Нейросуперкомпьютерная парадигма

А.В. Савельев

Нейросуперкомпьютерная парадигма

научная статья УДК [007:572. 788]. 001.57 Страницы: 19-33

¹ к.филос.н., ст. науч. сотрудник, нач. патентного агентства «©Уникально честное патентование», науч. координатор постоянного семинара «Нейрофилософия», философский факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, уч. секретарь постоянного семинара «Управление знаниями» факультета государственного управления МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва)

Ключевые слова: нейросуперкомпьютер супернейрокомпьютер парадигма многопроцессорность экзоцитоз нейронов медиаторы гиперсетевой гиперсложность

Аннотация

Приведены результаты многолетних исследований автора по построению детальной многоаспектной содержательной модели экзоцитоза нейронов. Показано, что гиперсложность, которую детерминирует гиперсетевое построение логики процессов, позволяет говорить об их моделировании как о нейросуперкомпьютерной парадигме нейровычислений. Приведены образцы авторских запатентованных разработок нематематических многопроцессорных элементов нейросуперкомпьютеров, основанных на моделировании различных сторон экзоцитоза нейронов.

Для цитирования

Савельев А.В. Нейросуперкомпьютерная парадигма // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2017. № 5. С. 19–33.

Список источников

150 лет «Рефлексам головного мозга» / Сб. науч. трудов юбилейного симпозиума, посвященного изданию статьи И.М. Сеченова (коллективная научная монография) // Отв. редакторы: А.Ю. Алексеев, Ю.Ю. Петрунин, А.В. Савельев, Е.А. Янковская / Тех. редактор А.В. Савельев. М.: ИИнтелл. 2014. С. 204–219. http://www.aintell.info/elib/17.pdf
McCulloch W.S., Pitts W.H. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity // Bull. Math. Biophysics. 1943. № 5. P. 115–133.
Либерман E.A. Клетка как молекулярный компьютер (МКЦ). IV // Биофизика. 1974. Т. 19. С. 148.
De Robertis E.D.P., Franchi C.M. Electron microscope observation on synaptic vesicles in synapses of the retinal rods and cones // J. Biophysical and Biochemical Cytology. 1956. № 2. P. 307–318.
Савельев А.В. Образование упорядоченных структур в синаптической щели электрического синапса // Журнал проблем эволюции открытых систем. Алматы: Эверо. 2003. Т. 1. Вып. 5. С. 152–156.
Савельев А.В. О роли электрических синапсов в нервной ткани. Модель первого уровня // В сб.: «Нейроинформатика и ее применение». Красноярск. 2002. С. 116–119.
Terävänen H. Electron microscopic localization of cholinesterase in the rat myoneural junction // Histochemie. 1967. V. 10. P. 266–271.
Shute C.C.D., Lewis P.R. Cholinergic and monoaminergic systems of the brain // Nature. 1966. V. 212. P. 710–711.
Fonnum F. Strom-Mathisen T., Walberg F. Glutamate decarboxylase in inhibitory neurons: A study of the enzyme in Purkinje cell axons and boutons in cat // Brain Research. 1970. V. 20. P. 259–275.
Marchbanks R. M. The uptake of 14C-choline into synaptosomes in vitro // Biochem. J. 1968. V. 110. P. 533.
Whittaker V.P., Sheridan M.N. The morphology and acetylcholine content of isolated cerebral cortical synaptic vesicles // J. Neurochemistry. 1965. V. 12. P. 363–372.
Bacq Z.M. Chemical transmission of nerve impulses. A historical sketch. Oxford: Pergamon Press, 1995.
Mac Intoch F. C. Acetylcholine. Basic Neurochemistry. Boston: Little, Brown. 1976.
Hebb C. O., Krnjevic K., Silver A. Ach and cholinacetyltransferase in the diaphragm of the rat // J. Physology. 1964. V. 171. P. 504–513.
Lissak K. Liberation of Ach and adrenaline by stimulating isolated nerves // American J. Physiology, 1939. V. 127. P. 263–271.
Brooks V.B. The action of botulinum toxin on motor nerve filaments // J. Physology. 1954. V. 123. P. 501–515.
Mitchell J. F., Silber A. The spontaneous relase of acetylcholine from cerebral cortex // J. Physiology. 1963. V. 165. P. 98–116.
Савельев А.В. Моделирование систем клеток Реншоу // В сб. трудов VI Всерос. семинара «Моделирование неравновесных систем МНС-2003». 2003. С. 143–145.
Du A. et al. A novel role for synaptic acetylcholinesterase as an apoptotic deoxyribonuclease //Cell Discovery. 2015. Т. 1. P. 15002.
Савельев А.В. Концептуальная морфодинамическая пластичность дендритных синапсов в нейрокомпьютерных моделях // Материалы XIII Всерос. семинара «Нейроинформатика и ее приложения». Институт вычислительного моделирования СО РАН. Красноярск. 2005. С. 95–98.
Henderson Z. et al. Co-localization of PRiMA with acetylcholinesterase in cholinergic neurons of rat brain: an immunocytochemical study // Brain research. 2010. Т. 1344. P. 34–42.
Klaassens B.L. et al. Time related effects on functional brain connectivity after serotonergic and cholinergic neuromodulation // Human Brain Mapping. 2017. Т. 38. № 1. С. 308–325.
Gao J. et al. Roles of dopaminergic innervation of nucleus accumbens shell and dorsolateral caudate-putamen in cueinduced morphine seeking after prolonged abstinence and the underlying D1-and D2-like receptor mechanisms in rats // Journal of Psychopharmacology. 2013. Т. 27. № 2. P. 181–191.
Phillis J.W. The Pharmacology of Synapses: International Series of Monographs in Pure and Applied Biology: Zoology. Elsevier. 2013. Т. 43.
MacIntosh F.C. The role of vesicles in cholinergic systems //Synaptic Constituents in Health and Disease: Proceedings of the Third Meeting of the European Society for Neurochemistry, Bled, August 31st to September 5th. 1980. Elsevier. 2013. P. 11.
Suryanarayanan A. Acetylcholine. 2014. DOI: 10.1016/b978-0-12-386454-3.00218-9
Патент № 1645973 9 (РФ). Устройство для моделирования нейрона / А.В. Савельев, Н. А. Савельева, А. А. Колесников, А.Г. Жуков. 1991. БИ № 16.
Hutter O.F. A personal historic perspective on the role of chloride in skeletal and cardiac muscle // Physiological Reports. 2017. Т. 5. № 6. P. e13165.
Uchizono K. Excitation and inhibition: Synaptic morphology. Elsevier. 2013. 224 p.
Ye Z. et al. mGluR1 enhances efferent inhibition of inner hair cells in the developing rat cochlea // The Journal of Physiology. 2017.
Maruska K.P. et al. Localization of glutamatergic, GABAergic, and cholinergic neurons in the brain of the African cichlid fish, Astatotilapia burtoni // Journal of Comparative Neurology. 2017. Т. 525. № 3. С. 610–638.
Beierlein M. Synaptic mechanisms underlying cholinergic control of thalamic reticular nucleus neurons // The Journal of physiology. 2014. Т. 592. № 19. С. 4137–4145.
Патент № 1292494 (SU). Устройство для моделирования нейрона / А.В. Савельев. 1987.
Савельев А.В. Моделирование молекулярной многопроцессорности синаптического нейроэкзоцитоза нейрона // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2016. №2. С. 39–45.
Hayashi T. et al. Inhibition and excitation due to gamma-aminobutyric acid in the central nervous system // Nature. 1958. Т. 182. С. 1076–1077.
Bazemore A.W., Elliott K.A. C., Florey E. Isolation of factor I //Journal of neurochemistry. 1957. Т. 1. №. 4. С. 334–339.
Fredette B.J., Mugnaini E. The GABAergic cerebello-olivary projection in the rat // Anatomy and embryology. 1991. Т. 184. № 3. С. 225–243.
Buisseret‐Delmas C. et al. Brainstem efferents from the interface between the nucleus medialis and the nucleus interpositus in the rat // Journal of Comparative Neurology. 1998. Т. 402. № 2. С. 264–275.
Curtis D.R., Hösli L., Johnston G.A.R. A pharmacological study of the depression of spinal neurones by glycine and related amino acids // Experimental Brain Research. 1968. Т. 6. № 1. С. 1–18.
McKernan R.M., Whiting P.J. Which GABA A-receptor subtypes really occur in the brain? // Trends in neurosciences. 1996. Т. 19. № 4. С. 139–143.
Hamann T. et al. The Arabidopsis BODENLOS gene encodes an auxin response protein inhibiting MONOPTEROSmediated embryo patterning //Genes & development. 2002. Т. 16. № 13. С. 1610–1615.
Barakat L., Bordey A. GAT-1 and reversible GABA transport in Bergmann glia in slices // Journal of neurophysiology. 2002. Т. 88. № 3. С. 1407–1419.
Picciotto M. R. et al. Acetylcholine receptors containing the β2 subunit are involved in the reinforcing properties of nicotine // Nature. 1998. Т. 391. № 6663. С. 173–177.
Патент № 1329449 (SU). Устройство для моделирования нейрона / Т.А. Межецкая, Н.А. Савельева, А. В. Савельев, А.А. Колесников. 1987.

Полный текст, PDF 350 ₽

[1] 150 лет «Рефлексам головного мозга» / Сб. науч. трудов юбилейного симпозиума, посвященного изданию статьи И.М. Сеченова (коллективная научная монография) // Отв. редакторы: А.Ю. Алексеев, Ю.Ю. Петрунин, А.В. Савельев, Е.А. Янковская / Тех. редактор А.В. Савельев. М.: ИИнтелл. 2014. С. 204–219. http://www.aintell.info/elib/17.pdf

[2] McCulloch W.S., Pitts W.H. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity // Bull. Math. Biophysics. 1943. № 5. P. 115–133.

[3] Либерман E.A. Клетка как молекулярный компьютер (МКЦ). IV // Биофизика. 1974. Т. 19. С. 148.

[4] De Robertis E.D.P., Franchi C.M. Electron microscope observation on synaptic vesicles in synapses of the retinal rods and cones // J. Biophysical and Biochemical Cytology. 1956. № 2. P. 307–318.

[5] Савельев А.В. Образование упорядоченных структур в синаптической щели электрического синапса // Журнал проблем эволюции открытых систем. Алматы: Эверо. 2003. Т. 1. Вып. 5. С. 152–156.

[6] Савельев А.В. О роли электрических синапсов в нервной ткани. Модель первого уровня // В сб.: «Нейроинформатика и ее применение». Красноярск. 2002. С. 116–119.

[7] Terävänen H. Electron microscopic localization of cholinesterase in the rat myoneural junction // Histochemie. 1967. V. 10. P. 266–271.

[8] Shute C.C.D., Lewis P.R. Cholinergic and monoaminergic systems of the brain // Nature. 1966. V. 212. P. 710–711.

[9] Fonnum F. Strom-Mathisen T., Walberg F. Glutamate decarboxylase in inhibitory neurons: A study of the enzyme in Purkinje cell axons and boutons in cat // Brain Research. 1970. V. 20. P. 259–275.

[10] Marchbanks R. M. The uptake of 14C-choline into synaptosomes in vitro // Biochem. J. 1968. V. 110. P. 533.

[11] Whittaker V.P., Sheridan M.N. The morphology and acetylcholine content of isolated cerebral cortical synaptic vesicles // J. Neurochemistry. 1965. V. 12. P. 363–372.

[12] Bacq Z.M. Chemical transmission of nerve impulses. A historical sketch. Oxford: Pergamon Press, 1995.

[13] Mac Intoch F. C. Acetylcholine. Basic Neurochemistry. Boston: Little, Brown. 1976.

[14] Hebb C. O., Krnjevic K., Silver A. Ach and cholinacetyltransferase in the diaphragm of the rat // J. Physology. 1964. V. 171. P. 504–513.

[15] Lissak K. Liberation of Ach and adrenaline by stimulating isolated nerves // American J. Physiology, 1939. V. 127. P. 263–271.

[16] Brooks V.B. The action of botulinum toxin on motor nerve filaments // J. Physology. 1954. V. 123. P. 501–515.

[17] Mitchell J. F., Silber A. The spontaneous relase of acetylcholine from cerebral cortex // J. Physiology. 1963. V. 165. P. 98–116.

[18] Савельев А.В. Моделирование систем клеток Реншоу // В сб. трудов VI Всерос. семинара «Моделирование неравновесных систем МНС-2003». 2003. С. 143–145.

[19] Du A. et al. A novel role for synaptic acetylcholinesterase as an apoptotic deoxyribonuclease //Cell Discovery. 2015. Т. 1. P. 15002.

[20] Савельев А.В. Концептуальная морфодинамическая пластичность дендритных синапсов в нейрокомпьютерных моделях // Материалы XIII Всерос. семинара «Нейроинформатика и ее приложения». Институт вычислительного моделирования СО РАН. Красноярск. 2005. С. 95–98.

[21] Henderson Z. et al. Co-localization of PRiMA with acetylcholinesterase in cholinergic neurons of rat brain: an immunocytochemical study // Brain research. 2010. Т. 1344. P. 34–42.

[22] Klaassens B.L. et al. Time related effects on functional brain connectivity after serotonergic and cholinergic neuromodulation // Human Brain Mapping. 2017. Т. 38. № 1. С. 308–325.

[23] Gao J. et al. Roles of dopaminergic innervation of nucleus accumbens shell and dorsolateral caudate-putamen in cueinduced morphine seeking after prolonged abstinence and the underlying D1-and D2-like receptor mechanisms in rats // Journal of Psychopharmacology. 2013. Т. 27. № 2. P. 181–191.

[24] Phillis J.W. The Pharmacology of Synapses: International Series of Monographs in Pure and Applied Biology: Zoology. Elsevier. 2013. Т. 43.

[25] MacIntosh F.C. The role of vesicles in cholinergic systems //Synaptic Constituents in Health and Disease: Proceedings of the Third Meeting of the European Society for Neurochemistry, Bled, August 31st to September 5th. 1980. Elsevier. 2013. P. 11.

[26] Suryanarayanan A. Acetylcholine. 2014. DOI: 10.1016/b978-0-12-386454-3.00218-9

[27] Патент № 1645973 9 (РФ). Устройство для моделирования нейрона / А.В. Савельев, Н. А. Савельева, А. А. Колесников, А.Г. Жуков. 1991. БИ № 16.

[28] Hutter O.F. A personal historic perspective on the role of chloride in skeletal and cardiac muscle // Physiological Reports. 2017. Т. 5. № 6. P. e13165.

[29] Uchizono K. Excitation and inhibition: Synaptic morphology. Elsevier. 2013. 224 p.

[30] Ye Z. et al. mGluR1 enhances efferent inhibition of inner hair cells in the developing rat cochlea // The Journal of Physiology. 2017.

[31] Maruska K.P. et al. Localization of glutamatergic, GABAergic, and cholinergic neurons in the brain of the African cichlid fish, Astatotilapia burtoni // Journal of Comparative Neurology. 2017. Т. 525. № 3. С. 610–638.

[32] Beierlein M. Synaptic mechanisms underlying cholinergic control of thalamic reticular nucleus neurons // The Journal of physiology. 2014. Т. 592. № 19. С. 4137–4145.

[33] Патент № 1292494 (SU). Устройство для моделирования нейрона / А.В. Савельев. 1987.

[34] Савельев А.В. Моделирование молекулярной многопроцессорности синаптического нейроэкзоцитоза нейрона // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2016. №2. С. 39–45.

[35] Hayashi T. et al. Inhibition and excitation due to gamma-aminobutyric acid in the central nervous system // Nature. 1958. Т. 182. С. 1076–1077.

[36] Bazemore A.W., Elliott K.A. C., Florey E. Isolation of factor I //Journal of neurochemistry. 1957. Т. 1. №. 4. С. 334–339.

[37] Fredette B.J., Mugnaini E. The GABAergic cerebello-olivary projection in the rat // Anatomy and embryology. 1991. Т. 184. № 3. С. 225–243.

[38] Buisseret‐Delmas C. et al. Brainstem efferents from the interface between the nucleus medialis and the nucleus interpositus in the rat // Journal of Comparative Neurology. 1998. Т. 402. № 2. С. 264–275.

[39] Curtis D.R., Hösli L., Johnston G.A.R. A pharmacological study of the depression of spinal neurones by glycine and related amino acids // Experimental Brain Research. 1968. Т. 6. № 1. С. 1–18.

[40] McKernan R.M., Whiting P.J. Which GABA A-receptor subtypes really occur in the brain? // Trends in neurosciences. 1996. Т. 19. № 4. С. 139–143.

[41] Hamann T. et al. The Arabidopsis BODENLOS gene encodes an auxin response protein inhibiting MONOPTEROSmediated embryo patterning //Genes & development. 2002. Т. 16. № 13. С. 1610–1615.

[42] Barakat L., Bordey A. GAT-1 and reversible GABA transport in Bergmann glia in slices // Journal of neurophysiology. 2002. Т. 88. № 3. С. 1407–1419.

[43] Picciotto M. R. et al. Acetylcholine receptors containing the β2 subunit are involved in the reinforcing properties of nicotine // Nature. 1998. Т. 391. № 6663. С. 173–177.

[44] Патент № 1329449 (SU). Устройство для моделирования нейрона / Т.А. Межецкая, Н.А. Савельева, А. В. Савельев, А.А. Колесников. 1987.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи