УДК 612.8+591.3+57.05

Основная  математическая  операция  мозга

А.Н. Барбараш, Одесский НИИ Телевизионной Техники

 Сложность выяснения вычислительных процессов мозга не только в том, что они должны объяснить выполнение подавляющего большинства актов мышления, но и в том, что от них требуется раскрытие ряда непонятных фактов:

– нехватки в миллионы раз генетической информации для описания мозга;

– устойчивости работы мозга при ежедневном отмирании около 100'000 случайно выбранных нейронов, что противоречит теории ассоциативной сети;

– особенностей зрительной системы человека, приносящей до 90% сенсорной информации, например, теоретически предельной эффективности распознавания образов, недостижимой для ЭВМ, или способности распознавать объекты на разном расстоянии, в разном масштабе и.т.д.

Достижения в разработках компьютеров, использующих суммирование двоичных чисел, и успехи исследований нервных систем простых животных, отражённые в удачной теории ассоциативной сети, дали исследователям мозга ложную уверенность, будто на такой же основе построено мышление. Но парадоксальные свойства мозга объясняются как раз тем, что его главные информационные структуры основаны не на дискретных вычислениях, а на принципах оптической когерентной вычислительной системы.

Согласно концепции нейроголографии [Барбараш, 1985], двумерный информационный массив сигналов (образ), сформированный сенсорными клетками, модулирует фронт уединённой волны (солитона) плотности импульсации ансамбля нейронов, а типовой операцией мышления является определение функции корреляции между приходящим образом и массивами, хранящимися в памяти, с анализом амплитуд результата. Корреляция вычисляется путём выполнения над входным образом прямого преобразования Фурье, перемножения результата с Фурье-образом, извлечённым из памяти, и обратного преобразования Фурье.

Операции выполняются типовыми процессорами мозга, повторёнными в анатомии головного и спинного мозга человека более ста раз. Каждый из них содержит два ядра мозга (подобно линзам, выполняющим преобразования Фурье), участок коры-памяти и пучки связующих нервных волокон. Позднее был указан также вероятный механизм адресации образов (по принципу фазированной антенной решётки), и объяснена физиология осмысленного восприятия символов [Барбараш, 1998].

На сходство свойств мозга со свойствами голографического коррелятора ранее указывал К. Прибрам [Прибрам, 1975]. Годом позднее автора к аналогичному выводу о сущности главной операции мышления (без раскрытия её механизма) независимо пришли американские исследователи [Routh at al., 1986].

 Литература

Б а р б а р а ш  А.Н. Гипотеза о физиологии мышления, согласующая генетическое кодирование процессов развития мозга с концепцией структурогенеза. - Киев, 1985. - 67 с.  - Деп. в УкрНИИНТИ 16.12.85, N 2757 Ук-85Деп.

Б а р б а р а ш  А.Н. Волновые процессы в живом: основы стереогенетики и физиологии мышления. - Одесса: ОМ, ПОЛИС, 1998. - 352 с., ил. 14. - Библ.: 162 назв.

П р и б р а м  К.  Языки мозга. - М.: Прогресс, 1975. - 291 с.

R o u t h  R.L.-R., Russel R.L., Kabrisky M. On cortical theught theory:  building artificial human brains to do speech and image processing // Proc. IEEE Nat. Aerosp. and Electron. Conf.: NAECON, Dayton, Ohio, May 19-23, 1986, v. 4.  New York, - N.Y., 1986, p. 1315–1322.