Нейронный мир – полное объяснение эмпирической реальности. Введение

Владислав Кондрат

Данная книга представляет введение в нейрофилософскую модель нейронного мира, предлагающую полное объяснение созерцаемой реальности. Учение направлено всем, кто:1) ищет абсолютную истину;2) кто разочаровался в существовании и пребывает в поиске метода, ведущего к уменьшению мировых страданий. Цель книги не состоит в исчерпывающем описании свойств нейронного мира. Главная задача – раскрыть нейронный мир с разных сторон. Книга не рекомендуется к прочтению носителям религиозного мировоззрения.

4. Развитие нейронного мира

Чем обусловлено развитие индивидуальной нервной системы? Во-первых, свойствами молекулы ДНК. Сохранность и неповреждённость ДНК детерминирует свойства НС и всего организма: если какой-то из участков «кода» будет нарушен внешними факторами, то с неизбежностью последует патология. Угнетение строго детерминировано: если яйцеклетка была повреждена, например, ядом этанолом, то неизбежна дегенерация и патологический вектор развития плода: нервная трубка начнёт «раздуваться» с уже заложенным сбоем, который проявится на одном из этапов её развёртывания либо после рождения в ходе жизни: это может привести к отклонениям в интеллектуальном развитии, к болезням: аутизму, шизофрении, рассеянному склерозу. Проще говоря, любое воздействие на репродуктивные клетки ведёт к сокрушительным последствиям для будущего землянина: это касается всех видов в равной степени. Подобно тому как повреждение зерна растения ведёт к его патологическому развитию, так и повреждение гамет детерминирует будущие отклонения землянина. Поэтому абсолютная трезвость — повышает вероятность здорового потомства, однако нужно ли вообще рожать, учитывая неизбежность сильных страданий?

Когда в случае млекопитающих возникает нейронный мир в мозге? Возникает он ещё в утробе в крайне смутной форме: известно, что уже в утробе детёныши Homo s. начинают усваивать основы языка, заучивать и различать голоса матери, отца. Тот факт, что те зоны мозга, что отвечают за синтез модели мира, созревают первыми и не остаются способными к нейропласичности после двух лет: зрительная и слуховая кора, тогда как зоны, абстрагирующие содержание эмпирических модулей, ответственные за абстрактное мышление, способны к нейропластичности и у зрелых особей, подтверждает, что для нейронного мира модули эмпирической реальности (ЭМНМ) имеют первичное значение, ведь только на их основании формируется абстрактная модель мира, диссоциирующая содержание. Поэтому малолетний землянин пребывает в следующем положении: сенсорные области достаточно миелинизированы и передают сенсорные сигналы быстро, тогда как зоны, отвечающие за абстрагирование, реализуют передачу медленно.

В случае, когда у землянина смещён глаз, как при косоглазии, корковые нейроны не научатся моделировать глубину: для этого необходима стимуляция зрительной коры из двух сенсорных дверей: если развитие нейронов не произошло, то неспособность станет перманентной. Это отчасти связано с нейронами, содержащими белок первальбумин: они окружают себя перинейрональной сетью, бетонируясь на месте. Миелин и эта белковая оболочка формируют устойчивые сети, являющиеся основанием НМ.

Если пик синаптического производства заканчивается в визуальной коре в два года, то в префронтальной — с пяти до десяти лет. Подтверждает первостепенность эмпирической модели мира миелинизация: первыми миелинизируются нейроны сенсорных областей: иначе и не может быть, поскольку в другом случае, если бы модули абстрагирования развились раньше, то им просто нечего было абстрагировать, ведь эмпирическая модель мира не обрела достаточной детальности.

Спор о tabula rasa, как и все философские споры, можно считать разрешённым с момента прихода нейронауки и нейрофилософии. Новорождённый любого вида уже имеет в мозге нейронную модель мира, которая должна «активироваться» с помощью сенсорных воздействий. Таким образом, то, что Шопенгауэр и Кант называли априорными формами созерцания, есть уже готовый нейронный мир, который детализируется по ходу образования все большего числа синаптических связей. Т.е. мир действительно уже в созревшей «априорной форме» находится в мозге до того, как произойдёт появление на свет из утробы. Т.е. до всякого опыта пространство, время и причинность уже заложены в мозге: как писал Шопенгауэр, они являются условиями всякого опыта, а не его следствиями, т.е., чтобы воспринять какое-либо изменение, условие этого изменения — причинность уже должна быть в мозге или, по терминологии Шопенгауэра, в «рассудке». Поэтому можно признать, что априоризм в какой-то степени верен, хотя и ясно, что чисто априорного нет, т.к. ведь само по себе развитие плода в утробе — уже эмпирическое изменение, т.е. опыт. Плод на 30 неделе беременности уже способен слышать простые звуки и отвечать на них: НМ уже сформирован на этом этапе: модели пространства и времени обуславливают восприятие звука, поскольку оно невозможно без времени, т.к. объективное время — это и есть изменение, которое является основанием НМ: если бы плод был лишён модели времени, то он не сумел бы антиципировать звук. К 37—42 неделе плод способен различать типы звуков: согласные и гласные буквы [27, стр. 93].

Априоризм верен лишь в том отношении, что условия познания уже заложены в мозге, а не возникают в ходе обучения. Важно отметить, что в мозге детёнышей всех видов заложен нейронный мир во базовых аспектах, т.е. в нём содержатся и языковые, и математические, и иные интуитивные модели, касающиеся 1) модели мира; 2) модели субъекта. Только что вылупившиеся цыплята имеют чёткое представление об объектах, математические интуиции (Rugani R, 2009, 2015), [163—164]: иначе и не может быть, т.к. все нейроны, составляющие НМ, есть в мозге. То же касается и модуля ментализации у младенцев: они способны идентифицировать интенциональность, намерения, исходя из траектории и характера движения объекта: если объект движется равномерно по прямой линии, значит, предполагает мозг младенца, он не живой, а если виляет и изменяет траекторию — живой (витализм) [27, стр. 91]. Тут необходимо пояснение: мозг не воспринимает реальность, а создаёт её (эмпирическую), поэтому, коли он сконструирует НМ, значит, способен и формировать гипотезы и опровержения по байесовскому принципу вычисления вероятностей. Кант и Шопенгауэр правы: это и есть те априорные (эволюционные) нейронные модели, что составляют основу нейронного мира. Если бы в мозге детёныша не было соответствующих модулей, то им неоткуда было бы взяться, поскольку материал НМ: нейроны, глиальные клетки и нейромедиаторы в полном объёме присутствуют в мозге новорождённого существа: мухи, обезьяны, черепахи, синицы, червя. Дети и детёныши других видов с первых месяцев после рождения способны применять принципы Байеса: точнее, то, что назвали теоремой Байеса, есть не что иное, как нейронные модули вычисления вероятностей: все, что открывается учёными и мыслителями — это не более чем вербализация имеющихся нейронных моделей, а не создание их, как это преподносят некоторые невежды профессора философии и постмодернисты (Xu & Garcia, 2008), [30]. Мозг новорождённых способен формировать вероятностные гипотезы [27, стр. 87] в отношении НМ, а также выискивать скрытые причины явлений: последнее, впрочем, указывает на то, что модель причинности развивается довольно рано, поскольку если бы она была инактивирована, то младенцы не демонстрировали способность выискивать причинностные основания, т.е. для того, чтобы «воспринять» изменения, исходящие из объективной реальности, условия этого изменения в виде пространства, времени, причинности и материи уже должны быть в мозге в качестве нейронных моделей (Denison & Xu, 2010), [29]. Мозг младенцев способен рассуждать в двух направлениях: на основании случайной выборки вычислять характеристики множества, а на основании множества — свойства случайной выборки. То, что младенцы имеют представления об объектах, доказывает, что ЭММНМ закладывается в перинатальном периоде.

Способность младенцев к построению силлогизмов была доказана философом Люка Бонатти [27, стр. 89], который провёл эксперимент, где младенцам демонстрировались объекты за ширмой: один из них прятали в горшок, а второй показывали младенцу, в результате чего он совершал правильный вывод об объекте, находящемся в горшке, не выражая удивления, но удивлялся, когда в горшке оказывался объект, им ранее увиденный.

Распознавание лиц начинается еще в утробе, что было доказано в одном исследовании, где младенцам подавали световые сигналы в форме лица и в форме пирамидки: реакция на лицо была более явная (Reid et al., 2014), [31]. Также младенцы уже в утробе способны различать родной и иностранный языки, что подтверждает «априорность» речи (Mehler et al., 1988), [32]. Способность младенцев к различению объектов говорит об активном развитии височной доли (Baillargeon R, 1991, 2008), [161—162].

Основные четыре столпа, на которых зиждется познание это:

1. Внимание — система нейронных сетей, которая обрабатывает и усиливает, передаёт сигналы, определяемые как релевантные: т.е. silence network (SN), переключающая внимание между экстероцепцией, интроспекцией и интероцепцией, а также dorsal attention network (DAN), участвующая преимущественно в зрительном внимании, т. е. ЭВМПНМ.

2. Активное вовлечение — подразумевает мотивацию и любопытство; обуславливается системой дофаминергической мотивации.

3. Обратная связь — коррекция АМНМ в рамках познания отношений между объектами нейронного мира, их отношения к модели субъекта.

4. Консолидация — мозг консолидирует, группирует и свёртывает, конвергирует и корректирует данные в ходе сна [27].

Вообще обучение — это и есть формирование нейронного мира (АМНМ), интернализация, происходящая посредством усиления связей между нейронами. Вычисления, производимые мозгом, не доходят до модели субъекта: они скрыты в закулисье. Только наиболее вероятный результат доходит до я-модели в качестве, например, моделирования формы тарелки, антиципации цветов, уточнения глубины, интерпретации лиц. Все эти вычисления — строгая химическая каузальность, основы которой закодированы в 750 мегабайтах ДНК кода, что, кроме всего, самоорганизуется: например, при отращивании аксонов направление движения конуса роста детерминирует филоподий, реагирующий на определённый градиент концентрации: именно так разрастается «древо» нейронного мира. Филоподий буквально вынюхивает химические метки, распластованные по коре.

Основное свойство обучения мозга — это корректировка АМНМ, заключающаяся в детализации и подстройке под параметры: при смещении, например, угла зрения с помощью специальных очков, нейросети зрительной коры начнут перестройку, в результате чего через какое-то время индивид сможет адаптироваться к соответствующему изменению. Мозг организован в виде иерархии нейронных моделей, каждая из которых ответственна за какой-либо аспект нейронного мира либо за множество аспектов. Вербальное обучение — это, в частности, регулировка «позиции вершины» при интерпретации грамматических языковых конструкций в зависимости от языковой группы (SVO — subject — verb — object), (VSO, VOS, OVS, OSV):

1. Организм реплицирует ДНК (SVO)

2. Организм ДНК реплицирует (SOV)

3. Реплицирует ДНК организм (VOS)

4. Реплицирует организм ДНК (VSO)

5. ДНК реплицирует организм (OVS)

6. ДНК организм реплицирует (OSV)

Позиция вершины детерминируется в ходе научения в раннем возрасте в зависимости от того, к какой языковой группе относится язык. Грамматика всех языков может быть описана 50 бинарными параметрами. Словарный запас в 50 000 слов укладывается в 250-килобайтный файл. В языках нет ничего особенного. Они — линейная комбинация нейронных связей. Каждый уровень обработки: от фонетического до синтаксического — не более чем иерархическая система обнаружения «закономерностей в закономерностях». В целом мозг обучается по принципу обратной связи: анализа ошибок и коррекции состояния, формирования иерархии репрезентаций, многоуровневых линейных процессов обработки данных: чем выше уровень обработки, тем большее число нейронов учится реагировать на комплексные признаки. Посредством группировки признаков происходит абстрагирование содержания. В частности, Джанет Веркер, изучившая способность младенцев обрабатывать речь, обнаружила, что младенцы способны различать звуки речи на разных языках, однако эта способность снижается в течение года, т.к. синапсы, обрабатывающие инородную речь, не активируются и, следовательно, отмирают по указанной причине. Несмотря на общее уменьшение плотности коры мозга, в течение первых 20 лет жизни речевые зоны уплотняются, что и обуславливает развитость речи у Homo s.

По ходу развёртывания нервной трубки происходит формирование основных отделов ЦНС: именно на этом этапе ДНК детерминирует все аспекты НМ, кодируя филоподии на определённый градиент концентрации: в результате дендриты разрастаются, ведомые химическими метками, и формируют НМ: уже на данном этапе он полностью создан, т.е. ничего нового в течение жизни организма сюда не прибавится. Большие полушария в случае Homo s. — вместилище НМ — вырастают из телеэнцефалического пузырька (телеэнцефалона), из чего явствует, что прозэнцефалически пузырёк эмбриона детерминирует развитие НМ [9, стр. 10]. В течение нескольких первых недель развития плода реализуется миграция нейронов, которая закладывает основу нейронной архитектуры, т. е. НМ закладывается ещё до того, как сенсорные сигналы произведут синаптические активации: например, зоны, генерирующие речь, не нуждаются в обучении у младенцев, которые только что родились — они сразу же начинают интерпретировать сенсорные данные. После образования нейроны начинают мигрировать из зоны пролиферации, формируя мозговые структуры. В больших полушариях, имеющих ламинарное строение, разрастание идёт путём деления клеток, в результате которого развивается корковая пластинка, где в будущем будет расположена большая часть нейронов: 87 млрд. клеток исходит из деления одной единственной! Одна радиальная глиальная клетка формирует 100 нейронов, простираясь по всей площади больших полушарий. Видовые различия мозга возникают из-за числа циклов клеточного деления в коре больших полушарий (БП): чем больше циклов, тем развитее БП.

На этой стадии нейроны активно взаимодействуют, закладывая основы пространства и времени: клеточная сеть, возникшая на данном этапе, является тем миром, который «оживляется» в ходе рецепторной активации стимулами. Например, паттерны разрядов клеток в зрительной системе дают сигналы, которые определяют сложную структуру латеральных коленчатых тел зрительного таламуса. Разряды, происходящие в коре зародыша, опосредуют основания НМ, корректируя структуру нейронных модулей. Однако НМ окончательно приобретает устойчивую форму лишь после рождения: с 2 до 4 месяцев плотность синаптических контактов удваивается, продолжая увеличиваться до 1 года. НМ формируется не только с помощью разрастания мозговой ткани, но и её сокращения — прунинга. Устранение излишних синаптических связей (вплоть до 100 000 в секунду) является шлифовкой НМ, подобной той, что совершает скульптор, отсекая ненужные части статуи. Пруниниг зиждется на нейронной конкуренции, которую называют нейронным дарвинизмом: самые сильные и устойчивые нейроны со множеством связей выживают, а те, что не сформировали достаточно связей, угасают. Их гибель обусловлена отсутствием поступления нейротрофических факторов (питания), например, фактора роста нейронов (NGF). Получается, что нейроны, подобно млекопитающим, борются за ограниченный объем нейротрофического фактора. Т.е. борьба происходит везде: даже на уровне мозга. В нейронах, недополучивших «питания», начинают экспрессироваться гены, запускающие смерть нейрона. Этот процесс называется апоптозом.

Рис. 12 Развитие НМ

Важным маркером хода развития мозга является степень миелинизации нейронов, обусловленная активностью шванновских клеток (ПНС) и олигодендроцитов (ЦНС). Интересно то, что некоторые зоны мозга миелинизируются позже остальных: видимо, в первую очередь подвергаются миелинизации зоны, ответственные за синтез сенсорных воздействий, а впоследствии те, что отвечают за сложные и интегративные модели. Например, развитие лобных долей, как было доказано Здравко Петанжеком, проанализировавшим плотность дендритных шипиков в ДЛПФК, у несхожих возрастных групп различается: лобные доли наиболее чувствительны к эпигенетическим факторам, а их развитие продолжается и после 20 лет. Именно лобные доли коррелируют с уровнем интеллекта: уменьшение толщины коры и рост числа связей между медиальными областями коры, латеральными областями поясной коры, латеральными областями теменной коры — основные факторы, опосредующие уровень интеллекта. «Сеть по умолчанию», образуемая дорсальной медиальной префронтальной корой (ДМПФК), задней поясной корой, предклиньем и угловой извилиной, т. е. DMN, напрямую обуславливает интеллект, т.к. отвечает за автобиографический рассказ, планирование, абстрактную модель времени (модель будущего, прошлого), теорию разума, ментализацию, социальные оценки, эпизодическую память. Таким образом, можно выделить шесть базовых векторов развития мозга: 1) морфологические изменения; 2) нейрогенез; 3) глиогенез; 4) синаптогенез; 5) миелинизация; 6) прунинг.

Подробнее рассмотрим усложнение поведения на примере 1) двигательного поведения; 2) речевого поведения; 3) способностей к решению задач. Важно иметь в виду, что соответствующее поведение не может возникнуть раньше, чем сформируется необходимый нейронный механизм, поскольку нейронный механизм и есть поведение: эта истина полностью разбивает дуализм свойств и параллелизм.

1. Ряд аксонов нейронов моторной коры миелинизируется в то же время, когда у детей 8—10 месяцев развиваются хватательные движения пальцами, а особенно — пинцетный захват, который представляет неотъемлеую часть тонкой моторики. МРТ-исследования показывают, что повышение точности движения связано с уменьшением плотности коры левого полушария, отвечающей за движение кисти у правшей (Sowell, Thomson, leonard et al., 2004), [33]. Очевидно, что разрушение данной зоны у взрослого ведёт к потере способности управления кистью.

2. К 2 годам деление и миграция клеток в речевые зоны завершается. Основной вектор «дозревания» речевых модулей состоит в синаптогенезе и миелинизации. У детей с задержкой речевого развития происходит неизбежное нарушение на одном из этапов.

3. Младенцы, по наблюдениям Пиаже, обладают априорными моделями объектов. Однако понимание физических законов, например, принципа сохранения объёма жидкости, проявляется у детей где-то в 7 лет. Поэтому несложно заключить, что априорные модели мозга в ходе его развития расширяются до более абстрактных и комплексных гипотез, что опосредует сложное поведение, детальное представление о мире. Выделяют, по Пиаже, следующие стадии развития мозга:

А) Сенсомоторную (0—2 года) — познание мира органами чувств: детализация НМ, утончение моторных навыков. Характеризуется формированием и детализацией представлений о постоянстве объектов НМ и их свойств (ЭМНМ).

Б) Дооперационную (2—7 лет) — вербализация объектов НМ, формирование я-модели, эгоцентризм, ролевые игры (ЭЯМНМ).

В) Конкретных операций (7—11 лет) — логические операции в отношении отдельных событий, антиципация аналогий, манипуляция представлениями об объектах НМ. Формируется автобиографический речевой рассказ (АЯМНМ).

Г) Формальных операций (12+) — развитие абстрактного мышления, моральных суждений, т.е. ментализации, детализация АМНМ. Существует четыре качественных скачка в развитии мозга. Каждый из них соответствует описанной стадии. Данные выводы так или иначе применимы ко всем биологическим видам, ведь НМ однороден у всех землян.