К книге
Нейроброня: новый взгляд на работу мозга в условиях тревожного мира5 Как работает мозг. Универсальная структура марковского ограждения и обучение внутренней коммуникации. Иерархическая структура и масштабная инвариантность модели марковского ограждения
39%
5 Как работает мозг. Универсальная структура марковского ограждения и обучение внутренней коммуникации. Иерархическая структура и масштабная инвариантность модели марковского ограждения
70

Феномен внутреннего общения пронизывает все уровни человеческого существования – от молекулярных взаимодействий до высших форм сознания. Концепция «марковского ограждения» предлагает мощный теоретический аппарат для понимания этой сложной динамики, раскрывая единые принципы организации живых систем. Как отмечал Шредингер в своем фундаментальном вопросе «Что такое жизнь?», именно способность создавать и поддерживать внутренний порядок отличает живое от неживого.

На клеточном уровне эту функцию выполняет клеточная мембрана, формирующая четкую границу между внутренней средой и внешним миром. Однако аналогичные принципы мы обнаруживаем и на более высоких уровнях организации. Каждый орган человеческого тела – сердце с его перикардом, почки, желудок – представляет собой самостоятельное марковское ограждение с уникальными функциями памяти и обработки информации, при этом оставаясь частью целостной системы организма.

КАЖДЫЙ ОРГАН ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ТЕЛА ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ МАРКОВСКОЕ ОГРАЖДЕНИЕ С УНИКАЛЬНЫМИ ФУНКЦИЯМИ ПАМЯТИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

Рис. 20 Ограждение Маркова, состоящее из других его ограждений

Особенность этой модели – ее вложенная иерархическая структура. Как показано на рисунке 21, каждое марковское ограждение содержит в себе подсистемы того же типа, одновременно являясь элементом более крупной структуры. Этот принцип масштабируется от молекулярного уровня до социальных систем, создавая универсальный язык для описания сложных взаимодействий.

Зрительная система демонстрирует типичный пример такой организации. Глазные яблоки и зрительные нервы образуют внешнюю границу, через которую информация поступает в зрительный центр, обрабатывается и передается в сознание через таламус. Этот двусторонний процесс коммуникации между внутренним и внешним характерен для всех физиологических систем.

Рис. 21 Перекрывающаяся структура ограждения Маркова

Современные методы нейровизуализации (рис. 22) раскрывают сложную архитектуру мозговых сетей. Диффузионно-тензорная визуализация (А) показывает структурные связи, тогда как функциональная МРТ (С) выявляет динамические паттерны активности. Сеть пассивного режима работы мозга (D) демонстрирует ту же вложенную структуру, где каждый модуль представляет собой самостоятельное марковское ограждение.

Рисунок 22 иллюстрирует, что концепция «сетей внутри сетей» охватывает несколько уровней организации и распространяется не только на структурные, но и на функциональные сети. На этом изображении:

A – снимок, выполненный с использованием диффузионно-тензорной визуализации (DTI), демонстрирующий структурную картину нервных пучков;

B – структурные связи между основными отделами мозга, построенные на основе данных DTI;

C – изображения функциональной МРТ мозга в состоянии покоя

Рис. 22 Перекрывающаяся структура ограждения Маркова

Рис. 23 Иерархический порядок активного вывода

На нейронном уровне эта организация проявляется в виде сложной иерархии «сетей внутри сетей». Каждый узел этой системы – будь то область мозга, нейронный ансамбль или отдельный нейрон – функционирует как самостоятельное марковское ограждение, стремящееся минимизировать ошибку прогнозирования согласно принципу свободной энергии. Как показано на рисунке 22, процесс глубокого активного вывода связывает между собой все уровни организации – от макроскопических структур до молекулярных взаимодействий.

Эта универсальная архитектура объясняет удивительную согласованность работы организма. Каждый элемент системы, от белка до органа, сохраняет автономию, одновременно участвуя в коллективном процессе познания и адаптации. Именно такая организация позволяет живому существу поддерживать внутренний порядок, эффективно взаимодействовать со средой и – в случае человека – развивать сложные формы сознания и самосознания.

Предыдущая главаГлава 70 из 180Следующая глава