Publications
ПУБЛИКАЦИИ
Hypothesis about the role of random connections between the brain nerve cells
Гипотеза о роли случайных связей между нервными клетками мозга
Hypothesis about the role of random connections between the brain nerve cells
1981
Biophysics
1981
Биофизика
1981
Biophysics
V. 26, № 1, 153-157
V. 26, № 1, 153-157
Abstract
Abstract
АННОТАЦИЯ
АННОТАЦИЯ
It is proposed that molecular computers (МС) of neurons monitor the external physico-chemical situation bу cell surface receptors. This situation is created by mediators геleased from other neurons. DNA is proposed to contain not only the usuaI сеIl biochemistry function programs but also the programs for animaI behavior problem soIving. These latter programs аге used bу nеurоn МС in response to the mediator distribution pattern (MDP). This contrast chemicaI picture оп the nerve сеlI membrane is made by the nerve impulses. Different time-distribution of nerve impulses leads to different MDP's. This spacial decoding of impulse sequences takes place because nerve fiber branches have а different refractory period and а different calcium threshold for mediator releasing. MDP is used as а code number of the МС soIving probIems. The redundant coding by random selected MDP's is used for increasing reliability. Such MDP's саn bе built bу random branching of nerve fibers and thus mosaics of synapses differ from оnе individual tо аnоther. Thus аn extensive application of random connections does not prevent the effective work of the МС system.
Предположено, что молекулярные вычислительные машины (МВМ) нервных клеток ищут ответ на контрастные химические картины, создаваемые на их мембране порциями медиаторов. В процессе решения этих задач в нейронах используются открывающиеся при дифференцировке молекулярные программы поведения организма, записанные на ДНК наряду с обычными программами биохимической работы клетки. Ветвление нервных окончаний различные рефрактерность и пороговая концентрация Са2+ позволяют осуществить пространственное декодирование последовательностей нервных импульсов: различное распределение импульсов во времени дает
различные картины распределения медиаторов на поверхностной мембране нейрона. Эти картины служат кодом (номером) задач, решаемых МВМ. Предположено, что для повышения надежности осуществляется избыточное кодирование случайно выбранными картинками. Мозаики синапсов, создающие эти картинки, образуются случайным и поэтому различным у любых двух индивидуумов ветвлением нервных волокон. Таким образом объяснено, почему широкое использование в нервной системе случайных связей не мешает высокой эффективности ее работы.
Предположено, что молекулярные вычислительные машины (МВМ) нервных клеток ищут ответ на контрастные химические картины, создаваемые на их мембране порциями медиаторов. В процессе решения этих задач в нейронах используются открывающиеся при дифференцировке молекулярные программы поведения организма, записанные на ДНК наряду с обычными программами биохимической работы клетки. Ветвление нервных окончаний различные рефрактерность и пороговая концентрация Са2+ позволяют осуществить пространственное декодирование последовательностей нервных импульсов: различное распределение импульсов во времени дает
различные картины распределения медиаторов на поверхностной мембране нейрона. Эти картины служат кодом (номером) задач, решаемых МВМ. Предположено, что для повышения надежности осуществляется избыточное кодирование случайно выбранными картинками. Мозаики синапсов, создающие эти картинки, образуются случайным и поэтому различным у любых двух индивидуумов ветвлением нервных волокон. Таким образом объяснено, почему широкое использование в нервной системе случайных связей не мешает высокой эффективности ее работы.
It is proposed that molecular computers (МС) of neurons monitor the external physico-chemical situation bу cell surface receptors. This situation is created by mediators геleased from other neurons. DNA is proposed to contain not only the usuaI сеIl biochemistry function programs but also the programs for animaI behavior problem soIving. These latter programs аге used bу nеurоn МС in response to the mediator distribution pattern (MDP). This contrast chemicaI picture оп the nerve сеlI membrane is made by the nerve impulses. Different time-distribution of nerve impulses leads to different MDP's. This spacial decoding of impulse sequences takes place because nerve fiber branches have а different refractory period and а different calcium threshold for mediator releasing. MDP is used as а code number of the МС soIving probIems. The redundant coding by random selected MDP's is used for increasing reliability. Such MDP's саn bе built bу random branching of nerve fibers and thus mosaics of synapses differ from оnе individual tо аnоther. Thus аn extensive application of random connections does not prevent the effective work of the МС system.
chaimatics
Chaimatics
Discovery of links between the biology, physics and mathematics, and founding a new area of studies focused on computations in living systems are his life achievements. Efim Liberman gave the name of “Chaimatics” to this new area of science
I
DNA is the text of a code written for molecular computers of living cells. The notion of “Text” is intrinsically opposite to a random sequence of symbols, and it can exist only inside the system of language. In this case, it is a genetic language, which is isomorphic to a natural language
II
Computations conducted in a living cell are real physical actions, and free energy and time must be spent for completing them. As all living organisms are comprised of cells, this statement is applicable to any control processes implemented in the biosphere
III
Molecular computations are limited by the microscopic scale of a cell and inevitable impact of the computations on formulation of a problem begin solved. The Chaimatics grew from the recognition of the computation reality as the quantum mechanics grew from the recognition of the measurement reality.
IV
A cell creates а quantum computing tool for solving complex problems. This tool utilizes hypersound quanta, and uses the cell cytoskeleton as the computing environment. In such a computer, a price of elementary computation converges to the physical limit, which is Planck’s constant
Chaimatic's statements are simple, but they require a change in the traditional vision, rooted in scientific practice
Read a book
Chapter I
The journey of life in science
chaimatics
хаиматика
хаиматика
Итогом жизни в науке стало установление связей между биологией, физикой, математикой и новая область исследования, посвященная вычислениям в живых системах. Ефим Либерман дал имя новой науке: «Хаиматика»
I
ДНК – это текст программы для молекулярных компьютеров клеток. «Текст» по определению не случайная последовательность знаков и может существовать только внутри языковой системы. В данном случае это генетический язык, изоморфный естественному языку
II
Вычисление в живой клетке является реальным физическим действием и требует затрат свободной энергии и времени. Поскольку все живые организмы состоят из клеток, это относится ко всему управлению, которое осуществляется в биосфере
III
Молекулярные вычисления ограничены микроскопическим объемом клетки и принципиальной возможностью влияния вычисления на условия решаемой задачи: квантовая механика возникла из осознания реальности измерения, Хаиматика - из реальности вычисления
IV
Для решения сложных задач клетка создает устройство квантового вычисления, использующего кванты гиперзвука и клеточный цитоскелет, как вычисляющую среду. Цена вычисления в таком компьютере стремится к физическому пределу – постоянной Планка
Утверждения Хаиматики просты, но они требуют изменения традиционных представлений, принятых в научной практике
Читать книгу
Глава I
Как все начиналось
хаиматика