Sobre a questão da possível autoeducação de um sistema intelectual quase biológico

Na famosa obra de Emelyanov-Yaroslavsky L.B. “Sistema quase biológico inteligente. Autômato indutivo "(M., Nauka, 1990) propôs um modelo de interação de neurônios formando novas conexões de controle com a formação de uma rede de interações adicionando uma nova propriedade, alterando o estado funcional dos neurônios (excitação), dependendo de a necessidade de obter recursos de energia adicionais, seguido pelo uso dessas interações de controle para obter uma propriedade geral da atividade da rede - o sistema de controle de recursos. Uma suposição hipotética sobre o influxo de energia necessário e sua subsequente redistribuição interneuronal foi necessária para fundamentar a ideia do surgimento e renovação constante da indutância neural de impulso para manter a atividade da rede neural.Obviamente, o autor do modelo entendeu como os mecanismos neurais de um proto-cérebro vivo poderiam funcionar nos estágios evolutivos iniciais. Também foi assumido que no futuro haveria uma automontagem de redes de gerenciamento de recursos ativos em conjuntos neurais ampliados, seguido por um aumento em sua funcionalidade e a formação de inteligência.







No entanto, a suposição hipotética sobre a necessidade de controle neural do influxo de energia contradiz a teoria da bioenergética celular, cuja primeira lei diz: “Uma célula viva evita a utilização direta da energia de recursos externos ao fazer um trabalho útil. Primeiro, ele transforma essa energia em uma forma conversível de ATP, ∆μNa + (diferença nos potenciais eletroquímicos do sódio) ou ∆μH + (diferença nos potenciais eletroquímicos de um próton) e depois a usa em vários processos intensivos de energia. " A lógica biológica de qualquer célula viva em se fornecer energia é a seguinte - o objetivo da oxidação da glicose é obter ATP (ácido trifosfórico adenosina). A maneira pela qual a glicose é oxidada para obter energia é chamada de glicólise. O produto final da glicólise é o ácido pirúvico (piruvato).Dependendo da presença ou ausência de oxigênio, formam-se acetil-coenzima-A (metabólito de eletrotransporte) ou ácido lático (lactato). Ambas as substâncias, junto com o piruvato, estão incluídas no substrato homeostático, que a célula utiliza em seus processos metabólicos internos e para isso não necessita de regulação externa.



O mecanismo de regulação é a normalização da concentração das substâncias pela própria homeostase, se, por exemplo, a concentração de lactato sobe acima da norma, são desencadeadas reações que convertem o ácido lático em ácido pirúvico e a utilização desses excedentes no mesmo ciclo. de ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) com a formação de ATP. Assim, explica-se que a importância da glicose para a célula é tal que qualquer desaceleração por meio de controle externo não é natural, inclusive para o próprio neurônio. Além disso, devido à conhecida circunstância do metabolismo, o tecido cerebral depende de fontes externas de energia e recebe glicose junto com o oxigênio da corrente sanguínea local, e a própria glicose entra na corrente sanguínea como resultado da hidrólise de carboidratos no trato gastrointestinal, de onde é transportado para todas as células do corpo,e embora a atividade cerebral se correlacione com as flutuações causadas pela pulsação do leito vascular, não é um regulador da glicólise.



Assim, a função trófica do tecido cerebral por si mesma resolve a questão original "por que um neurônio precisa de um cérebro?" abre um modelo detalhado de raciocínio sobre a possibilidade do surgimento na natureza de um autômato indutivo quase biológico, como uma superestrutura computacional sobre o mecanismo fisiológico da nutrição celular. É necessária uma explicação imediata de como um neurônio lida com flutuações que fornecem um influxo de nutrientes e oxigênio. Esse é um mecanismo fisiológico antigo que surgiu antes mesmo de um neurônio biológico ter sinapses elétricas e químicas. O fluxo sanguíneo proporciona trofismo e respiração em todas as outras células do corpo, não apenas nos neurônios, e esta comunidade possui reforço estrutural, tanto em outras células como nos neurônios,principalmente de tecidos eletrotonicamente excitáveis ​​(que são músculos esqueléticos e algumas formações celulares especializadas, como a glia), essas células têm conexões. Eles representam um tipo comum de contato entre células animais, que são elementos estruturais de duas camadas formadas pelas membranas de células adjacentes.



