Читать книгу - "Мозг и его «Я». Кто мы? Откуда мы? Куда мы идем? - Татьяна Владимировна Черниговская"

главному пункту – тезису, что разум, или когнитом в терминах моей теории, представляет собой нейронную гиперсеть. Вводя это представление, мы должны, прежде всего, определить три ключевых понятия:

1. Понятие когнитивной группы (ког). В теории утверждается, что разум обладает зернистой структурой, он состоит из когнитивных элементов – k-элементов, или когов. «К» в обозначениях теории помимо когнитивности означает знание (knowledge). Коги – это единицы самых разнообразных знаний и опыта организма. Они опосредуют причинные (в других терминах информационные) соотношения когнитивного агента с его объектной и процессуальной средой – внешней или внутренней. Иными словами, разум гранулярен.

2. Понятие линкера когнитивных групп (лок). K-элементы или коги образуют между собой устойчивые когнитивные связи – k-связи, или локи (от LoCs – Links of Cogs). К-связи информационно отражают причинные связи объектов и событий в среде через соотношения когнитивного агента с ней. Иными словами, разум увязан.

3. Понятие когнитивной гиперсети (когнитом). k-элементы и k-связи образуют эмерджентную структуру – единую когнитивную сеть (К-сеть), которая и является носителем всего субъективного опыта когнитивного агента – его разумом (mind). Иными словами, разум интегрирован и целостен, формируя явление качественно более высокого уровня, чем его когнитивные элементы.

Рассмотрим ключевое понятие нейронной гиперсети – понятие когнитивной группы, или кога. Оно имеет двойной смысл. С одной стороны, в английском языке cog – это подчиненная, но неотъемлемая часть более крупной системы, организации, активности. Это своего рода монада, элемент. С другой стороны, ког в теории является аббревиатурой для понятия когнитивной группы (Cognitive Group – CoG), представляющей собой кооперативное подмножество элементов мозга, совместно несущее определенное когнитивное свойство. Совокупная активность такой группы нервных клеток определяет элемент субъективного опыта – аспект соотношения субъекта с его внешним или внутренним миром.

Здесь нужно остановиться и рассмотреть очень важное следствие из вышесказанного. С одной стороны, я определил ког как органическое образование – группу клеток нервной системы. С другой стороны, интегральной вершиной этой группы, ее объединенной сущностью является приобретенный в ходе эволюции или жизни индивида элемент опыта, информации, знания целого организма. Это означает, что любой ког является дуалом. На нижнем из уровней нейронной гиперсети – уровне N – мы имеем группу клеток с их физиологическими свойствами, но на верхнем уровне нейронной гиперсети – уровне N+1 – совокупный потенциал членов группы образует новый элемент с когнитивным качеством, отсутствующим у составляющих группу физиологических элементов. Это – качество опыта данного субъекта.

В общем виде такие дуалы являются объектами, связывающими соседние уровни организации материи в многоуровневых системах. Дуалами могут быть не только коги. Например, еще один дуал – это ДНК. Она была открыта как большая химическая молекула, и ученые на протяжении нескольких десятилетий изучали ее как набор нуклеотидов, пока не было установлено, что она кодирует элементы биологического уровня – единицы биологической информации. Поэтому на своем высшем уровне ДНК выступает не как химическая молекула, состоящая из нуклеотидов, а как система элементов биологического уровня, определяющего анатомию и физиологию организма, – геном. В этом отношении когнитом – это тоже система элементов, только уже не анатомического и физиологического, а когнитивного уровня.

Другой хорошо известный дуальный элемент – набор аминокислот, который на одном уровне является химической макромолекулой, а на другом – биологическим объектом, белком. Белок имеет специфические свойства, которые не могут быть описаны в терминах его аминокислотной последовательности, на языке химии. Например, это может быть трехмерный ионный канал, пропускающий в клетку ионы; это может быть рецептор, который взаимодействует с определенным лигандом; или фермент, взаимодействующий со специфическим субстратом.

Для описания таких многоуровневых систем, где наборы одних элементов создают конгломераты, образующие по своим каузальным качествам и свойствам уже другой, более высокий уровень системы, и существует теория гиперсетей. Гиперсети состоят из структур, которые называют гиперсимплексы. Основание гиперсимплекса содержит множество элементов одного уровня, а его вершина образуется их отношениями и приобретает интегральные свойства, делающие ее элементом системы более высокого уровня и имеющей название гиперсети.

Чтобы ясно описать мозг в виде нейронной гиперсети, нужно будет пройти еще очень большой путь. Мы находимся в самом его начале. Но можно представить себе логику эволюции ключевых понятий, образующих этот путь. Самое простое из них – понятие, которым пользуется современная нейронаука, – представление о мозге как о сети. Такая сеть формально может быть представлена графом – структурой, состоящей из вершин и ребер, или диграфом – направленным графом, где связи направлены от одной вершины к другой. Но в силу ограничений теории сетей, прежде всего тем, что она описывает лишь попарные связи вершин, что не отражает сложность интегративной деятельности нервной системы, модели сетей будут постепенно вытесняться более сложными формами описания – понятиями гиперграфов и далее заимствованными из алгебраической топологии понятиями симплексов и симплициальных комплексов. Но оба эти языка также имеют свои недостатки, ограничивающие их применения по отношению к нервной системе с ее когнитивными свойствами. Для этих целей наиболее совершенным является язык теории гиперсетей.

Я должен отметить, что на описанном мной логическом пути уже просматривается отчетливый тренд. На фоне массового использования теории сетей или графов в нейронауке стали появляться работы, рассматривающие нервную систему как гиперграф. Это более сложная концепция, чем сеть, но существенно более простая, чем гиперсеть. А в последние два-три года появились уже и работы, использующие для описания нервной системы концепции симплексов и симплициальных комплексов – более сложных понятий, чем гиперграфы, но все же более простых, чем гиперсети.

Гиперсети мы можем представить как многоуровневые высокопорядковые сети. В когнитоме гиперсетевая теория выделяет три уровня, три слоя. Все они «заземлены» – материально воплощены в нейронной сети, в ее нейронах. Но по своей организации и сложности элементы этих слоев имеют разное происхождение, разные функциональные свойства и разный масштаб локализации. Когнитивные группы в одних слоях являются глобальными, они охватывают весь мозг, а в других – локальными – лежат в отдельных областях мозга. Однако все эти когнитивные группы имеют при этом универсальную структуру гиперсимплекса.

В основе когнитивного гиперсимплекса, на уровне N – анатомо-физиологическом уровне – лежит кооперативная группа нейронов. А вершина этого гиперсимплекса, объединяющая группу в одно целое, лежит уже в верхней плоскости гиперсети, на уровне N+1, и имеет новые свойства, несущие когнитивное значение. Этим высокоуровневым свойствам кога уже можно приписать имя, например, «собака» (dog). Целиком такой гиперсимплекс и составляет дуал.

У когнитивной группы как единого целого – кога, появляется способность, во-первых, быть объектом воздействия на него как на единое целое, а во-вторых, оказывать эффект, который больше и, главное, на качественно другом уровне, чем эффекты отдельных составляющих