О формировании когнитивных нейронов
Дендриты нейрона тянутся к возбужденным соседним нейронам
«Удивительно но в современной нейронауке практически нет сильных и хороших идей и исследований об этом центральном вопросе - возникновение когнитивной специализации. … Нет теоретических обобщений и гипотез относительно этого, нет экспериментальных исследований, проверяющих эти гипотезы» - так начал К.Анохин свою лекцию «Как возникают когнитивные нейроны» о достижениях нейронауки (ссылка https://www.youtube.com/watch?v=oAI8w50WQi4). Когнитивными нейронами автор лекции называет такие нейроны в мозге (животного, человека), которые своим возбуждением/торможением фиксируют некоторое конкретное знание, местопребывание, узнавание чего-либо (например, конкретного лица).
Дальше он излагает свою гипотезу, что нейроны приобретают специализацию (способность возбуждаться в конкретной ситуации и не возбуждаться в других ситуациях) при их попадании (разновременном) в русло разных функциональных систем. То есть, налицо системный подход - функциональные системы задают функции нейронов, реализующих эти системы.
Но в данном вопросе такой подход бесплоден, ведь нет механизма влияния сверху вниз, от функциональной системы на нейрон. И, с другой стороны, функциональная система не может сформироваться из необученных нейронов.
А ведь искомая гипотеза есть!
Описанные в лекции эксперименты прямо-таки кричат об обратном процессе: нейроны специализируются, когда мозг формируется в потоке воздействий на организм вне какой-либо связи с функциональными системами. Но чтобы увидеть это, нужно от классического миропонимания перейти к синергетическому, к признанию формирования мировой сложности снизу вверх, самоорганизацией.
Это обучение нейронов происходит под химическим управлением. Нейрон старается присоединиться к соседним возбужденным (в конкретном комплексе воздействий на организм) нейронам, протягивая свои части по градиенту концентрации веществ, выделяемых возбужденным нейроном-источником и необходимых для выживания нейрону-приемнику. Раз установленная связь в дальнейшем сохраняется. Конкретный комплекс воздействий на организм возбуждает определенный набор рецепторов, и нейрон следующего уровня связывается с соответствующими возбужденными нейронами. Точнее, - с нейронами, оказавшимися пространственно доступными и возбужденными практически одновременно (в рамках определенного временного окна). В результате нейрон следующего уровня возбуждается при предъявлении определенного комплекса воздействий на организм, и этот комплекс воздействий порождает соответствующий комплекс ощущений. Точность здесь обеспечивается формированием в дополнение к возбуждающим связям набора тормозящих связей. Последующие уровни нейронов формируются аналогично, с опорой на нижестоящий уровень. Так образуется нейронная сеть, распознающая комплексы воздействий (представляющая комплексы ощущений), на верхнем уровне которой находятся эти самые когнитивные нейроны. Они тем же механизмом образуют ассоциативные связи между собой.
Волны (фронты) возбуждения/торможения прокатываются по сети когнитивных нейронов. Иногда такая волна накатывается на моторные нейроны, запуская наблюдаемые действия животного или человека (включая речь, внутреннюю и внешнюю).
Существенно, что распознаваемые комплексы ощущений соответствуют не определенным предметам, а изменениям ситуации. То есть узнается не лицо, а появление лица в поле зрения. Не определенное место, а попадание в определенное место.
Итак, коротко моя гипотеза сводится к нескольким утверждениям:
1) специализация нейронов полностью определяется ближним окружением нейрона и текущим комплексом воздействий на организм в тот промежуток времени, когда нейрон «вступает во взрослую жизнь»;
2) полученная специализация нейрона усиливается в дальнейшем за счет наращивания тормозящих связей;
3) последовательно формируются слои специализированных нейронов, причем нейроны каждого следующего слоя присоединяются к ранее специализированным нейронам в более близких к рецепторам (по сети) слоях;
4) в качестве когнитивных нейронов формируются (и обнаруживаются исследователями) специализированные нейроны верхнего уровня;
5) распространению процесса специализации нейронов «вширь» препятствует удаление от каналов доставки питания, образуются столбики нейронов;
6) нейроны верхнего уровня свободны от этого ограничения и связываются «по горизонтали», обеспечивая ассоциативные связи между комплексами ощущений;
7) те нейроны, которые не нашли в своём окружении донора необходимых веществ (по градиенту концентрации которых растут связи) погибают.