Иерархическое соединение блоков модели работы мозга

Иерархическая схема принятия решения и выбора траекторий поведения в сложной среде в модели реализуется путем разветвления траекторий достижения потребных результатов. При этом достижение некоторого результата, кодируемого элементом нижележащего уровня, может реализоваться за счет одновременного получения двух или нескольких частичных результатов, кодируемых элементами на вышележащих уровнях.

Частичные результаты могут быть, например, представлены параметрами, кодирующими признаки, принадлежащие разным сензорным модальностям (слуху, зрению и т. д.) либо разным объектам в среде и т. п.

Иллюстрацией таких промежуточных потребностей и соответствующих им мотиваций служит иерархическая структура мотиваций, обеспечивающая поступление нужных организму питательных веществ. Основной центр голода, в котором оценивается наличие питательных веществ в крови, находится в гипоталамусе. Обычно существенного отклонения уровня глюкозы и других важных веществ от их нормы не происходит, так как существуют промежуточные рецепторы и соответствующие им уровни мотиваций, обеспечивающих питание.

Одним из таких промежуточных уровней является состояние пустого желудка и его сокращения, вызывающие чувство голода и желание есть. Еще один промежуточный, более поверхностный уровень отвечает сенсорной информации о виде или запахе пищи. Возникновение этих и других мотиваций, направленных на получение пищи, при их удовлетворении предусматривает в нормальных условиях регуляцию уровня питательных веществ в крови с опережением.

Элементы самых верхних уровней элементов в разных ветвях иерархической структуры соответствуют результатам, являющимся аналогами сигналов, получаемых при восприятии непосредственной сенсорной и проприоцептивной афферентации.

Во временной иерархии уровней кодирования траекторий достижения результатов на разных уровнях различаются времена срабатывания элементов, кодирующих траектории и составляющие их события — сигналы и действия модели. Чем выше положение уровня во временной их организации, тем меньше характерное для этого уровня время реализации планируемых траекторий и достижения потребных результатов.

Рассмотренная иерархическая организация уровней памяти и принятия решения о выборе траекторий достижения результатов позволяет представить реализацию многих важных особенностей работы мозга, проявляющихся в поведении животных и деятельности человека.

Так, например, в иерархической модели работы мозга интерпретируются описанные в теории функциональных систем компоненты афферентного синтеза — пусковая и обстановочная афферентация.

Обстановочная афферентация в иерархической схеме представлена как возбуждение элементов нижних уровней.

На верхних уровнях формируется непосредственная программа получения этапных команд и результатов достижения целей, задаваемых нижними уровнями. Нижние уровни, согласно их положению в иерархической системе, отвечают за планирование траекторий на более длинных интервалах времени. Это соответствует обстановочной афферентации, которая отвечает более общим условиям достижения результатов по сравнению с конкретными сигналами верхних уровней.