Выбрать главу

Бихевиоризм и когнитивная психология обычно противопоставляются друг другу, так как проистекающие из них модели достаточно сильно разнятся. Но это не столько недостаток подходов, сколько ограниченность моделей, проявляющаяся, главным образом, в толковании понятия «успех». То, что мы попытаемся сделать далее, – это построить модель, которая все-таки позволит совместить оба этих подхода. Мы покажем, что они описывают один и тот же механизм, но только разглядывают его с разных сторон.

Три слепых мудреца захотели узнать, что есть слон. И им привели слона. Один из них протянул руку и коснулся его ноги.

- Я знаю, что это такое, – сказал он, – слон – это колонна.

Другой мудрец потрогал слона за бок и возразил:

- Нет, слон – это стена.

- Вы оба неправы, – сказал третий мудрец, державший слона за хвост. - Слон – это змея!

Эмоциональный компьютер

Начнем издалека. Представим себе, что ученые девятнадцатого века неким волшебным образом получили современный компьютер. Они стали бы изучать его работу, создали бы целую науку, описывающую свойства операционной системы и установленных программ. Затем они вскрыли бы этот компьютер и попытались описать его основные узлы, понять их назначение. Потом они стали бы измерять напряжение в различных точках. Возникли бы многообразные теории о циркулирующих внутри компьютера потоках информации. Кто-нибудь, рано или поздно, распилил бы одну из микросхем и сформулировал учение о его «кремниевой основе». Возникло бы множество наук, каждая из которых описывала бы свою уникальную область. Но самое важное, что сложность устройства современного компьютера затруднила бы ученым понимание достаточно простых принципов, лежащих в основе любой вычислительной техники. Эти принципы называются архитектурой фон Неймана и практически не изменились с 1946 года, когда была опубликована статья «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». И неважно, собран ли компьютер на лампах, транзисторах или микросхемах, базовые принципы остаются те же. Любой компьютер имеет память, систему команд, процессор, который умеет эти команды выполнять, программы, состоящие из последовательности команд и устройства ввода-вывода, позволяющие взаимодействовать с внешним миром. Остальные «навороты», возникшие в результате эволюции вычислительной техники, хотя и многократно увеличивают возможности компьютера, не отменяют эти принципы.

Изучение человеческого мозга во многом напоминает изучение сложной системы без понимания ее основных «конструкторских идей». Мы знаем многое о его внутренней структуре, глубоко изучены процессы, протекающие в нейронах, но для многих исследователей обилие разнообразных знаний заслоняет понимание достаточно простых принципов, лежащих в самой основе.

Для иллюстрации того базового принципа, что отвечает за формирование человеческого поведения, покажем, как может выглядеть простейший мозг, например, для робота с лампочками (Рисунок 10).

Рисунок 10. Простейший мозг для робота, способного радоваться и страдать

Обычно нейронные сети конструируют используя формальные нейроны, которые имеют несколько входов и один выход. Эти нейроны выполняют функцию взвешенного суммирования сигналов входов. Они активируются, если сумма превышает определенное пороговое значение. Чтобы упростить схему, мы воспользуемся более сложными нестандартными нейронами. Будем считать, что их связи обеспечивают передачу информации в обе стороны, а то, как они ее обрабатывают, определяется типом нейрона. Из схемы видно, что она состоит из нейронов шести различных типов. Опишем особенности каждого из них:

Датчики - нейроны, которые получают информацию об окружающем мире и находятся в состоянии активности, пока присутствует то раздражение, на которое они реагируют. Исполнительные нейроны — они активируются в том случае, если сумма сигналов входов превышает некое пороговое значение. Активировавшись, исполнительные нейроны приводят в действие связанные с ними исполнительные устройства. Сигналы, приходящие на входы исполнительных нейронов, могут быть активирующие или тормозящие. Безусловные рефлексы — нейроны, связи которых заданы изначально. Эти связи образуют матрицу рефлексов. Сами нейроны активируются при возникновении строго определенной картины активности датчиков. Нейроны рефлексов дают либо активирующий, либо тормозящий сигнал исполнительным нейронам. Рефлексы оценочного восприятия — нейроны, которые работают так же, как и нейроны безусловных рефлексов, с той лишь разницей, что их сигналы поступают на нейроны состояния «хорошо – плохо». Состояние «хорошо – плохо» — нейроны, которые суммируют поступившие сигналы и хранят значение с текущей суммой. Именно им соответствует синяя и красная лампочки робота, именно они описывают картину состояния «хорошо – плохо». Память — нейроны, которые могут находиться в трех режимах. Режим 1. Изначальный. Все нейроны памяти девственно-чисты и не оказывают влияния на работу системы. Режим 2. По некому принципу нейроны памяти фиксируют картину активности других нейронов, связанных с ними (датчиков и исполнительных нейронов). Они запоминают ситуацию и совершенное действие. При этом они также запоминают, как это действие изменило состояние «хорошо – плохо». Режим 3. Запомнив свою картину, нейрон памяти переходит в новое состояние. В этом состоянии нейрон активируется, если «узнаёт» картину, которая соответствовала моменту запоминания, при этом он подает сигналы на исполнительные нейроны, которые были активны в момент запоминания. Сигналы могут быть активирующие или тормозящие. Это определяется тем, положительное или отрицательное изменение состояния запомнил нейрон.