Sobre la cuestión de la posible autoeducación de un sistema intelectual cuasi biológico

En la famosa obra de Emelyanov-Yaroslavsky L.B. “Sistema cuasi-biológico inteligente. Autómata inductivo "(M., Nauka, 1990) propuso un modelo de interacción de neuronas formando nuevas conexiones de control con la formación de una red de interacciones al agregar una nueva propiedad, al cambiar el estado funcional de las neuronas (excitación), dependiendo de la necesidad de obtener recursos energéticos adicionales, seguida del uso de estas interacciones de control para obtener una propiedad general de la actividad de la red: el sistema de control de recursos. Se requería una suposición hipotética sobre la entrada de energía necesaria y su posterior redistribución interneuronal para fundamentar la idea de la aparición y renovación constante de la inductancia neuronal de impulso para mantener la actividad de la red neuronal.Obviamente, el autor del modelo entendió cómo los mecanismos neuronales de un protocerebro vivo podrían funcionar en las primeras etapas evolutivas. También se asumió que en el futuro habría un autoensamblaje de redes de gestión de recursos activos en conjuntos neuronales agrandados, seguido de un aumento en su funcionalidad y la formación de inteligencia.







Sin embargo, el supuesto hipotético sobre la necesidad de control neuronal del flujo de energía contradice la teoría de la bioenergética celular, cuya primera ley dice: “Una célula viva evita la utilización directa de la energía de los recursos externos cuando realiza un trabajo útil. Primero, transforma esta energía en una forma convertible de ATP, ∆μNa + (diferencia en los potenciales electroquímicos del sodio) o ∆μH + (diferencia en los potenciales electroquímicos de un protón) y luego la usa en varios procesos intensivos en energía ". La lógica biológica de cualquier célula viva al proporcionarse energía es la siguiente: el propósito de la oxidación de la glucosa es obtener ATP (ácido adenosín trifosfórico). La forma en que la glucosa se oxida para obtener energía se llama glucólisis. El producto final de la glucólisis es el ácido pirúvico (piruvato).Dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno, se forman acetil-coenzima-A (metabolito de electrotransporte) o ácido láctico (lactato). Ambas sustancias, junto con el piruvato, están incluidas en el sustrato homeostático, que la célula utiliza en sus procesos metabólicos internos y en este no necesita regulación externa.



El mecanismo de regulación es la normalización de la concentración de sustancias por la propia homeostasis, si, por ejemplo, la concentración de lactato se eleva por encima de la norma, se desencadenan reacciones que convierten el ácido láctico en ácido pirúvico y la utilización de estos excedentes en el mismo ciclo. de ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) con la formación de ATP. Así, se explica que la importancia de la glucosa para la célula es tal que cualquier ralentización por control externo es antinatural, incluso para la propia neurona. Además, debido a la conocida circunstancia del metabolismo, el tejido cerebral depende de fuentes de energía externas y recibe glucosa junto con oxígeno del torrente sanguíneo local, y la glucosa misma ingresa al torrente sanguíneo como resultado de la hidrólisis de carbohidratos en el tracto gastrointestinal. desde donde se transporta a todas las células del cuerpo,y aunque la actividad cerebral se correlaciona con las fluctuaciones causadas por la pulsación del lecho vascular, no es un regulador de la glucólisis.



Así, la función trófica del tejido cerebral por sí sola resuelve la pregunta original "¿por qué una neurona necesita un cerebro?" abre un modelo detallado de razonamiento sobre la posibilidad de la aparición en la naturaleza de un autómata inductivo cuasi biológico, como una superestructura computacional sobre el mecanismo fisiológico de la nutrición celular. Se requiere una explicación inmediata de cómo una neurona hace frente a las fluctuaciones que proporcionan un influjo de nutrientes y oxígeno, este es un mecanismo fisiológico antiguo que surgió incluso antes de que una neurona biológica tuviera sinapsis eléctricas y químicas. El flujo sanguíneo proporciona trofismo y respiración en todas las demás células del cuerpo, no solo en las neuronas, y esta comunidad tiene un refuerzo estructural, como en otras células como en las neuronas,principalmente a partir de tejidos excitables electrotónicamente (que son músculos esqueléticos y algunas formaciones celulares especializadas como la glía), estas células tienen conexiones. Representan un tipo común de contactos entre las células animales, que son elementos estructurales bicapa cortados formados por las membranas de las células contiguas.



Esta estructura de contacto existe en forma de un canal de agua entre el citoplasma de dos células vecinas, en cuyo lumen hay proteínas de conexina especiales, que se doblan de manera accesible debido a sus propias interacciones fisicoquímicas, como resultado de lo cual el lumen del canal se cierra o se abre y una de las principales fuerzas impulsoras. Esta acción, similar a una válvula, de las moléculas de proteínas móviles son las fluctuaciones mecánicas del flujo sanguíneo, a las que son susceptibles las membranas celulares. A través de las conexiones, se intercambian iones y también moléculas de señalización solubles en agua, y en aquellos casos en que una de las células vecinas por su propio metabolismo no puede proporcionar la síntesis de fosfato de AMP, ADP o ATP, este tipo de energía convertible de otras células penetra. a través de las conexiones.



Y en este nivel evolutivo de interdependencia celular, la forma predominante de transmitir información de una célula a otra es la interacción semiquímica de señalización directa. En este nivel de organización de la cibernética intracelular, la neurona en sí misma no tiene los prerrequisitos ontogenéticos iniciadores para manifestarse como un elemento computacional inteligente. Dado que los receptores diana moleculares con sus propiedades sensoriales realizan las funciones de reconocimiento molecular y formación de una señal sobre un objeto con el que se produjo una interacción intracelularmente, la formación de la estructura que entra en el interior de la célula (neurona) no se transmite más. Las sustancias se compactan en complejos de interacción para aquellas bases biológicas que están rígidamente determinadas por la biología celular en el mecanismo de estabilización de las transformaciones químicas.Todas las partículas de materia viva que interactúan y tienen su propio tamaño característico (átomo, molécula, macromolécula, orgánulo, célula, organismo) participan simultáneamente en diferentes procesos con diferentes tiempos cinéticos. Por lo tanto, forman jerarquías de organización de la materia biológica, cada una con su propia vida, su conectividad en un solo todo se debe, entre otras cosas, a los métodos de transferencia de información entre individuos químicos (compuestos específicos) de los que están compuestos.su conectividad en un solo todo se debe, entre otras cosas, a los métodos de transferencia de información entre individuos químicos (compuestos específicos) de los que están compuestos.su conectividad en un solo todo se debe, entre otras cosas, a los métodos de transferencia de información entre individuos químicos (compuestos específicos) de los que están compuestos.



Con base en estos conceptos, la bioquímica del ambiente interno del cuerpo es un complejo sistema polijerárquico (ADN, ARN, péptidos, lípidos, azúcares, bioelectrolitos y otros compuestos orgánicos) con sus diversos procesos químicos y fisicoquímicos subyacentes a la actividad vital de todo tipo de tejidos y órganos. La poli-jerárquica biológica es una máquina generativa de evolución, cuando se demandan otros efectos de signo sobre una sustancia biológica para controlar los estados físicos del organismo (tejidos y órganos), entonces las estructuras químicas se convierten en elementos subordinados en la transmisión de información. El sistema semiquímico de moléculas inicia cambios especiales en la célula, cuya secuencia se prescribe en mensajeros bioquímicos, cuya concentración está estrictamente controlada por hormonas.neurotransmisores y otra bioquímica extracelular, la sinergia de todos estos factores determina la estricta periodicidad del papel de los mensajeros en el metabolismo celular. Las propias moléculas mensajeras, que tienen afinidad por las proteínas, son necesarias para regular las interacciones entre proteínas intracelulares, que se encuentran a cierta distancia entre sí, debido a la formación de una estructura proteica espacial (plegamiento).



El trabajo correcto de las proteínas en la célula solo es posible con glóbulos de proteínas formados correctamente (estructuras tridimensionales), luego en la superficie externa de la molécula en el lugar correcto se desarrollará tal conformación de la sustancia (centro activo), lo que contribuye a la correcta unión de la molécula de proteína a la membrana celular. Teniendo en cuenta que el centro activo es principalmente una configuración de propiedades químicas, como hidrofilicidad, hidrofobicidad y carga eléctrica, esto determina los estados de energía de la preparación de una proteína para realizar su función específica. Además, las secciones terminales de la membrana neuronal son estimuladas de una manera especial por un receptor de proteína (por ejemplo, acetilcolina),que es un donante de electrones (ligando) que proporciona electronegatividad adicional y al mismo tiempo sirve como puente de coordinación para el avance de una carga eléctrica. Esto determina en gran medida la funcionalidad para la descarga de impulso de una neurona durante su misión de transmitir información en el cerebro.



En este sentido, es necesario reconsiderar una suposición teórica más de Emelyanov-Yaroslavsky LB, a saber, "La neurona misma necesita una descarga en una neurona". ¿Por qué una neurona necesita esta pérdida de energía y cómo se puede reponer? ¿Solo en el caso de que la respuesta de la estructura a la que se dirige el vertido en términos de eficiencia energética sea mayor o igual en magnitud? Un hecho indiscutible es que la neurona también tiene elementos estructurales tales como sinapsis eléctricas (efaps) y químicas, que están directamente relacionadas con la transmisión de información por impulsos eléctricos. Teniendo en cuenta el hecho de que las sinapsis con un mecanismo químico para la transmisión de la excitación y las ephaps con su mecanismo eléctrico para la transmisión de la excitación están integradas de manera similar en el mecanismo para la propagación de un impulso bioeléctrico a lo largo de las fibras nerviosas,que difieren significativamente del mecanismo pasivo de contacto de canal de las conexiones. La fibra nerviosa de axones y dendritas, por así decirlo, aísla los contactos de membrana con diferentes potenciales locales, mientras que todo sucede en un solo medio bioelectrolítico con conductividad eléctrica iónica, donde los bioelectrolitos acuosos y orgánicos se autoordenan por termodinámica.



Tanto en el interior de las células como en el espacio intercelular, y en el medio líquido del torrente sanguíneo, los bioelectrolitos representan el entorno en el que las estructuras moleculares de señales se correlacionan y enlazan en un sistema, que solo de esta manera puede realizar sus funciones biológicas dentro y fuera de los orgánulos y compartimentos de celdas. Después de todo, "una celda es un reactor de flujo continuo, en cuyas celdas (cuasi-cajas de van't Hoff) se acumulan estructuras termodinámicas autoorganizadas" (Vasnetsova, Gladyshev

"Química biofísica ecológica" p.61) y estos eventos funcionales se registran en las conformaciones de oligopéptidos cuya síntesis ocurre en sinapsis químicas. La conformación que se desarrolla en el momento de la oligomerización del polímero proteico determina sus características de reacción molecular; se forma estructuralmente la configuración de la sustancia con una gran proporción de átomos superficiales, que predetermina las características de las propiedades fisicoquímicas.



Dado que en una neurona hay una variedad de sustancias obligatorias para la norma homeostática de su existencia: más de 10,000 individuos químicos, pero todas estas sustancias (neuroprotectores) obedecen a fuerzas supramoleculares (temperatura, presión, tiempo para establecer el equilibrio intermolecular) que llevan a cabo la homeostática. reordenamientos, entonces todas las variaciones en la composición química se pueden mostrar en la conformación seleccionada de la molécula de memoria M-zeta (PKMζ), esto no requiere una definición cuantitativa y específica estricta de las sustancias involucradas, es suficiente que la molécula de memoria esté marcada con morfología propia, que es una propiedad integral de la materia orgánica y, al mismo tiempo, un indicador de signo perteneciente al conjunto reflejado de eventos intraneurales ...En este caso, se desarrolla un estado metaestable del polímero PKMζ, que satisface los tiempos requeridos para mantener la homeostasis.



El paso de la corriente a través de los bioelectrolitos va acompañado de la transferencia de materia, por lo tanto, parece que la única transición evolutiva posible ocurrió cuando la sustancia estática de la fibra nerviosa apareció con conductividad de impulso universal debido a los ligandos incorporados y la transferencia de materia. dejó de ser necesario para la transmisión de información de señales. Con la aparición de las sinapsis químicas y eléctricas, tuvo lugar una especie de "desacoplamiento informativo" condicional de la información semiquímica en el ligamento ADN-ARN-proteína, donde la información del signo en forma unida se crea y almacena en los oligopéptidos del sinapsis química (proteína quinasa M zeta, PKMζ), y la información alterna »de las corrientes de impulso se desliza sobre efaps para reordenamientos rápidos de bioelectrolitos y entornos químicos de fondo dentro de las neuronas.Solo después de este paso evolutivo, la naturaleza comenzó a construir autómatas inductivos con circuitos aislados condicionalmente, que conocemos y se clasifican morfológicamente según los tipos de disposición tópica de ephaps y sinapsis químicas en relación con el soma de las neuronas y sus otras partes integrantes: axoaxonal, axodendrítico, axosomático, dendrodendrítico, dendrosomático, somatosomático.



Gracias a esta variedad de opciones para las conexiones de contorneado, incluida la retroalimentación (si se entiende como el paso de potenciales en la dirección antidrómica opuesta), tales opciones para la transmisión de coeficientes de impulso han surgido y evolutivamente fijo, cuando el valor de la relación de Los potenciales que surgen en las membranas presinápticas y postsinápticas durante la excitación caracterizan las propiedades funcionales del autómata neural. Sin embargo, esto es suficiente solo para lo predicho por Emelyanov-Yaroslavsky L.B. sistemas de gestión de recursos, con la salvedad de que se trata de recursos de información, no de recursos energéticos, como sugiere el autor de la doctrina cuasi biológica. Pero, un autómata inductivo no es una máquina pensante con su propia psicofísica que crea sus propios neuro-modelos individuales corrigiendo al ser, es la inteligencia más simple de las interacciones interneurales.Se trata de una clase inferior de sistemas de información reales que rastrean señales semiquímicas para su posterior conversión en señales de diferente dimensión física, que ejercen un efecto estimulante energético sobre las estructuras que controlan.



Dado que la conformación de la molécula de memoria, junto con la topología de sinapsis químicas, ephaps e incluso conexiones, forman un conjunto geométrico único en el sistema de interacciones de información, los contornos de su conectividad son un diagrama estructural de un sistema de control automatizado para la capacidades físicas de un organismo (su estado homeostático de salud). Las neuronas no necesitan reminiscencias sobre la recepción química (no es necesario duplicar la memoria prescrita en los potenciadores del ADN); las neuronas necesitan información sobre las desviaciones permisibles en la homeostasis. Sintetizan esta información en sinapsis químicas, obteniendo tal plegamiento del polímero proteico PKMζ, que es posible en aquellas condiciones de homeostasis en las que coinciden todos los múltiples parámetros fisicoquímicos necesarios de presión parcial de oxígeno, concentración de glucosa, ... etc.y todo esto se refleja en el ensamblaje del plegamiento de las moléculas de memoria de la proteína quinasa M-zeta.



Y ya esta información sintética puede ser recibida por otras neuronas en el orden de intercambio de información en los circuitos de control de desviaciones de homeostasis. Esto sucede porque la acumulación de moléculas de memoria aumenta la probabilidad de que, durante la ionización por flujo dentro de una sinapsis química, el polímero proteico PKMζ se convierta en un ion con carga múltiple de una especie característica identificable semióticamente. La transformación semiquímica posterior depende de cómo las cargas iónicas se muevan desde la superficie de la molécula de carga múltiple a otras estructuras bioelectrolíticas que transportan corrientes de impulso, como resultado será un signo de señalización diferente de la información de la comunicación interneuronal (regulación, control, ejecución). . La selección de los cuales ocurre de manera probabilística, donde la estructura de probabilidad está predeterminada por neurotransmisores,Es lógico suponer que en cada caso se seleccionan correlaciones de desviaciones para obtener una muestra de trabajo de analogías inductivas cercanas a las premisas semiquímicas iniciales.



Una neurona se enfrenta a la tarea de obtener información sobre desviaciones en su propia autohomeostasis, por lo tanto, debe recibir respuestas de otras neuronas con las que está conectada por un árbol dendro-axonal, o redirigir de alguna manera su propia información sintética a su propia dirección. . De esto se sigue que para resolver este problema, el objeto de control de una neurona es un árbol dendro-axonal de conexiones con otras neuronas, y las leyes semiquímicas de control de los eventos energéticos-informativos requeridos se aplican a este complejo sistema de conexiones. Esto significa que la conversión inductiva de neuroimpulso en una señal bajo la influencia de sustancias reguladoras ocurre en puntos críticos de las vías dendroaxonales. Un ejemplo de tal sustancia es la acetilcolinesterasa,que hidroliza completa e instantáneamente la acetilcolina con la formación de ácido acético y colina, la transmisión de un impulso nervioso se detiene. Esta interrupción es de importancia decisiva para la neurona impulsora, durante la interrupción se desarrolla la inhibición, extinguiendo la excitabilidad de la neurona, la actividad funcional disminuye junto con el consumo de energía y se estabiliza la autohomeostasis. Teniendo en cuenta que tal interrupción puede no ser única, sino múltiple con la participación de otras sustancias (adenosina, glutamato, dopamina, norepinefrina, serotonina, etc.) en todo el espectro de conexiones dendro-axonales, incluso debido a numerosas repeticiones, la información adquiere una forma de recurso procedimental diferente, - biónica. Y para extraer una utilidad adicional de este tipo de recurso, se necesita un dispositivo de información que sea diferente a una máquina de inducción,uno que construye neuromodelos funcionales.



Literatura:

Sistema cuasi-biológico inteligente Autómata inductivo L.B. Emelyanov-Yaroslavsky MOSCÚ "CIENCIA" 1990 - www.aha.ru/~pvad/f0.htm



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ECOLÓGICA Química Biofísica A. L. Vasnetsova, G.P. Gladyshev MOSCÚ "CIENCIA" 1989 - search.rsl.ru/ru/record/01001483035



"Información y señales en sistemas moleculares" Kruk N.N. - cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer



Perspectivas del modelado del pensamiento Alexander Lvovich Shamis Compañía ABBYY, departamento básico de TECNOLOGÍA FÍSICA - samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml



Modelos neuronales de pensamiento Ph.D., Investigador principal, V.G. Strakhov - www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx



Para una introducción a la psicología de L.B. Emelyanov-Yaroslavsky, V.G. Strakhov. - ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf