Neuroinformatika

Taigi, šįkart mano akį patraukė labai įdomus žodis, atrodo tarytum jis sudarytas iš dviejų skirtingų, vos ne viens kitam besispriešinančių dalykų Neuroinformatika. Pamaniau, jog visai smagiai galima praleisti laiką besisgilinant į mažai girdėta dalyką, praplėst savo akiratį visada yra gerai. O ir ši tema, manau ir nujunčiau (ir tikrai neklydau) yra net labai įdomi, o informacijos, jei ne lietuvių kalba, tai anglų tikrai apstu. Manau, turint truputį laiko ir dauug noro dar kartą įrodo, kad viskas yra įmanoma.

Žmogaus smegenys yra turbūt pati sudėtingiausia žinoma sistema ir jos supratimas yra XXI amžiaus mokslinis išūkus. Vis didėjantis žmogaus smegenų veiklos supratimas (santykinai, be abejo) užkirs kelią nervinės sistemos sutrikimams ar padės juos greičiau išsiaiškinti ir pagerins daugelio žmonių gyvenimo kokybę.

Neuroinformatika = Neuromokslas + Informatika

Neuroinformatika sujungia neuromokslą ir informatiką tam, kad sukurti ir panaudoti  įrankius ir metodus palengvinančius smegenų struktūros bei funkcionavimo supratimą.

 

Dabar norėčiau pasigilinti ir pateikti kiek siauresnė ir labiau aiškinamąjį tekstą, kuris bus lyg pagrindinis pamatas šiai temai, nes manau, jog labai svarbu pradėti domėtis nuo pat pradžių, kad gerai suvokti bet kokio dalyko esmę, o išties šis labai įdomus ir aiškus bei tikrai kiekvienam suprantamas tekstas, mokslinis rašinys, tikrai praturtins žinias šioje srityje ir dar kartą sakau, tikrai verta. Mane pačią tikrai sudomino ir praleidau visai nemažai laiko domėdamasi ir ieškodama paprasto informatyvaus teksto gebančio išlaikyti skaitytojo dėmesį, kuriame nabūtų vien sausa teorija parašyta visai nesuvokiamu stiliumi.

Neuroinformatika [lot. neuro – prieždėlis, reiškiantis smegenis, nervus, lot. informatio – lietuvių kalba suprantamas kaip susipažinimas, išaiškinimas, vaizdinys, sąvoka] – tai mokslas apie gyvūnų neurostruktūrose vykstančius informacinius vyksmus, kodavimą ir dekodavimą, susijusius su gyvūnų atmintimi, aplinkos ir organizmo vidaus savybių atspindėjimu nervų struktūrose, sprendimais veikti, organų bei viso organizmo veiklos ir elgsenos valdymu. Neuroinformatika – neuromokslų šaka, kaip ir besiformuojantis mokslas – bioinformatika, gali būti suprantamas dvejopai: funkcinės organizacijos, esminiu požiūriu:

  • kaip mokslas, tiriantis ir aiškinantis informacijos vyksmus gyvūnų bei žmogaus nervų struktūrose, smegenyse, jų posistemiuose, arba pragmatiniu vartotojišku, mokslinių tyrimų metodikos požiūriu;
  • kaip sukauptos žinios, duomenų bankai apie gyvūnų ir žmogaus nervų struktūras, smegenis, jų fiziologiją, signalinius vyksmus, tyrimų metodus, kompiuterinį-matematinį modeliavimą, duomenų bankų sudarymą bei jų naudojimą elektroninėmis kompiuterinėmis priemonėmis.

Nekelia abejonių tai, kad gyvūnų nervų struktūros ir smegenys yra gyvojo pasaulio evoliucijos vėliausiai natūraliai sukurtos organizmų struktūros informacijos gavimui, saugojimui, perdirbimui, siuntimui, vyksmus vykdančių organų valdymui, o smegenų žievė – net informacijos gamybai ir kūrybai. Todėl akivaizdu, kad nervų struktūros ir smegenys yra natūralios informacinės technologijos, technologinės priemonės, skirtos gyvūnų ir žmogaus elgsenos valdymui. O tradicinės techninės informacinės priemonės, kompiuteriai – tai įvairios žmogaus (inžinieriaus) sukurtos informacinės technologijos, yra žmogaus smegenų informacijos gamybos ir kūrybos rezultatas. Kadangi nervų posistemis, ypač smegenys, evoliucijos eigoje natūraliai išsivystė vėliausiai, tai jų veikla bei technologinės priemonės naudoja daugybę viso gyvojo pasaulio naudojamų technologinių įvairovių. Todėl suprantama, kad neuromokslas susijęs su daugybe giminingų mokslų, kurių pavadinimai prasideda prieždėliu neuro-: neuroanatomija, neurobiologija, neurochemija, neurochirurgija, neurokompiuterija, neuroekologija, neuroendokrinologija, neuroetologija, neuroevoliucija, neurofizika, neurofiziologija, neurofarmakologija, neuroinžinerija, neurokibernetika, neuropsichiatrija, neuropsichologija, neurosistemologija, neurovaizdinimas ir pan.

Be to, žmogaus ir gyvūnų (ypač šiltakraujų – žinduolių ir paukščių) smegenų veikla neatsiejama nuo psichikos, psichinių reiškinių, todėl neuroinformatika susijusi ir su mokslais, kurių pavadinimai prasideda prieždėliu psicho- (gr. ψυχή, lot. psyche – siela, dvasia): psichologija, psichofizika, psichobiologija, psichofarmakologija, psichofiziologija, psichiatrija, psichokibernetika, psicholingvistika, psichopatologija ir pan.

Taigi, neuroinformatika turi jungti tris pamatines mokslo šakas: neuro-, psicho- ir info-mokslus. Neuromokslai aiškina žmogaus ir gyvūnų nervų sistemos (tiksliau posistemio) struktūrinę ir funkcinę organizaciją; psichologijos mokslai – organizmams sukeliamas nervų posistemio subjektyvias ir objektyvias reakcijas (pojūčius, vaizdinius, emocijas, reakcijas ir t.t.), o informatikos mokslai tiksliųjų sisteminio požiūrio (kibernetikos) mokslų priemonėmis aiškina neuroposistemių neuro- ir psicho- reiškinius bendrosios organizuotos sistemos (organizmo) funkcinės veiklos schemomis bei kiekybiniais matematiniais vertinimais (modeliais).

Aptariant neuroinformatikos esmę, būtina atkreipti dėmesį į neurokibernetiką, kuri atsirado kartu su kibernetika – mokslu apie valdymą ir valdančias sistemas, informacinius vyksmus gyvuosiuose organizmuose, kai kuriose mašinose ir visuomenėje (t. y. organizuotose sistemose). Neurokibernetika savo funkcine paskirtimi pretenduoja aiškinti daugiau nei neuroinformatika – ji aiškina nervų posistemio įtaką visai organizmo veiklai, bet ne vien informacijos vyksmams jame. Neuroinformatiką vaizdžiai galima pateikti kaip mokslą tik apie žmogaus ar gyvūno smegenyse (nervų struktūrose) vykstančius informacijos vyksmus, ignoruojant ar net atmetant visą organizmo kūną, arba tik kaip internetinius tinklus su kompiuteriais, ignoruojant žmonių visuomenę, kurios gyvenimui jie reikalingi. Neurokibernetika neurostruktūrų veiklą aiškina neatsiejamai nuo viso organizmo kūno kaip vieningą, darniai sąveikaujančią organizuotą sistemą. O neuroinformatika aiškina tik dalį nervų posistemio vykdomų funkcijų, be įtakos viso organizmo kūno veiklai, kaip kad informatika aiškina programas (software) be techninės įrangos (hardware). Kitais žodžiais tariant, neuroinformatikos mokslas aiškina tik signalinius-informacinius vyksmus, pradedant jutiminiais (sensoriniais) aplinkos ir organizmo vidaus būsenų, ypač jų pokyčių, vertinimu koduojant, signalinius-informacinius perkodavimus, informacijos užrašymus atminties struktūrose bei atgaminimus, reikiamas kodavimo formas, tinkamas efektorių valdymui, t.y. dekodavimui. Šiuo požiūriu neuroinformatika tampa neurokibernetikos dalimi. Vaizdžiai galima pasakyti, kad neuroinformatika yra mokslas tik apie „vyksmus galvoje“ be „kūno“, arba kaip suprantama informatika –mokslas, apie duomenų bazes, programavimą, programas ir pan.

Neuroinformatikos esme tikslinga laikyti pirmąjį požiūrį, kaip pamatinę teorinę neuromokslų šaką, aiškinančią gyvūnų ir žmogaus nervų struktūrų, smegenų funkcinę organizaciją – jų informacinę veiklą bei informacinės veiklos organizaciją. Tokios Neuroinformatikos tikslai yra du: aiškinti gyvūnų nervų posistemio funkcinę veiklą, o supratus – teikti teorinius pagrindus naujo tipo informacinių technologijų – neurokompiuterių kūrybai.

