4. (4.1. - 4.2.3.) По https://brainmicroscopy.com/:
    общая информация об эволюции
    мозга, принципах его функционирования,
    причинах проявления гениальности,
    тройственности сознания и
    сложности моделирования работы мозга.
    По Герману Хакену (1927-2024):
    модели биологических
    СИНЕРГЕТИЧЕСКИХ (САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ)
    ИМПУЛЬСНЫХ АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ
    (Импульсных Нейронных Сетей (Spiking Neural Networks (SNNs))
    обладающих способностью к гибкой адаптации своей
    конфигурации под требования решаемой проблемы, а, также,
    изменению режимов функционирования, связанных с участием в
    процессе определённых биохимических веществ, при воздействии на
    организм разнообразных внутренних или внешних факторов).

      4.1. О роли морфофункциональных полей и подполей неокортекса в мозге человека.

       Архикортекс, палекортекс, неокортекс.

      Неокортекс (от лат. neocortex), новая кора, альтернативное название: изокортекс (толщина 3,5-4 мм) — новые области коры головного мозга человека, расположенная в верхнем слое полушарий мозга и отвечающая за высшие нервные функции (сенсорное восприятие, выполнение моторных команд, осознанное мышление, речь).
      Вертикально нейроны объединены в так называемые колонки кортекса.
      В начале XX века Бродман показал, что у всех млекопитающих новая кора насчитывает 6 горизонтальных слоёв нейронов.
      Неокортекс содержит до 30 млрд. нейронов. К каждой клетке нейрона, для его питания и отвода продуктов распада, подведено до 5 капилляров.
      Весь человеческий мозг содержит до 80-100 млрд. нейронов (по https://brainmicroscopy.com/ - до 150 млрд. нейронов).
      Человеческий мозг состоит из примерно 10^+14 степени синапсов.

      Сложная модифицированная функция активации (-`шаблон`), для одной обученной НС ИИ, одна.

      А у 6-ти слойного неокортекса человеческого мозга, который делится на примерно 60 (морфофункциональных) полей (отвечающих за конкретные функции), которые, в свою очередь, разделяются на множество подполей (отвечающих за специализированные функции), существует множество изменчивых во времени функций.

      Переходная зона между функционально детерминированными полями коры мозга (морфофункциональными полями), называется лимитрофной адаптацией.
      В процессе исследований, выявился эволюционный факт, что, чем ниже животное по уровню развития, тем у него относительный размер лимитрофных адаптаций больше.
      Так, например, у кенгуру относительный размер лимитрофных адаптаций намного больше, а сами морфофункциональные поля - меньше, по сравнению с собаками и волками.
      Чем эволюционно ближе к человеку находится животное, тем относительные размеры лимитрофных адаптаций меньше.

      Из книги «Церебральный сортинг» (https://brainmicroscopy.com/):
      «... Лимитрофные адаптации стали настоящим полем битвы за репродуктивный и общественный успех.
      У кого они были меньше, тот лучше думал, адаптировался, крал, обманывал, скрывал свои недостатки и демонстрировал достоинства.
      Несчастным обладателям больших лимитрофных адаптаций была уготована роль ... (проигравших).
      Они страстно совершали кровавые перевороты, затевали войны и разрушали страны.
      Их архаичный мозг требовал масштабных социальных действий, в которых они увлечённо участвовали.
      Однако, плодами активности обладателей устаревших церебральных конструкций всегда пользуются тихие конформисты ...»
      (Невролог, нейроанатом И.Н. Филимонов (1890 — 1966) доказал, что функциональные поля, отвечающие за зрение, слух, обоняние и т. д., совпадают с морфологическими).

      ... Размеры этих (морфофункциональных) полей определяют конкретные функции: если поле большое, значит, и функции могут быть лучше. ...

      ... Границы (морфофункциональных) полей и подполей определяются по вертикальной упорядоченности нейронов, и по их `упаковке` - это и есть цитоархитектоника (от греч. κύτος — «клетка», от греч. «άρχι» - «высший, главный», от греч. τεκτονική, τεκτονικός, «строение, построение», «строительное искусство») ...

      ... Вот эти все (морфофункциональные) поля (человеческого мозга), которые отвечают каждый за свою функцию, их у человека очень много (около 60 основных), и они очень изменчивы ...
      (Всего полей и подполей в неокортексе насчитывается более 300, и, иногда, некоторые поля могут отсутствовать или, наоборот, присутствовать индивидуально (пример - мозг поэта В. Маяковского, авангардные стихи которого, `вбивали` в сознание масс веру в идеи `коммунистической утопии`)).
      ... Особый интерес представляют опубликованные нейроморфологом Е.П. Кононовой (1880 - 1969)/ (здесь часть из 60 научных трудов)/ материалы по вариабельности пяти подполей поля 47 коры лобной области мозга, которое предопределяет индивидуальные особенности характера, привычки и врождённые наклонности человека. Индивидуальная изменчивость этих подполей невероятно высока и может достигать 1400% ...

      ... Например, размеры 17, 18, 19 морфофункциональных полей у художников, могут отличаться в 3-5 раз от размеров у среднего человека ...

      ... Если лобные и нижние теменные части мозга увеличены, то это признак возможной гениальности в каких-либо областях человеческой деятельности ...

      Функции мозга включают обработку сенсорной информации, поступающей от органов чувств, планирование, принятие решений, координацию, управление движениями, эмоции, внимание, память.

      Мозг человека выполняет высшие психические функции, в том числе мышление.

      Одной из функций мозга человека является восприятие и генерация речи.

      ... Вот, например, некоторые конкретные функции (морфофункциональных) полей:

      ● зрительные: там графические примитивы – первичное зрительное поле, цветность, это все на затылке – там три поля отвечают за зрение;

      ● речевые поля, знаменитая область (центр) Брока, которая отвечает за речь. Область Вернике (сенсорная речевая зона, речевая зона Вернике) — часть коры головного мозга, которую, как и область Брока, с конца XIX века связывают с речью.

      ● управление большим пальцем на руке (моторика) с наличием обратной связи (сенсорика);

      ● др.

      ... Но ужас не в этом, они (поля человеческого мозга) есть почти у всех, а ужас в том, что они индивидуально изменчивы и разделяются еще внутри себя на подполя, у которых еще более специализированные функции.

      Если по полям (объёму полей, у различных людей) разница в 3-5 раз, то это огромная разница (это влияет на освоение определённых навыков, предрасположенность к талантам у человека) ...

      ... Но, есть еще хуже ситуация. По подполям разница, например, в лобной доле по тем же самым подполям и моторной, и слуховым, лимбической системы, которая отвечает за эмоционально-гормональную регуляцию поведения, в 40 (!!!) раз.

      А это уже очень нехорошо. Это тот самый случай, когда на Вас (в интеллектуальном плане) "наступят и не заметят". И тут разница (для разных людей) становится чудовищной. ...

      ... Развитие нервной системы и поведения, происходит в соответствии с принципами адаптивной эволюции ...
      ... Эволюция головного мозга привела к развитию цитоархитектоники его коры ...
      ... В настоящее время, для поиска морфологических основ человеческой одаренности, очень важно изучение индивидуальной вариабельности архитектоники и подкорковых структур мозга ...
      ... Контроль раннего эмбрионального развития мозга позвоночных, обосновывается в позиционной теории, где доказывается, что на ранних стадиях развития нет жесткой генетической детерминации ...
      ... То есть, судьба клетки определяется не геномом, а межклеточными биомеханическими взаимодействиями. (Структура мозга генетически не детерминирована - до 80% конструкции мозга и межклеточного взаимодействия, определяется процессами морфогенеза) ...
      ... И.Н. Филимонов, знаменитый невролог, который исследовал мозг многих известных в то время людей (в `Институте мозга`) , исследовал, в том числе, мозг грузин, евреев, немцев, русских, китайцев, бурят ... (минимум двух рас и нескольких наций).
      Он сравнил результаты исследования образцов между собой, и, далее, в Германии в 1930-ых годах опубликовал работу, в которой обосновал, что индивидуальная изменчивость мозга намного выше, чем расовая.
      А это означает, что ребёнок, родившийся независимо от страны, нации, расы и профессии его родителей, может обладать определёнными большими морфофункциональными полями в неокортексе, и, такая конструкция мозга, свидетельствует о его предрасположенности к гениальности в определённой области человеческой деятельности.

      Искусственный церебральный сортинг, предлагаемый в https://brainmicroscopy.com/, с помощью созданного в будущем томографа (на принципах рентгеновской оптики, фазового контраста) с разрешением 1 мкм, позволит определить предрасположенность каждого человека к гениальной деятельности в конкретной сфере прижизненно.









      В процессе специального гистологического исследования, эта технология уже была опробована на синхротроне, излучающем электромагнитные волны в ренгеновском диапазоне.
      При этом, сравнивались изображения, полученные на синхротроне, с изображениями того же, но, окрашенного гистологического образца, полученного традиционным методом.
      Результаты совпали.





      Нет средних людей, есть индивидуальности, и, в будущем, появится возможность в возрасте 18-20 лет определить, от какой деятельности человек будет получать радость, а не бесконечное страдание.
      И, тогда, под конкретного человека можно будет подобрать работу, в которой он будет гением, а это и позволит достичь персональной справедливости в оплате его труда и максимальной пользы для социума.

      Например, иногда можно заметить `функционеров`-академиков в 4-м поколении, которые явно не предназначены для работы в научной сфере.
      Они внутренне страдают от своей непригодности в науке, но внешне имитируют бурную околонаучную деятельность.
      И, в то же время, они могут быть гениальными совсем в другой сфере деятельности и получать удовольствие от этого.

      ... Показателен пример советского времени, когда `проталкивали` тайным голосованием `тёмных лошадок` в член-корреспонденты и члены Академии Наук СССР.
      Признанного лауреатом Нобелевской премии по физике (29 октября 1964 года), профессора Басова Николая Геннадьевича (1922 — 2001) избрали в члены-корреспонденты только с третьей подачи заявки (в 1966 году он стал действительным членом Академии Наук СССР).
      Первый и второй раз его не избрали, а избирали каких-то ничем не примечательных `тёмных лошадок`.
      Для мирового научного сообщества, это стало поводом для смеха.
      И, только под давлением партийных верхов, профессора Басова Николая Геннадьевича, наконец, с третьей попытки, Академия Наук СССР признала членом-корреспондентом.
      Что же открыл профессор Басов Николай Геннадьевич совместно с профессором Прохоровым Александром Михайловичем (1916 — 2002) (тоже лауреатом Нобелевской премии по физике за 1964 год (совместно с Николаем Геннадьевичем Басовым и Чарлзом Хардом Таунсом (1915 – 2015))).
      Они установили в 1952 г. принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 году создать первый в мире квантовый генератор (мазер) на пучке молекул аммиака.
      В следующем году была предложена трёхуровневая схема создания инверсной населённости уровней, нашедшая широкое применение в мазерах и лазерах, что оказало значительное влияние на человечество, так как стало основой для развития различных технологий ...

      Этот искусственный церебральный сортинг можно применять для максимально эффективной кадровой оптимизации в любых профессиях, что будет давать колоссальное конкурентное преимущество над другими компаниями, корпорациями, странами.

      То есть, для достижения максимально эффективного функционирования сообществ, компаний, коллабораций научных организаций, управленческих структур, государств, ..., необходимо перейти от кадрового биологического (`животного`) отбора, к социальному (учитывающему человеческий творческий потенциал (человеческий творческий `капитал`)).

      Здесь важно отметить, что многие психологические тесты (например: тест на IQ, тесты на демонстрацию бессмысленно запоминаемой информации, тесты на комбинаторику, ...), созданы посредственными психологами, для выявления лучших посредственностей среди испытуемых, что, часто, не даёт объективной картины о творческих способностях человека в какой-либо области человеческой деятельности.

      Объективным методом выявления предрасположенности человека (начиная с 15-18 лет) к творчеству, в какой-либо области человеческой деятельности (в науке, искусстве, спорте, управлении людьми, в профессиях, которые предполагают очень точное и быстрое манипулирование какими-то органами управления или инструментами, ...), должен стать анализ размеров соответствующих морфофункциональных полей и подполей неокортекса, информация о которых может быть получена прижизненно при помощи ещё не созданного томографа (на принципах рентгеновской оптики, фазового контраста) с разрешением 1 мкм.

      Есть и косвенный, не такой точный, но, тоже объективный способ этой оценки (по https://brainmicroscopy.com/).

      Это, например, выполнение испытуемым специально составленных письменных заданий (или речевых, двигательных, ...), со снятием показаний интенсивности кровотока в определённых областях неокортекса традиционным томографом (с разрешеникм порядка 100 мкм на типовых томографах, для стоматологических конусно-лучевых 2d/3d компьютерных, дентальных томографов - 70 мкм, и, самых передовых томографов - 10 мкм).

      И, по результатам снятых показаний, более грубая оценка размеров (границ) задействованных морфофункциональных полей, подполей и ассоциативных областей неокортекса, с дальнейшим выявлением тех размеров полей (или ассоциативных областей), которые превышают усреднённые данные, что будет свидетельствовать о значительно лучшем функционировании этих полей (или ассоциативных областей), по сравнению с другими людьми.

      (Начальное функционирование процессов рассудочного мышления в лобной доле неокортекса, обусловлено сформировавшимися ассоциативными зонами неокортекса, что происходит к 7-9 возрасту, достаточно зрелое формирование морфофункциональных полей (их размеров), происходит примерно к 18-ти летнему возрасту, а окончательное их формирование завершается в 25 - 27-ти летнем возрасте, иногда в 30 лет).
      Дети по своей природе более биологичны (менее социализированы), чем взрослые люди (рассудочное осознание себя происходит только в социальной среде).
      А процесс взросления ребёнка, это процесс подражания другим особям (приматы - признанные `мастера` подражания).
      Если ребёнок по каким-либо причинам проводит детство в стае животных (`дети-маугли`), то, в дальнейшем, попадая в общество людей, он не может полностью социализироваться.

      В дальнейшем, для реализации у ребёнка предрасположенности к гениальности в определённой области человеческой деятельности, требуется определённая среда воспитания и образования, в рамках соответствующей специализации.
      При этом, надо учитывать, что различные части мозга у ребёнка развиваются гетерохронно.

      Надо разделять процессы мышления, которые могут быть в образах или в словах.
      Мышление в образах медленное, происходит в морфофункциональных полях, которые находятся в затылке и занимают до 15 % мозга (так может мыслит не только человек, но и животные). Использование иероглифов в некоторых языках, каллиграфия, изобразительное искусство, развивают именно такой тип мышления и памяти (эйдетика).
      Мышление в словах быстрее, чем в образах, оно присуще человеку, при этом, задействуются морфофункциональные поля мозга (в основном в лобной доле), которые занимают до 50 % мозга.
      Мышление в словах может быть быстрее в 3 раза, чем речь.

      Как же выявить, без ещё не созданного томографа (на принципах рентгеновской оптики, фазового контраста) с разрешением 1 мкм, к какой деятельности человек наиболее предрасположен?
      Для экономии энергии, которая предназначена только для удовлетворения биологических потребностей, мозг будет `сопротивляться`, `протестовать`, запрещать (через выделение определённых эндогенных веществ) человеку заниматься очень энергозатратным делом, которое не предназначено для удовлетворения его биологических потребностей (3 основных влечения по https://brainmicroscopy.com/).

      Парадоксально, но человек наиболее предрасположен к тому делу, при занятии которым, мозг начинает отчаянно `сопротивляться`.
      А это значит, что лимбическая система мозга выделяет эндогенные вещества (например, `гормоны счастья`), которые воздействуют на неокортекс, в том числе на ассоциативные зоны (функциональные) , которые приходят в состояние торможения, и, воспринимается такое состояние как прокрастинация (`лень`), `блаженство`.
      Лимбическая система мозга (как и другие органы тела) может выделять различные эндогенные вещества, влияющие позитивно или негативно на ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ человека (через химическую модуляцию ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ - `СПАЙКОВ`, в химических синапсах, находящихся на окончаниях дендритов и образующих нейронные связи (более подробно, см. ниже)).
      Воздействие на ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ человека, могут производить и сходные по механизму влияния экзогенные вещества, которые могут поступать в организм извне, например: с едой, с питьём, через органы дыхания, инвазивные инъекции различных медицинских препаратов - химических соединений.
      Эти эндогенные и экзогенные вещества, способны присоединяются к рецепторам (белковым комплексам) нейромедиаторов и нейромодуляторов, которые расположены на клеточной мембране химических синапсов.
      Для примера - к рецепторам нейромедиаторов и нейромодуляторов способны присоединяться и наркотические вещества, кофеин, алкоголь, ... (это уточнение для понимания развития негативных зависимостей).
      Затем, нейромедиаторы и нейромодуляторы разрушаются ферментами или поглощаются нейронами – эти процессы контролируют длительность сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ - `СПАЙКА`), передаваемого на постсинаптическую мембрану дендрита (часть синапса).
      Именно на эти процессы действуют некоторые фармакологические препараты для лечения, например, депрессии.
      Например, классические антидепрессанты — ингибиторы обратного захвата нейромедиатора - серотонина.
      Они не дают, например, серотонину (нейромедиатору) быстро исчезнуть из места контакта, продлевая его действие на химических синапсах нейронов.
      С дисбалансом нейромедиаторов и нейромодуляторов (психосоматические расстройства), может быть связан синдром эмоционального выгорания, синдром хронической усталости и изменения настроения, боли в животе, головная боль, потеря способности к концентрации внимания, возникновение болезни Паркинсона, рассеянный склероз или болезнь Альцгеймера ...


      Ассоциативные области (зоны) - это области, не имеющие прямых связей с периферией, но имеющие обширные связи и с сенсорными, и с моторными областями.
В задних отделах коры они располагаются между теменными, затылочными и височными областями, в передних – занимают основную поверхность лобных долей.

   

      (Не так давно, было открыто, что ассоциативные центры на базе других структур мозга, существуют и у других позвоночных (в таксономии признаётся от 7 до 9 современных классов позвоночных): млекопитающих, птиц, рептилий или пресмыкающихся (черепахи, крокодилы, клювоголовые, чешуйчатые), земноводных или амфибий, рыб , ... А, также, насекомых, членистоногих, головоногих (спруты, кальмары, каракатицы) ...
      Многие из этих животных, в ассоциативных центрах, имеют возможность на примитивном уровне `ВОСПРИНИМАТЬ` / `ОБУЧАТЬСЯ` / `МОДЕЛИРОВАТЬ` / `АНАЛИЗОВАТЬ` / `АДАПТИРОВАТЬСЯ` к НОВОЙ СИТУАЦИИ).









__









__





__





__















__

      В специально проводимых экспериментах, ассоциативные области мозга пытались стимулировать электрическим током, но никаких движений в теле и ответной реакции через органы чувств обнаружено не было.
      Поэтому, изучение их функционирования производилось косвенным образом - изучалась утрата каких-то особенностей мышления при их случайной травматизации.

      Ассоциативные области вызывают ассоциации - познание окружающего мира, в том числе и выдумки всего нового.
      Например, если на базе всего мозга, личного опыта, осуществлять огромную предварительную работу по изучению не важно чего и открывать в этом для себя чего-то новое, то в момент, когда происходит понимание смысла изученного (как это устроено, как это работает), и, функционируют те самые лобные доли, а они служат своеобразной надстройкой над остальными морфофункциональными полями и подполями неокортекса, которые отвечают за выполнение конкретных функций: зрение, слух, осязание, обоняние, двигательных, сенсо-моторных и др.
      Ассоциативные области интегрируют и обобщают информацию, поступающую от морфофункциональных полей и подполей неокортекса (которые, в свою очередь, получают информацию от различных органов чувств).

      Интеграция (понимание) информации (знаний) изученного, происходит в ассоциативных областях и заключается в:
      ● Установлении связей между объектами по каким-либо критериям.
      ● Установлении связей между событиями (причинно-следственная связь).
      ● Видении закономерности (причинно-следственной связи) там, где она не очевидна.
      ● Прогнозировании (причинно-следственной связи), способности предсказывать результат.

      При выделении лимбической системой мозга эндогенных веществ, которые тормозят работу ассоциативных областей неокортекса, экономится значительная часть энергии, которая была бы израсходована при работе определённых индивидуально больших морфофункциональных полей неокортекса (, а они и предрасполагают к гениальности индивида в чём-нибудь ещё, кроме 3-х биологических влечений).
      Для `обмана`, `отвлечения` ассоциативных зон (функциональных) от торможения, используют принудительную нагрузку сенсо-моторных морфофункциональных полей через управление какими-либо циклическими мышечными сокращениями или задействуют воздействие на осязание, обоняние, слух.

      Для тренировки же мозга, необходимо в определённой его области увеличивать локальное кровообращение, что будет способствовать росту новых нейронных связей и увеличению размеров определённых морфофункциональных полей мозга, а это происходит, если регулярно заниматься каким-то неосвоенным делом, человек при этом становится профессионалом в этой выбранной сфере деятельности.

      Если же не обучаться чему-то новому или не создавать что-то новое, то после 50-ти лет в течении каждых 10-ти лет, будет умирать до 30 г. нейронов.
      Отрицательным моментом, также, является то, что клетки головного мозга, нейроны, при их гибели не способны восстанавливаться.
      А положительный момент, состоит в том, что мозг человека способен перестроить свои функциональные связи, создавая новые. Это нейропластичность.
      Это может быть одной из причин того, что физкультурники, занятые только поддержанием физического здоровья, и, не практикующие решения творческих проблем, когда приходит время, уходят из жизни с физически практически здоровым телом.
      Никто не обещает физкультурникам долгую жизнь, обещают только здоровую жизнь, что тоже не мало.
      В таких случаях, у физкультурников хорошо развиты моторные области мозга, а ассоциативные области могут деградировать (склеротические изменения), поэтому важен баланс между физической активностью и умственной деятельностью.

      Также,метагеномные и эпидемиологические исследования показывают важную роль человеческого микробиома в предотвращении широкого спектра заболеваний, от сахарного диабета 2 типа, ожирения, воспалительных заболеваний кишечника до болезни Паркинсона и даже психиатрических заболеваний, таких как депрессия.
      Симбиотические отношения между микробиотой кишечника и различными, находящимися в организме человека бактериями, могут влиять на иммунный ответ человека, и, как следствие, на продолжительность его жизни.
      Некоторые исследования показывают, что лечение с помощью коррекции микробиома может быть эффективным для лечения диабета, а также ряда других заболеваний.
      Несмотря на то, что рак является смесью генетических заболеваний и факторов окружающей среды, микробы вовлечены в 20 % случаев его развития.



      Что же касается общей продолжительности жизни соматических клеток, то она ограничена количеством делений - определяемым пределом Хейфлика.
       Предел или лимит Хейфлика (англ. Hayflick limit) — граница количества делений соматических клеток, названа в честь её открывателя Леонарда Хейфлика (1928—2024).
      В 1961 году Леонард Хейфлик наблюдал, как клетки человека, делящиеся (процесс митоза) в клеточной культуре, умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе. (У растений предел: 90-95 делений).
      Граница Хейфлика связана с сокращением размера теломер, участков ДНК на концах хромосом.
      Как известно, молекула ДНК способна к репликации перед каждым делением клетки.
      При этом имеющиеся у неё на концах теломеры после каждого деления клетки укорачиваются.
      В клетке существует фермент теломераза, активность которого может обеспечивать удлинение теломер, при этом удлиняется и жизнь клетки.
      Клетки, в которых функционирует теломераза (половые, раковые), бессмертны.
      В обычных (соматических) клетках, из которых в основном и состоит организм, теломераза «не работает», поэтому теломеры при каждом делении клетки укорачиваются, что в конечном счёте приводит к её гибели в пределах лимита Хейфлика, потому что другой фермент — ДНК-полимераза — не способен реплицировать концы молекулы ДНК.

      Сюжетная линия романа Оноре де Бальзака — «Шагреневая кожа» (фр. La Peau de Chagrin, 1830—1831), чем-то сходна с процессом достижения предела Хейфлика делящимися клетками организма. Но, вместо сжимающейся шагеневой кожи, после волшебным образом исполненного очередного желания, укорачиваются теломеры (после каждого деления клетки), которые находятся на концах молекулы ДНК.

      В романе: При каждом волшебном исполнении желания, шагреневая кожа сжимается и потребляет часть физической энергии главного героя, до тех пор, пока он не закончит своё существование.

      В реальной жизни: Начиная с какого-то возраста (который зависит от питания, экологии, генетики, скорости и других характеристики клеточного метаболизма, текущего состояния физического здоровья, образа жизни, психологического состояния, физической и творческой активности), у человека начинают проявляться признаки старения по мере приближении к пределу Хейфлика, в результате продолжающегося деления клеток, которое связано с укорачиванием теломер молекул ДНК.

      Удивительно, но, клетки некоторых живых организмов могут улучшать восстановление ДНК и `размывать` предел Хейфлика:

      4.2. Какие же факторы значительно усложняют искусственное моделирование работы неокортекса?:

      4.2.1. Морфогенетическая основа работы мозга, а не электронная, квантовая или др.
      (У Германа Хакена описаны биологические модели СИНЕРГЕТИЧЕСКИХ (САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ) ИМПУЛЬСНЫХ АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ (Импульсных Нейронных Сетей (Spiking Neural Networks (SNNs)) обладающих способностью к гибкой адаптации своей конфигурации под требования решаемой проблемы, а, также, изменению режимов функционирования, связанных с участием в процессе определённых биохимических веществ, при воздействии на организм разнообразных внутренних или внешних факторов).
      Любая свежая мысль - это продукт морфогенеза, образования новых нейронных связей (дендритов, синапсов), ( аксон).
      Мозг не программируется, а адаптируется к условиям внешней среды.
      Т.е. поля и области неокортекса мозга имеют изменчивую, нестабильную, адаптивную конструкцию - структура нейронных связей формируется (самоорганизуется) не по жёстко заданной программе, а в соответствии с желаемой целью, которая формируется процессом мышления или спонтанно, при функционировании по готовым алгоритмам и отдыхе.

      `Сообразить` - это значит образовать такие новые синаптические связи между отдалёнными областями неокортекса, в которых хранится очень отдалённая и разная информация, что может случиться `инсайт` , `озарение`, `прояснение`, `понимание смысла`.
      Так просто `гениальная` мысль не придёт, её надо заставить `прийти`, т.е. надо очень долго с этой мыслью жить, чтобы дождаться образования новых синаптических связей, и, запустить процесс синергии (самоорганизации, синтеза).
      Тогда, Вы сможете увидеть новую закономерность там, где раньше Вы её не видели.
      Вот у компьютера таких морфогенетических особенностей нет (в большинстве случаев, НС в системах ИИ используют принцип `универсального классификатора данных`, для дальнейшей их обработки).
      Чем бы человек ни занимался, новые синаптические связи всё равно будут беспорядочно образовываться, а вот направить их образование по правилу канадского психолога Дональда Хебба в нужные стороны (сориентировать), возможно только при длительной мыслительной деятельности в выбранном направлении (конечно же, с перерывами на отдых и иную деятельность)(это и есть локальная адаптация нейронных связей (синапсов) к воздействию, ограниченному по времени).

      Исходная формулировка правила Хебба: «Если аксон клетки А находится достаточно близко, чтобы возбуждать клетку B, и, неоднократно или постоянно принимает участие в ее возбуждении, то, наблюдается некоторый процесс роста или метаболических изменений в одной или обеих клетках, ведущий к увеличению эффективности А, как одной из клеток возбуждающих В».

      Правило Хебба, показывет морфогенетическую адаптацию как возбудимой клетки А, так и возбудимой клетки В, при возбуждении клетки В от близко находящегося аксона (это относится и к близкорасположенным дендритам) клетки А.

      Эта морфогенетическая адаптация (некоторый процесс роста или метаболических изменений в одной или обеих клетках (их мембранах)) к возбуждению (серии распространения ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ по мембране аксона (дендрита)), с большой вероятностью будет приводить к образованию новой нейронной связи (синапса) между близлежащими участками мембран клеток А и В (это может быть морфогенез участков мембран А и В: тела (сомы), аксона, дендритов).

      Т.о., правило Хебба является одним из случаев синергии (самоорганизации) нейронной связи (синапса), где решающими факторами для синергии, являются: малое расстояние между любыми участками мембран компонентов 2-х возбудимых клеток, и, первоначально, наличие возбуждения в одной из возбудимых клеток.

      Можно обозначить параметры порядка, способствующих такой синергии (самоорганизации) нейронной связи (синапса) между участками мембран компонентов возбудимых клеток А и В, это:
      ● Малое расстояние между участками мембран компонентов возбудимых клеток А и В.
      ● Многократно повторяющиеся электрические ПОТЕНЦИАЛы ДЕЙСТВИЯ на близкорасположенном (к участку мембраны компонента возбудимой клетки В) участке мембраны компонента возбудимой клетки А.

      Если расстояние, между участками мембран компонентов возбудимых клеток А и В мало, то, при деполяризации участка мембраны возбудимой клеток А, снаружи небольшого участка её мембраны, увеличиваются локальные концентрации положительно заряженных ионов калия, для аксона, а, для дендритов - других ионов (см. ниже).
      Эта локальная концентрация положительно заряженных ионов снаружи, в прилегающем слое мембраны клеток А и В, становится причиной деполяризации участка мембраны компонента возбудимой клетки В, т.е. является причиной появления на ней ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ - `СПАЙКА`.

      Нейроны воспринимают раздражение (афферентные, чувствительные, рецепторные, или центростремительные нейроны) и передают возбуждение к мышцам, коже, другим тканям, органам (эфферентные, двигательные, моторные, или центробежные нейроны).
      Нервные ткани обеспечивают согласованную работу организма.

      Возбудимыми клетками считаются:
      ● Нервная клетка (проведение возбуждения).
      ● Клетки мышечной ткани (сокращение).
      ● Железистая ткань (выделение секрета, экзокринные железы).

      Наиболее полно, возбуждение изучено в нервных и мышечных клетках, где оно сопровождается возникновением ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД) - `СПАЙКА`, способного без затухания (бездекрементно) распространяться вдоль всей клеточной мембраны.

      В процессе интенсивной мыслительной деятельности, в определённых ассоциативных областях и морфофункциональных полях неокортекса, связанных с рассматриваемой проблемой (где, встречаются образы с похожими понятиями, процессами, опытом), кровоток усиливается, что сказывается на более интенсивном образовании синапсов (синаптогенез).
      При этом, лимбическая система может выделять различные эндогенные вещества, влияющие позитивно или негативно на ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ человека (через химическую модуляцию ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ - `СПАЙКОВ`, в химических синапсах).

      В моменты же отдыха или работы мозга по уже освоенным ранее алгоритмам, синапсы образуются в случайный момент времени, поэтому, например, если в этот момент, образования синаптических связей, Вы увидели по телевизору идиотскую рекламу, то Вы её запомните на всю жизнь (реклама будет `записана` в долговременную память), а информацию по изучению иностранного языка, которая поступала перед этим моментом, Вы не сможете запомнить.

      Нейроны нельзя сравнивать с `компьютерным железом` - жёстко предопределённой аппаратной частью компьютера, с помощью которой обрабатывается информация.
      Нейроны определённых морфофункциональных полей неокортекса генерируют мысли, и связаны эти мысли с образованием новых нейронных (синаптических) связей (, а конфигурация нейронных связей выражает новую неожиданную мысль или запоминание чего-то).
      Каждый нейрон уникален в своей постоянно изменяющейся распределённой структуре: разной длины аксон, разное количество дендритов, синапсов и их различная конфигурация, определяющая индивидуальную вариабельность архитектоники и подкорковых структур мозга.

      Одиночный нейрон состоит из частей: тела (сомы) клетки, аксона с одним или несколькими синапсами на конце, древовидно ветвяшейся сети дендритов, на окончаниях которых могут формироваться синапсы (нейронные связи).

      Все эти фрагменты одиночного нейрона имеют ОБЩУЮ МЕМБРАНУ, у которой:

      ● невозбуждённые локальные участки имеют электрический ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ ;

      ● а при возбуждении каких-либо участков мембраны, на них появляется электрический ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ (ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ УЧАСТКА МЕМБРАНЫ), который распространяется по мембране дальше с определённой скоростью в том или ином направлении.

      В нервной ткани, электрический потенциал действия, как правило, возникает при деполяризации — если деполяризация мембраны нейрона достигает некоторого порогового уровня или превышает его (электрический потенциал действия), клетка возбуждается, и от её тела к аксонам и дендритам распространяется волна электрического сигнала.

      Параметры электрических ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (`СПАЙКОВ`): частота следования импульсов, длительность блоков импульсов, скорость распространения (определяется типом вовлечённых в передачу ионов, ионными насосами, наличием перехватов Ранвье, ...).

      Величина ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ПД) (`СПАЙКА`) колеблется в пределах 80–130 мВ, длительность пика ПД нервного волокна – 0,5–1 мс, волокна скелетной мышцы – до 10 мс, длительность ПД сердечной мышцы – 300–400 мс. Потенциал действия возникает при действии пороговой силы раздражения. Амплитуда ПД не зависит от силы вызывающего его раздражения.

      АНАЛОГОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА КАЖДОГО НЕЙРОНА неокортекса, включает в себя:

      ● общую мембрану ТЕЛА (СОМЫ) нейрона;

      ● общую мембрану АКСОНА (с перехватами Ранвье), который заканчивается одним или нескольими химическим синапсами;

      ● общую мембрану древовидно разветвляющейся сети ДЕНДРИТОВ, многие из которых заканчиваются химическими синапсами, которые могут образовываться или деградировать;

      ● общую мембрану половинок химических СИНАПСОВ, которые являются химическими модуляторами электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ.
      Модуляция электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (`СПАЙКА`) в СИНАПСЕ, в основном, зависит от ЭМОЦИОНАЛЬНОГО и ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО (НОРМАЛЬНОГО или ПАТОЛОГИЧЕСКОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЧАСТЕЙ ОРГАНИЗМА) СОСТОЯНИЯ человека (определяемого, эндогенными веществами, выделяемыми лимбической системой и другими частями организма)(также, реализуется однонаправленная проводимость сигнала и его временная задержка на 0,2-0,4 мс).
      (Влияние, также, могут оказывать экзогенные вещества, попадающие в организм извне, например, с едой).

      ● множество химических СИНАПСОВ на окончаниях ДЕНДРИТОВ, кроме функции химической модуляции сигнала - ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ, выполняют функции как входа, так и выхода для электрических ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ с соседних, или, более отдалённых НЕЙРОНОВ, а, также, между своими дендритами.
      Нейроны кодируют интенсивность сигнала, увеличивая частоту импульсов ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (Спайков).
      Химический синапс весьма распространен в природе.
      О устроен сложнее, так как необходима система преобразования электрического импульса в химический сигнал, затем, вновь в электрический импульс.
      Все это приводит к возникновению синаптической задержки, которая может составить 0,2-0,4 мс.
      Кроме того, может произойти истощение запасов химического вещества, что приведет к утомлению синапса.
      Однако, такой синапс обеспечивает однонаправленность передачи ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (Спайков), что является его главным преимуществом.
      Химический синапс проводит нервный импульс строго в одном направлении: от пресинаптической мембраны (окончание аксона) к постсинаптической мембране (клетка-мишень).
      Это обеспечивается асимметрией: медиатор (передатчик) находится только в пузырьках на пресинаптической стороне, а рецепторы — на постсинаптической.
      Помимо классических синапсов между аксонами и дендритами или их шипиками, существуют также синапсы, модулирующие передачу в других синапсах.
      К ним относят аксо-аксональные синапсы.
      Такие синапсы способны усиливать или тормозить синаптическую передачу.
      То есть, если на окончание аксона, образующего аксо-шипиковый синапс, пришел ПД, а в это время по аксо-аксональному синапсу на него пришел тормозный сигнал, высвобождения нейромедиатора в аксо-шипиковом синапсе не произойдет.
      Аксо-дендритные синапсы могут изменять проведение мембраной ПД на пути от шипика к соме клетки.
      Также существуют аксо-соматические синапсы, которые могут влиять на суммацию сигнала в области сомы нейрона.
      Таким образом, существует огромное многообразие различных синапсов, отличающихся по составу нейромедиаторов, рецепторов и их местоположению.
      Все это обеспечивает разнообразие реакций и пластичность нервной системы.

      ● Для химической ПЕРЕДАЧИ и МОДУЛЯЦИИ сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ) с пресинаптической мембраны на постсинаптическую мембрану СИНАПСА, в синаптическую щель из синаптических везикул (небольших пузырьков-контейнеров) высвобождаются нейротрансмиттеры (нейромедиаторы) и нейромодуляторы.
      Некоторые нейромедиаторы и нейромодуляторы вырабатываются в лимбической системе мозга, остальные - в других частях организма.
      Уровень нейромедиаторов и нейромодуляторов в организме не является стабильным, он постоянно колеблется в зависимости от биоритмов, так же, как и гормональный уровень.
      Возбуждающие нейромедиаторы, то есть те, которые необходимы для активизации организма, как правило, имеют высокий уровень утром.
      И, наоборот, тормозящие нейромедиаторы и нейромодуляторы достигают своего пика ночью.
      С дисбалансом нейромедиаторов и нейромодуляторов (психосоматические расстройства), может быть связан синдром эмоционального выгорания, синдром хронической усталости и изменения настроения, боли в животе, головная боль, потеря способности к концентрации внимания, возникновение болезни Паркинсона, рассеянный склероз или болезнь Альцгеймера ...
      Для того, чтобы организм мог производить нужное количество нейромедиаторов и нейромодуляторов, у него должно быть достаточно веществ, из которых они образуются, а, также, уровень их выработки может зависеть от ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА, которое, в свою очередь, зависит от эндогенных веществ, выделяемых лимбической системой.
      Рецепторы к нейромедиаторам (или нейромодуляторам) представляют собой белковые комплексы, расположенные на клеточной мембране.
      Рецептор и нейромедиатор (или нейромодулятор) взаимодействуют, как ключ и замок, или как элементы пазла, и это запускает сигнальный каскад – клетка (нейрон) `поняла`, что ей сообщили.
      К рецепторам нейромедиаторов способны присоединяться и наркотические вещества, кофеин, алкоголь (это уточнение для понимания развития негативных зависимостей).
      Затем нейромедиаторы разрушаются ферментами или поглощаются нейронами – эти процессы контролируют длительность сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ), передаваемого на постсинаптическую мембрану дендрита (являющуюся участком общей мембраны нейрона).
      Именно на эти процессы действуют некоторые фармакологические препараты для лечения, например, депрессии.
      Например, классические антидепрессанты — ингибиторы обратного захвата нейромедиатора - серотонина.
      Они не дают серотонину (нейромедиатору) быстро исчезнуть из места контакта, продлевая его действие на нейроны.

      ● химический СИНАПС (СИНАПСЫ) на окончании АКСОНА, кроме функции химической модуляции сигнала - ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ, является выходом для электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ на далеко расположенные иннервируемые органы или другие нервные клетки (например, к нейрону в другом морфофункциональном поле неокортекса);

      ● потенциал небольшого участка общей мембраны может изменяться под действием различных стимулов:
      - искусственным стимулом может служить электрический ток, подаваемый на внешнюю или внутреннюю сторону мембраны через электрод;
      - в естественных условиях стимулом часто служит химический сигнал от соседних клеток, поступающий через синапс;
      - или путём диффузной передачи химического сигнала через межклеточную среду;
      (смещение мембранного потенциала может происходить в отрицательную (гиперполяризация) или положительную (деполяризация) сторону);

      ● суммарный заряд на внутренней стороне участка общей мембраны существенно меньше, чем на внешней, хотя с обеих сторон содержатся и катионы, и анионы:
      - снаружи — на порядок больше ионов НАТРИЯ, кальция и хлора;
      - внутри — ионов КАЛИЯ и отрицательно заряженных белковых молекул, аминокислот, органических кислот, фосфатов, сульфатов.
      (Надо понимать, что речь идёт именно о заряде поверхности мембраны — в целом среда и внутри, и снаружи клетки заряжена нейтрально, а мембранный ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ, имеет отрицательное значение (около −70 — −90 мВ).)
      (Надо отметить, что эти исследования в большей мере относятся к АКСОНУ, так как его поперечный диаметр намного больше, чем у дендритов, что позволяло исследовать его параметры более лёгкими способами, а, особенности ДЕНДРИТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (ДЕНДРИТНОГО `СПАЙКА`), см. ниже.);

      ● при возбуждении небольшого участка общей мембраны, происходит её деполяризация, и, если достигнут или превышен некоторый пороговый уровень, то:

      - ВНУТРИ небольшого участка общей мембраны, увеличиваются локальные концентрации положительно заряженных ионов НАТРИЯ;
      (деполяризация мембраны в первую очередь вызывает открытие потенциал-зависимых натриевых каналов, когда одновременно открывается достаточно много натриевых каналов, положительно заряженные ионы натрия устремляются через них на внутреннюю сторону мембраны);

      - СНАРУЖИ небольшого участка общей мембраны, увеличиваются локальные концентрации положительно заряженных ионов КАЛИЯ;
      (существует четыре главных класса калиевых каналов :
      - кальций-активируемые калиевые каналы — открываются в ответ на присутствие ионов кальция или других сигнальных молекул;
      - калиевые каналы внутреннего выпрямления — пропускают ионы калия внутрь клетки;
      - двухпоровый калиевый канал — это постоянно открытые или конститутивно присутствующие в мембране каналы, такие как каналы покоя или протекающие каналы, устанавливающие отрицательный мембранный потенциал на нейроне;
      - потенциал-зависимые калиевые каналы — открываются в ответ на изменение трансмембранного потенциала);

      ● далее, происходит распространение нервного импульса - ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ по общей мембране;

      ● рефракторный период ;
      (В электрофизиологии, рефрактерным периодом (периодом рефрактерности) называют период времени после возникновения на возбудимой мембране ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ, в ходе которого возбудимость мембраны снижается, а затем постепенно восстанавливается до исходного уровня.)

      ● особенности дендритной сети - дендритный потенциал действия ;
      Три главных типа дендритных `Спайков` (распространяющихся по мембране дендрита ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ), согласно классу активных проводников, лежащих в их основе:
      - Na(+) (плато-`Спайки`);
      - Ca(2+) (плато-`Спайки`);
      - N-Метил-D-Аспартат (NMDA-`Спайки`).

      Хотя различные электрические свойства, типы каналов и многообразие дендритной морфологии порождают отличные дендритные ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ, с разным временем нарастания и продолжительностью, дендритные `Спайки` обладают характерными для классических (аксонных) ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ свойствами:
      - они имеют порог возбуждения;
      - рефракторный период;
      - активно распространяются на определённое расстояние.

      Дендритный `Спайк` является нелинейным феноменом, который способен преодолеть влияние других синапсов и предотвратить интеграции дополнительных входных синаптических импульсов, представая как результат локальной суммации синхронизированных кластеров входных сигналов к дендриту.
      Дендритные `Спайки` обычно гораздо медленнее, чем аксонные ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ, и генерируются или изолированно от сомы (локальные `Спайки`), или совпадая с аксонными потенциалами действия обратного распространения.
      Если дендритный `Спайк` является достаточно сильным, он может распространиться к телу нейрона (сомы) и привести к генерации сомато-аксонного потенциала действия, или даже пачкам (bursts) ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (нескольких `Спайков`).

      Существование дендритных `Спайков` существенно увеличивает репертуар вычислительных функций общей мембраны нейрона, делая возможным:
      - функциональные ассоциации локальных входных сигналов;
      - усиление отдалённых синаптических импульсов, которые в противном случае не могли бы иметь влияние на соматический потенциал;
      - влиять на стимуляцию синаптической пластичности.

      ● ионные каналы клеточной мембраны всех живых клеток.
      Ионные каналы — порообразующие белки (одиночные либо целые комплексы), поддерживающие разность потенциалов, которая существует между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны всех живых клеток.
      Относятся к транспортным белкам. С их помощью ионы перемещаются согласно их электрохимическим градиентам сквозь мембрану.
      Через ионные каналы проходят ионы Na(+) (натрия), K(+) (калия), Cl(−) (хлора) и Ca(2+) (кальция).
      Из-за открывания и закрывания ионных каналов меняется концентрация ионов по разные стороны мембраны и происходит сдвиг мембранного потенциала.

      ● Ионные насосы клеточной мембраны всех живых клеток.
      Ионные насосы (помпы) – интегральные белки, которые обеспечивают активный перенос ионов против градиента концентрации.
      Энергией для транспорта, служит энергия гидролиза АТФ.
      Различают:
      - Na(+) / K(+) помпу (откачивает из клетки Na(+) в обмен на К(+)).
      - Ca(2+) помпу (откачивает из клетки Ca(2+)).
      - Cl(–) помпу (откачивает из клетки Cl(–)).















      Таким образом, АНАЛОГОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА КАЖДОГО НЕЙРОНА
      входит в состав ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЁННОГО АНАЛОГОВОГО ПРОЦЕССОРА С:

      - ТЕЛОМ (СОМОЙ) НЕЙРОНА;

      - АКСОНОМ (ЗАКАНЧИВАЮЩИМСЯ ХИМИЧЕСКИМ СИНАПСОМ (СИНАПСАМИ));

      - УНИКАЛЬНОЙ, ПОСТОЯННО МЕНЯЮЩЕЙСЯ КОНФИГУРАЦИЕЙ ДРЕВОВИДНО РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙСЯ СЕТИ ДЕНДРИТОВ, МНОГИЕ ИЗ КОТОРЫХ ЗАКАНЧИВАЮТСЯ СФОРМИРОВАВШИМИСЯ ХИМИЧЕСКИМИ СИНАПСАМИ.

      Функции такого аналогового процессора, включают:
      распространение / модуляцию, временную задержку, однонаправленность в химических синапсах / управление количеством и частотой следования сигнальных импульсов (электрических ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (`Спайков`)), множество которых, может распространяться одновременно и "параллельно" по общим участкам МЕМБРАНЫ СЕТИ ДЕНДРИТОВ, ТЕЛА (СОМЫ) НЕЙРОНА, АКСОНА.

      Многие промежуточные результаты вычислений аналоговых значений параметров электрических ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ (`Спайков`) на мембранах дендритов одиночного нейрона, могут как передаваться (и модулироваться), так и приниматься (и модулироваться), через химические синапсы на окончаниях дендритов к мембранам сети дендритов окружающих нейронов в ассоциативных областях и морфофункциональных полях неокортекса.

      Окончательный, интегрированный результат вычисления аналоговых значений параметров электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (`Спайка`) на мембране одиночного нейрона, передаётся (и модулируется) через химический синапс (синапсы) на окончании аксона к далеко расположенным иннервируемым органам или другим нервным клеткам (например, к мембране нейрона в другом морфофункциональном поле или к мембране нейрона в ассоциативной области неокортекса).





      Если, более детально рассмотреть особенности функционирования:
ИСКУССТВЕННО СОЗДАННЫХ АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН (АВМ)

, то, можно отметить, что решаемая задача (класс задач):
ЖЁСТКО определяется внутренним устройством АВМ и выполненными настройками (соединениями, установленными модулями, клапанами и т. п.).

      Даже для универсальных АВМ, при решения новой задачи, требуется ПЕРЕСТРОЙКА В РУЧНОМ РЕЖИМЕ внутренней структуры устройства.

      Также, (в отличие от цифровых вычислительных машин), особенностью АВМ является отсутствие хранимой программы, под управлением которой с помощью одной и той же вычислительной машины можно решать разнообразные задачи.
      Программа вычислений (действий) АВМ, ЖЁСТКО определяется конфигурацией внутреннего устройства АВМ и выполненными настройками (соединениями, установленными модулями, клапанами и т. п.).

      Отличия функционирования нейрона неокортекса от искусственно созданных АВМ:
НЕЙРОН НЕОКОРТЕКСА, ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ АНАЛОГОВЫЙ ПРОЦЕССОР С УНИКАЛЬНОЙ, ПОСТОЯННО МЕНЯЮЩЕЙСЯ КОНФИГУРАЦИЕЙ ДРЕВОВИДНО РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙСЯ СЕТИ ДЕНДРИТОВ, МНОГИЕ ИЗ КОТОРЫХ ЗАКАНЧИВАЮТСЯ СФОРМИРОВАВШИМИСЯ ХИМИЧЕСКИМИ СИНАПСАМИ.

      ПЕРЕСТРОЙКА ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ НЕЙРОНА, осуществляется изменением (переподключением) или созданием новых нейронных связей (СИНАПСОВ) спонтанно, или, под воздействием обучающих и иных факторов (по правилу Хебба), что, гибко и адаптивно, `приспосабливает` внутреннюю структуру АНАЛОГОВОГО ПРОЦЕССОРА (НЕЙРОНА) под возможность `ВОСПРИНИМАТЬ` / `ОБУЧАТЬСЯ` / `МОДЕЛИРОВАТЬ` / `АНАЛИЗОВАТЬ` / `АДАПТИРОВАТЬСЯ` к НОВОЙ СИТУАЦИИ -
      ИЗМЕНЯЕТ АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛЕНИЙ (ПРОГРАММУ) одиночного НЕЙРОНА.

      Таким образом, программы аналоговых вычислений (при бодрствовании, в заданном промежутоке времени), синтезируются в каждом нейроне (изменением цитоархитектоники клетки), а, в целом - при освоении новых навыков или мышлении, в задействованных определённых морфофункциональных полях и ассоциативных областях неокортекса.

      (Сверхвысокая степень адаптации человеческого мозга и организма к новым ситуациям, по сравнению с другими животными, жизнь в социуме, разделение труда - являются эволюционным преимуществом, что позволило человеку расселиться по всей планете, не смотря на различные, в некоторых местах, неблагоприятные природные условия и угрозы со стороны животного мира. А, также, осваивать глубины океанов, вершины самых высоких гор, подниматься на большие высоты в атмосфере и существовать в космосе за пределами земной атмосферы).



      То есть, программа (алгоритм работы) этого аналогового процессора, `сочиняется`, `творится`, `корректируется`, `оптимизируется` в реальном масштабе времени (`на лету`), что обуславливается изменчивой конфигурацией переподключаемых, и, вновь создаваемых нейронных связей (СИНАПСОВ).

      Или, другими словами, любое изменение конфигурации (архитектуры, цитоархитектоники) нейронных связей (СИНАПСОВ) одиночного нейрона, изменяет ПРОГРАММУ (АЛГОРИТМ РАБОТЫ) этого одиночного АНАЛОГОВОГО ПРОЦЕССОРА (нейрона).

      Коммутация новых нейронных связей (изменение цитоархитектоники нейрона) - приводит к изменению программы работы нейронной структуры аналогового вычислителя по новым алгоритмам, и, эти процессы, характеризуются осознанной деятельностью (когда `сознание` активно, что имеет место в состоянии бодрствования).
      Эти состояния связаны с появлением новых нейронных связей (синапсов), как спонтанно (в моменты работы по освоенным детерминированным алгоритмам (дедукция)), так и, с появлением `свежих мыслей` (интенсивным мышлением (индукцией), с последующей синергией).

      Декоммутация нейронных связей (изменение цитоархитектоники нейрона) - приводит к изменению программы работы нейронной структуры аналогового вычислителя, устраняя редко используемые алгоритмы, и, эти процессы, характеризуются полным отключением сознания, отсутствует даже чувствительность к запахам (и, происходят они в фазах медленного сна).
      Эти состояния связаны с деградацией редко используемых нейронных связей (синапсов), и, выведением глимфатической системой накопившихся отходов химических реакций (продуктов метаболизма).

      На общую мембрану тела (сомы) нейрона, поступают вычисленные сигналы с общих мембран древовидно ветвящейся сети дендритов (`Спайки` - электрические ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ на мембране), которые могут быть связаны через химические синапсы (модуляторы сигнала, выполняющие роль входов или выходов для `Спайков`) с другими нейронами и со своими же дендритами.

      И, этот интегрированный сигнал (`Спайк`), далее, распространяется по общей мембраны тела (сомы) нейрона к общей мембране аксона с прехватами Ранвье, через химический синапс (синапсы), к далеко расположенным иннервируемым органам или другим нервным клеткам (например, к мембране нейрона в другом морфофункциональном поле или к мембране нейрона в ассоциативной области неокортекса).

      Это, например, приводит к сокращению определённых мышц тела с необходимым (вычисленное количество и частота следования `Спайков`) усилием и определённым количеством раз (вычисленным количеством импульсов и частоты повторения - `Спайков`). (Например, мышцы рук, пальцев, ног, стопы, корпуса, шеи, гортани, глаз, лица, ушей и т.д.).

      Также, вычисленные интегрированные `cпайки` с мембраны тела (сомы) нейрона, по мембране аксона с прехватами Ранвье, через химический синапс (синапсы), могут рапространяться к мембране нейрона в другом морфофункциональном поле или к мембране нейрона в ассоциативной области неокортекса, и, там `обрабатываться`, `корректироваться`, `сравниваться`, `влиять на вычисления` других `Спайков`, `оставаться` в части кратковременной ассоциативной памяти, `копироваться` в часть долговременной ассоциативной памяти (гиппокамп), ..., распространяться дальше, ...

      Надо отметить, что в периоды расслабленного бодрствования, или, существования по готовым, отработанным алгоритмам (программам, `шаблонам`, `на автомате` (дедуктивный логический вывод - применение уже известной `общей закономерности` к `частному` случаю)):
      биологическим (инстинктивно-гормональным), производственным, спортивным, психологическим, идеологическим, социальным, религиозным, комбинирующим готовые решения, с почти отключенным `рассудочным мышлением` ..., когда не требуется выдумывать чего-то нового, рост `дендритных деревьев` у нейронов в неокортексе происходит спонтанно, и, образование нейронных связей (СИНАПСОВ), в этом случае, происходит также спонтанно (морфогенез).

      Если же, человек интенсивно пытается создать что-то новое (или заново переоткрыть уже созданное, но ему неизвестное), чего ещё не было в обществе или в природе
      (индуктивный логический вывод (наведение) - обобщение `частного` случая до новой `общей закономерности`)):

      ● Размышляет над какой-либо проблемой, ... (например, разрабатывает новые принципв функционирования устройств в инженерии; выдвигает, проработывает, доказывает гипотезы в науке; ...).

      ● Сочиняет литературные произведения - проза, поэзия, ...

      ● Сочиняет музыкальные произведения, разрабатывет и прорабатывает сценарии ролей-перевоплощений в театральных постановках, ...

      ● Изучает иностранные языки.

      ● Создаёт произведения изобразительного искусства, каллиграфии, скульптуры, декоративно-прикладного искусства, промышленного дизайна, архитектуры, ...

      ● Занимается физическими занятиями, связанными с разработкой и выполнением НОВЫХ сложных биомеханических движений, которые связаны с интенсивной работой сенсорных и моторных морфофункциональных полей неокортекса: хореография, балет, танец, гимнастика, акробатика, некоторые другие виды спорта, ...

      ● Создаёт или решает головоломоки, в которых используются операции с визуальными образами, требующими концентрации и внимания, разрабатывает новые стратегии игры в шахматы, шашки, нарды, покер, ..., разрабатывает новые математические концепции,

то, в вовлечённых в работу нейронах морфофункциональных полей неокортекса и определённых частях ассоциативных областей неокортекса (уже содержащих какие-либо предварительные знания о понятиях и процессах, связанных с рассматриваемой проблемой)
увеличивается кровообращение.

      Вследствии этого, к нейронам в этих частях, через вспомогательные клетки нервной ткани - нейроглию, подаётся больше кислорода
(потребление кислорода всем мозгом, может достигать до 30% от общего потребления организмом),
а, также, питательных веществ
(`строительных материалов`, которые необходимы для образования новых нейронных связей (ДЕНДРИТОВ и СИНАПСОВ)
- белков, липидов, углеводов, воды, электролитов (минеральных веществ), ...).

      Эти факторы позволяют более интенсивно образовывать нейронные связи (СИНАПСЫ) на этих участках, по правилу канадского психолога Дональда Хебба (1949 год, книга The Organization of Behavior («Организация поведения») - `нейроны, которые срабатывают вместе, связываются друг с другом`).

      А, в периоды отдыха, от таких умственных усилий (хотя внутренняя работа по поиску решения проблемы частично и незаметно продолжается на `заднем фоне`), могут появляться спонтанные нейронные связи (СИНАПСЫ) с отдалёнными нейронами (реализация принципа `произвольного мышления`), которые не обязательно содержат какие-то предварительные образы знания, связанные с решаемой проблемой, а содержат образы знания из совершенно других областей (и, тогда, потенциально может проявиться схожий, аналогичный принцип решения проблемы из совсем другой области знания).

      Далее, сработает синергетический принцип, происходит самоорганизация нейронных связей (СИНАПСОВ) до их пригодного к новому функционированию уровня, из-за возрастания значения параметров порядка до критического значения (их обобщения, интеграции, умножения).

      Таким образом, часть совокупности элементов (СИНАПСОВ) переходит из области большей масштабности к качеству нейронных связей (СИНАПСОВ), в область большей функциональности, что позволяет найти или `вычислить` решение проблемы.

      Важно понимать особенности распространения множества разнонаправленных электрических ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ по общей мембране в частях нейрона (, а это - тело (сома), аксон, сети дендритов, множество синапсов на окончаниях большинства дендритов):

      ● В клеточной мембране всех живых клеток есть ионные каналы, которые избирательно пропускают определённые ионы и отдалённо напоминают полупроводники.

      ● Химический синапс является химическим передаточным звеном и химическим модулятором сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ на участке мембраны у какой-либо части нейрона), который `приходит` на пресинаптическую мембрану с мембраны `входного` дендрита (или аксона) и распространяется, далее, с постсинаптической мембраны синапса, по мембране `выходного` дендрита (или другой части нейрона).
      (Понятия `входной` дендрит и `выходной` дендрит условны, так как их роли могут меняться, в другой ситуации, на противоположные).

      ● Модуляцей сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ на участке мембраны у какой-либо части нейрона), может быть изменение значений его параметров: вычисленное количество и частота следования `Спайков` ...

      ● Для химической передачи и модуляции сигнала (электрического ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ на участке мембраны у какой-либо части нейрона), в синаптическую щель из синаптических везикул (небольших пузырьков-контейнеров) высвобождаются нейротрансмиттеры (нейромедиаторы) и нейромодуляторы (которые отличаются как типами, так и количеством).

      ● Химический синапс может передавать сигнал (электрический ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ на участке мембраны у какой-либо части нейрона), с его помежуточной химической модуляцией, равноценно в обе стороны.

      ● Дендрит (или аксон) может передавать сигнал (электрический ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ на участке мембраны у какой-либо части нейрона), равноценно в обе стороны.

      ● Если в химический синапс (на две его мембраны) одновременно с обоих сторон приходит 2 сигнала (электрические ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ на участках мембран у каких-либо частей нейрона), то из синаптических везикул с обоих частей мембран синапса, будет высвобождаться большее, но тоже неопределённое количество (и типы) нейротрансмиттеров (нейромедиаторов) и нейромодуляторов, что, возможно, будет влиять на выравнивание параметров 2-х `уходящих` из синапса по мембранам противоположных дендритов сигналов.


      В каждый момент времени, на мембране тела (сомы) клетки нейрона, может присутствовать определённый ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ, который, далее, распространяется по аксону к иннервируемым органам или другим нервным клеткам (например, к нейрону в другом морфофункциональном поле неокортекса).

      Если аксон в нервной ткани соединяется с:

      ● телом следующей нервной клетки, такой контакт называется аксо-соматическим;
      ● с дендритами, такой контакт называется аксо-дендритический;
      ● с другим аксоном, такой контакт называется аксо-аксональный (редкий тип соединения, встречается в ЦНС).

      Концевые участки аксона — терминали — ветвятся и контактируют с другими нервными, мышечными или железистыми клетками. На конце аксона находится одно или несколько синаптических окончаний — концевой участок терминали, контактирующий с клеткой-мишенью. Вместе с постсинаптической мембраной клетки-мишени синаптическое окончание образует синапс. Через синапсы передаётся возбуждение.

      Стоит также отметить, что у каждого нейрона, всегда присутствует момент неопределённости его состояния, связанный со случайным образованием нескольких новых нейронных связей или деградацией нескольких старых нейронных связей в течении суток, что может способствовать, в определённых полях неокортекса, `произвольному мышлению` (стохастическому, вероятностному, случайному), а, также, реализововывать концепцию индетерминизма (инкомпатибилистские теории) - `Свободы Воли`.



      Надо понимать, что нейрон может иметь несколько первичных дендритов (которые делятся на вторичные, и, далее, ещё происходит множество делений) и обычно только один аксон.

      Аксон – отросток нейрона, передающий через себя импульс (мембранный потенциал действия (для ускорения передачи, используются `Перехваты Ранвье`)), который распространяется от тела (сомы) клетки нейрона к другому нейрону. (Длина аксона периферической нервной системы человека может превышать 1 м, а может быть и больше у крупных животных).

      Кроме того, аксоны выполняют транспортную роль — это перемещение по аксону нервной клетки различного биологического материала ( Аксонный транспорт - многие нейродегенеративные заболевания непосредственно связаны с нарушениями в работе этой системы).

      Дендриты (первичные, вторичные, ...) – отростки принимающие, они собирают импульсы от других нейронов и передают телу (соме) нейрона (хотя в действительности некоторые дендриты проводят сигнал в двух направлениях, к телу и от тела нейрона).

      Причём, один-единственный дендрит принимает сигналы от множества нейронов, от сотен до тысяч.

      Часть свободных дендритов, не образовавших ещё синаптических связей, в периоды бодрствования, постоянно находятся в состоянии роста и подключения-образования новых синапсов.

      Один нейрон может иметь связи со многими (по https://brainmicroscopy.com/ - от 100 000 до 1 000 000) с другими нейронами через синапсы, так как, относительно небольшое количество первичных дендритов, разветвляется на множество вторичных дендритов, которые в свою очередь, также, разветвляются далее и далее.

      Дендриты делятся дихотомически , аксоны же дают коллатерали.

      В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.

      На различных участках мембран разветвлённой сети дендритов (относится и к мембране тела (сомы) нейрона), могут меняться мембранные Потенциалы Покоя (например, из-за сенсорных стимулов, происходит деполяризации участка мембраны), появляются мембранные Потенциалы Действия («Спайки» - физиологическая основа нервного импульса, «Спайки» — это механизм, который позволяет нейронам передавать информацию на относительно большие расстояния внутри себя), которые обусловлены (для упрощения, обычно рассматривают `Спайк` на мембране аксона, для дендритов разнообразие задействованных ионов шире):

      ● локальные концентрации положительно заряженных ионов калия (внутри мембраны дендрита в состоянии покоя, и снаружи мембраны дендрита в состоянии распространения нервного импульса);

      ● локальные концентрации положительно заряженных ионов натрия (снаружи мембраны дендрита в состоянии покоя, и внутри мембраны дендрита в состоянии распространения нервного импульса).

      У положительно заряженных ионов калия и натрия электрические потенциалы разные, что создаёт разность потенциалов на мембране клетки (как в конденсаторах), и она составляет примерно 70 мВ или 0,07 В.

      Мембранный потенциал покоя, это дефицит положительных зарядов внутри клетки, возникающий за счёт работы натрий-калиевого насоса (или других ионных насосов) и (в большей мере) последующей утечки из клетки положительных ионов калия.

      `Спайк` - это волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в виде кратковременного изменения мембранного потенциала на небольшом участке возбудимой клетки (, а изменения мембранного потенциала происходит по причине изменения концентрации ионов калия и натрия (а, для дендритов и других ионов, см. выше) внутри и снаружи мембраны клетки (дендрита или тела (сомы) нейрона)).

      `Спайк` на мембране каждого дендрита, может иметь, в зависимости от химического порождения его в синапсе и пересечения его с другими `Спайками` при распространении на мембранах дендритов, различные потенциалы действия (они могут усиливаться или ослабляться, в зависимости от локальной концентрации ионов калия и натрия (а, для дендритов и других ионов, см. выше) по обоим сторонам мембраны дендрита, хотя в основном, для упрощения, считается, что амплитуды Потенциалов Действия ("Спайков") идентичны, играет роль в передаче интенсивности сигнала только частота их импульсов).

      `Спайк` на мембране каждого дендрита, может распространяться по различным направлениям:

      ● от синапса к мембране тела (сомы) нейрона через мембраны древовидных ответвлений вторичных и первичных дендритов;

      ● от синапса к другим синапсам, через мембраны множественных древовидных ответвлений вторичных дендритов;

      ● от мембраны тела (сомы) нейрона к синапсам, через мембраны древовидных первичных и вторичных дендритов;

      ● от мембраны нейрона по аксону с Перехватами Ранвье;

      ● к мембране дендрита, через мембраны древовидных вторичных дендритов от мембран других дендритов.

      Таким образом:

      ● В однонаправленном химическом синапсе, нервный импульс передается химическим путем через нейротрансмиттеры (нейромедиаторы) и нейромодуляторы, которые и возбуждают мембранный электрический потенциал действия на постсинаптической мембране (в ходе синаптической передачи количество импульсов и задержка сигнала могут меняться).
      Если, в процессе нейротрансмиссии, на пресинаптическую мембрану химического синапса от дендрита (нервного окончания) поступает `Спайк`, то из синаптических везикул (небольших пузырьков-контейнеров) высвобождаются нейротрансмиттеры и нейромодуляторы (которые отличаются как типами, так и количеством).
      Нейромедиаторы и нейромодуляторы высвобождаются из синаптических везикул пресинаптической мембраны дендрита, в ответ на появление потенциала действия на мембране дендрита (деполяризации его мембраны), диффундируют через синаптическую щель и связываются со специфическими рецепторами, вызывая изменения в постсинаптической мембране дендрита (деполяризацию его мембраны).
      В результате мембранный электрический потенциал действия на постсинаптической мембране дендрита, а он пропорционален концентрации ионов калия и натрия внутри и снаружи мембраны клетки (что обеспечивается работой ионных насосов на мембране), может меняться, и, распространяется по мембране дендрита далее.

      ● К этим `вычислениям` локальных мембранных электрических потенциалов действия (`Спайков`), добавляется неопределённость (элемент случайности) в динамичной цитоархитектонике нейронных связей:
      - из-за образования множества новых синапсов (в процессе мышления, по правилу Хебба - примерно 30-40 синапсов у каждого нейрона в сутки);
      - или, разрушение, рассоединение, деградация, примерно 3-4 редко используемых синапсов у каждого нейрона в сутки
(в медленных фазах сна - за ночь происходит смена 4-5 циклов медленных фаз сна, по 1,5-2 часа, а между ними фазы быстрого сна по 5-10 минут).
      (Новейшие исследования доказывают, что сновидения возникают также и во время медленного сна. Но только эти сны более короткие и не такие эмоциональные. Все люди способны видеть сны, но не всегда могут о них вспомнить после пробуждения).

      Команда ученых из Нью-Йоркского университета (США), нашла «молекулярный клей», отвечающий за поддержание долговременной памяти.
      Воспоминания формируются, когда группы нейронов в гиппокампе активируются в ответ на определенный опыт.
      Каждый раз, когда мы вспоминаем эти события, активируется один и тот же набор клеток.
      Когда один нейрон повторно активирует другой, связь между ними укрепляется.
      Так кратковременная память постепенно превращается в долговременную.

      Для сохранения долговременных воспоминаний клетки мозга вырабатывают белки, усиливающие нейронные связи (синапсы).
      Один из важнейших белков — фермент протеинкиназа Mzeta (PKMz) , который постоянно вырабатывается нейронами.
      Этот фермент к сильным синапсам притягивает молекула KIBRA , действующая, как «молекулярный клей».
      Она же вызывает новые PKMz для замены фермента, когда он разрушается.

      Предыдущие исследования на людях показали, что разные версии этой молекулы связаны с различиями в производительности памяти.
      Также было известно, что KIBRA взаимодействует с PKMz в гиппокампе мышей.
      Команда ученых из Нью-Йоркского университета (США) изучила этот механизм глубже...

      KIBRA — это синаптический белок-каркас, регулирующий обучение и память.
      Изменения гена WWC1, кодирующего KIBRA, вызывают различные нейронные расстройства, включая болезнь Альцгеймера и синдром Туретта.
      Однако, молекулярный механизм, лежащий в основе функции KIBRA в нейронах, продолжает изучаться ...




      В областях неокортекса, связанных со слухом, частота следования импульсов между нейронами достигает 200 импульсов в секунду.
      В других морфофункциональных полях неокортекса частота следования импульсов между нейронами может быть намного ниже, особенно через аксоны, которые образуют протяжённые связи с относительно далеко лежащими областями.
      Скорость движения нервного импульса по медленному волокну ограничивается примерно двумя метрами в секунду, тогда как по быстрому волокну сигнал разгоняется до 120 метров в секунду (в среднем - от 20 до 70 м/с).
      Это свойство связано с изоляционной обмоткой нерва другим типом клеток нервной системы — олигодендроцитами или шванновскими клетками (Перехватами Ранвье, см. выше).

      В каждый момент времени, часть потенциально возможных нейронных связей в морфофункциональных полях и ассоциативных зонах неокортекса, не всегда имеют детерминированные состояния, т.к. эти нейронные связи возможно:
         - ещё не образованы;
         - находятся в процессе подключения или переподключения;
         - подключены и функционируют (но, модуляция химических сигналов посредством неопределённого качественного и количественного состава комплексов нейротрансмиттеров и нейромодуляторов, внутри синаптических щелей - недетерминирована);
         - уже выполняют процесс деградации.

      Из этого следует, что нейронные связи в полях неокортекса образуются и разрушаются по принципам меняющейся, открытой архитектуры, и, их работу невозможно приравнивать к работе нейронных связей в жёстко заданной архитектуре существующих моделей НС ИИ.

      (Чем-то, эти принципы изменчивой, динамичной, природной и незавершённой архитектуры нейронных связей, напоминают архитектурный стиль Антонио Гауди).

      Т. о., в случае решения действительно новой проблемы, мозг не работает по уже освоенным алгоритмам, а `сочиняет` новые алгоритмы `на лету`, в процессе мышления.

      `Технически`, в какой-то момент времени, происходит биологическая синергия (самоорганизация) нейронных связей (синапсов), которые образуются при росте новых дендритов из нейронов или из других дендритов (по правилу Хебба (см. ниже) или по крайней мере процессу, связанному с ним).

      Процесс решения новой сложной научной проблемы, не происходит в один миг, а мысли, относящиеся к осознанию соотношений `сущностей` в этой задаче, могут длительное время `циркулировать` в неокортексе, `проращивая` в нём определённые новые нейронные связи (дендриты и синапсы).

      При интенсивном мышлении над какой-нибудь проблемой, в определённых частях ассоциативных областей неокортекса (уже содержащих какие-либо предварительные знания о понятиях и процессах, связанных с рассматриваемой проблемой) увеличивается кровообращение, и, к нейронам в этих частях подаётся больше кислорода (потребление кислорода всем мозгом, может достигать до 30% от общего потребления организмом), а, также, питательных веществ (`строительных материалов`, которые необходимы для образования новых нейронных связей (дендритов и синапсов) - белков, липидов, углеводов, воды, электролитов (минеральных веществ), ...).

      Cкорость синаптогенеза увеличить невозможно, можно увеличить только локальное кровообращение, если размышлять над конкретной проблемой, что приводит к более интенсивному синаптогенезу в этой локальной области .

      Эти факторы позволяют более интенсивно образовывать нейронные связи (СИНАПСЫ) на этих участках, по правилу канадского психолога Дональда Хебба (1949 год, книга The Organization of Behavior («Организация поведения») - `нейроны, которые срабатывают вместе, связываются друг с другом`).

      Это могут быть нейронные связи (СИНАПСЫ) и с отдалёнными нейронами, которые не обязательно содержат какие-то предварительные знания, связанные с решаемой проблемой, а содержат знания из совершенно других областей (потенциально может проявиться схожий, аналогичный принцип решения).

      Далее, сработает синергетический принцип, происходит самоорганизация нейронных связей до их пригодного к новому функционированию уровня, из-за возрастания значения параметров порядка до критического значения (их обобщения, интеграции, умножения), и, у человека происходит `инсайт` , `озарение`, `прояснение`, `понимание смысла`, решение проблемы.

      Таким удивительным образом, физиологические процессы в мозге, связаны с решением абстрактных интеллектуальных проблем (или, например, проблем координации новых движений в моторных областях мозга).

      При возникновении «критического количества» новых нейронных связей (синапсов), образующихся по правилу Хебба или по крайней мере связаному с ним (этот процесс напоминает физический процесс возникновения цепной реакции в делящемся веществе, для которого необходима «критическая масса» этого вещества), у задействованных в решении проблемы нейронов, и, оптимизации нейронных связей (рассоединения `слабых`, редко используемых), в некоторых стадиях сна), происходит понимание, «прозрение», «озарение», инсайт, `эврика` у исследователя, т.е. переход от количества (часть совокупности элементов переходит из области большей масштабности) к качеству (в область большей функциональности) нейронных связей, что позволяет найти решение задачи, это как - `Пазл сложился!`. (Сложилась структура Причинно-Следственных Связей, которую моделирует новая конфигурация нейронных связей (синапсов)(изменившаяся цитоархитектоника задействованных нейронов)).

      (Здесь, также, надо учитывать ослабление и рассоединение редко используемых синапсов во время некоторых стадий сна (процесс напоминает работу скульптора, который в творческом процессе создания произведения искусства, отсекает всё лишнее от мраморной заготовки)).

      Закон перехода количественных изменений в качественные.

      Более точно, переход от увеличенного количества нейронных связей к их функциональному качеству описывается с помощью принципов синергетики (самоорганизации), в книге Германа Хакена (см. ссылки ниже, 353 стр., фундаментальный труд 1996 г., много математики, рассматриваются модели биологических СИНЕРГЕТИЧЕСКИХ (САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ) ИМПУЛЬСНЫХ АНАЛОГОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ (Импульсных Нейронных Сетей (Spiking Neural Networks (SNNs)) обладающих способностью к гибкой адаптации своей конфигурации под требования решаемой проблемы, а, также, изменению режимов функционирования, связанных с участием в процессе определённых биохимических веществ, при воздействии на организм разнообразных внутренних или внешних факторов))!!! , против существующих детерминированных моделей).
      Ниже представлены некоторые выдержки из книги Германа Хакена, которые могут дать общее представление о синергетических процессах, происходящих в определённых полях неокортексе мозга животных и человека:
      ... Одно из наиболее поразительных особенностей самоорганизующихся систем - их способность образовывать пространственно-временные структуры.
      Так как мы рассматриваем мозг как самоорганизующуюся систему, вырабатывающую пространственно-временные паттерны активности, желательно проанализировать механизмы образования этих паттернов с общей точки зрения. ...
      ... Основной принцип синергетики - согласованное действие или кооперация частей системы. ...
      ... Спонтанное образование структур, в результате самоорганизации, кажется противоречащим второму началу термодинамики.
      (Согласно второму началу, в так называемых замкнутых системах, макроскопический порядок должен исчезнуть, уступив место однородному состоянию, которое на микроскопическом уровне обнаруживает структуру хаотичного движения).
      Однако, это утверждение справедливо лишь для замкнутых систем, которые не обмениваются энергией или веществом с окружаюшей средой.
      Но, биолог Людвиг фон Берталанфи заметил, что биологические системы принадлежат к классу открытых систем, структуры и функции которых поддерживаются притоком энергии и вещества, либо в форме солнечного света и веществ, извлекаемых из почвы, как это происходит у растений, либо в виде питательных веществ и кислорода, как это происходит у животных.
      Для обозначения этого состояния живой материи Людвиг фон Берталанфи предложил термин Fliessgleichgewicht (текущее равновесие).
      Все системы, изучаемые в синергетике, можно рассматривать как открытые, тем самым удовлетворяющие условию самоорганизации.
      ... Вблизи точек потери устойчивости, поведение сложных открытых систем, управляется небольшим числом переменных, а именно: параметрами порядка. ...
      ... В синергетической модели, на уровне нейронов, процесс обучения изменяет управляющие параметры на микроскопическом уровне.
      Управляющими параметрами служат интенсивности синаптических связей, а правило обучения идентично правилу Хебба или по крайней мере связано с ним.
      Возникающая новая динамика, порождает совершенно новые параметры порядка, задающие новые вполне различимые паттерны (шаблоны), которые определяют, например, новый тип принятия решения, поведения или распознавания внешних сигналов какими-либо органами чувств исследуемой особи или человеческой личности. ...
      ... Если сравнивать такие простые синергетические физические явления, как тепловая конвекция в жидкости, когерентное лазерное излучение и подобные им, со сложной активностью головного мозга человека, то можно обнаружить, что все эти системы имеют одно общее свойство: они обладают способностью порождать синергетические (самоорганизующиеся) явления, отличающиеся высокой когерентностью в пространстве и времени. ...

      Принципы работы головного мозга. Синергетический подход к активности мозга ... (Хакен Герман) CB
      Принципы работы головного мозга. Синергетический подход к активности мозга ... (Хакен Герман)

      Правило канадского психолога Дональда Хебба (1949 год, книга The Organization of Behavior («Организация поведения»)) - `нейроны, которые срабатывают вместе, связываются друг с другом`.

      Сетевая модель Хопфилда (1982 г.) , использует то же правило обучения, что и правило обучения Хебба (1949), которое характеризует обучение как результат усиления коэффициентов статистических весов в случаях нейронной активности.

      Сеть Хопфилда является моделью для ассоциативного обучения и вспоминания человека (модель ассоциативной памяти Хопфилда).

      Как следует из названия, основная цель сетей ассоциативной памяти — ассоциировать вход с наиболее похожим на него образцом. Другими словами, цель — хранить и извлекать образы.

      Сеть Хопфилда (или ассоциативная память) — это форма рекуррентной нейронной сети , (или системы спинового стекла), которая может служить адресно-контентной памятью.

      Для сетей Хопфилда, применяется правило обучения Хебба, которое было введено для объяснения «ассоциативного обучения», при котором одновременная активация нейронных клеток приводит к выраженному увеличению синаптической силы между этими клетками (это их локальная адаптация к воздействию, ограниченному по времени).

      Правило обучения Хебба: «Одновременная активация нейронных клеток приводит к выраженному увеличению синаптической силы между этими клетками».

      Правило обучения Хебба, обобщённо: «Нейроны, которые активируются вместе, связываются друг с другом. Нейроны, которые активируются несинхронно, не могут установить связь».
      Нейроны «притягивают или отталкивают друг друга» в пространстве состояний.

      Если биты, соответствующие 2-м нейронам в сети Хопфилда, окажутся одинаковы по заданному шаблону, то это окажет положительное влияние на их коэффициенты статистических весов.
      Обратное происходит, если биты, соответствующие этим 2-м нейронам, различны.

      Дж. Хопфилд показал, что нейронная сеть с обратными связями может представлять собой систему, минимизирующую энергию (сеть Хопфилда).
      Обучение сети Хопфилда подразумевает снижение энергии состояний, которые сеть должна «запоминать».
      Это позволяет сети служить в качестве адресуемой по содержимому системы памяти, то есть сеть будет сходиться к «запоминаемому» состоянию, если ей дать только часть состояния.

      Существует два типа сетей Хопфилда - дискретные и непрерывные. Дискретная сеть классифицируется как двоичная и биполярная сеть на основе полученного выходного сигнала.

      Простая модель объясняет, как организуются и соединяются клетки мозга.
      Исследование Стэнфорда показывает, что растущие нейроны получают преимущество, создавая связи.
      Биологически правдоподобное обучение ИИ.

       Холизм, синергия, эмерджентность, системный эффект, сверхаддитивный эффект природных или искусственных (органических или неорганических) хаотичных наборов элементов, может случайно привести к возникновению сложных упорядоченных структур, состоящих из этих же элементов.

      Слова `синергия` и `синергетический` используются в области физиологии по крайней мере с середины XIX века ( Робли Данглисон, , `Медицинский лексикон`, 1853).
      В 1896 году Анри Мазель , применил термин `синергия` к социальной психологии, написав `La synergie sociale`, в котором он утверждал, что дарвиновская теория не смогла объяснить `социальную синергию` или `социальную любовь`, коллективный эволюционный драйв.
      В 1909 году Лестер Фрэнк Уорд , определил СИНЕРГИЮ как универсальный конструктивный принцип природы!!!

      Помимо нейротрофинов, таких как NGF и BDNF, на рост нейронов влияют и другие белки:
      - Протокадхерины (cPCDHs): Эти белки участвуют в регуляции пространственного расположения и соединений нейронов в неокортексе.
      - Нейролигины (NLGN): Мембранный белок типа I, являются белком клеточной адгезии на постсинаптической мембране, который опосредует образование и поддержание синапсов между нейронами.
      Эти белки играют важную роль в формировании и стабилизации синапсов.
      - CAMs (клеточные адгезионные молекулы): Они участвуют в межклеточных взаимодействиях и помогают нейронам находить свои правильные позиции и соединения.
      - Синапсин: Этот белок участвует в регуляции высвобождения нейротрансмиттеров и поддержании синаптической пластичности.

      4.2.2. Большое количества одновременно работающих сложных функций, порождаемых морфофункциональными полями и подполями неокортекса.

      4.2.3. Непрерывная изменчивость этого множества сложных функций неокортекса в процессе жизни индивидуума (гипотеза синаптического гомеостаза: при бодрствовании у каждого нейрона образуются новые синапсы (3-4 шт. если спонтанно или 30-40 шт. по правилу Хебба, когда человек усиленно думает над чем-то, тогда в определённых областях неокортекса увеличивается кровоток), а во время сна, у каждого нейрона ненужные синапсы (3-4 шт.) разрушаются), вызванное непрерывным изменением конфигурации (архитектуры) огромного множества нейронных связей (постоянное `переобучение` полей неокортекса, что не реализовано в искусственных НС ИИ).

      Если ассоциативные области неокортекса мозга человека активны, то человек находится в сознании (это бывает при бодрствовании), при этом, в ассоциативных областях неокортекса происходит спонтанный или направленный по правилу Хебба синаптогенез.

      К 7-9 возрасту, происходит начальное формирование структур ассоциативных областей и морфофункциональных полей (их размеров) неокортекса мозга человека, и, далее, продолжается до достаточно зрелого возраста (примерно к 18-ти годам), завершается окончательным формированием к 25 - 27-ти годам (иногда до 30 лет).

      Эти периоды взросления у человека, характеризуются высокими темпами синаптогенеза в состоянии бодрствования в ассоциативных областях и морфофункциональных полях неокортекса мозга.

      А, это значит, что обработка / переживание / запоминание различных событий происходит быстрее и более эмоционально, и, в определённый отрезок времени (когда человек бодрствует), и он запоминает намного ярче и больше произошедших событий, чем в более пожилые годы своей жизни (когда темпы синаптогенеза в состояниях бодрствования снижаются).

      Поэтому, в молодые годы жизни, время бодрствования проходит нескучно, много новых событий, процессы интенсивны, субъективно это занимает большой отрезок времени и содержит много ярких впечатлений (события, происходящие в сопоставимый отрезок времени обрабатываются быстрее, запоминаются с меньшими усилиями, и, в этот отрезок времени, `умещается` больше событий).

      А, в пожилые годы жизни, субъективно, время бодрствования может проходить незаметно, по отлаженным `алгоритмам` существования и содержать мало воспоминаний (события, происходящие в сопоставимый отрезок времени обрабатываются медленнее, запоминаются с большими усилиями, и, в этот отрезок времени, `умещается` меньше событий).

      Вначале, при рождении ребёнка, каждый нейрон в неокортексе имеет примерно 2 связи, и, потом, по мере познания окружающего мира, их количество быстро нарастает.

      У детей за сутки у одного нейрона, в задействованных в обучении областях неокортекса, может образовываться примерно 50-100 новых нейронных связей по правилу Хебба (в течение первых 2-х лет жизни ежесекундно образуется до 700 новых нейронных связей), а у взрослых, за сутки у одного нейрона, в задействованных в обучении областях неокортекса, может образовываться примерно - 30-40 нейронных связей (в `отдыхающих`, при бодрствовании, областях, спонтанно 3-4 нейронных связи).

      Также, необходимо учитывать и то, что на разных этапах развития ребёнка, проявляются различные типы восприятия, хранения и обработки информации.
      Сначала, эти процессы обработки различной информации базируются на лимбической системе мозга, куда могут поступать сигналы-раздражители (Потенциалы Действия (`Спайки`)): визуальные, звуковые, запаховые, тактильные, от соответствующих рецепторов (лимбическая система участвует в низшей эмоциональной обработке входных данных от сенсорных систем).
      Ответные реакции на эти раздражители, формируются на уровне врождённых биологических (животных) безусловных рефлексов и инстинктов.
      (В критических ситуациях, связанных с выживанием, в состоянии огромного уровня стресса, лимбическая система мозга может, через выделение определённых эндогенных веществ, частично `заблокировать` `рациональную` работу неокортеса, и, снова вернуться к преимущественно биологическому (животному) функционированию (взять `управление` организмом `на себя`)).
      Если же, часто повторяются какие-либо новые комбинации сигналов от определённых раздражителей, то, вариации использования их `образов` (Причинно-Следственных Связей) расширяются, что, вероятно, может приводить к созданию уже условных рефлексов.
      Так как, большинство информации об окружающем мире поступает через визуальный канал восприятия, то, постепенно, визуальные `образы` занимают определённые локации в семантические сети Причинно-Следственных Связей (у ребёнка преобладает `визуальное мышление`, напоминающее сюжеты комиксов).
      По мере же формирования структур и начала более интенсивного функционирования морфофункциональных полей и ассоциативных областей неокортекса мозга (обычно, это происходит в возрасте 7-9 лет), развивается владение устной речью, и, начинается процесс мышления не только более детальными визуальными `образами`, но и словами, описывающими смыслы (Причинно-Следственные Связи), что способствует углублению процесса социализации ребёнка в социуме, при наличии позитивного окружения, а, также, получению большого массива новых знаний.

      (Животные (приматы и др.) воспринимают, хранят и обрабатывают информацию через визуальные, звуковые, запаховые, тактильные сигналы-раздражители.
Сам язык общения животных задействует много каналов связи — зрительный, обонятельный, слуховой, тактильный, также существует `язык тела` (позы).
Важнейшей особенностью является его эмоциональный характер.
Элементы этого языка представляют собой экспрессивные возгласы (сигналы), примерно соответствующие таким словам, как:
«Внимание!», «Опасность!», «Спасайтесь!», «Поберегись!», «Убирайся прочь!», «Я здесь!», ...
Другой важной чертой языка животных является зависимость алфавита сигналов от ситуации.
Многие животные имеют в алфавите лишь 10 — 20 звуковых сигналов, но с помощью них, передаётся значительно большее количество информации — в зависимости от ситуации.
Смысловое значение большинства сигналов носит вероятностный характер в зависимости от ситуации.
Этим язык животных схож с языком эмоций человека (который базируется на лимбической системе мозга).
Однако сигналы животных всегда очень конкретны (не абстрактны), и, сигнализируют об определённой обстановке или состоянии.
В этом их принципиальное отличие от речи человека).