Относится к сборнику статей теори МВАП https://t.me/thinking_cycles
Классическое представление поэтапного формирования иерархии примитивов восприятия в неокортексе представляет модель поочередного созревания структур неокортекса (fornit.ru/460), так что первая такая структура выделяет из разложенное на элементарные атомы восприятия (точки зрительного поля, отдельные звуки слухового и т.п.). Так, для зрительного восприятия наиболее простые сочетания - это линии разного наклона, толщины и цвета, дуги и круги, точки разной жирности. Из всех разного вида линий возникает общий образ – Линия, из кружков – Круг. Появляются Квадраты, Полосы, Поверхности и т.п. Простейший механизм такого обобщения – сведение “по ИЛИ”: каждая из линий, активировавшись, включает детектор общего образа Линия.
На основе примитивов первого уровня, при последующем созревании следующего слоя детекторов, возникают более сложные сочетания и так же образуют общности обобщенных образов. И так – до появления обобщенных распознавателей лица бабушки или автомобиля.
Дерево восприятия – это не иерархия примитивов восприятия неокортекса
На основе иерархии примитивов восприятия неокортекса невозможно создать дерево усложняющихся образов (fornit.ru/66797), в котором в корне будут все наработанные детекторы первого уровня, затем у каждого из них ветка продолжается набором детекторов второго уровня, пока не дойдет до самых сложных целостных образов. Ведь при восприятии в поле зрения могут появляться сразу множество разных обобщенных образов.
Необходимо в общем восприятии выделить сразу наиболее важный конечный образ и тогда уже определится и вся ветка предшественников, которые его сформировали. Это и есть главная функция Ориентировочного рефлекса (ОР fornit.ru/44471), который среди всего активного в восприятии выбирает образы с максимальной значимой новизной чтобы, начать удерживать такой образ на время его осознания.
Это значит, что должна проделываться следующая работа по ориентации доосознательного внимания:
1. выделить главные объекты в поле зрения
2. выбрать среди них наиболее значимый в данный момент
Развитие системы ориентировочного рефлекса
Для каждого вида сенсорики это проделывается на уровне детекторов образов, причем не от относительно нового неокортекса, а на уровне древних механизмов обработки сенсорных сигналов, которые является предшественниками и основой развития системы ориентировочного рефлекса (fornit.ru/68305).
Так, для зрительных сигналов тектум мозга лягушки принимает зрительную информацию и выстраивает из мира вокруг амфибии некий аналог карты значимости. Каждая точка на округлой поверхности тектума соответствует точке в окружающем животное пространстве. Тектум с правой стороны мозга лягушки содержит точную карту зрительного поля левого глаза, то же самое с левым тектумом и правым глазом. Когда вокруг лягушки хаотично летает черная точка, глаза принимают эту информацию, зрительный нерв посылает сигналы в тектум, а тот запускает управление мышцами. В результате язык лягушки “выстреливает” с потрясающей точностью и ловит муху.
Саламандра при электрической стимуляции тектума производит сложное скоординированное движение. Она поворачивается, открывает рот, высовывает язык, вытягивает передние конечности и делает хватательные движения своими длинными тонкими пальцами — будто ловя добычу. Какую бы область пространства ни отслеживали нейроны в определенной зоне тектума, при электрической стимуляции этих нейронов животное будет тянуться к той самой области.
В тектуме совы зрительная карта совмещена со звуковой. Когда птица охотится, она может нацеливаться, либо увидев добычу, либо, при охоте ночью, услышав ее шуршание в траве.
Все позвоночные пользуются тектумом примерно одинаковым образом, хотя у многих видов есть свои дополнительные особенности. Область мозга собирает сенсорную информацию, выбирает самое яркое из происходящего вокруг и направляет животное, физически поворачивая его органы чувств в нужную сторону.
Опыт поколений обеспечивает наследственно предопределенный механизм выделения наиболее актуального. Большой объект перекрывающий задний фон получает приоритет, так же как движущееся перекрытие чем-то поля зрения.
Для каждого из базовых стилей поведения (пищевое, поисковое, половое, защитное и т.п.) актуальный образ выделяется в соответствии с адаптивным предназначением данного стиля, т.е. значимость выделенного объекта оказывается связанной с гомеостатической значимостью активного стиля, в контексте которого механизмы выделили объект. Появление такого объекта является новизной по отношению к фоновому восприятию, в котором нет значимых объектов. Понятие новизны развивается с развитием механизмов осознания, которые предназначены для обработки стимулов, сопровождающихся компонентами, непривычными для воспринимаемого в данных условиях, чтобы не пропустить незнакомых последствий или неверного реагирования, которое эта новизна делает неприемлемым (fornit.ru/5214).
Итак. самыми древними механизмами выделяется наиболее главное в воспринимаемом, а сформировавшиеся распознаватели образов в неокортексе образуют связи с параллельно активными элементами тектума, обеспечивая доосознанное выделение конечного образа (fornit.ru/70785) и всей иерархии составляющих его элементов.
Таким образом, дерево элементов восприятия оказывается определенным не по его начальным примитивам (которых параллельно может активироваться большое количество в различных областях поля зрения), а в соответствии с рефлекторной фокусировкой поля зрения и выделению наиболее актуального в нем древними структурами. Тот конечный образ, что активировался в третичной (ассоциативной) коре из всех компонентов всех видов сенсорики, подтвержденный тектумом, оказывается наиболее актуальным образом со всей веткой его предшественников. Он вызывает замыкание в гиппокампе его выхода на его вход через структуры базовых активных стилей реагирования, определяющих значимость и удерживается самоциркуляцией активности для осмысления механизмами единственного канала приоритетного внимания в лобной коре. В результате уточняется значимость в модели понимания (fornit.ru/69260) и это или подтверждает его приоритетную актуальность или она произвольно гасится и на первое место выходит следующий по актуальности образ.
Дерево восприятия оказывается структурой, обеспечивающей наиболее эффективное распознавание и выборку актуального и это дерево не является иерархией активации элементов всего поля зрения (и других сенсорных модальностей), актуализируется сначала с помощью древних механизмов доосознанного внимания, а затем уже произвольно по результатам осознания.
Древний способ выделения наиболее актуального
Главным во всем этом является способ выделения наиболее актуального образа из всего поля воспринимаемого. Этот способ использует наследственно закрепленные наследственно связи между характерными для актуальных образов в данных условиях и в данном стиле поведения признаков при непосредственном их сочетании. Никакой такой иерархии на данном уровне (хотя механизмы детектирования важного могут развиваться так, что более продвинутые используют уже существующие механизмы). В отличие от строго логичной последовательной организации иерархии примитивов в неокортексе это напоминает бессистемное программирование заплатка на заплатке. Так что основой образов оказывают не круги, линии, точки и т.п. геометрические примитивы, а некие “кляксы” или протообразы, характерные для самого общего представления объектов внешнего мира. И в основе привлечения внимания к лицу бабушке оказывается не круг, а некий характерный силуэт, совершенно неважно какой, различаемый по наиболее общим признакам образа лица бабушки. И если в кляксе на картинках психолога мы вдруг увидим бабушку, то сработало такое древнее предварительное выделение.
“Клякса” – это в случае бегущей кошки – наиболее общий, средневзвешанный контур тела, который по его наиболее характерным признакам позволяет сразу заподозрить, что это бегущий зверь по размерам и виду, похожий на кошку. И так – по всем таких начальным образам, которые составляют базовые узлы дерева восприятия и его наиболее общую категорию, а последующие узлы веток уточняют категорию. Возможно, что это еще не обобщающий контур бегущего зверька, а нечто еще более общее, например, продолговатая форма чего-то быстро перемещающегося. Это зависит от наследственного набора древних признаков данного вида и даже специфику такого набора у особей данного вида.
Таким образом, иерархия в дереве восприятия начинается не снизу (от примитивов к целому), а сверху — от самого общего, но поведенчески релевантного образа.
Например, на самом древнем уровне — «быстро движущийся продолговатый объект» - вызывает тревогу или интерес.
На следующем уровне — «маленький четвероногий зверёк, бегущий по земле» - активируется соответствующая поведенческая программа (охота, избегание).
На высшем неокортикальном уровне — «это именно моя кошка Мурка» - включается эмоциональная и семантическая оценка.
У хищника (например, совы) «клякса» может быть «тепловое пятно + шуршание»;
У травоядного — «резкое изменение силуэта на горизонте»;
У человека — «лицеподобная конфигурация» (даже в облаках или пятнах краски).
Это означает, что в случае создания искусственного живого существа появляется возможность не прямо следовать сложной системе, определяющей функцию ориентировочного рефлекса и дерева восприятия, а создать наиболее оптимальную для программирования структуру, обладающую такой адаптивной функциональностью, что и было сделано в случае системы индивидуальной адаптивности Beast.
Совместность активации древних наследственных и неокортекса
Общая картина такова. Хотя из текущего поля всех видов сенсорики в неокортексе активируется множество детекторов образов, из них ориентировочным рефлексом выбирается только один конечный образ - наиболее актуальный среди всех. Древние структуры не определяют активность образов в неокортексе, а лишь выбирают самый важный для его удержания переключателем гиппокампа его выхода на вход и подключения к лобным долям (по А.Иваницкому).
