опыта в новых условиях, для выработки новых связей (взрослый человек, попав в новые условия, совсем не похож на новорожденного, в частности потому, что пытается разобраться в возникшей ситуации на основе своего опыта, используя все ценное в нем, т.е. видоизменяет и динамические стереотипы, приспосабливая их к новым условиям);


нередко направляют в течение некоторого времени многие мозговые процессы, так как, возникнув в результате какого-то одиночного возбуждения - "толчка", стереотип начинает развертываться по привычной схеме и доминировать в высшей нервной деятельности.

[talash]

Пытаемся ввести первое понятие поведенческого уровня - мотивация. Необходимость его введения у людей будет показано дальше, но сначала попытаемся ввести его для животных.

Динамический стереотип может быть задержан. Например, когда собака хочет по нужде, у неё запускается известный поведенческий комплекс. Но если собака находится в квартире, стереотип задерживается, собака терпит, пока её не выведут на улицу.

Но тут возникает вопрос, на каких основаниях мы считаем, что задержание нужды не является частью стереотипа? Таковых оснований нет. Задержание нужды у собак происходит либо в результате обучения, либо инстинктивно, то есть предки нашей собаки обучались, а она унаследовала результаты этого обучения.

Поскольку многие домашние собаки и коты умеют правильно ходить по нужде почти без обучения, то есть без множества отрицательных подкреплений за неправильные действия, то в урезанной модели психофизиологии, совместимой с неодарвинизмом, совершенно непонятно, как они это делают. Поэтому сторонники неодарвинизма начинают приписывать животным сознание, мутный художественный образ, с помощью которого они объясняют постфактум любое поведение животного. Типа животное подумало и решило не гадить, когда припёрло, а ждать, когда его выведут на улицу.

Похоже, что с объяснением поведения животных в общих чертах успешно справляется наша модель, которая состоит из павловской модели плюс наследование условных рефлексов. Значит будем переходить на человека.

[talash]

Ещё раз краткое определение. Динамический стереотип это комплекс последовательных и параллельных условных рефлексов.

И ещё одно подробное определение:

Динамический стереотип

Отдельные условные рефлексы в определенной ситуации мо­гут связываться между собой в комплексы. Если осуществлять ряд условных рефлексов в строго определенном порядке с при­мерно одинаковыми временными интервалами и весь этот ком­плекс сочетаний многократно повторять, то в мозге сформирует­ся единая система, имеющая специфическую последовательность рефлекторных реакций, т.е. ранее разрозненные рефлексы свя­зываются в единый комплекс. Нейроны головного мозга, обладая большой функциональной подвижностью, тем не менее могут стойко удерживать систему ответных реакций на повторяющиеся условные раздражения. Возникает динамический стереотип,ко­торый выражается в том, что на систему различных условных сиг­налов, действующих всегда один за другим через определенное время, вырабатывается постоянная и прочная система ответных реакций. В дальнейшем, если применять только первый раздра­житель, то в ответ будут развиваться все остальные реакции. Ди­намический стереотип —характерная особенность психической деятельности человека. Многие наши навыки, например, способ­ность писать, играть на музыкальных инструментах, танцевать и т.д. в сущности являются автоматическими цепями двигательных актов. В процессе жизни человека обычно вырабатываются и бо­лее сложные стереотипы поступков: поведение после пробужде­ния или перед сном, режим труда, отдыха, питания. Возникают относительно устойчивые формы поведения в обществе, во взаи­моотношениях с другими людьми, в оценке текущих событий и реагирования на них. Такие стереотипы имеют большое значение в жизни человека, так как позволяют выполнять многие виды де­ятельности с меньшим напряжением нервной системы. Биологи­ческий смысл динамических стереотипов сводится к тому, чтобы освободить корковые центры от решения стандартных задач, для того чтобы обеспечить выполнение более сложных, требующих эвристического мышления.

[talash]

Наблюдаю за щенком декоративной собаки. Она постоянно ищет компанию, когда кто-то лежит на кровати, то она тоже хочет залезть, но не может. Забавно, но если её отнести подальше от кровати и потом лечь на кровать и позвать, то с разбегу она легко запрыгивает. А с места никак не может. Если ей не помочь, то стоит на двух лапах, скулит и прыгает, пытаясь забраться. Казалось бы, ну умеешь же с разбегу запрыгивать, отойди подальше, разгонись и запрыгни. Не понимает.

Этот пример показывает, что у животных отсутствует мышление подобное человеческому. Все навыки у них образуются через положительные и отрицательные подкрепления. Чтобы обучить собаку запрыгивать с разбега, нужно подкреплять каждый этап поведения. Сначала за отход на некоторое расстояние давать вкусняшку, потом за успешное запрыгивание. Постепенно промежуточные подкрепления можно убирать. Обучая такому навыку ряд поколений собак, можно создать инстинктивный навык. В обычной жизни собаки этот навык редко используется, поэтому его нет в инстинктах и если пустить дело на самотёк, то и у обученных собак он исчезнет.

Зато у всех собак и даже у кошек, есть куда более сложный инстинктивный навык, когда несёшь еду, то они всем своим видом показывают, что еду несёшь им и радуются напоказ, а когда оказывается, что еда не для них, то обижаются. Особенно собаки обижаются прям таки по-человечески. Очевидно, что таким поведением они успешно добывают пищу. Оно регулярно подкрепляется и прочно вошло в инстинкты.

[talash]

Чтобы перейти к человеку, нужен ещё один принцип. Не помню, был ли он у Павлова, если кто найдёт, подскажите.

Принцип эквивалентности нервного возбуждения. Возбуждение нейронов от внешних сигналов эквивалентно возбуждению этих же нейронов посредством условнорефлекторной связи.

Известно из опытов Павлова, что если включать лампочку и давать собаке вкусняшку, то в мозгу образуется условнорефлекторная связь между нервными зонами: зрительной и зоной кормления. Поэтому, если включить лампочку, но сразу не дать вкусняшку, то потечёт слюна. Верно и обратное, если дать вкусняшку, но не включить лампочку, то собака "увидит" включённую лампочку. Ощущение не будет полностью совпадать с тем, когда включается реальная лампочка, но оно будет присутствовать.

[Максет]

Чтобы перейти к человеку, нужен ещё один принцип. Не помню, был ли он у Павлова, если кто найдёт, подскажите.

Принцип эквивалентности нервного возбуждения. Возбуждение нейронов от внешних сигналов эквивалентно возбуждению этих же нейронов посредством условнорефлекторной связи.

Известно из опытов Павлова, что если включать лампочку и давать собаке вкусняшку, то в мозгу образуется условнорефлекторная связь между нервными зонами: зрительной и зоной кормления. Поэтому, если включить лампочку, но сразу не дать вкусняшку, то потечёт слюна. Верно и обратное, если дать вкусняшку, но не включить лампочку, то собака "увидит" включённую лампочку. Ощущение не будет полностью совпадать с тем, когда включается реальная лампочка, но оно будет присутствовать.

Если продолжить мысль, то потребность поесть вкусняшку, которая «порождается» включенной лампочкой, вызывает у собаки потребность приручить человека, чтобы он включил лампочку и чтобы та материализовала вкусняшку. 

[talash]

Если продолжить мысль, то потребность поесть вкусняшку, которая «порождается» включенной лампочкой, вызывает у собаки потребность приручить человека, чтобы он включил лампочку и чтобы та материализовала вкусняшку. 

Маскет, термин "потребность" мы не вводим. На форуме много бессмысленных и бесконечных тредов, где оперируют этим расплывчатым художественным образом, а здесь строгость. Не математическая, но всё же:

Механизм формирования условных рефлексов

При действии индифферентного раздражителя возникает возбуждение в соответствующих рецепторах, и импульсы из них поступают в мозговой отдел анализатора. При воздействии безусловного раздражителя возникает специфическое возбуждение соответствующих рецепторов, и импульсы через подкорковые центры идут в кору головного мозга (корковое представительство центра безусловного рефлекса, которое является доминантным очагом). Таким образом, в коре головного мозга одновременно возникают два очага возбуждения: В коре головного мозга между двумя очагами возбуждения по принципу доминанты, образуется временная рефлекторная связь. При возникновении временной связи изолированное действие условного раздражителя вызывает безусловную реакцию. В соответствии с теорией Павлова, закрепление временной рефлекторной связи происходит на уровне коры головного мозга, а в его основе лежит принцип доминанты.

[talash]

Я опять застрял. Казалось, что модель Павлова неплохо разработана, но это не так. Она кусочно-разработана. Не прояснён механизм формирования безусловных рефлексов. А сейчас я натолкнулся на неясность, что такое "отрицательное подкрепление".

Как я понимаю, "отрицательное подкрепление" есть безусловный раздражитель, вызывающий "болевое" возбуждение в нервной системе. При этом закрепляется поведение, которое приводит к снижению этого самого болевого возбуждения.

Но это очень обще, нужно разобрать подробнее для движения вперёд. Насколько помню, подробностей у Павлова на эту тему также нету. Непонятно почему.

[Ivan(novice)]

Как я понимаю, "отрицательное подкрепление" есть безусловный раздражитель, вызывающий "болевое" возбуждение в нервной системе. При этом закрепляется поведение, которое приводит к снижению этого самого болевого возбуждения.

В дрессировке обычно под "отрицательным подкреплением" понимают безусловный раздражитель, который используется для прекращения каких-то действий. Или для разрушения выработанного ранее нежелательного условного рефлекса.
Т.е. когда нужно не выработать какое-то желательное поведение, а отучить животное от нежелательного поведения.

[talash]

Иван предлагает искать у авторов гипотез логические ошибки. Подразумевается, что авторы логичны, то есть в своих построениях пользуются строгой логикой со строго определёнными терминами. А если автор пользуется нестрогими терминами? Что такое "потребность" у Симонова? Можно ли разложить её на более элементарные составляющие? Что такое "дискомфорт" у самого Ивана? Можно ли детально раскрыть механизм его работы?

В этом чаще всего проблема. Не вполне чётко определив термины, начинают ими оперировать. А ты ищи у них логические ошибки.

И вот сейчас я пытаюсь сложить у себя в голове общую психофизиологическую модель. И прежде всего мне нужны строгие термины. Вот здесь есть проблема:

Механизм формирования условных рефлексов

При действии индифферентного раздражителя возникает возбуждение в соответствующих рецепторах, и импульсы из них поступают в мозговой отдел анализатора. При воздействии безусловного раздражителя возникает специфическое возбуждение соответствующих рецепторов, и импульсы через подкорковые центры идут в кору головного мозга (корковое представительство центра безусловного рефлекса, которое является доминантным очагом). Таким образом, в коре головного мозга одновременно возникают два очага возбуждения: В коре головного мозга между двумя очагами возбуждения по принципу доминанты, образуется временная рефлекторная связь. При возникновении временной связи изолированное действие условного раздражителя вызывает безусловную реакцию. В соответствии с теорией Павлова, закрепление временной рефлекторной связи происходит на уровне коры головного мозга, а в его основе лежит принцип доминанты.

Условный рефлекс определён через неопределённую "доминанту". Пытаюсь разобрать её на части.

[Ivan(novice)]

А если автор пользуется нестрогими терминами?

Спросить у автора.

Что такое "потребность" у Симонова?

Не знаю.

Что такое "дискомфорт" у самого Ивана? Можно ли детально раскрыть механизм его работы?

Дискомфорт - информация, заставляющая человека действовать, причина любых действий человека.
Можно ли разложить его на более элементарные составляющие? Не знаю, не разобрался еще с этим вопросом.

Каждая теория имеет свои границы применения. Например, Ньютон открыл закон всемирного тяготения, ничего не зная о природе гравитации и не умею разложить ее на элементарные составляющие. Никакая теория не может быть всеобъемлющей.

Условный рефлекс определён через неопределённую "доминанту". Пытаюсь разобрать её на части.

Возможном, доминанта - это участок мозга, который в данный момент времени потребляет больше всего энергии.