Обобщение — свойство нашего мозга
Это четвертая статья о той педагогике, которая учитывает последние достижения нейрофизиологов. Новейшие данные о мозге не противоречат наработанному в педагогике опытным путем, а позволяют родителям лучше разобраться в тех методиках, которые им предлагаются для воспитания детей.
Предыдущие статьи:
2. Ум — это эффект эмерджентности нашего мозга
Жизнь малыша начинается с процесса самообучения. Ребенок учится управлять своими мышцами, наблюдает происходящее вокруг него, познает свои индивидуальные возможности. Запускается система, которая преобразует ту картинку, которая поступает в мозг через зрительные нервы. Поступают сигналы из окружающей среды. Глаза воспринимают свет, а тот преобразуется в запись на те информационные носители, которые существуют в нейронной гиперсети. Это подобно тому, как фотоаппарат с помощью оптики переносил свет на пленку, а в процессе химических реакций свет переходил в изображения на пленке или в информационные носители компьютера для изображения на мониторе. Каждый тип информации записывает только ту информацию из внешнего мира, для которой он приспособлен. К примеру, до наших времен дошла информация о древних животных, которую сохранила земля, а в ледяных накоплениях Антарктиды сохранились следы пыльцы растений, занесенных с других материков.
Нейроны специализируются на своих типах информации. Каждый нейрон имеет свою специфику. Если тип информации повторяется часто, то соответствующий ей нейрон становится активнее. Активные нейроны имеют устойчивые связи между собой. Так складывается эмерджентность по узнаванию того, что находится в комнате. Сначала узнаются мать и отец, а потом формируется их связь с предметами, которыми они пользуются.
Каждая картинка, попадающая в мозг малыша через зрительный нерв — это событие, которое фиксируется своими нейронами. Каждый нейрон отображает лишь один из признаков, которыми заполнено событие. Появилось событие — к нему привязаны его признаки, каждому из которых соответствует свой нейрон. Произошло событие, то нейрон возбуждается, если в событии присутствует тот признак, которым данный нейрон наделен.
В дальнейшем (для этого цикла статей) под событием будем подразумевать то, что попадает в нейронную сеть головного мозга через органы чувств человека. Это может быть картинка, понятие, запах, движение и так далее, что потом будет расшифровано благодаря речевым способностям, если они были зафиксированы в нашем языке.
Нейронная гиперсеть фиксирует события через короткие промежутки времени. Процесс понятен любому, кто знаком с принципами работы кино. При показе фильма демонстрируют меняющиеся картинки через фиксированные интервалы времени для передачи любых движений, даже очень плавных. А предварительно все эти картинки фиксируются на пленке или ином носителе информации. Что-то подобное накапливается в мозгу. Раз картинки зафиксированы в мозгу, то их можно обрабатывать. Повторю ещё раз, что для нашего мозга события происходят одно за другим, записываются и обрабатываются в нейронной гиперсети головного мозга.
Система нейронной гиперсети запускает поэтапный процесс обобщения. Сначала каждое событие (картинка) описывается своими признаками, которым соответствуют свои нейроны. Напомню, что признак — это индивидуальное измеримое свойство, которое фиксируется в нейронной гиперсети головного мозга.
Нейроны, несущие признаки, подобны пикселям, которые используются для показа картинки на мониторе. Напомню, что каждое место на экране монитора зафиксировано, а на это место подается сигнал из какой-то ячейки компьютера, соответствующей конкретному признаку. Когда заполнены все ячейки монитора, мы получаем полноценный зрительный образ той картинки, которая записана в других ячейках нашего компьютера. Какое-то подобие этому фиксируется в нейронной гиперсети головного мозга, а когда задумываешься о необходимом числе носителей информации для записи сменяющихся событий, то понимаешь, почему число нейронов, задействованных для этого, огромно и измеряется десятками миллиардов. А чтобы формировать из миллиардов нейронов разнообразные события природа создала триллионы синапсов.
Запись нового события сопровождается изменениями в нейронной гиперсети. Информация перерабатывается для дальнейшего использования. Даже для малыша не получается описать работу нейронной гиперсети хотя бы продолжительностью в несколько минут. Ведь каждые сутки в работу включаются тысячи вновь народившихся нейронов, а они особенно активны, чтобы участвовать в формировании связей между всё новыми и новыми событиями. Связи образуются синапсами, которых сотни и даже тысячи у каждого нейрона.
Итак, произошедшее событие записывается с помощью признаков, а затем оно по признакам сравнивается с предыдущими событиями. Выделяются те признаки, которые у событий совпадают, а группа этих признаков называется обобщением произошедших событий. На языке математики это называется пересечением множеств, из которых состоят события.
На схеме дано обобщение двух событий, но реально происходит множество обобщений многих событий. Обобщения фиксируются, но могут и забываться, если нет регулярной активизации тех нейронов, с помощью которых они записаны в нейронной гиперсети. Именно подобная математика востребована для ряда вариантов искусственного интеллекта. Искусственный интеллект в этом смысле может служить моделью для интеллекта естественного, а для этого хорошо бы вычленить те самые признаки, которые передаются по наследству и присутствуют в нейронной гиперсети малыша при рождении.
Существует многообразие комбинаторных методов, которые позволяют преобразовывать множества для извлечения из них полезных свойств. Какая комбинаторика используется в голове человека сказать никто не готов, так как отсутствуют методы, чтобы изучить передачу сигналов внутри нейронной гиперсети с достоверной точностью, а точность должна фиксировать последовательности с интервалами меньше микросекунды. Саму же математическую модель можно рассматривать лишь с точки зрения приближения к реальному процессу работы нейронной гиперсети, хотя в любом случае это не мешает нам называть сам процесс обобщением предыдущих событий на базе существующих признаков.
Этот простой алгоритм обобщений фактически повторяет те же принципы обобщений, к которым мы привыкли в обыденной жизни, когда читаем вывески: рыба, мясо, овощи, хлеб и так далее, а при появлении нового товара его отнесут к тому или иному типу по совпадающим и различающимся признакам.
В теории множеств говорят про элементы этих множеств, по которым есть пересечения. Здесь же для нейронной гиперсети элементы множеств названы признаками, передаваемыми по наследству.
Событий много, поэтому и обобщений много. Признаки, которые переданы по наследству, являются результатом самых высоких уровней обобщений, поэтому с помощью их записываются все события. Малыш наблюдает мир, а его нейронная гиперсеть ведет запись происходящих вокруг него событий через наследственные признаки, а параллельно организует запись их обобщений. Разные малыши наблюдают в первые дни разные события, поэтому и обобщения у них различаются. К этому добавляется, что наследственные признаки у них не обязательно должны быть одинаковыми. Тем самым нейронная гиперсеть каждого ребенка индивидуальна. Трудно представить ситуацию, чтобы нейронные гиперсети разных детей смогли бы полностью совпадать даже через год после их рождения.
А как внутри нейронной гиперсети сравниваются признаки нового события с огромным числом предыдущих событий? Сказать с научной достоверностью не получается, но сравнение огромного числа событий реально, когда видишь, что Яндекс за секунду находит заданные для поиска слова среди миллиардов сайтов, в каждом из которых множество разнообразных текстов, составленных из тысяч слов. Нейронная гиперсеть устроена не хуже поисковых систем в интернете.
Для родителей важно знать не детали алгоритма поиска информации внутри нейронной гиперсети ребенка, а лишь о самом подходе обобщений. А при этом надо не забывать, что нейронная сеть родителя формировалась через другие события, поэтому обобщения у родителя и его ребенка не тождественны.
Различия будут заметны, когда ребенок заговорит. Под одним и тем же словом у родителя и у ребенка зафиксированы разные комбинации групп нейронов, что приводит к казусам, из-за которых родитель подчас хватается за голову, хотя ребенок вкладывал в свою фразу иной смысл, чем подумал родитель.
Первоначальные признаки заложены генетикой. Они накапливались в процессе эволюции. Благодаря им даже гусеница способна не только находить себе пищу, а даже самообучаться. Не случайно 80% генетики человека обслуживают нейроны головного мозга. Фиксация признаков требует огромного количества нейронов, поэтому в первые месяцы развития ребенка происходит наиболее интенсивный рост числа нейронов. Пока ученым не удалось сформулировать процесс образования первичных признаков, но для педагогики более важен процесс формирования событий и работы с ними. Это особенно важно понимать родителям, так как при самообучении малышей именно родители создают окружающую обстановку, при которой происходит процесс самообучения.
Запись получаемой информации в нейронной гиперсети для разных индивидов различна. Можно сравнивать запись в мозгу с той записью, которая происходит в фотоаппарате на фотопленку, но надо помнить, что сравнение не отражает всю полноту картины из-за того, что запись на пленке сохраняется постоянной, а два фотоаппарата зафиксируют одно и то же событие. Иное происходит с записью в нейронной гиперсети человека, так как каждое событие порождает отдельный процесс преобразования нейронов, зафиксировавших событие, а ещё и нейронов, которые участвуют в сравнении и в формировании обобщения, а ещё и синапсов, которые передают сигналы. Каждый раз полученная информация преобразовывается в зависимости от того, что и как было сформировано в нейронной гиперсети ранее. Вот почему нет ничего удивительного, что рассказы разных учеников об одном и том же уроке не совпадают, так как их нейронные гиперсети по разному преобразовывали одинаковые события.
Раз запись происходит с учетом, что было в голове ранее, то зафиксированная ребенком информация не равна той записи, которая в голове у родителя, хотя он пытался вложить в голову ребенку именно то, что в его собственной голове.
Ещё больше расхождений имеется в мозгах при передаче информации от одного человека к другому. Это по той простой причине, что информация, заложенная в нейронную гиперсеть человека, сначала преобразуется к виду для её передачи (речь, текст, рисунок…), а потом эта преобразованная форма информации ещё раз перерабатывается к тому виду, чтобы записаться в нейронную гиперсеть другого человека. К примеру, ЗАЙЧИК в голове взрослого является уже сформированным обобщенным понятием, а у ребенка ещё обобщенного понятия не сложилось, так как он знаком с зайчиком лишь по иллюстрации к одной сказке, а теперь ему читают другую сказку с другой иллюстрацией.
Запись в нейронной гиперсети ребенка приближается к той же форме, что и в нейронной гиперсети родителей в ходе общения. Чем больше они общаются, тем лучше будет отлажено взаимопонимание в последующие годы.
Освоение речи — это создание новых признаков для записи событий. Это не было передано через генетику, а через неё передали лишь способность освоения речью.
При общении идет запоминание новых слов и речевых оборотов, а параллельно происходит их обобщение в нейронной гиперсети ребенка. Сначала в нейронную гиперсеть ребенка заносится каждый зайка, а в ходе обобщения формируются зоны обобщенных зайчиков. Если информация о каждом отдельном зайке не используется, то лишняя информация забывается. Точнее, нейроны, которые не востребованы, гибнут. Детализация каждого зайки не востребована, а тогда остаются только нейроны для обобщенного ЗАЙКИ, а ещё частички от этих зайчиков в других обобщениях.
Попробуйте вспомнить зайчиков из детских книжек. Вспомните далеко не всё из-за того, что уже нет тех нейронов, которые видели и фиксировали подробности в картинке в ходе её внимательного рассмотрения. Не удивительно, что наблюдается снижение числа нейронов в мозгу человека к шести годам, так как всё чаще достаточно обобщенной информации, а детализация не востребована.
Нейроны с записью обобщений получат сигналы через синапсы, когда какое-то событие, которое попало под обобщение, наступило. Чем в большем числе обобщенных событий учасивует конкретный нейрон, тем больше сигналов он получает. Какие-то детали, которые не повторяются в последующих событиях, не входят в обобщения, а поэтому нейрон с их деталями не активизируется. Без подкрепляющих сигналов нейрон гибнет. Бывают исключения, когда какая-та деталь столь уникальна, что вызвала дополнительные эмоции. Эмоции могут породить такое усиление нейронов, которое равнозначно получению сигналов от многих событий, поэтому нейроны при событиях под воздействием сильного эмоционального возбуждения могут долго оставаться активными.
Обращу внимание на отличие нейронной гиперсети от компьютеров. Компьютеры имеют оперативную и долговременную память. Нейронная гиперсеть решает о сохранности информации по активности появления тех или иных событий и их обобщений. При этом надо учитывать, что дополнительное влияние оказывают эмоции, так как их сопровождают химические реакции, а химия участвует в передаче сигналов внутри нейронной гиперсети. Подчеркну, что информация легко переносится из компьютера в компьютер, а между людьми не переносится из одной памяти в другую. Для сближения нейронных гиперсетей двух людей требуется регулярные подтверждения, а при отсутствии контактов между людьми расхождения в их нейронных гиперсетях увеличиваются из-за отсутствия однотипных подтверждающих сигналов. Ребенок, лишенный активных и разнообразных контактов, развивается хуже.
В мозгах малыша собран огромный объем информации. Он уже многое знает, но не способен об этом рассказать взрослым. Здесь возникает ассоциация с партизаном, который знает, но молчит. Но малыша от партизана отличает то, что он хочет рассказать, но пока ещё не способен выразить словами то, что записано в его нейронной гиперсети. Понятно, что разговору можно научиться лишь тогда, когда в этом есть потребность. Есть потребность, то возникает желание, на базе которого включается процесс самообучения для освоения речью. Процесс самообучения требует обратной связи, а при отработке навыков речи обратная связь подразумевает присутствие взрослого, который нацелен обучать. Мы уже знаем, что узнавание людей, передвижение по жилью, любые события из внешней среды не просто записывались в нейронную гиперсеть, а преобразовывались, чтобы подготовить малыша к формированию следующих форм эмерджентности, а речь является одной из них.
К освоению речевой эмерджентности возможен переход лишь при наличии обобщений, которые близки у взрослых и у детей. Такие обобщения формируются только в результате их общения. Понятно, почему так важно уделять много внимания ребенку в самом раннем возрасте, так как основы для последующих форм эмерджентности закладываются в первые годы жизни любого человека. Не случайно дети-маугли не способны были освоить человеческую речь, так как у них не сформировались необходимые для этого обобщения, а из-за этого многие нейроны погибли без получения достаточного числа сигналов для их активизации.
Продолжение:
5. Мозг знает больше, чем ребенок способен рассказать
