Dalam karya terkenal Emelyanov-Yaroslavsky L.B. āSistem kuasi-biologis yang cerdas. Otomat induktif "(M., Nauka, 1990) mengusulkan model interaksi neuron yang membentuk koneksi kontrol baru dengan pembentukan jaringan interaksi dengan menambahkan properti baru, dengan mengubah keadaan fungsional neuron (eksitasi), bergantung pada kebutuhan untuk mendapatkan sumber daya energi tambahan, diikuti dengan menggunakan interaksi kontrol ini untuk mendapatkan properti umum dari aktivitas jaringan - sistem kontrol sumber daya. Asumsi hipotetis tentang aliran masuk energi yang diperlukan dan redistribusi interneuronal selanjutnya diperlukan untuk mendukung gagasan kemunculan dan pembaruan konstan induktansi saraf impuls untuk mempertahankan aktivitas jaringan saraf.Jelas, penulis model memahami bagaimana mekanisme saraf dari protobrain hidup dapat bekerja pada tahap evolusi awal. Diasumsikan juga bahwa di masa depan terdapat perakitan mandiri jaringan manajemen sumber daya aktif menjadi ansambel saraf yang diperbesar, diikuti dengan peningkatan fungsi dan pembentukan kecerdasan.
Namun, asumsi hipotetis tentang perlunya kontrol saraf aliran masuk energi bertentangan dengan teori bioenergi seluler, hukum pertama yang berbunyi: āSel hidup menghindari pemanfaatan langsung energi sumber daya eksternal saat melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Pertama, ia mengubah energi ini menjadi bentuk yang dapat dikonversi dari ATP, āĪ¼Na + (perbedaan dalam potensial elektrokimia natrium) atau āĪ¼H + (perbedaan dalam potensial elektrokimia proton) dan kemudian menggunakannya dalam berbagai proses intensif energi. " Logika biologis sel hidup mana pun yang menyediakan energi untuk dirinya sendiri adalah sebagai berikut - tujuan oksidasi glukosa adalah untuk mendapatkan ATP (asam adenosin trifosfat). Cara glukosa dioksidasi menjadi energi disebut glikolisis. Produk akhir glikolisis adalah asam piruvat (piruvat).Bergantung pada ada atau tidaknya oksigen, asetil-koenzim-A (metabolit transpor-elektrik) atau asam laktat (laktat) akan terbentuk. Kedua zat ini, bersama dengan piruvat, termasuk dalam substrat homeostatis, yang digunakan sel dalam proses metabolisme internalnya dan dalam hal ini sel tidak memerlukan regulasi eksternal.
Mekanisme regulasi adalah normalisasi konsentrasi zat oleh homeostasis itu sendiri, jika, misalnya, konsentrasi laktat naik di atas norma, maka reaksi yang dipicu yang mengubah asam laktat menjadi asam piruvat dan pemanfaatan surplus ini dalam siklus yang sama dipicu. asam trikarboksilat (siklus Krebs) dengan pembentukan ATP. Dengan demikian, dijelaskan bahwa pentingnya glukosa bagi sel sedemikian rupa sehingga perlambatan apapun melalui kendali eksternal tidak wajar, termasuk bagi neuron itu sendiri. Selain itu, karena keadaan metabolisme yang terkenal, jaringan otak bergantung pada sumber energi eksternal dan menerima glukosa bersama dengan oksigen dari aliran darah lokal, dan glukosa itu sendiri memasuki aliran darah sebagai akibat hidrolisis karbohidrat di saluran pencernaan, dari mana ia diangkut ke semua sel tubuh,dan meskipun aktivitas otak berkorelasi dengan fluktuasi yang disebabkan oleh denyut nadi pembuluh darah, ini bukanlah pengatur glikolisis.
Jadi, fungsi trofik dari jaringan otak dengan sendirinya menjawab pertanyaan awal, "mengapa neuron membutuhkan otak?" membuka model rinci penalaran tentang kemungkinan munculnya di alam otomat induktif kuasi-biologis, sebagai superstruktur komputasi atas mekanisme fisiologis nutrisi seluler. Penjelasan segera diperlukan tentang bagaimana neuron mengatasi fluktuasi yang memberikan masuknya nutrisi dan oksigen, ini adalah mekanisme fisiologis kuno yang muncul bahkan sebelum neuron biologis memiliki sinapsis listrik dan kimia. Aliran darah menyediakan trofisme dan respirasi di semua sel tubuh lainnya, tidak hanya di neuron, dan komunitas ini memiliki penguatan struktural, seperti di sel lain seperti di neuron,terutama dari jaringan elektrotonik (yang merupakan otot rangka dan beberapa formasi seluler khusus seperti glia), sel-sel ini memiliki koneksi. Mereka mewakili jenis kontak yang umum di antara sel hewan, yang merupakan elemen struktural bilayer celah yang dibentuk oleh membran sel yang berdampingan.
Struktur kontak ini ada dalam bentuk saluran air antara sitoplasma dua sel yang bertetangga, di mana di dalam lumen terdapat protein koneksin khusus, membungkuk dengan cara yang dapat diakses karena interaksi fisikokimia mereka sendiri, sebagai akibatnya saluran lumen baik menutup atau membuka dan salah satu kekuatan pendorong utama Tindakan seperti katup dari molekul protein bergerak ini adalah fluktuasi mekanis dalam aliran darah, yang menyebabkan membran sel rentan. Melalui konekson, ion dan juga molekul pensinyalan yang larut dalam air dipertukarkan, dan dalam kasus tersebut ketika salah satu sel tetangga dengan metabolismenya sendiri tidak dapat memberikan sintesis fosfat dari AMP, ADP atau ATP, jenis energi yang dapat diubah ini dari sel lain menembus melalui koneksi.
Dan pada tingkat evolusi saling ketergantungan seluler ini, cara utama transmisi informasi dari sel ke sel adalah memberi sinyal langsung pada interaksi semi-kimiawi. Pada tingkat organisasi sibernetika intraseluler ini, neuron itu sendiri tidak memiliki prasyarat ontogenetik awal untuk memanifestasikan dirinya sebagai elemen komputasi yang cerdas. Karena reseptor target molekuler dengan sifat sensoriknya melakukan fungsi pengenalan molekuler dan pembentukan sinyal tentang suatu objek yang interaksinya terjadi secara intraseluler, dan pembentukan struktur yang masuk ke dalam sel (neuron) tidak ditransmisikan lebih lanjut. Zat dipadatkan menjadi kompleks interaksi untuk basis biologis yang ditentukan secara kaku oleh biologi sel dalam mekanisme menstabilkan transformasi kimia.Semua partikel yang berinteraksi dari makhluk hidup yang memiliki ukuran karakteristiknya sendiri (atom, molekul, makromolekul, organel, sel, organisme) secara bersamaan berpartisipasi dalam proses yang berbeda dengan waktu kinetik yang berbeda. Oleh karena itu, mereka membentuk hierarki organisasi materi biologis, masing-masing dengan masa hidupnya sendiri, konektivitasnya menjadi satu kesatuan disebabkan, antara lain, metode transfer informasi antara individu kimiawi (senyawa tertentu) yang menyusunnya.konektivitas mereka menjadi satu kesatuan disebabkan, antara lain, metode transfer informasi antara individu kimiawi (senyawa tertentu) yang menyusunnya.konektivitas mereka menjadi satu kesatuan disebabkan, antara lain, metode transfer informasi antara individu kimiawi (senyawa tertentu) yang menyusunnya.
Berdasarkan konsep-konsep ini, biokimia lingkungan internal tubuh merupakan sistem polihierarki yang kompleks (DNA, RNA, peptida, lipid, gula, bioelektrolit, dan organik lainnya) dengan berbagai proses kimiawi dan fisikokimia yang mendasari aktivitas vital semua jenis bahan kimia. jaringan dan organ. Polyhierarchicality biologis adalah mesin evolusi generatif, ketika efek tanda lain pada zat biologis dituntut untuk mengontrol keadaan fisik organisme (jaringan dan organ), maka struktur kimia menjadi elemen bawahan dalam transmisi informasi. Sistem semi-kimiawi molekul memulai perubahan khusus dalam sel, yang urutannya ditentukan dalam pembawa pesan biokimia, yang konsentrasinya dikontrol secara ketat oleh hormon,neurotransmitter dan biokimia ekstraseluler lainnya, sinergi dari semua faktor ini menentukan periodisitas yang ketat dari peran pembawa pesan dalam metabolisme sel. Molekul kurir itu sendiri, yang memiliki afinitas terhadap protein, diperlukan untuk mengatur interaksi antara protein intraseluler, yang berada pada jarak tertentu satu sama lain, karena terbentuknya struktur protein spasial (pelipatan).
Pekerjaan protein yang benar dalam sel hanya mungkin dilakukan dengan tetesan protein yang terbentuk dengan benar (struktur tiga dimensi), kemudian pada permukaan luar molekul di tempat yang tepat, konformasi zat (pusat aktif) seperti itu akan berkembang, yang berkontribusi pada lampiran yang benar dari molekul protein ke membran sel. Mempertimbangkan bahwa pusat aktif pada dasarnya adalah konfigurasi sifat kimiawi, seperti hidrofilisitas, hidrofobisitas, dan muatan listrik, ini menentukan status energi kesiapan protein untuk menjalankan fungsi spesifiknya. Selain itu, bagian terminal membran saraf dirangsang dengan cara khusus oleh reseptor protein (misalnya, asetilkolin),yang merupakan donor elektron (ligan) yang memberikan elektronegativitas tambahan dan pada saat yang sama berfungsi sebagai jembatan koordinasi untuk kemajuan muatan listrik. Ini sangat menentukan fungsionalitas untuk pelepasan impuls neuron selama misinya mentransmisikan informasi di otak.
Dalam hal ini, diperlukan untuk mempertimbangkan kembali satu lagi asumsi teoritis Emelyanov-Yaroslavsky LB, yaitu, "Pelepasan di neuron dibutuhkan oleh neuron itu sendiri." Mengapa neuron membutuhkan hilangnya energi ini dan bagaimana ia dapat diisi ulang? Hanya dalam kasus ketika respons struktur yang diarahkan pelepasan dalam hal efisiensi energi akan lebih besar atau sama besarnya? Fakta yang tak terbantahkan adalah bahwa neuron juga memiliki elemen struktural seperti sinapsis listrik (efaps) dan kimiawi, yang secara langsung berkaitan dengan transmisi informasi impuls listrik. Mempertimbangkan fakta bahwa sinapsis dengan mekanisme kimiawi untuk transmisi eksitasi dan ephaps dengan mekanisme kelistrikannya untuk transmisi eksitasi juga dibangun ke dalam mekanisme propagasi impuls bioelektrik di sepanjang serabut saraf,berbeda secara signifikan dari mekanisme saluran-kontak pasif dari koneksi. Serat saraf akson dan dendrit, seolah-olah, mengisolasi kontak membran dengan potensi lokal yang berbeda, sementara semuanya terjadi dalam satu media bioelektrolit dengan konduktivitas listrik ionik, di mana bioelektrolit berair dan organik diatur sendiri oleh termodinamika.
Baik di dalam sel maupun di ruang antar sel, dan di media cair aliran darah, bioelektrolit mewakili lingkungan di mana struktur molekul sinyal berkorelasi dan dihubungkan ke dalam satu sistem, yang hanya dengan cara ini dapat menjalankan fungsi biologisnya di dalam dan di luar organel dan kompartemen sel. Lagi pula, "sel adalah reaktor aliran-melalui, di dalam sel-sel di mana (kotak kuasi van't Hoff) struktur termodinamika yang mengatur sendiri terakumulasi" (Vasnetsova, Gladyshev
"Kimia biofisik ekologi" p.61) dan peristiwa fungsional ini dicatat dalam konformasi oligopeptida yang sintesisnya terjadi dalam sinapsis kimia. Konformasi yang berkembang pada saat oligomerisasi polimer protein menentukan karakteristik reaksi molekulernya; konfigurasi zat dengan sebagian besar atom permukaan, yang menentukan fitur sifat fisikokimia, terbentuk secara struktural.
Karena di dalam neuron terdapat berbagai zat yang wajib untuk norma homeostatis keberadaannya - lebih dari 10.000 individu kimiawi, tetapi semua zat ini (pelindung saraf) mematuhi gaya supramolekul (suhu, tekanan, waktu untuk menetapkan keseimbangan antarmolekul) yang melaksanakan homeostatis. pengaturan ulang, maka semua variasi dalam komposisi kimia dapat ditampilkan dalam konformasi yang dipilih dari molekul memori M-zeta (PKMĪ¶), ini tidak memerlukan definisi kuantitatif dan spesifik yang ketat dari zat yang terlibat, cukup bahwa molekul memori ditandai dengan morfologinya sendiri, yang merupakan properti integral dari bahan organik dan, pada saat yang sama, merupakan indikator tanda yang termasuk dalam rangkaian peristiwa intraneural yang dipantulkan ...Dalam hal ini, keadaan metastabil polimer PKMĪ¶ berkembang, yang memenuhi waktu yang diperlukan untuk mempertahankan homeostasis.
Aliran arus melalui bioelektrolit disertai dengan transfer materi, oleh karena itu, tampaknya satu-satunya transisi evolusioner yang mungkin terjadi ketika substansi statis dari serabut saraf muncul dengan konduktivitas impuls universal karena ligan bawaan dan transfer materi. tidak lagi diperlukan untuk transmisi informasi sinyal. Dengan munculnya sinapsis kimia dan listrik, semacam "pemisahan informasi" bersyarat dari informasi semi-kimiawi dalam ligamen DNA-RNA-protein terjadi, di mana informasi tanda dalam bentuk terikat dibuat dan disimpan dalam oligopeptida sinapsis kimiawi (Protein kinase M zeta, PKMĪ¶), dan Ā»Informasi arus impuls bergeser ke atas efaps untuk penataan ulang cepat bioelektrolit dan lingkungan kimia latar belakang di dalam neuron.Hanya setelah langkah evolusioner ini, alam mulai membangun automata induktif dengan sirkuit terisolasi bersyarat, yang kita ketahui dan secara morfologis diklasifikasikan menurut jenis susunan topikal ephaps dan sinapsis kimiawi relatif terhadap soma neuron dan bagian integral lainnya: axoaxonal, axodendritic, axosomatic, dendro-dendritic, dendrosomatic, somatosomatic.
Berkat variasi opsi untuk koneksi kontur ini, termasuk umpan balik (jika dipahami sebagai lintasan potensial dalam arah antidromik yang berlawanan), opsi semacam itu untuk transmisi koefisien impuls telah muncul dan diperbaiki secara evolusioner, ketika nilai rasio potensi yang timbul di membran pra dan postsinaptik selama eksitasi mencirikan sifat fungsional dari otomat saraf. Namun, ini hanya cukup untuk diprediksi oleh Emelyanov-Yaroslavsky L.B. sistem pengelolaan sumber daya, dengan syarat ini adalah sumber informasi, bukan sumber daya energi, seperti yang dikemukakan oleh penulis doktrin kuasi-biologis. Tapi, robot induktif bukanlah mesin berpikir dengan psikofisika sendiri yang menciptakan model saraf individu yang mengoreksi makhluk, itu adalah kecerdasan paling sederhana dari interaksi internal.Ini adalah kelas sistem informasi nyata yang lebih rendah yang melacak sinyal semi-kimia untuk konversi selanjutnya menjadi sinyal dari dimensi fisik yang berbeda, yang memberikan efek stimulasi energi pada struktur yang dikontrolnya.
Karena konformasi molekul memori, bersama dengan topologi sinapsis kimiawi, ephaps, dan bahkan konekson, membentuk himpunan geometris tunggal dalam sistem interaksi informasi, kontur konektivitasnya adalah diagram struktural dari sistem kontrol otomatis untuk kemampuan fisik suatu organisme (keadaan kesehatan homeostatisnya). Neuron tidak memerlukan reminescence tentang penerimaan kimia (tidak perlu menduplikasi memori yang ditentukan dalam peningkat DNA); neuron membutuhkan informasi tentang penyimpangan yang diizinkan dalam homeostasis. Mereka mensintesis informasi ini dalam sinapsis kimiawi, memperoleh lipatan polimer protein PKMĪ¶ seperti itu, yang dimungkinkan dalam kondisi homeostasis tersebut di mana semua parameter fisikokimia yang diperlukan dari tekanan parsial oksigen, konsentrasi glukosa, ... dll., Bertepatan.dan semua ini tercermin dalam perakitan pelipatan molekul memori dari protein kinase M-zeta.