Essa estrutura de contato existe na forma de um canal de água entre o citoplasma de duas células vizinhas, em cujo lúmen existem proteínas especiais de conexina, curvando-se de forma acessível devido às suas próprias interações físico-químicas, em decorrência das quais o lúmen do canal fecha ou abre e uma das principais forças motrizes. Essa ação semelhante a uma válvula das moléculas de proteína móveis são as flutuações mecânicas no fluxo sanguíneo, às quais as membranas celulares são suscetíveis. Através das conexões, íons e também moléculas de sinalização solúveis em água são trocados, e nos casos em que uma das células vizinhas por seu próprio metabolismo não consegue fornecer a síntese de fosfato de AMP, ADP ou ATP, este tipo de energia conversível de outras células penetra através das conexões.



E neste nível evolutivo de interdependência celular, a forma predominante de transmitir informações de uma célula para outra é a sinalização direta da interação semiquímica. Nesse nível de organização da cibernética intracelular, o próprio neurônio não possui os pré-requisitos ontogenéticos iniciais para se manifestar como um elemento computacional inteligente. Já os receptores alvo moleculares com suas propriedades sensoriais desempenham as funções de reconhecimento molecular e formação de um sinal sobre um objeto com o qual ocorreu uma interação intracelular, e a formação da estrutura que vai para o interior da célula (neurônio) não é transmitida posteriormente. As substâncias são compactadas em complexos de interação para aquelas bases biológicas que são rigidamente determinadas pela biologia celular no mecanismo de estabilização das transformações químicas.Todas as partículas interagentes de matéria viva com seu próprio tamanho característico (átomo, molécula, macromolécula, organela, célula, organismo) participam simultaneamente de diferentes processos com diferentes tempos cinéticos. Portanto, eles formam hierarquias de organização da matéria biológica, cada qual com seu tempo de vida, sua conectividade em um único todo se deve, entre outras coisas, aos métodos de transferência de informações entre os indivíduos químicos (compostos específicos) que os compõem.sua conectividade em um único todo se deve, entre outras coisas, aos métodos de transferência de informações entre os indivíduos químicos (compostos específicos) de que são compostos.sua conectividade em um único todo se deve, entre outras coisas, aos métodos de transferência de informações entre os indivíduos químicos (compostos específicos) de que são compostos.



Com base nesses conceitos, a bioquímica do ambiente interno do corpo é um sistema poli-hierárquico complexo (DNA, RNA, peptídeos, lipídios, açúcares, bioeletrólitos e outros orgânicos) com seus vários processos químicos e físico-químicos subjacentes à atividade vital de todos os tipos de tecidos e órgãos. A poli-hierarquização biológica é uma máquina geradora de evolução, quando outros efeitos de signos sobre uma substância biológica são exigidos para controlar os estados físicos do organismo (tecidos e órgãos), então as estruturas químicas tornam-se elementos subordinados na transmissão da informação. O sistema semiquímico de moléculas inicia mudanças especiais na célula, cuja sequência é prescrita em mensageiros bioquímicos, cuja concentração é estritamente controlada por hormônios,neurotransmissores e outras bioquímicas extracelulares, a sinergia de todos esses fatores determina a periodicidade estrita do papel dos mensageiros no metabolismo celular. As próprias moléculas mensageiras, tendo afinidade por proteínas, são necessárias para regular as interações entre proteínas intracelulares, que estão a uma certa distância umas das outras, devido à formação de uma estrutura espacial de proteína (dobramento).



O trabalho correto das proteínas na célula só é possível com glóbulos de proteína formados corretamente (estruturas tridimensionais), então, na superfície externa da molécula no lugar certo, tal conformação da substância (centro ativo) se desenvolverá, o que contribui para a correta fixação da molécula de proteína à membrana celular. Levando em consideração que o centro ativo é principalmente uma configuração de propriedades químicas, como hidrofilicidade, hidrofobicidade e carga elétrica, isso determina os estados de energia da prontidão de uma proteína para desempenhar sua função específica. Além disso, as seções terminais da membrana neuronal são estimuladas de maneira especial por um receptor de proteína (por exemplo, acetilcolina),que é um doador de elétrons (ligante) dando eletronegatividade adicional e ao mesmo tempo servindo como uma ponte de coordenação para o avanço de uma carga elétrica. Isso determina em grande parte a funcionalidade para a descarga de impulso de um neurônio durante sua missão de transmitir informações no cérebro.



A esse respeito, é necessário reconsiderar mais uma suposição teórica de Emelyanov-Yaroslavsky LB, a saber, "Uma descarga em um neurônio é necessária para o próprio neurônio." Por que um neurônio precisa dessa perda de energia e como pode ser reabastecido? Somente no caso em que a resposta da estrutura para a qual a descarga é direcionada em termos de eficiência energética for maior ou igual em magnitude? Um fato indiscutível é que o neurônio também possui elementos estruturais como as sinapses elétricas (efaps) e químicas, que estão diretamente relacionados à transmissão de informações por impulsos elétricos. Levando em consideração o fato de que sinapses com um mecanismo químico para a transmissão de excitação e epapses com seu mecanismo elétrico de transmissão de excitação são igualmente construídas no mecanismo de propagação de um impulso bioelétrico ao longo das fibras nervosas,que diferem significativamente do mecanismo de contato de canal passivo de conexões. A fibra nervosa dos axônios e dendritos, por assim dizer, isola os contatos da membrana com diferentes potenciais locais, enquanto tudo acontece em um único meio bioeletrólito com condutividade elétrica iônica, onde bioeletrólitos aquosos e orgânicos são auto-ordenados pela termodinâmica.



Tanto no interior das células como no espaço intercelular, e no meio líquido da corrente sanguínea, os bioeletrólitos representam o ambiente no qual as estruturas moleculares de sinal são correlacionadas e ligadas em um único sistema, que só desta forma pode desempenhar suas funções biológicas dentro e fora das organelas e compartimentos de células. Afinal, "uma célula é um reator de fluxo contínuo, em cujas células (as quase-caixas de van't Hoff) estruturas auto-organizadas termodinâmicas se acumulam" (Vasnetsova, Gladyshev

"Química biofísica ecológica" p.61) e esses eventos funcionais são registrados nas conformações de oligopeptídeos cuja síntese ocorre em sinapses químicas. A conformação que se desenvolve no momento da oligomerização do polímero protéico determina suas características de reação molecular, forma-se estruturalmente a configuração da substância com grande proporção de átomos superficiais, que predetermina as características das propriedades físico-químicas.



Uma vez que em um neurônio há uma variedade de substâncias obrigatórias para a norma homeostática de sua existência - mais de 10.000 indivíduos químicos, mas todas essas substâncias (neuroprotetoras) obedecem a forças supramoleculares (temperatura, pressão, tempo para estabelecer o equilíbrio intermolecular) que realizam a homeostática rearranjos, então todas as variações na composição química podem ser exibidas na conformação selecionada da molécula de memória M-zeta (PKMζ), isso não requer uma definição quantitativa estrita e específica das substâncias envolvidas, é suficiente que a molécula de memória seja marcada com morfologia própria, propriedade integrante da matéria orgânica e, ao mesmo tempo, indicadora de signo pertencente ao conjunto refletido dos eventos intraneurais ...Nesse caso, desenvolve-se um estado metaestável do polímero PKMζ, que satisfaz os tempos necessários para a manutenção da homeostase.



A passagem da corrente pelos bioeletrólitos é acompanhada pela transferência de matéria, portanto, parece que a única transição evolutiva possível ocorreu quando a substância estática da fibra nervosa apareceu com condutividade de impulso universal devido aos ligantes embutidos e à transferência de matéria deixou de ser necessário para a transmissão da informação do sinal. Com o surgimento das sinapses químicas e elétricas, ocorreu um tipo de "desacoplamento informacional" condicional da informação semiquímica no ligamento da proteína DNA-RNA, onde a informação do sinal em uma forma ligada é criada e armazenada nos oligopeptídeos do sinapse química (proteína quinase M zeta, PKMζ) e a alternância »As informações das correntes de impulso deslizam sobre os efaps para rearranjos rápidos de bioeletrólitos e ambientes químicos de fundo dentro dos neurônios.Somente após esta etapa evolutiva, a natureza começou a construir autômatos indutivos com circuitos condicionalmente isolados, que são conhecidos por nós e são morfologicamente classificados de acordo com os tipos de arranjo tópico de epapses e sinapses químicas relativas ao soma dos neurônios e suas outras partes integrantes: axoaxonal, axodendrítico, axossomático, dendro-dendrítico, dendrosomático, somatosomático.



Graças a essa variedade de opções de conexões de contorno, incluindo feedback (se assim for entendido como a passagem de potenciais na direção antidrômica oposta), tais opções de transmissão de coeficientes de impulso surgiram e evoluíram fixamente, quando o valor da razão de potenciais que surgem nas membranas pré e pós-sinápticas durante a excitação caracterizam as propriedades funcionais do autômato neural. No entanto, isso é suficiente apenas para o previsto por Emelyanov-Yaroslavsky L.B. sistemas de gestão de recursos, com a ressalva de que se tratam de recursos de informação e não de recursos energéticos, como sugere o autor da doutrina quase biológica. Mas, um autômato indutivo não é uma máquina pensante com sua própria psicofísica criando seus próprios neuro-modelos individuais corrigindo o ser, é a inteligência mais simples das interações interneurais.Esta é uma classe inferior de sistemas de informação reais que rastreiam sinais semiquímicos para sua subsequente conversão em sinais de uma dimensão física diferente, que exercem um efeito de estimulação energética nas estruturas que controlam.



Uma vez que a conformação da molécula de memória, juntamente com a topologia das sinapses químicas, epapses e mesmo conexões, formam um único conjunto geométrico no sistema de interações de informação, os contornos de sua conectividade são um diagrama estrutural de um sistema de controle automatizado para o capacidades físicas de um organismo (seu estado de saúde homeostático). Os neurônios não precisam de reminescência sobre a recepção química (não há necessidade de duplicar a memória prescrita nos intensificadores de DNA); os neurônios precisam de informações sobre desvios permitidos na homeostase. Eles sintetizam esta informação em sinapses químicas, obtendo tal dobramento do polímero proteico PKMζ, que é possível sob aquelas condições de homeostase em que todos os múltiplos parâmetros físico-químicos necessários de pressão parcial de oxigênio, concentração de glicose, ... etc., coincidem.e tudo isso se reflete na montagem do enovelamento das moléculas de memória da proteína quinase M-zeta.



E já esta informação sintética pode ser recebida por outros neurônios na ordem de troca de informações nos circuitos de controle de desvios da homeostase. Isso acontece porque o acúmulo de moléculas de memória aumenta a probabilidade de que, durante a ionização em fluxo dentro de uma sinapse química, o polímero de proteína PKMζ se transforme em um íon com carga múltipla de uma espécie semioticamente identificável característica. A transformação semiquímica subsequente depende de como as cargas iônicas se movem da superfície da molécula com carga múltipla para outras estruturas bioeletrolíticas carregando correntes de impulso, como resultado, será uma informação de sinal de sinalização diferente de comunicação interneuronal (regulação, controle, execução) . A seleção ocorre de forma probabilística, onde a estrutura de probabilidade é predeterminada por neurotransmissores,é lógico supor que, em cada caso, correlatos de desvios são selecionados para obter uma amostra de trabalho de analogias indutivas perto das premissas semiquímicas iniciais.



Um neurônio se depara com a tarefa de obter informações sobre desvios em sua própria auto-homeostase, portanto, ele deve receber respostas de outros neurônios com os quais está conectado por uma árvore dendroaxonal, ou de alguma forma redirecionar sua própria informação sintética para seu próprio endereço . Disto segue-se que, para resolver este problema, o objeto de controle de um neurônio é uma árvore dendro-axonal de conexões com outros neurônios, e as leis semiquímicas de controle dos eventos energéticos informativos necessários se aplicam a este sistema complexo de conexões. Isso significa que a conversão indutiva do neuroimpulso em um sinal sob a influência de substâncias reguladoras ocorre em pontos críticos das vias dendroaxonais. Um exemplo de tal substância é a acetilcolinesterase,que hidrolisa completa e instantaneamente a acetilcolina com a formação de ácido acético e colina, a transmissão de um impulso nervoso cessa. Essa interrupção é de importância decisiva para o neurônio de impulso, durante a interrupção desenvolve-se a inibição, extinguindo a excitabilidade do neurônio, a atividade funcional diminui com o consumo de energia e a auto-homeostase se estabiliza. Considerando que tal interrupção pode não ser única, mas múltipla com a participação de outras substâncias (adenosina, glutamato, dopamina, norepinefrina, serotonina, etc.) em todo o espectro das conexões dendroaxonais, inclusive devido às inúmeras repetições, informações adquiridas um formulário de recurso processual diferente, - biônico. E para extrair utilidade adicional desse tipo de recurso, é necessário um dispositivo de informação diferente de uma máquina de indução,um que constrói neuromodelos funcionais.



Literatura:

Sistema quasi-biológico inteligente Autômato indutivo L.B. Emelyanov-Yaroslavsky MOSCOU "CIÊNCIA" 1990 - www.aha.ru/~pvad/f0.htm



LEIS DE BIOENERGIA V.P. Skulachev, Universidade Estadual de Moscou em homenagem a M.V. Lomonosov - nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159125&s



ECOLÓGICA Química Biofísica A. L. Vasnetsova, G.P. Gladyshev MOSCOU "CIÊNCIA" 1989 - search.rsl.ru/ru/record/01001483035



"Informações e sinais em sistemas moleculares" Kruk N.N. - cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer



Perspectivas de modelagem de pensamento Alexander Lvovich Shamis empresa ABBYY, departamento básico de TECNOLOGIA FÍSICA - samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml



Modelos Neurais de Pensamento Ph.D., Pesquisador Sênior, V.G. Strakhov - www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx



Para uma introdução à psicologia por L.B. Emelyanov-Yaroslavsky, V.G. Strakhov. - ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf