ВУЗ:
Составители:
19
2. Мозг − как биологический прототип
искусственных нейронных сетей
Организация мозга. Нервная система (НС) человека и животных является
важнейшей консолидирующей системой организма. Ее основная функция
заключается в поддержании внутренней гармонии организма и в организации
его приспособительной деятельности в изменяющихся условиях внешней
среды. НС имеет клеточную структуру и состоит из нервных клеток – нейронов,
сгруппированных в нейронные ансамбли и сети. Центральным
отделом НС
является головной и спинной мозг [6]. Человеческий мозг содержит более 10
11
нейронов, которые связаны между собой примерно 10
14
связями. Эта
невообразимая паутина отвечает за все наши знания, мысли, эмоции, интуицию,
а также – за мириады функций и реакций в нашем организме. Пока мало
понятно как все это происходит. Чем больше ученые узнают о мозге, тем
больше понимают, сколь сложен и совершенен объект их исследования.
Кроме нейронов мозг содержит густую
сеть кровеносных сосудов,
обеспечивающих его кислородом и питательными веществами. Весь остальной
объем мозга заполнен глиальными клетками − глиями, роль и функции которых
пока не полностью понятны.
Система кровоснабжения мозга связана с главной системой
кровообращения посредством высокоэффективной фильтрующей системы,
называемой гематоэнцефалическим барьером. Этот барьер предохраняет мозг
от возможных токсичных веществ, находящихся в
крови. Защита
обеспечивается низкой проницаемостью кровеносных сосудов мозга, а также
глиальными клетками, окружающими нейроны. Гематоэнцефалический барьер
является основой для обеспечения сохранности мозга, но он значительно
осложняет лечение терапевтическими лекарствами. Он также препятствует
изучению влияния различных химических веществ на функции мозга. Лишь
небольшая часть лекарств, созданных специально с целью влияния на
мозг,
может преодолевать этот барьер. Такие лекарства состоят из небольших
молекул, способных проникать через крошечные поры в кровеносных сосудах.
Чтобы воздействовать на функции мозга, они должны затем пройти через
глиальные клетки или раствориться в их мембране [14].
Мозг является основным потребителем энергии тела. Включая в себя лишь
2% массы тела, в состоянии
покоя он использует приблизительно 20%
кислорода тела. Потребляя только 20 Вт, мозг с энергетической точки зрения
невероятно эффективен [14].
С точки зрения кибернетики мозг представляет собой информационно-
управляющую систему, которая при помощи рецепторов (зрительных,
слуховых, тактильных, химических, температурных и т.д.) воспринимает
информацию о внешней среде, обрабатывает эту информацию и формирует
управляющие воздействия на
эффекторные (исполнительные) системы
организма (мышцы, сосуды, железы внутренней секреции). С кибернетических
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