Dan informasi sintetis ini sudah dapat diterima oleh neuron lain dalam urutan pertukaran informasi di sirkuit kontrol penyimpangan homeostasis. Hal ini terjadi karena akumulasi molekul memori meningkatkan kemungkinan bahwa, selama pengaliran ionisasi dalam sinapsis kimiawi, polimer protein PKMĪ¶ akan berubah menjadi ion bermuatan ganda dari spesies yang dapat diidentifikasi secara semiotik. Transformasi semi-kimia selanjutnya bergantung pada bagaimana muatan ionik berpindah dari permukaan molekul bermuatan berlipat ganda ke struktur bioelektrolitik lain yang membawa arus impuls, akibatnya akan menjadi informasi tanda sinyal yang berbeda dari komunikasi interneuronal (regulasi, kontrol, eksekusi) . Pemilihan yang terjadi secara probabilistik, di mana struktur probabilitas ditentukan sebelumnya oleh neurotransmiter,logis untuk mengasumsikan bahwa dalam setiap kasus korelasi penyimpangan dipilih untuk mendapatkan sampel kerja analogi induktif yang dekat dengan tempat semi-kimia awal.
Sebuah neuron dihadapkan dengan tugas untuk memperoleh informasi tentang penyimpangan dalam autohomeostasisnya sendiri, oleh karena itu, ia harus menerima respons dari neuron lain yang dengannya ia dihubungkan oleh pohon dendro-aksonal, atau entah bagaimana mengarahkan informasi sintetisnya sendiri ke alamatnya sendiri. . Dari sini dapat disimpulkan bahwa untuk memecahkan masalah ini, objek kontrol neuron adalah pohon koneksi dendro-aksonal dengan neuron lain, dan hukum semi-kimiawi kontrol dari peristiwa informasi-energi yang diperlukan berlaku untuk sistem kompleks ini. koneksi. Ini berarti bahwa konversi induktif neuroimpulse menjadi sinyal di bawah pengaruh zat pengatur terjadi pada titik kritis jalur dendroaksonal. Contoh zat tersebut adalah asetilkolinesterase,yang secara lengkap dan seketika menghidrolisis asetilkolin dengan pembentukan asam asetat dan kolin, transmisi impuls saraf berhenti. Gangguan ini sangat penting untuk neuron impuls, selama gangguan, penghambatan berkembang, memadamkan rangsangan neuron, aktivitas fungsional menurun seiring dengan konsumsi energi, dan autohomeostasis distabilkan. Mempertimbangkan bahwa gangguan semacam itu mungkin tidak tunggal, tetapi banyak dengan partisipasi zat lain (adenosin, glutamat, dopamin, norepinefrin, serotonin, dll.) Pada seluruh spektrum koneksi dendro-aksonal, termasuk karena banyak pengulangan, informasi diperoleh bentuk sumber daya prosedural yang berbeda, - bionik. Dan untuk mengekstrak kegunaan tambahan dari jenis sumber daya ini, diperlukan perangkat informasi yang berbeda dari mesin induksi,salah satu yang membangun neuromodels fungsional.
Sastra:
Sistem semu-biologis cerdas Otomat induktif L.B. Emelyanov-Yaroslavsky MOSKOW "ILMU" 1990 -
www.aha.ru/~pvad/f0.htm
HUKUM BIOENERGI V.P. Skulachev, Universitas Negeri Moskow dinamai M.V. Lomonosov -
nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159125&s
EKOLOGI BIOFISIK KIMIA A.L. Vasnetsova, G.P. Gladyshev MOSKOW "SCIENCE" 1989 -
search.rsl.ru/ru/record/01001483035
"Informasi dan sinyal dalam sistem molekuler" Kruk N.N. -
cyberleninka.ru/article/n/informatsiya-i-signaly-v-molekulyarnyh-sistemah/viewer
Perspektif pemikiran pemodelan Perusahaan Alexander Lvovich Shamis ABBYY, departemen dasar TEKNOLOGI FISIK -
samlib.ru/s/shamis_aleksandr_lxwowich/iskusstwennyjintellekt-mifilirealxnostx.shtml
Model Saraf Pemikiran Ph.D., Peneliti Senior, V.G. Strakhov -
www.gotai.net/documents/doc-msc-018.aspx
Untuk pengantar psikologi oleh L.B. Emelyanov-Yaroslavsky, V.G. Strakhov. -
ailab.ru/media/kunena/attachments/82/____.rtf
Tentang masalah kemungkinan pendidikan mandiri dari sistem intelektual kuasi-biologis
All Articles