Общая когнитивная теория

Вес ребра в нашей модели характеризует нейронные связи между вершинами. Вес ребра может быть маленьким, и тогда соединяемые им вершины не будут активироваться одновременно; он может быть большим – соединяемые вершины будут возбуждаться одновременно, если находятся на верхних стадиях возбуждения; и он может быть максимальным, тогда соединяемые вершины будут возбуждаться всегда при возбуждении одной из них. Вес ребра вырастает вместе с ростом интервала времени, в течение которого соединяемые вершины находятся в возбуждённом состоянии. То есть чем дольше возбуждены соседние вершины, тем больше вес ребра между ними.

Элемент высокого уровня (управляющий элемент) содержит информацию о порядке возбуждения входящих в него элементов низкого уровня. Как мы уже говорили, соединяя напрямую с помощью рёбер в отдельный граф элементы низкого уровня, мы не сможем получить и-граф. Для примера воспользуемся опять аналогией из языка, ведь, как мы уже неоднократно замечали, устройство языка совершенно не случайно похоже на устройство системы мемстинктов психики. Если мы соединим элементы первого уровня – фонемы – в слова напрямую, то у нас получится очень ограниченный набор слов, ведь, как мы помним, в и-графе подграф, состоящий из вершин, соединённых ребрами с большим весом, становится обособленным и приобретает свойства вершины элемента высокого уровня, то есть его вершины могут активироваться только вместе, а значит, не могут иметь смежных вершин на своём уровне. То есть, другими словами, если мы имеем набор элементов, соответствующий алфавиту, в котором есть только один элемент, соответствующий букве «а», только один элемент, соответствующий букве «б», один элемент, соответствующйй букве «в», и т.д., то мы сможем составить из такого набора букв очень ограниченное количество слов (как при игре в «Эрудит» с использованием только одного набора букв). Если же мы имеем возможность создать элемент высокого уровня (вершину высокого уровня), хранящий запись о последовательности букв, пределы нашего словарного запаса сразу увеличиваются до количества всех возможных комбинаций отдельных букв алфавита. Вершина и-графа высокого уровня имеет вес, характеризующий в-путь (последовательность воспроизведения) обособленного подграфа низкого уровня, связанного с ней.

В нашем мозге функцию поддержания последовательности воспроизведения элементов низкого уровня во время периода консолидации нейронной сети (сохранение веса управляющей вершины), по всей вероятности, выполняет гиппокамп, по крайней мере это одна из структур, которая точно участвует в данном процессе.

Таким образом, устройство и-графа позволяет нам активировать, а значит, сохранять практически бесконечное число комбинаций ограниченного количества наборов входящих сигналов.

Мы с вами описали один способ возбуждения элементов нашего и-графа – возбуждение входящими сигналами, или возбуждение снизу, но как мы, помним вершины нашего и-графа могут иметь несколько степеней возбуждения и могут активироваться одновременно из нескольких источников. Благодаря этому мы можем организовать протекание самовозбуждающихся процессов без внешнего возбуждения.

Благодаря устройству и-графа одна и та же вершина низкого уровня может одновременно входить в состав м-графа более высокого уровня, и поскольку рёбра, соединяющие вершину низкого уровня с управляющей вершиной высокого, не являются строго направленными, любая вершина низкого уровня может быть одновременно возбуждена от нескольких управляющих вершин более высокого уровня. Дополнительное возбуждение вершина может получать также, если она связана с инстинктом, то есть является целементом, болементом, или от структур гиппокампа. В результате в каждый конкретный момент времени мы имеем определённое количество вершин, находящихся на разных стадиях возбуждения. Совокупность вершин, которые в данный момент времени находятся на высокой стадии возбуждения, являются историей сознания, могут соединяться с вновь созданной управляющей вершиной высокого уровня, и если возбуждение будет поддерживаться определённое время, рёбра, связывающие её с элементами низкого уровня, увеличат свой вес и вновь созданная управляющая вершина может сохраниться.

Итак, на данный момент наша модель психики выглядит следующим образом. В начале работы модели мы имеем и-граф, состоящий из м-графов нескольких уровней. Вершины низкого уровня связаны рёбрами только с вершинами более высокого уровня и с вершинами более низкого уровня, но не своего уровня.

При длительной активности ребра его вес увеличивается. Вес ребра может быть близок к нулю, и тогда при возбуждении одной вершины вторая, присоединённая данным ребром, не возбуждается. Вес ребра может быть средним, и тогда при возбуждении одной вершины вторая, соединённая с ней данным ребром, может возбуждаться. Вес ребра может быть высоким, и тогда при возбуждении одной вершины вторая, соединённая с данным ребром, возбуждается всегда.