едіатора, що потрапляє на мембрану [1].
Малюнок 1.1 - Схематичне зображення будови нейрона
Сигнал приймається з дендритів підсумовується в тілі і якщо він перевищує певні поріг, то генерується нервовий імпульс або по-іншому, спайк. Тіло клітини оточене ліпідної оболонкою, яка є хорошим ізолятором. Іонні склади цитоплазми нейрона і міжклітинної рідини розрізняються. У цитоплазмі концентрація іонів калію вище, а концентрація натрію і хлору нижче, в міжклітинної ж рідини все навпаки. Це пов'язано з роботою іонних насосів, які постійно перекачують певні типи іонів проти градієнта концентрації, споживаючи при цьому енергію, запасені в молекулах аденозинотрифосфат (АТФ). Найвідомішим і вивченим з таких насосів є натрій-калієвий насос: він виводить 3 іона натрію в назовні, а всередину нейрона забирає 2 іона калію. На малюнку 1.2 зображений іонний склад нейрона і відзначені іонні насоси. Завдяки роботі цих насосів в нейроні утворюється рівноважна різниця потенціалів між внутрішньою стороною мембрани, зарядженою негативно, і зовнішньої, зарядженої позитивно [6].
Малюнок 1.2 - Іонний склад нейрона і навколишнього середовища
Крім насосів на поверхні нейрона є ще іонні канали, які при зміні потенціалу або при хімічному впливі можуть відкриватися або закриватися, тим самим збільшуючи або зменшуючи струми певного типу іонів. Якщо мембранний потенціал перевищує деякий поріг, відкриваються натрієві канали, а так як зовні більше натрію, то виникає електричний струм направлений всередину нейрона, що ще більше збільшує мембранний потенціал і ще сильніше відкриває натрієві канали, відбувається різке збільшення мембранного потенціалу, фізики назвуть це позитивного зворотного зв'язком. Але починаючи з якогось значення потенціалу, більш високого ніж пороговий потенціал відкриття натрієвих каналів, відкриваються і калієві канали, завдяки чому іони калію починають текти в назовні зменшуючи мембранний потенціал, тим самим повертаючи його до рівноважного значення. Якщо ж первісне порушення менше порога відкриття натрієвих каналів, то нейрон повернеться до свого рівноважного стану. Що цікаво, амплітуда генерованого імпульсу слабко залежить від амплітуди збудливого струму, або імпульс є або його немає, закон «все або нічого». Наочно це зображено на малюнку 1.3. Внизу зображено вхідний струм спрямований до внутрішньої сторони мембрани нейрона, а вгорі різниця потенціалів між внутрішньою і зовнішньою стороною мембрани. Тому згідно домінуючою нині концепції в живих нейронних мережах інформація кодується в часах виникнення імпульсів, або як сказали б фізики, шляхом фазової модуляції [8].
Малюнок 1.3 - Генерація нервового імпульсу. Внизу зображено подається всередину клітини струм в ПКА, а вгорі мембранний потенціал в мВ
Порушити нейрон можна наприклад встромивши в нього мікроелектрод і подавши струм всередину нейрона, але в живому мозку збудження зазвичай відбувається шляхом синаптического впливу. Як вже було сказано, нейрони з'єднуються один з одним за допомогою синапсів, що утворюються в місцях контакту аксона одного нейрона з дендритами іншого. Нейрон від якого йде сигнал називається пресинаптическим, а той до якого йде сигнал постсинаптическим. При виникненні імпульсу на пресинаптическом нейроні, він виділять в синаптичну щілину нейротрансмітери, які відкривають натрієві канали на постсинаптическом нейроні, а далі відбувається ланцюг подій, вже описаних вище, призводять до порушення. Крім збудження нейрони можуть і гальмувати один одного. У разі якщо пресинаптичний нейрон гальмові, то він виділять в синаптичну щілину гальмові нейротрансміттер відкриває хлорні канали, а так як зовні хлору більше, то хлор тече всередину нейрона через що негативний заряд на внутрішній стороні мембрани збільшується (не забуваємо, що іони хлору в відміну від натрію і калію заряджені негативно), вганяючи нейрон в ще більш неактивний стан. У такому стані нейрон важче порушити.
Відомі два напрями побудови систем штучного інтелекту. Прихильники одного напрямку керуються положенням, що «найважливіше результат», тобто гарний збіг поведінки штучно створених і природних інтелектуальних систем, а що стосується внутрішніх механізмів формування поведінки, то розробник штучного інтелекту зовсім не повинен копіювати або навіть враховувати особливості природних, живих аналогів, тобто бере за основу результат інтелектуальної діяльності людини. Його характеризують терміном «машинний інтелект».
Другий напрямок прагнути до точного відтворення конкретних особливостей функціонування біологічних об'єктів (людини), тобто до відтворення ширшого, ніж в «машинному інтелекті», спектра проявів розумної діяльності людини. Цей напрямок характеризується терміном «штучний розум».
Обидва н...