Antroji – pragmatiškoji – neuroinformatikos samprata: tai yra pagalbinė priemonė tiriant gyvūnų neurostruktūras bei kuriant neurokomputerius, todėl ją tikslinga priskirti neuromokslų metodinėms priemonėms.

Neuroinformatikos tikslai ir tyrimų metodai

Neuroinformatikos tikslai yra du:

  • išsiaiškinti informacinių vyksmų procedūras ir įgyvendinimo priemones, vykdomas gyvūnų nervų struktūrose;
  • sukurti teorinius neuroinformatikos pagrindus neurokompiuterinėms bei neurokomunikacinėms technologijoms kurti.

Neuroinformatika pirmiausia siekia suprasti, ką ir kaip daro gyvūnų nervų struktūros, ypač žmogaus smegenys. Antrasis siekis yra pragmatiškas – sukurti analogiškas žmogui reikalingas technines priemones – neurokompiuterius, kurie mąstytų taip, kaip mąsto šiltakraujai gyvūnai ir žmogus.

Šiems tikslams siekti neuroinformatika naudoja įvairių eksperimentinių neuro- mokslų ir psicho- mokslų žinias, jas apibendrindama informatikos mokslo požiūriu. Todėl pagrindinis neuroinformatikos metodas yra teorinis matematinis, kompiuterinis modeliavimas. Jis grindžiamas neopozityvistine mokslinio pažinimo koncepcija.

Neopozityvistinio metodo esmė – priešingas požiūris. Pradedama nuo problemos – nuo sudėtingo sugalvoto sisteminio požiūrio, iš viršaus, pagal sumanytą išankstinę teorinę – hipotetinę nuostatą. Kitas žingsnis – konkretaus hipotezę atmetančio bandymo planavimas. Manoma, kad vertinga tik ta hipotezė, kurią galima bandymu atmesti (falsifikuoti). Bandymais nustatyti duomenys ir faktai nagrinėjami taikant logikos dėsnius. Remiantis jais, koreguojama duomenų analizė bei apibendrinimai, keičiamos hipotezės. Tai kuriamasis (konstruktyvusis) mokymasis, o mokymo metodas vadinamas „konstruktyviąja edukologija“. Tiesa, šis metodas yra subjektyvus dėl pasirenkamo teorinio požiūrio. Tačiau, turint lakią kūrybinę fantaziją, greičiau galima atrasti faktus jungiančių loginių ryšių sistemą, pastebėti priežastingumus ir prieštaravimus.

Na, gal ir perdaug išsiplėčiau, bet įdomi tema. O čia tiem, kas tingi skaityt santrauka ;D

Neuroinformatika nagrinėja informacijos gavimą, perdirbimą ir saugojimą neuroninėse sistemose, tiek biologiniuose, tiek dirbtiniuose neuroniniuose tinkluose. Ji ieško metodų, kaip būtų galima pritaikyti biologinių informacinių sistemų funkcionavimą techninėse informacinėse sistemose.

Pagal tyrimo sritis tai tarpdisciplininis mokslas, esantis greta kognityvinių mokslų bei disciplinų, nagrinėjančių dirbtinį intelektą.

Skirtingai nuo dirbtinio intelekto tyrimų, kurie yra informatikos sritis, siekianti sukurti mašinas, kurios elgtųsi lyg turėdamos intelektą, tačiau nesirūpinant kaip susiformuoja intelektas, neuroinformatika labiau dirba su biologiniais duomenimis. Tiriama kaip dirba smegenys ir tuomet bandoma simuliuoti atskiras smegenų dalis – neuronus ir sinapses.

2 atsakymai to “Neuroinformatika”

  1. Labai įdomus straipsnis. Ačiū! Nors ir tokią krūvą užvertei teksto ir dar sunkiai taip skaityt ant juodo, bet ištvėriau ir tikrai nebuvo nuobodu🙂

    • oh, aš kažkaip nė karto neatkreipiau dėmesio – gal dėl to, kad man juodas ekranas – bet skaitymas ant jo manęs tikrai nevargina. Hm, bet reikės susimąstyt, gal pasikeist spalvas, nes vis dėl to – kam gadint akis ;DD ačiū, kad skaitėt!

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti / Keisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti / Keisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti / Keisti )

Google+ photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google+ paskyra. Atsijungti / Keisti )

Connecting to %s

%d bloggers like this: