Sur la question de la possible auto-éducation d'un système intellectuel quasi biologique

Dans le célèbre travail d'Emelyanov-Yaroslavsky L.B. «Système quasi biologique intelligent. Automate inductif »(M., Nauka, 1990) a proposé un modèle de l'interaction des neurones formant de nouvelles connexions de contrôle avec la formation d'un réseau d'interactions en ajoutant une nouvelle propriété, en modifiant l'état fonctionnel des neurones (excitation), en fonction de la nécessité d'obtenir des ressources énergétiques supplémentaires, suivie de l'utilisation de ces interactions de contrôle pour obtenir une propriété générale de l'activité du réseau - le système de contrôle des ressources. Une hypothèse hypothétique sur l'apport d'énergie nécessaire et sa redistribution interneuronale ultérieure était nécessaire pour justifier l'idée de l'émergence et du renouvellement constant de l'inductance neuronale impulsionnelle pour maintenir l'activité du réseau neuronal.De toute évidence, l'auteur du modèle a compris comment les mécanismes neuronaux d'un protobrain vivant pouvaient fonctionner aux premiers stades de l'évolution. On a également supposé qu'à l'avenir il y aurait un auto-assemblage de réseaux de gestion active des ressources en ensembles neuronaux élargis, suivi d'une augmentation de leur fonctionnalité et de la formation de l'intelligence.







Cependant, l'hypothèse hypothétique sur la nécessité d'un contrôle neuronal de l'afflux d'énergie contredit la théorie de la bioénergétique cellulaire, dont la première loi se lit comme suit: «Une cellule vivante évite l'utilisation directe de l'énergie des ressources externes lors d'un travail utile. Premièrement, il transforme cette énergie en une forme convertible d'ATP, ∆μNa + (différence de potentiels électrochimiques du sodium) ou ∆μH + (différence de potentiels électrochimiques d'un proton) et l'utilise ensuite dans divers processus énergivores. " La logique biologique de toute cellule vivante pour se fournir en énergie est la suivante - le but de l'oxydation du glucose est d'obtenir de l'ATP (acide adénosine triphosphorique). La façon dont le glucose est oxydé pour produire de l'énergie est appelée glycolyse. Le produit final de la glycolyse est l'acide pyruvique (pyruvate).En fonction de la présence ou de l'absence d'oxygène, de l'acétyl-coenzyme-A (métabolite de l'électrotransport) ou de l'acide lactique (lactate) se forment. Ces deux substances, ainsi que le pyruvate, sont incluses dans le substrat homéostatique, que la cellule utilise dans ses processus métaboliques internes et n'a pas besoin de régulation externe.



Le mécanisme de régulation est la normalisation de la concentration de substances par l'homéostasie elle-même, si, par exemple, la concentration de lactate dépasse la norme, alors des réactions sont déclenchées qui convertissent l'acide lactique en acide pyruvique et l'utilisation de ces excédents dans le même cycle d'acides tricarboxyliques (cycle de Krebs) avec formation d'ATP. Ainsi, il est expliqué que l'importance du glucose pour la cellule est telle que tout ralentissement par contrôle externe n'est pas naturel, y compris pour le neurone lui-même. De plus, en raison des circonstances bien connues du métabolisme, le tissu cérébral dépend de sources d'énergie externes et reçoit du glucose avec l'oxygène de la circulation sanguine locale, et le glucose lui-même pénètre dans la circulation sanguine à la suite de l'hydrolyse des glucides dans le tractus gastro-intestinal, d'où il est transporté vers toutes les cellules du corps,et bien que l'activité cérébrale soit corrélée aux fluctuations provoquées par la pulsation du lit vasculaire, ce n'est pas un régulateur de la glycolyse.



Ainsi, la fonction trophique du tissu cérébral résout à elle seule la question initiale "pourquoi un neurone a-t-il besoin d'un cerveau?" ouvre un modèle détaillé de raisonnement sur la possibilité de l'émergence dans la nature d'un automate inductif quasi biologique, en tant que superstructure computationnelle sur le mécanisme physiologique de la nutrition cellulaire. Une explication est immédiatement requise sur la façon dont un neurone fait face aux fluctuations qui fournissent un afflux de nutriments et d'oxygène, il s'agit d'un ancien mécanisme physiologique qui est apparu avant même qu'un neurone biologique n'ait des synapses électriques et chimiques. Le flux sanguin assure le trophisme et la respiration dans toutes les autres cellules du corps, pas seulement dans les neurones, et cette communauté a un renforcement structurel, comme dans d'autres cellules comme dans les neurones,provenant principalement de tissus électrotoniques excitables (qui sont les muscles squelettiques et certaines formations cellulaires spécialisées telles que la glie), ces cellules ont des connexons. Ils représentent un type courant de contacts entre les cellules animales, qui sont des éléments structurels bicouches fendus formés par les membranes des cellules adjacentes.



Cette structure de contact existe sous la forme d'un canal d'eau entre le cytoplasme de deux cellules voisines, dans la lumière de laquelle se trouvent des protéines de connexine spéciales, se pliant de manière accessible en raison de leurs propres interactions physico-chimiques, à la suite desquelles la lumière du canal se ferme ou s'ouvre et l'une des principales forces motrices Cette action de type valve des molécules de protéines mobiles est des fluctuations mécaniques du flux sanguin, auxquelles les membranes cellulaires sont sensibles. Grâce aux connexons, des ions et des molécules de signalisation hydrosolubles sont échangés, et dans les cas où l'une des cellules voisines par son propre métabolisme ne peut pas fournir la synthèse de phosphate d'AMP, d'ADP ou d'ATP, ce type d'énergie convertible provenant d'autres cellules pénètre à travers les connexons.



Et à ce niveau évolutif d'interdépendance cellulaire, le moyen prédominant de transmettre des informations d'une cellule à l'autre est l'interaction semi-chimique de signalisation directe. A ce niveau d'organisation de la cybernétique intracellulaire, le neurone lui-même n'a pas les prérequis ontogénétiques initiateurs pour se manifester comme un élément de calcul intelligent. Étant donné que les récepteurs cibles moléculaires avec leurs propriétés sensorielles remplissent les fonctions de reconnaissance moléculaire et de formation d'un signal sur un objet avec lequel une interaction s'est produite au niveau intracellulaire, et la formation de structure à l'intérieur de la cellule (neurone) n'est pas transmise davantage. Les substances sont compactées en complexes d'interaction pour les bases biologiques qui sont déterminées de manière rigide par la biologie cellulaire dans le mécanisme de stabilisation des transformations chimiques.Toutes les particules de matière vivante en interaction ayant leur propre taille caractéristique (atome, molécule, macromolécule, organite, cellule, organisme) participent simultanément à différents processus avec des temps cinétiques différents. Par conséquent, ils forment des hiérarchies d'organisation de la matière biologique, chacune ayant sa propre durée de vie, leur connectivité en un seul tout est due, entre autres, aux méthodes de transfert d'informations entre les individus chimiques (composés spécifiques) dont ils sont composés.leur connectivité en un seul tout est due, entre autres, aux méthodes de transfert d'informations entre les individus chimiques (composés spécifiques) dont ils sont composés.leur connectivité en un seul tout est due, entre autres, aux méthodes de transfert d'informations entre les individus chimiques (composés spécifiques) dont ils sont composés.



Sur la base de ces concepts, la biochimie de l'environnement interne du corps est un système polyhierarchique complexe (ADN, ARN, peptides, lipides, sucres, bioélectrolytes et autres matières organiques) avec ses divers processus chimiques et physico-chimiques sous-jacents à l'activité vitale de tous les types de tissus et organes. La polyhierarchicalité biologique est une machine générative d'évolution, lorsque d'autres effets de signe sur une substance biologique sont exigés pour contrôler les états physiques de l'organisme (tissus et organes), alors les structures chimiques deviennent des éléments subordonnés dans la transmission de l'information. Le système semi-chimique de molécules initie des changements spéciaux dans la cellule, dont la séquence est prescrite dans les messagers biochimiques, dont la concentration est strictement contrôlée par les hormones,neurotransmetteurs et autres biochimies extracellulaires, la synergie de tous ces facteurs détermine la stricte périodicité du rôle des messagers dans le métabolisme cellulaire. Les molécules messagères elles-mêmes, ayant une affinité pour les protéines, sont nécessaires pour réguler les interactions entre les protéines intracellulaires, qui sont à une certaine distance les unes des autres, en raison de la formation d'une structure protéique spatiale (repliement).



Un travail correct des protéines dans la cellule n'est possible qu'avec des globules de protéines correctement formés (structures tridimensionnelles), puis sur la surface externe de la molécule au bon endroit se développera une telle conformation de la substance (centre actif), ce qui contribue à l'attachement correct de la molécule de protéine à la membrane cellulaire. Tenant compte du fait que le centre actif est principalement une configuration de propriétés chimiques, telles que l'hydrophilie, l'hydrophobicité et la charge électrique, cela détermine les états énergétiques de la préparation d'une protéine à remplir sa fonction spécifique. De plus, les sections terminales de la membrane neuronale sont stimulées de manière particulière par un récepteur protéique (par exemple, l'acétylcholine),qui est un donneur d'électrons (ligand) donnant une électronégativité supplémentaire et servant en même temps de pont de coordination pour l'avancement d'une charge électrique. Cela détermine en grande partie la fonctionnalité de décharge impulsionnelle d'un neurone au cours de sa mission de transmission d'informations dans le cerveau.



À cet égard, il est nécessaire de reconsidérer une autre hypothèse théorique d'Emelyanov-Yaroslavsky LB, à savoir: "Une décharge dans un neurone est nécessaire au neurone lui-même." Pourquoi un neurone a-t-il besoin de cette perte d'énergie et comment le reconstituer? Seulement dans le cas où la réponse de la structure vers laquelle la décharge est dirigée en termes d'efficacité énergétique sera supérieure ou égale en ampleur? Un fait incontestable est que le neurone possède également des éléments structurels tels que les synapses électriques (efaps) et chimiques, qui sont directement liés à la transmission de l'information par impulsion électrique. Tenant compte du fait que les synapses avec un mécanisme chimique pour la transmission de l'excitation et les épisodes avec leur mécanisme électrique pour la transmission de l'excitation sont également intégrées dans le mécanisme de propagation d'une impulsion bioélectrique le long des fibres nerveuses,diffèrent significativement du mécanisme passif de contact de canal des connexons. La fibre nerveuse des axones et des dendrites, pour ainsi dire, isole les contacts membranaires avec différents potentiels locaux, tandis que tout se passe dans un seul milieu bioélectrolyte à conductivité électrique ionique, où les bioélectrolytes aqueux et organiques sont auto-ordonnés par la thermodynamique.



À la fois à l'intérieur des cellules et dans l'espace intercellulaire, et dans le milieu liquide de la circulation sanguine, les bioélectrolytes représentent l'environnement dans lequel les structures moléculaires du signal sont corrélées et liées en un seul système, qui seulement de cette manière peut remplir leurs fonctions biologiques à l'intérieur et à l'extérieur des organites et compartiments cellulaires. Après tout, "une cellule est un réacteur à écoulement continu, dans les alvéoles desquelles (les quasi-boîtes de van't Hoff) s'accumulent des structures auto-organisatrices thermodynamiques" (Vasnetsova, Gladyshev

«Chimie biophysique écologique» p.61) et ces événements fonctionnels sont enregistrés dans les conformations d'oligopeptides dont la synthèse se produit dans les synapses chimiques. La conformation qui se développe au moment de l'oligomérisation du polymère protéique détermine ses caractéristiques de réaction moléculaire; la configuration de la substance avec une grande proportion d'atomes de surface, qui prédétermine les caractéristiques des propriétés physico-chimiques, est formée structurellement.



Étant donné que dans un neurone, il existe une variété de substances obligatoires pour la norme homéostatique de son existence - plus de 10000 individus chimiques, mais toutes ces substances (neuroprotecteurs) obéissent à des forces supramoléculaires (température, pression, temps pour établir l'équilibre intermoléculaire) qui effectuent réarrangements, alors toutes les variations de composition chimique peuvent être affichées dans la conformation choisie de la molécule mémoire M-zeta (PKMζ), cela ne nécessite pas une définition quantitative et spécifique stricte des substances impliquées, il suffit que la molécule mémoire soit marquée avec sa propre morphologie, qui est une propriété intégrale de la matière organique et, en même temps, un indicateur de signe appartenant à l'ensemble réfléchi des événements intraneuraux ...Dans ce cas, un état métastable du polymère PKMζ se développe, ce qui satisfait les temps nécessaires au maintien de l'homéostasie.



Le passage du courant à travers les bioélectrolytes s'accompagne du transfert de matière, il semble donc que la seule transition évolutive possible se soit produite lorsque la substance statique de la fibre nerveuse est apparue avec une conductivité impulsionnelle universelle due aux ligands intégrés et au transfert de matière. cessé d'être nécessaire pour la transmission des informations de signal. Avec l'émergence des synapses chimiques et électriques, une sorte de "découplage informationnel" conditionnel des informations semi-chimiques dans le ligament ADN-ARN-protéine a eu lieu, où les informations de signe sous une forme liée sont créées et stockées dans les oligopeptides du la synapse chimique (protéine kinase M zeta, PKMζ), et l'alternance »L'information des courants d'impulsion glisse sur les efaps pour des réarrangements rapides des bioélectrolytes et des environnements chimiques de fond à l'intérieur des neurones.Ce n'est qu'après cette étape évolutive que la nature a commencé à construire des automates inductifs avec des circuits isolés conditionnellement, qui nous sont connus et sont classés morphologiquement selon les types d'arrangement topique des éphaps et des synapses chimiques par rapport au soma des neurones et de leurs autres parties intégrales: axoaxonal, axodendritique, axosomatique, dendro-dendritique, dendrosomatique, somatosomatique.



Grâce à cette variété d'options pour le contournage des connexions, y compris la rétroaction (si cela est compris comme le passage de potentiels dans la direction antidromique opposée), de telles options pour la transmission des coefficients d'impulsion sont apparues et fixées de manière évolutive, lorsque la valeur du rapport de les potentiels apparaissant dans les membranes pré- et post-synaptiques lors de l'excitation caractérisent les propriétés fonctionnelles de l'automate neural. Cependant, cela ne suffit que pour le prédit par Emelyanov-Yaroslavsky L.B. les systèmes de gestion des ressources, à condition qu'il s'agisse de ressources d'information et non de ressources énergétiques, comme le suggère l'auteur de la doctrine quasi biologique. Mais, un automate inductif n'est pas une machine à penser avec sa propre psychophysique créant ses propres neuro-modèles individuels corrigeant l'être, c'est l'intelligence la plus simple des interactions interneurales.Il s'agit d'une classe inférieure de systèmes d'information réels qui suivent les signaux semi-chimiques pour leur conversion ultérieure en signaux d'une dimension physique différente, qui exercent un effet de stimulation énergétique sur les structures qu'ils contrôlent.



Étant donné que la conformation de la molécule mémoire, ainsi que la topologie des synapses chimiques, des éphaps et même des connexons, forment un ensemble géométrique unique dans le système d'interactions d'informations, les contours de leur connectivité sont un schéma structurel d'un système de contrôle automatisé pour le capacités physiques d'un organisme (son état de santé homéostatique). Les neurones n'ont pas besoin de reminescence sur la réception chimique (il n'est pas nécessaire de dupliquer la mémoire prescrite dans les amplificateurs d'ADN); les neurones ont besoin d'informations sur les écarts admissibles dans l'homéostasie. Ils synthétisent ces informations dans des synapses chimiques, obtenant un tel repliement du polymère protéique PKMζ, ce qui est possible dans ces conditions d'homéostasie dans lesquelles tous les multiples paramètres physico-chimiques nécessaires de pression partielle d'oxygène, de concentration de glucose, ... etc.et tout cela se traduit par l'assemblage du repliement des molécules mémoire de la protéine kinase M-zeta.



Et déjà cette information synthétique peut être reçue par d'autres neurones dans l'ordre d'échange d'informations dans les circuits de contrôle des déviations de l'homéostasie. Cela se produit parce que l'accumulation de molécules de mémoire augmente la probabilité que, lors de l'ionisation en continu dans une synapse chimique, le polymère de la protéine PKMζ se transforme en un ion multi-chargé d'une espèce caractéristique sémiotiquement identifiable. La transformation semi-chimique ultérieure dépend de la façon dont les charges ioniques se déplacent de la surface de la molécule multi-chargée vers d'autres structures bioélectrolytiques transportant des courants d'impulsion, en conséquence ce sera une information de signe de signalisation différente de la communication interneuronale (régulation, contrôle, exécution) . Dont la sélection se fait de manière probabiliste, où la structure de probabilité est prédéterminée par des neurotransmetteurs,il est logique de supposer que dans chaque cas des corrélats d'écarts sont sélectionnés pour obtenir un échantillon de travail d'analogies inductives proches des prémisses semi-chimiques initiales.



Un neurone est confronté à la tâche d'obtenir des informations sur les déviations de sa propre autohoméostasie, par conséquent, il doit soit recevoir des réponses d'autres neurones avec lesquels il est connecté par un arbre dendro-axonal, soit rediriger d'une manière ou d'une autre ses propres informations synthétiques vers sa propre adresse. . Il en découle que pour résoudre ce problème, l'objet de contrôle d'un neurone est un arbre dendro-axonal de connexions avec d'autres neurones, et les lois semi-chimiques de contrôle des événements énergétiques-informationnels requis s'appliquent à ce système complexe de Connexions. Cela signifie que la conversion inductive de la neuroimpulsion en un signal sous l'influence de substances régulatrices se produit à des points critiques des voies dendroaxonales. Un exemple d'une telle substance est l'acétylcholinestérase,qui hydrolyse complètement et instantanément l'acétylcholine avec formation d'acide acétique et de choline, la transmission d'une impulsion nerveuse s'arrête. Cette interruption est d'une importance décisive pour le neurone d'impulsion, pendant l'interruption, l'inhibition se développe, éteignant l'excitabilité du neurone, l'activité fonctionnelle diminue avec la consommation d'énergie et l'autohoméostasie est stabilisée. Considérant qu'une telle interruption peut ne pas être unique, mais multiple avec la participation d'autres substances (adénosine, glutamate, dopamine, norépinéphrine, sérotonine, etc.) sur tout le spectre des connexions dendro-axonales, y compris en raison de nombreuses répétitions, les informations acquièrent une forme de ressource procédurale différente, - bionique. Et pour extraire une utilité supplémentaire de ce type de ressource, il faut un dispositif d'information différent d'une machine à induction,celui qui construit des neuromodels fonctionnels.



Littérature:

Système quasi-biologique intelligent Automate inductif L.B. Emelyanov-Yaroslavsky MOSCOU "SCIENCE" 1990 - www.aha.ru/~pvad/f0.htm



LOIS DE LA BIOÉNERGIE V.P. Skulachev, Université d'État de Moscou du nom de M.V. Lomonosov - nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159125&s CHIMIE BIOPHYSIQUE



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"Informations et signaux dans les systèmes moléculaires" Kruk N.N. - cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer



Perspectives de la modélisation de la pensée Alexander Lvovich Shamis société ABBYY, département de base de la TECHNOLOGIE PHYSIQUE - samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml



Neural Models of Thinking Ph.D., chercheur principal, V.G. Strakhov - www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx



À une introduction à la psychologie par L.B. Emelyanov-Yaroslavsky, V.G. Strakhov. - ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf