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


Нелинейная динамика и нейронаука

Таламо-кортикальная дизритмия и принципы её диагностики

Цель. Таламо-кортикальная нейронная сеть объединяет кору больших полушарий головного мозга (неокортекс) и глубокие структуры (промежуточный мозг, таламус). Это сложная система с иерархической организацией. В норме таламо-кортикальная сеть генерирует устойчивую ритмическую активность с частотой около 8-14 Гц (т.н. семейство альфа-ритмов). Многие неврологические и психические заболевания сопровождаются сходными нарушениями таламо-кортикальных ритмов, т.е. таламо-кортикальной дизритимией.

Interaction between PFC neural networks ultra-slow fluctuations and brain oscillations

Целью данной работы являлось изучение влияния различных ритмов мозга (тета, бета, и гамма диапазонов с частотами от 5 до 80 Гц) на ультранизкочастотные осцилляции (ultra slow oscillations, USO, частота 0.5 Гц и ниже), заключающиеся в переключениях между состояниями с высокой и низкой активностью. Такие осцилляции обычно наблюдаются в мозге человека, и в частности, префронтальной коре, в состоянии отдыха.

Динамика сети дискретных модельных нейронов при контролируемом обучении системы резервуарных вычислений

Цель настоящей работы состоит в построении системы резервуарных вычислений, которая содержит сеть модельных нейронов с дискретным временем, и изучении характеристик системы при её обучении автономно генерировать гармонический целевой сигнал.

Методы работы включают в себя подходы нелинейной динамики (анализ фазового пространства в зависимости от параметров), машинного обучения (резервуарные вычисления, контролируемая минимизация ошибки) и компьютерного моделирования (реализация численного алгоритма, построение характеристик и диаграмм).

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.

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.

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.  

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.  

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.

Страницы