Известия высших учебных заведений
ISSN 0869-6632 (Online)
ISSN 2542-1905 (Print)


Нелинейная динамика и нейронаука

Нелинейная динамика мышления эксперта и алгоритмы расширения его профессиональных знаний на примере медицинских задач

Процесс  приобретения  знаний  специалистом  предметной  области  рассматривается  с позиций  нелинейной  динамики.  Выделены  этапы  и  типы  приобретаемых  знаний, определяется  роль  интуитивного  мышления  в  процессе  принятия  диагностических решений относительно сложных объектов. Рассмотрена роль методов интеллектуального анализа  данных  в  процессе  формирования  новых  знаний.  Приводится  результат использования разработанных алгоритмов «семантической интерпретации компьютерной базы знаний» на примере конкретной медицинской задачи.  

Очувствленная кожа: специфичность динамик пространственно­временных паттернов активности механорецепторов вместо «меченных линий»

Благодаря  развитию  методов  регистрации  динамики  пространственно­временных паттернов  активности  в  нервной  системе  получены  фундаментальные  факты, свидетельствующие  об  интегративной  природе  сенсорного  кода  и  несостоятельности «локализационистских»  теорий.  В  работе  приведены  электрофизиологические  данные  и модели,  указывающие  на  интегративные  механизмы  кодирования  информации  в периферическом отделе кожного анализатора у человека и животных.

Адаптивное управление сигналами о рассогласовании в когнитивных процессах: роль эндогенной опиоидной системы

В работе рассматривается ставшая классической циклическая схема построения моделей когнитивных процессов. На основе нейробиологических данных указывается на необходимость введения в модель специального механизма размыкания циклов, происходящего на этапе, предшествующем стадии принятия решения. Рассматривается один из главных нейрохимических кандидатов на роль такого «размыкателя»: эндогенная опиоидная система, которая обеспечивает подавление сигналов о рассогласовании между реальными и предсказанными (желаемыми, необходимыми) параметрами системы.  

О роли понятий «образ» и «символ» в моделировании процесса мышления средствами нейрокомпьютинга

Обсуждаются понятия «образ» и «символ», а также их функции в «мыслящей» системе связанных нейропроцессоров. Показано, что образная подсистема играет ведущую  роль в записи и хранении информации. Введение символьной подсистемы обеспечивает переход к условной семантической информации и коммуникации с окружающей  средой. Парадигма внимания в рассматриваемом подходе обеспечивается за счет параметрического влияния символьной подсистемы на образную. Показано, что эффект  пециализации нейронов естественно воспроизводится за счет самоорганизации системы.

Схема конструкции из нейропроцессоров, способной реализовать основные функции мышления и научного творчества

Предлагается  вариант  построения  конструкции  из  нейропроцессоров,  которая потенциально  способна  решать  задачи,  традиционно  относимые  к  творческим. Обсуждается  роль  условной  информации,  предлагается  конструкция  блока  образования символа.  Выделена  подсистема,  способная  решать  логические  задачи. Продемонстрировано,  что  при  распознавании  процесса  и  его  прогнозировании  в символьной  подсистеме  возможна  интерполяция  и  экстраполяция,  что  приводит  к понятию  континуального  времени.

Влияние свойств осцилляторной среды на распространение возбуждения

Изучается синхронизация локально диффузионно связанных осцилляторов Бонхоф-фера–ван дер Поля. Исследуется влияние индивидуальных частот элементов в одно- и двумерных осцилляторных средах на распространение возбуждения. Показывается, что скорость распространения возбуждения зависит от расстройки между частотой синхронизации и индивидуальными частотами элементов в ансамбле. Качественные и количественные зависимости, описывающие данный эффект, представлены результатами численного моделирования и объяснены теоретически.

Оптимизация набора базисных функций при реконструкции математической модели по коротким временным рядам ээг во время эпилептического припадка

Решается задача построения компактной математической модели по коротким записям электроэнцефалограмм больных абсанс эпилепсией во время припадка. Полученная эмпирическая модель может быть полезна при решении целого ряда задач, включая сегментацию временных рядов, кластеризацию полученных фрагментов и пр. Для решения поставленной задачи предлагается использовать методы оптимизации реконструируемых многокомпонентных моделей.

Последовательная переключательная активность в ансамбле неидентичных систем пуанкаре

В работе анализируется последовательная переключательная активность в ансамбле тормозно связанных систем Пуанкаре. В ходе исследования обнаружено существование гетероклинического контура в фазовом пространстве при асимметричной тормозной связи при определённом значении параметра скорости связи. Изучена динамика ансамбля тормозно и диффузионно связанных неидентичных систем Пуанкаре.

Последовательная активность в нейронном ансамбле с возбуждающими связями

В статье предложена новая модель ансамбля нейроноподобных элементов, для моделирования которой используется обобщённая модель Лотки–Вольтерры с возбуждающими связями. Работа мотивирована тем, что возбуждающие связи составляют преобладающий тип взаимодействия между нейронами головного мозга. В работе показано, что в таком ансамбле в зависимости от связей между элементами существуют 2 режима: режим с устойчивым гетероклиническим циклом и режим с устойчивым предельным циклом.

Метод выделения двух типов активности нейронного ансамбля головного мозга в течение сна по сигналам электроэнцефалограмм

Предложен метод выделения двух различных типов сонных веретен на электроэнцефалограммах. Показано, что данный метод имеет высокую точность и может быть использован в нейрофизиологических исследованиях по изучению закономерностей появления тех или иных паттернов на электроэнцефалограммах.

Страницы