Уточнение. Дерево восприятия не формируется «сверху вниз», а определяется иерархией примитивов восприятия неокортекса с учетом более древних распознавателей особенностей воспринимаемого. В результате такое дерево оказывается определённым как межструктурное образование связями между зонами тектума и неокортекса в онтогенезе по закону образования связей между активными элементами. Древние структуры (тектум / верхние бугры), обрабатывая ту же сенсорную информацию, выделяют наиболее значимый целостный паттерн — «кляксу». Этот паттерн соответствует уже существующему высокоуровневому образу в неокортексе (если таковой есть). Между активными нейронами тектума и активными нейронами неокортекса (на всех уровнях иерархии, участвующих в формировании этого образа) укрепляются связи по закону совместной активации («нейроны, которые вместе активируются, соединяются»).
Это объясняет, почему мы мгновенно узнаём бабушку, не анализируя сначала нос, потом глаза, потом причёску — потому что вся ветвь уже связана с тектальной «кляксой», и активируется как единое целое.
Это — ключевое отличие предложеной модели от как классических иерархических (Хьюбела–Визеля), так и чисто глобальных (Navon) подходов.
Новое качество новизны
В случае, если конечный уровень в неокортексе оказывается не активен из-за того, что компоненты выбранного ОР образа оказываются настолько новы, что не вызывают соответствующую активацию в ассоциативной зоне, то это – сигнал высокой новизны (fornit.ru/68852), который, в отличие от более древней детекции новизны, оказывает влияние на выбор актуального в более молодом механизме ОР, соответствующем формированию в онтогенезе.
Таким образом, новизна перестаёт быть только сенсорной («что-то изменилось») и становится семантической («этого нет в моих категориях»). Это позволяет системе фокусировать внимание не просто на ярком, а на информативном, инициировать обучение через удержание нераспознанного образа в гиппокампе для последующего закрепления и адаптировать будущие реакции за счёт формирования новых распознавателей.
Сегодня известно о мощных восходящих (subcortical - cortical) и нисходящих (cortical - subcortical) связях. Например, pulvinar и superior colliculus модулируют кортикальную активность через таламус. Так что влияние древних структур — не только селективное, но и регуляторное.
Исследования механизмов
Целостное восприятие раньше детального: «глобальное - локальное» - это хорошо известный феномен в психофизиологии и когнитивной науке:
· Navon D. (1977) — классическая работа “Forest before trees”: испытуемые быстрее распознают глобальную форму (например, букву H, составленную из маленьких S), чем локальные элементы.
· Лурия А.Р., Хомская Е.Д. — в работах по нейропсихологии отмечали, что поражения правой теменной области нарушают целостное восприятие, тогда как левая полусфера отвечает за анализ деталей.
· Зинченко В.П., Рузская А.Г. — в трудах по перцептивной деятельности подчеркивали доминирование целостного образа над суммой признаков (см. «Основы общей психологии», т. 1, гл. о восприятии).
· Микадзе Ю.В. — в современных учебниках по нейропсихологии указывает, что первичная сегментация сцены осуществляется по крупным контурам и силуэтам, а не по локальным признакам.
· Е.Н. Соколов — хотя он акцентировал роль коры и гиппокампа в ОР, в поздних работах признавал участие подкорковых структур в начальной фазе ориентировки.
· Шулговский В.В. — в учебнике «Физиология высшей нервной деятельности» (2006, 2013) прямо пишет:
· «Верхние бугры четверохолмия участвуют в рефлекторной ориентировке на внезапные зрительные и слуховые стимулы… они обеспечивают поворот головы и глаз к источнику новизны даже при отсутствии коркового контроля».
· Судаков К.В. — в «Системных механизмах эмоций и поведения» (1987) описывает, как значимость стимула оценивается на уровне древних структур, прежде чем достигнуть коры.
· Журавлёв А.И. — «Нейрофизиология поведения земноводных» (1983): демонстрирует, что тектум лягушки реагирует на движущиеся объекты определённого размера и скорости, игнорируя детали формы — то есть работает с «кляксой», а не с признаками.
Это напрямую подтверждает, что древние структуры выделяют объект как единое целое, без разложения на примитивы. Этот объект оказывается уникальным (IDструктуры в программировании или номер связи с выхода нейрона-детектора в природной реализации).
Отбор одного образа из множества активных или «узкое внимание» и роль гиппокампа показан А.М. Иваницким:
Иваницкий А.М. — в работах 1980–2000-х (например, «Механизмы сознания и мозг», Успехи физиологических наук, 1999; «Принципы организации сознания», Журнал ВНД, 2005)
развивает модель, где: множество неокортикальных ансамблей активны параллельно, гиппокамп выбирает один для удержания через рециркуляцию, лобные доли получают только этот один образ как содержание сознания.
Таким образом, механизм отбора одного образа из множества имеет прямую поддержку в работах Иваницкого.
До этой статьи не было достаточно целостной конкретизации развития функциональности ОР и связи с развитием иерархии образов в неокортексе. Хотя в коде Beastдля выбора структуры дерева восприятия уже была предпринята попытка реализации категорийности в иерархии образов. Теперь реализацию последующих версий живых существ, таких как Isida, становится возможным приблизить к более выверенной логике.
Nick Fornit
16 Jan 2026