Осцилляторные нейросетевые модели внимания

Под вниманием обычно понимается система (процесс) фильтрации, позволяющая выделить из входной информации ту ее часть, которая, предположительно, наиболее важна в данный момент времени и которая должна быть обработана с большей тщательностью. Нейробиологические исследования позволили выявить два типа модулирования нейронной активности в коре, связанные с вниманием. Во-первых, имеет место увеличение активности нейронов, представляющих стимул, находящийся в фокусе внимания, в то время как активность нейронов, представляющих отвлекающие стимулы, понижается до низкого уровня. Во-вторых, наблюдается повышение когерентности нейронной активности, вызванной в различных областях коры стимулом, находящимся в фокусе внимания. Основные психологические феномены, являющиеся традиционным объектом математического моделирования, - это последовательный выбор и сегментация объектов в зрительной сцене, поиск объектов по комбинации их признаков и слежение за движущимися объектами. Осцилляторные модели внимания предназначены для воспроизведения экспериментальных фактов, касающихся характера нейронной активности, временных характеристик процесса восприятия и возникающих ошибок, основываясь на принципах синхронизации активности в нейронных сетях. Интерес к осцилляторным моделям внимания обусловлен тем фактом, что они опираются на единообразный подход к проблемам внимания и интеграции признаков в цельные образы (так называемая проблема байндинга связывания). Этот подход формулируется как гипотеза временной корреляции, согласно которой синхронная нейронная активность является общим механизмом представления стимулов в коре. Предполагается, что синхронизованность входных сигналов, приходящих на нейрон, порождает увеличение постсинаптического потенциала этого нейрона, в результате усиливая его импульсную активность. Таким образом, роль внимания может сводиться к повышению синхронизации работы нейронов, представляющих стимул в фокусе внимания, и десинхронизации этой активности относительно нейронов, представляющих отвлекающие стимулы. В последнее время получены данные, свидетельствующие о том, что повышение синхронизация в зрительной коре при внимании является следствием синхронизующего воздействия, исходящего от так называемого центрального управляющего элемента системы внимания, находящегося в префронтальной коре.